KR101268810B1

KR101268810B1 - 레이더

Info

Publication number: KR101268810B1
Application number: KR1020097003934A
Authority: KR
Inventors: 가츠유키 이마이; 도모오 우시오
Original assignee: 스미토모덴키고교가부시키가이샤
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2013-05-28
Also published as: EP2051097B1; CN101501523A; WO2008016033A1; CN101501523B; JPWO2008016033A1; EP2051097A1; TWI413792B; US8018374B2; EP2051097A4; US20100001900A1; KR20090042938A; TW200817710A; JP5040917B2

Abstract

본 발명은 고시간 분해능 및 고공간 분해능을 가지고, 저렴하며 또한 간단한 구성으로 볼륨 스캐닝을 행할 수 있으며, 소형 경량화를 도모할 수 있는 레이더를 제공한다. 레이더(50)에는, 구형의 송신용의 전파 렌즈(2)와, 구형의 수신용의 전파 렌즈(3)와, 전파 렌즈(2)의 촛점부에 배치된 일차 방사기(4)와, 전파 렌즈(3)의 촛점부에 배치된 일차 방사기(5)를 포함하는 전파 렌즈 안테나 장치를 포함하는 안테나부(51)가 제공되어 있다. 일차 방사기(4, 5)는, 전파 렌즈(2, 3)의 중심점을 연결하는 축에 대하여 앙각 방향으로 회동하며, 전파 렌즈(2, 3)의 중심점을 연결하는 축에 수직인 축에 대하여 방위각 방향으로 회동한다.

Description

레이더{RADAR}

본 발명은 전파 렌즈 안테나 장치를 통해 고주파 전파의 송수신을 행하는 레이더에 관한 것이다.

종래 기술에서, 기상 관측이나 항공 관제 등의 목적으로, 여러 가지 레이더가 사용되고 있다. 이들 레이더는, 안테나로부터 마이크로파 등의 고주파 전파를 대상물을 향해 방사하고, 상기 대상물로부터의 반사파 또는 산란파를 수신함으로써, 대상물의 크기, 형상, 거리, 속도 등의 검지를 행하는 것이다. 예컨대, 기상 상태를 관측하기 위한 기상 레이더의 경우는, 비 등의 물방울에 대하여 전파를 방사하고, 수신된 반사파의 해석을 행함으로써, 예컨대 강수역의 크기나 강수량을 판단한다.

이러한 레이더에서는, 일반적으로, 신호의 송수신을 1개의 안테나로 행하며, 안테나와 송신기 및 수신기와의 접속을 전환하여 행하는 모노스태틱(monostatic) 기술과, 송신기에 접속된 송신용의 안테나와, 수신기에 접속된 수신용의 안테나를 이용하는 바이스태틱(bistatic) 기술이 채용되고 있다.

이 중, 모노스태틱 기술에서는, 예컨대, 펄스형의 고주파 신호를 생성하여 출력하는 송신기와, 송신기에 의해 생성된 고주파 신호를 고주파 전파로서 공 간(atmosphere)에 방사하며, 대상물에 의하여 반사 또는 산란된 고주파 전파를 수신하는 안테나와, 상기 안테나를 통해, 대상물에 의하여 반사된 고주파 전파를 수신하는 수신기와, 송신기로부터 안테나에의 고주파 신호의 전송과 안테나로부터 수신기에의 고주파 신호의 전송 간을 전환하는 전환 수단으로서의 서큘레이터(circulator)를 포함하는 기상 관측용의 레이더가 개시되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

근래, 기상 예측 시뮬레이션(수치 예보 모델)에 관련된 기술은, 컴퓨터 연산 처리 속도의 향상과 여러 가지 알고리즘의 개발로, 그 정밀도 및 계산 속도가 비약적으로 향상되고 있다. 최근, 기상 예측 시뮬레이션에 사용하는 초기값 데이터의 고밀도화, 고시간 분해능화 및 고공간 분해능화가 더욱 요구되고 있다. 또한, 여기서 말하는, 시간 분해능이란, 1개의(a piece of) 관측 데이터를 수집하는 데 필요한 시간을 말한다. 이 시간이 보다 짧을 때, 시간 분해능은 향상한다. 이 경우, 시간 분해능이 만족스럽다고 한다. 공간 분해능이란, 레이더가 관측할 수 있는 대상물(반사체나 산란체)을 포함하는 영역의 크기를 말한다. 이 영역이 보다 작을 때 공간 분해능은 향상한다. 이 경우, 공간 분해능이 만족스럽다고 한다.

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 레이더에서는, 지표면보다 위의 전체 공간을 빔 스캐닝(이하, "볼륨 스캐닝(volume scanning)"이라고 한다)을 한다. 따라서, 구름이나 강수 입자의 관측을 행할 때, 레인지(range) 분해능{레인지 방향, 즉 레이더가 전파를 방사하는 방향 또는 전파가 진행하는 방향을 말하며, 공간 좌표계를 극좌표(γ, θ, Φ)로 정의하는 경우의 방사 방향(γ)]에서의 분해능}이 수십 m 로 비교적 길다. 또한 시간 분해능도 수 분으로 비교적 길다. 따라서, 기상 예측 시뮬레이션의 한층 더 고정밀도화의 관점에서는, 이 분해능으로는 불충분하다.

즉, 예컨대, 뇌운(thundercloud) 등 급격히 성장하는 대상물에 대하여, 뇌운의 생성 메카니즘을 분석하는 데 수 분의 시간 분해능은 너무 길다. 또한, 수십 m의 레인지 분해능으로는, 입자 밀도의 분포 등의 미세한 분산은 관측될 수 없다.

이는, 상기 특허문헌 1에 기재된 레이더에 사용되는 안테나의 직경이 일반적으로 수 m인 사실에 기인한다. 또한, 이러한 큰 직경의 안테나를 사용하여, 볼륨 스캐닝을 행하는 경우, 안테나를 구동하는 메카니즘이 대규모가 되어, 안테나 장치의 구조가 복잡화된다. 또한, 안테나 장치 전체가 대형화하여 중량이 커진다. 이것은 비용을 상승시킨다.

또한, 이러한 대형, 또한 고비용의 안테나 장치를 포함하는 레이더를 다수 배치하는 것은 어려울 것이다. 따라서, 이러한 문제점에 대처하기 위하여, 송신 전력을 수십 W∼수 ㎾까지 올려, 관측 영역(관측 가능한 거리)을 크게 함으로써, 관측 영역을 확대할 수 있다. 그러나, 이것은 비용을 더욱 상승시킬 것이다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제11-14749호 공보

본 발명은 전파 렌즈 안테나 장치를 포함하는 레이더에 있어서, 고시간 분해능 및 고공간 분해능을 가지고, 저렴하며 또한 간단한 구성을 가지며, 볼륨 스캐닝을 행할 수 있으며, 소형 경량화를 도모할 수 있는 레이더를 제공한다.

본 발명의 제1 측면은 레이더이다. 이 레이더에는, 디지털 파형 데이터를 아날로그 파형 데이터로 변환하여 펄스 압축 변조 신호를 생성하는 적어도 1개의 D/A 변환기와, 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 펄스 압축 복조를 행하는 적어도 1개의 A/D 변환기를 포함하는 신호 처리부가 제공된다. 송신기부는, 상기 신호 처리부에 의해 생성된 상기 펄스 압축 변조 신호를 주파수 업 컨버트하는 적어도 1개의 발진기와, 주파수 업 컨버트된 상기 펄스 압축 변조 신호를 증폭하여 RF 신호를 생성하는 제1 증폭기를 갖는다. 안테나부는, 상기 송신기부에 의해 생성된 RF 신호를 RF파로서 공간을 향해 방사하며, 상기 공간에서 반사 또는 산란되어 되돌아오는 RF파를 RF 신호로서 수신한다. 수신기부는, 상기 안테나부에 의해 수신된 RF 신호를 증폭하는 제2 증폭기를 포함한다. 수신기부는, 상기 제2 증폭기에 의해 증폭된 RF 신호를, 상기 적어도 1개의 발진기에 의해 주파수 다운 컨버트하여 IF 신호를 생성하며, 상기 IF 신호를 상기 아날로그 신호로서 상기 신호 처리부에 제공한다. 상기 안테나부는 제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈를 포함하며, 상기 제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈의 각각은 촛점부를 포함하고, 방사 방향으로 미리 결정된 비율로 변화하는 비유전율(relative permittivity)을 갖기 위하여 구형상이도록 유전체로 각각 형성된다. 제1 및 제2 송수신용 일차 방사기는 상기 제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈의 촛점부에 각각 배치된다. 제1 및 제2 송수신용 일차 방사기는, 상기 제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈의 각각의 중심점을 연결하는 제1 축에 대하여 앙각(elevation) 방향으로 회동하며, 상기 제1 축에 수직인 제2 축에 대하여 방위각 방향으로 회동하도록 구성되어 있다.

