JPS60165566A - レ−ダ装置 - Google Patents

レ−ダ装置

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JPS60165566A
JPS60165566A JP59021145A JP2114584A JPS60165566A JP S60165566 A JPS60165566 A JP S60165566A JP 59021145 A JP59021145 A JP 59021145A JP 2114584 A JP2114584 A JP 2114584A JP S60165566 A JPS60165566 A JP S60165566A
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antenna
radio wave
wave
omnidirectional antenna
omnidirectional
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Tetsuo Kirimoto
哲郎 桐本
Tomomasa Kondo
近藤 倫正
Takahiko Fujisaka
貴彦 藤坂
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Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は捜索追尾レーダ装置、の改良VC関するもの
である。
まずこの裡レーダの代表的な応用例として、複数の宇宙
ステー737間を宇軍船で往来する時に。
航法レーダとして用いる場合を想カニして運用概念VC
ついて説明する。第1図は前記応用における運用概念を
示す図で2図&(i−いて、 (llfi宇市船。
(2a)、 (2b)は宇′14ステーション、に引は
地球、イー宇簡船il+から送信される第1の電波2口
、ハは宇宙ステーション(2a)+ (2b)からの島
2のl鼓である。第2の電波は第1の電波が宇宙ステー
ションで反射して生じる場合と宇部ステーション内部で
新たに発生されて生じる場合の2つがある。
いま宇宙船(1)か、宇宙ステーション(2a)もしく
は(2b)に接近し、ドツキングする場合について考え
る。宇宙船tl+に搭載された航法レーダは所望の目標
である宇爾ステーショ/を抄累し目標を検出したのち誘
導のためのセンサとなる。この時捜索対象空間は、宇宙
船…から見た全窒間となる。このため、宇箱船+11か
ら全空間方向に′電波を同時または狭ビームケ走査しな
がら放射する必をかある。
〔従来技術〕
第2図は従来のレータ−装置の構成を示す図であって2
図中、(4)はモノパルスアンテナ、(5a)は和のア
ンテナパターン、(5b)はエレベーション方向の差の
アンテナバター7、(5c) Idアジマス方向の差の
アンテナパターン、(6)は送信機、 (71は送受切
替器、(81はコンパレータ、(9)は受信機、 Ol
jはし/シトラッカ、θ11はA G C(Autom
atic Ga1nControl ) 、 uaは訓
角器、 Q3はアンテナ駆動器。
(f41Uトランスポンダ用アンテナ、051はトラン
スポンダである。(41〜α31は宇宙船111に殆載
され、a4)およびQ5は宇宙ステーション(2a)に
M載さhる。送信機(6)で発生した第1の電波イは送
受切替器(71およびモノパルスアンテナ(41ヲ介し
、宇宙ステーション(2a)に向けて放射される。モノ
パルスアンテナ(41は4つのホーンアンテナからなり
1%波の送信は4つのホーンを同時に用いて和のパター
ン(5a)k介して行なわれる。第1の電波イはトラン
スポンダ用アンテナIにより受イbされ、トランスポン
ダα9に入力される。トランスボ/りθ9は第1の電波
イの入力に応答して一定時間の遅延の後に新た′f!@
2の電波口を発生し2.トランスポンダ用ア/テナα4
1i介して外部空間に放射ブる。第2の電波口はモノパ
