JPS6117969A - Radar equipment - Google Patents

Radar equipment

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Publication number
JPS6117969A
JPS6117969A JP13854684A JP13854684A JPS6117969A JP S6117969 A JPS6117969 A JP S6117969A JP 13854684 A JP13854684 A JP 13854684A JP 13854684 A JP13854684 A JP 13854684A JP S6117969 A JPS6117969 A JP S6117969A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
signal
power
phase
high frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13854684A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Izumitani
泉谷 敏之
Yuichi Tomita
富田 祐一
Hiroshi Yokoyama
弘 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP13854684A priority Critical patent/JPS6117969A/en
Publication of JPS6117969A publication Critical patent/JPS6117969A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G01S13/46Indirect determination of position data
    • G01S13/48Indirect determination of position data using multiple beams at emission or reception

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify the constitution to make an equipment small in size by shifting the phases of high frequency signals having prescribed frequencies, which are generated in time series, by a prescribed quantity and outputting these signals from plural corresponding output terminals and supplying them to antennas to form beams and shifting the phases of them by prescribed quantity to synthesize them. CONSTITUTION:Each of antenna units 20-1-20-n consists of a transmission module 8, transmission/reception separators 3-1-3-3, an antenna 4, phase shifters 11-1-11-3, etc., and the module 8 consists of a phase shifter 81, a switch 83, etc. High frequency pulse signals different in frequency are generated from an oscillator 21 in time series and are supplied to individual units 20-1-20-n by a power distributor 12-1. Output signals are inputted to antennas 4 from output terminals corresponding to individual frequencies of switches 83 after phase adjustment of microwaves in phase shifters 81 to form pencile beams, and they have phases shifted by phase shifters 11-1-11-3 after passing separators 3-1-3-3 and are synthesized by power synthesizers 12-1-12-4 and are inputted to a signal processor 6 through receivers 5-1-5-3.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は同時複数ビーム走李方式のレーダ装置の改良に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to an improvement in a radar device using a simultaneous multiple beam scanning system.

〔従来技術〕  2 三次元レーダなど目標の距離、、方位および高度の正、
確な、情報を必!とするレーダにおいて、7位および高
度情報の精度、はアンテナの特性に6依存スするところ
が大きい2.このため、前記し4ニダ?、アン、テナと
しては東銃な指向特性を持ったペンシルビームが適して
おシ、これを高速度で所定の空間を走査する方式が広く
用いられている。しかしながら、この場合の単一ビーム
による走査方式は所定の空間を走査するために本質的に
ある時間を必要とし、したがってレーダの重要な性能の
一つである目標情報の更新速度に対し制約を生ずること
になる。
[Prior art] 2. Correct distance, direction, and altitude of the target such as three-dimensional radar, etc.
Accurate information is required! 7. In a radar with 7.7 and altitude information, the accuracy is highly dependent on the characteristics of the antenna.2. For this reason, the above mentioned 4 days? A pencil beam with a similar directional characteristic is suitable for , ann, and tena, and a method in which it scans a predetermined space at high speed is widely used. However, the single-beam scanning method in this case inherently requires a certain amount of time to scan a given space, which imposes restrictions on the update rate of target information, which is one of the important performance characteristics of radar. It turns out.

上記制約を解決する一つの方法として同時複数ビーム走
査方式がある。この走査方式は周波数の相異なる複数個
の高周波パルス信号をほぼ同時に送受信し、複数個のビ
ームを空間的にほぼ同時に形成する方式である。したが
って、この方式は単一ビーム走査方式に比べ、目標情報
の更新速度を同時形成ビーム数にほぼ比例して速めるこ
とができる。この方式の具体例を図面を参照して説明す
る。
One method for solving the above constraints is a simultaneous multiple beam scanning method. This scanning method is a method in which a plurality of high-frequency pulse signals having different frequencies are transmitted and received almost simultaneously, and a plurality of beams are formed spatially almost simultaneously. Therefore, compared to the single beam scanning method, this method can increase the update speed of target information approximately in proportion to the number of simultaneously formed beams. A specific example of this method will be explained with reference to the drawings.

第1図は従来の同時複数ビーム走査方式によるレーダ装
置の第1の構成例を同時形成ビーム数が3本の場合につ
いて示している。
FIG. 1 shows a first configuration example of a radar device using a conventional simultaneous multiple beam scanning method in a case where the number of simultaneously formed beams is three.

