JPH0213753B2 - - Google Patents

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JPH0213753B2
JPH0213753B2 JP57088316A JP8831682A JPH0213753B2 JP H0213753 B2 JPH0213753 B2 JP H0213753B2 JP 57088316 A JP57088316 A JP 57088316A JP 8831682 A JP8831682 A JP 8831682A JP H0213753 B2 JPH0213753 B2 JP H0213753B2
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JP
Japan
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signal
target
phase
phase data
fan
Prior art date
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Application number
JP57088316A
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English (en)
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JPS58204380A (ja
Inventor
Noboru Kurihara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57088316A priority Critical patent/JPS58204380A/ja
Publication of JPS58204380A publication Critical patent/JPS58204380A/ja
Publication of JPH0213753B2 publication Critical patent/JPH0213753B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G01S13/68—Radar-tracking systems; Analogous systems for angle tracking only
    • G01S13/685—Radar-tracking systems; Analogous systems for angle tracking only using simultaneous lobing techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子的にビーム走査を行なうレー
ダ装置に関するもので、本来のビーム走査のため
のビーム走査制御器に、フアンビーム形成のため
の位相データ記憶回路、加算器および切換器を設
けてこれらを制御し、フエーズドアレイアンテナ
の移相器を駆動制御することによつてフアンビー
ムを高速に走査するとともに、信号処理器で目標
を検出するとその方向にビームを固定し、フアン
ビームの広いビーム幅方向のモノパルス差チヤン
ネルを用いて、目標の方向を示す角度誤差信号を
得て、情報処理器がフアンビームをペンシルビー
ムに切り換えて目標方向に指向させ、目標を追尾
することによつて、目標を広い角度範囲から捜索
し、捕捉追尾するまでの時間を大幅に短縮させよ
うとするレーダ装置を提供しようとするものであ
る。
従来のフエーズドアレイアンテナまたは機械的
走査アンテナを用いたレーダ装置では、広い角度
範囲をペンシルビームで走査するために、全角度
範囲を走査する時間が長い欠点があつた。また機
械走査アンテナの場合には、アンテナビーム形状
を変えるのが困難であるとともに、信号処理器が
目標を発見してもアンテナの慣性のためにビーム
を瞬時に目標方向に固定することができず、目標
方向の狭い角度範囲でアンテナビームを走査し、
目標を捕捉追尾する手段を用いているので、さら
に長時間を要していた。
一般的に戦闘機の近接戦闘時には、目標を遠距
離で発見することよりも比較的近距離に存在する
目標を短時間で発見し捕捉追尾することが、戦闘
機用レーダ装置には要求される。従つて目標を捜
索し捕捉するまでの時間の長短が、戦闘機の目標
功撃能力および残存性を左右することになるの
で、目標を捕捉追尾するまでの時間が長い従来の
レーダ装置は、戦闘機の性能を低下させることに
なる。
この発明は、従来のレーダ装置でのこのような
欠点を除去するためになされたもので、本来のビ
ーム走査のためのビーム走査制御器に位相データ
記憶回路、加算器および切換器とを設けてこれら
を制御するだけの簡単な構成で容易にフアンビー
ムを形成することが可能となり、このフアンビー
