JPH09184881A - ３次元レーダ装置 - Google Patents
３次元レーダ装置Info
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- JPH09184881A JPH09184881A JP7354470A JP35447095A JPH09184881A JP H09184881 A JPH09184881 A JP H09184881A JP 7354470 A JP7354470 A JP 7354470A JP 35447095 A JP35447095 A JP 35447095A JP H09184881 A JPH09184881 A JP H09184881A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３次元レーダ装置における目標の高低角度の
測角において充分な目標受信レベルで測角処理が行える
ようにすること。 【解決手段】 測角処理データ信頼性判定手段６を設け
て目標受信レベルを監視し、受信レベルが予め定めた基
準値に達しない場合には、測角処理データに信頼性がな
いことを示す信号をビーム走査スケジューリング手段10
へ送り、同一目標に対し再度追尾測角を行うようビーム
走査スケジュールを変更するとともにこの変更したスケ
ジュール信号を受けたビーム走査方位／仰角計算手段９
は測角のためのビーム高低角の角度切替ステップ幅を小
さくするよう計算し、ビーム角制御信号を空中線装置へ
送り小さいステップ幅にすることにより目標受信レベル
を高くする。
測角において充分な目標受信レベルで測角処理が行える
ようにすること。 【解決手段】 測角処理データ信頼性判定手段６を設け
て目標受信レベルを監視し、受信レベルが予め定めた基
準値に達しない場合には、測角処理データに信頼性がな
いことを示す信号をビーム走査スケジューリング手段10
へ送り、同一目標に対し再度追尾測角を行うようビーム
走査スケジュールを変更するとともにこの変更したスケ
ジュール信号を受けたビーム走査方位／仰角計算手段９
は測角のためのビーム高低角の角度切替ステップ幅を小
さくするよう計算し、ビーム角制御信号を空中線装置へ
送り小さいステップ幅にすることにより目標受信レベル
を高くする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子走査方式の３
次元レーダ装置における目標高低角（仰角）の測角精度
の向上技術に関するものである。
次元レーダ装置における目標高低角（仰角）の測角精度
の向上技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子走査方式の３次元レーダ装置
は、空中線ビームの捜索走査と追尾走査の時間割当てを
定めるビーム走査スケジュールに基づき空中線ビームの
目標捜索走査の途中で、すでに捜索捕捉された目標の高
低角の測角処理を行い、得られた角度データに基づき目
標の航跡追尾処理を行っている。ビーム走査スケジュー
ルの一例を図２の（ａ）に示す。
は、空中線ビームの捜索走査と追尾走査の時間割当てを
定めるビーム走査スケジュールに基づき空中線ビームの
目標捜索走査の途中で、すでに捜索捕捉された目標の高
低角の測角処理を行い、得られた角度データに基づき目
標の航跡追尾処理を行っている。ビーム走査スケジュー
ルの一例を図２の（ａ）に示す。
【０００３】即ち、当該３次元レーダ装置に定められた
空域を一周捜索走査を行って行く途中で、すでに捕捉さ
れている１ないし複数の目標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に対し
短時間追尾走査を行う。このとき、追尾対象目標の高低
角（仰角）を測定（測角）する。測角は追尾目標に対し
アンテナビームの角度を少し変えて少なくとも２つの角
度で送受波し、そのときのそれぞれの目標受信レベルか
ら算出することにより行われている。これは、アンテナ
パターンが既知であること、即ち中心軸からの角度とそ
の角度における減衰量が既知であること、また送受波し
たときのビーム中心軸の仰角は当然知れていることか
ら、２つのビーム角における目標受信レベルが測定され
れば、目標は、送受波を行ったときの仰角の間のどの角
度にあるかを知ることができるという原理によるもので
ある。この関係を図示すると図３のようになる。
空域を一周捜索走査を行って行く途中で、すでに捕捉さ
れている１ないし複数の目標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に対し
短時間追尾走査を行う。このとき、追尾対象目標の高低
角（仰角）を測定（測角）する。測角は追尾目標に対し
アンテナビームの角度を少し変えて少なくとも２つの角
度で送受波し、そのときのそれぞれの目標受信レベルか
ら算出することにより行われている。これは、アンテナ
パターンが既知であること、即ち中心軸からの角度とそ