その動作を説明すると、まず、送信時においては、励振
器21−1.21−2および21−3と電力増幅器22
−1.22−2および22−3から成る3台の送信機2
−1.2−2および2−3はタイミング制御器1によ多
制御され、それぞれ周波数f□、f2およびf3 の高
周波パルス信号をtlぼ同時に発生する。これらの信号
は、それぞれ3台の送受分離器3−1.3−2および3
−3を経てアンテナ4の給電端子41.42および43
に入力される。アンテナ4は、第2図に示すように、前
記給電端子に対応して3本のビーム10−1.10−2
および10−3を同時に形成する。
To explain its operation, first, during transmission, the exciters 21-1, 21-2 and 21-3 and the power amplifier 22
-1.3 transmitters 2 consisting of 22-2 and 22-3;
-1, 2-2 and 2-3 are controlled by the timing controller 1, and generate high frequency pulse signals of frequencies f□, f2 and f3, respectively, about tl simultaneously. These signals are sent to three transmitter/receiver separators 3-1, 3-2 and 3, respectively.
-3 to the feed terminals 41, 42 and 43 of the antenna 4;
is input. As shown in FIG. 2, the antenna 4 has three beams 10-1, 10-2 corresponding to the feed terminal.
and 10-3 are formed simultaneously.

すなわち、送信機2−IKより発生された周波数f1の
高周波パルス信号はビーム10−1によシ空間に放射さ
れ、同時に、送信機2−2および2−3により発生され
た高周波パルス信号はそれぞれビーム10−2および1
0−3によシ空間に、例えば互いに異なる仰角方向に放
射される。
That is, the high-frequency pulse signal of frequency f1 generated by the transmitter 2-IK is radiated into space by the beam 10-1, and at the same time, the high-frequency pulse signals generated by the transmitters 2-2 and 2-3 are respectively Beams 10-2 and 1
0-3 into space, for example, in different elevation angle directions.

次に、受信時においては、目標等からの反射信号は上記
各ビームにより同時に捕捉され、それぞれ送受分離器3
−1.3−2および3−3を経て上記各ビームに対応す
る受信機5−1.5−2および5−3へ入力され、ここ
で増幅検波された後。
Next, during reception, the reflected signals from the target etc. are simultaneously captured by each of the above beams, and each transmitter/receiver separator 3
-1.3-2 and 3-3, the beams are input to the receivers 5-1.5-2 and 5-3 corresponding to the respective beams, and are amplified and detected there.

目標捕捉゛1表示に必要な信号処理を行なう信号処理器
6を経て表示器7へ送られ表示される。
The signal is sent to a display 7 through a signal processor 6 that performs signal processing necessary for displaying target acquisition 1 and is displayed.

以上述べた構成によシ同時複数ビーム走査方式のレーダ
を実現することは可能である。しかしながら、第1図に
示すように、従来技術による構成では同時形成ビーム数
に等しい数の送信機や受信機を必要とするため、1組の
送信機および受信機で構成できる単一ビーム走査方式の
レーダに比べ構成が複雑で装置規模が大きくなるという
欠点があった。
With the configuration described above, it is possible to realize a simultaneous multiple beam scanning type radar. However, as shown in Figure 1, the conventional configuration requires a number of transmitters and receivers equal to the number of simultaneously formed beams, so a single beam scanning method that can be configured with one set of transmitters and receivers The disadvantage was that the configuration was more complex and the scale of the equipment was larger than that of the previous radar.

つぎに、第3図は従来の同時複数ビーム走査方式による
第2の構成例として、第1の構゛成鉤の有する欠点を改
良し送信機数を減じた例を同時形成ビーム数′が3本の
場合について示している。
Next, FIG. 3 shows a second configuration example using the conventional simultaneous multiple beam scanning method, in which the drawbacks of the first configuration hook are improved and the number of transmitters is reduced. The case of books is shown.

その構成は、タイミング制御器1と、励振器21、電力
増幅器22および切替器23から成る1台の送信機2と
、送受分離器3−1.3−2および3−3と、複数の給
電端子とこれに対応した同数の複数ビーム形成機能とを
有するアンテナ4と、受信機5−1.5−2および5−
3と、信号処理器6と、目標を表示する表示器7とを備
えている。
Its configuration includes a timing controller 1, one transmitter 2 consisting of an exciter 21, a power amplifier 22, and a switch 23, transmitting/receiving separators 3-1, 3-2 and 3-3, and multiple power feeders. An antenna 4 having terminals and the same number of corresponding multiple beam forming functions, and receivers 5-1, 5-2 and 5-
3, a signal processor 6, and a display 7 for displaying the target.

