JPS6017377A - レ−ダ装置 - Google Patents

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】 本発明はレーダ装置に関し、特に和差空中線方式を利用
して、トランスポンダを搭載する目標との呼掛応答を行
ないつつ航空管制を実施する二次監視レーダ（Ｓｅｃｏ
ｎｄａｒｙ　５ｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　Ｒａｄａｒ、
以下ＳＳＲと略称する）に関する。

航空管制に使用されるＳＳＲはよく知られておシ、また
８８Ｒによる電波の送受信の際に利用される和差空中線
方式も近時よく知られつつある。

この和差空中線方式は、従来の８８Ｈの空中線がＳＳＲ
空中線とＳ　Ｌ　Ｓ　（５ｉｄｅ　Ｌｏｂｅ　５ｕｐｐ
ｒｅｓｓ−−ｉｏｎ）空中線との併設によって構成され
るものであるのに対し、同一の空中線で従来のＳ８Ｒ空
中線によるビームバタンに対応する和ビームバタンと、
従来のＳＬ８空中線によるサイドローブ抑圧用のＳＬ８
信号に対応する差ビームバタンとｅ％生するものであり
、さらに最近においてはこの差ビームバタンによるサイ
ドロープ抑圧効果の増大を図って、同一の空中線の放射
中心に配置した１個または２個前面および背面の放射器
によるオメガ字形または８字形ビームバタン、いわゆる
オメガビームバタンと差ビームバタンとの指向性合成に
よる（差＋オメガ）ビームパタンも同一の空中線によっ
て形成され利用されている。

和ビームパタンによって放射される送信パルスは、通常
各種運用モードごとに送信間隔を異にする２つのモード
パルスＰ１およびＰ３からなシ、また差ビームバタンに
よって放射されるＳＬ８制御パルスはパルスＰ１から予
め特定する特開遅れた制御パルスＰ２として送信される
。

一方、航空機に搭載されたトランスポンダは、サイドロ
ープ抑圧機能を内蔵する場合においては和ビームパタン
によって送信されたモードパルスＰＩと差ビームバタン
もしくけ（差＋オメガ）ビームパタンによって送信され
た制御パルスＰ２とを受信すると、これら２つのパルス
の振幅全比較し、モードパルスＰ１が制御パルスＰｚよ
シも通常４．５ｄＢ（Ｑないし９ｄＢ）以上大きいとき
のみ応答し、航空機ごとに予め特定された内容のコード
パルス’ｆＳ８Ｒ空中線に向けて放射する。

８ＳＲは、前述した和差空中線方式によって形成される
和ビームパタンを介してこれを受信する。

マタトランスボンタ゛にサイドロープ抑圧機能と依存し
ない場合にはＳＳＲの受信側で和ビームパタン、差ビー
ムバタンもしくけ（差＋オメガ）ビームパタンに対応す
る２系統の受信回路を設け、これら受信回路の出力に対
して上述した内容の振幅比較を実施することによってサ
イドロープ抑圧処理を行なっている。

第１図は和差空中線方式によって形成されるビームパタ
ンの特性を示す空中線ビームパターン特性図である。

和ビームパタンａはＳＩＲ空中線１の放射中心線りにほ
ぼ軸対象に形成され、差ビームパターンｂも放射中心線
Ｌｉ中心としほぼ左右対象に形成され、またオメガビー
ムパタンを形成するときは、空中線１の中心部において
放射前面および背面に配置された２個もしくは前面、後
面いずれかのみの放射器によって中心線り方向に最大感
度をもつオメカバタンビームを形成する。

和ビームパタンａによってそ−ドパルスＰｌ。

Ｐ３の送受信が行なわれ、差ビームパターンｂもしくは
（差＋オメガ）ビームパタンは制御パルスＰ２ｆ送信し
和ビームパタンａのサイドロープ抑圧用に用いられるこ
とは前述したとおシである。