の角度における減衰量が既知であること、また送受波し
たときのビーム中心軸の仰角は当然知れていることか
ら、２つのビーム角における目標受信レベルが測定され
れば、目標は、送受波を行ったときの仰角の間のどの角
度にあるかを知ることができるという原理によるもので
ある。この関係を図示すると図３のようになる。
【０００４】図の３つの曲線（実線２つ、点線１つ）
は、アンテナパターンを示す曲線である。横軸は高低角
度を示し、縦軸は目標受信レベルを示す。曲線はアンテ
ナパターンを示しており、受信レベルの最大方向即ちビ
ーム方向の角度をφ1 にしたときとφ2 にしたときの２
つの曲線が実線で描かれている。即ちアンテナビーム高
低角度切替ステップ幅はΔφということになる。同一ア
ンテナのパターンであるから曲線形状は当然のことなが
ら同じである。
は、アンテナパターンを示す曲線である。横軸は高低角
度を示し、縦軸は目標受信レベルを示す。曲線はアンテ
ナパターンを示しており、受信レベルの最大方向即ちビ
ーム方向の角度をφ1 にしたときとφ2 にしたときの２
つの曲線が実線で描かれている。即ちアンテナビーム高
低角度切替ステップ幅はΔφということになる。同一ア
ンテナのパターンであるから曲線形状は当然のことなが
ら同じである。
【０００５】今、アンテナビームがφ1 のときの受信レ
ベルがＡで、φ2 のときの受信レベルがＢであれば目標
の高低角度はφa ということになる。逆に、アンテナビ
ームがφ1 のときの受信レベルがＢで、φ2 のときの受
信レベルがＡであれば目標の高低角度はφb ということ
になる。
ベルがＡで、φ2 のときの受信レベルがＢであれば目標
の高低角度はφa ということになる。逆に、アンテナビ
ームがφ1 のときの受信レベルがＢで、φ2 のときの受
信レベルがＡであれば目標の高低角度はφb ということ
になる。
【０００６】同様にして、アンテナビーム角度が、φ1
のときに受信レベルがＣで、φ2 のときＤであれば目標
の高低角度はφc となる。このようにして、目標の高低
角を測定しながら航跡追尾処理を行っている。
のときに受信レベルがＣで、φ2 のときＤであれば目標
の高低角度はφc となる。このようにして、目標の高低
角を測定しながら航跡追尾処理を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の測角には次のような問題がある。今、受信機のノイ
ズレベルがＮであれば、受信レベルＤはノイズレベルＮ
より低いことになる。従って、高低角度φc の目標をア
ンテナビームφ2 で受信したときの目標受信信号は、受
信機ノイズに埋もれて検出できないか、或いは検出でき
たとしてもノイズに重畳されているためレベルが不安定
である。従って、このような場合、測角が不能となるか
或いは非常に不安定で信頼性に欠けるものとなるという
問題である。
来の測角には次のような問題がある。今、受信機のノイ
ズレベルがＮであれば、受信レベルＤはノイズレベルＮ
より低いことになる。従って、高低角度φc の目標をア
ンテナビームφ2 で受信したときの目標受信信号は、受
信機ノイズに埋もれて検出できないか、或いは検出でき
たとしてもノイズに重畳されているためレベルが不安定
である。従って、このような場合、測角が不能となるか
或いは非常に不安定で信頼性に欠けるものとなるという
問題である。
【０００８】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑みて、このような場合に対処可能な測角手段を具備し
た３次元レーダ装置を提供することにある。
鑑みて、このような場合に対処可能な測角手段を具備し
た３次元レーダ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次の手段構成を有する。即ち、本発明の
３次元レーダ装置は、空中線ビームの捜索走査と追尾走
査の時間割当てを定めるビーム走査スケジュールに基づ
き空中線ビームの目標捜索走査の途中で、すでに捜索捕
捉された目標の高低角の測角処理を行い、得られた角度
データに基づき目標の航跡追尾処理を行う電子走査方式
の３次元レーダ装置であって、測角処理を行ったときの
目標受信レベルが予め定められたレベルに達しないとき
は測角処理データの信頼性がないことを示す信号を出力
する測角処理データ信頼性判定手段と、前記信号を受け
るとビーム走査スケジュールの次の追尾時間に再び当該
目標の追尾を行わせるように指示するビーム走査スケジ
ューリング手段と、ビーム走査スケジューリング手段か
ら再追尾の指示を受けると測角のための仰角ステップを
通常追尾の場合よりも小さくするビーム走査仰角計算手
段を有することを特徴とする３次元レーダ装置である。
達成するために次の手段構成を有する。即ち、本発明の
３次元レーダ装置は、空中線ビームの捜索走査と追尾走
査の時間割当てを定めるビーム走査スケジュールに基づ
き空中線ビームの目標捜索走査の途中で、すでに捜索捕
捉された目標の高低角の測角処理を行い、得られた角度
