JPH04276576A - レーダー・システム - Google Patents
レーダー・システムInfo
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- JPH04276576A JPH04276576A JP3319317A JP31931791A JPH04276576A JP H04276576 A JPH04276576 A JP H04276576A JP 3319317 A JP3319317 A JP 3319317A JP 31931791 A JP31931791 A JP 31931791A JP H04276576 A JPH04276576 A JP H04276576A
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- JP
- Japan
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- radar system
- antenna
- target
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- radar
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Links
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/426—Scanning radar, e.g. 3D radar
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)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、その探索体積（ｓｅａ
ｒｃｈ ｖｏｌｕｍｅ） の内部に所在する目標（ｔａ
ｒｇｅｔｓ） の、必要に応じて２次元又は３次元の、
所在指示（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｓ
）を生成するためのレーダー・システムであって、ｉ）
アンテナ・ビーム平面（ａｎｔｅｎｎａ ｂｅ
ａｍ ｐｌａｎｅ）がそれにより定義される扇形ビーム
（ｆａｎ ｂｅａｍ）を生成するためのアンテナ手段と
、 ｉｉ） アンテナ回転時間がＴ（ａｔ ａｎ ａｎ
ｔｅｎｎａ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ Ｔ） の、
方位角内でアンテナ手段を回転させるための手段と、 ｉｉｉ） アンテナ手段と協同して目標の方位データ
（ａｚｉｍｕｔｈ ｄａｔａ）及び距離範囲データ（ｒ
ａｎｇｅ ｄａｔａ）を生成するレーダー手段とを少な
くとも具備するレーダー・システムに関する。
ｒｃｈ ｖｏｌｕｍｅ） の内部に所在する目標（ｔａ
ｒｇｅｔｓ） の、必要に応じて２次元又は３次元の、
所在指示（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｓ
）を生成するためのレーダー・システムであって、ｉ）
アンテナ・ビーム平面（ａｎｔｅｎｎａ ｂｅ
ａｍ ｐｌａｎｅ）がそれにより定義される扇形ビーム
（ｆａｎ ｂｅａｍ）を生成するためのアンテナ手段と
、 ｉｉ） アンテナ回転時間がＴ（ａｔ ａｎ ａｎ
ｔｅｎｎａ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ Ｔ） の、
方位角内でアンテナ手段を回転させるための手段と、 ｉｉｉ） アンテナ手段と協同して目標の方位データ
（ａｚｉｍｕｔｈ ｄａｔａ）及び距離範囲データ（ｒ
ａｎｇｅ ｄａｔａ）を生成するレーダー手段とを少な
くとも具備するレーダー・システムに関する。
【０００２】３次元の所在指示（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉ
ｎｄｉｃａｔｉｏｎ）は極めて重要であり得る。若し該
レーダー・システムが、例えば軍事施設の近傍に又は軍
艦に搭載して所在するならば、向かって来る目標の高さ
から、この目標の性質に関する暫定的な結論をしばしば
引き出すことが出来る。もし該目標が多分敵であろうと
識別されたならば、そして３次元の所在指示がなされて
いるならば、発火制御（ｆｉｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）レ
ーダーが直ちにこの目標を狙うことができる。２次元の
所在指示のみがなされている場合には、発火制御レーダ
ーが更に別の高角探索走査（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｓｅ
ａｒｃｈ ｓｃａｎ）をする必要がある。
ｎｄｉｃａｔｉｏｎ）は極めて重要であり得る。若し該
レーダー・システムが、例えば軍事施設の近傍に又は軍
艦に搭載して所在するならば、向かって来る目標の高さ
から、この目標の性質に関する暫定的な結論をしばしば
