JPS63284484A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、フェーズドアレイによって目標の捕捉、追
随を行なうレーダ装置に関する。

（従来の技術） こうしたレーダ装置の１つとして、アレイアンテナに受
信された信号をディジタル的に処理して各所望方向につ
いての受信ビームを形成するディジタルビームフォーミ
ングレーダ装置が近年開発され実用化されている。この
ディジタルビームフォーミングレーダ装置の概略につい
て第１０図に示す。

すなわちこのレーダ装置は、同第１０図に示すように、
送信アンテナ１および送信装置２からなる送信ユニット
と受信アンテナ３および受信装置４からなる受信ユニッ
トとを別々に遠隔分離して設置するいわゆるパイスタテ
ィックレーダ（もしくはマルチスタティックレーダ）と
して構成されており、上記送信装置２と受信装置４との
間で通信装置等を介して常時情報の交換を行ないつつ、
空間に存在する多くの目標（Ｐ＋〜Ｐ４）に対し送信ユ
ニット側の１−記送信アンテナ１を通じて放射した１本
の広いビームＦＢの同目標からの反射波を受信ユニット
側の１．記受信アンテナ３を通じて受信し、またこの受
信信号に基づき上記目標各々に対応したマルチビームＲ
Ｂをいわゆるディジタル領域で形成するとともに、これ
ら形成した各ビームを同時に、かつ各別に制御して上記
各目標の捕捉を行なうようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） こうしたレーダ装置によれば、多くの目標か存在する場
合であっても、これらを高能率に捕捉、追随することが
可能となるが、その構成は、上述のごとくパイスタティ
ック（もしくはマルチスタティック）となっていて、上
記送信ユニットと受信ユニットとは通常数１０に思量上
の間隔をもって分離設置されるものであることから、」
二連した通信装置等のこれらユニット間での情報交換を
行なうための手段も不可欠となる。このことは、信頼性
の低下あるいはコスト高といった不利も避は得ないこと
を意味する。

この発明は、こうした信頼性やコスト面での不利を招（
ことなく、多くの目標を同時に、かつ各別に捕捉、追随
することのできるレーダ装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明では、アレイアンテナを送信と受信とで共用す
るよう前記送信ユニ・ソトと受信ユニ・ットとを一体化
して同アレイアンテナの各素子に対応する複数の送受信
モジュールを構成してかつ、これら各送受信モジュール
に供給すべき送信信号と局部発振信号とを送信時と受信
時とでそれぞれ切換人力する第１の切換手段と、この切
換人力される送（ス（３号および局部発振信号を前記各
送受信モジュールに分配供給する給電手段とを具えると
ともに、同送受信モジュールの一部もしくは全部を、前
記給電手段からそれぞれ分配供給される送信信号と局部
発振信号とを前記第１の切換手段の切換タイミングに同
期してそれぞれ切換出力する第２の切換ｆ・段と、この
第２の切換手段を介して切換出力される送信信号を目標
の方位に応じて移相せしめて前記アレイアンテナの当該
素子に供給する移相手段と、同アレイアンテナの当該素
子に受信される目標からの反射信号を受入してこれを前
記第２の切換手段を介して切換出力される局部発振信号
に基づき所定の中間周波信号に復調する受信機と、この
復調された中間周波信号をまたはこれをビデオ信号に変
換したあとディジタル信号に変換するアナログ／ディジ
タル変換手段とを具えて構成し、受信時にこれら各送受
信モジュールの前記アナログ／ディジタル変換手段から
出力されるディジタル信号を任意に分配してこれら分配
した信号毎に各別にその振幅と位相とを調整することに
より、所望方位別の所望数のビームを形成するようにす
る。

（作用） これにより、送受信ユニット内への前述した通信装置等
の配設は不要となり、小規模でかつ小型軽鑞、低コスト
ながら高能率、高信頼性のもとに多数目標の同時かつ各
別の捕捉、追随が達成されることとなる。

（実施例） 第１図に、この発明にかかるレーダ装置の一実施例を示
す。

この実施例装置において、送信パルス分割分配回路１０
１は、図示しない発振回路から所要に変調されて送出さ
れる送信パルスを任意数のサブパルスに分割してこれを
後述する送受信モジュール２０１〜２Ｏｎの各移相器（
２０１１）に対しそれぞれ分配出力する回路である。こ
のサブパルスへの分割は当該レーダ装置の図示しない受
信ビーム処理装置から伝送される目標数情報に基づいて
行なわれるとする。　− また、送信ビーム制御回路１０２は、後述する送受信モ
ジュール２０１〜２Ｏｎにおける各移相器（２０１１）
の移相量を」二足分割されたサブパルス各々について各
別に設定制御する回路である。

