WO2024038756A1 - パッシブレーダを搭載した人工衛星 - Google Patents

Abstract

パッシブレーダ衛星１には、１個又は複数のレーダ開口１８が、取り付け角度を可変できるレーダ開口駆動装置１７を介して衛星バス部１４に取り付けられており、そのレーダ開口１８は、１枚または複数のレーダアンテナパネル１２が、進展マスト機構１３によって、平面状に間隔を有した状態で取り付けられ、そのレーダアンテナパネル１２は、複数枚のパッチアンテナで構成するサブアレイアンテナ及びレーダ受信機を有した複数のアンテナユニットで構成し、この衛星バス部１４は、太陽電池パネル１５、並びに、データ及び制御信号のやり取りを行うための通信装置１６を搭載する。 このパッシブレーダ衛星１は、レーダを有する地上装備、船舶、航空機、及び他の人工衛星によりバイスタティックレーダシステムを構成し、各レーダが発するレーダ波の、探査対象物体からの反射波を受信することで探査対象物体を探知する。

Description

パッシブレーダを搭載した人工衛星

本発明は、宇宙空間から地球表面および空域を警戒監視するレーダシステムに関する。

地球を周回する衛星軌道上に配備した人工衛星を用いると、地上設備、船舶、及び航空機を用いた場合と比較して、広い範囲を観測、及び監視することができる。

人工衛星に搭載して、観測、及び監視を行うことを目的とする既存の代表的なセンサとしては、可視光や赤外線などを用いた光学センサ、及び合成開口レーダをあげることができる。

光学センサは、高分解能の画像データを提供するが、光学センサは、観測、又は監視対象物の、明るさ、及び雲やガス等の気象環境の影響を受けやすい。

合成開口レーダは、合成開口レーダを搭載した人工衛星が、探査エリア上空の衛星軌道を、一定距離移動しながらレーダ波の送信と受信を行い、得られたデータを演算処理することで、見かけ上大口径アンテナと同等の分解能を得る技術を用いて、３次元の高分解能静止画像を取得することができる。したがって、合成開口レーダが一個の静止画像を得るためには、合成開口レーダを搭載した人工衛星が、一定時間をかけて移動し、データを収集する必要があり、そのため原理上移動する物体を探知することができない。

従って、人工衛星に搭載する、光学センサ、合成開口レーダは、移動する物体を常時監視するためのセンサとしては、利用することはできない。

地球を周回する衛星軌道上に、大きなレーダ開口を持つパルスレーダを搭載した人工衛星（以降、レーダ衛星と称す）を複数機配備して、地球規模の警戒監視を行う技術が、特許文献１において公開されている。

特許文献１に示されるレーダ衛星は、地上や海上、及び航空機に搭載された既存のレーダでは探知することが難しい、低高度を高速移動する高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体を、地球規模で探知することができる。

特許第６５５００７３号公報

ＨＴＶ－Ｘ搭載軽量平面アンテナの開発状況（第６４回宇宙科学技術連合講演会講演集、ＪＳＡＳＳ－２０２０－４４００－３Ｃ０２）

宇宙大型アレイアンテナとその応用（宇宙太陽発電学会論文誌、ＩＳＳＮ：２４３２－１０６０）

  船舶、航空機搭載、及び地上に設置される既存のレーダでは探知することが難しい、低高度を高速で飛行する高速巡行ミサイル、及びステルス航空機などの開発が、世界各国において盛んに進められている。

高速巡行ミサイル、及びステルス航空機などは、船舶や航空機搭載、及び地上に設置される既存のレーダに探知されにくくするために、水平方向から到来するレーダ波に対してレーダ反射断面積（ＲＣＳ）を小さくする設計が施され、加えて船舶及や航空機搭載、及び地上に設置されるレーダから見て、見通し外の水平線や地平線の下に隠れて探知できない経路、及び高度を優先して選択し、運用される。

この、レーダに探知されにくい技術が用いられ、運用される、高速巡航ミサイル、ステルス機などを含む探査対象物体を、探知、及び追尾するために、既存のレーダは、対策として、
（１）航空機に搭載したレーダを用いて、できるだけ高高度から探査することで、レーダの探知距離を伸ばす。
（２）レーダ波を強くして、探査対象物体から、より強いエコーを得る。
（３）複数のレーダで探査することで、探知確率を上げる。
等の対応をとっているが、十分な探知確率を得ること、及び探査が必要な領域全域を常時警戒監視することは難しい。

  特許文献１に示される発明には、レーダ衛星に搭載した、大型のレーダ開口を有するレーダを用いて、高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体を探知する技術が示されている。

しかし、特許文献１に示されるレーダ衛星のみを用いた探査方法では、高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体の探知確率を上げるためには、大型で高価なレーダ衛星の数を増やす必要があり、そのためにコストが大きく増大する。

また、特許文献１に示されるレーダ衛星を、例えば高度1万ｋｍの赤道上空の衛星軌道に配備した場合、レーダ衛星1機が、一か所の探査エリアを監視運用する時間は地球周回ごとに2時間程度であるが、探査対象物体から見て、レーダ衛星は比較的ゆっくりと上空を移動するように見えるため、高速巡航ミサイル、又はステルス機などを含む探査対象物体は、レーダ衛星に探知されにくくするために、自機のレーダ反射断面積（ＲＣＳ）が小さい方向をレーダ衛星に向けた飛行運用することが可能となり、その結果、レーダ衛星による、高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体の探知確立が低下し、又は探知が困難になることが懸念される。

航空機、及び船舶の運航においては、洋上や内陸において、管制対応できない空海域が広く存在する。この管制対応できない空海域において運航の安全を確保すること、並びに、事故等の問題発生時の迅速確実な対応、及び原因究明のための情報を得ることなどの課題がある。

以上まとめると、課題として、以下に示す４点を挙げることができる。
（１）既存の手段では、高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体を、探査が必要な領域全体を常時警戒監視することは難しい。
（２）特許文献１に示されるレーダ衛星のみを用いて、高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体の探知確率をより高めるためには、大型で高価なレーダ衛星の数を増やす必要があり、コストが大きく増大する。
（３）特許文献１に示されるレーダ衛星による探査に対応して、高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体は、探知されにくい運用を行うことが可能。
（４）民間航空機や船舶の運航においては、洋上や内陸において、管制サービスを提供できない空海域が広く存在し、その領域において、運航安全確保、事故発生時の対応、及び事故の原因究明のための情報提供が困難である等の課題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、既存の手段では探知することが難しい、高速巡行ミサイル、及びステルス航空機などを含む探査対象物体を、地球規模、リアルタイム、及び高い確率で探知する人工衛星を提供すること、及び地球規模の管制サービスを行う人工衛星を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る人工衛星は、
単体、又は複数のアンテナパネルを一定の間隔を有して平面状に配置した、単体、又は複数の開口を有するレーダを搭載し、太陽電池パネルが発生する電力を用いた電源システム、前記レーダによる探査結果の情報及び制御信号のやり取りを行う通信装置、姿勢制御装置、並びに軌道制御装置を、衛星バス部に搭載する人工衛星であって、
前記人工衛星に搭載する前記レーダは、レーダ波の送信機能を有しないパッシブレーダであり、他の人工衛星に搭載、船舶に搭載、航空機に搭載、移動車両に搭載、又は地上に設置するレーダが送信するレーダ波、若しくは既存の放送通信設備が放射する電波信号の、探査対象物体からの反射波を受信することで探査対象物体を探知、及び追尾する警戒監視レーダであることを特徴とする。
以降、前記人工衛星を、パッシブレーダ衛星と称す。