引き出すことが出来る。もし該目標が多分敵であろうと
識別されたならば、そして３次元の所在指示がなされて
いるならば、発火制御（ｆｉｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）レ
ーダーが直ちにこの目標を狙うことができる。２次元の
所在指示のみがなされている場合には、発火制御レーダ
ーが更に別の高角探索走査（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｓｅ
ａｒｃｈ ｓｃａｎ）をする必要がある。
【０００３】
【従来の技術】３次元の所在指示を生成する方法がヨー
ロッパ特許出願ＥＰ−Ａ ０．１５１．６４０号に記載
されている。そこに記述されたレーダー・システムは、
必要に応じて扇形ビーム又はペンシル・ビーム（ｐｅｎ
ｃｉｌ ｂｅａｍ） を生成するためのアンテナ手段を
具えている。もしアンテナ手段が扇形ビームを生成して
いる間に回転するならば、レーダー・システムの探索体
積は効果的に走査されることが出来る。観測される目標
の仰角（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ） は、アン
テナ手段がペンシル・ビームを生成している間に測定す
ることができ、それにより方位角は目標の方向に固定さ
れて高角内の探索走査（ｓｅａｒｃｈ ｓｃａｎ ｉｎ
ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）が実行される。
ロッパ特許出願ＥＰ−Ａ ０．１５１．６４０号に記載
されている。そこに記述されたレーダー・システムは、
必要に応じて扇形ビーム又はペンシル・ビーム（ｐｅｎ
ｃｉｌ ｂｅａｍ） を生成するためのアンテナ手段を
具えている。もしアンテナ手段が扇形ビームを生成して
いる間に回転するならば、レーダー・システムの探索体
積は効果的に走査されることが出来る。観測される目標
の仰角（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ） は、アン
テナ手段がペンシル・ビームを生成している間に測定す
ることができ、それにより方位角は目標の方向に固定さ
れて高角内の探索走査（ｓｅａｒｃｈ ｓｃａｎ ｉｎ
ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）が実行される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この方法の不都合な点
は、必要に応じて扇形ビーム又はペンシル・ビームを生
成するために、２次元のフェーズド・アレイ（ｐｈａｓ
ｅｄ ａｒｒａｙ）アンテナを使用しなければならない
ことであって、それはレーダー・システムを必要以上に
高価なものにする。
は、必要に応じて扇形ビーム又はペンシル・ビームを生
成するために、２次元のフェーズド・アレイ（ｐｈａｓ
ｅｄ ａｒｒａｙ）アンテナを使用しなければならない
ことであって、それはレーダー・システムを必要以上に
高価なものにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的はこの不都
合を解消することであって、そのため該レーダー・シス
テムは、アンテナ・ビーム平面が地表面の法線（ｎｏｒ
ｍａｌ）と傾斜角（ａｎｇｌｅ ｏｆ ｃａｎｔ） θ
をなすように傾斜軸に関してアンテナを傾けるための手
段を、アンテナ手段が具備して成ることと、種々の傾斜
角θｉ （ｉ＝１，−−，ｎ） について測定された目
標の方位角データ及び距離範囲データを、これらの目標
の２次元又は３次元の所在指示に組合せるための手段が
、該レーダー・システムに具備されて成ることとを特徴
とする。
合を解消することであって、そのため該レーダー・シス
テムは、アンテナ・ビーム平面が地表面の法線（ｎｏｒ
ｍａｌ）と傾斜角（ａｎｇｌｅ ｏｆ ｃａｎｔ） θ
をなすように傾斜軸に関してアンテナを傾けるための手
段を、アンテナ手段が具備して成ることと、種々の傾斜
角θｉ （ｉ＝１，−−，ｎ） について測定された目
標の方位角データ及び距離範囲データを、これらの目標
の２次元又は３次元の所在指示に組合せるための手段が
、該レーダー・システムに具備されて成ることとを特徴
とする。
【０００６】
【作用】傾けたアンテナを使用して必要に応じ２次元又
は３次元の所在指示を生成すること自体は既知であって
、例えば Ｍ．Ｉ．Ｓｋｏｌｎｉｋ著”Ｒａｄａｒ Ｈ
ａｎｄｂｏｏｋ”に「Ｖビーム・レーダー（Ｖ−ｂｅａ
ｍ ｒａｄａｒ）」という名前で記載されている。この
ようなレーダー・システムは、横に並べるか又は縦に重
ねるかした２つのアンテナを具えており、それらは同時
に回転して、その各々が扇形ビームを生成する。各扇形
ビームはそれぞれアンテナ・ビーム平面を定義し、それ
らの平面がある角をなすので、アンテナ・ビーム平面の
交差した直線は事実上地表面に接して（ｔａｎｇｅｎｔ
ｉａｌ ｔｏｔｈｅｅａｒｔｈ’ｓ ｓｕｒｆａｃｅ）
いる。双方のアンテナにはレーダー手段が設けられ、
