JPS60120272A - Monopulse detecting system - Google Patents

Monopulse detecting system

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JPS60120272A
JPS60120272A JP22552683A JP22552683A JPS60120272A JP S60120272 A JPS60120272 A JP S60120272A JP 22552683 A JP22552683 A JP 22552683A JP 22552683 A JP22552683 A JP 22552683A JP S60120272 A JPS60120272 A JP S60120272A
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JP
Japan
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difference
monopulse
detection system
array
sum
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JP22552683A
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Japanese (ja)
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ゴードン、ジヨン、ハルフオード
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UK Secretary of State for Defence
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UK Secretary of State for Defence
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、モノパルス追跡を行なう能動的又は受動的検
出システムに使う検出器配列に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a detector arrangement for use in active or passive detection systems with monopulse tracking.

普通のモノパルス追跡システムは、検出器の配列のビー
ム内に物標の位置を定めるのに6つのチャネルを必要と
する。互いに直交する2方向で片寄った物標の情報を与
えるには2つの信号差チャネルが必要である。和チャネ
ルは振幅情報を与える。これ等の差信号の大きさ及び符
号を和信号と比較することによりこの場合ビームの中心
に対する物標の位置を与える。
A typical monopulse tracking system requires six channels to locate the target within the beam of the detector array. Two signal difference channels are required to provide information about a target that is offset in two mutually orthogonal directions. The sum channel gives amplitude information. Comparing the magnitude and sign of these difference signals with the sum signal then provides the position of the target relative to the center of the beam.

本発明の目的は、物標の位置を定めるのに2つのチャネ
ルだけを必要としと(に円形配列に適切す別の形式のモ
ノパルス検出システムを提供しようとするにある。
It is an object of the invention to provide an alternative type of monopulse detection system which requires only two channels to determine the position of a target and which is suitable for circular arrays.

本発明は、0)受は取られるエネルギーに応答する検出
器の平らな配列と、(ロ)前記検出器の全部からの出力
の全部をいっしょに加算する和チャネルと、(ハ)物標
の位置を誘導する誘導手段とを備えた、物標から受け取
るエネルギーを検出するモノパルス検出システムにおい
て、前記各検出器の出力に、前記配列の平面内の前記各
検出器の角度位置に従って0ないし2π又はその整数倍
の範囲内で直線形の一定のポーラ−位相遅れを加え、又
このようにして形成された積信号をいっしょに加算する
1つだけの差チャネルを設け、前記物標の位置を誘導す
る誘導手段が、和チャネル及び差チャネルからの各出力
の比較を使用するようにしたモノパルス検出システムに
ある。
The present invention comprises: 0) a flat array of detectors responsive to the energy received; (b) a summation channel that adds together all of the outputs from all of said detectors; and (c) a target object. a monopulse detection system for detecting energy received from a target object, with guidance means for guiding the position, wherein the output of each said detector has a value between 0 and 2π or according to the angular position of each said detector in the plane of said array. Adding a linear constant polar phase delay within an integer multiple thereof and providing only one difference channel for adding together the product signals thus formed to guide the position of said target. There is a means for inducing this in the monopulse detection system using a comparison of the respective outputs from the sum and difference channels.

すなわち本発明は、一方は和ビームを生じ他方は差ビー
ムを生ずる2つのチャネルを必要とするだけである。こ
の場合相対振幅にまり物標の角度片寄りを定め、相対位
相により配列の面に投射されるこの片寄りの方向を定め
る。
That is, the present invention requires only two channels, one producing the sum beam and the other producing the difference beam. In this case, the relative amplitude determines the angular offset of the target, and the relative phase determines the direction of this offset projected onto the plane of the array.

配列は、たとえば各検出器を長方形格子のすきまに位置
させることにより検出器の分布を一様にする。しかしシ
ステム全体の複雑さを減らすように、本発明は又、選定
した検出器を一様な配列から除(薄くした配列に適用で
きる。
The array provides a uniform distribution of detectors, for example by placing each detector in the interstices of a rectangular grid. However, to reduce overall system complexity, the present invention can also be applied to thinned arrays in which selected detectors are removed from uniform arrays.