ルスアンテナ(41全構成する4つのホー/アンテナに
より各々受信され、送受切替器+71′fr介シコンパ
レータ(8)に入力される。コンパレータ(8)は4チ
ヤンネルの入力を加算あるいけ減算して、公知のΣ* 
’BLt ΔAZの3チヤンネルの信号を受信機(9)
に出力する。Σ信号は和のアンテナバターy(5a)に
より第2の電波口を受信した信号に相当しΔELフよび
ΔAZは各々エレベーショノ方向の差のパターン(5b
)アジマス方向の差のパターン(5C)で第2の電波口
全受信した信号VC相当する。
受信機(9)は各チャンネルの入力信号を増幅・検波し
て測角器14に出力する。受信機(9)の出力のうちΣ
信号の一部はレンジトラッカQlにも転送される。
レンジトラッカαQは第2の電波口が受信された時刻を
決定し纂(11式に基ずき宇宙ステーシヨン(2a)ま
での距離Rを導出して出力する。
ここに+tIl’ 第2の電波口の受信時刻tS: 第
1の電波イの送信時刻 tDニドランボンダ四の電波発生の遅延時間 C: 光速 であって、t8 は送信機(6)からし/シトラッカ0
樟へ転送され、tDは既知量である。
また、レンジトラッカQlは第2の電波口が受(iされ
ている時間のみ受信機(9)か動作するケートパルスを
発生する。ゲートパルスfiAGcQυに入力され、A
GC(jllはゲートパルスの電圧値かある値を越えて
いる間取外は受信eJ+9+の利得が0になるように受
信機の利得を制御する。その結果、測角器ayiには第
2の電波口が受信されている間のみΣ。
’EL、およびΔAZチャンネルから信号が入力される
ことになる。測角器a21はこれら3チヤ/ネルの信号
を処理してモノパルスレーダで用いられる公知のモノパ
ルス測角法によ!Dg2の′電波口の到来方向を導出す
る。導出されたこれら角度情報(Oo。
ψ0)はレンジトラッカ(1Gが出力する距離情報Rと
共に軌道計算手段に転送され、ド、ツキング軌道の決定
・修正のためのデータとして用いられる。
さて、測角器IJりが出力する角度情報はアンテナ駆動
器Q3にも転送さり、る。アンテナ駆fi2I器OJは
入力された角度情報をもとにモノパルスアンテナ04を
走査し、第2の電仮口かアンテナの中心方向で受信され
るようにして宇宙ステーション(2a)を追尾する。
ところで第1図のような状況では、宇狛船(11はあら
かじめドツキング対象である宇宙ステーション(2a)
の方角がわかっているとは限らないはかりカ、宇宙ステ
ーション(2a)へのトッキング途上から予定を変更し
て宇宙ステーション(2b)にドツキングしなければな
らなくなる場合すら想定される。
そこで、宇宙船(1)に搭載されたレーダは捷ずレーダ
視野内に宇宙ステーション(2a)または(2b)を捕
捉するための捜索を行なわなければならない。よく知ら
れるようrC,モノパルスレーダハ高ケインのアンテナ
が用いられ、そのビーム幅f′1通常数10°以下であ
るため、前記捜索はアンテナビームを走査して行なわね
ばならない。多くの地上のレーダ装置と異り、全大空を
走査するのは容易ではなく、捜索活動に多大な時間を必
要とするはかりでなく、捜索のための機械的アンテナ駆
動器03は宇宙船fi+のペイロードを圧迫するか、宇
宙船(11自体の方向制御によって捜索活動を行なう場
合でも。
燃料消費が多大となる。吏tL宇宙ステーションを捕捉
し、追尾活動に入った場合でも、精度の高い追尾を行う
ためには、常にモノパルスアンテナの波目線上で宇宙ス
テーションをとらえておく必要があり、宇宙船(1)を
比例航法のような高度な航法で目標に接近させるために
はアンテナの高度な方向制御が必要であった。機械走査
形のアンテナの代りに電気的Vこアンテナビームを走査
できるフェーズドアレーアンテナを用いれは機械的手段
を省略できるが、フェーズドアレーアンテナでl−を指
向性の強いビームか形成されるため1機械走査形のアン
テナと同様、宇宙ステーシヨンの捜索のために全空間に
わたってビームを走査しなけれはならず、宇宙ステーシ
ョン2投系するための時間が大きくなるという欠Aは解