상기 구성에 따르면, 송수신용 일차 방사기를 앙각 방향 및 방위각 방향으로 회동시킴으로써, 볼륨 스캐닝을 행한다. 따라서, 볼륨 스캐닝을 행할 때, 시간 및공간 분해능을 비약적으로 향상시킨다. 결과로서, 레이더는 고시간 분해능 및 고공간 분해능으로 볼륨 스캐닝을 행할 수도 있다. 또한, 볼륨 스캐닝을 행하기 위한 대규모의 구동 기구가 불필요하다. 이것은 안테나부를 간소화시키고, 간단한 구성으로 볼륨 스캐닝을 행할 수 있게 한다. 또한, 안테나부의 비용 상승을 억제하고, 안테나부의 소형 경량화를 도모할 수 있다. RF파는, 송수신용 전파 렌즈와 송수신용 일차 방사기의 중심 각각을 연결하는 연장선에 따른 방향으로, 송수신용 일차 방사기로부터 송수신용 전파 렌즈를 경유하여 공간을 향해 방사된다. 또한, 상당히 미약한 RF파의 입사 방향은, 공간에 의하여 반사되어 되돌아오며, 송수신용 전파 렌즈를 경유하여 송수신용 일차 방사기에 입사된다.

상기 레이더에서, 안테나부는, 상기 제1 및 제2 송수신용 일차 방사기를 상기 앙각 방향으로 회동 가능하게 유지하는 유지 부재와, 상기 유지 부재를 회동 가능하게 지지하는 지지 부재와, 상기 지지 부재를 고정하며, 상기 제2 축에 대하여 상기 방위각 방향으로 회전 가능한 회전 부재를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 송수신용 일차 방사기가, 상기 유지 부재의 회동 동작에 연동하여 상기 앙각 방향으로 회동하고, 상기 회전 부재의 회전에 연동하여 상기 방위각 방향으로 회동할 수도 있다.

상기 구성에 따르면, 송수신용 일차 방사기를 유지하는 유지 부재는 앙각 방향으로 회동될 수도 있고, 회전 부재는 방위각 방향으로 회전될 수도 있다. 이것은 간단한 구성으로 볼륨 스캐닝을 행할 수 있게 한다.

상기 레이더에서, 송신기부가, 펄스 압축 변조 신호를 주파수 업 컨버트하며, 수신된 RF 신호를 주파수 다운 컨버트하기 위한 또다른 발진기를 더 포함할 수도 있다.

상기 구성에 따르면, 복수회의 단계에 의해, 펄스 압축 변조 신호를 주파수 업 컨버트하고, 수신된 RF 신호를 주파수 다운 컨버트함으로써, 원하는 중심 주파수를 갖는 신호가 생성될 수도 있다. 따라서, 1개의 발진기만을 사용하는 경우에 비해, 원하는 중심 주파수를 갖는 신호를 획득하기 위한 주파수 업 컨버트 및 주파수 다운 컨버트를 용이하게 행할 수도 있다.

상기 레이더에서는, 신호 처리부가 5 ㎒∼200 ㎒의 범위에서 설정 가능한 대역폭을 갖는 상기 펄스 압축 변조 신호를 생성하며, 상기 적어도 1개의 발진기(60)가 상기 펄스 압축 변조 신호를 1 ㎓∼20 ㎓의 중심 주파수를 갖는 신호로 주파수 업 컨버트할 수도 있다.

상기 구성에 따르면, 볼륨 스캐닝을 행할 때에, 예컨대, 대역폭이 60 ㎒의 펄스 압축 변조 신호를 생성하는 경우에, 2.5 m와 같은 고레인지 분해능이 획득될 수도 있다. 이것은, 레이더가 20 m∼30 m의 스케일을 갖는 토네이도의 관측에 유용할 수 있게 한다.

상기 레이더에서는, 신호 처리부가 주파수 첩(chirp)을 이용하여 펄스 압축 변조를 시행함으로써 상기 펄스 압축 변조 신호를 생성하며, 업-첩과 다운-첩을 송신 펄스마다 교대로 반복한다.

상기 구성에 따르면, 주파수 첩을 이용하여, 펄스 압축 변조를 시행함으로써, 레인지 방향에서의 레인지 분해능이 향상된다. 또한, 업-첩과 다운-첩을 송신 펄스마다 교대로 반복시킴으로써, 오버랩에 의한 관측 에러가 억제된다. 또한, 여기서 말하는 "오버랩"이란, 방사되었던 전파가 원거리에서 반사되어, 새롭게 송신된 전파의 반사파가 되돌아갈 때와 동일한 시간에서 되돌아오는 현상을 말한다.

상기 레이더는 또한, 상기 제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈 중 적어도 1개의 송수신용 전파 렌즈의 촛점부에, 상기 앙각 방향을 따라 배치된 적어도 1개의 제3 송수신용 전파 렌즈를 더 포함한다.

상기 구성에 따르면, 앙각 방향에서, 복수의 신호를 동시에 송수신할 수도 있다. 따라서, 복수의 세그먼트를 동시에 측정할 수도 있다. 이는, 수집되는 데이터의 동시성을 향상시키고, 앙각 방향에서의 스캐닝의 시간을 단축시킨다.

본 발명은 고시간 분해능 및 고공간 분해능을 갖는 레이더를 제공한다. 또한, 본 발명은 저렴하며 또한 간단한 구성으로 볼륨 스캐닝을 행할 수 있으며, 소형 경량화를 도모할 수 있는 레이더를 제공한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더에서의 전파 렌즈 안테나 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더에서의 전파 렌즈 안테나 장치의 일차 방사기의 회동 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 1의 전파 렌즈 안테나 장치를 송신용의 전파 렌즈측에서 본 경우의 도면이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더에서의 전파 렌즈 안테나 장치의 전파 렌즈를 지지하는 지지 부재를 설명하기 위한 개략도이다.

도 4는 제1 실시예에 따른 레이더의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이더에서의 전파 렌즈 안테나 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.

도 6은 도 5에 도시하는 전파 렌즈 안테나 장치에서의 일차 방사기의 회동 기구를 설명하기 위한 개략도이다.

도 7은 도 6의 평면도이다.

도 8은 도 6을 수신용의 전파 렌즈의 촛점부에 배치되는 일차 방사기측에서 본 경우의 측면도이다.

도 9는 앙각 방향에서, 일차 방사기를, 천정 방향을 스캐닝하는 상태까지 회동시킨 상태를 도시하는 도면이다.

도 10은 본 실시예에 따른 레이더의 변형예의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전파 렌즈 안테나 장치의 변형예를 도시하는 개략도이며, 일차 방사기를, 앙각 방향에서 복수개 설치한 상태를 도시하는 도면이다.

도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더에서의 전파 렌즈 안테나 장치의 변형예를 도시하는 개략도이며, 아암을 복수개 사용한 상태를 도시하는 도면이다.

도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더에서의 전파 렌즈 안테나 장치 의 변형예를 도시하는 개략도이며, 전파 렌즈 안테나 장치의 전체를 레이돔(radome)에 의해 덮는 상태를 도시하는 도면이다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 레이더에서의 전파 렌즈 안테나 장치에서, 회전 조인트를 설치한 상태를 도시하는 도면이다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 레이더에서의 전파 렌즈 안테나 장치의 변형예를 도시하는 개략도이다.

(제1 실시예)

이하에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더에 있어서의 전파 렌즈 안테나 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도이다. 도 2는 도 1에 도시하는 전파 렌즈 안테나 장치의 일차 방사기의 회동 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 1의 전파 렌즈 안테나 장치를 송신용의 전파 렌즈측에서 본 경우의 도면이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 이 전파 렌즈 안테나 장치(1)는, 바이스태틱 안테나 장치이며, 2개의 송수신용 전파 렌즈(2, 3)와, 송수신용 전파 렌즈(2, 3)의 촛점부에 각각 배치된 2개의 송수신용 일차 방사기(4, 5)를 포함하고 있다. 보다 구체적으로는, 전파 렌즈 안테나 장치(1)는, 송신용의 전파 렌즈(2)와, 수신용의 전파 렌즈(3)와, 송신용의 전파 렌즈(2)의 촛점부에 배치되는 일차 방사기(4)와, 수신용의 전파 렌즈(3)의 촛점부에 배치되는 일차 방사기(5)를 포함하고 있다.

이 전파 렌즈(2, 3)는 구형 루네베르크(luneberg) 렌즈이며, 각각이 중심의 구형 쉘과, 이 중심의 구형 쉘을 둘러싸고 상이한 직경을 갖는 복수의 구형 쉘을 포함한다. 이 전파 렌즈(2, 3)의 각각은, 비유전율이 반경 방향으로 미리 결정된 비율로 변화하도록 유전체로 형성되어 있다. 이 전파 렌즈(2, 3)의 구형 셀의 비유전율(εγ)은, 대략 εγ=2-(r/R)²의 식에 따라 설정되어 있다. 예컨대, 각 전파 렌즈(2, 3)의 비유전율은, 그 중심부로부터 외측을 향하여 약 2에서 약 1로 변화한다. 상기 식에서, R은 구의 반경이며, r은 구의 중심으로부터의 거리이다. 제1 실시예에서는, 전파 렌즈(2, 3)의 직경은, 예컨대, 600 ㎜나 450 ㎜이다. 유전체란, 상유전성, 강유전성, 혹은 반강유전성이며, 전도성을 갖지 않는다.