好適とする構成においては配列は、導波′gアパーチャ
ー(waveguide aperture )、ダイ
ポール又は無線周波エイ・ルギーの放射及び受取り用の
同様な素子から成っている。この受取り中に各素子は、
物標により放出される又は反射されるエネルギーを増幅
し又は低周波に変換し或はこれ等の両方を行なう受信機
に接続される。次(・で各別の出力を、ビーム・ステイ
ヤリング(beam steering )に使う選択
できる位相遅れを通過されるのがよい。
In a preferred arrangement, the array consists of a waveguide aperture, dipole or similar element for emitting and receiving radio frequency energy. During this reception, each element
It is connected to a receiver that amplifies and/or converts the energy emitted or reflected by the target to a lower frequency. Next, each separate output may be passed through a selectable phase delay used for beam steering.

各別の位相遅れ出力は、直接加算され又和ビームを形成
し、又固定ポーラ−位相遅れ(poiarphase 
dθ:1ay )を適用した後に加算し差ビームを形成
する。
The separate phase-delayed outputs are directly summed to form a sum beam, and fixed polar-phase-delayed (poiaphase)
dθ:1ay) is applied and then added to form a difference beam.

選定自在な位相遅れを零にセットすると、和ビーム及び
差ビームは配列の平面に対する法線のまわりに円対称に
なり、それぞれ中央ピーク及び中央ナルを生ずる。配列
内の各素子の位置に直線的に依存する位相遅れを加える
ことにより、位相面が配列の面に対し傾くことによって
ビームのステイヤリングを行なう。
When the selectable phase delay is set to zero, the sum and difference beams are circularly symmetrical about the normal to the plane of the array, resulting in a central peak and central null, respectively. By adding a phase delay that is linearly dependent on the position of each element in the array, beam steering is achieved by tilting the phase front with respect to the plane of the array.

本システムには、物標を和ビームの軸綴上に保つように
、和ビーム及び差ビームを自動的にステイヤリングする
回路を設けである。
The system is equipped with a circuit that automatically steers the sum and difference beams to keep the target on the axis of the sum beam.

和ビーム及び差ビームの両方の放射パターンのサイドロ
ーゾは、重みづげ回路内で2つのチャネルに各信号の加
算を実施することにより減衰させられる。この重みづげ
回路においては、各検出器出力は配列の中心からの検出
器の距離の関数として重みづけされる。
The side loso of the radiation patterns of both the sum and difference beams is attenuated by performing the summation of each signal on the two channels in a weighting circuit. In this weighting circuit, each detector output is weighted as a function of the detector's distance from the center of the array.

差チャネル内で受信機出力に加えられる一定のQ −−
9πポーデー位相遅れは、受信機を差チャネル加算回路
に接続する適当な長さの伝送線により導入される。
Constant Q added to the receiver output in the difference channel
A 9π Pauday phase delay is introduced by an appropriate length of transmission line connecting the receiver to the difference channel summing circuit.

以下本発明モノパルス検出システムの実施例を添付図面
について詳細に説明する。
Embodiments of the monopulse detection system of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

モノパルス検出システムは、反射器に給電する方形の4
個のホーンアンテナを使うことにより起った。第1図に
示した代表的構成においては4個の長方形ホーンAX 
B、O,Dを反射器Rの軸線に治って位置させである。
The monopulse detection system consists of a rectangular 4
This was caused by using multiple horn antennas. In the typical configuration shown in Figure 1, four rectangular horns AX
B, O, and D are aligned with the axis of the reflector R.

これ等のホー。ンから受け取る各信号はそれぞれ加算及
び減算され次のように和信号S及び2つの差信号ΔX、
Δyを生ずる。
These ho. The signals received from the input terminals are respectively added and subtracted to form a sum signal S and two difference signals ΔX,
yields Δy.

5=A−1−B−1−C−1−D ΔX= (A−1−D )−(B+C)Δy=(A+B
 )−(C!+D ) 差信号ΔX1Δyの大きさ及び符号を和信号Sと比較す
ることにより、アンテナ系に接続した方位角及び仰角サ
ーボモータが適当な方向に駆動さへ差信号を零にし物標
の軌道をこのように保つ。
5=A-1-B-1-C-1-D ΔX= (A-1-D )-(B+C) Δy=(A+B
)-(C!+D) By comparing the magnitude and sign of the difference signal ΔX1Δy with the sum signal S, the azimuth and elevation servo motors connected to the antenna system are driven in an appropriate direction and the difference signal is made zero. Keep the target trajectory like this.