その動作は以下のとおりである。まず、送信時において
は、励振器21はタイミング制御器IKよ)制御され1
周波数の相異なる被数個の高周波パルス信号をほぼ同時
に発生する。すなわち1合成された高周波パルス信号は
、第4図にバースト信号の包結線の高周波パルス信号3
0で示すごとく1周波数f1 の部分301と周波数f
、の部分302と周波数f3の部分303とから成り、
各部分は時系列的に発生される。高周波パルス信号30
は電力増幅器22で増幅された後、切替器23の入力端
子230へ入力される。切替器23はタイミング制御器
1によ多制御され、高周波パルス信号300周波数f1
の部分301が入力されている間はこれを出力端子23
1へ出力し、以下同様に1周波数f2の部分302は出
力端子232へ1周波数f30部分303は出力端子2
33へ切替えて出力する。各周波数成分の信号は厳密に
は同時に発生していないが、その発生間隔は短かいので
ほぼ同時発生と考えても差し支えない。これらの出力さ
れた高周波パルス信号301,302および303はそ
れぞれ送受分離器3−1.3−2および3−3を経て前
記アンテナ4の給電端子41.42および43へ入力さ
れ、さらIc、第2図に示すごとく%3本のビーム1o
−i、、to−2および10−3となってほぼ同時に空
間に放射される。
Its operation is as follows. First, during transmission, the exciter 21 is controlled by the timing controller IK.
A number of high-frequency pulse signals having different frequencies are generated almost simultaneously. In other words, the high-frequency pulse signal 1 synthesized is the high-frequency pulse signal 3 of the envelope line of the burst signal as shown in FIG.
As shown by 0, the part 301 of one frequency f1 and the frequency f
, consisting of a portion 302 of , and a portion 303 of frequency f3,
Each part is generated chronologically. High frequency pulse signal 30
is amplified by the power amplifier 22 and then input to the input terminal 230 of the switch 23. The switch 23 is controlled by the timing controller 1, and receives the high frequency pulse signal 300 frequency f1.
While the part 301 is being input, this is sent to the output terminal 23.
Similarly, the 1 frequency f2 portion 302 is output to the output terminal 232, and the 1 frequency f30 portion 303 is output to the output terminal 2.
33 and output. Strictly speaking, the signals of each frequency component are not generated at the same time, but since the intervals between their occurrences are short, it can be considered that they occur almost simultaneously. These output high frequency pulse signals 301, 302 and 303 are input to the feed terminals 41, 42 and 43 of the antenna 4 via the transmitter/receiver separators 3-1, 3-2 and 3-3, respectively, and are further input to the feed terminals 41, 42 and 43 of the antenna 4, and As shown in Figure 2, %3 beams 1o
-i, , to-2 and 10-3 and are radiated into space almost simultaneously.

受信時においては、目標等からの反射信号は前記各ビー
ムによって同時に捕捉され、それぞれ。
During reception, reflected signals from targets etc. are simultaneously captured by each of the beams, respectively.

送受分離器3−1.3−2および3−3を経て前記各ビ
ームに対応する受信機5−1.5−2および5−3へ伝
達され、ここで増幅検波された後。
The beams are transmitted to receivers 5-1.5-2 and 5-3 corresponding to each beam through transmitting/receiving separators 3-1.3-2 and 3-3, where they are amplified and detected.

信号処理器6を経て表示器7へ送られ表示される。The signal is sent to the display 7 via the signal processor 6 and displayed.

以上のように第2の構成例では、3本の同時複数ビーム
走査を行うため第1の構成例で必要とした3台の送信機
が1台に簡素化されている。
As described above, in the second configuration example, the three transmitters required in the first configuration example are simplified to one in order to perform three simultaneous multiple beam scans.

しかしながら、一般にレーダ装置は高電力送信を必要と
するから、第2の構成例における切替器23としては高
耐電力性のある。たとえば導波管型フェライトスイッチ
等が必要となる。第5図(Aは前記導波管型フェライト
スイッチの構成例を出力端子数が3個の場合について示
したものである。
However, since radar devices generally require high power transmission, the switch 23 in the second configuration example has high power durability. For example, a waveguide type ferrite switch or the like is required. FIG. 5 (A shows an example of the configuration of the waveguide type ferrite switch in a case where the number of output terminals is three).

