JPS63187180A - ホログラフイツクレ−ダ - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、マルチビームを発生することのできるホロ
グラフィックレーダに関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は、Ａ、　Ｅ、ルピン、Ｌ、ワインバーブ著　「
レーダ用ディジタルマルチビーム形成技術」（Ａ、Ｅ、
Ｒｕｖｉｎ、Ｌ、Ｗｅｉｎｂｅｒｇ　　Ｄｉｇｉｔａｌ
　ＭｕｌｔｉｐｌｅＢｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ　Ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ　Ｒａｄａｒ”　　ＥＡＳＣＯＮ
　１９７８）のＰ、Ｐ　１５２〜１６３に示されたビー
ム形成ブロック図である０図において、１は受信アンテ
ナ、２は局発分配回路、３はビーム形成回路である。

このように構成された回路において、目標により反射さ
れた電波は、＃０．・−・、　＃（Ｋ−１）、＃　Ｋ。

＃（Ｋ＋１）、・・・、　＃（Ｎ−１）で表されるＮ個
の受信アンテナにより受信される。Ｋ番目のアンテナに
よる受信波は ５ｋ（ｔ）＝ｆ（ｔ−ｒｒ）・　ｅ　Ｘ　ｐ（ｊ（２Ｗ
ｆｄ　　ｔ＋　φ））−ｅ　ｘ　ｐ（ｊ　　２ｒｃｆｏ
（Ｌ＋に−ｄ　ｃｏｓ　　α／ｃ））・・・（１） Ｋ−０，１，２，・・・、Ｎ−１ により表される。ここにｆ（ｔ）　・ｅ　ｘ　ｐ（ｊ　
２ｙｃｆｏｔ）は、送信波形（但しｆｏは搬送周波数）
、ｒｒは送信アンテナから目標を経由した受信アンテナ
ｌまでの往復伝播遅延時間、ｆｄは目標の動きによるド
ツプラ周波数、φは目標の反射係数及び上記τｒにもと
づく位相変化量、ｄは配列された受信アンテナ１の間隔
、αは受信アンテナ１の配列方向から目標の存在する方
向までの角度、Ｃは高速である。式（１）に示す受信ア
ンテナ出力から局発分配回路２により搬送周波数ｆｏを
取り除けば、式（１）は５ｋ（ｔ）＝ｆ（ｔ−ｒｒ’）
　・８　Ｘ　ｐ（ｊ（２ｙＲｄ　ｔ＋φ））’ｅＸｐ０
２πＫｄ　ｃｏｓ　ｔＸ　／λ）・・・（２） Ｋ−０，１，２，・・・、Ｎ−１ で与えられる。ここに、λは搬送波の波長である。

ここで、式（２）に示す出力からビーム形成回路３によ
りビームを形成するとき用いるアルゴリズムとして、例
えばＤ　Ｆ　Ｔ　（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｆｏｕｒｉｅｒ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　）を考えれば、ビーム形成回路３
の出力は、 Ｂｒ＝ｆ（ｔ−ｒｒ）　・ａ　ｘ　ｐ　（ｊ（２ｙｃｆ
ｄ　ｔ＋φ））・ΣＷｋ　’３　Ｘ　ｐ　（ｊ　２ｙｒ
Ｋ　ｄ　ｃｏｓ　ｃｔ／　λ）ｌｔ。

−ｅｘｐ（−ｊ２π・Ｋｒ／Ｎ）　　　　＝・（３）ｒ
−０，１，２，−、Ｎ−４ により表される。ここに、Ｗｋ（Ｋ・０．１．２．・・
・、Ｎ−１）は重み係数を表し、ｒはビーム番号を表す
０式（３）は受信アンテナｌを一次元に配列した時のビ
ーム形成の式であり、受信アンテナを二次元に配−列し
た。場合では、式（３）と同様な二次元のＤＦＴにより
表されるが、ここでは省略する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のようにして、第５図に示すように、空間上にＮ本
のビームを形成してマルチビームラ構成するが、第４図
に示す受信アンテナ１とは別に送信アンテナが設けられ
、そのビーム幅は通常第５図の破線で示すように、これ
らのＮ本のビーム全てをカバーするように形成される。

従って、送信アンテナの利得は、受信アンテナ１によっ
て形成されるマルチビームそれぞれのアンテナ利得に対
し、はぼ１／Ｎになる。このため、送信尖頭電力を同一
とし、従来のホログラフィックレーダの受信アンテナの
利得がフェーズドアレーアンテナの送信アンテナ利得及
び受信アンテナ利得に等しい場合では、−発の送信パル
スにおける最大探知距離は、フェーズドアレーアンテナ
を用いたレーダに比べ、ここで述べた従来のホログラフ
ィックレーダにおいては、ｖ「７Ｋに劣化する。従って
従来のホログラフィックレーダでは、−発の送信パルス
に対し探知距離を伸ばすには、送信尖頭電力をあげざる
を得なかった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、−発の送信パルスに対しても送信尖頭電力
を上げることなく、アンテナを送受兼用するフェーズド
アレーレーダと同一の最大探知距離が得られるホログラ
フィックレーダを得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るホログラフィックレーダは、送信アンテ
ナとして素子アンテナを複数個配列し、各素子アンテナ
に移相器を接続するとともに、この各移相器に所定の位
相を与えるビームステアリング計算機を設け、送信機で
発生する送信信号としてＬ個のサブパルスをある一定の
繰り返し周期で繰り返すようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、送信機によりサブパルスを送信し
、ビームステアリング計算機によりサブパルス毎に移相
器に所定の位相情報を与え、この結果サブパルス毎に位
相走査を行う。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図において、４は移相器群、５は送信機、６はビー
ムステアリング計算機、７は送信アンテナであり、第２
図は送信パルスのタイミング図、第３図は第２図に示す
送信パルスに対応するアンテナビームの覆域を表す。ま
た受信側の構成は第４図に示したものと同様である。