ムを高速に走査して信号処理器からの目標検出信
号により、情報処理器がフアンビームを固定する
と、信号処理器はモノパルス差チヤンネルの誤差
信号を抽出してフアンビームの広いビーム幅方向
の角度信号を送出するので、情報処理器はフアン
ビームをペンシルビームに切り換えて目標方向に
指向させて、目標を捕捉追尾することにより、比
較的近距離に存在する目標を捜索して捕捉追尾す
るまでの時間を大幅に短縮しうるレーダ装置を提
供しようとするものである。
以下図によつて従来のレーダ装置とこの発明の
レーダ装置を説明する。第1図は従来のレーダ装
置の一構成例を示す図であり、同図において1は
制御器、2は送信器、3は送受切換器、4はフエ
ーズドアレイアンテナ、5は受信機、6は信号処
理器、7は表示器、8は情報処理器、9はビーム
走査制御器、10は移相量演算制御回路、11は
駆動回路、Σはモノパルス和チヤンネル、△はモ
ノパルス差チヤンネルである。
上記従来のレーダ装置の構成は以上のようにな
つているから、制御部1で選択されたレーダ送信
モードに基づいて、送信機2はパルス状の送信信
号を送受切換器3を通してフエーズドアレイアン
テナ4に送る。送信信号はフエーズドアレイアン
テナ4から空間に放射され、目標で反射されて再
度フエーズドアレイアンテナ4で受信されて再び
送受切換器3を通して受信機5に入力される。こ
の受信信号は受信機5で増幅後ミキシングされて
中間周波数帯の信号となり、さらに増幅された後
検波され、デイジタル信号に変換されて信号処理
器6に送られる。信号処理器6はデイジタルに変
換されたビデオ信号の検出等の処理を施し、信号
として判定検出するとその情報を表示器7に送り
表示する。また上記信号処理器6の出力は情報処
理器8にも送られて、制御器1からの目標追尾指
令に基づいて目標追尾処理が施され、正確な距
離、速度および角度情報を抽出して指示器7にシ
ンボルおよび数字で表示する。
一方、制御器で選択された覆域およびビーム走
査パターンに基づき情報処理器8がビーム走査角
度指令信号aをビーム走査制御器9内の移相量演
算制御回路10に送ると、移相量演算制御回路1
0はフエーズドアレイアンテナを構成する図示し
ていない多数のアンテナ素子の移相器に与えるべ
き移相量を演算し、駆動回路11から移相器駆動
信号bを出力してアンテナ素子の移相器を駆動設
定する。この結果、アンテナメインビームは指令
角度方向に指向することになる。
また、戦闘機用レーダでは、ミサイル等の武器
を遠距離から目標に発射するために、遠距離で目
標を発見し捕捉追尾することが要求されるが、こ
の場合には利得の高いペンシルビームで比較的遅
い速度で走査した方が、データレートも高くなり
長距離で目標を発見できるので有利となる。一方
戦闘機が接近戦を行なうときには、目標までの距
離が短いので機関砲等の短射程の武器を発射する
ので、相手よりも早く発見して捕捉追尾すること
が要求される。ところが、従来のレーダでは、ペ
ンシルビームで走査しているために、広い角度範
囲を走査するのに長時間を要していた。接近戦に
おいては目標までの距離が短いので、目標からの
反射信号は十分な強度があり、利得の低下するフ
アンビームを用いても十分目標検出性能は確保で
きる。フアンビームを用いると角度範囲が広がる
ので、広い角度範囲を走査する時間がペンシルビ
ームを用いた場合に比べて短縮できる。
第2図aは従来のレーダ装置のビーム走査方式
であり、全角度範囲をペンシルビーム15で走査
するのに要する時間TPは TP=θAZθEL/ωθBP θAZ:水平方向の走査角度範囲 θEL:垂直方向の走査角度範囲 ω:ビーム走査速度 θBP:ペンシルビームのビーム幅 であり、目標を発見するのに要する平均的時間は
TP/2である。第2図bは、この発明に基づく
レーダ装置のビーム走査方式であり、フアンビー
ム16全角度範囲を走査しモノパルス差チヤンネ
ルを用いて角度誤差信号を得ることにより、ペン
シルビーム15を目標方向に指向するのに要する
時間TFは TF=θAZθEL/ωθBF+TM=1/NθAZθEL/ωθBP+
TM =TP/N+TM θBF:フアンビームのビーム幅 TM:モノパルス差チヤンネルで角度誤差信号を
得るのに要する時間 N:フアンビームとペンシルビームのビーム幅の
比でN=θBF/θBP である。目標を発見するのに要する平均時間は、
(TP/2N+TM)である。
この式から明らかなように、フアンビーム16
で走査すると目標発見から捕捉追尾に移行する時
間を大幅に短縮することができる。
以下、この発明の一実施例を図面により詳述す
る。
第3図は、この発明の実施例を示す図であり、
この発明の特徴とするところは第1図に示す従来
のレーダ装置のビーム走査制御器9に位相データ
記憶回路12、加算器13および切換器14を設
置するだけの簡単な構成によつて、容易にフアン
ビームを形成することが可能となり、かつ、フア