이 루네베르크 렌즈용의 유전체로서 일반적으로 이용되고 있는 것은, 예컨대, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 및 폴리스티렌 수지 등의 폴리올레핀의 합성 수지로 형성된 발포체(foam)이다. 이 합성 수지에 산화티탄, 티탄산염, 지르콘산염 등의 무기 고유전 필러를 추가하여 발포체를 형성한다. 이들 유전 발포체의 비유전율은, 발포 배율을 다르게 하여 비중을 제어함으로써 목표값으로 조정된다. 보다 높은 비유전율은 보다 높은 비중으로 획득된다.

유전 발포체의 제조 방법으로서는, 예컨대, 원료(합성 수지 단체나 합성 수지와 무기 고유전 필러의 혼합물)에, 가열에 의해 분해하여 질소 가스 등의 기체를 발생시키는 발포제를 첨가하고, 이것을 원하는 형상의 금형에 넣어 발포시키는 화학 발포법을 들 수도 있다. 휘발성 발포제로 함침시킨 팰릿형 재료를 미리 금형 밖에서 예비 발포시켜, 예비 발포 비드(bead)를 획득하는 비드 발포법도 수행될 수 도 있다. 이 예비 발포 비드는 원하는 형상의 금형에 충전된 후, 수증기 등으로 가열되여 재차 발포된다. 동시에, 인접 비드를 상호 융착시킨다.

또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 전파 렌즈(2, 3)는 지지 부재(6, 7)에 의해 각각 지지되어 있다. 지지 부재(6, 7)의 각각은, 방위각 방향[즉, 전파 렌즈(2, 3)의 중심점을 연결하는 축(A)에 수직인 축(B)에 대하여 연장하며, 도면 중의 화살표(X)로 나타낸 방향]에 관하여 회전 가능한 회전 부재인 테이블(8)에 부착되어 있다. 이 테이블(8)은, 테이블(8) 상에 설치되는 전파 렌즈(2, 3)와 지지 부재(6, 7)의 중량에 견딜 수 있으며, 고속 회전에도 견딜 수 있는 강도가 요구된다. 따라서, 테이블(8)은 경량인 것이 바람직하다. 테이블(8)을 형성하는 재료로서, 섬유 강화 플라스틱(FRP)재가 사용되는 것이 바람직하다. 섬유 강화 플라스틱재의 섬유 강화재로서는, 예컨대, 유리 섬유, 아라미드 섬유 또는 실리카 섬유를 들 수 있다. 섬유 강화 플라스틱재의 매트릭스가 되는 플라스틱으로서는, 예컨대, 불포화 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 또는 비스말레이미드 수지를 들 수 있다. 테이블(8)을, 금속판으로 형성할 수도 있다. 테이블(8)의 경량화를 도모하기 위해, 예컨대, 금속판에 드로잉(drawing) 가공을 시행하여 리브를 형성할 수도 있다.

또한, 보다 한층 더 경량화를 도모하기 위해, 테이블(8)은, 샌드위치 구조를 갖도록 구성될 수도 있다. 보다 구체적으로는, 샌드위치 구조는 폴리에스테르 등의 외표면을 섬유 강화 플라스틱으로 덮음으로써 형성될 수도 있다. 또한, 발포체 대신에, 허니컴(알루미늄, 아라미드 등)이 사용될 수도 있다.

도 1에 도시하는 테이블(8)의 구동 수단(9)은 테이블(8)을 구동하기 위한 구동원이고, 정역(forward and reverse) 방향으로의 회전을 생성시킬 수 있는 모터(10)와, 모터(10)에 접속되며, 모터(10)에 의해 정역 방향으로 회전되는 축(11)을 포함하고 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 구동 수단(9)은 베이스(30) 내에 수납되어 있으며, 테이블(8)은 베이스(30) 상에 적재된다. 제어 수단으로서 기능하는 컴퓨터(도시하지 않음)가 모터(10)를 구동시키고, 축(11)을 회전시키면, 모터(10)의 구동력이, 축(11)에 의해 테이블(8)에 전달된다. 이것은 테이블(8)을, 전파 렌즈(2, 3)의 중심점을 연결하는 축(A)[이하, 「전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)」이라고 한다]에 수직인 축(B)에 대하여 연장하며, 전술한 방위각 방향(X)으로 회전시킨다. 이러한 구성에 의해, 레이더는, 방위각 방향(X)의 전부에서, 스캐닝을 행할 수 있다.

일차 방사기(4, 5) 각각은 일반적으로, 직사각 또는 원형 개구부를 포함하는 전자 혼 안테나, 도파관에 부착된 유전체 로드를 갖는 유전체 로드 안테나 등이다. 그러나, 마이크로 스트립 안테나나, 슬롯 안테나 등도 사용될 수도 있다. 일차 방사기(4, 5)로부터 송신되고 그리고 이것에 의하여 수신되는 전파의 전계의 방향성(편파)은, 직선 편파(예컨대, 수직 편파나 수평 편파)나 원 편파(예컨대, 우선 편파나 좌선 편파) 중 어느 하나일 수도 있다.

일차 방사기(4, 5)의 각각은, 전파 렌즈(2, 3)의 표면을 따라, 앙각 방향[즉, 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)에 대하여 연장하고, 도면 중의 화살표(Y)의 방향]으로 회동 가능하다. 보다 구체적으로는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 일차 방 사기(4, 5)의 각각은, 일반적으로 편자(horseshoe) 형상으로 형성된 유지 부재인 아암(12)에 유지된다. 아암(12)은, 테이블(8)에 부착된 지지 부재(13)에 배치된 핀(14)에 의하여 회동 방식으로 지지되어 있다. 아암(12)은 경량의 재료로 형성되어 있는 것이면, 아암(12)의 재료는 특히 한정되지 않는다. 예컨대, 아암(12)은 일반적으로 편자 형상으로 형성된 금속제로 형성될 수도 있다. 후술하는 레이돔(19)에 의하여 덮힘으로써, 외기와의 접촉을 회피할 수 있는 구성이면, 목재의 아암(12)도 사용될 수도 있다. 아암(12)은, 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)인 회동축에 대하여 앙각 방향(Y)으로 회동 가능하다. 도 1, 도 2에 도시하는 구동 수단(15)은, 아암(12)을 구동하기 위한 구동원이고, 정역 방향으로 회전을 생성하는 모터(16)를 포함한다. 전술된 핀(14)은 모터(16)에 연결되고, 모터(16)에 의해 정역 방향으로 회전된다. 전술한 컴퓨터가 모터(16)가 구동시키고, 핀(14)을 회전시키면, 모터(16)의 구동력이 핀(14)에 의해 아암(12)에 전달된다. 이것이 아암(12)을 회동시키며, 아암(12)의 회동 동작에 연동하여, 아암(12)에 유지된 일차 방사기(4, 5)를, 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)으로 회동시킨다.

스캐닝을 행할 때에, 수평 방향을 0°로 정의할 때, 아암(12)[또는, 일차 방사기(4, 5)]은, 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)에서, -90° 이상 90° 이하의 범위로 회동하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 수평 방향(즉, 도면 중의 Z의 방향)을 0°로 하였을 때에, 일차 방사기(4)는, 앙각 방향(Y)에서, 천정(天頂) 방향[즉, 화살표(C)의 방향으로서, 수직 상향의 방향]을 스캐닝하는 상태[즉, 일차 방사기(4a)가 -90°로 회 동한 상태]로부터, 지표 방향[즉, 화살표(D)의 방향으로서, 수직 하향의 방향]을 스캐닝하는 상태[즉, 일차 방사기(4b)가 90°로 회동한 상태]까지 회동하도록 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 앙각 방향(Y)의 광범위에 대하여 스캐닝이 수행될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 일차 방사기(4, 5)의 각각은 아암(12)에 의하여 유지되며, 아암(12)은 테이블(8)에 부착된 지지 부재(13)에 의하여 지지되어 있다. 따라서, 테이블(8)의 방위각 방향(X)에서의 회전 동작에 연동하여, 일차 방사기(4, 5)의 각각이, 전파 렌즈(2, 3)의 중심점을 연결하는 축(A)에 수직인 축(B)에 대하여 방위각 방향(X)으로 회동한다. 이러한 구성에 의해, 레이더는 방위각 방향(X)의 전부에서 볼륨 스캐닝을 행할 수 있다.