第１図において和ビームパタンａと差ビームバタンｂと
による送信もしくは受信レベル差がレベル差域値４．５
　ｄ　Ｂ以上ある和ビームパタンの範囲りがトランスポ
ンダもしくは８８Ｒ受信側における応答範囲となる実効
ビーム幅となる。

このように、和差空中線方式では和ビームパタンと差ビ
ームバタンもしくけ（差＋オメガ）ビームパタンとの比
のみで応答範囲、すなわち実効ビーム幅りが決定し、空
中線利得や電波伝播上の中性に左右されず、従って応答
の幅（ブリップ幅）も狭くなると同時にその安定化も得
られるといったさまざまな特徴を有する。

しかしながら、このような和差空中線方式を利用する８
８Ｒには次の如き欠点がある。

すなわち８８Ｒ空中線によって得られる実効ビーム幅が
初期設定値によって固定されたものであるためＳＩＲの
運用面における自由度が限定されたものとなってしまう
という欠点がある。

よく知られる如（，８８Ｒによって実施される二次レー
ダ監視の動作モードとしては、モードパルスＰＩおよび
Ｐａｉそれぞれ異なる時間間隔で送出する複数の運用モ
ードがあり、８ＳＲの運用目的によってはこれらの運用
モードが同時に２個もしくは３個といったように重複し
て利用する。いわゆるインタレースモードとして利用さ
れることもしばしばあシ′、このことは必然的に送信ご
とに実効ビーム幅で捕捉される目標のモード当シの情報
量、いわゆるヒツト数の低下をもたらすこととなる。

あるいはまた、８８Ｈの運用目的によっては、全監視区
域のうち特定の区域に関するヒツト数を特に増加させる
ような特殊モードを実施する場合もあり、このようなと
きにも固定した実効ビーム幅ではこれに対処することが
できない場合が多いという問題がある。

このようなインタレース、あるいは特殊モードにおける
ヒツト数の確保、あるいは特定区域におけるヒツト数の
増大といった目的に対しては予め実効ビーム幅の拡大が
考えられるがこれは目標検知における分解能の低下を全
監視区域にわたって招くこととなる。

さらに、８８Ｈの運用目的によっては、監視区域の１部
もしくは全部にわたって分解能を増大させたい場合があ
るが、このために予め実効ビーム幅を狭くしておくと必
要なヒツト数の確保が困難になるという問題がある。

従来、このような問題に対して、和ビームバタンと差ビ
ームバタンもしくは（差＋オメガ）ビームバタンによる
送受信における利得差を固定減衰器の挿入によって変化
し、実効ビーム幅を変化せしめるととも考えられている
が、この方法では予め設定した固定変化しか望めず、従
って上述した種種の問題を根本的に解決することができ
ないという問題がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、和差空中線方式
によって、トランスポンダを搭載した目標との呼掛応答
を行なうレーダ装置（ＳＳＲ）において、和ビームバタ
ンと差ビームバタンもしくは（差＋オメガ）ビームバタ
ンとの利得差を可変的に制御せしめる手段を備えること
によシ、運用モード、運用目的等に対応した分解能の保
持、ヒツト数の確保が得られ運用上の自由度を大幅に改
善することができるレーダ装置全提供することにある。

本発明の装置は、同一の空中線によって形成する和ビー
ムハ〉ンと差ビームバタンもしくけ（差＋オメガ）ビー
ムバタンと全弁して送受信を行なう和差空中線方式によ
ってトランスポンダ全搭載する目標との呼掛応答を行な
うレーダ装置において、送信および受信の少なくともい
ずれか一方の処理における前記和ビームバタンと差ビー
ムバタンもしくけ（差＋オメガ）ビームバタンとの利得
差を可変的に制御することによシ前記空中線による実行
ビーム幅を可変的に制御せしめる実効ビーム幅制御手段
を備えて構成される。

