JPS63198889A - ホログラフイツクレ−ダ - Google Patents
ホログラフイツクレ−ダInfo
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- JPS63198889A JPS63198889A JP62032101A JP3210187A JPS63198889A JP S63198889 A JPS63198889 A JP S63198889A JP 62032101 A JP62032101 A JP 62032101A JP 3210187 A JP3210187 A JP 3210187A JP S63198889 A JPS63198889 A JP S63198889A
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- antenna
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- 238000003491 array Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
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。
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、ホログラフィックレーダの全周走査性能の
向上に関するものである。
向上に関するものである。
第３図は、国際学会誌「イースコン−７８」 （ＩＥＥ
Ｈ，ＥＡＳＣＯＮ−７８）に発表されたアブラハム ル
ビ７（ＡＢＲＡＨＡＭ Ｅ、ＲＵＶＩＮ）とレオナルト
ワインバーブ（Ｌ、ＥＯＮＡＲＤ讐ＥＩＮＢＥＲＧ）
両氏の論文「レーダ用ディジタルマルチビーム形成技術
（ＤＩＧＩＴＡＬ ＭＡＬＴＩＰＬＥＢＥＡＭＦＯＲＭ
ＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ！？ＡＤＡＲ）
Ｊに示された従来のホログラフィックレーダの構成を
示す図である。図において、１は素子アンテナ、２はＮ
個の素子アンテナからなるアンテナアレー、３は各素子
アンテナ１に接続され、素子アンテナ１で受信された高
周波信号を増幅するＲＦアンプ、４は高周波信号を中間
周波信号に変換するミキサ、５はミキサ４から出力され
た中間周波信号を増幅するＩＦアンプ、６は中間周波信
号の位相を保存しながらＩＦアンプ出力をベースバンド
の複素ビデオ信号に変換するための位相＋＊ｆＪ、器、
７は位相検波器６のＩ （ｉｎ ｐｈａｓｅ）チャン
ネル及びＱ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）チャンネルの各出
力に接続されたローパスフィルタ（ＬＰＦ） 、８はＬ
ＰＦ７に接続され、ベースバンドに変換された複素ビデ
オ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、９はビーム形成
の際のサイドローブレベルを調整するための重み付けを
行う出力レベル調整器、１０は上記各要素３〜９で構成
された受信機である。また、１１は各素子アンテナ１に
接続された受信機１０の出力に対してディジタル演算を
行うことにより、素子アンテナ数に相当する数のマルチ
ビームを形成するディジタルマルチビーム形成器である
。
Ｈ，ＥＡＳＣＯＮ−７８）に発表されたアブラハム ル
ビ７（ＡＢＲＡＨＡＭ Ｅ、ＲＵＶＩＮ）とレオナルト
ワインバーブ（Ｌ、ＥＯＮＡＲＤ讐ＥＩＮＢＥＲＧ）
両氏の論文「レーダ用ディジタルマルチビーム形成技術
（ＤＩＧＩＴＡＬ ＭＡＬＴＩＰＬＥＢＥＡＭＦＯＲＭ
ＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ！？ＡＤＡＲ）
Ｊに示された従来のホログラフィックレーダの構成を
示す図である。図において、１は素子アンテナ、２はＮ
個の素子アンテナからなるアンテナアレー、３は各素子
アンテナ１に接続され、素子アンテナ１で受信された高
周波信号を増幅するＲＦアンプ、４は高周波信号を中間
周波信号に変換するミキサ、５はミキサ４から出力され
た中間周波信号を増幅するＩＦアンプ、６は中間周波信
号の位相を保存しながらＩＦアンプ出力をベースバンド
の複素ビデオ信号に変換するための位相＋＊ｆＪ、器、
７は位相検波器６のＩ （ｉｎ ｐｈａｓｅ）チャン
ネル及びＱ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）チャンネルの各出
力に接続されたローパスフィルタ（ＬＰＦ） 、８はＬ
ＰＦ７に接続され、ベースバンドに変換された複素ビデ
オ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、９はビーム形成
の際のサイドローブレベルを調整するための重み付けを
行う出力レベル調整器、１０は上記各要素３〜９で構成
された受信機である。また、１１は各素子アンテナ１に
接続された受信機１０の出力に対してディジタル演算を