この構成例では切替器23は2台の導波管マジックT2
34−1および234−2と、4台の909導波管フエ
ライト移相器235−1〜235−4と。
In this configuration example, the switch 23 has two waveguide magic T2 units.
34-1 and 234-2, and four 909 waveguide ferrite phase shifters 235-1 to 235-4.

2台の90’型導波管3dBカツプラ236−1および
236−2と、移相器制御回路237とで構成される。
It is composed of two 90′ waveguide 3 dB couplers 236 - 1 and 236 - 2 and a phase shifter control circuit 237 .

その切替動作は、第5図(B)に示すごとく前記フェラ
イト移相器の移相量を設定制御することにより行われる
The switching operation is performed by setting and controlling the amount of phase shift of the ferrite phase shifter as shown in FIG. 5(B).

したがって、高耐電力性のある切替器を実現するには特
に前記フェライト移相器の高耐電力化が必要であ“るた
め、所要耐電力によってはフェライト移相器の発熱対策
として水冷方式による冷却器等が必要となる。
Therefore, in order to realize a switching device with high power resistance, it is necessary to make the ferrite phase shifter particularly high in power resistance. A cooler etc. will be required.

すなわち、従来技術の第2の構成例においては。That is, in the second configuration example of the prior art.

送信機は1台でよいが切替器230大形化、複離化を伴
うという問題があった。
Although only one transmitter is required, there is a problem in that the switching device 230 becomes larger and becomes more complex.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、前記欠点を解決し、大規模な送信機や
切替器を必要としない同時複数ビーム走査方式のレーダ
装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a simultaneous multiple beam scanning radar apparatus that does not require a large-scale transmitter or switch.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明は、所定周期のタイミング信号を発生するタイミ
ング制御器と、このタイミング信号に応答して予め定め
た周波数の高周波信号を順次時系記第1の移相器からの
出力を受ける入力端子と複数個の出力端子を有し、前記
タイミング信号に応答して、前記予め定めた周波数の各
高周波信号に対応して定まる1つの出力端子に前記各高
周波信号出力する切替器と、この切替器の前記複数の出
力端子からの高周波信号をそれぞれ受ける給電端子を備
え、この綽電端子に供給される高周波信号対応のビーム
を形成するアンテナと、このアンチすの各’JAN端子
からの受信信号を、前記走査制御信号に応答して移相す
る第2の移相器とを有する複数個のアンテナユニットと
、前記タイミング信号に応答して、形成されたビームを
水平走査させるために前記複数のアンテナユニットの前
記第1と第2の移相器を制御する走査制御信号を発生す
るビーム走査制御器と、前記励振器からの出力を前記各
アンテナユニットの前記第1の移相器に分配出力する電
力分配器と、前記各アンテナユニットの対応する前記第
2の移相器の出力を合成する複数個の電力合成器とを備
える。
The present invention includes a timing controller that generates a timing signal of a predetermined period, and an input terminal that sequentially receives an output of a high frequency signal of a predetermined frequency from a first phase shifter in a time series in response to the timing signal. a switching device having a plurality of output terminals and outputting each of the high frequency signals to one output terminal determined in response to each of the high frequency signals of the predetermined frequency in response to the timing signal; An antenna that is provided with a feeding terminal that receives high frequency signals from each of the plurality of output terminals, and that forms a beam corresponding to the high frequency signal that is supplied to the wire terminal; a second phase shifter that shifts the phase in response to the scanning control signal; and the plurality of antenna units for causing the formed beam to horizontally scan in response to the timing signal. a beam scanning controller that generates a scanning control signal that controls the first and second phase shifters of the antenna unit; and power that distributes and outputs the output from the exciter to the first phase shifter of each antenna unit. It includes a distributor and a plurality of power combiners that combine the outputs of the second phase shifters corresponding to the respective antenna units.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下1本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。第6図は本発明によるレーダ装置の実施例とし
て、垂直面内に同時形成した3本のビームを水平面内で
所定の角度内を電子走査するフェーズドアレーレーダに
ついて示している。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 6 shows, as an embodiment of the radar apparatus according to the present invention, a phased array radar in which three beams simultaneously formed in a vertical plane are electronically scanned within a predetermined angle in a horizontal plane.