次に図面を診照して本発明の詳細な説明する。

第２図（ト）〜０はそれぞれ、本発明を受信側において
実施したレーダ装置の第一（５）、第二（均および第三
（Ｃ）の実施例を示すブロック図である。

第２図四〜（Ｃ）によって示す、本発明を受信側におい
て実施した場合の第一、第二および第三の実施例は、和
、差およびオメガ３種のビームバタンを送受信において
形成する空中線１、（差＋オメガ）ビームパタンを合成
する電力分配器２、可変減衰器３−１．３−２．３−３
．和ビームバタンに接続される受信機（１）４％（差＋
オメガ）ビームパタンに接続される受信機（２）　５　
、受信機（１〕４と受信機（２）５の出力信号の振幅全
比較する振幅比較器６および信号の通過、不通過全制御
する論理ゲート回路７および二次レーダ装置に併設もし
くは内蔵されるビーム幅制御信号発生装置１０００ｔ”
備えて構成される。

さて、８８Ｈの空中線から放射された送信パルスは航空
機に搭載するトランスポンダによって受信されると、航
空機ごとに異る内容をもつコード信号が応答信号として
空中線１に向けて放射される。

空中線１は、このコード信号を和、差およびオメガビー
ムバタンによって捕捉しこれらをそれぞれ和ビームバタ
ン出力１０１、差ビームバタン出力１０２、オメガビー
ムバタン出力１０３として出力する。

これら３種類のビームパタンを有する和差空中線の例と
しては、たとえば１９７８年２月２４日付電子通信学会
発行の昭和５３年度電子通信学会宇宙航空エレクトロニ
クス研究会費科５ＡＮＥ　７７−３１１”８８Ｒにおけ
る新技術そのＩ」や、１９７９年７月２７日付電子通信
学会技術資料８ＡＮＥ７９−１７［ＳＳＲオープンアレ
イアンテナの試作実験」その他に詳述されている。

検波されて出力ライン４０１を介して振幅比較器６およ
び論理ゲート回路７に送出される。

一方、差ビームバタン出力１０２およびオメガビームバ
タン出力１０３は電力分配器２で合成され、（差＋オメ
ガ）ビームバタン出力として出力ライン２０１を介して
可変減衰器３−１に供給される。可変減衰器３−１はｐ
ｉｎダイオードを利用する電圧制御回路等を備えて（差
＋オメガ）ビームバタン出力のレベルを減衰せしめるよ
うに利得制御するものであシ、このための制御信号は二
次レーダ装置に併設もしくは内蔵されるビーム幅制御信
号発生装置１０００から出力ライン１００１を介してビ
ーム幅制御信号として供給される。

ビーム幅制御信号発生装置１０００は、第２図（８）。

（Ｂ）および（ｑに示すこれらの送受信機器と接続され
必要とするシステム制御信号１００２ｔ−受けつつ、予
め設定されるインタレースモード、特殊モード等のモー
ド運用条件の内容に対応して（差＋オメガ）ビームバタ
ン出力レベルを所定のレベルに変換すべき、モードごと
に異るレベルのビーム幅制御信号を発生し、このビーム
幅制御信号を受けた可変減衰器３−１は（差＋オメガ）
ビームバタン出力をビーム幅制御信号のレベルに対応し
て所定のレベルに変換する。

このようにして（差＋オメガ）ビームバタン出力はビー
ム幅制御信号発生装置１０００に介して送出されるビー
ム幅制御信号のレベルに対応して可変的にその利得を減
衰せしめられ出力ライン３０１を介して受信機（２）５
に供給される。

受信機（１）４とほぼ同様な機能を有する受信機Ｃ）５
はこのようにして可変利得制御された（差＋オメガ）ビ
ームバタン出力を増幅、検波しその出力を出力ライン５
０１を介して振幅比較器６に送出する。

振幅比較器６′は入力する２人力の振幅比較を行ない、
受信機（２）５の出力が受信機（１）４の出力よりも予
め設定した域値全越えて大きい場合には２値の論理値″
′１”レベルを出力ライン６０１を介して論理ゲート回
路７に送出し、予め設定した域値よりも小さい場合には
論理値′″０”レベルを送出する。