各別のΔX及びΔy信号チャネルを持つこのシステムは
、集中送信機と無線周波給電線回路網を持つ各受信機と
を使う普通のアンテナ配列に採用され、和信号と2つの
差信号とを分離する。給電線回路網は通常水平方向及び
垂直方向に配置されるから、各別の直角座標のΔX及び
Δy差信号チャネルを設けると論理的構成になる。しか
しこのことは、配列内の各素子又は小さな素子群が各別
の受信機と協働する電子走査能動配列ではもはや必要が
ない。この場合工F処理又はディジタル処理により位相
ずれを提供することが可能である。このような処理では
任意所望の位相の2つ又はそれ以上の出力が信号対雑音
比の損失を伴わないで各受信機から得られる。
This system, with separate ΔX and Δy signal channels, is employed in a conventional antenna array using a centralized transmitter and each receiver with a radio frequency feedline network to separate the sum signal and the two difference signals. do. Since feeder networks are typically arranged horizontally and vertically, it is a logical arrangement to provide separate Cartesian ΔX and Δy difference signal channels. However, this is no longer necessary in electronically scanned active arrays where each element or small group of elements in the array cooperates with each separate receiver. In this case, it is possible to provide the phase shift by mechanical processing or digital processing. With such processing, two or more outputs of any desired phase are obtained from each receiver without loss of signal-to-noise ratio.

第2図は、全体又は部分的にアンテナ素子Bを詰めた円
形又は非円形の平らなアンテナ配列Aを示す。各アンテ
ナ素子Bは、協働するスイッチS工、S2、S3がそれ
ぞれ下部位置(図示の位置)にあるか上部位置にあるか
に従って送信機1又は受信機2に接続される。
FIG. 2 shows a circular or non-circular flat antenna array A filled in whole or in part with antenna elements B. FIG. Each antenna element B is connected to a transmitter 1 or a receiver 2 depending on whether the associated switch S, S2, S3 is in the lower position (the position shown) or in the upper position, respectively.

送信中に送信機1からの電力は、分割器3を介して各移
相器4により全部の放射アンテナ素子Bに送られる。各
移相器4からの出力は、選択増幅器5を介しアンテナ素
子Bに送られる。受信中に分周器3を使い各移相器4及
び入カフを介し局部発振器6用の電力を受信機2内の無
線周波ミクサに送る。アンテナ素子Bに受け取られる信
号は、各受信機20入力8に送られる。各受信機2では
各人力8は、受信機出力9でIF周波数信号にダウン・
コンバー) (down−convert )される。
During transmission, power from the transmitter 1 is sent via a divider 3 to all radiating antenna elements B by a respective phase shifter 4. The output from each phase shifter 4 is sent to antenna element B via a selection amplifier 5. During reception, the frequency divider 3 is used to send power for the local oscillator 6 to the radio frequency mixer in the receiver 2 via each phase shifter 4 and input cuff. The signal received by antenna element B is sent to each receiver 20 input 8. In each receiver 2 each human power 8 is down to the IF frequency signal at the receiver output 9.
down-convert.

送受信の両方に対し最高利得の方向すなわち主ビームの
方向は移相器4の設定により制御される。
The direction of the highest gain for both transmission and reception, that is, the direction of the main beam, is controlled by the setting of the phase shifter 4.

普通のアンテナ系では各受信機2からの出力信号は、第
6図に示すように処理され、6つのIP出力io、11
.12を生ずる。和信号出力11(Sに相当する)に対
しては全部の受信、礪出力9は、これ等を加算した場合
に抵抗器回路網Fへの互に等しい径路長さを持つ。多く
の場合にアンテナ素子13によりアンテナ配列Aの縁部
に向い受け取られる信号は、アンテナ感度パターンの側
部ローブを抑制するように付加的な抵抗性減衰を持つ。
In a normal antenna system, the output signal from each receiver 2 is processed as shown in FIG.
.. yields 12. For the sum signal output 11 (corresponding to S), all the received and sum outputs 9 have mutually equal path lengths to the resistor network F when added together. Signals received by antenna elements 13 toward the edges of antenna array A in many cases have additional resistive attenuation to suppress side lobes of the antenna sensitivity pattern.