行うことにより、素子アンテナ数に相当する数のマルチ
ビームを形成するディジタルマルチビーム形成器である
。
次に動作について説明する。
Ｎ個の素子アンテナ１で受信された高周波信号は、ＲＦ
アンプ３で増幅された後、ミキサ４で中間周波信号に変
換され、再びＩＦアンプ５で増幅される。この中間周波
信号は位相検波器６で位相検波され、■チャンネル及び
Ｑチャンネルからなる複素ビデオ信号に変換される。複
素ビデオ信号はＬＰＦ７で帯域制限された後、Ａ／Ｄ変
換器８でディジタル複素ビデオ信号に変換され、さらに
ビーム形成の際のサイドローブ低域のための重み付けが
出力レベル調整器９で行われた後、ディジタルマルチビ
ーム形成手段１１へ入力される。このとき、第４図に示
すように、Ｎ個の素子アンテナの並んでいる方向をＸ軸
とし、高周波信号、即ち電波の到来方向とＸ軸とのなす
角を電波の到来角度αとし、素子アンテナ１の間隔をｄ
、波長をλとすると、隣合った素子アンテナで受信され
る信号の位相差は、２π（ａｃｏｓα）／λ となるか
ら、ディジタルマルチビーム形成器１１では、・・・＋
ｉ＞ ｒｓ−Ｎ／２．−Ｎ／２＋１．−＋Ｏ＋ −・・・−、
Ｎ／２−１を計算することによって、 αｒ −ｃｏｓ
−’ （ｒλ／Ｎｄ） に最大利得を有するビームを
Ｎ本（ｒ＝−Ｎ／２．・・・、Ｏｌ・・・、Ｎ／２−１
）同時に形成できる。但し、第（１１式において、Ｗｋ
はサイドローブ抑圧のための重み係数で、各アンテナ素
子に接続された受信機１０内の出力レベル調整器９で与
えられる。
アンプ３で増幅された後、ミキサ４で中間周波信号に変
換され、再びＩＦアンプ５で増幅される。この中間周波
信号は位相検波器６で位相検波され、■チャンネル及び
Ｑチャンネルからなる複素ビデオ信号に変換される。複
素ビデオ信号はＬＰＦ７で帯域制限された後、Ａ／Ｄ変
換器８でディジタル複素ビデオ信号に変換され、さらに
ビーム形成の際のサイドローブ低域のための重み付けが
出力レベル調整器９で行われた後、ディジタルマルチビ
ーム形成手段１１へ入力される。このとき、第４図に示
すように、Ｎ個の素子アンテナの並んでいる方向をＸ軸
とし、高周波信号、即ち電波の到来方向とＸ軸とのなす
角を電波の到来角度αとし、素子アンテナ１の間隔をｄ
、波長をλとすると、隣合った素子アンテナで受信され
る信号の位相差は、２π（ａｃｏｓα）／λ となるか
ら、ディジタルマルチビーム形成器１１では、・・・＋
ｉ＞ ｒｓ−Ｎ／２．−Ｎ／２＋１．−＋Ｏ＋ −・・・−、
Ｎ／２−１を計算することによって、 αｒ −ｃｏｓ
−’ （ｒλ／Ｎｄ） に最大利得を有するビームを
Ｎ本（ｒ＝−Ｎ／２．・・・、Ｏｌ・・・、Ｎ／２−１
）同時に形成できる。但し、第（１１式において、Ｗｋ
はサイドローブ抑圧のための重み係数で、各アンテナ素
子に接続された受信機１０内の出力レベル調整器９で与
えられる。
この時、第ｒ番目のビームのビーム幅δｒは、下記第（
２）式 ％式％（２） で与えられ、第ｒ番目と第ｒ−１番目のビームの間隔Δ
αｒは、第（３）式 ％式％ で与えられる。第（２）式のＷは重み係数Ｗｋによって
決まる定数で、一般に０．８８〜１．３程度に設定され
る。ディジタルマルチビーム形成器１１において、第＋
１１式はＤ Ｆ Ｔ （Ｄｉｓｅｒｅｔｅ Ｆｏｕｅｉ
ｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を示す式となっている。この
ため、ホログラフィックレーダでは、素子アンテナのビ
ーム幅で決まる視野、即ち観測範囲内に効率良くマルチ
ビームを形成するために、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉ
ｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）アルゴリズムが利用される
。
２）式 ％式％（２） で与えられ、第ｒ番目と第ｒ−１番目のビームの間隔Δ
αｒは、第（３）式 ％式％ で与えられる。第（２）式のＷは重み係数Ｗｋによって
決まる定数で、一般に０．８８〜１．３程度に設定され
る。ディジタルマルチビーム形成器１１において、第＋
１１式はＤ Ｆ Ｔ （Ｄｉｓｅｒｅｔｅ Ｆｏｕｅｉ
ｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を示す式となっている。この
ため、ホログラフィックレーダでは、素子アンテナのビ
ーム幅で決まる視野、即ち観測範囲内に効率良くマルチ
ビームを形成するために、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉ
ｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）アルゴリズムが利用される
。
従来のホログラフィックレーダは、以上のように構成さ
れているので、観測範囲は素子アンテナのビーム幅（１
２０°程度）に制限されており、全周走査を実現するに
は、１台のレーダを機械的に回転させるか又は３ないし
４台のレーダで観測範囲を分担することが必要で、全周
