JPS5918369Y2 - 電子走査式レ−ダ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電子走査空中線を使用した電子走査式レーダ装
置に係り、特にレーダ指示器画面上におけるコラプシン
グ損失を減少させるように空中線ビーム走査を制御する
ように改良した装置に関する。

一般にレーダにおいては、使甫ビーム幅が狭い方が目標
捜索の精度が高くなり好都合である。

このように幅の狭いビーム、いわゆるペンシルビームに
より空間を走査する電子走査式のレーダ空中線は、方位
方向および高低方向の両方とも電子的に走査されるかあ
るいはいずれか一方向のみ電子的に走査され他方向は機
械的に走査される。

第１図、第２図はフェーズドアレイ空中線１１が方位方
向へは機械的に走査され、高低方向へは電子的に走査さ
れることによって方位方向３６０°を捜索覆域とする例
を示す。

この場合、第１図ａに示すビーム走査は空中線の機械的
回転に伴って方位方向へ回転しながら電子的ビーム制御
により同図すまたはＣに示すように単位方位角△θの移
動毎に一定の高低角内を鋸歯状または三角形状に往復す
る。

また第２図ａに示すビーム走査は空中線の機械的回転に
伴って方位方向へ回転しながら電子的ビーム制御により
同図すに示すように高低角が一定方向へ次第に移動する
、いわゆるらせん状走査である。

なお、第１図、第２図においてハツチング部Ａはある時
刻におけるペンシルビームの断面を表わし、Ｂはビーム
走査すべき空間覆域を表わす。

ところでビーム走査の速度は、レーダの信号検知、処理
に必要なビーム幅当りのヒツト数が得られるようにすれ
ばよいが、走査すべき空間の覆域を走査する時間（テ゛
−タレート）も早くしたいという要求もある。

このような要求にしたがって第１図のビーム走査におい
ては方位方向のビームの重なりの程度が第３図ａに示す
ような必要最小限になるような速度で走査することが多
い。

この場合、図示ハツチング部分に目標が存在していると
すれば、ビーム走査により得られるレーダ情報がＰＰＩ
（ＰｌａｎＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ
の略）指示器により表示されると例えば第３図Ｃに示す
ようになる。

即ち雑音は放射状の針状輝線となり、エコーは１本ある
いは数本の強い輝線の集団となって見える。

ここでレーダエコービデオ部分を拡大すると第３図すに
示すようになる。

つまり単位方位角△θ毎にそれぞれ約Ｎ個のヒツトパル
スが順次得られるが、前述したような不連続的な方位走
査に伴って得られるそれぞれＮ個のヒツトパルスにより
なる各ヒツトパルス群相互間には一定の時間間隔が存す
るので指示器螢光面における輝点残留時間の積分がなさ
れない。

即ち上記したようなビーム走査においては、ビームパタ
ーン、走査パターン、走査速度等に起因して目標エコー
パルスのとぎれが方位方向で発生し、通常のファンビー
ムを有する捜索レーダに比べてレーダ指示器面上のコラ
プシング損失が増大し、方位方向でレーダ探知距離が部
分的に減少する。

このような現象は第１図Ｃに示したビーム走査において
も発生する。

これに対して第２図のビーム走査においては、第４図ａ
に示すように高低方向で目標エコーパルスのとぎれが発
生し、Ｃスコープ指示面上のエコービテ゛オ画像は第４
図すに示すように針状になり、高低方向でコラプシング
損失が増大する。

なお第１図のビーム走査に対してＰＰＩ表示に代えＢス
フ−１表示をする場合、また第２図のビーム走査に対し
てレーダエコーの距離成分をＢスフ−１表示する場合に
も上述したようにエコー像は針状に表示される欠点があ
る。

上記したような欠点があるのにペンシルビームを使用す
る理由は、主として捜索中追随（所謂トラックワイルス
キャン）や用途を切換えることのできる多機能レーダ等
に適しているがらである。

本考案は上記の事情に鑑みてなされたもので、空中線走
査ビームにウオブリング（ビーム位置偏位）を与えるこ
とによって目標エコーパルスのとぎれ現象を防止し、コ
プラプシング損失の増大を防止し得る電子走査式レーダ
装置を提供するものである。

