JPH09101363A - 標定レーダ装置 - Google Patents

標定レーダ装置

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JPH09101363A
JPH09101363A JP26002895A JP26002895A JPH09101363A JP H09101363 A JPH09101363 A JP H09101363A JP 26002895 A JP26002895 A JP 26002895A JP 26002895 A JP26002895 A JP 26002895A JP H09101363 A JPH09101363 A JP H09101363A
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JP
Japan
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target
angle
scanning
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azimuth
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Pending
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JP26002895A
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English (en)
Inventor
Katsuya Yamakawa
克也 山川
Satoru Obuki
了 尾吹
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 方位方向の走査幅を広くしても、高速で弾道
飛行する目標を捕捉して、標定演算を行えるようにす
る。 【解決手段】 フェーズドアレイアンテナ装置11を用
いて、デジタルビーム形成器12によって高低方向及び
方位方向にそれぞれ十分幅の広いビームを形成し、所定
の速度で方位方向に走査する。デジタルビーム形成器1
2は、モノパルス方式を採用し、個々の受信ビームから
和のパターンΣと差のパターンΔの各成分を抽出する。
モノパルス測角処理装置13はΣ及びΔパターン成分か
ら目標の方位角及び高低角を測角し、同時に受信タイミ
ングから距離及び受信時間を計測する。標定演算処理装
置14は、走査毎に得られた方位角、高低角及び距離か
らなる目標位置情報及び捕捉時間情報から標定演算を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速で弾道飛行す
る砲弾等の目標を捕捉し、この捕捉情報から弾道飛行す
る目標の発射位置または着地位置等の標定情報を高精度
に演算する標定レーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の標定レーダ装置にあっては、図5
に示すように、フェーズドアレイアンテナ装置ATによ
りペンシルビームPBを比較的狭い範囲で方位方向に走
査し、また順次高低角を切り替えて同様の走査を行うこ
とで、複数枚(図では3枚)のビーム幕B1,B2,B
3を形成するようにしている。このようにして形成され
た複数のビーム幕B1〜B3内を弾道飛行する目標Tが
通過した場合、各ビーム幕B1〜B3からそれぞれ目標
Tの位置情報(距離、方位角、高低角)及び捕捉時間情
報が得られる。そこで、これらの捕捉情報から標定演算
を行い、目標Tの発射位置または着地位置を求めるよう
にしている。
【0003】ここで、目標Tの位置情報のうち、方位角
及び高低角は、目標Tを捕捉したビームPBのビーム走
査角から求めている。これは、ビーム幅が狭く、また方
位走査間隔が狭いペンシルビームPBによって目標Tを
捕捉しているゆえ、その目標捕捉時点のビーム走査角
(方位角、高低角)を目標Tの方向情報(方位角、高低
角)と同一であると見なすことができるためである。
【0004】このとき、方位走査間隔が狭いために、図
6に示すように、同一ビーム幕内において、複数のビー
ムa,b,cで目標Tが捕捉される場合があるが、この
場合には目標Tが捕捉された複数のビームa〜cの中の
中央のビームbのビーム走査角(方位角、高低角)を目
標Tの方向情報(方位角、高低角)としている。