これら各移相量の設定は、同じく上記図示しない受信ビ
ーム処理装置から伝送される目標方位・距離情報に基づ
いて行なわれるとする。

第１〜第ｎ送受信モジユール２０１〜２Ｏｎは、アレイ
アンテナ３００の各素子３０１〜３０ｎにそれぞれ対応
して配設されて、各対応する素子アンテナを通じての目
標（図示せず）に対する送信ビームの放射並びに同放射
ビームの目標からの反射波の受信を実行するモジュール
である。これらモジュールは、例えば、第１送受信モジ
ユール２０１を例にとれば、上記送信パルス分割分配回
路１０１から加えられるサブパルス列Ｆ１を受入してこ
れらサブパルスの各々に上記送信ビーム制御回路１０２
から同すブパルス各々に対応して各独立した内容をもっ
て加えられる指令Ｃ１に応じた量の移相処理を施す移相
器２ｏ１１と、この移相処理された各サブパルスを所要
に増幅する送信増幅器２０１２と、サーキュレータ等か
らなって、この増幅された各サブパルスを対応素子アン
テナ３０１に供給してこれを上記目標に対し放射せしめ
るとともに、同素子アンテナ３０１に受信された同目標
からの反射信号についてはこれを自モジュール２０１内
に取り込む送受切換器２０１３と、この取り込まれた反
射信号（高周波信号である）を同信号に対応する中間周
波信号に復調するまたは中間周波信号をさらにビデオ信
号に変換する（実際にはこのときに直交成分■とＱとに
分離される）受信器２０１４と、この復調された中間周
波信号またはビデオ信号を（上記直交成分ＩとＱとを各
別に）所要に童子化してディジタル信号に変換するアナ
ログ／ディジタル庇換器（以下Ａ／Ｄ変換器という）２
０１５とをそれぞれ具えて構成される。こうして変換さ
れるディジタル信号（ＤＩ、ＤＱ）は、これら各モジュ
ール２０１〜２Ｏｎの受信データＲ１〜Ｒｎとしてそれ
ぞれ分配回路４００に送出される。

分配回路４００は、上記各モジュール２０１〜２Ｏｎの
受信データＲ１〜Ｒｎを１つの組としてこれを任意数（
この例ではこの数がｍである）に分配する回路であり、
この分配された受信データＲ１〜Ｒｎは第１〜第ｍビー
ム形成回路５０１〜５０ｍにそれぞれ伝送される。

これらビーム形成回路５０１〜５０ｍは、上記受信デー
タＲ１〜Ｒｎを用いてその振幅および位相内容をそれぞ
れ所望に制御することにより、それぞれ所望方向への受
信ビームを各別に形成する回路である。これらビーム形
成回路５０１〜５０ｍの一例を５００として第２図に示
す。

このビーム形成回路５００は、その所望波方向に対する
レスポンスを一定に保ったまま不要波を抑圧することの
できるアダプティブな機能を併せ有したものであり、特
にここでは前記アレイアンテナ３００が偶数素子からな
っていて（ｎ−偶数）、そのアレイ構造がいわゆる周期
構造を有しているとともに、ここで主ビームとして形成
するビームの位相中心が同アレイアンテナ３００の７レ
イ中心にあることを前提に構成している。

まずこの回路の主ビーム（所望方向ビーム）形成回路は
、上記受信データＲ１〜Ｒｎの位相内容を所望方位（目
標方位）に応じて所要に移相する移相器５１０（５１１
〜５１ｎ）と、これら移相されたデータを当該主ビーム
の位相中心を境にその一方向に関するデータと他方向に
関するデータとで各別に加算合成する加算器５２１およ
び５２２と、これら合成されたデータを受入してその和
信号Σと差信号Δからなるモノパルスデータを主ビーム
として出力するハイブリッド回路５３０とを有して構成
される。

こうした主ビーム形成回路に対し、同ビーム形成回路５
００の補助ビーム形成回路は、上述した前提下にあるア
レイアンテナ３００の各素子３０１〜３０ｎについて、
互いの位相中心が上記主ビームの位相中心に一致する素
子同士（例えば素子３０１と素子３０ｎ）をそれぞれペ
ア素子に選定して補助ビームを形成する。これらペア素
子に対応して得られる受信データがデータＲ１とデータ
ＲｎｓデータＲ２とデータＲ（ｎ−１）　、−データＲ
ｑとデータＲ（ｑ＋＋　）であるとする。