일차 방사기(4)로부터 전파 렌즈(2)를 경유하여 공간을 향해 방사되는 RF파(또는, 고주파 전파)의 방사 방향은, 전파 렌즈(2)와 일차 방사기(4)의 중심을 연결하는 선에 따라 연장한다. 공간에서 반사 또는 산란된 후 되돌아오는 상당히 미약한 RF파의 입사 방향은, 전파 렌즈(3)와 일차 방사기(5)의 중심을 통하여 연장하는 선을 따라 전파 렌즈(3)를 경유하여 일차 방사기(5)에 입사된다. 따라서, 제1 실시예에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 일차 방사기(4)와 지지 부재(6)의 간섭, 및 일차 방사기(5)와 지지 부재(7)의 간섭을 회피하기 위해, 전파 렌즈(2, 3)를 지지하는 지지 부재(6, 7)에, 일차 방사기(4, 5)를 수납하기 위한 수납부(17, 18)가 각각 형성되어 있다. 그 결과, 일차 방사기(4)로부터 전파 렌즈(2)를 경유하여 RF파를 천정 방향[즉, 도 3에 도시하는 화살표(C)의 방향]으로 방사하는 경우 에, 일차 방사기(4)와 지지 부재(6)의 간섭을 회피할 수 있다. 또한, 공간에서 반사 또는 산란된 RF파를, 천정 방향(C)에서 전파 렌즈(3)를 경유하여 일차 방사기(5)로 받는 경우에, 일차 방사기(5)와 지지 부재(7)의 간섭이 회피된다. 제1 실시예에서의 수납부(17, 18)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 일반적으로 단면이 편자 형상을 가지고 있다.

또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 전파 렌즈 안테나 장치(1)는, 전파 렌즈(2, 3), 일차 방사기(4, 5), 및 지지 부재(6, 7) 등의 구성 부품을 풍우나 적설로부터 보호하는 레이돔(19)을 포함하고 있다. 이 레이돔(19)은 테이블(8)에 의해 지지되어 있으며, 전파 렌즈(2, 3), 일차 방사기(4, 5), 및 지지 부재(6, 7) 등의 구성 부품은 레이돔(19)의 내부에 수납되어 있다.

레이돔(19)은 우수한 전파 투과성을 갖는 것이 필요하게 되기 때문에, 제1 실시예에서는, 레이돔(19)을 형성하는 재료로서 섬유 강화 플라스틱(FRP)재가 사용되는 것이 바람직하다.

다음에, 전파 렌즈 안테나 장치(1)를 사용한 레이더에 대해서 설명한다. 도 4는 제1 실시예에 따른 레이더의 전체 구성을 도시하는 개략도이다. 제1 실시예에서는, 레이더의 예로서, 기상 레이더가 사용된다. 도 4는, 전파 렌즈 안테나 장치(1)에서의 전파 렌즈(2, 3) 및 일차 방사기(4, 5)만을 도시하며, 다른 부재에 대해서는, 도시를 생략한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 레이더(50)는, 전파 렌즈 안테나 장치(1)에 의해 형성되는 안테나부(51)와, 송신된 펄스 압축 변조 신호를 생성하며, 수신된 아 날로그 신호의 펄스 압축 복조를 행하는 신호 처리부(52)와, 신호 처리부(52) 및 일차 방사기(4)에 접속되어, 신호 처리부(52)에 의해 생성된 펄스 압축 신호를 증폭하여 RF 신호를 생성하는 송신기부(53)를 포함하고 있다. 레이더(50)는, 신호 처리부(52) 및 일차 방사기(5)에 접속되며, 반사, 또는 후방 산란되어 되돌아온 상당히 미약한 RF파의 신호(즉, RF 신호)를 증폭하는 수신기부(54)를 또한 포함하고 있다.

신호 처리부(52)는, 제어 수단으로서의 CPU(55)와, 디지털 파형 데이터를 기억하는 RAM(56)과, D/A 변환기(57)와, A/D 변환기(58)를 포함하고 있다. 송신기부(53)는, 신호 처리부(52)에 의해 생성된 펄스 압축 변조 신호를 수취하는, 예컨대, 다이오드에 의해 형성된 믹서(59)와, 펄스 압축 변조 신호를 주파수 업 컨버트하기 위한 발진기(60)와, 주파수 업 컨버트된 펄스 압축 변조 신호를 증폭하는 증폭기(61)를 포함하고 있다. 수신기부(54)는, 안테나부(51)에 의해 수신된 RF 신호를 증폭하는 증폭기(62)와, 증폭기(62)에 의해 증폭된 RF 신호를 수취하는, 다이오드에 의해 형성된 믹서(59)를 포함하고 있다.

빔 스캐닝을 행할 때에는, 우선, 신호 처리부(52)는 5 ㎒∼200 ㎒의 범위에서 설정된 대역폭을 갖는 펄스 압축 변조 신호를 생성한다. 예컨대, 중심 주파수 60 ㎒, 대역폭 80 ㎒인 펄스 압축 변조 신호, 바꾸어 말하면, 20 ㎒∼100 ㎒의 범위에서 주파수가 변화하는 펄스 압축 변조 신호가 생성된다. 다음, 펄스 압축 변조 신호가 송신기부(53)에 송출된다. 보다 구체적으로는, CPU(55)가 RAM(56)으로부터 디지털 파형 데이터를 판독한다. 다음, D/A 변환기(57)가 디지털 파형 데이터를 아날로그 파형 데이터로 변환하여, 펄스 압축 변조 신호 또는 IF 신호(중간 주파수 신호)를 생성한다. 이 펄스 압축 변조 신호가 송신기부(53)에 제공된다. 주파수나 시간 등의 입력 파라미터로부터 획득된 디지털 파형 데이터를 이용하여, 펄스 압축 변조 신호가 생성될 수도 있다.

통상적인 변조 방식으로서는, 진폭 변조, 주파수 변조, 위상 변조, 코드 변조 등이 있다. 제1 실시예에서는, 주파수 변조를 사용하고 있으며, 송신 주파수를 처핑(chirping)하는 방법이 이용된다. 즉, 신호 처리부(52)는, 펄스 압축 변조 동안 주파수 첩을 행함으로써 펄스 압축 변조 신호를 발생하여, 업 첩(낮은 주파수에서 높은 주파수로의 변화, 이 경우는, 20 ㎒에서 100 ㎒로의 변화)과, 다운 첩(높은 주파수에서 낮은 주파수로의 변화, 이 경우는, 100 ㎒에서 20 ㎒로의 변화)을 송신 펄스마다 교대로 반복한다.

계속해서, 송신기부(53)에 제공되며, 믹서(59)에 입력된 펄스 압축 변조 신호는, 발진기(60)에 의해 1 ㎓∼20 ㎓의 중심 주파수를 갖는 신호로 주파수 업 컨버트된다. 예컨대, 발진기(60)가, 15 ㎓(15000 ㎒)의 신호를 발신하고 있는 경우, 펄스 압축 변조 신호는 15020 ㎒에서 15100 ㎒로 주파수 업 컨버트된다. 주파수 업 컨버트된 펄스 압축 변조 신호는 증폭기(61)에 의해 증폭되어, RF 신호를 생성한다. 계속해서, 송신기부(53)에 의해 생성된 RF 신호가 안테나부(51)에 출력되어, 안테나부(51)의 일차 방사기(4)에 입력된다. RF 신호가, 고주파 전파(RF파)(90)로서, 일차 방사기(4)로부터 송신용의 전파 렌즈(2)를 경유하여 공간을 향해 방사된다.

계속해서, 안테나부(51)가, 공간에서 반사 또는 산란되어 되돌아오는 상당히 미약한 고주파 전파(RF파)(91)를, 안테나부(51)의 수신용의 전파 렌즈(3)를 경유하여 일차 방사기(5)로 RF 신호로서 수신한다. 아날로그 신호인 RF 신호가 수신기부(54)에 입력된다. 수신기부(54)에 입력된 RF 신호는 증폭기(62)에 의해 증폭되고, 그 증폭된 RF 신호가 믹서(63)에 입력된다. 믹서(63)에 입력된 증폭된 RF 신호는, 송신기부(53)에서의 발진기(60)에 의해, 중심 주파수가 약 60 ㎒, 대역폭 80 ㎒의 IF 신호로 주파수 다운 컨버트된다. 바꾸어 말하면, 이 IF 신호는 약 20 ㎒∼100 ㎒의 범위에서 변화하는 주파수를 갖는다. 주파수 다운 컨버트에 의해 생성된 IF 신호가, 수신된 아날로그 신호로서 신호 처리부(52)에 출력된다. 신호 처리부(52)에 제공된 IF 신호는, 신호 처리부(52)의 A/D 변환기(58)에 입력된다. A/D 변환기(58)는 펄스 압축 복조에 의해 IF 신호를 디지털 신호로 변환되고, 그 디지털 신호가 CPU(55)에 출력된다. CPU(55)는 디지털 신호를 처리하여, 강수역의 크기나 강수량 등의 각종 기상 정보를 획득한다. 발진기(60)는 송신기부(53)에 설치할 필요는 없으며, 신호의 주파수 업 컨버트와 다운 컨버트를 행할 때에, 공통하여 사용할 수 있으면, 어떠한 위치에 설치하여도 좋다. CPU(55) 대신에, FPGA나 DSP 등이 사용될 수도 있다.

제1 실시예의 레이더(50)는 이하의 이점을 갖는다.