本発明によれば、既存の警戒監視手段では探知することが難しい、高速巡行ミサイル、及びステルス航空機などを含む探査対象物体を、地球規模で、リアルタイムに、高い確率で探知する人工衛星を提供することができる。

特許文献１に示されるレーダ衛星のみで高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体を探査する場合と比較して、パッシブレーダ衛星を用いることで、安価に探知確率を向上することができる。

パッシブレーダ衛星を用いた探査方法は、特許文献１に示すレーダ衛星のみを用いた探査方法の問題点である、高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体が、探知されることを回避するように運用することを困難にする。

船舶、及び航空機に対して、地球規模の陸海空域に管制サービスを提供して運航をサポートし、また、船舶、及び航空機等の事故などが発生した際にはリアルタイムで救助等の支援に必要な情報を提供し、又事故原因究明に必要な運航等の詳細な情報を提供する。

バイスタティックレーダシステムの概要図 図１に示す、バイスタティックレーダシステムの構成概要図 パッシブレーダ衛星の概要図 図３に示す、パッシブレーダ衛星の構成概要図 パッシブレーダ衛星の最大開口形態の概要図 パッシブレーダ衛星の広域対応開口形態の概要図 低軌道レーダ衛星の概要図 図７に示す、低軌道レーダ衛星の構成概要図 校正運用方法の概要図 バイスタティックレーダシステムの運用方法概要図 バイスタティックレーダシステムの基本探査運用方法の概要図

地球の低軌道に、複数のパッシブレーダ衛星を配備し、探査する領域を常に少なくとも１機以上のパッシブレーダ衛星が探査運用するように、コンステレーション運用する。

パッシブレーダ衛星は、一個、又は複数のレーダ開口を持ち、レーダ開口は衛星バス部にレーダ開口駆動装置を介して取り付けられる。このレーダ開口駆動装置により、レーダ開口と衛星バス部との取り付け角度を調整することができる。

レーダ開口は、単体、又は複数のレーダアンテナパネルにより構成する。複数のレーダアンテナパネルを用いた開口は、レーダアンテナパネルが進展マスト機構により、一定の間隔を有した状態で平面状に支持される。

レーダが受信したデータは、パッシブレーダ衛星に搭載する通信装置により、直接、又は他の人工衛星等を介して、地上の制御設備に送られ、探査対象物体の探知、及び追尾のための解析処理を行い、表示装置に結果を表示出力する。

パッシブレーダ衛星は、レーダ衛星に搭載、船舶に搭載、航空機に搭載、車両に搭載、及び地上に設置されるレーダとともに、バイスタティックレーダシステムを構成する。

パッシブレーダ衛星を除く、バイスタティックレーダシステムを構成する各レーダが送信する、単一、又は複数のレーダ波の、高速巡航ミサイル、又はステルス機などを含む探査対象物体からの反射波を、パッシブレーダ衛星を含むバイスタティックレーダシステムを構成する各レーダが、複数の方向から受信して探査することで、探査対象物体を高い確率で探知することができる。

既存の地上設置レーダ、並びに、船舶、航空機、及び車両に搭載されるレーダは、探査対象物体に対してほぼ水平方向から電波を飛ばして探査を行うが、開発が進む高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体は、既存のレーダに探知されにくくするため、水平方向のレーダ反射断面積（ＲＣＳ）を小さくするように、機体の形状、材料、及び構造を設計している。

しかし、既存のレーダに探知されにくく設計された、小さな高速巡航ミサイル、及びステルス機なども、必ず翼や、又は翼の役割を担う水平方向の一定の大きさの構造を有する。大きな構造を持つ船舶や車両等も含めて、探査対象物体を探知する方法としては、この隠せない水平方向の構造を上方から探査する、人工衛星に搭載したレーダを用いる方法が有効である。

さらに、バイスタティックレーダシステムは、既存の地上設置レーダ、並びに、船舶、航空機、及び車両に搭載されるレーダが、様々な方向からレーダ波を照射し、高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体からの反射波を、パッシブレーダ衛星を含む、バイスタティックレーダシステムを構成する複数のレーダが、同時に複数の方向から探査するため、探知確率が向上する。

低軌道に複数機を配備するパッシブレーダ衛星は、高速巡航ミサイル、又はステルス機などを含む探査対象物体の上空を、高速で移動し（例えば高度６００ｋｍの軌道に配備したパッシブレーダ衛星が地上の定点直上を通過する場合、その定点から見て迎角３０度から１５０度の範囲の移動に要する時間は約４．６分）、さらにパッシブレーダ衛星は、絶え間なく次々に、一機、又は複数機が様々な方向から到来するため、高機動性を持たせた高速巡航ミサイル、及びステルス機などを含む探査対象物体であっても、レーダ衛星、並びに、単体、又は複数のパッシブレーダ衛星の方向と、自機のレーダ反射断面積（ＲＣＳ）の特性を踏まえ、常に探知されにくい経路や姿勢を維持した運用をすることは困難である。

バイスタティックレーダシステムは、システムを構成する、各レーダの間隔距離を基線長とする、非常に大きな（最大数千ｋｍ）干渉計として機能するため、既存の警戒監視用のレーダ（レーダ径は最大１０ｍ程度）と比較して、探査対象物体の位置特定の精度が大きく向上する。

パッシブレーダ衛星は、レーダ波の送信機能を持たないため、レーダ波送信時のサイドローブの発生を抑制するためにレーダアンテナパネルを連続配置する必要がなく、そのためレーダ開口を構成するレーダアンテナパネル数を必要最少とすることで、レーダ開口を軽量化でき、打ち上げ時のパッシブレーダ衛星を小型化して、レーダアンテナパネル自体も簡素化、省電力化、及び軽量化できる。