さてこの補助ビーム形成回路において、５５０（５５１
〜５５ｋ）は、こうした態様で選定した各ペア素子の受
信データについて上記移相器５１０（５１１〜５１ｎ）
による移相処理後の信号を各別に抽出して各ペア毎の差
信号を求める減算器であり、この場合これら各差信号は
、これをｅｉｏ　（θ）とすると、 ｅｉｏ　（θ）　−ｅ　ｘ　ｐ　（ｊ　ｌ　ｘ　ｉ　ｓ
ｉｎ　θ）−ｅｘｐ　（−ｊｌｘｉｓｌｎθ） −２ｊ　　ｓｉｎ　（ｌＨｉ　ｓｉｎθ）ただし　ｘ■
　；アレイアンテナ３００の中心からｉ番目の素子まで
の 距離 θ　；ボアサイトから測った角度 ｌ　；波数 ｉ；１，２．・・・ｎ ｎ　；索子数 となる。この式は該ビーム形成回路５００での不要波が
例えば１波である場合を想定すると、その補助ビームの
振幅パターンおよび位相パターンは、主ビームの振幅パ
ターンおよび位相パターンに対して、それぞれ第３図お
よび第４図に示す態様となることを意味する。すなわち
、第３図（ａ）に示す主ビームの振幅パターンに対して
この場合の補助ビームの振幅パターンは同第３図（ｂ）
に示す態様となり、また第４図（ａ）に示す主ビームの
位相パターンに対してこの場合の補助ビームの位相パタ
ーンは同第４図（ｂ）に示す態様となる。

このようにこの場合の補助ビームの位相パターンは、π
／２　（９０’　）および−π／２　（−９０＠）の２
種の角度にのみ依存し、それ以外の角度に対しては何ら
の依存性ももたない。

同補正ビーム形成回路における５６０　（５６１〜５６
ｋ）は、こうして得られる差信号（差ビーム）を固定的
に一９０°だけ移相する固定移相器である。すなわち、
こうした移相器５６０の挿入によって、上記減算器５５
０を通じて得られた差信号は角度（θ）には全く依存し
ないものとなる。

このことは換言すれば、上記第３図および第４図に示し
た主、補助台ビームにそれぞれ同図に矢印で示すような
不要波が入射されたとしても、この補助ビーム（固定位
相器５６０の出力）の不要波方向の振幅およびその正負
の符号さえ所定に制御すれば、これを有効にキャンセル
できることを意味する。

５７０　（５７１〜５７ｋ）は、固定移相器５６０によ
る移相出力に対して、こうした正負の符号を含めた振幅
制御を実行する振幅ウェイトである。この振幅ウェイト
５７０は、各該当する人力（この場合同定移相器５６０
の該当する出力）と主ビーム出力（減算器５４０の出力
）との相関をとってこの相関値を当該入力に乗算（重み
付け）する周知の回路によって構成することができる。

この補助ビーム形成回路５００では、こうして重み付け
された各差信号を加算器５８０にて合成して所望とする
補助ビームを得る。したがって、減算′ｒｔ５４０を通
じてこの得られた補助ビーム成分を４−肥土ビーム（和
信号Σ）から差し引くことによって同主ビームのサイド
ローブ領域に含まれる不要波成分を抑圧することができ
る。そして、こうして得られる主ビームＢが、ここでの
第１〜’ｆｓｍビーム形成回路５０１〜５０ｍについて
いえば、それぞれその所望方向へのビーム８１〜ＢＩｌ
ｌとしてこれら回路５０１〜５０ｍから各別に出力され
、図示しない受信ビーム処理装置を通じて目標の捕捉、
追随のために適宜に処理される。

なお、上記第２図に示したビーム形成回路５００によれ
ば、上記補助ビームの振幅、位相を制御するに、一般に
複雑な構成が強いられる複素ウェイト等を用いることな
く、上述した非常に簡単な構成をもってこれを実現する
ことができるが、これら第１〜第ｍビーム形成回路５０
１〜５０ｍとしては、必ずしもこの第２図に示した構成
に限定されるものではなく、例えば基本的にこうした構
成をとる場合であっても、上記アレイアンテナを（を成
するアンテナの種類およびそのアレイ形態、さらには上
記選定するペア素子数等については任意であって、要は
、補助ビームの形成に用いる任意組のペア素子として、
その位相中心が主ビームの位相中心に一致するアンテナ
素子同士を選定するようにすればよいし、またそれ以外
にも、アレイアンテナの互いに隣り合う素子同士を上記
ペア素子として選定したり、複素ウェイトを用いてその
補助ビームの振幅、位相を制御したりするような回路で
あっても同ビーム形成回路５０１〜５０ｍとして採用す
ることは可能である。

また、これらビーム形成回路５０１〜５０ｍについては
、例えば上記第２図の構成と同等の論理的処理構造をも
たせたコンピュータを用いてこれを実現することも勿論
可能である。