従って、論理ゲート回路７は、振幅比較器６の出力が論
理値″′０”レベルのとき、すなわち受信機（２）５の
出力が受信機（１）４の出力に対して、予め設定する域
値以下であるときのみ受信機（１）４の出力を出力し、
これを出力ライン７０１を介して遠隔地側機器に映像信
号として送出する。

上述した、予め設定する域値は本実施例の場合は４．５
ｄＢに設定してあシ、これは第１図に示したレベル差域
値４．５　ｄ　Ｂに対応するものである。

しかしながら、本実施例の場合には第１図のｂを（差＋
オメガ）ビームバタンとしたときの出力が可変減衰器３
−１によって減衰せしめられているためレベル差域値は
従来の８ＳＲと同じでも実効ビーム幅りがビーム幅制御
信号のレベルに対応して等価的に拡大したものとなるこ
とは明らかである。この等価的に拡大する実効ビーム幅
りの拡大量は可変減衰器３−１によって（差＋オメガ）
ビームバタン出力に加えられる減衰量に対応し、この減
衰量は８８Ｈの運用中性、ビーム幅制御信号発生量１０
００によっ七取得する監視情報等に対応して予めて設定
されるか、もしくは運用中に設定され発生するビーム幅
制御信号によって可変的に制御される。

第２図（Ｂ）は、本発明を受信側で実施したレーダ装置
の第二の実施例を示すブロック図である。

第２図（Ｂ）に示す実施例は、可変減衰器３−１とほぼ
同様な電圧制御機能を有する可変減衰器３−２を受信機
（２）５の出力側に設置した点のみ第２区内の場合と異
なシ、他の同一の記号番号のものはすべて第２図（５）
の場合と同一であるので、これらに関する詳細な説明は
省略する。

可変減衰器３−２は、受信機（２）５の出力に対して出
力ライン１００１’に介して供給されるビーム幅制御信
号のレベルに対応した可変減衰を行ない、その後は第２
図（５）によって説明したとほぼ同様にして実効ビーム
幅が可変減衰器３−２による減衰量に対応して拡大され
る和ビームバタン出力を出力ライン７０１に送出する。

第２図（ＣＪは、本発明を受信側で実施したレーダ装置
の鄭三の実施例を示すプ四クク図であシ、可変減衰器３
−１とほぼ同様な機能をもつ可変減衰器３−３を受信機
（２ン５の内部に設置した点のみが第２図（５）と異な
り、他の内容に関しては第２図（５）とほぼ同一である
のでこれらに関する詳細な説明は省略する。

第２図（Ｃ）において、可変減衰器５は出力ライン１０
０１を介して供給されるビーム幅制御信号によって受信
機（２ン５の利得を制御し、ビーム幅制御信号のレベル
に対応して可変的に減衰を受ける（差十オメガ）ビーム
バタン出力を発生し、他は第２区内と同様にして出力ラ
イン７０１に和ビームバタン出力による映像信号を送出
する。

第３図は本発明全送信側に実施したレーダ装置の一実施
例を示すブロック図である。

第３図に示す実施例は、第２図（２）、（Ｂ）および０
におけるものと同じ空中線１、電力分配器２のほか可変
減衰器３−１とほぼ同様な機能を有する可変減衰器３−
４、および送受官機８を備えて構成され、またこれらレ
ーダ装置８８Ｒとともに併設して使用するビーム幅制御
信号発生装置１ｏｏｏを併記して示しである。

空中線１け和ビームバタン、差ビームバタンならびにオ
メガビームバタンを形成しうるオロ差空中線である。

送受信機８はモードパルスＰＩ、ＰａならびにＳＬＳ信
号としての制御パルスＰｚｉ送信し、これらは出力ライ
ン８０１および８０２’ｉｉ＝介して空中線１および可
変減衰器３−４に送出される。