また、パッシブレーダ衛星は、大電力を必要とするレーダ波の送信機能を有しないため、パッシブレーダ衛星に搭載する太陽電池パネルと電源システムも小型軽量化できる。

その結果、パッシブレーダ衛星は、打ち上げ時の大きさを、超小型、又は小型の人工衛星として設計することができ、これにより打ち上げ費用も含めて、システムのコストダウンを図ることができる。

バイスタティックレーダシステムは、パッシブレーダ衛星、レーダ衛星、制御設備、並びに、データ解析、及び解析結果の出力を行う解析表示装置を基本構成とする。この基本構成の各機器間を通信接続してネットワークを構成し、このネットワークを介して取得した探査データと制御信号とのやり取りを行うことができる。このバイスタティックレーダシステムの基本構成のみで、リアルタイムで地球規模の警戒監視を行うことができる。

パッシブレーダ衛星は、一般的なセンサや通信関係などのミッション機器を搭載するプラットフォームとして併用することも可能で、搭載した一般的なセンサ、及び通信関係などのミッション機器に対して、電力供給や熱制御サービスを提供し、又バイスタティックレーダシステムのネットワークを用いて通信サービスを提供できる。

バイスタティックレーダシステムは、以下に示す各特徴から、非常に高いこうたん性を有するシステムである。
（１）パッシブレーダ衛星は数十から数百機を運用するため、仮にパッシブレーダ衛星のうち一部が機能を喪失した場合でも、バイスタティックレーダシステム全体の機能性能への影響は限定的。
（２）パッシブレーダ衛星、及びレーダ衛星は、高度数百から数万ｋｍの衛星軌道に配備することを想定するが、そもそも地上からの攻撃は受けにくい。
（３）バイスタティックレーダシステムは、既存の放送、及び通信設備から放射される電波の、探査対象物体からの反射波を用いて探査対象物体を探査する機能を有し、この探査方法により、各レーダの位置を特定されにくくすることもできる。

＜バイスタティックレーダシステム＞
図１にバイスタティックレーダシステム７の基本構成により、日本列島周辺を警戒監視する場合の実施例概要を示す。

本実施例では、レーダ衛星２は赤道上空の高度１万ｋｍの軌道に４機を均等間隔で配備するが、これにより、レーダ衛星２が一機または２機が、常に日本列島や周辺の探査エリア６を、搭載したレーダにて警戒監視する。

パッシブレーダ衛星１は８０機を、高度６００ｋｍ、軌道傾斜角３９度のそれぞれの軌道に配備する。

ただし図１は、簡略化のためにパッシブレーダ衛星１は２機のみを記載し、また地上の各設備（制御設備１０、解析、表示装置１１）の記載も省略している。

配備する複数のパッシブレーダ衛星１はコンステレーション運用するが、これによりパッシブレーダ衛星１は、少なくとも一機は常に日本の上空、あるいは周辺上空にあって、搭載したパッシブレーダにより探査エリア６を探査する。

パッシブレーダ衛星１は、パルスレーダを搭載するレーダ衛星２が送信するレーダ波の、探査対象物体からの反射波を受信して、探査対象物体を探知する。

本実施例ではレーダ衛星２は４機としているが、探査対象物体の探知確率と位置特定精度を向上させることを目的に、レーダ衛星２を４機以上としても良い。

またパッシブレーダ衛星１も同様に、探査対象物体の探知確率と位置特定精度の向上を目的に、機数を８０機以上としてもよい。

本実施例では、できるだけ少数のパッシブレーダ衛星１により日本列島周辺領域をカバーするために、パッシブレーダ衛星１の軌道傾斜角を３９度に設定するが、パッシブレーダ衛星１の機数、探査対象域の緯度経度、探査域の広さ、探査域の地形等の条件、探査要求、レーダ衛星２とパッシブレーダ衛星１に搭載するレーダの性能、及びレーダ衛星２とパッシブレーダ衛星１の運用軌道高度等を考慮して変更しても良い。

レーダ衛星２に搭載したレーダが送信するレーダ波は、ｋｕ帯等の比較的高い周波数を用いることも想定できる。

レーダ波として比較的高い周波数を用いることができる理由は、陸上配備、船舶搭載、及び航空機に搭載された既存のレーダは、水分や塵等を含む大気層を横切って、探査対象物体に向けて長距離電波を飛ばす必要があるが、レーダ衛星２、及びパッシブレーダ衛星１の用いるレーダ波は、陸上配備、船舶搭載、又は航空機に搭載された既存のレーダと比較して、通過する大気層が限定的でその影響を受けにくく、比較的自由にレーダ波の周波数を選択できることによる。

比較的高いレーダ波の周波数を採用することで、パッシブレーダ衛星１のレーダアンテナパネル１２を小さくすることができ、パッシブレーダ衛星１を小型化し、コストを削減することができる。

図２に、バイスタティックレーダシステム構成概要を示す。

バイスタティックレーダシステム７は、レーダ波を送受信するレーダ衛星５４（レーダ衛星２を示す）、そのレーダ波の探査対象物体からの反射波を探知するパッシブレーダ衛星５３（パッシブレーダ衛星１を示す）、制御設備１０、及び解析、表示装置１１との組み合わせを基本構成とする。

船舶、航空機搭載レーダ８、および地上配備レーダ（車載含む）９の各レーダが利用できる地域において探査運用する場合は、その利用できる船舶、航空機搭載レーダ８、及び地上配備レーダ（車載含む）９を、バイスタティックレーダシステム７の構成に追加する。

レーダ衛星５４（レーダ衛星２を示す）、及びパッシブレーダ衛星５３（パッシブレーダ衛星１を示す）は、制御設備１０とは、光、又は電波により無線接続し、制御信号４７と、データ信号４８のやり取りを行う。

制御設備１０は、レーダ衛星５４（レーダ衛星２を示す）、及びパッシブレーダ衛星５３（パッシブレーダ衛星１を示す）のほか、バイスタティックレーダシステム７を構成する、船舶、航空機搭載レーダ８、及び地上配備レーダ（車載含む）９とも通信回線等により接続し、各レーダが受信したデータ信号４８、及び制御信号４７のやり取りを行う。

レーダ衛星５４（レーダ衛星２を示す）、及びパッシブレーダ衛星５３（パッシブレーダ衛星１を示す）は、ともに制御設備１０との通信のほかに、レーダ衛星５４（レーダ衛星２を示す）間、パッシブレーダ衛星５３（パッシブレーダ衛星１を示す）間、及びレーダ衛星５４（レーダ衛星２を示す）とパッシブレーダ衛星５３（パッシブレーダ衛星１を示す）との間でも通信を行い、取得したデータ信号４８、及び制御信号４７をやり取りすることができる。

レーダ衛星５４（レーダ衛星２を示す）とパッシブレーダ衛星５３（パッシブレーダ衛星１を示す）とにより構成する通信網は、地球規模の通信ネットワークであり、こうたん性も高い。