(1) 제1 실시예의 레이더(50)에서의 전파 렌즈 안테나 장치(1)는, 전술한 바와 같이, 송신용의 일차 방사기(4)와 수신용의 일차 방사기(5)를 유지하며, 송신용의 전파 렌즈(2)와 수신용의 전파 렌즈(3)의 중심축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)으로 회동 가능한 아암(12)을 포함하고 있다. 전파 렌즈 안테나 장치(1)는, 아암(12)을 회동 가능하게 지지하기 위한 지지 부재(13)를 포함한다. 지지 부재(13)가 고정된 테이블(8)은 축(A)에 수직인 축(B)에 대하여 방위각 방향(X)으로 회전 가능하다. 일차 방사기(4, 5)는, 아암(12)의 회동 동작에 연동하여, 중심축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)으로 회동한다. 일차 방사기(4, 5)는 또한, 테이블(8)의 회전에 연동하여, 중심축(A)에 수직인 축(B)에 대하여 방위각 방향(X)으로 회동한다. 따라서, 일차 방사기(4, 5)의 각각[또는, 아암(12)]을, 전파 렌즈(2, 3)의 표면을 따라 미리 결정된 속도로 앙각 방향(Y)에서 미리 결정된 각도 범위(즉, -90°이상 0°이하) 내로 회동시키며, 방위각 방향(X)으로 회동시킴으로써, 지표면보다 위의 전체 공간이 빔 스캐닝(즉, 볼륨 스캐닝)된다. 이것은, 볼륨 스캐닝을 행할 때, 시간 및 공간 분해능을 비약적으로 향상시킨다. 결과로서, 레이더(50)는 고시간 분해능 및 고공간 분해능으로 볼륨 스캐닝을 행할 수 있다.

구체적으로는, 제1 실시예에서의 레이더(50)는, 볼륨 스캐닝을 1분간 행하는 경우, 방위각 방향(X)(360°) 및 앙각 방향(Y)(90°)의 각각을, 3°마다 관측한다. 즉, 레이더(50)는, 3600 포인트의 관측 세그먼트의 방위각 분해능[공간 좌표계를 극좌표(γ, θ, Φ)로 정의하는 경우, 방위각 방향(Φ) 및 앙각 방향(θ)에서의 분해능]을 실현한다. 레이더(50)는, 레인지(range) 방향에서는, 2.5 m의 레인지 분해능으로, 약 32000 포인트의 관측 세그먼트를 실현한다. 따라서, 약 3600×32000 포인트의 관측 세그먼트로 공간을 분해하여, 1분 동안 볼륨 스캐닝이 수행될 수도 있다. 이와 같이, 제1 실시예에서의 레이더(50)에 따르면, 고시간 분해능 및 고공 간 분해능으로 볼륨 스캐닝을 행할 수 있게 된다.

(2) 제1 실시예에서는, 볼륨 스캐닝을 행하기 위한 대규모의 구동 기구가 불필요하다. 따라서, 전파 렌즈 안테나 장치(1)의 구조가 간소화되어, 간단한 구성으로, 볼륨 스캐닝이 수행된다. 이것은, 전파 렌즈 안테나 장치(1)의 비용 상승을 억제하며, 전파 렌즈 안테나 장치(1)의 소형 및 경량화를 도모할 수 있다.

(3) 제1 실시예에서는, 신호 처리부(52)는 대역폭이 5 ㎒∼200 ㎒의 범위에서 설정된 대역폭을 갖는 펄스 압축 변조 신호를 생성하고, 발진기(60)가 펄스 압축 변조 신호를, 1 ㎓∼20 ㎓의 중심 주파수를 갖는 신호로 주파수 업 컨버트하여, 이 신호를 고주파 전파(RF파)(90)로서 공간을 향해 출력한다. 이러한 구성에 의해, 대역폭이 60 ㎒인 펄스 압축 변조 신호를 생성하는 경우에, 2.5 m의 고레인지 분해능이 실현된다. 또한, 제1 실시예에서의 레이더(50)는, 강우 입자, 구름, 난류(폭풍우) 이외에, 토네이도 관측에도 사용될 수도 있다. 토네이도는, 그 규모에 따라, 20 m∼30 m의 스케일을 가질 수도 있다. 따라서, 대역폭이 5 ㎒(레인지 분해능이 30 m에 상당)의 펄스 압축 변조 신호를 생성함으로써, 레이더(50)는 20 m∼30 m 스케일의 토네이도의 관측에 유용할 것이다.

(4) 제1 실시예에서는, 전술한 바와 같이, 신호 처리부(52)가, 주파수 첩을 이용하여 펄스 압축 변조 신호를 생성하여, 업 첩과 다운 첩을 송신 펄스마다 교대로 생성한다. 이러한 구성은 레인지 방향에서의 레인지 분해능을 향상시킨다. 업 첩과 다운 첩을 송신 펄스마다 교대로 발생시킴으로써, 오버랩에 의한 관측 에러가 억제된다.

(제2 실시예)

다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이더에서의 전파 렌즈 안테나 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도이다. 도 6은 도 5에 도시하는 전파 렌즈 안테나 장치에서의 일차 방사기의 회동 기구를 설명하기 위한 개략도이다. 도 7은 도 6의 평면도이며, 도 8은 도 6을 송신용의 전파 렌즈의 촛점부에 배치되는 일차 방사기측에서 본 경우의 측면도이다. 상기 제1 실시예의 대응하는 구성 부분과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 전파 렌즈 안테나 장치를 사용한 레이더의 전체 구성에 대해서도, 전술한 제1 실시예의 것과 유사하므로, 여기서는 자세한 설명을 생략한다.

제2 실시예에서는, 방위각 방향(X) 및 앙각 방향(Y)에서 일차 방사기(4, 5)의 회동 기구가 제1 실시예에서의 전파 렌즈 안테나 장치(1)의 것과 상이한 점에 특징이 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 제2 실시예의 전파 렌즈 안테나 장치(22)는, 일차 방사기(4, 5)를 유지하는 유지 부재로서의 아암(23, 24)을 포함한다. 일차 방사기(4, 5)는, 이들이 전파 렌즈(2, 3)의 촛점부에 각각 남아 있는 상태에서 앙각 방향(Y)에서 회동 가능하게 되도록, 아암(23, 24)에 의해 유지되어 있다. 아암(23, 24)은 전술한 아암(12)과 마찬가지로, 경량인 재료로 형성되어 있는 것이면, 특히 한정되지 않는다. 예컨대, 금속이나 목재로 아암(23, 24)이 형성될 수도 있다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 전파 렌즈 안테나 장치(22)는, 정역 방향으로 회전을 생성하는 모터(25)와, 모터(25)에 접속되며, 모터(25)에 의해 정역 방향으로 회전되는 축(26)을 포함한다. 이 모터(25)와 축(26)은 테이블(8)을 구동하기 위한 구동 수단을 형성한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 전파 렌즈 안테나 장치(22)는, 정역 방향으로 회전을 생성하는 모터(27)와, 모터(27)에 접속되며, 모터(27)에 의해 정역 방향으로 회전되는 축(28)과, 축(28)에 접속되며, 모터(27)에 의해 정역 방향으로 회전되는 축(29)을 포함한다. 모터(27)와 축(28, 29)은 아암(23, 24)을 구동하기 위한 구동 수단을 형성한다.

도 5, 도 6에 도시하는 바와 같이, 모터(25, 27)는 베이스(30)의 내부에 정의된 모터 수납부(35)에 수납되어 있다. 축(26, 28)은 베이스(30)의 외부로, 그리고 테이블(8)의 상측을 향해 부분적으로 돌출한다. 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 축(26)은 테이블(8)에 부착되어 있으며, 축(26)이 정역 방향으로 회전되면, 테이블(8)이 회전한다. 또한, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 일차 방사기(4, 5)를 유지하는 아암(23, 24) 각각은, 축(26)에 고정된 지지 부재(39)에 의해 회동 가능하게 지지되어 있다.

스캐닝을 행할 때에는, 제어 수단으로서 기능하는 컴퓨터(도시하지 않음)가 모터(25)를 구동시키고, 축(36)을 회전시키면, 모터(25)의 축(36)에 접속된 구동 기어(37)와, 축(26)에 설치되며, 구동 기어(37)와 맞물리는 축 기어(38)를 통해, 모터(25)의 구동력이 축(26)에 전달된다. 그 결과, 모터(25)의 구동력이 축(26)을 통해 테이블(8)에 전달된다. 이것은 테이블(8)을 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)에 수직인 축(B)에 대하여 방위각 방향(X)으로 회전시킨다.

전술한 바와 같이, 일차 방사기(4, 5)는 각각 아암(23, 24)에 의해 유지된다. 아암(23, 24)은 테이블(8)에 부착된 지지 부재(39)에 의해 지지되어 있다. 따라서, 일차 방사기(4, 5)의 각각은, 테이블(8)의 방위각 방향(X)으로의 회전에 연동하여, 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)에 수직인 축(B)에 대하여 방위각 방향(X)으로 회동한다. 이 때문에, 제1 실시예와 유사한 방식으로, 방위각 방향(X)의 전부에서, 볼륨 스캐닝이 행해질 수도 있다.