決″′r:きない。
〔発明の概要〕
この発明はこのような欠点を解決するために。
を波の送信は無指向性のアンテナを用いて行い。
一方、電波の受信はアレーアンテナを用いて行い。
アレーアンテナで受信した信号を演算処理して。
等価的に狭ビームにより全空間もしくはは、t1全空間
を同時に走査できる小型・軽撞のレーダ装胤を提供せん
とするもので、その目的は、宇宙船と宇宙ステーション
の相対位置に関係なく宇宙船か宇宙ステーションを投索
・追尾てきるようにすること(/cある。以下1図面を
用いて説明する。
〔発明の実施例〕
第3図(a)はこの発明の一実施例の構成を示す図て゛
あり1図中、00は受信用アレーアンテナ、α0はアン
テナ素子、Q19Umlの無指向性アンテナである送信
用アンテナ、収4はす/プルホールド、A/D変換器(
以下S/H,A/Dと称する。)、□けゲート・トリガ
発生器、Ql)は仄算器、(2カは送イト用アンテナ0
8のアンテナパターン、(23a) iアンテナ素子(
171のアンテナパターン、(25t+)は受信用アレ
ーアンテナのアンテナパターン、シ市は第2の無指向性
アンテナであるトランスポンダ用アンテナ。
(ハ)はコンパレータである。
送信機(6)で発生した第1の電波イは送信片アンテナ
Uを介して外部空間に放射さねる。送信用アンテナのア
ンテナパターン(2′シは無指向性であり。
宇宙船(1)と宇宙ステーション(2a)との相対位置
関係にかかわらずパルス電波イは、トランスボッター用
アンテナ(財)により受(Qdされるためこれを走置す
る必要はない。トランスボ/ダ用アンテナc!41によ
り受信された第1の1L鼓イはトランスポンダ051に
入力され、トランスボッターQ51は卯、1の電波イの
入力に応答して、一定時間の遅延の後にやlたな81i
2の短波口を発生し、トランスポンダ用アンテナ■を介
して外音す空間に放射する。トラ/スボ/ダ用ア/テナ
Q4およびアンテナ素子un(dともに無指向性アンテ
ナであり、宇宙船(11と宇狽ステーション(2a)の
相対位置関係にかかわらず第2の電波口は受信用アレー
アンテナ叫を構成するすべてのアンテナ素子0ηによf
)受信されるため、受信用1アレーアンテナを走査する
必要はない。各アンテナ索子α力で受信された第2の短
波口は各党イ1機(9)に転送され、ここで増幅・同期
検波されて複素信号に変換され、さらに S/H,A/
Dα鎌に転送される。
S/H,A/DQlは入力された松素侶号を標本・量子
化して複素数値に交換し、これを演算器C+++に転送
する。113/H,A/DQlが複素信号を・標本・量
子化するタイミングはゲート・トリガ発生器−が出力す
るトリガパルスにより制御されており、ゲートトリガ発
生器(至)からは複素信号が受信機(9)から出力され
てS/H,A/D(+1に入力されるときだけトリガパ
ルスが発生される。ゲートトリガ発生器(至)からトリ
ガパルスが発生するタイミングはコンパレータ(ハ)に
より決定される。コンパレータC3)1−i′特定の1
つの受信機(9)の出力信号の振幅値全常時抽出し、こ
れと予め指定されたしきい仙Vとを比較してこれらの大
小関係を判定する。振幅11θがしきい値を越えたとき
たけ、第2の電波口が受信されたとflJ定してコンパ
レータ翰は予め設定された′屯圧佃a (V〕 以上に
出力亀圧葡セットし、一定時間依再びa [V]以下に
リセットする。ケートトリガが発生器(至)は常時、レ
ンジトラッカ(2)の出力を監視しており、その出力が
a〔v〕以下からa[V]以上になる瞬間にトリガパル
スを出力する。
このようにこの発明では、B/H,A/Dが特定の時刻
だけ動作して入力信号ケ七′r本・量子化するように構
成されているため、演q−器(2+1に転送されるテー
タ負?′i極めて少なくなり、演貴器IIIの大幅な小
型化が0J能となる。
第3図(1))は演算器Ca1lの構成?示すブロック
図であり2図中、(21a) fJテータ転送コントロ
ーラ。
(2+b)はバッファメモリ、(21c) fフーリエ