ンビームで広い角度範囲を走査して目標を発見す
るとビームを固定し、モノパルス差チヤンネルを
用いて角度誤差信号dを得るとともに、目標方向
にペンシルビームを指向し短時間で目標を捕捉追
尾することができるようにしたところにある。位
相データ記憶回路12には、フアンビームを形成
するために必要なアンテナ開口面上の位相分布が
多数のアンテナ素子に対応して記憶されている。
移相量演算制御回路10は、情報処理器8からの
ビーム走査角度指令信号aに基づいて、指令され
た方向にビームを指向するために必要な各アンテ
ナ素子の移相量を計算する。さて、制御器1で近
距離目標自動捕捉モードが選択されると、情報処
理器8は制御器1からのモード信号を受けて、ビ
ーム形状切換信号eをビーム走査制御器9内の切
換器14に送出する。切換器14はビーム形状切
換信号eを受けて、移相量演算制御回路10と加
算器13を接続する。情報処理器8が、切換器1
4の接続終了後、ビーム走査角度指令信号aを移
相量演算制御回路10に送出すると、移相量演算
制御回路10は指令方向にビーム走査をするのに
必要な各アンテナ素子の移相量を計算して、各ア
ンテナ素子毎に加算器13に送出する。加算器1
3は移相量演算制御回路10からの各アンテナ素
子の移相量と切換器14を通して位相データ記憶
回路12から送られるフアンビーム形成のための
位相データを各アンテナ素子に対応して加算し駆
動回路11に送出する。駆動回路11はフエーズ
ドアレイアンテナ4の図示していないアンテナ素
子の移相器を駆動制御する。アンテナ開口面に
は、ビーム指向角度に応じた直線的位相面上にフ
アンビーム形成用の曲面的位相分布が加算されて
合成されるので、ビーム走査角度方向にフアンビ
ームが形成されることになる。情報処理器8はフ
アンビームを広い角度範囲で走査するためにビー
ム走査角度指令信号aを順次更新してビーム指向
角度を変更する。
一方制御器1からのモード信号に応じて、送信
機2はパルス状の送信信号を発生し、送受切換器
3を通してフエーズドアレイアンテナ4に送る。
送信信号はフエーズドアレイアンテナ4からフア
ンビームで広い空間に放射され、フアンビーム内
に目標が存在すると反射してフエーズドアレイア
ンテナ4で受信され、再度送受切換器3を通過し
て受信機5に入力され、増幅およびミキシングさ
れデイジタルに変換されたビデオ信号として信号
処理器6に入力される。信号処理器6は受信機5
で発生される熱雑音または大地から反射されて目
標信号と同時に受信されるクラツタ中から目標信
号を検出する。パルスレーダ方式の場合には、受
信信号が包絡線検波されているので、パルス状信
号の振幅の大きさとその送信パルスからの遅れ時
間が判定され、パルスドツプラレーダ方式の場合
には位相検波されるので、ドツプラ周波数情報と
不確定である送信パルスからの遅れ時間が判定さ
れる。信号処理器6は目標信号を距離情報として
検出すると、表示器7に送出して表示させると同
時に目標検出信号cを情報処理器8に送出する。
情報処理器8は信号処理器6から目標検出信号c
を受けると、ビーム走査角度指令信号aをフアン
ビームが目標を検出した方向の角度信号に保持す
ると同時に、信号処理器6にモノパルス差チヤン
ネルの信号処理を実行させる。信号処理器6は、
モノパルス和チヤンネル信号とモノパルス差チヤ
ンネル信号の大きさと位相を検出し、角度誤差信
号dを情報処理器8に送信する。情報処理器8は
角度誤差信号dを受けるとビーム形状切換信号e
をビーム走査制御器9内の切換器14に送出し
て、フアンビームをペンシルビームに切り換える
と同時に、角度誤差信号dに応じた角度方向を計
算し、ペンシルビームをその方向に指向すべくビ
ーム走査角度指令信号aを目標方向の角度情報と
して移相量演算制御回路10に送出する。切換器
14はビーム形状切換信号eを受けると位相デー
タ記憶回路12を切り離して接地端子と接続する
ので、切換器14からの加算器13への出力は常
にゼロとなる。すると移相量演算制御回路10の
出力信号は、加算器13でゼロと加算されるので
そのまま駆動回路を通してフエーズドアレイアン
テナの多数のアンテナ素子の移相器を駆動制御す
ることになる。
従つて、フアンビーム形成用の開口面位相分布
が除かれるので通常のペンシルビームになるとと
もに、目標の存在ある方向のビーム走査角度指令
信号aによつて、ペンシルビームが目標方向を指
向する。ペンシルビームで受信された信号は、受
信機5と信号処理器6でモノパルス処理され、精
密な角度追尾を行なうために角度誤差信号dを情
報処理器8に送出する。情報処理器8はこの角度
誤差信号dとビーム走査角度指令信号aとの差を
検出し、この差がゼロとなるようにビーム走査角
度指令信号aを更新するので目標を捕捉追尾する
ことができる。
以上述べたごとく、この発明によれば、電子的
にビームを走査するレーダ装置において、ビーム
走査制御器に位相データ記憶回路、加算器および