ほぼ同じ方位角で地表面に接近した目標を探索するであ
ろう。高さｈの目標に対して、方位角の差異が２つのア
ンテナ及びこれに結合したレーダー手段により観測され
るであろう。もしこの方位角の差異がΔφであるならば
、ｈはほぼΔφに比例する。こうしてレーダー手段の出
力に置かれた組合せ手段（ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｍ
ｅａｎｓ） がレーダー・システムの探索体積の内部の
各目標の高さを決定する。
は３次元の所在指示を生成すること自体は既知であって
、例えば Ｍ．Ｉ．Ｓｋｏｌｎｉｋ著”Ｒａｄａｒ Ｈ
ａｎｄｂｏｏｋ”に「Ｖビーム・レーダー（Ｖ−ｂｅａ
ｍ ｒａｄａｒ）」という名前で記載されている。この
ようなレーダー・システムは、横に並べるか又は縦に重
ねるかした２つのアンテナを具えており、それらは同時
に回転して、その各々が扇形ビームを生成する。各扇形
ビームはそれぞれアンテナ・ビーム平面を定義し、それ
らの平面がある角をなすので、アンテナ・ビーム平面の
交差した直線は事実上地表面に接して（ｔａｎｇｅｎｔ
ｉａｌ ｔｏｔｈｅｅａｒｔｈ’ｓ ｓｕｒｆａｃｅ）
いる。双方のアンテナにはレーダー手段が設けられ、
ほぼ同じ方位角で地表面に接近した目標を探索するであ
ろう。高さｈの目標に対して、方位角の差異が２つのア
ンテナ及びこれに結合したレーダー手段により観測され
るであろう。もしこの方位角の差異がΔφであるならば
、ｈはほぼΔφに比例する。こうしてレーダー手段の出
力に置かれた組合せ手段（ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｍ
ｅａｎｓ） がレーダー・システムの探索体積の内部の
各目標の高さを決定する。
【０００７】この方法の不都合は、特に艦船用の場合に
は二重化されたアンテナのために相当頭が重くなり過ぎ
て不安定なことである。このことは特に小さい艦艇に搭
載して応用することを殆ど非現実的なものとする。更に
また、レーダー手段を二重化しなければならないという
不都合もある。本発明はこれらの不都合を解消するもの
である。
は二重化されたアンテナのために相当頭が重くなり過ぎ
て不安定なことである。このことは特に小さい艦艇に搭
載して応用することを殆ど非現実的なものとする。更に
また、レーダー手段を二重化しなければならないという
不都合もある。本発明はこれらの不都合を解消するもの
である。
【０００８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を更に詳しく説明
する。
する。
【０００９】以下の説明は、レーダー・システムの探索
体積の内部で目標の距離範囲及び方位を正確に決定する
ために回転するアンテナ及びレーダー手段を具えたレー
ダー・システムに基づいている。アンテナは比較的小さ
な方位角と比較的大きな仰角とを持つ扇形ビームを生成
する。こうして定義されたアンテナ・ビーム平面は事実
上（ｖｉｒｔｕａｌｌｙ） 地表面に垂直で、さしあた
り水平であると仮定する。アンテナ・ビーム平面と地表
面とが交差する直線を、以後、傾斜軸と称する。次に、
アンテナ・ビーム平面が最早地表面に垂直ではなく傾斜
軸に関して回転するようにアンテナが傾斜することを可
能ならしめる手段が付加される。傾いていない位置にあ
るアンテナと傾いている位置にあるアンテナとで得られ
た目標の方位角が比較される時、地表面上の目標はやは
り同じ方位で観測されているように見える。ある高さに
ある目標が、傾斜角及び目標の高さに依存する方位角で
測定される。
体積の内部で目標の距離範囲及び方位を正確に決定する
ために回転するアンテナ及びレーダー手段を具えたレー
ダー・システムに基づいている。アンテナは比較的小さ
な方位角と比較的大きな仰角とを持つ扇形ビームを生成
する。こうして定義されたアンテナ・ビーム平面は事実
上（ｖｉｒｔｕａｌｌｙ） 地表面に垂直で、さしあた
り水平であると仮定する。アンテナ・ビーム平面と地表
面とが交差する直線を、以後、傾斜軸と称する。次に、
アンテナ・ビーム平面が最早地表面に垂直ではなく傾斜
軸に関して回転するようにアンテナが傾斜することを可
能ならしめる手段が付加される。傾いていない位置にあ
るアンテナと傾いている位置にあるアンテナとで得られ
た目標の方位角が比較される時、地表面上の目標はやは
り同じ方位で観測されているように見える。ある高さに
ある目標が、傾斜角及び目標の高さに依存する方位角で
測定される。
【００１０】次に、図１を参照して説明する。傾斜角θ
１ をもつ１番目のアンテナ・ビーム平面１と傾斜角θ
２ をもつ２番目のアンテナ・ビーム平面２とが、例え
ば２つの引き続く回転中にアンテナ手段が逐次上記の角
度で傾斜したときに、目標３を包含する。傾斜角がθ１
のときには目標は方位がφｍ１の方向に観測され、傾
斜角がθ２ のときには目標は方位がφｍ２の方向に観
測される。真の方位の方向はφである。
１ をもつ１番目のアンテナ・ビーム平面１と傾斜角θ
２ をもつ２番目のアンテナ・ビーム平面２とが、例え