俊換器、(21d)はピーク検出器、(21e)は角度
検出器″′cおる。以下演算器0111内部で行なわれ
る演算について詳細に説明する。まず以下の説明に必要
なパラメータを導入する。
第4図は、アレーアンテナa11)の拡大図であり。
図中、@は宇宙ステーション(2a)が送イぎした第2
の電波口の到来方向である。アンテナ素子(17+はx
−y平面上に間隔dでX方向[M個、X方向にM個ずつ
2次元状に配列されているものとする。
第4図に示すように配列の行(X方向)と列(X方向)
に1からMまでの企号(il−設け、説明の便宜上、第
m行、渠n列にあるアンテナ素子07)ヲアンテナ素子
(m、n)と呼んでこれらt区別し。
同様にこれらに対応するB/H,A/DQlもS/H。
A/D(m、n)と呼ぶことにする。
第2の電波の到来方向@はアレーアンテナtttiの座
標系におけるアジマス角ψ。と工Vベーショ/角θ0で
定義される。
さテ、S/H,a/D (m、 n %hら出力される
M2個の複素数値V(m、n)(m==0〜M−1,n
=0゜〜M−1) はバッファメモリ(21b)に−担
蓄えられる。データ転送コントローラ(21a)はノく
ラフアメモリ(21b)、フーリエ変換器(21c)、
ピーク検出器(21d)および角度検出器(21θ)間
のデータ転送を制御するものである。まず、データ転送
コントローラ(21a)はバッファメモリ(21b)に
査えられた複素数値■(m、n)を次式に示す4つのブ
ロックに分けて、バッファメモリ(21t+)からフー
リエ変換器(21c)へ転送する。
4 V4=lV(m、n)、m=Q 〜M−1.n=−
>−+L4z)各フーリエ変換器(21c)は第(21
式で定義されるv1〜v4の複素数価$4−を各々離散
フーリエ変換器換、第(31式・〜第(6)式に示され
るフーリエスペクトル51(p+q)全導出する。
FO〜T−1、、q== 0〜M−1・・・(3)p−
ロ〜−−t、q=o〜M−i ・・・ (41p−0〜
M、q=u−7−1・・°(5Ip−υ〜M+ Q”0
〜7−1 ・・・161次にデータ転送コントローラ(
21a) itフーリエスペクトル51(p+q)+お
よび52(p、q)葡ピーク検出器(21d)へ、フー
リエスペクトル83(TJIQ)1S4(p+q) を
ピーク検出器(21d)へ転送する。
ピーク検出器(21cl)は第(71式に従い。
+E31(1)T(l]+1S2(1:11(L)I 
k最大にす4 ”’ 1 (px r qz )。
S2(px + qz ) を検出し、ピーク検出器(
21d)は第喝)式(c従い1a3(p、q) l+l
 54(p、q]を最大にする53(py、qyンr 
84(py+qy)を検出する。
(px yqx ’p=px、 q=qXmaxi18
1(T1.(1)+182(p+q)I ) コーp、
q (py+ qy)p=]’y+ Q” qy IT二、
a、x、l l 5x(p、q) +184(p、q)
l ・・・(8)ここに max(==pおよびqの変化に対する最大価p・q である。第(3)弐〜第(6)式のフーリエ交換げア【
/−アンテナのアンテナパターン(25b)の走査と等
価な処理であり、全空間を同時に走査したこと&Cなる
。また、第(71,第(内式の演シは第2の電板の午1
」来方向の検出と等価な処理で夛って、1131式〜第
11sI式の演算は宇宙ステーション(2a)を全空間
にわたって同時に捜索する演算として解釈できる。Pz
 +qx、py、qyから得られる角批情報は宇宙ステ
ーションを追尾するには十分な精度を穐さないため。
さらに次の演算が続行される。
データ転送コントローラ(21a) ijピーク検出器
(21+1)からスペクトル51(pz+qz)+ 8
2(pXIqX)IS3(py、qρおよび84(py
、qy)’に角If M吊器(2ie)へ転送する。角
度検出器(21e)は公知のモノノくルパルス演算を実
施するものであって、ここで1位相方式モノパルス演清
−か実施されるものとす4.。
振幅方式を用いれは以下に示す演弁の自答が若干異なる
