JPH0668542B2 - ホログラフイツクレ−ダ - Google Patents

ホログラフイツクレ−ダ

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JPH0668542B2
JPH0668542B2 JP62091189A JP9118987A JPH0668542B2 JP H0668542 B2 JPH0668542 B2 JP H0668542B2 JP 62091189 A JP62091189 A JP 62091189A JP 9118987 A JP9118987 A JP 9118987A JP H0668542 B2 JPH0668542 B2 JP H0668542B2
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由昌 大橋
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はホログラフィックレーダの小型軽量化に関す
るものである。
〔従来の技術〕
第2図はIEEE,EASCON-78に発表されたアブラハム E.
ルビン(ABRAHAM E.RUVIN)とレオナルド ワインバーグ
(LEONARD WEINBERG)の両氏の論文「レーダのディジタル
マルチビーム形成技術(DIGITAL MULTIPLE BEAMFORMING
TECHNIQUES FOR RADAR")」に示された受信のホログラフ
ィックレーダの構成を示す図であり、図において、1は
素子アンテナ、2はN個の素子アンテナからなるアンテ
ナアレー、3は各素子アンテナに接続され素子アンテナ
で受信された高周波信号を増幅するRFアンプ、4は高
周波信号を中間周波信号に変換するミキサ、5はミキサ
4から出力された中間周波信号を増幅するIFアンプ、
6は中間周波信号の位相を保存しながらベースバンドの
複素ビデオ信号に変換するための位相検波器、7は位相
検波器6のin phaseチャンネル(以下Iチャンネルと呼
ぶ)及びquadratureチャンネル(以下Qチャンネルと呼
ぶ)の各出力に接続されたローパスフィルタ(以下LP
Fと呼ぶ)、8はLPF7に接続され、ベースバンドに
変換された複素ビデオ信号をA/D変換するA/D変換
器、9はビーム形成の際のサイドローブレベルを調整す
るための重み付けを行う出力レベル調整器、10は3〜
9の各部分で構成された受信機、11は各素子アンテナ
1に接続された受信機10の出力に対してディジタル演
算を行うことにより、素子アンテナ数に相当する数のマ
ルチビームを形成するディジタルマルチビームの形成器
である。
次に、従来のこの種の装置の動作について説明する。N
個の素子アンテナ1で受信された高周波信号は、RFア
ンプ3で増幅された後ミキサ4で中間周波信号に変換さ
れ、再びIFアンプ5で増幅される。この中間周波信号
は位相検波器6で位相検波され、Iチャンネル及びQチ
ャンネルからなる複素ビデオ信号に変換される。複素ビ
デオ信号は、LPF7で帯域制限された後、A/D変換
器8でディジタル複素ビデオ信号に変換され、さらにビ
ーム形成の際のサイドローブ低減のための重み付けが出
力レベル調整器9で行われた後、ディジタルマルチビー
ム形成器11へ入力される。このとき、第3図に示すよ
うにN個の素子アンテナの並んでいる方向をX軸とし、
高周波信号すなわち電波の到来方向とX軸とのなす角を
電波の到来角度αとし、素子アンテナの間隔をd、波長
λとすると、隣り合った素子アンテナで受信される信号
の位相差は、2πd cosα/λとなるから、ディジタル
マルチビーム形成器11では第1式 r=−N/2,0,…,N/2−1 を計算することによって、α=cos-1(rλ/Nd)
に最大利得を有するビームをN本(r=−N/2,…,
0,…,N/2−1)形成できる。但し、第1式におい
てWはサイドローブ抑圧のための重み係数で、各アン
テナ素子に接続された受信機10内の出力レベル調整器
9で与えられる。
このとき、第r番目のビームのビーム幅δは、第2式 で与えられ、第r番目と第r−1番目のビームの間隔Δ
αは、第3式 で与えられる。第2式のwは重み係数Wによって決ま
る定数で、一般に0.88〜1.3程度に設定される。
