JPH04204190A - 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） 本発明はレーダ装置に関し、特に隣接レーダとの間でバ
イスタティックレーダ動作が可能なレーダ装置に関する
。

（従来の技術） 現在実用されているレーダ装置は、自らマイクロ波を空
間に放射し、物体にて反射されたマイクロ波を自ら受信
する動作（モノスタティックレーダ動作）を行うもので
あり、基本的に第５図に示すように構成される。第５図
において、送受信タイミング制御器７００はクロック発
振器８００からタイミング信号発生の基準信号となるク
ロック信号を受け、メモリ９００から読み出した送受信
タイミングプログラムに従ってタイミング信号を発生し
送受信機２００に対しタイミング信号を供給するととも
に、ビーム制御器６００に対しビーム走査の切替タイミ
ングを指示する。ビーム制御器６００は送受信タイミン
グ制御器７００から指示されるタイミングに同期してメ
モリ９１０からビーム走査プログラムを読み出し４、そ
のビーム走査情報に従って空中線１００に対しビーム走
査のための制御信号を供給する。そして、空中線１００
にて受信された反射信号は送受信機２００を介した信号
処理器３００及びデータ処理器４００にて所要の処理を
受け、デイスプレィ５００にレーダ覆域の映像が描画さ
れる。

要するに、モノスタティックレーダ動作の場合のビーム
走査は概ね次のとおりである。即ち、所定のビーム走査
プログラムに従い、ビームを空間の一方向く方位及び仰
角）に固定し、マイクロ波を放射した後、その方向から
の所定の距離範囲からの反射波を受信する。レーダ覆域
上の最遠点からの反射波を受信した後、ビームを次の方
向に向ける。このような送信及び受信を繰り返しながら
、所定の時間をかけて全レーダ覆域を捜索する。

ところで、このようなモノスタティックレーダ動作を行
うレーダ装置に対し、２つのレーダ装置が対となり、一
方が送信局、他方が受信局となって送信局から放射され
たマイクロ波の物体による反射波を受信局において受信
するレーダ動作くバイスタティックレーダ動作）を行う
レーダ装置が知られている。即ち、モノスタティックレ
ーダ装置が物体によるマイクロ波の反射特性を利用して
目標を検出するのに対し、バイスタティックレーダ装置
は物体によるマイクロ波の散乱特性を利用して目標を検
出する。

近年、軍用機はマイクロ波を反射しにくい形状を採用し
つつあり、レーダ装置による探知を困難化（ステルス）
化する傾向にあるが、バイスタティックレーダ装置は後
方散乱波を検出できるレーダ装置であり、航空機のステ
ルス化に対し有力な対抗手段として注目されている。

しかし、このバイスタティックレーダ装置では、送信局
と受信局とが隔離して配置されるので、第６図に示すよ
うに、送信ビームと受信ビームとが空間で会合する領域
からの反射波しか受信することができない、このため、
モノスタティックレーダ動作に比較して、同規模のレー
ダ覆域を捜索するのに要する時間は多大なものとなる。

そこでこのような欠点を解決するため、例えば第７図に
示すように、送信１ビームに対し同時に多数の受信ビー
ムを形成するマルチビーム方式を採用することが考えら
れる。このように受信ビームの数を増やせば、１回の送
信ビームに対し広範な領域からの反射波を同時に受信す
ることができるようになるため、捜索時間を短縮するこ
とができる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、マルチビーム方式を採用する場合には、次のよ
うな問題がある。

まず、マルチビームの数だけ受信機が必要であり、捜索
時間を短縮しようとするとハードウェア規模が増大し、
レーダ装置が高価なものとなり、費用対効果の点で実用
性がなくなる。

また、マルチビーム数を充分に増加したとしても、モノ
スタティックレーダと同等に捜索時間を短縮することは
原理的に困難である。

本発明の目的は、モノスタティックレーダ動作のみなら
ず、モノスタティックレーダ動作と同等の捜索時間を可
能とするバイスタティックレーダ動作を容易に選択でき
るレーダ装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のレーダ装置は次の
如き構成を有する。

即ち、本発明のレーダ装置は、モノスタティックレーダ
動作を行うのに必要な構成機器の他に；モノスタティッ
クレーダ動作を行っている他のレーダ装ｆ（送信局）か
ら発信される送受信タイミング及びビーム走査の信号か
らなる同期信号を、外部から入力される選択信号がバイ
スタティックレーダ動作を指示するとき検出する手段と
；　前記検出した同期信号に基づき前記送信局の放射電
波に対するレーダ走査領域内各点からの反射波の到来時
間と到来方向とをリアルタイムで算定する手段と；　順
次到来する反射波の時間と方向に合致する受信ビームを
前記算定結果に基づき形成し走査するビーム制御手段と
：　を備えたことを特徴とするものである。