その構成例は、移相器81.電力増幅器82および切替
器83から成る送信モジエール8と、送受分離器3−1
.3−2および3−3と、複数の給電端子41,42.
43とこれに対応した同時複数ビーム形成機能とを有す
るアンテナと、低雑音増幅器3−1.3−2および3−
3と、移相器11−1.11−2および11−3とから
成るn台のアンテナユニット20−1 、20−2 、
・・・20−nと、電力分配器12と、電力合成器13
−1.13−2および13−3と、タイミング制御器1
と、励振器2と、゛ビーム走査制御器14と受信機5−
1.5−2および5−3と、信号処理器6と、目標等を
表示する表示器7とを備えている。
An example of its configuration is phase shifter 81. A transmission module 8 consisting of a power amplifier 82 and a switch 83, and a transmission/reception separator 3-1
.. 3-2 and 3-3, and a plurality of power supply terminals 41, 42.
43 and a corresponding simultaneous multiple beam forming function, and low noise amplifiers 3-1, 3-2 and 3-
3, and n antenna units 20-1, 20-2, and phase shifters 11-1, 11-2 and 11-3.
...20-n, power divider 12, and power combiner 13
-1.13-2 and 13-3 and timing controller 1
, exciter 2, beam scanning controller 14 and receiver 5-
1.5-2 and 5-3, a signal processor 6, and a display 7 for displaying targets and the like.

その動作は以下のとお勺である。まず、送信時において
は、励振器21はタイミング制御器1によ多制御され1
周波数の相異る複数個の高周波パルス信号をほぼ同時に
発生する。すなわち1合成された高周波パルス信号は、
第4図に示したごとく1周波数f0の部分301と周波
数f2の部分302と周波数f3の部分303とから成
ル、各部分は時系列的に発生される。前記高周波パルス
信号30は電力分配/合成器12−1によりn台のアン
テナユニット20−1 、20−2 、・・・2゜−n
に分配される。さてn台の各アンテナユニットの動作は
同様であるから、ここでは、アンテナユニッ)20−1
における動作に着目して説明する。アンテナユニッ)2
0−HC分配された高周波パルス信号30は移相器81
によシマイクロ波位相を調整され、電力増幅器82で増
幅された後切替器830入力端子830に入力される。
Its operation is as follows. First, during transmission, the exciter 21 is controlled by the timing controller 1.
A plurality of high-frequency pulse signals with different frequencies are generated almost simultaneously. In other words, one combined high-frequency pulse signal is
As shown in FIG. 4, the signal consists of a frequency f0 portion 301, a frequency f2 portion 302, and a frequency f3 portion 303, and each portion is generated in time series. The high frequency pulse signal 30 is transmitted to n antenna units 20-1, 20-2, . . . 2°-n by a power distributor/synthesizer 12-1.
distributed to. Now, since the operation of each of the n antenna units is the same, here, the antenna unit) 20-1
The explanation will focus on the operation in . antenna unit) 2
The high frequency pulse signal 30 divided into 0-HC is sent to a phase shifter 81.
The microwave phase is adjusted by the power amplifier 82, and after being amplified by the power amplifier 82, it is input to the input terminal 830 of the switch 830.

切替器83はタイミング制御器1によ多制御され、従来
技術の第2の構成例において示したと同様の動作により
、高周波パルス信号の周波数f□の部分301を出力端
子831へ出力し、以下同様に周波数f2  の部分3
02は出力端子832へ周波数f3の部分303は出力
端子833へ切替えて出力する。これら出力された高周
波パルス信号301゜302および303はそれぞれ送
受分離器3−1.−3−2および3−3を経てアンテナ
4の給電端子41.42および43へ入力される。
The switch 83 is controlled by the timing controller 1, and outputs the frequency f□ portion 301 of the high-frequency pulse signal to the output terminal 831 by the same operation as shown in the second configuration example of the prior art, and the same goes for the following. part 3 of frequency f2
02 is switched to the output terminal 832, and the frequency f3 part 303 is switched to the output terminal 833 and output. These output high frequency pulse signals 301, 302 and 303 are sent to the transmitter/receiver separator 3-1. -3-2 and 3-3, and are input to the feed terminals 41, 42 and 43 of the antenna 4.