ディジタルマルチビーム形成器11において、第1式は
ディスクリートフーリエ変換(Discrete Fourier Trans
form;DFT)を示す式となっている。ホログラフィッ
クレーダでは、素子アンテナのビーム幅で決まる視野す
なわち観測範囲内に効率良くマルチビームを形成するた
めに、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform;F
FT)アルゴリズムが利用される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のホログラフィックレーダは、以上のように構成さ
れているので、素子アンテナの数に一致する数の受信機
が必要であり、高周波段でアナログビーム形成を行うフ
ェーズド・アレー・レーダに比較して多数の受信機を必
要とし、その重量及びサイズが大きく且つ多大な電力を
必要とするという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、小型かつ軽量化されたホログラフィックレー
ダを得ることを目的とする。
〔問題を解決するための手段〕
この発明に係るホログラフィックレーダは、複数の素子
アンテナからなるアンテナ・アレーと、上記素子アンテ
ナK個(K:2以上の整数)に対して1台の割合で設け
られ、各素子アンテナで受信される受信信号を復調しデ
ジタル複素ビデオ信号を出力する受信手段と、上記各素
子アンテナに対応して設けられ、上記受信手段からのデ
ジタル複素ビデオ信号を格納する複数のメモリと、上記
素子アンテナと上記受信機との間に設けられ、K個の上
記素子アンテナの受信信号を所定間隔毎に順次切換えて
上記受信手段に入力するための第1のスイッチと、上記
受信手段と上記メモリとの間に設けられ、上記第1のス
イッチに同期して上記受信手段の出力を切換えてK個の
上記メモリに順次格納するための第2のスイッチと、上
記複数のメモリから出力されるデジタル複素ビデオ信号
を用いてマルチビームを形成するディジタルマルチビー
ム形成手段とを設けるようにしたものである。
〔作用〕
この発明におけるホログラフィックレーダにおいて、上
述のように、受信手段とディジタルマルチビーム形成手
段との間に各素子アンテナに対応してメモリを設けると
ともに、素子アンテナと受信手段および受信手段と上記
メモリとの間に接続切換えのための第1,第2のスイッ
チを設け、第2のスイッチを第1のスイッチに同期して
所定間隔で切換えることにより、1台の受信手段で、時
分割によりK個の素子アンテナ出力を復調し、この復調
結果であるデジタル複素ビデオ信号を順次上記メモリに
格納するようにしたので、1台の受信手段でK個の素子
アンテナ出力の復調が可能となり、受信手段の個数が減
少し重量およびサイズが小型になる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、12は素子アンテナ1と受信機10との接
続を切り換えるスイッチ、13は受信機10とメモリ1
4との接続を切り換えるスイッチ、14は受信機10の
出力を格納するメモリである。なお、1〜11までの各
部は従来のホログラフィックレーダと同一の部品又は手
段である。
以下、図に従って本実施例に係るホログラフィックレー
ダの動作について説明する。受信機10及びディジタル
マルチビーム形成器11の内部動作は従来のホログラフ
ィックレーダの動作と同一であるので省略し、本実施例
で新たに付加されたスイッチ12及び13並びにメモリ
14の動作について詳細に説明する。
このホログラフィックレーダでは、素子アンテナ数N及
び受信機台数Lは、その比K=N/Lが自然数となるよ
うな組合せが選定され、連続したK個の素子アンテナ毎
に1台の受信機10が割り当てられる。L個の受信機1
0及びその入出力端に付加された切換スイッチ12及び
13の動作はすべて同じである。
スイッチ12は観測の開始、即ち第1番目の送信パルス
に同期して切換えられ、各受信機10に割り当てられた
連続したK個の素子アンテナの中の第1番目の素子アン
テナと受信機10の入力端子とを接続し、スイッチ13
は上記受信機10の出力端子と当該受信機10に割り当
てられたK個のメモリとを接続する。この状態は、次の