方位角信号出力10(ΔXK相当する)に対してアンテ
ナ配列Aの中心線14の左方の全部のアンテナ素子から
の信号は、回路網F′2の右側の信号に逆位相で加算さ
れる。すなわち各受信機出力9からの信号は、関連する
アンテナ素子Bがそれぞれアンテナ配列の中心線14の
左方が右方かに従って0又はπラジアンにセットされる
位相遅れ15を経℃回路網F2に送られる。同様に仰角
信号出力12(Δyに相当する)に対してアンテナ配列
の中心線16の上方の各アンテナ素子からの信号は回路
網F3の下方の信号に逆位相で加算される。各受信機出
力9からの信号は、関連するアンテナ素子がそれぞれ中
6u線16の上方にあるか下方にあるかに従っ”co又
はπラジアンにセットされる位相遅れ17を経て回路網
F3に送られる。これ等の差出力10.12では共に、
各中心線14.16と共にアンテナ配列Aの中Iしがら
の個個の素子の距離に従って抵抗器17′又は抵抗器1
8の適当な選択により個個の信号振幅を減衰させ又は重
みづけすることによって低い側部ローゾが得られる。
The signals from all antenna elements to the left of the centerline 14 of antenna array A with respect to the azimuth signal output 10 (corresponding to ΔXK) are added in antiphase to the signals to the right of network F'2. That is, the signal from each receiver output 9 is transmitted to a network F2 through a phase delay 15, which is set to 0 or π radians depending on whether the associated antenna element B is to the left or to the right of the centerline 14 of the antenna array, respectively. Sent. Similarly, for the elevation signal output 12 (corresponding to Δy), the signals from each antenna element above the centerline 16 of the antenna array are added in opposite phase to the signals below network F3. The signal from each receiver output 9 is sent to network F3 via a phase delay 17 set to ``co or π radians depending on whether the associated antenna element is above or below the middle 6u line 16, respectively. For these difference outputs 10.12, both
Resistor 17' or resistor 1 according to the distance of each individual element in antenna array A with each center line 14.16
A low lateral loso is obtained by attenuating or weighting the individual signal amplitudes by appropriate selection of 8.

次で6つの工F出力io、11.12の信号は、3つの
互いに同じチャネルで処理することができる。最後に距
離ケ9−トによる公知の方法での隔離後に、各差チャネ
ル内の信号の位相及び振幅は、和チヤネル内の信号の位
相及び振幅と比較され、水平方向及び垂直方向におげろ
物標の角度片寄りを定める。
Next, the six outputs io, 11.12 signals can be processed in three mutually identical channels. Finally, after isolation in a known manner by distance gates, the phase and amplitude of the signal in each difference channel is compared with the phase and amplitude of the signal in the sum channel, and the phase and amplitude of the signal in the sum channel are compared horizontally and vertically. Determine the angular offset of the mark.

本発明によれば第4図に示した回路構成は、アンテナ配
列Aと第2図に示したサーキソトリーとに協働して使用
される。本発明では普通の直角座標系の代りに極座標従
属位相を適用し極座標モノパルス・レーダー・システム
を形成する。
According to the invention, the circuit arrangement shown in FIG. 4 is used in conjunction with the antenna array A and the circus tree shown in FIG. In the present invention, a polar coordinate dependent phase is applied instead of the usual rectangular coordinate system to form a polar coordinate monopulse radar system.