アンテナユニット20−1 、20−2 、・・・2〇
−nはいずれもタイミング制御器1によ多制御され同一
タイミングで動作するから、各アンテナユニットから成
るアレーアンテナから放射された高周波パルス信号は空
間で合成され、この結果第2図に示すように、3本のペ
ンシルビーム10−1゜10−2および10−3がほぼ
同時に形成される。
Since the antenna units 20-1, 20-2, . are synthesized in space, and as a result, three pencil beams 10-1, 10-2 and 10-3 are formed almost simultaneously, as shown in FIG.

受信時においては、目標等からの反射信号は送受分離器
によって上記各ビームに対応した低雑音増幅器9−i、
9−2および9−3へ伝達され。
At the time of reception, the reflected signal from the target etc. is sent to the low noise amplifier 9-i corresponding to each beam by the transmitter/receiver separator.
transmitted to 9-2 and 9-3.

増幅された後、移相器11−1.11−2および11−
3でマイクロ波位相を調整され、電力分配/合成器12
−2.12−3および12−4によシ合成されて受信機
5−1.5−2および5−3に入力される。前記受信機
において受信信号は周波数変換、増幅及び検波され、さ
らに信号処理器6を経て表示器7へ送られ表示される。
After being amplified, phase shifters 11-1, 11-2 and 11-
3, the microwave phase is adjusted, and the power divider/synthesizer 12
-2.12-3 and 12-4 are combined and input to receivers 5-1.5-2 and 5-3. In the receiver, the received signal is frequency-converted, amplified and detected, and further sent to a display 7 via a signal processor 6 for display.

アンテナユニット20−1.20−2.・・・20−n
には前述のごとく送信系、受信系それぞれ移相器81.
11−1.11−2および11−3が設けられているか
ら、ビーム走査制御器13によりこれらの移相器を制御
することにより、垂直面内に形成された前記3本のペン
シルビームを水平面内で電子走査し、所定の空間を捜索
するフェーズドアレーレーダが実現される。
Antenna unit 20-1.20-2. ...20-n
As mentioned above, the transmitting system and the receiving system each have a phase shifter 81.
11-1, 11-2 and 11-3 are provided, by controlling these phase shifters with the beam scanning controller 13, the three pencil beams formed in the vertical plane are shifted to the horizontal plane. A phased array radar that searches a predetermined space by electronically scanning the space is realized.

以上述べたごとく1本発明の実施例においてはn台の送
信モジエールの出力の空間合成により所要送信電力が得
られるから、送信モジュール1台当シの所要出力電力は
従来方式に比べ1 / nで良い。したがって、複数の
アンテナユニットを用いても、各アンテナユニットの送
信モジュールとしてはアンテナユニット61台の小型軽
量な半導体増幅器等で済むから大規模な送信機は不要で
ある。
As described above, in the embodiment of the present invention, the required transmission power is obtained by spatially combining the outputs of n transmitting modules, so the required output power per transmitting module is 1/n compared to the conventional method. good. Therefore, even if a plurality of antenna units are used, a large-scale transmitter is not necessary because 61 antenna units, such as small and lightweight semiconductor amplifiers, are sufficient as the transmitting module for each antenna unit.

さらに、切替器83も扱う電力が小さくて済むから1例
えば、PINダイオードスイッチのような小型軽量なハ
ードウェアが適用可能となる。
Furthermore, since the switching device 83 also requires less power to handle, small and lightweight hardware such as a PIN diode switch can be used.

第7図(Alは3つの出力端子を有するP、 I Nダ
イオードスイッチの構成例を示したものである。この構
成例では、切替器83は電力分配器834と。
FIG. 7 (Al shows a configuration example of a P, IN diode switch having three output terminals. In this configuration example, the switch 83 is a power divider 834.

PINダイオード835−1〜835−3と、高周波チ
目−り836−1〜836.−3と、PCカット837
−1〜837−3と、制御回路838とで構成−14= される。その切替動作は第7図(Blに示すごとく。
PIN diodes 835-1 to 835-3 and high frequency channels 836-1 to 836. -3 and PC cut 837
-1 to 837-3 and a control circuit 838. The switching operation is as shown in FIG. 7 (Bl).

各PINダイオードの印加直流電圧■□、■2 および
■3の極性と振幅を制御することにより行われる。
This is done by controlling the polarity and amplitude of the DC voltages ■□, ■2, and ■3 applied to each PIN diode.