これら送信パルスのうちモードパルスＰｌ、Ｐａはその
まま空中線１に印加され和ビームバタンを介して送信さ
れ、制御パルスＰ２は可変減衰器３−４、出力ライン３
４１を介して電力分配器２に送出される。

電力分配器２′は空中線１によって形成される差ビーム
バタンとオメガビームバタンとを結合しく差＋オメガ）
ビームバタンを合成しこの合成バタンで可変減衰器３−
４から送出された制御パルスＰ２を送伽する。

可変減衰器３−４は、ビーム幅制御信号発生装置１００
０から出力ライン１００１’を介して受けるビーム幅制
御信号によって送受信機８から送出される制御パルスＰ
２に所定の減衰を与えることにより空中線１の（差十オ
メガ）ビームパタン′で送信される制御パルスＰ２の送
信レベルを低下せしめ空中線１の送信時における実効ビ
ーム幅を減衰量に対応して拡大せしめる。

第４図は本発明を送信および受信側に実施したレーダ装
置の一実施例を示すブロック図である。

第４図に示す実施例は送受信切替用のサーキュレータ９
−１および９−２、送信機１０．可変減衰器３−１とほ
ぼ同様な電圧制御機能を有する可変減衰器３−５のほか
、同一記号で示す構成品については第２図（５）、（Ｂ
）および０、第３図に示す内容と同一であシ、これらに
関する詳細な説明は省略する。

ｔｉｃ、第４図において単一矢印は送信、二重矢印は受
信における送受信信号のフローを示すものである。

第４図に示す実施例においては、送、受信いずれの場合
もビーム幅制御信号発生装置１０００から受けるビーム
幅利（３）１信号によって、（差＋オメガ）ビームパタ
ーンで送信もしくは受信すべき制御パルスＰ２のレベル
を可変減衰器３−５で減衰するように制（財）し、これ
によってモードパルスＰＩ。

Ｐａｉ送信すべき和ビームバタンの実効ビーム幅の拡大
を図っている。

送信機１０は出力ライン１０１を介してモードパルスｐ
ＨＰａｉ出力し、また出力ライン１０２を介して制御パ
ルスＰ２を出力する。

本実施例においては可変減衰器３−５を電力分配器２と
サーキュレータ９−２の間に設置し送。

受信共用としているがこの代シにたとえば、送信時にあ
っては出力ライン１０２、受信時にあっては受信機（２
）５の゛入カライン５０１に態別に設置してもほぼ同様
に実施しうる。

以上のようにして送信もしくは受信、あるいは送受信い
ずれの場合も（差＋オメガ）ビームパタンの送信もしく
は受信時における利得を和ビームバタンの利得に対して
減衰せしめるように制御することによってレーダ装置（
ＳＩＲ）の送信もしくは受信時における実効ビーム幅の
拡大が図れる。

前述した各実施例においては、実効ビーム幅の拡大を図
ることを目的とし、いずれも（差＋オメガ）ビームバタ
ンによる送、受信の利得を和ビームバタンによる送、受
信の利得に対して減衰せしめるように制御する内容のも
のとしている。

しかしながら、第１図によって説明した如く、和差空中
線方式によって形成される実効ビーム幅りの制御は和ビ
ームバタンの利得か、差もしくは（差＋オメガ）ビーム
バタンの利得かのいずれか一方を他方に対して減衰せし
めるように制御することによって、前者の場合は実効ビ
ーム幅の縮少、後者の場合には拡大が得られる。

上述した各実施例は実効ビーム幅の拡大を対象とした場
合の内容金示したものであるが、これらの実施例の代り
に和ビームバタンの利得を減衰するように制御する場合
についても上述した各実施例における手法金はぼ同様に
和ビームバタンに対しても実施することができる。

たとえば、第２図■、（Ｂ）および（Ｑでは出力ライン
１０１中か受信機（１）４もしくはその出力側に可変減
衰器を介在せしめるようにして和ビームバタンの減衰を
図ったうえ振幅比較を行なうことによって実効ビーム幅
の縮小が図れる。