【0005】また、標定演算では、弾道計算の手法を使
用して目標の発射位置または着地位置を求めている。こ
のため、図7に示すように、弾道計算に必要な情報を目
標の捕捉情報より求める必要がある。
【0006】この弾道計算に必要な情報とは、目標の弾
道上の位置情報と速度情報である。位置情報について
は、捕捉情報のうちの位置情報を使用できるが、速度情
報については、図8に示すように、各ビーム幕B1〜B
3により複数の捕捉情報を得て、各捕捉情報の位置情報
及び時間情報より求めている。尚、図8において、dは
弾道計算に必要な情報(位置情報、速度情報)、eは弾
道計算区間、fは発射位置を示している。
【0007】ところで、上記の標定レーダ装置におい
て、高速で弾道飛行する目標Tを確実に捕捉できるよう
にするためには、目標Tが一つのビーム幕を通過する時
間よりも走査時間を短くする必要がある。また、各ビー
ム幕B1〜B3がペンシルビームPBを方位方向に走査
することにより形成されているため、ビーム幕の高低方
向の幅が狭く、目標Tがビーム幕中を通過する時間は極
めて短い。
【0008】したがって、上記の標定レーダ装置におい
ては、高速で弾道飛行する目標Tを確実に捕捉できるよ
うにするためには、高速走査が不可欠となる。このた
め、走査時間の増加につながる、方位方向の走査幅を広
くすることは極めて困難であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の標定レーダ装置では、ペンシルビームを走査するこ
とで複数枚のビーム幕を形成しているため、各ビーム幕
を通過する目標を確実に捕捉できるようにするために
は、目標の移動速度以上に走査速度を高速化する必要が
あり、もはや方位方向に走査幅を広げることは困難であ
った。
【0010】本発明の課題は、上記の問題を解決し、方
位方向の走査幅を広くしても、高速で弾道飛行する目標
を捕捉して標定演算を行うことができる標定レーダ装置
を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明に係る標定レーダ装置は、ペンシルビームと
比較して少なくとも高低方向に幅の広い広角ビームを方
位方向に走査することによりビーム幕を形成するビーム
幕形成手段と、この手段で形成されたビーム幕を通過す
る目標の捕捉情報として位置情報及び捕捉時間情報を測
定する捕捉情報測定手段と、この手段で得られた目標の
捕捉情報に基づいて目標の標定情報を求める標定演算手
段とを具備して構成するようにした。
【0012】上記構成では、例えば従来の標定レーダ装
置により形成される複数のビーム幕を包含できるような
幅とすることで、従来の標定レーダ装置では目標を捕捉
できないビーム幕間の領域でも目標を捕捉できるように
する。これによって、目標がビーム幕内を通過する時間
が従来の標定レーダ装置と比較して長くなり、その分走
査時間を短くすることができるようになり、その走査時
間が短くなる分だけ走査幅を広くすることが可能とな
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図3を参照して本
発明の一実施形態を詳細に説明する。図1は本発明に係
る標定レーダ装置の構成を示すものである。図1におい
て、11はフェーズドアレイアンテナ装置であり、この
アンテナ装置11が形成するビームはデジタルビーム形
成器12によって制御される。このデジタルビーム形成
器12は、アンテナ装置11が高低方向及び方位方向に
それぞれ十分幅の広いビームを形成し、所定の速度で方
位方向に走査するように制御する。そのビームの高低方
向の幅は、従来の標定レーダ装置における複数枚のビー
ム幕の高低方向の広がりに相当させ、方位方向の幅は走
査速度に応じて決定する。
【0014】また、上記デジタルビーム形成器12は、
モノパルス方式を採用し、個々の受信ビームから和のパ
ターンΣと差のパターンΔの各成分を抽出する。これら
のパターン成分はモノパルス測角処理装置13に送られ
る。このモノパルス測角部13はΣ成分、Δ成分から目
標を捕捉して方位角及び高低角を測角し、同時に受信タ
イミングから距離及び受信時間を計測する。これによっ
て、走査毎に得られた方位角、高低角及び距離からなる
目標位置情報及び捕捉時間情報は標定演算処理装置14
に送られ、前述の標定演算に供される。
【0015】上記構成において、以下にその動作を説明
する。図2は上記デジタルビーム形成器12により、ア