送信パルスすなわち第2番目の送信パルスが発射される
まで継続され、この間第1番目の素子アンテナで受信さ
れたすべてのレンジビンの高周波信号の増幅、検波及び
A/D変換等が行われ、ディジタル複素ビデオ信号が第
1番目のメモリ14に格納される。そして、第2番目の
送信パルスに同期して上記スイッチ12及び13が切換
られ、これにより第2番目の素子アンテナと受信機10
の入力端子、同出力端子と第2番目のメモリとが接続さ
れ、第2番目の素子アンテナで受信された高周波信号が
同様に増幅,検波,A/D変換された後、メモリに格納
される。上記動作がK番目の送信パルスまで順次繰り返
される。各受信機10に割り当てられたK個のメモリ1
4のすべてにディジタル複素ビデオ信号が格納される
と、L個のすべての受信機10に各々割り当てられたK
個のメモリ14から、ディジタル複素ビデオ信号が同時
に読み出され、素子アンテナ数Nに等しい数すなわちK
L個のディジタル複素ビデオ信号が、ディジタルマルチ
ビーム形成器11へ入力される。
ディジタルマルチビーム形成器11ではあたかもN個の
素子アンテナとN個の受信機を用いた従来のホログラフ
ィックレーダの場合と同様に、N本のマルチビームを形
成する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係るホログラフィックレーダ
によれば、複数の素子アンテナからなるアンテナ・アレ
ーと、上記素子アンテナK個(K:2以上の整数)に対
して1台の割合で設けられ、各素子アンテナで受信され
る受信信号を復調しデジタル複素ビデオ信号を出力する
受信手段と、上記各素子アンテナに対応して設けられ、
上記受信手段からのデジタル複素ビデオ信号を格納する
複数のメモリと、上記素子アンテナと上記受信機との間
に設けられ、K個の上記素子アンテナの受信信号を所定
間隔毎に順次切換えて上記受信手段に入力ための第1の
スイッチと、上記受信手段と上記メモリとの間に設けら
れ、上記第1のスイッチに同期して上記受信手段の出力
を切換えてK個の上記メモリに順次格納するための第2
のスイッチと、上記複数のメモリから出力されるデジタ
ル複素ビデオ信号を用いてマルチビームを形成するディ
ジタルマルチビーム形成手段とを設けるようにしたの
で、第1、第2のスイッチを切換えることにより、1台
の受信手段で、K個の素子アンテナで受信された高周波
信号の処理を行うことができ、従来の装置と比較して受
信手段の個数を1/Kに削減でき、装置を小型・軽量化
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるホログラフィックレ
ーダの構成を示す図、第2図は従来のホログラフィック
レーダの構成を示す図、第3図はホログラフィックレー
ダの動作原理を説明するための図である。 1……素子アンテナ、2……アンテナ・アレー、10…
…受信機、11……ディジタルマルチビーム形成器、1
2,13……スイッチ、14……メモリ。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の素子アンテナからなるアンテナ・ア
    レーと、 上記素子アンテナK個(K:2以上の整数)に対して1
    台の割合で設けられ、各素子アンテナで受信される受信
    信号を復調しデジタル複素ビデオ信号を出力する受信手
    段と、 上記各素子アンテナに対応して設けられ、上記受信手段
    からのデジタル複素ビデオ信号を格納する複数のメモリ
    と、 上記各素子アンテナと上記受信手段との間に設けられ、
    K個の上記素子アンテナの受信信号を所定間隔毎に順次
    切換えて上記受信機に入力するための第1のスイッチ
    と、 上記受信手段と上記メモリとの間に設けられ、上記第1
    のスイッチに同期して上記受信手段の出力を切換えてK
    個の上記メモリに順次格納するための第2のスイッチ
    と、 上記複数のメモリから出力されるデジタル複素ビデオ信
    号を用いてマルチビームを形成するディジタルマルチビ
    ーム形成手段とを備えたことを特徴とするホログラフィ
    ックレーダ。
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