切換器を設置するだけの簡単な構成で、アンテナ
開口面の位相分布を切り換えて容易にフアンビー
ムを形成して走査することにより、近距離に存在
する目標の捜索から捕捉追尾するまでの時間を大
幅に短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のレーダ装置の構成を示す図、第
2図は従来のレーダ装置とこの発明に基づくレー
ダ装置のビーム走査方法を示す図、第3図はこの
発明に基づく一実施例のレーダ装置の構成を示す
図であり、1は制御器、2は送信機、3は送受切
換器、4はフエーズドアレイアンテナ、5は受信
機、6は信号処理器、7は表示器、8は情報処理
器、9はビーム走査制御器、10は移相量演算制
御回路、11は駆動回路、12は位相データ記憶
回路、13は加算器、14は切換器、15はペン
シルビーム、16はフアンビーム、aはビーム走
査角度指令信号、bは移相器駆動信号、cは目標
検出信号、dは角度誤差信号、eはビーム形状切
換信号、Σはモノパルス和チヤンネル、△はモノ
パルス差チヤンネル、TPはペンシルビームによ
る走査時間、TFはフアンビームによる走査時間、
θAZは水平方向の走査角度範囲、θELは垂直方向の
走査角度範囲、θBPはペンシルビームのビーム幅、
θBFはフアンビームのビーム幅、ωはビーム走査
速度、Nはフアンビームとペンシルビームのビー
ム幅の比、TMはモノパルス差チヤンネルで角度
誤差信号を得るのに要する時間である。なお図中
同一あるいは相当部分には同一符号を付してあ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電子的にビーム走査を行なうレーダ装置にお
    いて、フエーズドアレイアンテナを構成する多数
    のアンテナ素子の移相器の移相量を演算する移相
    量演算制御回路と、アンテナ開口面上にフアンビ
    ームを形成するための位相データを記憶する位相
    データ記憶回路と、上記移相量演算制御回路の出
    力と上記位相データ記憶回路の出力とを加算する
    加算器と、上記加算器と上記位相データ記憶回路
    とを接続し、上記位相データ記憶回路の出力を上
    記加算器に与える切換器とを備え、上記多数のア
    ンテナ素子の移相器を制御するビーム走査制御器
    と、高速自動目標捕捉モードのときに、フアンビ
    ームのビームが幅広い方向のモノパルス差チヤン
    ネルとモノパルス和チヤンネルを同時に信号処理
    して、和チヤンネルで目標信号を検出するととも
    に差チヤンネルで目標の方向を示す角度誤差信号
    を得る信号処理器と、信号処理器からの目検検出
    信号を受けて、ビーム形状切換信号を上記切換器
    に発生して上記加算器の入力を零として、フアン
    ビームをペンシルビームに切換えるとともに、信
    号処理器からの角度誤差信号に基づいてペンシル
    ビームを目標方向に指向させるためのビーム指向
    角度を計算し、ビーム走査角指令信号を上記移相
    量演算制御回路に発生させる情報処理器とを設
    け、上記移相量演算制御回路からのビーム走査の
    ための位相データと上記位相データ記憶回路から
    のフアンビーム形成用位相データを与えてフアン
    ビームを形成し、これを高速で走査し短時間で広
    い角度範囲の目標を捜索し、目標を検出すると、
    そこにフアンビームを固定し、フアンビームの幅
    広いビーム方向の角度をモノパルス差チヤンネル
    の角度誤差信号に基づいて計算し、加算器を位相
    データ記憶回路と切り離してペンシルビームを形
    成し、その方向に指向させて、目標を迅速に追尾
    することを特徴とするレーダ装置。
JP57088316A 1982-05-25 1982-05-25 レ−ダ装置 Granted JPS58204380A (ja)

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JPS58204380A JPS58204380A (ja) 1983-11-29
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61195374A (ja) * 1985-02-26 1986-08-29 Mitsubishi Electric Corp 静止衛星による遭難通信方式
JP2007240184A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置

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JPS58204380A (ja) 1983-11-29

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