前記したのと同様にアンテナ配列A内の各アンテナ素子
Bと協働する受信機2かもの出力9は、抵抗器19,2
0.21 (3個だけの抵抗器を示しである)から成る
重みづけ回路網下で加算され、重みづげ回路網F工から
の出力22で普通の和信号Σを生ずる。しかし各受信機
2からの出力9は又、抵抗器24,25.26から成る
第2の重みづけ回路網F4に一定のポーラ(polar
)位相遅延23φを経て加えられ、信号重みっき出力差
信号27Δを生ずる。一定のポーラ−位相遅延23は各
アンテナ素子Bに対し、中心線14から時計回りに測っ
た素子の角度θに等しい位相ずれを導入する。このこと
は、適当な長さのケーブルを使い受信機2を重みづけ回
路網F4に接続することにヨっテできる。すなわちポー
ラ−・モノパルスは、普通の第6図の構成に必要な3つ
の回路網に比べて2つの重みづけ回路網Fl+’4を持
つ2つのチャネルを必要とするだけである。さらに差チ
ャネルの24回路網で重みづげする振幅は、アンテナ配
列の中心からのアンテナ率子の距離に依存するだけであ
る。すなわちこのチャイルと共に和チャネルに対して円
対称である。次いで和出力22Σ及び差出力27Δを組
合わせ、振幅比Δ/Σを取り、照準合わせ方向からの物
標の角度片寄りを与え、又2つの出方間の位相差φΣ−
φΔを取り、中心線14に対する物標の半径方向を与え
ることにまり物標の角度位置を独得に定める。
As before, the output 9 of the receiver 2 associated with each antenna element B in the antenna array A is connected to a resistor 19, 2.
0.21 (only three resistors are shown) are summed under a weighting network consisting of 0.21 (only three resistors are shown) to produce a conventional sum signal Σ at the output 22 from the weighting network F. However, the output 9 from each receiver 2 is also connected to a second weighting network F4 consisting of resistors 24, 25, 26 with a constant polar
) is added via a phase delay 23φ to produce a signal-weighted output difference signal 27Δ. The constant polar phase delay 23 introduces a phase shift for each antenna element B equal to the element's angle θ measured clockwise from the centerline 14. This can be done by connecting the receiver 2 to the weighting network F4 using a cable of suitable length. That is, the polar monopulse requires only two channels with two weighting networks Fl+'4 compared to the three networks required in the conventional FIG. 6 configuration. Furthermore, the amplitude weighting of the 24 network of difference channels only depends on the distance of the antenna factor from the center of the antenna array. That is, it is circularly symmetrical with this child to the sum channel. Next, the sum output 22Σ and the difference output 27Δ are combined, the amplitude ratio Δ/Σ is taken, the angular deviation of the target from the aiming direction is given, and the phase difference between the two outputs φΣ−
By taking φΔ and giving the radial direction of the target with respect to the centerline 14, the angular position of the target is uniquely determined.

検出器の円形配列においては、位相モードは、個個の素
子の位相がnを整数としたときに全位相2πn=360
°の場合にこれ等の素子の角度位置に伴い直線的に変る
ように選定することができる。次いで種種のモードの適
当な整相加法(phased addition )に
より、アンテナ配列の平面内で特定の方向にビーム又は
ナルを生成することができる。この考え方を、アンテナ
配列に直交する平面内で何が起るかを考慮することによ
り、本発明の円形平面配列にまで広げることができる。
In a circular array of detectors, the phase mode is such that the phase of each individual element is the total phase 2πn=360, where n is an integer.
These elements can be chosen to vary linearly with the angular position in the case of .degree. By appropriate phased addition of the various modes, beams or nulls can then be generated in specific directions within the plane of the antenna array. This idea can be extended to the circular planar array of the present invention by considering what happens in the plane orthogonal to the antenna array.

第5図はアンテナ配列の中心#29から角度θをなし、
アンテナ配列の中心30から距離rを隔て1、て位置す
る平面配列内のアンテナ素子28の例を示す。
Figure 5 makes an angle θ from the center #29 of the antenna array,
An example of antenna elements 28 in a planar array located at a distance r 1 from the center 30 of the antenna array is shown.

この配列の励振の振幅は、半径方向距離rだけの関数で
あり次の式により表わされる。
The amplitude of the excitation of this array is a function only of the radial distance r and is given by:

振幅= f (r ) n = Qであれば、アンテナ配列の面にわたり位相が
一定であり、ビームはこの配列面に直交して形成される
。従って和Σに対しパターンnは零に選定される。得ら
れるビームの横断面は、照準合わせ方向32〔アンテナ
配列中心30を通りアンテナ配列の平面に直交する〕を
中心とする対称ビームとして第6図のパターン31によ
り示す。ポーラ−差(p(、mar differen
ce )Δに対しビームnは1になるように選定する。
If amplitude = f (r ) n = Q, then the phase is constant over the plane of the antenna array and the beam is formed perpendicular to the plane of this array. Therefore, the pattern n is selected to be zero for the sum Σ. The resulting cross-section of the beam is shown by pattern 31 in FIG. 6 as a symmetrical beam about the aiming direction 32 (through the antenna array center 30 and perpendicular to the plane of the antenna array). polar difference (p(,mar different
ce) Beam n is selected to be 1 for Δ.