ば２つの引き続く回転中にアンテナ手段が逐次上記の角
度で傾斜したときに、目標３を包含する。傾斜角がθ１
のときには目標は方位がφｍ１の方向に観測され、傾
斜角がθ２ のときには目標は方位がφｍ２の方向に観
測される。真の方位の方向はφである。
【００１１】もし目標の高さｈが目標とレーダー・シス
テムとの間の距離Ｒよりも遙かに小さいと仮定するなら
ば、少なくとも近似的には図１に対して次の数式が当て
はめられる： ｔａｎθ１ ＝Ｒ（φｍ１−φ）／ｈ，
（１） ｔａｎθ２ ＝Ｒ（
φｍ２−φ）／ｈ，
（２）従って ｈ＝Ｒ（φｍ２−φｍ１）／（ｔａｎθ２
− ｔａｎθ１）．
（３）
テムとの間の距離Ｒよりも遙かに小さいと仮定するなら
ば、少なくとも近似的には図１に対して次の数式が当て
はめられる： ｔａｎθ１ ＝Ｒ（φｍ１−φ）／ｈ，
（１） ｔａｎθ２ ＝Ｒ（
φｍ２−φ）／ｈ，
（２）従って ｈ＝Ｒ（φｍ２−φｍ１）／（ｔａｎθ２
− ｔａｎθ１）．
（３）
【００１２】実際には地球面が湾曲し
ているから、傾斜軸はアンテナ手段が所在する場所の地
表面の法線に垂直になるように選定するのが便利である
。地表面の近くに位置するレーダー・システムにとって
このことは、地表面の近くの対象物は傾斜角とは無関係
に同じ方位角で連続的に観測されることを意味する。そ
のときにはレーダー・システムは地表面の無歪みの画像
を供給するであろう。ある程度の高さにある対象物のみ
がアンテナ手段の傾斜の結果として明白な変位を経験す
るであろう。これらの対象物に対してのみ、種々の傾斜
角θｉ （ｉ＝１，−−，ｎ） で測定されたエコー（
ｅｃｈｏｅｓ）を組合せる組合せ手段（ｃｏｍｂｉｎａ
ｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ） が必要とされるのである。
ているから、傾斜軸はアンテナ手段が所在する場所の地
表面の法線に垂直になるように選定するのが便利である
。地表面の近くに位置するレーダー・システムにとって
このことは、地表面の近くの対象物は傾斜角とは無関係
に同じ方位角で連続的に観測されることを意味する。そ
のときにはレーダー・システムは地表面の無歪みの画像
を供給するであろう。ある程度の高さにある対象物のみ
がアンテナ手段の傾斜の結果として明白な変位を経験す
るであろう。これらの対象物に対してのみ、種々の傾斜
角θｉ （ｉ＝１，−−，ｎ） で測定されたエコー（
ｅｃｈｏｅｓ）を組合せる組合せ手段（ｃｏｍｂｉｎａ
ｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ） が必要とされるのである。
【００１３】航空機又はその他の空中のプラットフォー
ムに搭載されているレーダー・システムにとっても、上
述のように傾斜軸を選定するのが便利である。その理由
は、そうすることによって対象物が空中のプラットフォ
ームより上にあるか下にあるかが直ちに判明するからで
ある。ある所与の傾斜角での空中のプラットフォームよ
り上にある対象物は、相対的に云って且つ測定された方
位に関して観測されることが余りに早過ぎ、また一方、
それより下にある対象物は観測されることが余りに遅過
ぎるであろう。
ムに搭載されているレーダー・システムにとっても、上
述のように傾斜軸を選定するのが便利である。その理由
は、そうすることによって対象物が空中のプラットフォ
ームより上にあるか下にあるかが直ちに判明するからで
ある。ある所与の傾斜角での空中のプラットフォームよ
り上にある対象物は、相対的に云って且つ測定された方
位に関して観測されることが余りに早過ぎ、また一方、
それより下にある対象物は観測されることが余りに遅過
ぎるであろう。
【００１４】本発明の好適な実施例が、船舶に搭載した
り航空機内に設置した場合のようにアンテナ手段が双軸
安定化手段（ｄｕａｌ−ａｘｉｓ ｓｔａｂｉｌｉｓａ
ｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ） を具えた適用例で達成されて
いる。通常は、これらの安定化手段は、必要な傾斜角を
得ることを可能ならしめる制御入力（ｃｏｎｔｒｏｌ
ｉｎｐｕｔ） をたやすく設けることができる。
り航空機内に設置した場合のようにアンテナ手段が双軸
安定化手段（ｄｕａｌ−ａｘｉｓ ｓｔａｂｉｌｉｓａ
ｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ） を具えた適用例で達成されて
いる。通常は、これらの安定化手段は、必要な傾斜角を
得ることを可能ならしめる制御入力（ｃｏｎｔｒｏｌ
ｉｎｐｕｔ） をたやすく設けることができる。
【００１５】場合によっては、レーダー・システムにと
って盲角（ｂｌｉｎｄａｎｇｌｅ） すなわちレーダー
・システムが信頼性の無い情報しか供給しないか又は全
く情報を供給しない方位の一部分（ａｚｉｍｕｔｈ ｓ
ｅｃｔｏｒ）を持つことが許容できる。これは例えば、
発出又は受信する輻射に対し邪魔になるような上部構造
（ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を持つ船舶に搭載し
たときに生じるものである。もし盲角が許容できるなら
ば、傾斜角が事実上段階的に周期的に変動するような、
また該事実上段階的な傾斜角の変動が盲角を横断すると
必ず生起するような、本発明の特に好適な実施例を選択
することができる。
って盲角（ｂｌｉｎｄａｎｇｌｅ） すなわちレーダー
・システムが信頼性の無い情報しか供給しないか又は全
く情報を供給しない方位の一部分（ａｚｉｍｕｔｈ ｓ
ｅｃｔｏｒ）を持つことが許容できる。これは例えば、
発出又は受信する輻射に対し邪魔になるような上部構造
（ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を持つ船舶に搭載し
たときに生じるものである。もし盲角が許容できるなら
ば、傾斜角が事実上段階的に周期的に変動するような、
また該事実上段階的な傾斜角の変動が盲角を横断すると
必ず生起するような、本発明の特に好適な実施例を選択
することができる。
【００１６】もし例えば、傾斜角θをアンテナの１回転
ごとにθ，−θ，θ，−θ，−−という順序で変化させ
るならば、１回転した後では以前に観測された対象物の
高さｈが数式（３） により算定できる：
ｈ＝Ｒ（φｍ２−φｍ１）／（２ ｔａｎθ）．
（４）
ごとにθ，−θ，θ，−θ，−−という順序で変化させ
るならば、１回転した後では以前に観測された対象物の
高さｈが数式（３） により算定できる：
ｈ＝Ｒ（φｍ２−φｍ１）／（２ ｔａｎθ）．
（４）
【００１７】攪乱因子（ｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇ
ｆａｃｔｏｒ） が対象物の接線速度（ｔａｎｇｅｎ
ｔｉａｌ ｓｐｅｅｄ）によって形成されるかも知れな
い。もしそれが有意（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ） であ
るならば、２回転（３測定）が必要となる：半径速度（
ｒａｄｉａｌ ｓｐｅｅｄ）の結果として生じる余分の
角変位（ｅｘｔｒａ ａｎｇｕｌａｒ ｄｉｓｐｌａｃ
ｅｍｅｎｔ）をεとすれば、３つの引き続く測定は、半
径速度を伴わない測定の方位をφｍ１，φｍ２，φｍ３
とするとき、 φｍ１，φｍ２＋ε，φｍ３＋２ε という３つの値を生成するであろう。そして次の数式が
得られる： ε＝ （φｍ３−φｍ１）／２，
（５） ｈ＝Ｒ（φｍ２
−ε−φｍ１）／（２ ｔａｎθ）
＝Ｒ（−φｍ３＋２φｍ２−φｍ１）／（４ ｔａｎθ
）． （６
）
ｆａｃｔｏｒ） が対象物の接線速度（ｔａｎｇｅｎ
ｔｉａｌ ｓｐｅｅｄ）によって形成されるかも知れな
い。もしそれが有意（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ） であ
るならば、２回転（３測定）が必要となる：半径速度（
ｒａｄｉａｌ ｓｐｅｅｄ）の結果として生じる余分の
角変位（ｅｘｔｒａ ａｎｇｕｌａｒ ｄｉｓｐｌａｃ
ｅｍｅｎｔ）をεとすれば、３つの引き続く測定は、半
径速度を伴わない測定の方位をφｍ１，φｍ２，φｍ３
とするとき、 φｍ１，φｍ２＋ε，φｍ３＋２ε という３つの値を生成するであろう。そして次の数式が
得られる： ε＝ （φｍ３−φｍ１）／２，
（５） ｈ＝Ｒ（φｍ２
−ε−φｍ１）／（２ ｔａｎθ）
＝Ｒ（−φｍ３＋２φｍ２−φｍ１）／（４ ｔａｎθ
）． （６
）
【００１８】別の実施例では、通常レーダー・システ
ムは傾斜角θ＝０で使用される。対象物の高さを測定す
る必要があるときに限って、アンテナの１回転又はその
一部分（しばしばそれで十分である）が傾斜角θ≠０で
なされる。
ムは傾斜角θ＝０で使用される。対象物の高さを測定す
る必要があるときに限って、アンテナの１回転又はその
一部分（しばしばそれで十分である）が傾斜角θ≠０で
なされる。
【００１９】この形態をとると、本発明は既存のレーダ
ー・システムに付加するのに特に好適である。かような
レーダー・システムは航跡コンピュータ（ｔｒａｃｋ
ｃｏｍｐｕｔｅｒ）を大抵の場合に具えており、該航跡
コンピュータはアンテナの各１回転中に生成されるデー
タを使用して、多分関心があるであろう目標の航跡を造
り上げる。やがて、こうして追尾された目標の所在と速
度が正確に明らかになる。未だ判っていない目標の高さ
は、傾斜したアンテナで１回又は数回目標の所在を算定
することにより確認できる。このようなやり方で種々の
傾斜角での目標の所在を組合せることが常に最小限でな
されているものとすれば、用いられている航跡コンピュ
ータは組合せ手段の追加機能を実行することが通常は可
能であろう。
ー・システムに付加するのに特に好適である。かような
レーダー・システムは航跡コンピュータ（ｔｒａｃｋ
ｃｏｍｐｕｔｅｒ）を大抵の場合に具えており、該航跡
コンピュータはアンテナの各１回転中に生成されるデー
タを使用して、多分関心があるであろう目標の航跡を造
り上げる。やがて、こうして追尾された目標の所在と速