次に、第５図〜第７図を参照して、同実施例装置の前述
した送信パルス分割分配回路１０１並びに送信ビーム制
御回路１０２に係わる送信ビーム発生動作について詳述
する。

いま、マルチビームで受信する方向（前記各ビーム形成
回路５０１〜５０ｍの所望方向）は既に決定されている
とする。すなわち、事前の捜索モード等により既に多数
の目標の方向が決定されている追尾モードにおいて当の
マルチビームを送受信するとする。そして、こうして決
定された受信方向がθ　、θ　、θ　、θ　、θＢの５
方向でＢＣＤ あったとする。

通常であれば、送信パルスは第５図（ａ）に示すような
形態をもっである方向に専用に送出され、その送出間隔
Ｔ　ｐに相当する時間を利用して例えば第５図（ｂ）に
示すような態様をもって同送信パルスの目標からの反射
パルスが受信される。

これに対し、この実施例装置では、第６図（ａ）に示す
ように、前述した送信パルス分割分配回路１０１にて！
−記送信パルスを上記受信方向θＡ〜θＥに対応する５
つのサブパルスＡ−Ｈに分割して送出する。

すなわち、サブパルスへの送出時には、通常の送信パル
スの立上りタイミングであるとする時刻ｔ１から当該サ
ブパルスＡの立上りタイミングｔ２までの時間を利用し
て、前記各移相器（例えば第１送受信モジユール２０１
についてはこれに内蔵される移相器２０１１）の移相量
がθいの方向に対応した量となるようその移相量設定を
前記送信ビーム制御回路１０２を通じて行なう。この後
（時刻ｔ２以後）当該サブパルスＡを同移相器に印加す
るようにすれば、所望のθＡの方向に送信ビームを指向
させることができる。同様にサブパルスＢの送出時には
、上記サブパルスＡの立下りタイミングｔ３から当該サ
ブパルスＢの立上りタイミグｔ４までの時間を利用して
、前記各移相器の移相量が６８の方向に対応した量とな
るようその移相量設定を前記送信ビーム制御回路１０２
を通じて行なう。この後（時刻ｔ４以後）当該サブパル
スＢを同移相器に印加するようにすれば、これも所望の
θＢの方向に送信ビームを指向させることができる。こ
うした態様をもってサブパルスＥまでを順次送出するこ
とにより、上記決定された５つの受信方向（目標方向）
θい〜θ。にそれぞれ各別に送信ビームを放射すること
ができる。

これら各送信ビームに対応した目標がらの反射波の受信
は、第６図（ｂ）に示すごとく通常のパルス送出間隔Ｔ
ｐを利用して行なわれる。そして同実施例装置の場合、
先の第１〜第ｍビーム形成回路５０１〜５０ｍ　（ただ
しここでの例の場合は第１〜第５ビーム形成回路５０１
〜５ｏ５）にょってこれら各送信ビームにそれぞれ対応
した各別の受信ビームが形成される。

以上は、該実施例装置による送信ビームの発生手法の一
例として、前記送信ビーム制御回路１０２が、受信ビー
ム処理装置（図示せず）から与えられるとする目標方位
・距離情報のうちの方位情報のみに基づいてビームの送
信方向を制御する場合について示したが、次に、同送信
ビーム発生手法の第２の例として、同送信ビーム制御回
路１０２が上記方位情報および距離情報の２つの情報に
基づいてビームの送信方向を制御するに好適な例につい
て説明する（前述した事前の捜索モード等にあっては通
常、目標の方向に併せてその距離をも決定することがで
きる）。

因みに、第６図に示した上記の例によれば、例えばサブ
パルス八に対しての受信可能な目標の最短距離は、全て
のサブパルスＡ−Ｅ送出後の時間ＲＡ　（第６図（ｂ）
参照）に対応する距離となって、該時間ＲＡに対応する
距離以内にある目標についてはその反射信号の受信が不
可能となる。これは、サブパルスＢ以降のサブパルスに
対しても同様のことがいえる。

そこでこの送信ビーム発生手法の第２の例としては、上
記受信可能な目標最短距離についての問題を改浮すべく
、上記目標の距離情報に併せ基づいて、遠距離にある目
標から順にその対応するビームが送出されるよう前記の
移相制御を実行する。