また1本実施例におけるアンテナ4としてはBlass
マトリックスアレーやButlerマトリックスアレー
(これらの詳細はR,C,Hansen編’Mlcro
wave Scanning Antennas、”V
Ql、 IILP247〜P258 、Academi
c Press。
In addition, the antenna 4 in this embodiment is a brass antenna.
Matrix arrays and Butler matrix arrays (details of these can be found in R, C. Hansen, ed.'Mlcro
Wave Scanning Antennas,”V
Ql, IILP247~P258, Academy
cPress.

1966に述べられている。)、あるいは。1966. ),or.

Rotmanしyズアレー(詳細: W、Rotman
Rotman's Alley (Details: W, Rotman
.

’ Wide−Angle Mlcrowave Le
ns  for −Line 5ource Appl
ications“、IEEE −TranIL、AP
、Nov、 1963.P623〜P632)等が適用
できる。第8図は、前記Bl&887) IJフックス
レーの一例を同時形成ビーム数が3本の場合について示
したものである。このアレーは複数の方向性結合器44
と、複数の放射素子アンテナ45と、複数の無反射終端
器46とから成シ、3つの入力端子41.42および4
3に対応して第2図に示した3本のビーム10−1.1
0−2および10−3を形成するものである。
' Wide-Angle Mlcrowave Le
ns for -Line 5source Appl
cations”, IEEE-TranIL, AP
, Nov. 1963. P623 to P632) etc. can be applied. FIG. 8 shows an example of the Bl&887) IJ Fuchsley in the case where the number of simultaneously formed beams is three. This array includes a plurality of directional couplers 44
, a plurality of radiating element antennas 45, and a plurality of non-reflection terminators 46, and three input terminals 41, 42 and 4.
The three beams 10-1.1 shown in FIG.
0-2 and 10-3.

なお1本発明の実施例では同時形成ビーム数が3本の場
合について示したが1本発明は上記以外の任意の同時形
成ビーム数に対しても有効であることはもちろんである
。また1本発明の実施例では、水平面内ビーム走査方式
として移相器を用いた電子走査方式の場合を示したが1
本発明は上記走査方式に限られるものではなく1例えば
、上記移相器を省略し、アンテナユニツ) 20−1〜
20−nおよび電力分配/合成器12を一体で機械的に
水平回転するような、水平面内機械的ビーム走査方式に
も適用できることはもちろんである。
In the embodiment of the present invention, the case where the number of simultaneously formed beams is three is shown, but it goes without saying that the present invention is also effective for any number of simultaneously formed beams other than the above. In addition, in the embodiment of the present invention, an electronic scanning method using a phase shifter is shown as the beam scanning method in the horizontal plane.
The present invention is not limited to the above-mentioned scanning method; for example, the above-mentioned phase shifter may be omitted and antenna units) 20-1~
Of course, it is also applicable to an in-horizontal mechanical beam scanning system in which the power distributor/synthesizer 20-n and the power distributor/synthesizer 12 are mechanically rotated horizontally as a unit.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上N9明したように、複数の給電端子とこれ
に対応した同数の複数ビーム形成機能を有するアンテナ
を用いた同時複数ビーム走査方式のレーダにおいて、同
時形成ビーム数によらず送信系を小型軽量化できる効果
がある。
As explained above, the present invention enables the transmission system to operate independently of the number of simultaneously formed beams in a simultaneous multiple beam scanning radar using multiple feed terminals and corresponding antennas having the same number of multiple beam forming functions. This has the effect of making it smaller and lighter.