아암(23, 24)은, 제1 실시예의 아암(12)과 동일한 방식으로, 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)으로 회동 가능하다. 보다 구체적으로는, 컴퓨터(도시되지 않음)가 모터(27)를 구동시키고, 모터(27)의 축(40)을 회전시키면, 모터(27)의 축(40)에 접속된 구동 기어(41)와, 축(28)에 설치되며, 구동 기어(41)와 맞물리는 축 기어(42)를 통해, 모터(27)의 구동력이 축(28)에 전달된다. 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 축(28)에는 환형 기어(43)가 설치되며, 그 환형 기어(43)에는 구동 기어(44)가 맞물려 있다. 환형 기어(43) 및 구동 기어(44)는 베벨 기어 기구를 형성한다. 구동 기어(44)에는 축(29)이, 구동 기어(44)와 일체가 되어 정역 방향으로 회전하도록 설치되어 있다. 축(29)은, 아암(23, 24)의 표면에 형성된 기어(45)와 각각 맞물리는 축 기어(46)를 포함한다. 따라서, 축(28)에 전달된 모터(27)의 구동력이 환형 기어(43)와 구동 기어(44)를 통해 축(29)에 전달되면, 그 구동력은, 축 기어(46) 및 기어(45)를 통해 아암(23, 24)에 더 전달된다. 이는 아암(23, 24)을 회동시키며, 아암(12)의 회동 동작에 연동하 여, 아암(23, 24)에 의하여 유지된 일차 방사기(4, 5)가, 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)으로 회동한다.

예컨대, 일차 방사기(4)는, 앙각 방향(Y)에서, 수평 방향(Z)을 0°로 하였을 때에, 도 8에 도시하는, 수평 방향(Z)을 스캐닝하는 상태로부터, 도 9에 도시하는, 천정 방향(C)을 스캐닝하는 상태(즉, -90°로 회동된 상태)까지 회동 가능하도록 구성된다. 이 경우, 축 기어(46)가, 앙각 방향(Y)에서 시계 방향[도 8에 도시하는 화살표(E)의 방향]으로 회전하면, 아암(23)이, 중심축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)으로 시계 방향[도 8에 도시하는 화살표(F)의 방향]으로 회동한다.

제2 실시예에서, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제1 실시예와 유사한 방식으로, 도 3에서 설명한 일차 방사기(4, 5)를 수납하기 위한 수납부(17, 18)와 유사한 수납부(47, 48)는, 전파 렌즈(2, 3)를 각각 지지하는 지지 부재(6, 7)에 형성된다. 이것은, 일차 방사기(4)와 지지 부재(6)의 간섭 및 일차 방사기(5)와 지지 부재(7)의 간섭을 회피시킨다.

제2 실시예에서, 제1 실시예와 유사한 방식으로, 일차 방사기(4, 5)가, 앙각 방향(Y)에서 수평 방향을 0°, 수직 하향 방향을 -90°로 하였을 때에, 중심축(A)에 대하여 -90°이상 90°이하의 회동이 가능하도록 설치된다. 이것은, 간단한 구성을 사용하여 복잡한 볼륨 스캐닝을 용이하게 행할 수 있게 한다.

이상의 구성에 의해, 제2 실시예의 전파 렌즈 안테나 장치(22)를 사용한 레이더는, 제1 실시예에서의 레이더(50)에서의 (1)∼(4)의 이점과 동일한 이점을 갖는다.

모터(25)가 구동되면, 전술한 바와 같이, 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)에 수직인 축(B)에 대하여 테이블(8)이 방위각 방향(X)으로 회전한다. 이 경우, 모터(27)가 구동되지 않고, 모터(27)의 구동력이 축(28)에 전달되지 않을 때에도, 모터(25)에 의해 발생된 토크는, 구동 기어(44)를 축(29)에 대하여 회전시킬 수도 있다. 그 결과, 구동 기어(44)를 통해 축(29) 및 축 기어(46)가 회전되고, 아암(23, 24)과, 아암(23, 24)에 의해 유지된 일차 방사기(4, 5)가 앙각 방향(Y)으로 회동한다. 이 경우, 모터(25)의 구동력에 의해 회전되는 축(26)의 회전 방향과 역방향으로 축(28)이 회전하도록 모터(27)가 구동된다. 이것은 아암(23, 24)에 의해 유지된 일차 방사기(4, 5)의 앙각 방향(Y)에서의 회동을 제어한다.

보다 구체적으로는, 예컨대, 도 8에 도시하는 상태에서, 모터(25)에 의해 축(26)이 구동되어 도 7에 화살표(G)로 나타내는 시계 방향으로 회전되면, 모터(25)에 의해 발생된 토크에 의해 구동 기어(44)가 도 8에 화살표(E)로 나타내는 시계 방향으로 회전한다. 그렇게 하면, 아암(23)이, 중심축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)에서 도 8에 화살표(F)로 나타내는 시계 방향으로 회동하게 된다. 이 때, 축(28)이 축(26)의 회전 방향과 역방향[도 7에 화살표(H)로 나타내는 반시계 방향]으로 회전하도록 모터(27)를 구동함으로써, 구동 기어(44)가 도 8에 화살표(E)로 나타내는 방향과 역의 방향(도 8에서 반시계 방향)으로 회전한다. 이 때문에, 구동 기어(44)에서, 모터(25)에 의해 발생된 토크의 회전 방향과, 모터(27)에 의해 생성된 구동력의 회전 방향이 반대이다. 이것은 구동 기어(44)에 작용하는 모터(25)의 토크를 감소시키며, 아암(23, 24)에 의하여 유지된 일차 방사기(4, 5)의 앙각 방향(Y)에서의 회동(또는, 회동 속도)을 제어한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 설계 변경이 가능할 수도 있다.

예컨대, 전술한 실시예에서는, 1개의 발진기(60)가 펄스 압축 변조 신호를 1 ㎓∼20 ㎓의 중심 주파수를 갖는 신호로 주파수 업 컨버트하며, 수신된 RF 신호를 주파수 다운 컨버트한다. 그러나, 본 발명에 따른 레이더는 복수의 발진기를 포함할 수도 있다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 레이더(50)에서, 송신기부(53)가, 펄스 압축 변조 신호를 주파수 업 컨버트하며, 수신된 RF 신호를 주파수 다운 컨버트하기 위한 또다른 발진기(64)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 발진기(60)에 의해 주파수 업 컨버트된 펄스 압축 변조 신호가, 송신기부(53)에서의 또다른 믹서(65)에 입력된다. 다음, 이 믹서(65)에 입력된 펄스 압축 변조 신호는, 또다른 발진기(64)에 의해 재차 주파수 업 컨버트되어, 1 ㎓∼20 ㎓의 중심 주파수를 갖는 신호를 발생한다. 예컨대, 전술한, 도 4에 도시하는 레이더(50)는 발진기(60)로부터 15 ㎓의 신호를 발신한다. 그러나, 도 10에 도시하는 레이더(50)는, 발진기(60)로부터 2 ㎓의 신호를 발신시키며, 또다른 발진기(64)로부터 13 ㎓의 신호를 발신시켜, 합쳐서 15 ㎓의 신호를 발신시킬 수도 있다. 이 경우, 증폭기(61)는, 주파수 업 컨버트된 펄스 압축 변조 신호를 증폭하여 RF 신호를 생성하며, RF 신호를 안테나부(51)의 일차 방사기(4)에 송출한다. 일차 방사기(4)는, RF 신호를 고주파 전파(RF파)(90)로서 송신용의 전파 렌즈(2)를 경유하여 공간을 향해 방사한다. 수신기부(54)에 입력된 RF 신호는, 증폭기(62)에 의해 증폭되며, 그 증폭된 RF 신호는, 수신기부(54)에 설치된 또다른 믹서(66)에 입력된다. 발진기(64)는, 믹서(66)에 입력된 고주파 신호를 주파수 다운 컨버트하여 IF 신호를 생성한다. 계속해서, 발진기(60)는, 믹서(63)에 입력된 IF 신호를 재차 주파수 다운 컨버트하며, 다운 컨버트된 IF 신호를 아날로그 신호로서 신호 처리부(52)에 송출한다. 신호 처리부(52)에 제공된 IF 신호는, 신호 처리부(52)의 A/D 변환기(58)에 입력된다. A/D 변환기(58)는, 펄스 압축 복조를 행하여 아날로그 신호(IF 신호)를 디지털 신호로 변환하고, 그 디지털 신호를 CPU(55)에 출력한다. 이러한 구성에서는, 펄스 압축 변조 신호가, 복수회의 단계에 의해 원하는 중심 주파수를 갖는 신호로 주파수 업 컨버트되며, 수신된 RF 신호가 복수회의 단계에 의해 주파수 다운 컨버트된다. 따라서, 1개의 발진기만을 사용하는 경우에 비해, 원하는 중심 주파수로 신호의 주파수 업 컨버트 및 주파수 다운 컨버트를 보다 용이하게 행할 수도 있다. 또다른 발진기(64)를 포함하는 전파 렌즈 안테나 장치(22)를 사용한 레이더에 의해서도, 레이더(50)의 이점을 얻는다.