すなわち、上記のようにθ　〜θＥ方向にあるとする目
標が、いま例えば、遠方から θ８方向の目標−θ。方向の目標−〇い方向の目標−θ
お方向の目標−〇、力方向目標の順にある旨捜索された
とすると、前記送信ビーム制御回路１０２では、その旨
示す目標方位・距離情報に基づき、第７図（ａ）に示す
ように、サブパルスＡ−Ｅが順次印加される前記各移相
器に対し、 θＢ−〇〇′″″θ八−〇Ｅ−〇〇 のへてその各対応する量の移相を施すよう指令する。こ
れにより、上述した受信可能な目標最短距離は、第７図
（ｂ）に示すように時間ＲＥに対応した短かな距離とな
り、受信可能な範囲が大幅に拡大されることとなる。ま
た換言すれば、分割すべくサブパルスの数も無駄のない
最少限の数に抑えることができるようにもなる。なお、
同第７図（ｂ）に示す各送信ビームに対応した目標から
の反射波の受信が前記パルス送出間隔Ｔｐを利用して行
なわれ、かつ前記第１〜第ｍビーム形成回路５０１〜５
０ｍ（第１〜第５ビーム形成回路５０１〜５０５）によ
ってこれら各送信ビームにそれぞれ対応した各々の受信
ビームが形成されることは先の第６図に示した例と同様
である。

このように、該実施例レーダ装置によれば、送信ユニッ
トと受信ユニットとが一体となったモノスタテックレー
ダとしてディジタルビームフォーミングレーダーを構成
することができるとともに、送信ビームについてもこれ
をマルチビームとして所望とする複数の方向に各別に高
利得ビームを放射することができる。

ところで、第１図に示した実施例装置では、アレイアン
テナ３００の各素子が全て送信用と受信用とで兼用され
る構成としたが、他に例えば、第８図あるいは第９図に
示すような態様をもって同アレイアンテナ３００の開口
を分割し、これら分割した領域で各別の利用を図るよう
にしてもよい。

例えば第８図に示す例の場合、図示のごとく平面アレイ
アンテナであるとするアレイアンテナ３００を外周の領
域３１０と内核の領域（斜線部分）３２０とに２分割し
て（前記各素子アンテナ３０１〜３０ｎのうちの外周に
配されるグループを領域３１０に割り当て、他の内核に
配されるグループを領域３２０に割り当てる）、 ■）、領域３１０にある各素子アンテナは送信のみに用
い、領域３２０にある各素子アンテナは受信のみ用いる
。あるいはこの逆の態様とする。

２）、領域３１０にある各素子アンテナは送信のみもし
くは受信のみに用い、領域３２０にある各素子アンテナ
は前述同様送信と受信とで兼用する。

３）、領域３１０にある各素子アンテナは送信と受信と
で並用し、領域３２０にある各素子アンテナは送信のみ
もしくは受信のみに用いる。

等々の態様をもって同装置の利用を図るようにする。た
だしこの場合、送信と受信とで兼用される素子アンテナ
に対応する送受信モジュールについては先の第１図に示
したモジュール構成と同様の構成となるが、送信のみあ
るいは受信のみに用いられる素子アンテナに対応する送
受信モジュールについては、それぞれこれらの用途に対
応して、送信に係わる機能（第１図に示した第１送受信
モジユール２０１を例にとれば、移相器２０１１と送信
増幅器２０１２とによる機能）、あるいは受信に係わる
機能（同第１送受信モジユール２０１を例にとれば、受
信器２０１４とＡ／Ｄ変換器２０１５とによる機能）の
みが具わっておればよい。

また第９図に示す例の場合には、同アレイアンテナ３０
０をその一方側の領域３３０と他方側の領域３４０とで
２分割している。これら分割した領域の利用態様および
該利用態様に応じた送受信モジュールの構成等は一ヒ述
した第８図の例の場合と同様である。

なお、これら第８図および第９図においては、いずれも
アレイアンテナ３００の開口を２分割とする場合につい
て示したが、それ以上の数に分割するようにしても勿論
よいし、またこれら第８図あるいは第９図に示した態様
での開口分割を各々の素子アンテナにもたせるようにし
てもよい。すなわちこの場合、各素子アンテナをサブア
レイとしてそれぞれその分割した開口を各対応する送受
信モジュールの送信増幅器および受信機にそれぞれ直結
するようにする（送受切換器は削除される）。これによ
っても前述と同様の機能が達成される。

また、同第１図に示した実施例装置では、アレイアンテ
ナ３００の各素子に増幅器（送信増幅器）を接続したア
クティブフェーズドアレイを想定したが、いわゆるパッ
シブ形のフェーズドアレイであっても同様に適用できる
ことは勿論である。

さらに同実施例装置においては、送信パルスとして一定
周波数のパルス信号を想定し、このパルス信号の位相を
所定に移相制御して送信すると・ともに、同送信信号の
口襟からの反射信号に対してもその位相要素を所要に制
御することで、各所望とする方向についてのビーム形成
を行なうようにしたが、他に例えば、上記送信パルスの
周波数を積極的に可変制御して送信するようにし、同送
信信号の目標からの反射信号に対してもその周波数を所
要に制御して各所望とする方向についてのビーム形成を
行なうようにすることもできる。