制御設備１０は、バイスタティックレーダシステム７を構成する各レーダの、レーダ波の送信、及び受信を制御する。

また、制御設備１０は、レーダ衛星５４（レーダ衛星２を示す）、及びパッシブレーダ衛星５３（パッシブレーダ衛星１を示す）の各軌道や姿勢を制御し、並びに、バイスタティックレーダシステム７を構成する他の船舶、航空機搭載レーダ８、及び移動可能な一部の地上配備レーダ（車載含む）９に対しては、運用場所（位置や高度）への移動指示を発する機能役割も有する。

解析、表示装置１１は、制御設備１０から、バイスタティックレーダシステム７を構成する各レーダが取得したデータ信号４８を受け取り、探査対象物体の探知、及び追尾のための解析演算を行い、結果を表示出力する。

レーダ衛星５４（レーダ衛星２を示す）、パッシブレーダ衛星５３（パッシブレーダ衛星１を示す）、及び制御設備１０により構成する通信ネットワークの他、バイスタティックレーダシステム７を構成する、船舶、航空機搭載レーダ８、及び他の地上配備レーダ（車載含む）９、並びに、バイスタティックレーダシステム７以外の船舶、航空機、人工衛星、及び地上設備等による既存の通信手段を介して、バイスタティックレーダシステム７の制御信号４７、及びデータ信号４８のやり取りする機能を持たせることで、さらに通信ネットワークを冗長化し、こうたん性を向上させることができる。

＜パッシブレーダ衛星＞
図３に、パッシブレーダ衛星１の概要を示す。

本実施例では、パッシブレーダ衛星をできるだけ簡素化してコストダウンする例を示す。打ち上げコストの削減のために、Ｈ２等の既存のロケットの１回から数回の打ち上げで、８０機以上を軌道に投入できるように、パッシブレーダ衛星の打ち上げ時（レーダアンテナパネル１２と太陽電池パネル１５が展開する前の状態）の大きさを、超小型、又は小型の人工衛星として設計する。

本実施例では、レーダ波はｋｕ帯を用い、レーダ衛星２の送信するレーダ波の探査対象物体からの反射波を受信することで、距離１０００ｋｍ以上遠方の高速巡航ミサイル３１、ステルス航空機３０等を探知することを想定する。

レーダの開口１８は、レーダアンテナパネル１２を３枚一組にして構成し、パッシブレーダ衛星１には、開口１８を２個搭載する。

パッシブレーダ衛星１に搭載するレーダ開口１８の数、レーダ開口１８を構成するレーダアンテナパネル１２の数は、レーダの設計やパッシブレーダ衛星のサイズ、及び質量等の設計条件により変更することも可能。

開口１８を構成する３枚のレーダアンテナパネル１２は、進展マスト機構１３を２個用いて、探知位置精度の向上を目的に、レーダアンテナパネル１２の間隔を有した状態で平面状に支持される。

進展マスト機構１３により、レーダアンテナパネル１２の間隔を広げてレーダ開口１８の基線長を大きくすることで、探査対象物体の位置特定精度を向上することができる。

このレーダ開口１８はレーダ波の送信を行わないため、レーダ波送信時のサイドローブの問題がないため、必要最低限度の数のレーダアンテナパネル１２を、不連続に間隔を有して配置することができる。
 

探査エリア６の広さ、探知位置精度などの要求、及び探査運用条件によっては、伸展マスト機構１３を短く調整、又は進展マスト機構１３を設けないレーダ開口１８の設計も可能である。

太陽電池パネル１５は、パッシブレーダ衛星１をロケットにより打ち上げた後に展開する。

衛星バス部１４には、太陽電池パネル１５の角度を調整することができる駆動装置を搭載し、太陽電池パネル１５ができるだけ太陽方向を指向するように調整する。

図４に、パッシブレーダ衛星の構成概要を示す。

非特許文献１、および非特許文献２において、レーダ開口５６（レーダ開口１８を示す）を構成する各レーダアンテナパネル５５（レーダアンテナパネル１２を示す）に対応する構造やレーダ構成に関する技術が示されており、本実施例においても同様の技術を用いる。レーダアンテナパネル５５（レーダアンテナパネル１２を示す）には、4枚のアンテナユニット２０を搭載し、その各アンテナユニット２０は複数のサブアレイアンテナ５０により構成し、サブアレイアンテナ５０は、レーダ受信機２１とパッチアンテナ素子を用いたフェーズドアレイアンテナで構成する。

このレーダアンテナパネル５５（レーダアンテナパネル１２を示す）の構成により、レーダアンテナパネル５５（レーダアンテナパネル１２を示す）を、ロケットへの搭載に有利な、軽量で薄い板状にすることができる。

２個のレーダ開口５６（レーダ開口１８を示す）は、それぞれ独立したパッシブレーダとして機能するが、２個のレーダ開口５６（レーダ開口１８を示す）を組み合わせて、１個の大きなレーダ開口として運用することもできる。

逆に、レーダ開口５６（レーダ開口１８を示す）を構成する各レーダアンテナパネル５５（レーダアンテナパネル１２を示す）は、それぞれ独立したパッシブレーダとして、又は任意のレーダアンテナパネル５５（レーダアンテナパネル１２を示す）を複数枚組み合わせ、それぞれを独立した開口として運用することもできる。

一部のレーダアンテナパネル５５（レーダアンテナパネル１２を示す）が故障した場合は、故障していないレーダアンテナパネル５５（レーダアンテナパネル１２を示す）を組み合わせて運用することができる。

一部の、レーダアンテナパネル５５（レーダアンテナパネル１２を示す）、アンテナユニット２０、レーダ受信機２１、又はサブアレイアンテナ５０が故障した場合は、その故障したレーダアンテナパネル５５（レーダアンテナパネル１２を示す）、アンテナユニット２０、レーダ受信機２１、又はサブアレイアンテナ５０のみを使わない状態で運用することができ、故障の程度に応じたアンテナ感度等の性能低下が発生するものの、パッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）の運用を継続することができる。

パッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）は、姿勢、軌道制御装置２４を有し、制御設備１０からの指令に基づき、パッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）の軌道、及び姿勢などを制御する。

パッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）の取得した探査情報は、搭載する通信装置５８（通信装置１６を示す）を介して制御設備１０に送られる。

パッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）は、太陽電池パネル５７（太陽電池パネル１５を示す）、及びバッテリ、電源制御装置２２により構成する電源システムを搭載する。

パッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）は、レーダ波の送信機能を有しないため、レーダ波の送信のための大電力を必要とせず、太陽電池パネル５７（太陽電池パネル１５を示す）、及びバッテリ、電源制御装置２２は、超小型から小型人工衛星に搭載可能な質量、及び大きさで設計できる。