たけでどちらの方式によってもこの発中1の効果は1町
じである。
角度検出器(21θ)は、入力であ/bs1(pXIq
X)+52(PX’1Q7)l ”3(py+qy)お
よびS” py + q y )に第(91式〜@輪式
に示す演算な実施して第2の1波の到米方1i511 
tn (アジマス角ψ。、エレベーション角0゜)r導
出する〇 ψ= Arctan (ψy/cpX)”’ (9’θ
Q= Arctan (ψ工λ/c o sψ。πd 
M ) −= illここに d=アンテナ素子間隔 λ=送信波長 ψニーArg(s2(pX、qx)/ ”’1(px+
qx) ) −・−Qllψ =へrg (S+(py
、qy)/ B5(py、qy) ) −αりArg 
(リニ 複素数の偏角 である。
以上のように演算器cll+ld第(3)〜第(6)に
示される離散フーリエ変換演算と第(7)式ふよび第(
8)式に示される最大値検出演算と第(9)式〜第C1
3式に表わされるモノパルス演算とによって第2の電波
の的1来方向を導出する。
次に、上述の演算によって電波の幻」米方向か2卑出さ
れる原理を詳細に訪明する。し2の電波の到来方向(2
)のアジマス角をψ。、エレベーション角を00 とす
るとB/HI A/D (m l n )から出力され
る複素数値V(m、n)の数学的表現式は量子化誤差を
無視すれは次式で表わされる。
vm、 n=A exp[j2πd (mfxO+ n
fyO) 〕” ’ ”m=0、〜M−1,n=(1、
−M−1ここに。
A=パルス電波の振幅に比例した値 θi n (J Oc o sψo86.o41fXO
= λ 5in(10Gin@p f =□ ・・・05) yU λ d=アンテナ素子間隔 λ=送信波長 でおる。
第α3式k ?A (31式〜粥(6)式(rc代入す
れば、フーリエ変換器(21c)が導出するフーリエス
ベクラムの数学的表現式か第G111式〜第0!J式″
T:得られる。
p=0〜−−1 、 (1=0〜M−152(p+q)
=exprj2πd、 fXO) °”1(p、q) 
−1171p=υ、〜’2−1+ q−D、〜、hl−
18’(p r q )= Aθxp[−jπa(M−
1)(鼎−fxo )’]84(p+q)=expr、
i2πdHt’yo] 5x(p、q)P””O,〜+
IvI’+ q=Q、−、、” ”’θ3第tm式〜第
α9式を各々第(9)式および第OIJ式に代入し、さ
らに第11式おまひ第αω式を用いるとψ□ とψ の
数学的表現式を得々。
Md−2□、煕エヱ征副セ五 99.。
ψ−27′’2fxo 2 λ ψy=2π、 、、 =2.c、y、(1sinOg 
5in9′、、、c!Od λ 第(イ)式および第99式は、角度検出器(21e)か
導出する数値(ψ8.ψy)と第2の電波の到来方向(
イ)(アジマス角ψ。エレベーション角θ。−)との関
係k 示す式であり、ψ工、ψアから一義的に第2の1
M波の到来方向を導出できること?示す式である。第(
至)式および第?υ式を俊形すれば第00式および春u
3式の関係か容易に導出される。
以上のようにこの発り)によれは、捜索・追尾のために
アンテナ?走査する必要かないから、アンテナの走査構
格か不要となりし・−ター装置の1量化が容易に図れる
。舊だ、受信″イー”号の演算処理によって、秋アンテ
ナビームを同時に空間…1にわたって等測的に走査でき
るから2 目4pの抄宛時間全惨めて小さくすることか
できる。さらに宇′FJj倒器に搭載される辿イU装洒
、のア/テナf″1Jlll、指向性アンテナか用いら
れることか多く、この発明のレーダ装置〜、ではアンテ
ナを始めとして多くのマイクロ波コンポーネントを通イ
ぎ装置4のものと共用″1−ることかでき、搭載機器全
体の幹音化か図れる。
なお1以上は宇’r44船tllK:4Th載さハるレ
ーダ装■が送信用アンテナと受信用アレーアンテナを別
々に設ける場合について説明したが、この究明はこれに
限らず、受信用アレーアンテナを構成するアンテナ素子
の1つを送信に用いた場合にも適用できる。第5図はそ
