JPH03181876A - レーダ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、航空機搭載のドツプラ航法用レーダ装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

ドツプラ航法用レーダば、一定周波数での大地筐たは海
面への送信に対し、受信信号に送信源の速度、すなわち
搭載航空機の対地速度に比例したドップラシフトが発生
することを応用し、航空機速度を求めるものである。

ドップラシフトの原理は、第２図に示すように航空機の
速度ベクトルＶと送信波ビームとのなす角をθとすると
１反射受信周波数に含１れる周波数偏位ｆｄが次式とな
るものである。

ｆｔ ｔａ＝−Ｖ−■θ に こで、Ｃは電波の伝ばん速度、ｆｔは送信周波数を示す
。

ドツプラ航法用レーダの原理を示す一例を＃Ｘ１図に示
す。この例では航空機の機首軸及び偏流軸に関して対称
に投射される４本のアンテナビームがある。

航空機の速度ベクトルＶを２機首軸、偏流軸及び垂直軸
方向の成分に分けて表わすと、ドツプラ基本式から次の
ようになる。

２ｆｔ ｆｄ３　＝−（−ＶＨＡｃｏｓｒ　＋ＶＤＡＣＯＩｌ（
Ｆ　　Ｖ’ｚＡａｓφ）ｆｔ ｆｄ４　＝　　　　（ＶＨＡｃｃｓ　ｒ　＋ＶＤＡａ）
６０−ＶＺＡＬ３φ）に れらドツプラ信号から、下記の式により機首速度、偏流
速度及び垂直速度が得られる。

ＶＨ人＝　　　　　　　　（ｆｄ３−ｆｄ２）４ｆｔ（
２）σ 垂直速度 ４ｆｔ ｆ（１１＋ｆｄ４：＝　− ｖｚＡ部φ 一〇 ｖ　ｚ　人＝　−（ｔ　ａ　１＋ｆ　ｄ　ｓ　）４ｆｔ
（ｆｆｌφ ４ｆｔ ｆｄ２−）−ｆｄ４＝　　　　　ＶＺＡ（ＸＥφ従来の
ドツプラ航法用レーダでは、この原理式から機首速度Ｖ
ＨＡ、偏流速度ｖＤＡ、垂直速度ＶＺＡを求めるもので
あるが、この処理を行なうため。

航空機の機首軸及び偏流軸に関し対称な４本のビームを
投射している。この４本のビームは、ＩＥ２図にかける
ビーム１→ビーム２→ビーム３→ビーム４の順に繰す返
し投射し、４本のビームからの反射信号が得られた時点
での処理結果から、各速度を求めている。

（発明が解決しようとする課題〕 このように従来の航空機搭載ドツプラ航法用レーダでは
、各速度成分を求めるための投射ビームの切す替えは時
分割で行なわれて会、す、各ビーム毎に得られるドツプ
ラ成分子ａｊ、　ｆｄ２．　　ｆｄ４゜およびｆａ４は
観測時間に差があるものとなる。また、航空機そのもの
も２時々刻々運動しているため、この観測時間の差は処
理結果の誤差成分となるものであυ、システム誤差とな
るなどの問題点があった。

この発明は、上記のような問題を解消するためになされ
たもので、同時に複数のアンテナ・ビームを合威し２反
射信号を同一時刻に処理することを可能とし、観測時間
の差によるシステム誤差の問題を解決できるドツプラ航
法用レーダを得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係わるレーダ装置は、アンテナ部分に複数の
素子を配列し、各素子の受信系に接続するディジタルビ
ーム形成回路とを付加したものである。

〔作用〕

この発明にかいては、ディジタルビーム形成回路により
、各アンテナ素子からの位相振幅情報によシ、４本のビ
ームを合成することが可能となり。

この４本のビームからレーダ反射信号を同時に受信し、
信号処理するため観測時間の差を生じることなく高精度
で航空機の各軸速度を求めることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図を用いて説明する。