（作用） 次に、以上の如く構成される本発明のレーダ装置の作用
を説明する。

本発明のレーダ装置では、モノスタティックレーダ動作
とバイスタティックレーダ動作のいずれか一方を指示す
る選択信号が外部から与えられる。

また、モノスタティックレーダ動作を行っている他のレ
ーダ装置（送信局）からその送受信タイミング及びビー
ム走査の信号を入手できるようになっている。入手方法
は、有線伝送または送信パルスに含ませる無線伝送のい
ずれかとなる。そして、選択信号がバイスタティックレ
ーダ動作を指示するとき、同期信号を検出し、バイスタ
ティックレーダ動作の受信局となり送信局と同等の覆域
を捜索する。以下、第１図を参照して受信局ビーム走査
の制御方式を説明する。

第１図において、点Ａを目標の位置、Ｒｏを送信局と受
信局間の距離、Ｒ，を送信局から目標位置Ａまでの距離
、φｌを送信局からみな目標の方向、Ｒ２を受信局から
目標位置Ａまでの距離、φ２を受信局からみた目標の方
向、τを送信局がマイクロ波を放射した時点から目標で
の反射波を受信局が受信するまでの経過時間、Ｃを光速
と定義すると、幾何学公式から以下の数式（１）、同＋
２）及び同（３）の関係式が得られる。

φ２　＝ｙｒ　−ｃｏｓ−１！　（Ｒ＆＋Ｒｊ　−Ｒ？
）／２ＲＯＲ２）〜−−−−−〜−・（３） ここで、φ１の方向を固定して距１１１１Ｒｘを連続的
に増加して行くものとすると、送信局からφ１の方向上
で目標位置Ａ点よりも遠方の各点からの反射波は、数式
（２）に従い順次遅れて受信局へ到来し、受信局からの
方向は数式（３）に従い変化することとなる。この関係
を利用し、送信局からの方向φ１上の各点からの反射波
の到来する時間に同期して受信局が受信ビームをその反
射波の到来方向に順次形成走査すれば、送信局がモノス
タティックレーダ動作をしてφ１の方向からの反射波を
受信するのと同期して受信局は、同じ領域からの反射信
号を受信することができることになる。

しかもこの場合注目すべきことは、送信局がモノスタテ
ィックレーダ動作を行い方向φ１上の全距離範囲からの
反射信号を受信し終えるよりも、受信局がバイスタティ
ックレーダ動作を行い同じ領域からの反射信号の受信を
完了する方が早いことである。このことを第２図を参照
して説明する。

第２図において、点Ｂは送信局からみて点Ａからさらに
δＲ遠方にある。モノスタティックレーダ動作及びバイ
スタティックレーダ動作を行う場合の点Ａ及び点Ｂから
の反射信号の時間差は次の通りである。

送信局がモノスタティックレーダ動作を行う場合の時間
差δＴカ。１゜は δＴ１゜ア。＝２δＲ／　ｃ　　　　　−・・・−−−
−（４）で示される。また、受信局がバイスタティック
レーダ動作を行う場合の時間差δＴｂＩはδＴｂ＋＝（
δＲ＋Ｒｂ　　ＲＪ／ｃ　　−−−−（５）で示される
。なお、距離Ｒ２，及び同Ｒ４はそれぞれ、 ここで、第２図から明らかなように、３角形の辺の長さ
の関係から δＲ≧Ｒ４−Ｒ２−・−・・・−・・−矧が成り立つ、
但し、数式囚において、符号は角度φが０またはπのと
き成り立つ。従って、δＴｌ１ｏｎ０≧δＴ　ｂ　Ｉ−
−−−−−−−（９１となり、モノスタティックレーダ
動作の場合の方がバイスタティックレーダ動作よりも捜
索時間が長いことになる。

斯くして、本発明によれば、多数のマルチビームを必要
とせずにモノスタティックレーダ動作の場合と同等以下
の捜索時間でバイスタティックレーダ動作を行うことが
できる。

〈実施　例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第３図は、本発明の一実施例に係るレーダ装置を示す。

なお、第５図に示すレーダ装置と同−構成部分には同一
符号名称を付しである。以下、本発明に係る部分を中心
に説明する。

第３図において、外部から与えられる選択信号６２０は
、当該装置にモノスタティックレーダ動作を行わせるか
、バイスタティックレーダ動作を行わせるかの指令信号
であり、同期信号検出器６５０に制御信号として入力す
る。また、同期信号検出器６５０には同期信号６１０が
入力する。この同期信号６１０はモノスタティックレー
ダ動作を行っている他の隣接レーダ装置から送られて来
るもので、送受信タイミング及びビーム走査の信号から
なる。本第１実施例では有線伝邊路を介して受信される
としである。

選択信号６２０がモノスタティック動作を指示している
ときは、送受信タイミング制御器７００は同期信号検出
器６５０からその旨の指示を受ける。その結果、当該装
置は前述したモノスタティックレーダ動作を行う。