本実施例において想定する、パッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）を高度６００ｋｍの軌道に配備すると、パッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）は９７分程度で地球を一周するが、バッテリ、電源制御装置２２は、太陽電池パネル５７（太陽電池パネル１５を示す）が太陽からのエネルギーを得ることができない、地球の影に入る４８分間分程度の電力を、太陽光を受けて太陽電池パネル５７（太陽電池パネル１５を示す）が発電している間に、バッテリに充電する必要がある。

パッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）が地球の影に入った状況でレーダ運用を行う場合、バッテリが出力する電力が最大となるが、本実施例におけるパッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）に搭載するバッテリ本体の質量は数ｋｇ程度と想定され、また太陽電池パネル５７（太陽電池パネル１５を示す）も、超小型、又は小型衛星に搭載可能な大きさでの設計が可能である。

ただし、パッシブレーダ衛星１９（パッシブレーダ衛星１を示す）に搭載するバッテリ、電源制御装置２２は、地球周回に伴う充放電の周期が短く、及び充放電回数が多くなるため、バッテリの劣化を防ぐため、探査運用するエリア以外を飛行中のバッテリからの電力供給はできるだけ抑制し、及びバッテリは充放電深度に余裕を持たせた設計とする。

図５、図６に、パッシブレーダ衛星１の、レーダ開口１８の、衛星バス部１４との取り付け角度の調整方法を示す。

パッシブレーダ衛星１には、衛星バス部１４とレーダ開口１８との取り付け部分に、取り付け角度を調整するためのレーダ開口駆動装置１７を搭載する。

図５は、パッシブレーダ衛星１に搭載した２個のレーダ開口１８を、レーダ開口駆動装置１７を調整して水平に配置し、１個の大きなレーダ開口として運用する方法を示す。パッシブレーダ衛星１の２個の開口を一つの開口として用いた場合、探査エリア（パッシブレーダ衛星１の２個の開口を一つの開口として用いた場合の探査エリア６ａ）における探査対象物体の、探知確率、及び探知位置精度は最大となる。

図６は、２個のレーダ開口１８の衛星バス部１４との取り付け角度を、レーダ開口駆動装置１７を調整して、各レーダ開口１８を別の方向に向ける運用方法を示す。各レーダ開口１８を、それぞれ独立したレーダ開口として運用し、より広い、又は複数の探査エリア（パッシブレーダ衛星１の２個の開口をそれぞれ独立した開口として用いた場合の探査エリア６ｂ）をカバーする運用が可能。

＜低軌道レーダ衛星＞
低軌道に配備する複数のパッシブレーダ衛星１は、全機を、又は一部をレーダ波の送受信機能を有する人工衛星（以降、低軌道レーダ衛星４９と称す）に置き換えることができる。

図７に低軌道レーダ衛星４９の概要を示す。

低軌道レーダ衛星４９は、構成品目を比較すると、パッシブレーダ衛星１とは以下の点が異なる。
（１）レーダ波の送信機能を有するレーダ送受信機５１を搭載。
（２）進展マスト機構１３は非搭載。
（３）低軌道レーダ衛星のレーダ開口１８aを構成する低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２aの数が増。
（４）低軌道レーダ衛星のレーダ開口１８aを構成する低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２aは隙間なく連続して配置。
（５）低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２aを展開するための展開装置を搭載。

なお、低軌道レーダ衛星４９は、パッシブレーダ衛星と比較して、大きさ、及び質量が増大するが、それに伴い各構成品目の仕様は大きく異なる。

低軌道レーダ衛星４９は、パッシブレーダ衛星１と比較して大型化するため、低軌道レーダ衛星４９は高額となり、また打ち上げに既存のＨ２等のロケットを用いた場合、一回の打ち上げで１機、又は数機程度の配備対応となることが想定され、パッシブレーダ衛星１と比較して打ち上げ費用も大幅に増加する。

一方で、低軌道レーダ衛星４９を用いると、探査対象物体の上方に位置する低軌道レーダ衛星４９が送信するレーダ波も探査に利用することができるので、バイスタティックレーダシステム７の、高速巡行ミサイル３１、及びステルス航空機３０などを含む探査対象物体の探知性能は大きく向上する。

低軌道レーダ衛星４９は、パッシブレーダ衛星１と同様に探査対象物体の上空を高速で移動し（高度６００ｋｍの軌道に配備された低軌道レーダ衛星４９が、探査対象物体直上を通過する場合、探査対象物体から見て低軌道レーダ衛星４９が迎角３０度から１５０度の範囲を移動するのに要する時間は約４．６分）、さらにこの低軌道レーダ衛星４９は、次々に、一機、又は複数機が様々な方向から飛来し、探査対象物体に対してレーダ波を照射して探査を行うため、高機動性を持たせた高速巡行ミサイル３１、又はステルス航空機３０などを含む探査対象物体であっても、自機のレーダ反射断面積（ＲＣＳ）特性を踏まえて、常に探知されにくい経路や姿勢を維持した運用することは困難である。

この低軌道レーダ衛星４９は、レーダ波の送信時にサイドローブの発生を抑制するために、また鋭いレーダ波のビームを形成するために、隙間なく多数の低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２ａを並べた、大きな低軌道レーダ衛星のレーダ開口１８ａを有する。

従って、パッシブレーダ衛星１に搭載する、レーダアンテナパネル１２の間隔を有して支持する進展マスト機構１３は有しないが、代わってロケットにより打ち上げた後に、低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２aを展開して、大きな低軌道レーダ衛星のレーダ開口１８ａを支持する展開装置を有する。

低軌道レーダ衛星の衛星バス部１４ａには、低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル１５ａの取り付け角度を調整することができる駆動装置を搭載（図示は省略する）し、低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル１５ａができるだけ太陽方向を指向するように調整する。

低軌道レーダ衛星４９を、常に一機以上が探査エリアをカバーすることができるだけの機数を配備できる場合は、レーダ衛星２を用いないバイスタティックレーダシステム７の構成方法も採用できる。

図８に低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）の構成概要を示す。

低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）に搭載するレーダ等に必要な、数十から百数十ｋＷの電力を賄うために、パッシブレーダ衛星１と比較してより大きくて重い、低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル５７ａ（低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル１５ａを示す）、及び低軌道レーダ衛星のバッテリ、電源制御装置２２ａを搭載する。

また、低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）に必要なケーシング等の構造部品、及び低軌道レーダ衛星の姿勢、軌道制御装置２４ａなどの他の構成品も、パッシブレーダ衛星１と比較して大型化して質量が増大し、低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）の製造コストや打ち上げ費用が高額になる。