さらにまた、第１図に示した実施例装置においては、受
信機側への給電回路、すなわち局部発振信号用の分配器
については特にこれを図示しなかったが、該局部発振信
号用分配器と送信機側への給電回路、すな・わち送信信
号用の分配器とでは、互いにその給電回路を共用するよ
うにすることもでき、これによれば、同レーダ装置とし
ての更に小形化、軽量化、低コスト化も可能となる。こ
うした構成についてその一例を第１１図に示す。

この第１１図に示す装置は、第１図に示した装置と大旨
その構成を同じくするが（各共通する要素にはそれぞれ
同一のもしくは対応した符号を付して示しており、重複
する説明は割愛する）、上述の如く送信信号用分配器と
局部発振信号用分配器とで給電回路を共用できるよう、
ここでは特に、前記送信パルス分割分配器１０１（第１
図参照）を、例えば先の第６図（ａ）あるいは第７図（
ａ）に示したような分割したパルス（サブパルス）を送
信パルスとして出力するとする送信機１１１と、この出
力された送信パルスを各送受信モジュール２１１〜２１
ｎに分離供給するための給電回路１３２とに分離して、
この分離した給電回路１３２を、第１局部信号発生器１
２１から発生される高周波信号（Ｒｆ倍信号からなると
する局部発振信号の各送受信モジュール２１１〜２１ｎ
への分配器としても、切換器（例えばスイッチからなる
）１３１を通じて切換利用するようにしている。

他方、各送受信モジュール２１１〜２１ｎにおいても、
こうして切換利用される給電回路１３２から供給信号、
すなわち送信信号（送信パルス）および局部発振信号を
、その送信機能部分と受信機能部分とで良好に振り分け
るべく、上記切換器１３１と同期して切換動作を実行す
るとする切替器（例えばスイッチ）２１１６　（〜２１
ｎ６）を具えて（Ｉ■成される。

すなわちこうしたレーダ装置において、上記切換器１３
１および２１１６（〜２１ｎ６）を、送信時には図中実
線にて示す態様で、また受信時には図中破線にて示す態
様でそれぞれ切換使用するようにすることで、」一連の
如く送信機側と受信機側とでその給電回路をも共用する
ことのできるフェーズドアレイディジタルビームフォー
ミングレーダ装置を実現することができるようになる。

因みに、同第１１図に示す送受信モジュール２１１〜２
１ｎの受信機２１１４（〜２１ｎ４）は、先の第１図に
示した送受信モジミール２０１〜２０ｎ、における受信
機２０１４　（〜２０ｎ４）に相当する部分についてそ
の構成の一例を具体的に示したものであり、この受信機
２１１４において、４１は受信増幅器、４２はこの増幅
された受信信号を前記局部発振信号に基づき復調するミ
キサ、４３はこうして中間周波信号（Ｉｆ倍信号に復調
された信号を所要に増幅する増幅器、４４はバンドパス
フィルタ、４５はこのろ波された信号を２分配する分配
器、４６は図示しない第２局部信号発生器から発生され
る中間周波信号（Ｉｆ倍信号からなるとする局部発信信
号を２分配する分配器、４７はこの分配された局部発振
信号の一方を９０″だけ移相せしめる固定移相器、４８
ａおよび４８ｂは上記分配器４５にて分配された復調ろ
波信号に対しそれぞれ上記局部発振信号（Ｉｆ倍信号の
９０＠移相信号（固定移相器４７の出力）と同局部発振
信号の００移相信号（分配器４６の出力）とを混合して
直交成分Ｑと！とを各々形成しビデオ信号を複索信号と
して出力するミキサ、４９ａおよび４９ｂはこれら各直
交成分の信号を所要に増幅する増幅器をそれぞれ示す。

ところで、この第１１図に示した装置においては、送信
機１１１が先の第６図（ａ）あるいは第７図（ａ）に示
したような送信パルスを直接に発生するとしたが、所定
の高周波信号（Ｒｆ倍信号と中間周波信号（Ｉｆ倍信号
とを送受信モジュール内で混合（変調）して所望とする
送信パルスを得るような場合には、さらに第１２図に示
すように、これら高周波信号の周波数帯域と中間周波信
号の周波数帯域とで各別に上述した給電回路の共用化を
図ることもできる。