の一実施例を示す図であって。
図中、rOは送受切替器である。第5図の実施例が第3
図の実施例と異なる膚は送受切替器CI?+會偏え。
アレーアンテナ0[9を構成するアンテナ素子−のうち
の特定の1つを送信用アンテナとしても用いている点だ
けであり、その他の構成・機能は全く同じである。
また9以上は宇宙ステーションがただ1つ存在する場合
について説明したが、この発明はこれに限らず宇宙ステ
ーションが複数個ある場合VCも適用できる。第6図は
その一実施例を示す図であって1図中、(至)は符号化
器、(2)および伽は宇箇ステーション、01)はトラ
ンスポンダである。符号化器(2)は送信機(6)が発
生する第1の瓢、波イを符号化して、各宇宙ステーショ
ンに搭載されたトランスポンダ6Ilのうち特定の1つ
だけが9例えば宇油船(2a)ニ搭載されたトランスポ
ンダ0υたけが反応して第2の霜、波口金送伯するよう
にさせて物足゛の1つの宇宙ステーションを追尾しよう
とするもので。
第7図管用いてトランスポンダ6υの動作を以下に説明
する。
第7図はトランスポンダC11lの構成を示すブロック
図であり1図中、0zは後号器、03はゲインコントロ
ーラ、(ロ)は増幅器、(ハ)は変−器である。第1の
電波イはトランスポンダ用ア/テナ(241および送受
切替器Cl(+を介して増幅器(ロ)と復号器C33に
入力される。復号器0邊は入力された第1の電波イに含
まれる符号を復号し、予め設定された符号と比較する。
予め設定される符号は宇宙ステーション(2a)。
宇宙ステーション口および宇゛市ステーションCs5f
区別するもので、各後号器6υにはその<U号器か搭載
される宇宙ステーションに対応したイ」号か設定されて
いる。復号器6υは符号の比較結果會ダインコントロー
ラ(ハ)に転送する。転送は例えは符号か一致した場合
には復号器O3の出力電圧値かa(v’3以上、一致し
ない場合にげa[V:]以下というような形で行なわれ
る。ゲインコントローラ(2)は増幅器(ロ)の増幅度
を制御するもので1通當I′i増幅度が0で、復号器0
2の出力かa[V)以上になったときだけ増幅度が大き
な値になるように増幅器(財)を制御する。即ち、俳号
された符号が復号器Oz内に予め設定され符号と一致し
たときだけ、第1の寛扱イは増幅器(ロ)で増幅され、
変調器09に転送される。
変調器6ツは入力した第1の電波イの整形および中心周
波数の変換等を行なって第2の′&仮口を発生し、送受
切替器onおよび無指向性アンテナα滲を介して外部壁
間に放射する。逆に、復号された符号が復号器C(3内
に予め設定された符号と一致しない場合、増幅器(財)
は遮断器として働き第2の電波口は発生されない。
ごのように第1のt波イを符号化し、トランスポンダに
第1の電波に含ま負る符号を復号する手段と復号された
符号に応じ第2の電波口の発生を制御する手段とを付加
することによって、第2の電波口はただ1つの宇宙ステ
ーションから放射されるから、この発明のレーダ装ft
ff1用いて宇宙船は複截イレ1ある宇宙ステーション
のうちの特定の宇宙ステーションを識別してこれを捜索
・追尾することができる。
なお以上は、8142の飛しよう体である宇宙ステーシ
ョンにトランスポンダが搭載され$2の電波が第2の飛
しよう体から送信される場合について説明したが、この
発明はこれに限らずトランスポンダが第2の飛しよう体
に搭載されないで、第2の電波が第2の飛しよう体によ
って反射された第1の電波である場合に用いてもよい。
第8図にその一実施例を示す。第8図の笑IM例が第3
図の実施例と異なる点は宇宙ステーション(2a)にト
ランスポンダが搭載されておらず、第2の電波ロカー第
1の電波の反射波となっている点だのであって。
宇宙船Illに搭載されるレーダ装置の構成およびその
機能は全く等価である。但し、この場合、第(11式に
赴けるtD(トランスポンダの電波発生遅延時間)fi
:t+:+=0 として宇宙ステーション(2a)と宇
宙船…との相対距離が¥1興される。