走査時間が長（なる又は装置全体が高価になるなどの問
題点があった０ 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、安価でかつ短時間で全周走査ができるホログ
ラフィックレーダを得ることを目的とする。
れているので、観測範囲は素子アンテナのビーム幅（１
２０°程度）に制限されており、全周走査を実現するに
は、１台のレーダを機械的に回転させるか又は３ないし
４台のレーダで観測範囲を分担することが必要で、全周
走査時間が長（なる又は装置全体が高価になるなどの問
題点があった０ 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、安価でかつ短時間で全周走査ができるホログ
ラフィックレーダを得ることを目的とする。
この発明に係るホログラフィックレーダは、アンテナア
レーのみを３面ないし４面にするとともに、１面相当分
の受信機と各アンテナアレーとの接続をスイッチで切換
えるようにし、このスイッチの切換タイミングをパルス
ヒツト番号及びレンジビン番号に基づいて制御するスイ
ッチ制御手段を設けたものである。
レーのみを３面ないし４面にするとともに、１面相当分
の受信機と各アンテナアレーとの接続をスイッチで切換
えるようにし、このスイッチの切換タイミングをパルス
ヒツト番号及びレンジビン番号に基づいて制御するスイ
ッチ制御手段を設けたものである。
この発明におけるホログラフィックレーダは、スイッチ
制御手段によりパルスヒツト番号及びレンジビン番号に
基づいてスイッチの切換タイミングを制御し、３面ない
し４面のアンテナアレーと１面相当分の受信機との接続
を上記スイッチにより切換えるため、各レンジビン毎に
最適なフレームレートで高速に全周走査が実現される。
制御手段によりパルスヒツト番号及びレンジビン番号に
基づいてスイッチの切換タイミングを制御し、３面ない
し４面のアンテナアレーと１面相当分の受信機との接続
を上記スイッチにより切換えるため、各レンジビン毎に
最適なフレームレートで高速に全周走査が実現される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１２は４面のアンテナアレー２とアンテナ
アレー１面相当分の受信機１０との接続を切換えるスイ
ッチ、１３は送信パルス番号及びレンジビン番号に基づ
いてスイッチ１２の切換タイミングを制御するスイッチ
制御手段である。なお、符号１〜１１までの各部は従来
のホログラフィックレーダと同一の部分又は手段である
。
図において、１２は４面のアンテナアレー２とアンテナ
アレー１面相当分の受信機１０との接続を切換えるスイ
ッチ、１３は送信パルス番号及びレンジビン番号に基づ
いてスイッチ１２の切換タイミングを制御するスイッチ
制御手段である。なお、符号１〜１１までの各部は従来
のホログラフィックレーダと同一の部分又は手段である
。
次に動作について説明する。受信機１０及びディジタル
マルチビーム形成器１１の動作は、従来のホログラフィ
ックレーダの動作と同一であるので省略し、本実施例で
新たに付加されたスイッチ１２及びスイッチ制御手段１
３の動作について詳細に説明する。
マルチビーム形成器１１の動作は、従来のホログラフィ
ックレーダの動作と同一であるので省略し、本実施例で
新たに付加されたスイッチ１２及びスイッチ制御手段１
３の動作について詳細に説明する。
今、ホログラフィックレーダは４面（Ｄ、 、 Ｄ、
。
。
Ｄユ、Ｄ３）のアンテナアレーで構成されているものと
し、第２図に示すように、それぞれＤ０〜Ｄ、の各方向
を分担するものと仮定する。このとき、送信アンテナゲ
インをＧｔ、マルチビーム形成後の受信アンテナゲイン
をＱｒ、送信波長をλ。
し、第２図に示すように、それぞれＤ０〜Ｄ、の各方向
を分担するものと仮定する。このとき、送信アンテナゲ
インをＧｔ、マルチビーム形成後の受信アンテナゲイン
をＱｒ、送信波長をλ。
送信尖頭電力をｐｔ、目標のレーダ断面積をσ、所要信
号対雑音電力比をＳＮＲ，ポルツマン定数をに、絶対温
度をＴ、受信機帯域幅をＢ、受信機雑音指数をＮＦ、
システム損失をり、レンジ分解能をΔＲ，レンジビン番
号をｋとすると、第に番目のレンジビンで必要なコヒー
レント積分数、即ちパルスヒント数Ｎｋは、第（４）式
で与えられる。
号対雑音電力比をＳＮＲ，ポルツマン定数をに、絶対温
度をＴ、受信機帯域幅をＢ、受信機雑音指数をＮＦ、
システム損失をり、レンジ分解能をΔＲ，レンジビン番
号をｋとすると、第に番目のレンジビンで必要なコヒー
レント積分数、即ちパルスヒント数Ｎｋは、第（４）式
で与えられる。
第（４）式において、（）の中のパラメータは、いずれ
も個々のレーダシステムにおいて固有の定数であるから
、所要パルスヒント数Ｎｋはレンジビン番号にの４乗に
比例する。
も個々のレーダシステムにおいて固有の定数であるから
、所要パルスヒント数Ｎｋはレンジビン番号にの４乗に
比例する。
スイッチ制御手段１３では、レーダシステム固有のパラ
メータに、Ｔ、Ｂ、ＮＦ、Ｌ、ＳＮＲ。
メータに、Ｔ、Ｂ、ＮＦ、Ｌ、ＳＮＲ。