전술의 실시예에서는, 전파 렌즈 안테나 장치(1)는, 1개의 송신용의 일차 방사기(4)와 1개의 수신용의 일차 방사기(5)를 아암(12)으로 유지하는 구성을 채용한다. 그러나, 아암(12)은 앙각 방향(Y)으로 연장되고 굴곡될 수도 있고, 복수의 일차 방사기(4, 5)는 앙각 방향(Y)을 따라 아암(12)의 연장 부분에 유지될 수도 있다. 예컨대, 도 11에 도시하는 바와 같이, 앙각 방향(Y)으로 굴곡된 아암(12)의 연장 부분(20)에, 3개의 수신용의 일차 방사기(5)가 유지될 수도 있다. 이러한 구성에 의해, 앙각 방향(Y)에서, 복수의 신호를 동시에 송수신할 수도 있다. 따라 서, 복수의 세그먼트를 동시에 측정할 수도 있어, 수집되는 데이터의 동시성의 향상을 도모할 수도 있다. 앙각 방향(Y)에서의 스캐닝의 시간을 단축할 수도 있다. 또한, 복수의 수신용의 일차 방사기(5)에 의해, 복수의 신호를 동시에 수신하는 경우는, 앙각 방향(Y)에서 5° 간격으로, 복수개(예컨대, 15개)의 일차 방사기(5)를 설치할 수도 있다. 전파 렌즈 안테나 장치(22)에서, 복수의 일차 방사기(4, 5)를 앙각 방향(Y)을 따라 아암(23, 24)에 의하여 유지하면, 동일한 이점을 얻을 수도 있다. 이 경우, 도 10에서 설명한, 발진기(64)도 사용될 수도 있다.

아암(12, 23, 24)은 도파관에 의하여 형성될 수도 있다. 일반적으로, 도파관은, 동축 케이블에 비해, 고주파 전송 손실이 적으며, 또한 기계적 강도가 우수하다. 각 실시예에서는, 일차 방사기(4, 5)는, 송신기부(53) 및 수신기부(54)에 각각 접속된다. 이 때문에, 아암(12, 23, 24)은 아암(12, 23, 24)용 도파관을 이용하며, 이 도파관을 일차 방사기(4, 5)와 접속함으로써, 저손실의 전송로로서 사용될 수도 있다. 이것은, 일차 방사기(4, 5)에 접속된 동축 케이블이 불필요하게 되기 때문에, 공간 절약화를 도모할 수 있다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 복수의 아암(12)(도 12에서 2개)은, 일차 방사기(4, 5)를 유지하는 데 사용될 수도 있으며, 전파 렌즈(2, 3)의 중심점을 연결하는 축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)으로 회동 가능도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 도 12에 도시하는 바와 같이, 일차 방사기(4, 5)를 유지하는 유지 부재인 아암(21)은, 테이블(8)에 부착된 지지 부재(31)의 핀(32)에 부착되어, 지지 부재(31)에 의해 회동 가능하게 지지된다. 도 12에 도시하는 구동 수단(34)은 아암(21)을 구동 하기 위한 구동원이고, 정역 방향으로 회전을 생성하는 모터(33)와, 모터(33)에 접속되며, 모터(33)에 의해 정역 방향으로 회전되는 핀(32)을 포함한다. 컴퓨터는 모터(33)를 구동시키며, 핀(32)을 회전시킨다. 이것은 모터(33)의 구동력을 핀(32)을 통해 아암(21)에 전달한다. 그렇게 하면, 아암(21)이 회동되며, 아암(21)의 회동에 연동하여, 아암(21)에 유지된 일차 방사기(4, 5)가 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)으로 회동한다.

지지 부재(31) 대신, 구동 수단(34)이 지지 부재(13)에 설치될 수도 있다. 아암(21)[또는, 아암(21)에 의하여 유지된 일차 방사기(4, 5)]은 아암(12)[또는, 아암(12)에 의해 유지된 일차 방사기(4, 5)]과 동일한 방식으로 형성된다. 즉, 스캐닝을 행할 때에, 아암(21)은, 전파 렌즈(2, 3)의 중심축(A)에 대하여 앙각 방향(Y)에서, -90° 이상 90° 이하의 회동이 가능하도록 구성된다. 또한, 송신기부(53)는, 전환 수단인 스위치(도시하지 않음)를 통해, 아암(12)의 일차 방사기(4)와 아암(21)의 일차 방사기(4)에 접속되어, 컴퓨터로부터의 전환 신호에 의해 어느 한쪽의 일차 방사기(4)를 선택할 수도 있다. 동일한 방식으로, 수신기부(54)는, 전환 수단인 스위치(도시하지 않음)를 통해, 아암(12)의 일차 방사기(5)와 아암(21)의 일차 방사기(5)에 접속되어, 컴퓨터로부터의 전환 신호에 의해 어느 한쪽의 일차 방사기(5)를 선택할 수도 있다. 이러한 스위치는 전자 스위치이기 때문에, 그 전환에 요하는 시간은 무시할 수 있을 정도로 충분히 짧다. 스위치는, 일차 방사기(4, 5)와 송신기부(53) 사이 및/또는 일차 방사기(4, 5)와 수신기부(54) 사이에 설치할 수도 있다.

예컨대, 아암(12)을 제1 기준 위치(앙각 0도)에 배치하며, 아암(21)을 제2 기준 위치(앙각 45도)에 배치하고, 또한, 테이블(8)을 방위각 기준 위치(방위각 0도)에 배치한 상태에서 볼륨 스캐닝을 개시한다. 보다 구체적으로는, 스위치에 의해, 아암(12)에 부착된 일차 방사기(4, 5)가 선택된 상태에서 테이블(8)을 방위각 방향(X)으로 우선 회전시키고, 방위각 방향(X)에서 1도마다(앙각 0도 고정) 스캐닝을 행한다. 방위각 방향으로 359도 회동한다. 360도(즉, 방위각 기준 위치)에 도달하기 전에, 스위치에 의해, 아암(21)에 부착된 일차 방사기(4, 5)가 선택된다. 다음, 앙각을 45도에 고정하여, 방위각 기준 위치로부터 360도에 도달할 때까지 1도마다 스캐닝을 행한다. 그리고, 아암(21)에 의한 스캐닝이 행해지는 기간 동안에, 아암(12)을 앙각 방향(Y)으로 1도 회동시켜, 제3 기준 위치(앙각 1도)에 배치한다. 테이블(8)이 359도 회동된다. 360도(즉, 방위각 기준 위치)로 회동되기 전에, 스위치에 의해, 재차 아암(12)의 일차 방사기(4, 5)가 선택된다. 계속해서, 앙각 1도 고정으로, 방위각 기준 위치로부터 360도에 도달할 때까지 1도마다 스캐닝을 행한다. 아암(12)에 의한 스캐닝이 행해지고 있는 동안에, 아암(21)을 앙각 방향으로 1도 회동시켜, 제4 기준 위치(앙각 46도)에 배치한다. 그 후, 동일한 방식으로 전환을 행하면서, 2개의 아암(12, 21)을 회동시켜 스캐닝을 행한다. 이러한 구성에 의해, 테이블(8)의 방위각 방향(X)의 회전은 멈출 필요가 없어, 가속 또는 감속을 수반하지 않는다. 따라서, 아암(12)만을 설치하는 경우에 비해, 스캐닝 시간을 단축할 수 있다. 이 때문에, 고속의 빔 스캐닝을 행할 수 있다.

전술한 실시예에서는, 레이돔(19)이 테이블(8)에 의해 지지된다. 그러나, 도 13에 도시하는 바와 같이, 테이블(8), 구동 수단(9) 및 베이스(30)가 레이돔(19)에 수납되어, 전파 렌즈 안테나 장치(1)의 전체를 레이돔(19)에 의해 덮히도록 될 수도 있다. 이러한 구성에 의해, 테이블(8) 상의 중량이 경감되기 때문에, 테이블(8)을 회전할 때, 구동 수단(9)에 인가된 부하가 경감된다. 또한, 이것은 전파 렌즈 안테나 장치(1)의 외관을 향상시킨다. 동일한 방식으로, 도 11에 도시하는 전파 렌즈 안테나 장치(22)에서도, 테이블(8), 모터 수납부(35) 및 베이스(30)를 레이돔(19)의 내부에 수납할 수도 있으며, 전파 렌즈 안테나 장치(22)의 전체를 레이돔(19)에 의해 덮을 수도 있다. 이것은 동일한 이점을 획득한다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 테이블(8)의 중앙부에, 테이블(8)의 상부로부터 하부까지 연장하도록, 고주파 신호의 전송을 행하는 동축 케이블이나 도파관과 접속되는 커넥터(70)를 포함하는 회전 조인트(71)를 설치할 수도 있다. 이것은 동축 케이블이나 도파관의 얽힘이나 비틀림의 발생을 효과적으로 억제한다. 회전 조인트(71)에, 커넥터(72)를 포함하는 슬립링(73)을 조합시킬 수도 있어, 예컨대, 구동용 전원을 테이블(8)의 하측에 설치한 경우에도, 테이블(8)의 상측에 설치된 아암(12)의 구동 수단(15)에서의 모터(16)에 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.