このようにこの実施例ではトランスポンダが必要でない
ため、トランスポンダの有無にかかわらず宇宙ステーシ
ョンを梗索・追尾できるという利点をもつ。一方、この
実施例では第2の電波の受信S/N比か小さくなるとい
う欠点があるが、この欠点は送信機を大出力化すること
で解決できる。
また、第8図は、宇宙船(1)に搭載されるレーダ装置
が送信用アンテナと受信用アレーアンテナと全別個に設
けた場合の実施例であるが、受信用アレーアンテナを構
成するアンテナ素子の1つを送信用アンテナとして共用
した場合にもこの発明の効果は同じであって、その一実
施例を第9図に示す。第9図の実施例が第8図の実施例
と異なる点は第9図の実施例か送受切替器@′ff、備
え、アレーアンテナ(【61を構成するアンテナ素子Q
7)のうちの特定の1つを送信用アンテナとして用いる
虞たけであり、その他の構成2機能は全く等価である。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明に係るレーダ装置では。
アンテナを機械的に走査する必要がないため、アンテナ
走査機構が省略できて、レーダ装置の小型・@量化が図
れ、また、目標の捜索を全空間にわたって同時に行なえ
るため、目標発見に要する時間を極めて短かくして、目
標を追尾することかできる。さらには宇宙機器に搭載さ
れる通信装置の多くは無指向性アンテナを用いているた
め、この発明に係るレーダ装備ではアンテナを始めとし
て多くのマイクロ波コンボーネ/トを通信装置のものと
共用することができて搭載機器全体の重量・容量を大幅
に軽減できる。
このようにこの発明の17−ダ装置は宇′iJ3機器に
搭載してその効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図はレーダ装部運用の顧、念?示す図、第2図は従
来のこの細レーダ装置の構成ケ示す図、第3図(a)は
この発明の一実施例を示す図!、第3図(1))は演算
器の構成’c>j\すブロック図、第4図はアレーアン
テナの拡大図、第5図および第6図はこの発明の他の実
施例を示す図、第7図はトランスポンダの構成を示すブ
ロック図、第8図および第9図はこの発明の他の実施例
を示す図である。 図中、(1)は宇宙船、(2a)、 (2b)は芋′市
ステーション、 (311d地球、(4)はモノパルス
アンテナ、(5a)ハ和のアンテナパターン、(5t+
Mdエレベーション方向の差のパターン、(5c)はア
ジマス方向の差のパターン、(6)は送信機、(7)は
送受切替器、(8)はコンパレータ、(9)は受信機、
01はレンジトラッカ。 0υはAGC,03は測角器、 (13はアンテナ駆動
器。 θ41U)ランスボンダ用アンテナ、a9はトランスポ
ンダ、tJυは受信用アレーアンテナ、αUtアンテナ
素子、α秒は送信用アンテナ、翰けS/H,A/D 。 (至)はゲートトリガ発生器、 IJDは演算器、(2
1a)はテータ転送コントローラ、(21t+)けバッ
ファメモリ、(21c)はフーリエ変換器、(21d)
はビーク検出器、(21e)は角度検出器、 c!′A
は送信用アンテナのアンテナパターン、(23a)はア
ンテナ素子のアンテナパターン、(25b)はアレーア
ンテナのアンテナバター/、QAはトランスポンダ用ア
ンテナ。 四はコンパレータ、 C6Vi電波到来方向、 c!0
け送受切替器、@は符号化器、い瀞、伽は宇鍮ステーシ
ョン、0υはトランスポンダ、 02け復号器、 Ck
gtriゲインコントローラ、041は増幅器、 t3
Sは変調器、イは第1のt波2口、ハは第2の電波であ
る。 なお9図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示しである。 代理人大岩増雄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 Il+ 第1の電波を発生する送信機とこの送信機から
    発生した第1の電波全外部空間に放射する第1の無指向