すなわち第１２図に示す装置において、第１送信機１１
１ａは所定の高周波信号を発生するとする送信機、第２
送信機１１１ｂは同じく送信にかかる中間周波信号を発
生するとする送信機、第１局部信号発生器１２１は前記
同様に高周波信号からなるとする局部発振信号を発生す
る局部信号発生器、第２局部信号発生器１２２は中間周
波信号からなるとする局部発振信号を発生する局部信号
発生器、そして第１および第２給電回路１４２および１
５２は、それぞれこれら高周波信号の帯域と中間周波信
号の帯域とで各別に共用されて、各々切換器１４１およ
び１５１を介して受入される送信信号および局部発振信
号を各送受信モジュールに分配供給する給電回路であり
、切替器１４１および１５１が、送信時と受信時とでそ
れぞれ図中の実線あるいは破線で示す如く切換使用され
る。

また、同装置の送受信モジュール２２１〜２２ｎにおい
ても、その各送信機能部分には、中間周波増幅Ｗ２２１
８（〜２２　ｎ　８）およびミキサ２２１９（〜２２ｎ
９）が設けられるとともに、高周波部分と中間周波部分
とでそれぞれ上記第１および第２給電回路１４２および
１５２から分配供給される信号（送信信号および局部発
振信号）を各送信機能部分と受信機能部分とに振り分は
出力する切換器２２１６（〜２２　ｎ　６）および２２
１７　（〜２２ｎ７）が設けられ、これら２種の切換器
２２１６　（〜２２ｎ６）および２２１７（〜２２ｎ７
）がそれぞれ上記切換器１４１および１５１に同期して
同図中に実線および破線で示す如く切換使用される。

また、これら第１１図および第１２図は、先の第１図に
示したような、送受信モジュールとして受信信号を中間
周波信号に復調しさらにビデオ信号に変換した後これを
所要にＡ／Ｄ変換して当該受信信号の振幅と位相もしく
は周波数とに応じたディジタル信号を出力するタイプの
ものを用いた装置に、この発明にかかる給電手法を適用
した場合の構成例について示したものであるが、同送受
信モジュールとして、受信信号を中間周波信号に復調し
た段階でこれを受信出力とするタイプのものを用い、こ
の出力された受信信号（復調信号）に基づいて受信ビー
ムを形成する装置についても、同給電手法は適用するこ
とができる。こうした場合の構成を第１３図および第１
４図に参考までに示す。

因みに、第１３図に示す送受信モジュール２３１〜２３
ｎは、その送信機能部分と受信機能部分のとで各別の移
ｔ［］　’ＩＱを具え、受信機能部分の移相器４０につ
いては、その各移相量を、受信ビーム制御回路１６０か
ら出力される制御信号Ｃ２、〜Ｃ２ｏによって随時設定
制御するタイプのモジュールであり、また第１４図に示
す送受信モジュール２４１〜２４ｎは、送信機能部分と
受信機能部分とで各１つの移相器２４１０（〜２４ｎＯ
）を共用し、該共用する移相器２４１０の移相量を、送
信時には送信ビーム制御回路１０２から出力される制御
信号Ｃ１１〜Ｃ２ｎ（先の０１〜Ｃｎに相当）によって
、また受信時には受信ビーム制御回路１６０から出力さ
れる制御信号Ｃ２□〜Ｃ２ｎによってそれぞれ設定制御
するタイプのモジュールである。もっとも、これら第１
３図あるいは第１４図に示す装置における上記送信ビー
ム制御回路１０２および受信ビーム制御回路１６０につ
いては、これを１つの制御回路にて構成するようにして
もよい。　こうした第１３図あるいは第１４図に示す装
置においても、その各送受信モジュールから出力される
中間周波受信信号を所要にＡ／Ｄ変換した後、このディ
ジタル信号に基づいてビーム形成を行なうようにすれば
、それぞれ前述と同等のディジタルビームフォーミング
レーダ装置を実現することも可能である。

なお、第１１図〜第１４図に示した装置において、上述
した各切換器を構成する手段、あるいはその配設箇所、
数等は、各モジュール機能およびレーダ機能が損なわれ
ない範囲で任意である。

また、同第１１図〜第１４図に示した装置における各給
電回路（１３２，１４２，１５２）は、各該当する信号
源から各々その対応する切換器（１３１，１４１，１５
１）を介して伝送される信号（送信信号あるいは局部発
振信号）を有線にて各送受信モジュールに分配供給する
有線給電タイプのものであっても勿論よいが、同給電回
路としては他に、例えば第１５図に示すような、各対応
する切換器から伝送される上記信号を放射素子１３２０
に受入して、これを空間ＡＦを介して各送受信モジュー
ルに接続された受電素子１３２１〜１３２ｎへ分配供給
する空間給電タイプのものを用いることもできる。