本実施例では、低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）をできるだけ小型軽量化するために、低軌道レーダ衛星のレーダ開口５６ａ（低軌道レーダ衛星のレーダ開口１８ａを示す）を1個のみ搭載する設計とするが、複数個搭載する設計としても良い。

低軌道レーダ衛星のレーダ開口５６ａ（低軌道レーダ衛星のレーダ開口１８ａを示す）を複数個搭載することで、質量は増大し、低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）はさらに大型化するが、探知エリアの拡大、探知確率の向上、及び探査対象物体の位置特定精度を向上できる。

低軌道レーダ衛星のレーダ開口５６ａ（低軌道レーダ衛星のレーダ開口１８ａを示す）は、隙間なく平面状に並べられた複数の低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル５５ａ（低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２ａを示す）により構成する。低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル５５ａ（低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２ａを示す）は、低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）が軌道上に打ち上げられたのちに、展開装置により展開して支持される。

低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル５５ａ（低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２ａを示す）をできるだけ軽量化するために、非特許文献１、及び非特許文献２に示される技術を採用する。低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル５５ａ（低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２ａを示す）は、複数枚の低軌道レーダ衛星のアンテナユニット２０ａにより構成し、低軌道レーダ衛星のアンテナユニット２０ａは、レーダ送受信機５１、及びパッチアンテナを用いた低軌道レーダ衛星のサブアレイアンテナ５０ａにより構成する。

単独の、又は複数の低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル５５ａ（低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２ａを示す）を組み合わせて、独立したレーダ開口として個別に運用することもできる。

低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル５５ａ（低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２ａを示す）、低軌道レーダ衛星のアンテナユニット２０ａ、レーダ送受信機５１、又は低軌道レーダ衛星のサブアレイアンテナ５０ａにおいて、故障等不具合が発生した場合は、その問題のある低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル５５ａ（低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２ａを示す）、低軌道レーダ衛星のアンテナユニット２０ａ、レーダ送受信機５１、又は低軌道レーダ衛星のサブアレイアンテナ５０ａのみを使わないようにすることで、不具合の程度に応じたアンテナ感度や特性の低下が発生するものの、低軌道レーダ衛星の運用を継続できる。

低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）は、低軌道レーダ衛星の姿勢、軌道制御装置２４ａを有し、制御設備１０からの指令に基づき、低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）の軌道と姿勢を制御する。

低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）が取得した探知情報は、搭載する低軌道レーダ衛星の通信装置５８ａ（低軌道レーダ衛星の通信装置１６ａを示す）を介して制御設備１０に送られる。

低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）も、パッシブレーダ衛星１と同様に、例えば高度６００ｋｍの軌道に配備すると、地球を９７分程度で周回するが、低軌道レーダ衛星のバッテリ、電源制御装置２２ａは、低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル５７ａ（低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル１５ａを示す）が、太陽からのエネルギーを得ることができない地球の影に入る４８分間分程度の運用に必要な電力を、太陽光を受けて低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル５７ａ（低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル１５ａを示す）が発電している間に、バッテリに充電する必要がある。

低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）が地球の影に入った状況で、探査運用を行う場合、低軌道レーダ衛星のバッテリ、電源制御装置２２ａが供給する電力が最大となる。従って、低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）が地球の影に入った状況での探査運用を制限することで、低軌道レーダ衛星のバッテリ、電源制御装置２２ａを小型軽量化することも可能。

例えば、低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）が、地球を数回周回するごとに、レーダによる探査を１０分程度行う（日本列島周辺上空に到来した場合のみ探査運用する）とする運用上の制限を設け、必要最小仕様の太陽電池とバッテリとした場合、バッテリ容量は数から十数ｋＷｈ程度、及び太陽電池出力電力は数ｋＷ程度に抑えることができ、これにより、既存のＨ２ロケット等に数機程度搭載できる大きさ、及び質量の、低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）を設計できる。

低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）の探査運用することができる機会を増やすためには、低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル５７ａ（低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル１５ａを示す）、及び低軌道レーダ衛星のバッテリ、電源制御装置２２ａを大容量化するか、又は低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）の機数を増やす。

この低軌道レーダ衛星４９ａ（低軌道レーダ衛星４９を示す）に搭載する低軌道レーダ衛星のバッテリ、電源制御装置２２ａは、レーダの運用時に大きな電力出力が要求されるため、放電特性に優れ、又頻繁に充放電を繰り返す運用に対応するために、バッテリの充放電深度に余裕を持たせた設計とする。

＜校正運用＞
レーダ開口１８の機械的誤差、熱等による変形、及びガタ成分、並びにパッシブレーダ衛星１の姿勢、及び軌道誤差は、探査結果に悪影響を与える。従って、パッシブレーダ衛星１は、定期的に校正データを取得するための、校正運用を行う必要がある。

以下にパッシブレーダ衛星１の校正運用方法を示すが、低軌道レーダ衛星４９、及びレーダ衛星２の校正運用方法としても適用できる。

図９に、校正運用方法の概要を示す。

なお図９は、簡略のため、図９に記載するパッシブレーダ衛星１に搭載する２個のレーダ開口１８のうち、一個のみの校正運用状況を示す。

地球上の緯度、経度、及び高度が判明している校正用電波信号送信設備２７が放射する校正用電波信号２５を、パッシブレーダ衛星１の各レーダ開口１８で受信して解析することで、以下の各情報を得る
（１）各サブアレイアンテナ５０の利得等の電気的な受信特性、位相。
（２）レーダアンテナパネル１２を構成する複数のアンテナユニット２０の位相、傾き。
（３）各レーダ開口１８を構成する複数のアンテナパネル１２の位相、傾き。
（４）各レーダ開口１８全体の傾き、歪み等の幾何学的な情報、利得等の開口特性。
（５）パッシブレーダ衛星１の軌道、姿勢。

また、複数の校正用電波信号送信設備２７からの複数の校正用電波信号２５を利用することで、パッシブレーダ衛星１の、さらに高精度な軌道の校正データを取得できる。

校正運用は、探査運用する直前に、その都度実施することが望ましいが、そのために、校正用電波信号送信設備２７は、探査エリア周辺に数か所以上設置する。

校正運用に用いる校正用電波信号２５は、混信や、あるいは故意の校正運用の妨害等のリスクを避けるために、特定の信号で変調された校正用電波信号２５を、専用の校正用電波信号送信設備２７から送信する。

校正用電波信号送信設備２７は、陸上移動車両に搭載、船舶に搭載、航空機に搭載、又は他の人工衛星に搭載することも可能。

一方、一般放送通信設備２８等の、放送、通信電波２６も校正運用に用いることができるが、校正用電波信号送信設備２７を用いる校正運用と併用することで、校正の精度を向上させ、又校正用電波信号送信設備２７の数を減らすことも検討できる。