ンテナ装置11で形成されるビームを方位方向に走査し
ている様子を示している。すなわち、この標定レーダ装
置では、図2に示すように、高低方向に幅の広いビーム
(以下、広角ビームと称する)LBを方位方向に走査
し、高低方向に幅の広いビーム幕B0を一枚形成するよ
うにしている。
【0016】ビームLBの高低角幅は、例えば従来の標
定レーダ装置により形成される複数のビーム幕(図5で
はB1〜B3)を包含できるような幅とする。これによ
り、従来の標定レーダ装置では目標Tを捕捉できないビ
ーム幕間の領域でも目標Tを捕捉することが可能とな
り、目標Tがビーム幕B0内を通過する時間は従来の標
定レーダ装置と比較して長くなる。そのため、従来の標
定レーダ装置と比較して走査時間を短くできる。したが
って、その走査時間が短くなる分だけ走査幅を広くする
ことが可能となる。
【0017】また、方位方向についてもビーム幅を広く
し、従来の標定レーダ装置よりも方位走査間隔を広げ
る。これにより、従来の標定レーダ装置と比較して、同
一方位走査幅を走査するために必要な走査時間を短くす
ることができる。したがって、その走査時間が短くなる
分だけ、走査幅を広くすることが可能となる。
【0018】また、従来の標定レーダ装置では、複数枚
のビーム幕を形成するために、1回の走査に対して形成
するビーム幕数だけ方位走査を行う必要があるが、本実
施形態の標定レーダ装置では、1枚のビーム幕B0のみ
を形成するので、1回の走査に対して方位走査は1回行
えばよい。このため、従来の標定レーダ装置と比較し
て、走査時間を短くすることができる。したがって、そ
の走査時間が短くなる分だけ走査幅を広くすることが可
能となる。
【0019】ここで、本実施形態の標定レーダ装置にお
いても、従来の標定レーダ装置と同様に、標定演算のた
めには目標Tに対して複数の捕捉情報(位置情報、捕捉
時間情報)が必要となる。これに対し、本実施形態の標
定レーダ装置では、目標Tがビーム幕B0を通過してい
る間はビーム走査毎に目標Tを捕捉することができるの
で、図3に示すように目標Tに対して複数の捕捉情報を
得ることができる。
【0020】但し、従来の標定レーダ装置では、ペンシ
ルビームで目標Tを捕捉していたので、目標Tが捕捉さ
れたビームのビーム走査角(方位角、高低角)を目標方
向情報(方位角、高低角)としていたが、本実施形態の
標定レーダ装置では、ビーム幅が方位方向及び高低方向
とも広いために、目標Tが捕捉されたビームLBのビー
ム走査角(方位角、高低角)を目標Tの方向情報(方位
角、高低角)と見なすことはできない。
【0021】そこで、本実施形態の標定レーダ装置で
は、広角ビームLBで目標Tの方向情報(方位角、高低
角)を得るために、広角ビームLB内での目標Tの方向
情報(方位角、高低角)の測定が可能な、モノパルス方
式(「レーダ技術」電子通信学会編275頁参照)を利
用する。
【0022】すなわち、デジタルビーム形成器12にお
いて、個々の受信ビームから和のパターンΣと差のパタ
ーンΔの各成分を抽出する。これらのパターン成分をモ
ノパルス測角部13に入力し、Σパターン成分、Δパタ
ーン成分から目標を捕捉して方位角及び高低角を測角
し、同時に受信タイミングから距離及び受信時間を計測
する。
【0023】これにより、高低方向に幅の広い1枚のビ
ーム幕B0から、目標Tに対する複数の捕捉情報(位置
情報及び時間情報)が得られ、この捕捉情報より標定演
算処理装置14にて標定演算を行い、目標Tの発射位置
または着地位置を求めることができる。
【0024】したがって、上記構成による標定レーダ装
置は、従来の標定レーダ装置と比較して走査幅を広くし
ても、高速で弾道飛行する目標を捕捉することができる
ようになり、また捕捉情報より標定演算を行って目標の
発射位置または着地位置の標定情報を得ることが可能と
なる。
【0025】尚、上記実施形態ではビームを方位方向に
のみ走査するものとしたが、図4(a)に示すように、
高低方向に交互に走査するようにしてもよい。この場
合、走査速度を変えることなく目標捕捉可能な高低角を
大きくとれるため、標定演算誤差を小さくすることがで
きる。
【0026】また、ビーム走査は直線的である必要はな
く、例えば図4(b)に示すように、地形に合わせて走
査するようにしてもよい。この走査方式によれば、谷間
にもビーム幕を形成することができるので、標定可能な
範囲を広げることができ、山間部のような場所でも標定
することができるようになる。