データに基づき目標の航跡追尾処理を行う電子走査方式
の３次元レーダ装置であって、測角処理を行ったときの
目標受信レベルが予め定められたレベルに達しないとき
は測角処理データの信頼性がないことを示す信号を出力
する測角処理データ信頼性判定手段と、前記信号を受け
るとビーム走査スケジュールの次の追尾時間に再び当該
目標の追尾を行わせるように指示するビーム走査スケジ
ューリング手段と、ビーム走査スケジューリング手段か
ら再追尾の指示を受けると測角のための仰角ステップを
通常追尾の場合よりも小さくするビーム走査仰角計算手
段を有することを特徴とする３次元レーダ装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、上述のように目標に対
し或るアンテナビーム角度で送受波し、次に角度を変え
て再び送受波し、それぞれの目標受信レベルから上記２
つの角度の間における目標の角度を算出する測角手段に
おいて、目標からの受信レベルが低く測角の精度が充分
得られない場合に、前記２つの角度の間隔を狭めること
即ち角度変化のステップ幅を小さくすることにより受信
レベルを上げて精度を上げる手段を３次元レーダ装置の
高低角測角手段に適用したものである。
し或るアンテナビーム角度で送受波し、次に角度を変え
て再び送受波し、それぞれの目標受信レベルから上記２
つの角度の間における目標の角度を算出する測角手段に
おいて、目標からの受信レベルが低く測角の精度が充分
得られない場合に、前記２つの角度の間隔を狭めること
即ち角度変化のステップ幅を小さくすることにより受信
レベルを上げて精度を上げる手段を３次元レーダ装置の
高低角測角手段に適用したものである。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。図１は、本発明の実施例の構成を示すブ
ロック図である。空中線装置１は電子走査方式の空中線
であり、内部にモジュール化された受信手段２および送
信手段３が実装されている。信号処理装置４は、目標検
出／測角処理手段５、測角処理データ信頼性判定手段６
および航跡追尾処理手段７から構成されている。
して説明する。図１は、本発明の実施例の構成を示すブ
ロック図である。空中線装置１は電子走査方式の空中線
であり、内部にモジュール化された受信手段２および送
信手段３が実装されている。信号処理装置４は、目標検
出／測角処理手段５、測角処理データ信頼性判定手段６
および航跡追尾処理手段７から構成されている。
【００１２】ビーム制御装置８は、ビーム走査方位／仰
角計算手段９およびビーム走査スケジューリング手段１
０からなる。空中線ビームの捜索走査と追尾走査のスケ
ジュールはこのビーム走査スケジューリング手段１０で
定められ、ビーム走査方位／仰角計算手段９はビーム走
査スケジューリング手段１０からのスケジューリング信
号を受けて、これに基づいて、捜索走査および追尾（測
角）走査におけるビーム方向制御のための計算を行い、
この結果に基づいて空中線装置１における電子走査のた
めのフェーズドアレイの移相制御を行い空中線ビーム方
向を制御することになる。
角計算手段９およびビーム走査スケジューリング手段１
０からなる。空中線ビームの捜索走査と追尾走査のスケ
ジュールはこのビーム走査スケジューリング手段１０で
定められ、ビーム走査方位／仰角計算手段９はビーム走
査スケジューリング手段１０からのスケジューリング信
号を受けて、これに基づいて、捜索走査および追尾（測
角）走査におけるビーム方向制御のための計算を行い、
この結果に基づいて空中線装置１における電子走査のた
めのフェーズドアレイの移相制御を行い空中線ビーム方
向を制御することになる。
【００１３】捜索走査は予め定められた捜索パターンに
従って一定のビーム走査が行われるが、追尾（測角）走
査は、すでに捕捉されている目標の方へ空中線ビームを
向ける必要があるのでその方位および仰角（高低角）の
情報は目標検出／測角処理手段５から受けている。送信
手段３から出力された送信信号は、こうしてビーム走査
方位／仰角計算手段によって算出された方向に空中線装
置１から放射され、その方向の目標から反射されて戻っ
て来た電波は同じく空中線装置１で受けられた後、受信
手段２へ入力される。受信手段２の出力信号は目標検出
／測角処理手段５へ送られここで、空中線ビーム方向に
目標が存在した場合には目標検出が行われ、その目標に
ついて測角処理が行われる。
従って一定のビーム走査が行われるが、追尾（測角）走
査は、すでに捕捉されている目標の方へ空中線ビームを
向ける必要があるのでその方位および仰角（高低角）の
情報は目標検出／測角処理手段５から受けている。送信
手段３から出力された送信信号は、こうしてビーム走査
方位／仰角計算手段によって算出された方向に空中線装
置１から放射され、その方向の目標から反射されて戻っ
て来た電波は同じく空中線装置１で受けられた後、受信
手段２へ入力される。受信手段２の出力信号は目標検出
／測角処理手段５へ送られここで、空中線ビーム方向に