    性アンテナとを有し、第1の飛しよう体に搭載された電
    波送信手段と、前記第1の無指向性アンテナから放射さ
    れた第1の1波を受信する第2の無指向性アンテナとこ
    の第2の無指向性アンテナで受信した第1の1波を増幅
    ・変調しこれ全納2の電波として再び上記第2の無指向
    性アンテナを介して外部空間に放射すなトランスポンダ
    とを南し、第2の飛しよう体に搭載された電波送受信手
    段と、上記トランスポンダから発生された第2の′電波
    を同時に受信する複数個の無指向性アンテナ素子か2次
    元状に配列されたアレーアンテナとこのアレーアンテナ
    を構成する岬:指向性アンテナ素子が受信した第2の電
    波を増幅・検波する複数個の受信機と前記受信機の9ち
    の1つの受信機から出力される受イg侶号の振幅厭が指
    示されたしきい値を越えたか否かを刊足する手段と、振
    11!+:、4し、がしきい値ン・越えたときだけトリ
    ガパルスケ発生する手段とこのトリガパルスの発生に1
    応して前記受信機から出力される複数IIIJIの受佃
    個号を同時に標本・量子化する初数個の手段とこの標本
    ・量子化手段の出力を演算処理して第2の電波の到来方
    向金側角する側角手段とを有し、上記第1の飛しよう体
    に搭載さhた短波受信手段とを具備したことを特徴とす
    るレータ装置。 tel 第1の1波を発生づ−る送イド後は茅1の′喝
    汲を符号化する手段と、トランスポンダi/c fii
    l記イ9記音9号する手段と、符号に応じて第2の電数
    の送4g ?[−制釦する手段とを掘えていることを特
    徴とする特許請求の帷囲祠4(I)項記載(・レータ装
    置。 (3) アレーアンテナ全構成する無指向性アンテナ素
    子のうちの任意の1つの無指向性アンテナ素子を第1の
    ′電波を送イきするための第1の無指向性アンテナとし
    て共用するようにしたことケ%徴とする特許請求の範囲
    第t11項記載(ル−ダ装置。 (4) 測角手段は離散フーリエ変換の演算機能とモノ
    パルス演算機能および最大値検出の演算機能とを備えて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第111項記載の
    レーダ装置。 15+ ’fh波を外部空間に放射する無指向性アンテ
    ナと、このアンテナで放射された′電波のうち目標によ
    って反射された電波を同時に受信する複数個の無指向性
    アンテナ素子が2次元状に配列されたアレーアンテナと
    、このアレーアンテナの各アンテナ素子が受信した前記
    反射電波を増幅・検波する複数個の受信機と、前記受信
    機のうちの1つの受信機から出力される受信信号の振幅
    価が相別されたしきい値を越えたか否かを判定する手段
    と。 前記振幅値がしきい値を越えたときだけトリ力パルスを
    発生する手段と、とのトリガパルスの発生に呼応して前
    記受信機から出力される複数個の受信信号?同時に標本
    ・量子化する複4数個の標本・童子化手段と、前記標本
    ・量子化手段の出力を演算処理して前記反射を波の飢1
    来方向?測角する手段とを飛しよう体に搭載したことを
    特徴とするし一ダ装置。 (6) 複数個の無指向性アンテナ素子が2次元状に配
    列されたアレーアンテナのうちの任意の1つの無指向性
    のアンテナ素子を、無指向性送信アンテナとして共用す
    るようにした特許請求の範囲第(51項記載のレーダ装
    置。 (71測角手段は離散フーリエ変換の演鐙憔能とモノパ
    ルス演q1機能および最大11η検出の演饅挟°・能と
    會伽えていることを特徴とする特許請求の範囲第(6)
    項記載のレーダ装置。
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