以下図面を参照して本考案の一実施例を詳細に説明する
。

第５図において５１は電子走査空中線であり、方位方向
へは例えば空中線駆動部５２により機械的に回転駆動さ
れる。

上記空中線５１は、例えばフェーズドアレイ空中線より
なり、方位用電子走査信号発生器５３および高低用電子
走査信号発生器５４からそれぞれ供給される方位走査信
号ａおよび高低走査信号すにより方位方向および高低方
向のビーム走査が制御される。

上記方位走査信号ａは例えば第６図ａに示すように時間
の経過（換言すれば空中線機械軸の回転角つまり空中線
５１の方位角に相当する。

）に対しである一定値を中心に小さな周期で微少振幅ｄ
の鋸歯状波が重畳されたような角度テ゛−夕を有する。

また前記高低走査信号は例えば第６図すに示すように時
間の経過に対して一定周期で且つ一定振幅りの鋸歯状波
が繰り返すような角度データを有する。

したがって上記空中線５１のビーム走査は機械的方位方
向走査に電子的微少走査振動が加味される。

この振動の大きさ、即ちウオブリングの大きさく角度位
置偏位）は高低角の走査の周期に相的する時間に空中線
５１が機械的に走査される方位角の量△θ（第６図す参
照）に対応する方位角データｄ（前記鋸歯状波の振幅に
相当する。

第６図ａ参照。

）を目安とし、ウオブリングの速度はレーダに必要なビ
ーム幅当りのパルスヒラ１〜数Ｎ個にほぼ等しいパルス
数を得る時間内に前記△θだけ方位角が進むように設定
することが望ましい。

したがって第７図ａに示すようなビーム走査パターンか
′得られ、目標エコーパルスは第７図すに示すように方
位方向にほは゛一定間隔に並ぶヒツトパルス列を含むよ
うになる。

一方、前記空中線５１の機械軸の機械的回転角が例えば
シャフトエンコーダ５５により検出されて方位角テ゛−
夕が発生する。

このテ゛−夕はデータコード変換回路５６により前記走
査信号と同様のコードに変換されて演算回路５７に導か
れる。

この演算回路５７には前記方位用電子走査信号発生器５
３の方位走査信号出力が導かれ、ここで両人力が加算さ
れ、第６図Ｃに示すような指示器方位角テ′−タ出力が
得られる。

このテ゛−タ出力はＤ／Ａ（テ゛ジタル／アナログ）変
換器５８に導かれてアナログ変換される。

このアナログ出力により正弦波、余弦波発生回路５９が
駆動され、指示器６０のブラウン管６１の方位走査に必
要な信号が生成される。

したがってここで生成される正弦波信号、余弦波信号は
それぞれウオブリングが重畳されている。

そして掃引発生器６２は上記正弦波信号、余弦波信号に
対して距離方向走査に必要な鋸歯状波信号を発生して重
畳して掃引信号を生成する。

この掃引信号は掃引増幅器６３により増幅されて指示器
６０の例えば偏向ヨーク６４に供給され、ブラウン管６
１の電子ビームはＰＰＩ掃引される。

なおブラウン管６１の輝度入力としては空中線５１の受
信出力を受信処理するレーダ受信機（図示せず）のレー
ダエコーの距離はビテ゛オ出力が導かれる。

したがって指示器６０では空中線５１のビーム走査のウ
オブリングに対応するように電子ビームが偏向制御され
るので、エコービデオの方位角位置は正確に表示される
。

そして空中線ビームのウオブリングによりエコービデオ
のとぎれ現象が発生しなくなっている。

なお」−記実施例はＰＰＩ表示を行う場合について説明
したが、Ｄ／Ａ変換器５８の出力信号を用いてＸ軸方向
が方位、Ｙ軸方向が距離を表わす直交座標式のＢスコー
プのための掃引信号にウオブリングを与えるようにして
もよい。

なお、前記ウオブリングの波形は上述した鋸歯状波に限
らず三角波、正弦波５階段波など種種採用でき、階段波
の場合はそのステップ数を選定することにより方位方向
のヒツトパルス配列を変えることができる。

例えばＮヶのヒツトパルスを３ステツプで方位角△θを
走査する階段波を採用すれば第８図に示すようにヒツト
パルス配列が得られる。

また上記実施例は第１図に示したようなビーム走査にウ
オブリングを与えたが、第２図に示したようなビーム走
査にウオブリングを与えることによって高低方向におけ
る目標エコーパルスのとぎれ現象を防止することができ
る。