目標が存在した場合には目標検出が行われ、その目標に
ついて測角処理が行われる。
【００１４】測角の原理は従来技術のところで述べた通
りであるが、このとき、測角処理データ信頼性判定手段
６が目標の受信レベルを監視しており、受信レベルが予
め定めた基準レベル、例えば受信機ノイズレベル、或い
はその２倍のレベルとか３倍のレベルといったレベルに
達している場合には、航跡追尾処理手段７は、目標検出
／測角処理手段５で得られた角度データに基づき航跡追
尾処理を行う。ビーム走査スケジューリング手段１０も
図２の（ａ）に示すような定まったスケジュール信号を
出力している。
りであるが、このとき、測角処理データ信頼性判定手段
６が目標の受信レベルを監視しており、受信レベルが予
め定めた基準レベル、例えば受信機ノイズレベル、或い
はその２倍のレベルとか３倍のレベルといったレベルに
達している場合には、航跡追尾処理手段７は、目標検出
／測角処理手段５で得られた角度データに基づき航跡追
尾処理を行う。ビーム走査スケジューリング手段１０も
図２の（ａ）に示すような定まったスケジュール信号を
出力している。
【００１５】これに対して、例えば図２の（ｂ）のｔ1
における目標Ａに対する測角時の目標の受信レベルが基
準レベルに達していない場合には、測角処理データ信頼
性判定手段６は測角処理データの信頼性がないことを示
す信号をビーム走査スケジューリング手段１０へ送ると
ともに、航跡追尾処理手段７での航跡追尾処理を一時停
止する。
における目標Ａに対する測角時の目標の受信レベルが基
準レベルに達していない場合には、測角処理データ信頼
性判定手段６は測角処理データの信頼性がないことを示
す信号をビーム走査スケジューリング手段１０へ送ると
ともに、航跡追尾処理手段７での航跡追尾処理を一時停
止する。
【００１６】信頼性がないことを示す信号を受けたビー
ム走査スケジューリング手段１０は、ビーム走査スケジ
ュールを図２の（ａ）から（ｂ）のように変更する。即
ち、本来なら目標Ｂに対する追尾測角を行うべきｔ2 に
おいてもう一度目標Ａに対する測角を行わせるスケジュ
ール信号を出力するのである。この信号を受けたビーム
走査方位／仰角計算手段９では、ｔ2 におけるビーム方
向がもう一度目標Ａに向くように移相制御の計算を行う
とともに、仰角（高低角）の測角における変化ステップ
が小さくなるようにする。こうすることによって、目標
Ａからの受信レベルが上昇し、精度のよい測角が行える
ことになる。
ム走査スケジューリング手段１０は、ビーム走査スケジ
ュールを図２の（ａ）から（ｂ）のように変更する。即
ち、本来なら目標Ｂに対する追尾測角を行うべきｔ2 に
おいてもう一度目標Ａに対する測角を行わせるスケジュ
ール信号を出力するのである。この信号を受けたビーム
走査方位／仰角計算手段９では、ｔ2 におけるビーム方
向がもう一度目標Ａに向くように移相制御の計算を行う
とともに、仰角（高低角）の測角における変化ステップ
が小さくなるようにする。こうすることによって、目標
Ａからの受信レベルが上昇し、精度のよい測角が行える
ことになる。
【００１７】これを再び図３を参照して説明する。今、
高低角度がφc の目標に対して、高低角度の切替ステッ
プで幅がΔφだけあるφ1 とφ2 のビーム角度で測角を
行おうとすると、φ2 の場合の受信レベルはＤとなりノ
イズレベルＮより低いため測角精度に信頼性がないこと
になる。そこで、切替ステップ幅を小さくしてΔφS と
し、一方のビームの角度をφ2 からφ3 にすると、これ
によるφc 方向の目標の受信レベルはＥとなり、ノイズ
レベルＮを越え測角に充分なレベルになっているので、
角度φ1 とφ3 とで精度のよい測角が可能となる。
高低角度がφc の目標に対して、高低角度の切替ステッ
プで幅がΔφだけあるφ1 とφ2 のビーム角度で測角を
行おうとすると、φ2 の場合の受信レベルはＤとなりノ
イズレベルＮより低いため測角精度に信頼性がないこと
になる。そこで、切替ステップ幅を小さくしてΔφS と
し、一方のビームの角度をφ2 からφ3 にすると、これ
によるφc 方向の目標の受信レベルはＥとなり、ノイズ
レベルＮを越え測角に充分なレベルになっているので、
角度φ1 とφ3 とで精度のよい測角が可能となる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の３次元レ
ーダ装置においては、測角処理データ信頼性判定手段
で、測角時の目標受信レベルを監視し、受信レベルが予
め定めた基準値に達しない場合には、その角度データに
よる航跡追尾処理を行わず、ビーム走査スケジューリン
グ手段へ測角処理データの信頼性がないことを示す信号
を送り、再度同一目標に対して測角を行わせるように
し、更に、このスケジュール信号を受けたビーム走査方
位／仰角計算手段は仰角（高低角）の切替えステップ幅
を小さくするようにしたので目標受信レベルが高くな
り、精度のよい測角および航跡追尾が可能になるという
利点がある。
