JPH0584879U - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フェーズド・アレー・アンテナの開口素子を
円筒状に配列し、機械的な回転動作無しに、全周をビー
ム走査するとともに、送信機を複数備えることで同時に
複数のビーム走査を実現することを目的とする。 【構成】 移相器を備えた円筒型フェーズド・アレー・
アンテナと、送受切換器、送信機、受信機、信号処理
器、移相器に位相を設定するビーム走査器及びビーム指
向角とビーム指向角に応じた周波数を設定するビーム制
御器を備えたレーダ装置。 【効果】 機械的な回転なしに全周をビーム走査できる
のみならず、周波数の異る送信機を複数備え、ビーム走
査制御機能を付加することにより、同時に複数のビーム
走査できる効果がある。また、複数のビーム走査を同時
に実現することにより、ビーム走査周期を短縮する効果
がある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はフェーズド・アレー・アンテナを用いて、一定区間のビーム走査を 行うレーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来の代表的なフェーズド・アレー・アンテナを備えたレーダ装置の機 能ブロック図を示すものであり、図において１は空間にビームを放射し、受信す るフェーズド・アレー・アンテナ、２は送受切換器、３は送信信号を発生する送 信機、４は上記フェーズド・アレー・アンテナの受信信号をビデオ信号に変換す る受信機、５はビデオ信号から所望の信号を抽出する信号処理器、６はアンテナ 面座標をアレー・アンテナに内蔵する移相器の位相データに変換するビーム走査 処理器である。

【０００３】 次に動作について説明する。従来のフェーズド・アレー・アンテナを備えたレ ーダ装置は上記のように構成され、送信機３で発生した送信信号を送受切換器２ を通してフェーズド・アレー・アンテナ１に供給する。フェーズド・アレー・ア ンテナ１はこの送信信号を送受信タイミング発生回路６で発生する送信トリガ信 号により空間に放射するとともに、目標からの反射信号を受信し、送受切換器２ を通して受信機４に入力する。受信機４は受信信号をビデオ信号に変換し、信号 処理器５に供給する。信号処理器５はビデオ信号から所要の目標信号を抽出する 。一方ビーム走査処理器６はビーム指向角を設定し、そのビーム指向角を空間の 絶対座標系からアンテナ面座標系データに変換し、アンテナ面座標系データをフ ェーズド・アレー・アンテナ１に内蔵する移相器の位相データに変換してフェー ズド・アレー・アンテナ１に供給し、位相データを設定することにより送受信信 号のビーム指向角を制御する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 従来のレーダ装置ではフェーズド・アレー・アンテナの面が平面であるため、 覆域が全周である場合には、機械的に回転させる必要があった。また、電波の放 射源が、単一のため複数のビームを放射することが困難という問題点があった。

【０００５】 この考案は上記のような課題を解消するためになされたものであり、フェーズ ド・アレー・アンテナの開口素子を円筒状に配置することで、全周にビームを走 査できるとともに、複数の送信機を備えることで、同時に複数のビーム走査を可 能とする装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案におけるレーダ装置は、フェーズド・アレー・アンテナの開口素子を 円筒状に配置することで、機械的な回転を必要とせずに全周にビームを走査でき るようにするとともに、周波数の異なる送信機を複数備え、開口素子群ごとに割 当てることで、同時に複数のビームを放射する機能を有するようにしたものであ る。

【０００７】

【作用】

この考案に係わるレーダ装置は、ビーム走査位置に応じた開口素子を選択する ことにより、全周に対して瞬時にビームを放射することが可能となるとともに、 周波数の異なる送信機を複数備えることにより、電波干渉を回避して同時に複数 のビームを放射することができる。

【０００８】

【実施例】

実施例１ 以下、この考案の一実施例を図について説明する。図１において１〜６は上記 従来のレーダ装置と全く同一のものであり、７はビーム制御器であり、ビーム指 向角データより、その指向角における電波干渉のない最適周波数割当てを計算し 、アンテナ面座標データに変換してビーム走査処理器に入力する。