この一般放送通信設備２８の、放送、通信電波２６を校正運用に用いる方法は、校正用電波信号送信設備２７を設けることができない外国等での校正運用方法としても有効である。

そのほか、パッシブレーダ衛星１にＧＰＳ等の、他のポジショニングシステムによる位置特定機能を搭載して、取得した衛星位置等の情報を校正運用に併用することもできる。

＜バイスタティックレーダシステムの運用方法＞
図１０に、バイスタティックレーダシステムの運用概要を示す。

高度1万ｋｍ等の軌道に配備したレーダ衛星２は、レーダ衛星が送信するレーダ波３８の、探査対象物体（ステルス航空機３０、高速巡航ミサイル３１、弾道ミサイル３２、及び船舶３３等）からの、レーダ衛星が受信する反射波４２を受信することで、探査対象物体を探知する。

パッシブレーダ衛星１は、高度６００ｋｍの低軌道に ８０機以上配備し、探査エリアを常に１機、あるいは複数機が監視運用するようにコンステレーション運用する。

パッシブレーダ衛星１は、レーダ衛星が送信するレーダ波３８の、探査対象物体（ステルス航空機３０、高速巡航ミサイル３１、弾道ミサイル３２、及び船舶３３ 等）からの、パッシブレーダ衛星が受信する反射波４３を検出することで、探査対象物体を探知する。

レーダ衛星２とパッシブレーダ衛星１、及び地上設備６０（制御設備１０、及び、解析、表示装置１１を含む）を、バイスタティックレーダシステム７の基本構成とし、パッシブレーダ衛星１間、パッシブレーダ衛星１とレーダ衛星２との間、及びレーダ衛星２間を、光、または電波により無線接続（レーダ衛星、パッシブレーダ衛星間通信３４）して通信ネットワークを構成する。
加えて、この通信ネットワークは、パッシブレーダ衛星、制御設備間通信３５、及びレーダ衛星、制御設備間通信３６により地上設備６０（制御設備１０、及び、解析、表示装置１１を含む）と、光、または電波で無線接続することで、このバイスタティックレーダシステム７の基本構成により地球規模の探査運用を可能とする。

バイスタティックレーダシステム７は、そのシステムを構成する各レーダの位置間隔を基線長とする巨大な干渉計として機能し、優れた探査対象物体位置特定精度を有する。

航空機搭載レーダ２９、船舶搭載レーダ６１、地上配備警戒監視レーダ５９（地上配備レーダ９を示す）が利用できる探査エリアにおいては、この利用できる各レーダをバイスタティックレーダシステム７の構成に加えることで、より多くの方向からレーダ波を送信し、及びより多くのレーダで探査対象物体からの反射波を受信して探査することができるため、探査対象物体の探知確率、及び位置精度をさらに向上することができる。

また、既存の放送、通信設備２８が放射する放送、通信電波４１を利用して、その探査対象物体からの反射波を、バイスタティックレーダシステム７を構成する各レーダにより受信し探査することで、探査対象物体の探知を行うこともできる。

既存の放送、通信設備２８が放射する放送、通信電波４１を利用する探査方法は、さらなる探知性能の向上に寄与するが、外国等のレーダ波を送信できない領域での探査方法としても有効である。

図１１に、バイスタティックレーダシステム７の、基本的な探査運用方法の概要を示す。

バイスタティックレーダシステム７は、想定する探査エリア６に対して、レーダ衛星２からレーダ波を照射し、加えて利用できる場合は、航空機搭載レーダ２９、地上配備警戒監視レーダ５９（地上配備レーダ９を示す）、及び船舶搭載レーダ６１の各レーダからもレーダ波を照射し、パッシブレーダ衛星１、レーダ衛星２、並びに利用できる場合は、航空機搭載レーダ２９、地上配備警戒監視レーダ５９（地上配備レーダ９を示す）、及び船舶搭載レーダ６１の各レーダにより、ステルス航空機３０などを含む探査対象物体からの反射波を受信して探査対象物体を探査する。

探査エリア６の探査終了ののち、探査エリア６を順次移動させて、探査が必要なエリア（探査済、探査予定エリア４６）を探査する。

ステルス航空機３０等の探査対象物体の、レーダ反射断面積（ＲＣＳ）特性、探査に利用できるバイスタティックレーダシステム７を構成する各レーダの性能や特性などの条件、及び探査エリア６の条件（地形、海象、及び気象等）などを考慮して、
（１）バイスタティックレーダ７を構成する各レーダの組み合わせ方法。
（２）送信する各レーダ波の強さ、照射方向。
（３）一カ所の探査エリア６に対して、照射するレーダ波のパルス数（探査エリアを一回探査する時間）。
などを設定する。

探査対象物体の探知確率をさらに向上する場合は、
（１）レーダ波の探査エリア６における電界密度を上げるために、各レーダ波の送信電力を増大させる。
（２）レーダ波を絞る。
（３）探査エリア６ごとに照射するレーダ波のパルス数を増やす（探査エリア６一カ所当たりの探査運用時間を延ばす）。
などの対策を講じる。

探査エリア６において、探査対象物体からのエコーを検知した場合は、必要に応じて、
（１）レーダ波を絞って、探査エリア内を探査する。
（２）探査エリア６を小刻みに移動させる。
などの対策を繰り返し実施し、探査対象物体の位置特定精度を向上させるための運用を行う。

探査するエリア内において、複数の探査運用条件、例えば、
（１）気象環境、海象環境、及び地形が異なるエリアを探査する必要がある。
（２）複数の対レーダ特性の異なる探査対象物体を探査する必要がある。
（３）パッシブレーダシステム７を構成する、航空機搭載レーダ２９、地上配備警戒監視レーダ５９（地上配備レーダ９を示す）、及び船舶搭載レーダ６１の配備状況により、各レーダの探査運用できる領域が偏っている。
などの条件がある場合は、探査エリア６を移動する毎に、バイスタティックレーダシステム７の構成、探査エリアの広さなどを設定調整して探査運用することもできる。

放送、通信設備２８等からの放送、通信電波４１を探査に用いる場合は、放送、通信電波４１の探査対象物体からの反射波を、パッシブレーダ衛星１、及びレーダ衛星２のレーダで受信し、加えて可能であれば、バイスタティックレーダシステム７を構成する、航空機搭載レーダ２９、地上配備警戒監視レーダ５９（地上配備レーダ９を示す）、及び船舶搭載レーダ６１の各レーダにより、放送、通信電波４１の探査対象物体からの反射波を受信して、探査対象物体を探査する。