一方、選択信号６２０がバイスタティックレーダ動作を
指示するときは、同期信号検出器６５０は入力される同
期信号６１０から送受信タイミング信号及びビーム走査
信号を検出し、検出した送受信タイミング信号を送受信
タイミングの同期信号として送受信タイミング制御器７
００に出力し、また検出したビーム走査信号をビーム走
査の基準信号としてビーム同期制御計算機６６０に出力
する。送受信局間では、どの方向からどのような順序で
どういうタイミングでビーム走査を行うかを予め取り決
めであるので、受信局側では送信局からの同期信号６１
０を基に送信局のビーム走査に同期して受信ビームを形
成走査することができる。

送受信局間の同期を正確に行うためクロック発振器８５
０は高精度なものとなっている。送受信タイミング制御
器７００はこの高精度なりロックに従って動作をし、予
め精測した送受信局間の距離を考慮し前記数式（２）の
遅延時間に合致するように受信のタイミングを制御する
。また送受信タイミング制御器７００はビーム同期制御
計算機６６０に対し受信ビーム形成のタイミングを指示
する。

ビーム同期制御計算機６６０は受信ビームが数式（２）
のタイミングにて数式（３）の方向を向くように受信ビ
ームの刻々の走査制御を行う。

次に、第４図は本発明の他の実施例に係るレーダ装置を
示す、この第２実施例では、送信局たる他の隣接レーダ
装置はモノスタティックレーダ動作をする際にコード化
した前記同期信号を送信パルスに含ませることを行う、
従って、受信局である当該装置では、同期信号の含まれ
た反射信号を受信することになり、この同期信号は送受
信機２００の出力を受けた同期信号抽出器６７０にて受
信信号から抽出される。

その結果、受信局は、第１実施例と同様に動作すること
になる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のレーダ装置によれば、隣
接する他のレーダが従来どおりのモノスタティックレー
ダ動作を行い所定の覆域を捜索する間に、当該本発明の
レーダ装置は受信局としてバイスタティックレーダ動作
を行い同等の覆域を捜索するようにしたので、多数のマ
ルチビームを必要とせずにモノスタティックレーダ動作
の場合と同等以下の捜索時間でバイスタティックレーダ
動作を行うことができる。

従って、本発明によれば、大幅なハードウェア規模の増
加を必要とせずに、モノスタティック／パイスタティッ
クの動作形態を容易に選択可能なレーダ装置を提供でき
る効果がある。なお、送信局は自らモノスタティックレ
ーダ動作を継続しながらバイスタティックレーダ動作の
送信局として２役を演じることができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーダ装置の動作原理説明図、第２図
は本発明のレーダ装置において、送信局と受信局間での
受信動作終了の時間差の説明図、第３図は本発明の一実
施例に係るレーダ装置の構成ブロック図、第４図は本発
明の他の実施例に係るレーダ装置の構成ブロック図、第
５図はモノスタティックレーダ動作を行うレーダ装置の
基本構成ブロック図、第６図はパイスタティックレーン
動作の一般的な説明図、第７図は受信ビームを同時に多
数形成するようにした場合のバイスタティックレーダ動
作の説明図である。 １００・・・・・・空中線、　２００・・・・・・送受
信機、３００・・・・・・信号処理器、　４００・・・
・・・データ処理器、　５００・・・・・・デイスプレ
ィ、　６１０・・・・・・同期信号、　６２０・・・・
・・モノスタティック／パイスタティックの選択信号、
　６５０・・・・・・同期信号検出器、　６６０・・・
・・・ビーム同期制御計算機、６７０・・・・・・同期
信号抽出器、　７００・・・・・・送受信タイミング制
御器、　８５０・・・・・・タロツク発振器、９００・
・・・・・送受信タイミングプログラムのメモリ、９１
０・・・・・・ビーム走査プログラムのメモリ。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 本禿咽のし−ダ最１の動作摩須、ち１刈呪場／　凹 鮎　２　目 モノスタ力ックし−ダ動４’ｋｔ着）し−グ贅Ｊ１列踵
源判、第　５　図 バイスタカツクし−ダ鋤（％の−＃的な澱碩目第　Ｃ口 咬Ａちビ゛−ムを１４時１ｃ％７（１４版イるように譲
婦ストのバイスタカツクし−ダ動オ繁のｔ髪３咽図１第
　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モノスタティックレーダ動作を行うのに必要な構成機器
   の他に；モノスタティックレーダ動作を行っている他の
   レーダ装置（送信局）から発信される送受信タイミング
   及びビーム走査の信号からなる同期信号を、外部から入
   力される選択信号がバイスタティックレーダ動作を指示
   するとき検出する手段と；前記検出した同期信号に基づ
   き前記送信局の放射電波に対するレーダ走査領域内各点
   からの反射波の到来時間と到来方向とをリアルタイムで
   算定する手段と；順次到来する反射波の時間と方向に合
   致する受信ビームを前記算定結果に基づき形成し走査す
   るビーム制御手段と；を備えたことを特徴とするレーダ
   装置。