【発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、送信ユニット
と受信ユニット−とが一体となったモノスタティックレ
ーダとしてディジタルビームフォーミングレーダ装置を
構成することができ、低コスト、高信頼性のもとに多数
の目標に対する同時かつ各別の捕捉、追随を実現するこ
とができる。

なお、送信ビームの形成手法については任意であり、前
述した実施例による送信ビーム形成態様に限定されるも
のではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるレーダ装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は同実施例装置のビーム形成回路に
ついてその具体構成例を示すブロック図、第３図はこの
第２図に示したビーム形成回路によって得られる主ビー
ムおよび補助ビームの振幅パターンを示す線図、第４図
は同ビーム形成回路によって得られる主ビームおよび補
助ビームの位相パターンを示す線図、第５図は通常のレ
ーダ装置における送信パルスと受信パルスとの関係を示
すタイミングチャート、第６図は第１図に示した実施例
装置における送信パルスと受信パルスとの関係について
その授受態様の一例を示すタイミングチャート、第７図
は同実施例装置における送信パルスと受信パルスとの関
係について同授受態様の他の例を示すタイミングチャー
ト、第８図および第９図はそれぞれアレイアンテナの開
口構造についての応用例を示す略図、第１０図は従来の
ディジ°タルビームフォーミングレーダ装置についてそ
の構成の概念を示す略図、第１１図および第１２図はそ
れぞれこの発明にかかる実施例レーダ装置の特に給電態
様についてその具体例を示すブロック図、第１３図およ
び第１４図はそれぞれ中間周波信号への復調段階で受信
出力とするタイプの送受信モジュールにこの発明にかか
る給電手法を適用した場合の構成例を示すブロック図、
第１５図は第１１図〜第１４図に示した装置における給
電回路の一例を示すブロック図である。 １０１・・・送信パルス分割分配回路、１０２・・・送
信ビーム制御回路、１１１・・・送信機、１２１゜１２
２・・・局部信号発生器、１３１，１４１，１５１．２
１１６，２２１６．２２１７．２３１６゜２４１６．２
４１７・・・切換器、１３２，１４２゜１５２・・・給
電回路、１３２０・・・放射素子、１３２１〜１３２ｎ
・・・受電素子、２０１　＝、　２　Ｏｎ　（２１１〜
２１ｎ、　　２２１〜２２ｎ、　　２３１〜２３ｎ。 ２４１〜２４ｎ・・・送受信モジュール、３００　（３
０１〜３０ｎ）・・・アレイアンテナ、４００・・・分
配回路、５００　（５０１〜５０ｍ）・・・ビーム形成
回路、２０１１．２１１１，２２１１．２３１１゜２４
１０・・・移相器、２０１３．２１１３．２２１３．２
３１３．２４１３・・・送受切換器、２０１４゜２１１
４．２２１４，２３１４．２４１４・・・受信機、２０
１５．２１１５．２２１５・・・Ａ／Ｄ変換器。 番 第３図 第４図 第８図　　　　　第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アレイアンテナおよび該アレイアンテナの各素子に対応
   して配される複数の送受信モジュールを有し、これら送
   受信モジュールを通じて送受信される信号を移相制御し
   て前記アレイアンテナ各素子の励振位相を任意に変化さ
   せつつ目標の捕捉、追随を行なうフェーズドアレイレー
   ダ装置であって、 前記各送受信モジュールに供給すべき送信信号と局部発
   振信号とを送信時と受信時とでそれぞれ切換入力する第
   １の切換手段と、 この切換入力される送信信号および局部発振信号を前記
   各送受信モジュールに分配供給する給電手段と を具えるとともに、 前記送受信モジュールの一部もしくは全部を、前記給電
   手段からそれぞれ分配供給される送信信号と局部発振信
   号とを前記第１の切換手段の切換タイミングに同期して
   それぞれ切換出力する第２の切換手段と、 この第２の切換手段を介して切換出力される送信信号を
   目標の方位に応じて移相せしめて前記アレイアンテナの
   当該素子に供給する移相手段と、同アレイアンテナの当
   該素子に受信される目標からの反射信号を受入してこれ
   を前記第２の切換手段を介して切換出力される局部発振
   信号に基づき所定の中間周波信号に復調する受信機と、
   この復調された中間周波信号をまたはこれをビデオ信号
   に変換したあとディジタル信号に変換するアナログ／デ
   ィジタル変換手段と を具えて構成し、 受信時にこれら各送受信モジュールの前記アナログ／デ
   ィジタル変換手段から出力されるディジタル信号を任意
   に分配してこれら分配した信号毎に各別にその振幅と位
   相とを調整することにより、所望方位別の所望数のビー
   ムを形成するレーダ装置。