전술한 실시예에서, 송신용의 전파 렌즈(2)와 송신용의 일차 방사기(4)는 신호의 수신용에 사용[또는, 수신용의 전파 렌즈(3)와 수신용의 일차 방사기(5)가 신호의 송신용으로 사용될 수도 있음]될 수도 있어, 2개의 전파 렌즈(2, 3) 및 2개의 일차 방사기(4, 5)를 신호의 수신용(또는 신호의 송신용)으로서 사용된다. 이러한 구성에 의해, 전파 렌즈 안테나 장치(1)의 이득이 2배로 증가되고, 빔 폭이 샤프하 게 된다.

도 4에서 설명한 송신기부(53), 수신기부(54) 등을, 테이블(8) 상의 빈 스페이스에 설치할 수도 있다. 이러한 구성에 의해, 스페이스의 유효 활용을 도모할 수 있고, 레이더(50)의 소형화를 도모할 수 있게 되며, 전파 렌즈 안테나 장치(1)와, 송신기부(53) 및 수신기부(54) 사이의 손실을 억제한다. 따라서, 관측 레인지의 향상을 실현할 수 있게 된다.

일차 방사기(4, 5)를 유지하는 아암(12)은 일반적으로 편자형이다. 그러나, 송신용의 전파 렌즈(2)의 촛점부에 수신용의 일차 방사기(4)를 배치할 수도 있으며, 또한, 수신용의 전파 렌즈(3)의 촛점부에 송신용의 일차 방사기(5)를 배치할 수도 있으면, 아암(12)의 형상은 특히 한정되지 않는다. 예컨대, 아암(12)을 일반적으로 원호 형상으로 형성할 수도 있다.

수납부(17, 18)를 일반적으로 단면이 편자형으로 각각 형성한다. 그러나, 일차 방사기(4)와 지지 부재(6) 간의 간섭, 또는 일차 방사기(5)와 지지 부재(7) 간의 간섭을 회피할 수 있으면, 수납부(17, 18)의 형상은 특히 한정되지 않는다. 수납부(17, 18)를 단면을 일반적으로 원호 형상으로 형성할 수도 있다.

도 15에 도시하는 바와 같이, 일차 방사기(4)가 전파 렌즈(2)의 촛점부에 배치된 상태를 유지하면서, 그리고 일차 방사기(5)가 전파 렌즈(3)의 촛점부에 배치된 상태를 유지하면서, 일차 방사기(4, 5)가 앙각 방향(Y)에서 회동 가능하게 되도록, 일차 방사기(4, 5)를 지지하는 지지 부재인 레일(80, 81)을 설치하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 도 15에 도시하는 바와 같이, 일차 방사기(4)를 지지하는 레일(80)은, 테이블(8)에 부착된 지지 부재(82)에 고정된 아암(83)과, 지지 부재(6)에 부착되어 있다. 일차 방사기(5)를 지지하는 레일(81)은, 아암(83)과 지지 부재(7)에 부착된다. 스캐닝을 행할 때에는, 전파 렌즈(2)의 촛점부에 배치된 일차 방사기(4) 및 전파 렌즈(3)의 촛점부에 배치된 일차 방사기(5)의 각각이, 레일(80, 81)을 따라 앙각 방향(Y)으로 이동하며, 테이블(8)의 회전에 연동하여, 중심축(A)에 수직인 축(B)에 대하여 방위각 방향(X)으로 회동하는 구성으로 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 도 4에서 설명한 레이더(50)와 동일한 이점을 얻는다.

또한, 이 경우, 일차 방사기(4, 5)를, 앙각 방향(Y)에서, 수평 방향을 0°, 수직 하향 방향을 -90°로 하였을 때에, 중심축(A)에 대하여 -90°이상 90°이하의 회동이 가능하게 되도록 구성하는 경우, 간단한 구성으로, 복잡한 볼륨 스캐닝을 용이하게 행할 수도 있다. 또한, 도 1에서 설명한 전파 렌즈 안테나 장치(1)와 동일한 방식으로, 전파 렌즈(2, 3)를 지지하는 지지 부재(6, 7)에, 일차 방사기(4, 5)를 수납하기 위한 수납부(17, 18)를 형성할 수도 있다. 일차 방사기(4, 5)의 각각을, 앙각 방향(Y)에서, 하나 이상 설치함으로써, 앙각 방향(Y)에서, 복수의 신호를 동시에 송수신할 수 있다. 이것은 수집되는 데이터의 동시성의 향상을 도모할 수 있으며, 앙각 방향(Y)에서의 스캐닝의 시간을 단축시킨다.

전술한 실시예에서는, 신호 처리부(52)에, 단일 D/A 변환기(57) 및 단일 A/D 변환기(58)를 설치한다. 그러나, 적어도 1개의 D/A 변환기와, 적어도 1개의 A/D 변환기가 설치되어 있으면, 임의 수의 변환기가 존재할 수도 있다.

상기 실시예에서는, 전파 렌즈 안테나 장치(1, 22)를 사용한 레이더의 예로 서, 기상 레이더를 들었다. 그러나, 전파 렌즈 안테나 장치(1, 22)는 다른 레이더에서 사용할 수도 있다는 것은 물론이다. 예컨대, 본 레이더는, 지표로부터의 방사 및 흡수의 영향을 직접적으로 받는 대기층에서의 대기 운동(바람이나 난류)을 관측하여, 고도마다의 풍향 및 풍속을 관측을 하기 위한 풍속 레이더일 수도 있다.

본 발명은 전파 렌즈 안테나 장치로 고주파 전파의 송수신을 행하는 레이더에 적용될 수도 있다.

Claims

디지털 파형 데이터의 펄스 압축 변조 신호를 아날로그 파형으로 변환하는 1개 이상의 D/A 변환기와, 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 1개 이상의 A/D 변환기를 포함하는 신호 처리부;

상기 신호 처리부에 의해 생성된 상기 아날로그 파형의 상기 펄스 압축 변조 신호를 주파수 업 컨버트(up-convert)하는 1개 이상의 발진기와, 주파수 업 컨버트된 상기 펄스 압축 변조 신호를 증폭하여 RF 신호를 생성하는 제1 증폭기를 포함하는 송신기부;

상기 송신기부에 의해 생성된 RF 신호를 RF파로서 공간(atmosphere)을 향해 방사하며, 상기 공간에서 반사 또는 산란되어 되돌아오는 RF파를 RF 신호로서 수신하는 안테나부; 및

상기 안테나부에 의해 수신된 상기 RF 신호를 증폭하는 제2 증폭기를 포함하고, 상기 제2 증폭기에 의해 증폭된 RF 신호를 상기 1개 이상의 발진기로 주파수 다운 컨버트(down-convert)하여 IF 신호를 생성하며, 상기 IF 신호를 상기 아날로그 신호로서 상기 신호 처리부에 제공하는 수신기부

를 포함하는 레이더로서,

상기 안테나부는,

제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈로서, 상기 제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈 각각은, 촛점부를 포함하고, 반경 방향으로 미리 결정된 비율로 변화하는 비유전율(relative permittivity)을 갖기 위하여 구형상이도록 유전체로 각각 형성되는 것인 상기 제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈; 및

상기 제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈의 촛점부에 각각 배치된 제1 및 제2 송수신용 일차 방사기

를 포함하고,

상기 제1 및 제2 송수신용 일차 방사기는, 상기 제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈 각각의 중심점을 연결하는 제1 축에 대하여 앙각 방향(elevation direction)으로 회동하며, 상기 제1 축에 수직인 제2 축에 대하여 방위각 방향(azimuthal direction)으로 회동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이더.
제1항에 있어서,

상기 안테나부는,

상기 제1 및 제2 송수신용 일차 방사기를 상기 앙각 방향으로 회동 가능하게 유지하는 유지 부재;

상기 유지 부재를 회동 가능하게 지지하는 지지 부재; 및

상기 지지 부재를 고정하며, 상기 제2 축에 대하여 상기 방위각 방향으로 회전 가능한 회전 부재

를 더 포함하고,

상기 제1 및 제2 송수신용 일차 방사기는, 상기 유지 부재의 회동에 연동하여 상기 앙각 방향으로 회동하며, 상기 회전 부재의 회전에 연동하여 상기 방위각 방향으로 회동하는 것을 특징으로 하는 레이더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 송신기부는, 상기 펄스 압축 변조 신호를 주파수 업 컨버트하며, 상기 수신된 RF 신호를 주파수 다운 컨버트하기 위한 또다른 발진기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 신호 처리부는 5 ㎒∼200 ㎒의 범위에서 설정 가능한 대역폭을 갖는 상기 펄스 압축 변조 신호를 생성하며,

상기 1개 이상의 발진기는 상기 펄스 압축 변조 신호를 1 ㎓∼20 ㎓의 중심 주파수를 갖는 신호로 주파수 업 컨버트하는 것을 특징으로 하는 레이더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 신호 처리부는, 주파수 첩(chirp)으로 펄스 압축 변조를 실행함으로써 상기 펄스 압축 변조 신호를 생성하며, 업 첩과 다운 첩을 송신 펄스마다 교대로 반복하는 것을 특징으로 하는 레이더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 및 제2 송수신용 전파 렌즈 중 1개 이상의 송수신용 전파 렌즈의 촛점부에, 상기 앙각 방향을 따라 배치된 1개 이상의 제3 송수신용 일차 방사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더.