【０００９】 次に動作について説明する。上記のように構成されたレーダ装置を用いて半球 空間をビーム走査する場合、絶対座標での指向角を法線とした平面を想定し、こ の平面から円筒状のフェーズド・アレー・アンテナに対して投影される開口素子 を放射素子として割当てることで、全周に対するビーム走査を実現する。また絶 対座標で指向角が近い順に周波数を離し、指向角が遠い順に周波数を近づけるこ とで、電波干渉の小さいビーム走査が可能となる。

【００１０】 この様子を円筒状のフェーズド・アレー・アンテナを平面に見立てて垂直面に ２次元的にビーム走査する場合を例にとり、簡単のため、フェーズド・アレー・ アンテナ数を３とした時のビーム走査図を図２に示す。図２において１はフェー ズド・アレー・アンテナ、ｘは水平軸、ｙは垂直軸、θはビーム指向角、ｆは周 波数である。またθ、ｆのサフィックスは各フェーズド・アレー・アンテナの番 号を示している。 図２に示すように周波数に応じてビーム指向角を制御することにより、電波干 渉を避けることが可能となる。また図２は円筒状のフェーズド・アレー・アンテ ナを垂直面にビーム走査する場合を例にして、垂直面全体にビーム走査すること を可能とするのみならず、同時に複数のビーム走査を可能とすることで、ビーム 走査周期を短縮する様子も同時に説明するものである。

【００１１】 図３はこの考案の実施例を３次元的に説明するものであり、フェーズド・アレ ー・アンテナ数を３とした時の半球空間の覆域に対するビーム走査の様子を示し ている。図３において１はフェーズド・アレー・アンテナであり、ｘ、ｙ、ｚは 各座標軸、θはｚ軸からｘｙ平面に対するビーム指向角、ψはｙ軸からｘ軸に対 するビーム指向角、ｆは周波数である。またθ、ψ、ｆのサフィックスは各フェ ーズド・アレー・アンテナの番号を示している。ここで、各ビームをベクトルで 表現すると次式のようになる。

【００１２】

【数１】

【００１３】

【数２】

【００１４】

【数３】

【００１５】 したがって各ビームのベクトル積をとることで、各ビームの指向角の角度間隔 を算出できるため、周波数の最適割付が可能となる。

【００１６】

【考案の効果】

この考案は以上説明したように、フェーズド・アレー・アンテナの開口素子を 円筒状に配列することにより、機械的な回転なしに全周をビーム走査できるのみ ならず、周波数の異る送信機を複数備え、ビーム走査制御機能を付加することに より、同時に複数のビーム走査できる効果がある。 また、複数のビーム走査を同時に実現することにより、ビーム走査周期を短縮 する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例によるレーダ装置の機能ブ
ロック図である。

【図２】この考案の効果を説明する２次元ビーム走査図
である。

【図３】この考案の原理を説明する３次元ビーム走査図
である。

【図４】従来のレーダ装置の機能ブロック図である。

【符号の説明】

１ フェーズド・アレー・アンテナ ２ 送受切換器 ３ 送信機 ４ 受信機 ５ 信号処理器 ６ ビーム走査処理器 ７ ビーム制御器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電波を放射及び受信し、かつ電子的にビ
   ーム放射方向を可変とする移相器を備えた複数の円筒型
   フェーズド・アレー・アンテナと、ビーム指向角を設定
   してそのビーム指向角を空間の絶対座標系からアンテナ
   面座標系に変換し、さらに移相器の位相情報に変換して
   アンテナ内の移相器設定するビーム走査処理器を複数備
   え、干渉のない周波数の組合せを選択し、各フェーズド
   ・アレー・アンテナのビーム指向角を設定してビーム走
   査シーケンスを制御するビーム制御器と、周波数の異な
   る複数の送信機と、送信機の周波数に対応した複数の受
   信機を備えたことを特徴とするレーダ装置。