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

第1図は従来技術による同時複数ビーム走査方式レーダ
の第1の構成例を示す図、第2図はアンテナによる同時
形成ビームを示す概念図、第3図は従来技術による同時
複数ビーム走査方式レーダの第2の構成例を示す図、第
4図は第3図に示した構成例による送信パルス波形図、
第5図(A)お[(B)は第3図に示した切替器の構成
例を示す図、およびその制御内容を示す図、第6図は本
発明による同時複数ビーム走査方式レーダの構成例を示
す図、第7図(A)および(B)は第6図に示した切替
器およびその制御内容を示す図、第8図はアンテナの構
成例を示す図である。 1・・・−・・タイミング制御器、2・・・・・・送信
機、21・・・・・・励振器、22・・・・・・電力増
幅器、23・・・・・・切替器、3・・・・・・送受分
離器、4・・・・・・アンテナ、5・・・・・・受信機
、6・・・・・・信号処理器、7・・・・・・表示器、
8・・・・・・送信モジ瓢−ル、81・・・・・・移相
器、82・・・・・・電力増幅器、83・・・・・・切
替器、9・・・・・・低維音増幅器、10・−・・・・
アンテナ、ビーム、11・・・・・・移相器、12・・
・・・・電力分配/合成器、13・・・・・・ビーム走
査制御器、20・・・・・・アンテナユニット、30・
・・・・・送信パルス。 第 1 図 ! 茅 2 図 竿 4 回 第 7YMCA) 第 7 団(、B ) 第 3 回
Fig. 1 is a diagram showing a first configuration example of a simultaneous multiple beam scanning radar according to the prior art, Fig. 2 is a conceptual diagram showing simultaneous beam formation by an antenna, and Fig. 3 is a diagram showing a simultaneous multiple beam scanning radar according to the prior art. FIG. 4 is a transmission pulse waveform diagram according to the configuration example shown in FIG. 3,
5(A) and 5(B) are diagrams showing an example of the configuration of the switch shown in FIG. 3 and a diagram showing its control details; FIG. 6 is the configuration of the simultaneous multiple beam scanning radar according to the present invention. FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example of the switching device shown in FIG. 6 and its control contents, and FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of an antenna. 1... Timing controller, 2... Transmitter, 21... Exciter, 22... Power amplifier, 23... Switcher , 3...Transmission/reception separator, 4...Antenna, 5...Receiver, 6...Signal processor, 7...Display vessel,
8...Transmission module, 81...Phase shifter, 82...Power amplifier, 83...Switcher, 9...・Low fiber amplifier, 10...
Antenna, beam, 11... Phase shifter, 12...
...Power distributor/synthesizer, 13...Beam scanning controller, 20...Antenna unit, 30.
...Transmission pulse. Figure 1! Kaya 2 Zuzo 4th 7th YMCA) 7th Group (,B) 3rd

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 所定周期のタイミング信号を発生するタイミング制御器
と、このタイミング信号に応答して予め定めた周波数の
高周波信号を順次時系列的に発生する励振器と、走査制
御信号に応答して入力信号を所定量移相させる第1の移
相器と、前記第1の移相器からの出力を受ける入力端子
と複数個の出力端子を有し、前記タイミング信号に応答
して、前記予め定めた周波数の各高周波信号に対応して
定まる1つの出力端子に前記各高周波信号を出力する切
替器と、この切替器の前記複数の出力端子からの高周波
信号をそれぞれ受ける給電端子を備え、この給電端子に
供給される高周波信号対応のビームを形成するアンテナ
と、このアンテナの各給電端子からの受信信号を、前記
走査制御信号に応答して移相する第2の移相器とを有す
る複数個のアンテナユニットと、前記タイミング信号に
応答して、形成されたビームを水平走査させるために前
記複数のアンテナユニットの前記第1と第2の移相器を
制御する走査制御信号を発生するビーム走査制御器と、
前器励振器からの出力を前記各アンテナユニットの前記
第1の移相器に分配出力する電力分配器と、前記各アン
テナユニットに対応する前記第2の移相器の出力を合成
する複数個の電力合成器とを備えるレーダ装置。
a timing controller that generates a timing signal with a predetermined period; an exciter that generates a high-frequency signal of a predetermined frequency in a time-series manner in response to the timing signal; a first phase shifter for quantitatively shifting the phase; an input terminal for receiving an output from the first phase shifter; and a plurality of output terminals; A switching device that outputs each of the high frequency signals to one output terminal determined corresponding to each high frequency signal, and a power supply terminal that receives the high frequency signals from the plurality of output terminals of this switch, and supplies the power to the power supply terminal. a plurality of antenna units each having an antenna that forms a beam corresponding to a high frequency signal to be transmitted, and a second phase shifter that shifts the phase of a received signal from each feed terminal of the antenna in response to the scanning control signal. and a beam scanning controller that generates, in response to the timing signal, a scanning control signal that controls the first and second phase shifters of the plurality of antenna units to cause the formed beam to horizontally scan. ,
a power divider that distributes and outputs the output from the front exciter to the first phase shifter of each of the antenna units; and a plurality of power dividers that combine the output of the second phase shifter corresponding to each of the antenna units. A radar device comprising a power combiner.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02253181A (en) * 1989-03-28 1990-10-11 Nec Corp Phased array radar equipment
WO2016092705A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 三菱電機株式会社 Laser radar device

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