また、第３図においては出力ライン８０１中に、第４図
においては出力ライン１０１，９０１もしくは９０２等
に可変減衰器を介在せしめることによシはぼ同様に実施
しつる。

さらに、前述した各実施例においては、（差十オメガ）
ビームバタンの利得を減衰するように制硝１しているが
、この代如に差ビームバタンを利用してもよく、いずれ
を利用するかは抑圧すべきサイドロープの条件、あるい
は運用条件を考慮し所望に応じて決定することができる
ことは明らかであシ、この場合は電力分配器による（差
＋オメガ）ビームバタンの合或は不要となる。

なお、前述した各実施例における可変減衰器は、ビーム
幅制御信号を受ける期間のみ減衰器とじて動作するもの
であシ、従ってビーム幅制御信号を断とすることによシ
実効ビーム幅を初期値に設定したまま利用することがで
きるととも明らかである。

以上説明した如く本発明によれば、同一空中線によって
和ビームバタン、差もしくは（差＋オメガ）ビームバタ
ンを形成し差もしくは（差＋オメガ）ビームバタンによ
ってサイドロープの抑圧を行ないつつ和ビームバタンで
送受信を実施するレーダ装置（８ＳＲ）において、前記
和ビームバタン、差もしくは（差＋オメガ）ビームバタ
ンのいずれか一方の利得を減衰せしめるように制御する
という手段を備えることによシ、送受信における実効ビ
ーム幅を制御し、レーダ装置の運用時において、複合モ
ード運用時等における１モード当シのヒツト数の確保を
著しく容易にし、目標監視時において限定区域のみを対
象としてヒツト数もしくは分解能の増大、改善を図ると
いった特殊モードの運用の自由度も大幅に改善するとと
もに、和差空中線方式によるサイドローブ抑圧効果を基
本的に保持しうるレーダ装置が実現できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は和差空中線方式で形成される空中線ビームバタ
ン特性図、第２図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は本発明
を受信側で実施した場合の第一四、第二（Ｂ）および第
三（Ｑの実施例を示すブロック図、第３図は本発明を送
信側で実施した場合のレーダ装置の一実施例を示すブロ
ック図、第４図は本発明を送受信側で実施した場合のレ
ーダ装置の一実施例を示すブロック図である。 １・・・・・・空中線、２・・・・・・電力分配器、３
−１．３−２．３−３．３−４．３−５・・・・・・可
変減衰器、４・・−・−・受信機（１）、５−・−・・
・受信ｆ＊（２）、　６・・・・−・振幅比較器、７・
・・・・・論理ゲート回路、８・・・−・・送受信機、
９−１．９−２・・・・・・サーキュレータ、１０・・
・−・・送信機、１０００・・−・・・ビーム幅制御信
号発生装置。 茅　１　し １６２−　図　（Ａ） 穿２回（８） ￥、２　＠　（ｃ） ！ Ｙ′３ワ 茅４ワ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一の空中線によって形成する和ビームバタンと
   差ビームバタンもしくは（差＋オメガ）ビームバタンと
   を介して送受信を行なう和差空中線方式によってトラン
   スポンダを搭載する目標との呼掛応答を行なうレーダ装
   置において、送信および受信の少なくともいずれか一方
   の処理における前記和ビームバタンと差ビームバタンも
   しくけ（差＋オメガ）ビームバタンとの利得差を可変的
   に制御することにより前記空中線による実効ビーム幅を
   可変的に制御せしめる実効ビーム幅制御手段を備えて成
   ることを特徴とするレーダ装置。
2. （２）前記実効ビーム幅制御手段を受信処理に対しての
   み実施したものであることを特徴とする特許請求範囲第
   （１）項記載のレーダ装置。
3. （３）　前記実効ビーム幅制御手段を送信処理に対して
   のみ実施したものであることを特徴とする特許請求範囲
   第（１２項記載のレーダ装置。