【0027】以上のことから、図1に示すように、走査
モード選択装置15を設けてデジタルビーム形成器12
にモード選択信号を送り、使用環境に合わせてビーム走
査方式を切り替えられるようにすれば、いっそう効果的
である。
【0028】尚、上記実施形態では、デジタルビーム形
成器を用いてデジタル処理によってビーム形成を行う場
合について説明したが、アナログ処理によっても実現可
能であることはいうまでもない。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、方位方向
の走査幅を広くしても、高速で弾道飛行する目標を捕捉
して標定演算を行うことができる標定レーダ装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る標定レーダ装置の一実施形態の構
成を示すブロック図。
【図2】同実施形態のビーム幕と目標の関係を示す概念
図。
【図3】同実施形態の目標とビーム走査の関係を示す概
念図。
【図4】同実施形態の他のビーム走査方式によるビーム
幕形状を示す概念図。
【図5】従来の標定レーダ装置のビーム幕と目標の関係
を示す概念図。
【図6】従来の標定レーダ装置の目標とビーム走査の関
係を示す概念図。
【図7】従来の標定レーダ装置の標定演算の処理系統を
示すブロック図。
【図8】従来の標定レーダ装置の標定演算の弾道計算区
間を示す概念図。
【符号の説明】
AT…フェーズドアレイアンテナ装置 PB…ペンシルビーム LB…広角ビーム B0,B1〜B3…ビーム幕 T…目標(砲弾) 11…フェーズドアレイアンテナ装置 12…デジタルビーム形成器 13…モノパルス測角処理装置 14…標定演算処理装置 15…走査モード選択装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ペンシルビームと比較して少なくとも高低
    方向に幅の広い広角ビームを方位方向に走査することに
    よりビーム幕を形成するビーム幕形成手段と、 この手段で形成されたビーム幕を通過する目標の捕捉情
    報として位置情報及び捕捉時間情報を測定する捕捉情報
    測定手段と、 この手段で得られた目標の捕捉情報に基づいて目標の標
    定情報を求める標定演算手段とを具備する標定レーダ装
    置。
  2. 【請求項2】前記ビーム幕形成手段は、さらにペンシル
    ビームと比較して方位方向にビーム幅を広げることを特
    徴とする請求項1記載の標定レーダ装置。
  3. 【請求項3】前記捕捉情報測定手段は、モノパルス方式
    により目標の高低角及び方位角を測角することを特徴と
    する請求項1記載の標定レーダ装置。
  4. 【請求項4】前記ビーム幕形成手段は、高低方向に順次
    切り替えながら方位方向にビームを走査することを特徴
    とする請求項1記載の標定レーダ装置。
  5. 【請求項5】前記ビーム幕形成手段は、地形に沿ってビ
    ームを走査することを特徴とする請求項1記載の標定レ
    ーダ装置。
  6. 【請求項6】前記ビーム幕形成手段は、複数のビーム走
    査モードを備え、使用環境に応じてビーム走査モードを
    選択するモード選択機能を有することを特徴とする請求
    項1記載の標定レーダ装置。
JP26002895A 1995-10-06 1995-10-06 標定レーダ装置 Pending JPH09101363A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007101304A (ja) * 2005-10-03 2007-04-19 Sri Sports Ltd ボール計測装置
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JP2009036667A (ja) * 2007-08-02 2009-02-19 Toshiba Corp 標定レーダ装置
JP2014514550A (ja) * 2011-03-30 2014-06-19 レイセオン カンパニー 目標のsnrにおける変動に応答する目標追跡レーダ及び方法
CN111638507A (zh) * 2020-06-05 2020-09-08 森思泰克河北科技有限公司 一种基于雷达的目标对象三维点云生成方法及装置

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