度が正確に明らかになる。未だ判っていない目標の高さ
は、傾斜したアンテナで１回又は数回目標の所在を算定
することにより確認できる。このようなやり方で種々の
傾斜角での目標の所在を組合せることが常に最小限でな
されているものとすれば、用いられている航跡コンピュ
ータは組合せ手段の追加機能を実行することが通常は可
能であろう。
【００２０】盲角の存在がレーダー・システムにとって
更に僅かにしか許容し難いならば、傾斜角を連続的に変
えることができる。アンテナがｎ回転する間に傾斜角の
１周期が完成するように傾斜角を調波的に（ｈａｒｍｏ
ｎｉｃａｌｌｙ）変化させることが、正しい選択である
ことは明らかであって、θｍａｘを最大許容傾斜角とし
、θ０ を任意に選定してよい傾斜角の初期位相とし、
Ｔをアンテナの回転時間とすると、 θ（ｔ） ＝θｍａｘ ｓｉｎ（θ０ ＋
２πｔ／（ｎＴ））
（７）である。
更に僅かにしか許容し難いならば、傾斜角を連続的に変
えることができる。アンテナがｎ回転する間に傾斜角の
１周期が完成するように傾斜角を調波的に（ｈａｒｍｏ
ｎｉｃａｌｌｙ）変化させることが、正しい選択である
ことは明らかであって、θｍａｘを最大許容傾斜角とし
、θ０ を任意に選定してよい傾斜角の初期位相とし、
Ｔをアンテナの回転時間とすると、 θ（ｔ） ＝θｍａｘ ｓｉｎ（θ０ ＋
２πｔ／（ｎＴ））
（７）である。
【００２１】ｎ＝１のときには、目標は常に同じ傾斜角
で測定され、従ってその高さを算出することは出来ない
。
で測定され、従ってその高さを算出することは出来ない
。
【００２２】ｎ＝２のときには、盲角が生じる。例えば
、もしレーダーが正面に向いている時に常に最大傾斜角
が生じると仮定すると、レーダーが背面に向いている時
には傾斜角は常に０である。
、もしレーダーが正面に向いている時に常に最大傾斜角
が生じると仮定すると、レーダーが背面に向いている時
には傾斜角は常に０である。
【００２３】ｎがかなり大きくなると、連続した測定値
θｍｉは極く僅かしか変わらないであろうから、高さの
算定には逆効果かも知れない。
θｍｉは極く僅かしか変わらないであろうから、高さの
算定には逆効果かも知れない。
【００２４】ｎが整数でないときは、引き続いた高さの
測定値を組合せることが不必要に複雑になる。従って、
ｎ＝３とすることによって好適な実施例が得られる。
測定値を組合せることが不必要に複雑になる。従って、
ｎ＝３とすることによって好適な実施例が得られる。
【００２５】引き続いてなされた測定に対してφｍ１，
φｍ２，φｍ３，−− を測定された方位、θ１
，θ２ ，θ３ ，−− をその瞬間の傾斜角
、Ｒ１ ，Ｒ２ ，Ｒ３ ，−− を測定された
目標の距離、ｈ１ ，ｈ２ ，ｈ３ ，−− を
目標の高さの推定値、φ１ ，φ２ ，φ３ ，−−
を目標の方位の推定値とするならば、２つの連続
した測定値から、目標の高さは （３）式と同様のやり
方で必ず算出できる：すなわち ｉ＝２， ３， ４
，−− に対して ｈｉ ＝Ｒｉ （φ
ｍｉ −φｍｉ−１）／（ｔａｎθｉ − ｔａｎθｉ
−１） （８）である。
φｍ２，φｍ３，−− を測定された方位、θ１
，θ２ ，θ３ ，−− をその瞬間の傾斜角
、Ｒ１ ，Ｒ２ ，Ｒ３ ，−− を測定された
目標の距離、ｈ１ ，ｈ２ ，ｈ３ ，−− を
目標の高さの推定値、φ１ ，φ２ ，φ３ ，−−
を目標の方位の推定値とするならば、２つの連続
した測定値から、目標の高さは （３）式と同様のやり
方で必ず算出できる：すなわち ｉ＝２， ３， ４
，−− に対して ｈｉ ＝Ｒｉ （φ
ｍｉ −φｍｉ−１）／（ｔａｎθｉ − ｔａｎθｉ
−１） （８）である。
【００２６】茲でもまた、目標の接線速度が高さの算出
に誤差を生じさせる。推定値を求めるための更に多くの
測定を行うことにより、且つｈは一定と仮定すれば、こ
の誤差は消去できる： ｈ＝Ｒｉ＋１ （φ ｍｉ＋１ −φｍｉ
＋ε）／（ｔａｎθｉ＋１ − ｔａｎθｉ ）
（９） ｈ＝Ｒｉ （φ ｍｉ −φ
ｍｉ−１＋ε）／（ｔａｎθｉ − ｔａｎθｉ−１）
（１０）であって、 （９）式及び（
１０）式は未知数として高さｈと目標の接線速度により
生じた誤差εとを含んでいる。故にεを消去すれば高さ
ｈが得られる。
に誤差を生じさせる。推定値を求めるための更に多くの
測定を行うことにより、且つｈは一定と仮定すれば、こ
の誤差は消去できる： ｈ＝Ｒｉ＋１ （φ ｍｉ＋１ −φｍｉ
＋ε）／（ｔａｎθｉ＋１ − ｔａｎθｉ ）
（９） ｈ＝Ｒｉ （φ ｍｉ −φ
ｍｉ−１＋ε）／（ｔａｎθｉ − ｔａｎθｉ−１）
（１０）であって、 （９）式及び（
１０）式は未知数として高さｈと目標の接線速度により
生じた誤差εとを含んでいる。故にεを消去すれば高さ
ｈが得られる。
【００２７】推定値を求めるための測定を更に多く行え
ば行うほど、それに比例して更に優れた高さの推定値を
得ることができる。しかしながら、これはレーダー・シ
ステムの応答時間に対して不利であり、また、目標がと
るであろう戦略的行動に対して影響を受け易い。
ば行うほど、それに比例して更に優れた高さの推定値を