パッシブレーダ衛星１を多数製造する必要があること、並びにパッシブレーダ衛星１の寿命、故障、及び性能向上に伴うパッシブレーダ衛星１の交換が必要になることから、パッシブレーダ衛星１の需要が継続的に発生し、宇宙機器製造産業、関連するレーダ等の電子機器産業、及び人工衛星打ち上げに関係する各産業において、持続的、及び一定規模の新たな宇宙機の需要を創出する。

パッシブレーダ衛星１を含むバイスタティックレーダシステム７は、地球規模で船舶、及び民間航空機等を常時監視、及び管制することができるため、陸上、海上、及び航空輸送における運航安全確保に寄与し、遭難等発生時の早期対応を可能にし、及び遭難事故等の原因究明に資する情報を提供することができるため、旅客、及び貨物等輸送産業の発展、並びに船舶や航空機等の安全性能向上を目指した機器やシステム、及び関連サービスの開発や創出に寄与する。

またバイスタティックレーダシステムは、船舶、及び航空機等を、地球規模で常時監視、及び管制することができるため、輸送システムの大規模な自動化を促進し、関連産業の創出、及び発展に寄与する。

１ パッシブレーダ衛星
２ レーダ衛星
３ パッシブレーダ衛星の軌道
４ レーダ衛星の軌道
５ 地球
６ 探査エリア
６ａ パッシブレーダ衛星１の２個の開口を一つの開口として用いた場合の探査エリア
６ｂ パッシブレーダ衛星１の２個の開口をそれぞれ独立した開口として用いた場合の探査エリア
７ バイスタティックレーダシステム
８ 船舶、航空機搭載レーダ
９ 地上配備レーダ（車載含む）
１０ 制御設備
１１ 解析、表示装置
１２ レーダアンテナパネル
１２ａ 低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル
１３ 進展マスト機構
１４ 衛星バス部
１４ａ 低軌道レーダ衛星の衛星バス部
１５ 太陽電池パネル
１５ａ 低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル
１６ 通信装置
１６ａ 低軌道レーダ衛星の通信装置
１７ レーダ開口駆動装置
１８ レーダ開口
１８ａ 低軌道レーダ衛星のレーダ開口
１９ パッシブレーダ衛星（パッシブレーダ衛星１を示す）
２０ アンテナユニット
２０ａ 低軌道レーダ衛星のアンテナユニット
２１ レーダ受信機
２２ バッテリ、電源制御装置
２２ａ 低軌道レーダ衛星のバッテリ、電源制御装置
２３ レーダ制御装置
２３ａ 低軌道レーダ衛星のレーダ制御装置
２４ 姿勢、軌道制御装置
２４ａ 低軌道レーダ衛星の姿勢、軌道制御装置
２５ 校正用電波信号
２６ 放送、通信電波
２７ 校正用電波信号送信設備
２８ 放送、通信設備
２９ 航空機搭載レーダ
３０ ステルス航空機
３１ 高速巡航ミサイル
３２ 弾道ミサイル
３３ 船舶
３４ レーダ衛星、パッシブレーダ衛星間通信
３５ パッシブレーダ衛星、制御設備間通信
３６ レーダ衛星、制御設備間通信
３７ 航空機、制御設備間通信
３８ レーダ衛星が送信するレーダ波
３９ 航空機搭載レーダが送信するレーダ波
４０ 地上配備レーダが送信するレーダ波
４１ 放送、通信電波
４２ レーダ衛星が受信する反射波
４３ パッシブレーダ衛星が受信する反射波
４４ 航空機搭載レーダが受信する反射波
４５ パッシブレーダ衛星の探知エリア
４６ 探知済、探知予定エリア
４７ 制御信号
４８ データ信号
４９ 低軌道レーダ衛星
４９ａ 低軌道レーダ衛星（低軌道レーダ衛星４９を示す）
５０ サブアレイアンテナ
５０ａ 低軌道レーダ衛星のサブアレイアンテナ
５１ レーダ送受信機
５２ 地上配備レーダが受信するレーダ波
５３ パッシブレーダ衛星（パッシブレーダ衛星１を示す）
５４ レーダ衛星（レーダ衛星２を示す）
５５ レーダアンテナパネル（レーダアンテナパネル１２を示す）
５５ａ 低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル（低軌道レーダ衛星のレーダアンテナパネル１２ａを示す）
５６ レーダ開口（レーダ開口１８を示す）
５６ａ 低軌道レーダ衛星のレーダ開口（低軌道レーダ衛星のレーダ開口１８ａを示す）
５７ 太陽電池パネル（太陽電池パネル１５を示す）
５７ａ 低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル（低軌道レーダ衛星の太陽電池パネル１５ａを示す）
５８ 通信装置（通信装置１６を示す）
５８ａ 低軌道レーダ衛星の通信装置（低軌道レーダ衛星の通信装置１６ａ
を示す）
５９ 地上配備警戒監視レーダ（地上配備レーダ９を示す）
６０ 地上設備（制御設備１０、及び、解析、表示装置１１を含む）
６１ 船舶搭載レーダ
６２ 船舶搭載レーダが送信するレーダ波

Claims (4)

1. 単体、又は複数のアンテナパネルを一定の間隔を有して平面状に配置した、単体、又は複数の開口を有するレーダを搭載し、太陽電池パネルが発生する電力を用いた電源システム、前記レーダによる探査結果の情報及び制御信号のやり取りを行う通信装置、姿勢制御装置、並びに軌道制御装置を、衛星バス部に搭載する人工衛星であって、
   前記人工衛星に搭載する前記レーダは、レーダ波の送信機能を有しないパッシブレーダであり、他の人工衛星に搭載、船舶に搭載、航空機に搭載、移動車両に搭載、又は地上に設置するレーダが送信するレーダ波、若しくは既存の放送通信設備が放射する電波信号の、探査対象物体からの反射波を受信することで探査対象物体を探知、及び追尾する警戒監視レーダであることを特徴とする。
2. 専用設備として設ける校正用電波信号送信設備からの電波信号、又は既存の放送通信設備が放射する放送通信のための電波信号を用いて、
   前記人工衛星に搭載する前記レーダの校正データである、前記レーダの開口の機械的な変形や誤差などの幾何学的な情報、前記レーダの開口の電気的特性情報、及び前記人工衛星の姿勢や軌道に関する情報を取得することを特徴とする、請求項1に記載の人工衛星。
3. 複数の前記レーダアンテナパネルを、進展マストを介して支持し、その前記進展マストの長さを伸長することで、前記レーダアンテナパネルの間隔を広げ、前記レーダ開口の基線長を大きくすることができることを特徴とする、請求項1に記載の人工衛星。
4. 前記レーダの開口の前記衛星バス部への取り付け角度を調整することができるレーダ開口駆動装置であって、
   前記取り付け角度を変更することで、前記レーダの開口の探査する方向、又は探査する領域の面積を調整することを特徴とする、請求項1に記載の人工衛星。

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