この場合パターン33により示されようなアンテナ配列
の振幅励振は、振幅が一定であるがまわりで位相が36
0゜変化した環状ピーク35により囲んだ照準合わせ方
向32のナル34に関して対称である。
In this case, the amplitude excitation of the antenna array as shown by pattern 33 is constant in amplitude but with phase around 36
It is symmetrical with respect to a null 34 in the aiming direction 32 surrounded by an annular peak 35 changed by 0°.

すなわち物標が和Σビーム内にあれば、信号の振幅の比
は和31内にもとり、ポーラ−差33は、照準合わせ方
向32からはずれた物標の角度距離を示す。2つの帰路
の位相の比較φΣ:φΔはこの場合物標の半径方向を示
す。又1より大きいnの整数値を選定することができる
。この場合アンビギティ−を犠牲にして一層高い角度分
解能が得られる。
That is, if the target is within the sum Σ beam, the ratio of the signal amplitudes is also within the sum 31, and the polar difference 33 indicates the angular distance of the target off the aiming direction 32. Comparison of the phases of the two return paths φΣ:φΔ in this case indicates the radial direction of the target. Also, an integer value of n greater than 1 can be chosen. In this case higher angular resolution is obtained at the expense of ambiguity.

第6図には示してないが、簡略化のために差パターンで
振幅分布を一様にすると一般にサイドロ−ゾが高くなる
と共にモノパルス角度感度が低くなる。普通の直角座標
モノパルス・システムでは、アンテナ素子の配列中心か
らの距離に比例した直線テーパな振幅に加えることによ
り、サイドローザが一層低くなり角度感度が一層高くな
る。このことは又極座標モノパルス”システムに対して
もいえる。この後者の場合にこのテーパ付けにより、受
信機雑音は2倍になるが、普通の差パターンの横断面と
同じ横断面を持つ円対称の差数射線パターンが得られる
ことを示すことができる。サイドローザは、アンテナ配
列の縁部に近い振幅を減らすことにより、さらに低くす
ることができる。しかしこの場合極座標モノパルスは普
通の差パターンに正確には対応しない。
Although not shown in FIG. 6, for the sake of simplification, if the amplitude distribution is made uniform with a difference pattern, the side loso generally increases and the monopulse angle sensitivity decreases. In a typical rectangular monopulse system, the addition of a linear taper of amplitude proportional to the distance from the array center of the antenna elements results in lower siderosers and higher angular sensitivity. This is also true for "polar monopulse"systems; in this latter case, this taper doubles the receiver noise, but for circularly symmetric It can be shown that a difference ray pattern is obtained. The sideroser can be made even lower by reducing the amplitude near the edges of the antenna array. However, in this case the polar monopulse is exactly the same as the ordinary difference ray pattern. does not correspond to

前記したようにアンテナ配列を横切る一様な位相では和
ビームは照準合わせ方向に整合しすなわち配列の平面に
直交する配列軸線に沿う。ビームを若干の他の方向に向
きを定めるには、一様な位相傾斜をアンテナ配列の面を
横切って加えなければならない。一様な位相傾斜は、移
相器4内に位相遅れをセットし、このアンテナ配列内の
各検出器の位置に直線的に依存するようにすることによ
り、よく知られているようにして加えられる。ポーラ−
差ビームの場合には同じ位相傾斜を位相モードに加えな
ければならない。
As described above, with uniform phase across the antenna array, the sum beam is aligned with the aiming direction, ie along the array axis orthogonal to the plane of the array. To direct the beam in some other direction, a uniform phase gradient must be applied across the plane of the antenna array. A uniform phase slope is added in a well-known manner by setting a phase lag in the phase shifter 4 that is linearly dependent on the position of each detector in this antenna array. It will be done. polar
In the case of a difference beam, the same phase gradient must be applied to the phase mode.