得ることができる。しかしながら、これはレーダー・シ
ステムの応答時間に対して不利であり、また、目標がと
るであろう戦略的行動に対して影響を受け易い。
【００２８】好適には引き続く４つの測定を常に組合せ
て推定値を得ることによって、有用な実施例に到達する
。
て推定値を得ることによって、有用な実施例に到達する
。
【００２９】一旦目標がレーダーに付随する航跡コンピ
ュータにより追尾されるようになれば、Ｒとφとは常に
既知である。新しい測定毎に、θが与えられれば、φｍ
が測定されて高さは次のように算出できる：
ｈ＝Ｒ（φｍ −φ）／ ｔａｎθ．
（１１）
ュータにより追尾されるようになれば、Ｒとφとは常に
既知である。新しい測定毎に、θが与えられれば、φｍ
が測定されて高さは次のように算出できる：
ｈ＝Ｒ（φｍ −φ）／ ｔａｎθ．
（１１）
【図１】図１は、本発明の目標の高さを算定する方法を
、図式的に説明する概略図である。
、図式的に説明する概略図である。
１，２ アンテナ・ビーム平面
３ 目標
ｈ 目標の高さ
θ１ アンテナ・ビーム平面１の傾斜角θ２
アンテナ・ビーム平面２の傾斜角φ 目標の真の方位
の方向
アンテナ・ビーム平面２の傾斜角φ 目標の真の方位
の方向
Claims (9)
- 【請求項１】その探索体積の内部に所在する目標の、必
要に応じて２次元又は３次元の、所在指示を生成するた
めのレーダー・システムであって、 ｉ） アンテナ・ビーム平面がそれにより定義さ
れる扇形ビームを生成するためのアンテナ手段と、ｉｉ
） アンテナ回転時間がＴの、方位角内でアンテナ
手段を回転させるための手段と、 ｉｉｉ） アンテナ手段と協同して目標の方位データ
及び距離範囲データを生成するレーダー手段とを少なく
とも具備するレーダー・システムにおいて、アンテナ・
ビーム平面が地表面の法線と傾斜角θをなすように傾斜
軸に関してアンテナを傾けるための手段を、アンテナ手
段が具備して成ることと、異なる傾斜角θｉ （ｉ＝１
，−−，ｎ） について測定された目標の方位角データ
及び距離範囲データをこれらの目標の２次元又は３次元
の所在指示に組合せるための手段が、該レーダー・シス
テムに具備されて成ることとを特徴とするレーダー・シ
ステム。 - 【請求項２】 傾斜軸は法線にほぼ垂直であって、且
つアンテナ・ビーム平面内にあることを特徴とする請求
項１に記載のレーダー・システム。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の、アンテナ手
段が双軸安定化手段を具えて成るレーダー・システムに
おいて、該双軸安定化手段はアンテナ手段を傾斜させる
ためにも用いられることを特徴とするレーダー・システ
ム。 - 【請求項４】 傾斜角θは時間的にほぼ段階的に変動
することを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれ
か１項に記載のレーダー・システム。 - 【請求項５】 傾斜角θは時間的にほぼ周期的に変動
することを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれ
か１項に記載のレーダー・システム。 - 【請求項６】 傾斜角の周期時間は、ほぼｎＴ（ｎ＝
２，３，４，−−）であることを特徴とする請求項５に
記載のレーダー・システム。 - 【請求項７】 傾斜角は時間的にほぼ調波的に変動し
、且つ傾斜角の周期時間はほぼｎＴ（ｎ＝３，４，５，
−−）であることを特徴とする請求項６に記載のレーダ
ー・システム。 - 【請求項８】 請求項７に記載の、ｉ，ｋ∈Ｎである
ｉ，ｋに対して、方位φｍｉ，φｍｉ＋１，−−，φｍ
ｋ及び距離Ｒｉ ，Ｒｉ＋１ ，−−，Ｒｋ が既に目
標に対して測定されてあるレーダー・システムにおいて
、方位φｍｉ，φｍｉ＋１，−−，φｍｋ及び距離Ｒｉ
，Ｒｉ＋１ ，−−，Ｒｋ は、傾斜角がそれぞれθ
ｉ ，θｉ＋１ ，−−，θｋ にて測定されており、
且つ高さの推定値ｈｋ は、ｊ∈Ｎ， ｉ≦ｊ≦ｋとす
るとき、傾斜角θｊ ，−−，θｋ と測定値φｍｊ，
−−，φｍｋ及びＲｊ ，−−，Ｒｋ とから得られる
ことを特徴とするレーダー・システム。 - 【請求項９】 請求項７に記載の、距離Ｒ及び方位φ
の推定値を連続的に生成する航跡コンピュータを更に具
備するレーダー・システムにおいて、高さの推定値ｈは
、Ｒとφとその瞬間の傾斜角θと、及び測定された方位
φｍ とから得られることを特徴とするレーダー・シス
テム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9002717 | 1990-12-11 | ||