ｆｌｃ１図は、この発明のレーダ装置の構成図であ！１
．（２＋）　〜（２ｎ）の素子アンテナ、　　（ｈ）　
〜（３ｎ）の送受切換器、その送受切換器に接続される
（４１）〜（４ｎ）の高電力増幅器、　　（５１）〜（
５ｎ）の位相制御器、および送受切換器に接続される（
６１）〜（６ｎ）の受信器から成っている（１１）〜（
１ｎ）はレーダ・アンテナを構成するｎ個の素子、　　
（７１）〜（７ｎ）は上記（６１）〜（６ｎ）に接続す
る受信信号線、（８）は上記（５１）〜（５ｎ）に接続
する送信電力給電線、（９１は上記（７１）〜（ｉｎ）
に接続するディジタルビーム形成回路、ａｏは上記（８
）に接続する励振器、αＤは上記（９）に接続するドツ
プラ検出部。

α２は上記ａｎに接続する計算処理器、ａ３は上記ａ３
での計算処理に必要な自機の姿勢データを供給するため
の関連装置である自機姿勢セン廿である。

次に動作について説明する。レーダとしての送信は、励
振器ａ１で発生する信号が送信電力給電線（８）を通じ
、素子（１１）〜（１ｎ）にかける位相制御器（５１）
〜（５ｎ）にシいて４木の受信ビームをカバーするよう
な広角送信ビームを形成するよう位相変化を受は高電力
増幅器（４１）〜（４ｎ）に供給され増幅された後、送
受切換器（３１）〜（３ｎ）を経由して素子アンテナ（
２１）〜（２ｎ）から放射されることにより行なわれる
。空間に放射された送信波は地表管たは海面で反射し、
素子アンテナ（２１）〜（２ｎ）で受信され、送受切換
器（３１）〜（３ｎ）を経由して受信器（６１）〜（６
ｎ）に入力する。入力信号は、受信器（６１）〜（６ｎ
）で増幅されディジタル信号に変換された後、受信信号
線（７１）〜（７ｎ）を通じディジタルビーム形成回路
（９）に送られフーリエ変換等の技術によりマイクロ波
信号としてではなくディジタル信号としてＷＪ１図に示
したような４本の受信ビームに合成される。

この４本の受信信号はドツプラ検出部αυによりドツプ
ラシフトが検出され、計算処理部α２に送られる。計算
処理部ＵＪでは、航空機に搭載されている関連装置であ
る自機姿勢センサ０からの自機姿勢データに基づき、前
述のドツプラ航法用レーダの原理式から機体の各軸速度
を計算する。従って。

受信信号を得るために４本のビームを時分割で走査する
ことなく、同一時刻に入力した反射波がディジタル的に
同時に処理されることになる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればディジタルビーム合成
回路により４本のビームを合威し、同時に受信信号処理
を行なうことができ、従来のドツプラ航法用レーダにあ
った観測時間の差によるシステム誤差を解決でき、精度
の高い各機軸速度を得ることが可能となシ、高性能航法
装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるドツプラ航法用レーダの機能構
成図、第２図はドツプラ航法用レーダの原理を示す図で
ある。 （１１）〜（１ｎ）はレーダ・アンテナ素子、　　（２
１）〜（２ｎ）は素子アンテナ、（ｈ）〜（３ｎ）は送
受切換器、　　（４ｊ）〜（４ｎ）は高電力増幅器、　
　（５１）〜（５ｎ）は位相制御器、（ｈ）〜（６ｎ）
は受信器。 （７１）〜（Ｔｎ）は受信信号線、（８）は送信電力給
電線、（９）はディジタルビーム形成回路、舖は励振器
。 （Ｌｌｌはドツプラ検出部、（［２は計算処理部、α３
は自機姿勢センサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 航空機に搭載され、アンテナから放射される送信波に対
   し、航空機の機首軸及び偏流軸等の複数方向の大地から
   反射されてくる信号のドップラ成分を分析し、機首速度
   、偏流速度及び垂直速度を得るドップラ航法レーダにお
   いてアレイ・アンテナと、このアレイアンテナの各アレ
   イ素子の受信系に接続され、各アレイ素子からの位相振
   幅情報により複数の受信ビームを合成するディジタルビ
   ーム形成回路とを具備したレーダ装置。