この場合には方位走査信号の角度テ゛−夕は一定とし、
高低走査信号の角度テ゛−夕にウオブリングを付与し、
このウオブリングを有する高低角テ゛−夕を前記Ｄ／Ａ
変換器５８に導くようにすればよい。

したがってこの場合に、レーダ受信機で目標ビデオの距
離テ゛−タと共に抑角データが得られ、この抑角データ
かブラウン管６１の輝度入力として導かれば、回転方向
に方位が表わされ、半径方向に抑角が表わされる極座標
式のＣスコープ表示が得られる。

なお前記ウオブリングを有する高低角テ゛−夕を用いて
直交座標式のＣスコープ表示（Ｘ軸方向が方位、Ｙ軸方
向が抑角。

）のためのウオブリングを有する掃引信号を発生させる
ことによって直交座標式のＣスコープ表示を行うように
してもよい。

また電子走査空中線を方位方向にも電子的に走査する場
合にも本考案を適用できる。

本考案は上述したように、走査ビームにウオブリングを
与えることによって目標エコーパルスのとぎれ現象を防
止しコラプシング損失の増大を防止し得る電子走査式レ
ーダ装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｌ）、ｃおよび第２図ａ、ｌ）はそれぞれ従
来のビーム走査パターンの異なる例を説明するために示
す図、第３図ａ、ｌ）、ｃは第１図すのビーム走査パタ
ーンと目標エコーパルスとＰＰＩ指示面のエコービデオ
画像との関係を説明するために示す図、第４図ａ、ｌ）
は第２図のビーム走査パターンに対応する目標エコーパ
ルスとＣスコープ指示面のエコービテ゛オ画像との関係
を説明するために示す図、第５図は本考案に係る電子走
査式レーダ装置の一実施例を示すブロックダイヤグラム
、第６図ａ、ｌ）、ｃは第５図の各部信号を説明するた
めに示す図、第７図ａ、ｌ）、ｃは第５図のレーダのビ
ーム走査パターンと目標エコーパルスとＰＰＩ指示器の
エコービテ゛オ画像との関係を説明するために示す図、
第８図は第５図のレーダ装置においてウオブリング波形
を階段波にした場合の目標エコーパルスを説明するため
に示す図である。 ５９・・・・・・正弦波、余弦波発生回路、６０・・・
・・・指示器、６１・・・・・・ブラウン管、６２・・
・・・・掃引発生器。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）電子走査空中線により捜索すべき空間覆域に対し
   て目標から所定数のパルスヒツトを得るに必要なビーム
   幅をもって前記覆域を順次走査し、レーダエコービテ゛
   オを得て指示器面上に表示する電子走査式レーダ装置に
   おいて、電子走査空中線におけるレーダビーム走査を電
   子的に制御して走査ビームにウオブリングを与える空中
   線制御手段と、この手段により与えられたビーム走査角
   のウオブノングに対応して前記指示器の掃引信号にウオ
   ブノングを与える掃引制御手段とを具備することを特徴
   とする電子走査式レーダ装置。
2. （２）前記電子走査空中線は、方位方向走査における単
   位方位角範囲内で所定の高低角範囲を往復するようにビ
   ームを走査させ、空中線制御手段は前記所定の数のパル
   スヒツトにほぼ等しい数のパルスを得る時間内にほは゛
   空中線のビーム幅かそれ以内の角度幅に相当する方位方
   向のウオブリングを空中線ビームに与えるようなウオブ
   リングデータを発生させて空中線に与え、掃引制御手段
   は上記ウオブリングテ゛−夕を用いてＰＰＩ掃引信号ま
   たはＢスコープ掃引信号にウオブリングを与えるように
   してなることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の電子走査式レーダ装置。
3. （３）前記電子走査空中線は方位方向走査と共に高低角
   が次第に変化し捜索すべき空間覆域をスパイラル状にビ
   ーム走査し、空中線制御手段は前記所定の数のパルスヒ
   ツトにほぼ等しい数のパルスを得る時間内にほは゛空中
   線のビーム幅がそれ以内の角度幅に相当する高低方向の
   ウオブリングを与えるようなウオブリングテ゛−夕を発
   生させて空中線に与え、掃引制御手段は上記ウオブリン
   グデータを用いてＣスコープ掃引信号にウオブリングを
   与えるようにしてなることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の電子走査式レーダ装置。