次に作用効果について説明する。

送信機５より送信されたパルス幅τユのＲＦ（Ｒａｄｉ
ｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　）信号は、移相器群４に入力
されて、ここで移送器により所定の位相変化が与えられ
る。例えば、送信アンテナ７がｌ１ｌｌｉｌ直線状に配
列されており、送信アンテナ７のそれぞれに移相器が接
続されているものとすれば、ブロードサイド方向から角
度θ、の方向にビームを走査するときの移相器群４の各
移相器の位相量は、ビームステアリング計算機６により
、−２πｄＫｓｉｎθ１／λ　で与えられる。但し、ｄ
は送信アンテナ７のそれぞれの間隔、Ｋは素子番号で、
０．１，２゜・・・、Ｌ−１の値をとる。このとき、各
移相器の所定位相量は、第２図に示すように送信パルス
幅τユのうち、τ１−τ２／Ｌ　の時間だけ一定である
ものとする。次に角度θユの方向にビームを走査するた
め、移相器群４の各移相器に与える位相量を、ビームス
テアリング計算機６により、　−２πｄＫｓｉｎθユ／
λ　とし、τ、＝＝τ２／Ｌの時間だけ、これらの位相
量を維持する。以上のように、走査するビームの方向を
θ５．θよ、・・・、θ。

と変化させるために移相器群４の移相器にθｆ。

θユ、・・・、θＬに対応して、ビームステアリング計
算機６により、　−２πｄＫｓｉｎθ九／λ　　（Ｋ−
０，１，２，−、Ｌ−１、ｎ−１，２，３゜・・・、Ｌ
）で表される位相量を与える。但し、各ビームを固定す
る時間は、τ、−τ工／Ｌとする。

このように、パルス幅τユの送信パルスをＬ分割して、
τ、／Ｌ毎に移相器の位相を変化させて第３図に示すよ
うにサブパルスＰ、ＰＬ、・・・。

九に対応してビームを走査することができる。

この動作をパルス繰り返し周期τ３毎に行う。一方、受
信アンテナは前述した従来技術通りであり、サブパルス
ｐ、　、　ｐよ、・・・、ＰＬに対応するＬ個のビーム
の覆域と受信アンテナにより形成されるＮ個のビームの
覆域は一致するものとする。

このとき、送信アンテナ及び受信アンテナそれぞれにお
けるアンテナ間隔をいずれもｄとすれば、目標を捜索す
る際、−発の送信パルスにおける最大探知距にには前に
述べた従来のホログラフィックレーダに比較して、４Ｆ
ｒ倍改善される。

なお、上記実施例では送信アンテナ及び受信アンテナは
それぞれ説明を簡単にするため一次元配列としたが、二
次元配列としてもよく、上記実施例と同様の効果を奏す
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、送信アンテナをフェ
ーズドアレーアンテナで構成し、送信パルス幅内で移相
器の位相を変化させてビームを走査し、これにより受信
アンテナにディジタルビームフォーミングを用いたとき
形成されるマルチビームの領域をカバーするようにした
ので、−発の送信パルスにより、送信アンテナ利得を下
げることなく広視野を観測することができる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるホログラフィックレ
ーダの送信部分を示す図、第２図はこの発明で用いる送
信機のパルスタイミングを示す図、第３図はこの発明に
よる送信アンテナのビームパターンを示す図、第４図は
従来のホログラフィックレーダの受信部分を示す図、第
５図は従来のホログラフィックレーダによる受信アンテ
ナのビームパターンを示す図である。 １・・・受信アンテナ、２・・・局発分配回路、３・・
・ビーム形成回路、４・・・移相器群、５・・・送信機
、６・・・ビームステアリング計算機、７・・・送信ア
ンテナ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信アンテナにより送信アンテナビームを形成し
   、上記送信アンテナビーム内に存在する目標により反射
   された信号を複数個配列された受信アンテナで受信し、
   この受信アンテナの出力に適当な位相を与えてビーム合
   成を行うホログラフィックレーダにおいて、 複数個配列された送信アンテナと、 この各送信アンテナに与える送信信号の位相を所定量移
   相する複数の移相器と、 上記送信アンテナが所定の方向を向くよう上記移相器の
   位相計算及び制御を行うビームステアリング計算機と、 上記各移相器に接続され、Ｌ個のサブパルスを一定のパ
   ルス繰り返し周期で発生する送信機とを備え、 上記サブパルス毎に上記ビームステアリング計算機によ
   り上記移相器の位相を変化させて位相走査を行うように
   したことを特徴とするホログラフィックレーダ。