差ビームの環状ピークは、sinα(この場合αは照準
合わせ方向からの角度である)によりひずみを生じない
ままになる。しかしαによってこの環状ピークは幾分卵
形に見える。従って8inαの空間により零から片寄っ
た標識の位置の計算を行ない、次いで実際の角度に変換
するのがよい。個個のアンテナ素子に加えられる位相ず
れは量子化される(普通のモノパルス顛関して)。そし
てこの量子化により角度誤差が導入される。この角度誤
差は又、普通の薄くした配列の場合のようにアンテナ素
子の個数を減らすことにより増す。ポーラ−・モノパル
スの角度精度は方向に無関係であり、普通のモノパルス
がアンテナ配列の中心線14に対し45°をなす方向で
得られる精度に等しいことを示すことができる。
The annular peak of the difference beam remains undistorted due to sin α, where α is the angle from the aiming direction. However, α makes this annular peak appear somewhat oval-shaped. Therefore, it is preferable to calculate the position of the marker offset from zero using a space of 8 in α, and then convert it to an actual angle. The phase shift applied to the individual antenna elements is quantized (with respect to a normal monopulse). This quantization then introduces angular errors. This angular error also increases by reducing the number of antenna elements, as in the case of conventional thinned arrays. It can be shown that the angular accuracy of a polar monopulse is independent of direction and is equal to the accuracy obtained with an ordinary monopulse at 45 DEG to the centerline 14 of the antenna array.

本発明によるポーラ−差ビームは、これがアンテナ配列
の面を横切って半径方向振幅の変化及び円周方向位相の
変化を含むから、普通のモノパルスより生成がむずかし
い。普通のモノパルスを比較することにより差ビームは
2次元の振幅変化を含むが中心線で単一の位相反転を生
ずる。
The polar difference beam according to the invention is more difficult to generate than a common monopulse because it involves radial amplitude variations and circumferential phase variations across the plane of the antenna array. By comparing ordinary monopulses, the difference beam contains a two-dimensional amplitude change but a single phase reversal at the centerline.

しかしポーラ−・モノパルスは追跡のために5つでなく
て2つのチャネルを必要とするだけである。この場合信
号処理費用と、相殺ループを押込むような補助装置とで
2の節約が、できる。前記した例とは異つ1本発明は個
個の素子の位相及び振幅を共に保持できる任意の検出シ
ステムに応用できる。組合わせ回路網はrf、if又は
Ifに適用できる。或は位相情報を含むディジタル信号
をコンピュータで組合わせることができる。別の変型で
はアンテナ素子の小さな群又は副配列からの出力は前記
した個個のアンテナ素子について組合わせることができ
る。
However, polar monopulse requires only two channels for tracking instead of five. In this case, a savings of 2 can be achieved in signal processing costs and auxiliary equipment such as pushing the cancellation loop. In contrast to the examples described above, the present invention can be applied to any detection system that can maintain both the phase and amplitude of the individual elements. The combinational network can be applied to rf, if or if. Alternatively, digital signals containing phase information can be combined by a computer. In another variant, the outputs from small groups or subarrays of antenna elements can be combined for the individual antenna elements described above.