ΔＲ，Ｐｔ、Ｇｔ、Ｇｒ、 λ、σを用いて、第（４
）式によって各レンジビン毎の所要パルスヒツト数Ｎｋ
を求める。そして、送信パルス毎に、現在の送信パルス
番号ｍをレンジビン番号にの所要パルスヒツト数Ｎｋで
割った商７！に １ ｋ −［ｍ／ Ｎ ｋ ］ ・
”（５）を求める。第（５）式において、［］はガウス
記号を表す。さらに、Ｉ！ｋをアンテナアレーの面数４
で割った余りＪｋを求め、Ｊｋ＝０ならばスイッチ１２
を切換えてアンテナアレー２のＤｏ と受信機１０とを
接続し、Ｊｋ−１であればＤｌ と、Ｊｋ＝２であれば
Ｄｌ と、Ｊｋ＝３であればＤ３と受信機１０とを接続
する。以上の動作を全ての送信パルス番号ｍの全でのレ
ンジビン番号ｋに対して行なうことにより、アンテナア
レー１面相当分の受信機で、機械的にレーダを回転させ
る従来装置よりも高速に全周走査を実現できる。
）式によって各レンジビン毎の所要パルスヒツト数Ｎｋ
を求める。そして、送信パルス毎に、現在の送信パルス
番号ｍをレンジビン番号にの所要パルスヒツト数Ｎｋで
割った商７！に １ ｋ −［ｍ／ Ｎ ｋ ］ ・
”（５）を求める。第（５）式において、［］はガウス
記号を表す。さらに、Ｉ！ｋをアンテナアレーの面数４
で割った余りＪｋを求め、Ｊｋ＝０ならばスイッチ１２
を切換えてアンテナアレー２のＤｏ と受信機１０とを
接続し、Ｊｋ−１であればＤｌ と、Ｊｋ＝２であれば
Ｄｌ と、Ｊｋ＝３であればＤ３と受信機１０とを接続
する。以上の動作を全ての送信パルス番号ｍの全でのレ
ンジビン番号ｋに対して行なうことにより、アンテナア
レー１面相当分の受信機で、機械的にレーダを回転させ
る従来装置よりも高速に全周走査を実現できる。
また、本実施例では全てのレンジビンにおいて、所要信
号対雑音比を満足した上で、全周走査をする時間すなわ
ちフレームタイムを最適化することができる。
号対雑音比を満足した上で、全周走査をする時間すなわ
ちフレームタイムを最適化することができる。
以上のように、この発明によれば、アンテナアレーのみ
を３面ないし４面とし、この各アンテナアレーと１面相
当分の受信機とをスイッチで切換えることにより、全周
走査を実現できるようにしたので、装置が安価にでき、
また高速に全周走査することが可能となる効果がある。
を３面ないし４面とし、この各アンテナアレーと１面相
当分の受信機とをスイッチで切換えることにより、全周
走査を実現できるようにしたので、装置が安価にでき、
また高速に全周走査することが可能となる効果がある。
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
ーダの構成を示す図、第２図は４面のアンテナアレーを
示す図、第３図は従来のホログラフィックレーダの構成
を示す図、第４図はホログラフィックレーダの動作原理
を説明するための図である。 １・・・素子アンテナ、２・・・アンテナアレー、１０
・・・受信機、１１・・・ディジタルマルチビーム形成
手段、１２・・・スイッチ、１３・・・スイッチ制御手
段。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
ーダの構成を示す図、第２図は４面のアンテナアレーを
示す図、第３図は従来のホログラフィックレーダの構成
を示す図、第４図はホログラフィックレーダの動作原理
を説明するための図である。 １・・・素子アンテナ、２・・・アンテナアレー、１０
・・・受信機、１１・・・ディジタルマルチビーム形成
手段、１２・・・スイッチ、１３・・・スイッチ制御手
段。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）それぞれ複数の素子アンテナからなる複数面のア
ンテナアレーと、 この複数面のアンテナアレーのうちのいずれか１面の各
素子アンテナに接続される複数の受信機と、 上記各アンテナアレーと受信機との接続を切換えるスイ
ッチと、 パルスヒット番号及びレンジビン番号に基づいて上記ス
イッチの切換タイミングを制御するスイッチ制御手段と
、 上記受信機に接続され各受信機から出力されるディジタ
ル複素ビデオ信号を用いてマルチビームを形成するディ
ジタルマルチビーム形成手段とを備えたことを特徴とす
るホログラフィックレーダ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032101A JPS63198889A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | ホログラフイツクレ−ダ |
| US07/290,048 US4924235A (en) | 1987-02-13 | 1988-02-10 | Holographic radar |
| EP88907545A EP0371133B1 (en) | 1987-02-13 | 1988-02-10 | Holographic radar |