| NL9002717A NL9002717A (nl) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | Radarsysteem. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04276576A true JPH04276576A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=19858124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3319317A Pending JPH04276576A (ja) | 1990-12-11 | 1991-12-03 | レーダー・システム |
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| AU (1) | AU644494B2 (ja) |
| BR (1) | BR9105339A (ja) |
| CA (1) | CA2056012A1 (ja) |
| DE (1) | DE69108196T2 (ja) |
| ES (1) | ES2071202T3 (ja) |
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| NO (1) | NO179303C (ja) |
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| US7015855B1 (en) * | 2004-08-12 | 2006-03-21 | Lockheed Martin Corporation | Creating and identifying synthetic aperture radar images having tilt angle diversity |
| CN1308699C (zh) * | 2004-09-21 | 2007-04-04 | 武汉理工大学 | 旋转式三维扫描雷达 |
| US8050863B2 (en) * | 2006-03-16 | 2011-11-01 | Gray & Company, Inc. | Navigation and control system for autonomous vehicles |
| RU2337377C1 (ru) * | 2007-06-13 | 2008-10-27 | Александр Абрамович Часовской | Радиолокатор |
| RU2428711C1 (ru) * | 2009-12-09 | 2011-09-10 | Открытое акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (ОАО "НПО НИИИП-НЗиК") | Способ радиолокационного сопровождения цели (варианты) |
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| WO2013096704A1 (en) * | 2011-12-20 | 2013-06-27 | Sadar 3D, Inc. | Systems, apparatus, and methods for acquisition and use of image data |
| BR102014006109B1 (pt) * | 2014-03-14 | 2021-10-19 | Embraer S.A. | Radar de alta precisão para acompanhamento de alvos aéreos |
| RU2586623C2 (ru) * | 2014-09-23 | 2016-06-10 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" (АО "ФНПЦ "ННИИРТ") | Способ обработки радиолокационной информации с малой вероятностью завязки ложных трасс |
| CN104267396A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-01-07 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 雷达探测范围的三维图成像方法 |
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| CN111537991B (zh) * | 2020-05-20 | 2022-07-15 | 北京无线电测量研究所 | 一种雷达视图中对含有方位信息的目标显示的处理方法 |
| CZ309924B6 (cs) * | 2020-12-03 | 2024-02-07 | LOGATOM s.r.o. | Zařízení pro detekci polohy nekooperujícího objektu a 3D radar zahrnující toto zařízení |
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