以上本発明をその実施例につ〜・て詳細に説明したが本
発明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行
うことができるのはもちろんである。
Although the present invention has been described above in detail with reference to its embodiments, it goes without saying that the present invention can be modified in various ways without departing from its spirit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はモノパルス・レーダー追跡アンテナの線図的平
面図、第2図はモノパルス追跡レーダーの機能回路線図
、第6図は普通のモノパルス・レーダーの信号処理回路
の回路線図、第4図は極座標モノパルス・レーダーを形
成する本発明による信号処理回路の回路線図、第5図は
極座標モノパルス・レーダーを形成するのに使う平らな
配列の平面図、第6図は極座標モノパルス・レータ−0
2条のビームの放射パターン(レスポンス曲線)の線図
である。 B・・・アンテナ素子(検出器)、9・・・受信機出力
、13・・・極座標配列、2′2・・・和出力、23・
・・位相遅れ、27・・・差出力、Fl・・・重みづけ
回路網、F4・・・重みづけ回路網、
Fig. 1 is a schematic plan view of a monopulse radar tracking antenna, Fig. 2 is a functional circuit diagram of a monopulse tracking radar, Fig. 6 is a circuit diagram of a signal processing circuit of an ordinary monopulse radar, and Fig. 4 5 is a circuit diagram of a signal processing circuit according to the invention forming a polar monopulse radar; FIG. 5 is a top view of a flat array used to form a polar monopulse radar; FIG. 6 is a polar monopulse radar.
FIG. 2 is a diagram of a radiation pattern (response curve) of two beams. B... Antenna element (detector), 9... Receiver output, 13... Polar coordinate array, 2'2... Sum output, 23.
...Phase delay, 27...Difference output, Fl...Weighting circuit network, F4...Weighting circuit network,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 +11 (イ)受は取られるエネルギーに応答する検出
器の平らな配列と、←)前記検出器の全部からの出力の
全部をいっしょに加算する和チャネルと、ヒジ物標の位
置な誘導する誘導手段とを備えた、物標から受け取るエ
ネルギーを検出するモノパルス検出システムにおいて、
前記各検出器の出力に、前記配列の平面内の前記各検出
器の角度位置に従って0ないし2π(又はその整数倍)
の範囲内で直−形の一建のポーラ−位相遅れを加え、又
このようにして形成された積信号をいっしょに加算する
1つだけの差チャネルを設け、前記物標の位置を誘導す
る誘導手段が、和チャネル及び差チャネルからの各出力
の比較を使用するようにしたことを特徴とするモノパル
ス検出システム。 (2) エネルギー受は取り中に各素子を、物標により
放出され又は反射されるエネルギーを増幅し又は一層低
い周波数に変換し或はこれ等の両方を行う受信機に接続
できるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第(
17項記載のモノパルス検出システム。 (3)前記各検出器素子からの出方を、ビーム・ステイ
ヤリングに使用される選択自在な位相遅れに接続し、こ
れ等の選択自在な位相遅れからの出力を、直接加算して
和ビームを形成し、又一定のポーラ−位相遅れを加えた
後に加算して差ビームを形成するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第(1)項又は第(21項記載の
モノパルス検出システム。 (4)和ビーム及び差ビームを自動的にステイヤして、
物標を前記和ビームの軸線に保つようにするサーキット
リーを備えたことを特徴とする特許請求の範囲M(3)
項記載のモノパルス検出システム。 (5)前記和ビーム及び差ビームの両方の放射パターン
の各サイドローブを重みづけ回路内の2つのチャネル内
の各信号の加算を実施することにより減衰させ、この重
みづけ回路において、前記各検出器出力を、前記配列の
中心からの前記検出器の距離に従って重みづげすること
を特徴とする特許請求の範囲第(1)項ないし第(4)
項のいずれかに記載のモノパルス検出システム。 (6)前記差チャネルで受信機出力に加えられる0な℃
・し2πの一定のポーラ−位相遅れを、前記受信機と差
チャネル加算回路との間に適当な長さの伝送線を接続す
ることにより導入することを特徴とする特許請求の範囲
第(1)項ないし第(5)項のいずれかに記載のモノパ
ルス検出システム。
[Claims] +11 (a) a flat array of detectors responsive to the energy taken; ←) a summation channel that adds together all of the outputs from all of said detectors; In a monopulse detection system for detecting energy received from a target object, the monopulse detection system is equipped with a guiding means for guiding the position of a target object.
The output of each said detector is between 0 and 2π (or an integer multiple thereof) according to the angular position of each said detector in the plane of said array.
adding a linear polar phase delay within the range of , and providing only one difference channel to add together the product signals thus formed to derive the position of said target. A monopulse detection system characterized in that the guiding means is adapted to use a comparison of the respective outputs from the sum channel and the difference channel. (2) During energy reception, each element can be connected to a receiver that amplifies and/or converts the energy emitted or reflected by the target to a lower frequency. Claim No. 1 characterized in (
Monopulse detection system according to item 17. (3) Connect the output from each detector element to a selectable phase delay used for beam steering, and directly add the outputs from these selectable phase delays to form a sum beam. A monopulse detection system according to claim 1 or claim 21, characterized in that the monopulse detection system forms a difference beam by adding a certain polar phase lag and then adding it to form a difference beam. (4) Automatically steer the sum beam and difference beam,
Claim M(3) characterized by comprising a circuitry for keeping the target on the axis of the sum beam.
Monopulse detection system as described in Section. (5) each sidelobe of the radiation pattern of both the sum beam and the difference beam is attenuated by performing summation of each signal in the two channels in a weighting circuit, in which each of the detection Claims (1) to (4) characterized in that the detector output is weighted according to the distance of the detector from the center of the array.
The monopulse detection system according to any of paragraphs. (6) 0°C added to the receiver output in said difference channel.
- A constant polar phase delay of 2π is introduced by connecting a transmission line of an appropriate length between the receiver and the difference channel adder circuit. ) to (5).
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JPH0510636B2 JPH0510636B2 (en) 1993-02-10

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009200908A (en) * 2008-02-22 2009-09-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Tracking antenna

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