| PCT/JP1988/000131 WO1988006295A1 (en) | 1987-02-13 | 1988-02-10 | Holographic radar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032101A JPS63198889A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | ホログラフイツクレ−ダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63198889A true JPS63198889A (ja) | 1988-08-17 |
| JPH0549071B2 JPH0549071B2 (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=12349503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62032101A Granted JPS63198889A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | ホログラフイツクレ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63198889A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02195287A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | 追尾装置 |
| JP2014532183A (ja) * | 2011-10-17 | 2014-12-04 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 角度分解能型レーダセンサ |
| JP2018501686A (ja) * | 2014-10-28 | 2018-01-18 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ | アンテナビーム方向の調整可能なアンテナ装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057281A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-03 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ダ装置 |
| JPS60117802A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-06-25 | Nec Corp | 電子走査空中線 |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP62032101A patent/JPS63198889A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057281A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-03 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ダ装置 |
| JPS60117802A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-06-25 | Nec Corp | 電子走査空中線 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02195287A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | 追尾装置 |
| JP2014532183A (ja) * | 2011-10-17 | 2014-12-04 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 角度分解能型レーダセンサ |
| JP2018501686A (ja) * | 2014-10-28 | 2018-01-18 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ | アンテナビーム方向の調整可能なアンテナ装置 |
| US10608334B2 (en) | 2014-10-28 | 2020-03-31 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Antenna apparatus supporting adjustability of an antenna beam direction |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0549071B2 (ja) | 1993-07-23 |
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