ーダ装置においては、測角処理データ信頼性判定手段
で、測角時の目標受信レベルを監視し、受信レベルが予
め定めた基準値に達しない場合には、その角度データに
よる航跡追尾処理を行わず、ビーム走査スケジューリン
グ手段へ測角処理データの信頼性がないことを示す信号
を送り、再度同一目標に対して測角を行わせるように
し、更に、このスケジュール信号を受けたビーム走査方
位／仰角計算手段は仰角（高低角）の切替えステップ幅
を小さくするようにしたので目標受信レベルが高くな
り、精度のよい測角および航跡追尾が可能になるという
利点がある。
【図１】本発明の電子走査方式３次元レーダ装置の実施
例の構成を示すブロック図である。
例の構成を示すブロック図である。
【図２】３次元レーダ装置におけるビーム走査スケジュ
ール図である。
ール図である。
【図３】測角の原理および角度切替ステップ幅を小さく
なることにより受信レベルが高くなり測角精度が高くな
ることの説明図である。
なることにより受信レベルが高くなり測角精度が高くな
ることの説明図である。
１ 空中線装置 ２ 受信手段 ３ 送信手段 ４ 信号処理装置 ５ 目標検出／測角処理手段 ６ 測角処理データ信頼性判定手段 ７ 航跡追尾処理手段 ８ ビーム制御装置 ９ ビーム走査方位／仰角計算手段 １０ ビーム走査スケジューリング手段
Claims (1)
- 【請求項１】 空中線ビームの捜索走査と追尾走査の時
間割当てを定めるビーム走査スケジュールに基づき空中
線ビームの目標捜索走査の途中で、すでに捜索捕捉され
た目標の高低角の測角処理を行い、得られた角度データ
に基づき目標の航跡追尾処理を行う電子走査方式の３次
元レーダ装置であって、測角処理を行ったときの目標受
信レベルが予め定められたレベルに達しないときは測角
処理データの信頼性がないことを示す信号を出力する測
角処理データ信頼性判定手段と、前記信号を受けるとビ
ーム走査スケジュールの次の追尾時間に再び当該目標の
追尾を行わせるように指示するビーム走査スケジューリ
ング手段と、ビーム走査スケジューリング手段から再追
尾の指示を受けると測角のための仰角ステップを通常追
尾の場合よりも小さくするビーム走査仰角計算手段を有
することを特徴とする３次元レーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7354470A JPH09184881A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ３次元レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7354470A JPH09184881A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ３次元レーダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09184881A true JPH09184881A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=18437783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7354470A Pending JPH09184881A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ３次元レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09184881A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016173269A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | 三菱電機株式会社 | センサ制御システム |
| WO2021019733A1 (ja) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | 三菱電機株式会社 | 到来方向推定装置及び測距装置 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7354470A patent/JPH09184881A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016173269A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | 三菱電機株式会社 | センサ制御システム |
| WO2021019733A1 (ja) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | 三菱電機株式会社 | 到来方向推定装置及び測距装置 |
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