JPS6022307B2

JPS6022307B2 - レ−ダ装置

Info

Publication number: JPS6022307B2
Application number: JP52051057A
Authority: JP
Inventors: 益輝砂山; 正典松村
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-05-02
Filing date: 1977-05-02
Publication date: 1985-06-01
Also published as: JPS53136497A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はペンシルビームを用いた３次元レーダ装置等に
用いられ、所定の覆域を所定の順序により捜索するのに
要する時間を短縮し、データレートを改善するようにし
たレーダ装置に関する。

一般にフェーズドアレイアンテナを用いてペンシルビ−
ムを形成し、所定の方位および仰角範囲内を電子的走査
のみによりあるいは機械走査を併用した電子的走査によ
り、所定空域を捜索する３次元レーダ装置等はよく知ら
れている。なお第１図、第２図は仰角範囲■をペンシル
ビームによりラスタ状に走査する異なる方式を示してい
る。この第１図、第２図に表わされるように３次元レー
ダ装置においては、一定高度、一定仰角の決められた空
域を捜索するのが通常である。この場合、仰角範囲■を
走査するに要する時間（フレームタイムＴという。）を
短縮するために、高仰角走査になるにしたがいレーダパ
ルス繰り返し時間を短縮することが多い。一方、３次元
レーダのような捜索レーダにおいては、ＭＴ１（移動目
標検出）処理を必要とすることが多い。

そしてペンシルビーム走査を用いた３次元レーダ装置に
おけるＭＴＩ処理は、その必要のある低仰角ビームのみ
について複数個以上のパルス列によるスタガ処料によっ
て行っている。即ち第３図において、＃１〜＃７はそれ
ぞれペンシルビームを示すもので、このうち＃１，＃２
のペンシルビームがＭＴＩ処理の必要があるものとする
。ここでペンシルビーム＃１〜＃７による送受信のタイ
ミング関係の一例を第４図に示す。なおＭＴＩ処理の必
要があるビーム＃１，＃２についてはスタガ処理のため
の例えば４個（符号ａ〜ｄ）のパルス列を示している。
また第４図においては、前述したように高仰角走査にな
るにしたがつて、つまりペンシルビーム＃１から＃７へ
の変化にしたがってレーダパルス繰り返し時間が短か〈
なっている。ところでＭＴＩ処理の必要な低仰角ペンシ
ルビーム＃１，＃２の最大探知距離が長ければ長い程、
ＭＴＩ処理に要する時間は長くなり、仰角範囲■を走査
するに要するフレームタイムは長くなり、データレート
が劣化する欠点がある。

しかしながら長距離用３次元レーダ装置においては、Ｍ
ＴＩ処理は低仰角ペンシルビームの最大探知距離の全範
囲で行う実際上の必要性はなく、例えば最大探知距離２
００ＮＭ（海里）以上の場合、ＭＴＩ処理の必要な探知
距離は８０〜１０州Ｍ程度で十分なことが多い。

またＭＴＩ処理袋贋のクラッタ抑圧性能の点でも、ＭＴ
Ｉ処理を行う距離範囲を短くしてレーダパルス繰り返し
時間を短くする方が有利であることは良く知られている
。この点に着目して低仰角範囲内では８０〜１０州Ｍ程
度の最大探知距離Ｂを持つ第５図に示すようなＭＴＩ処
理専用のビーム、即ちＭＴＩビーム＃８，＃９を設ける
ことが既に知られている。

この場合、低仰角範囲のうちＭＴＩ処理が行なわれない
ＭＴＩビームの最大探知距離範囲以遠Ａの捜索は「ペン
シルビーム＃１，＃２によりほぼ同一の仰角をＭＴＩビ
ームとは別にビーム走査する必要がある。このようにＭ
ＴＩビームを用いたときのレーダ送受信のタイミングを
第６図に示す。このように最大探知距離の比較的短いＭ
ＴＩビームを持つ方式の場合、第６図からも明らかなよ
うにペンシルビーム＃１，＃２によるレーダ受信区間で
は、既にＭＴＩビーム＃８，＃９により捜策が行なわれ
ている距離区間についても再度受信されることになる。
このことは所定の仰角範囲■を走査するのに要するフレ
ームタイムを長くすることになる欠点がある。本発明は
上記の欠点を除去すべくなされたもので、ＭＴＩビーム
と同じ低仰角に対するビーム走査の繰返し時間間隔内で
、ＭＴＩビームの探知距離を有し且つＭＴＩビームより
高仰角のビーム走査により目標検知を行うことによって
、フレームタイムを短縮化し得るレーダ装置を提供する
ものである。

以下図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する
。

第７図において、７１は電子走査式アレイアンテナを用
いたレーダアンテナであり、高低方向には電子走査制御
器７２によりビーム走査され、方位方向には例えば機械
的に走査制御されることによって例えば前述した第５図
と同機なビーム走査行う。

但し本発明では第５図のビーム走査に対応する送受信タ
イミングが第５図のビーム走査に対応する従釆の送受信
タイミングとは異なるもので、この点は後述する。また
７３はサーキュレータ、７４はしーダ送信機、７５はし
ーダ受信機、７６はタイミング制御器である。上記構成
のレーダ装置においてビーム走査（第５図と同様にＭＴ
Ｉビーム＃８，＃９を用いる。

）に対応する送受信タイミングの一例を第８図に示す。
即ち低仰角のペンシルビーム＃１，＃２の各送受信期間
内でＭＴＩビーム＃８，＃９の最大探知距塾雄範囲Ｂよ
りも捜索距離範囲の短い高仰角のペンシルビーム＃６，
＃７による送受信を行なわせるようにタイミング制御器
７６により制御している。ここで前記電子走査制御器７
２においてビーム角度可変設定用としてラッチングフェ
ラィト移動器を用いたフェーズドアレィアンテナを有す
るレーダ装置におけるビーム走査演算のタイミングの一
例を第９図に示す。

即ち低仰角のペンシルビーム＃１の鰭射直後に高仰角の
ペンシルビーム＃６を額射し、このビーム＃６の反射波
を受信したのち前記ビーム＃１の反射波を受信する場合
には、ビーム＃１の頚射前にラツチング移相器をビーム
＃１送信用の移相量に設定し、ビーム＃１銭射後ビーム
＃６鰭射前にラツチング移相器をビーム＃６送信用の移
相量に設定する。

そして、ビーム＃６類射後にラッチング移相器をビーム
＃６反射波受信用の移相量に設定し、ビーム＃６反射波
受信区間終了後にビーム＃１反射波受信用の移相量に設
定する。そしてビーム＃１、ビーム＃６の送信用移相量
設定に先立ってそれぞれの設定移相量の演算を行ない、
各演算結果データをそれぞれの移相量設定前に伝送する
ようにタイミング制御が行なわれる。次にペンシルビー
ム＃１，＃７についても上述したペンシルビーム＃１，
＃６のタイミング関係と同様に鰭射、受信区間の割当、
移相量演算、演算結果伝送、移相量設定が行なわれる。
なおペンシルビーム＃６，＃７の各受信区間は専用ビー
ム＃８，＃９韓射時のビーム＃８，＃９反射波の各受信
区間と同じかこれより少し短かくなるように設定される
。

以上の説明はラッチング移相器を用いた場合であるが、
ＰＩＮダイオード移相器を用いた場合のタイミング制御
は第１０図に示すように行なわれる。

即ちビーム＃１，＃６が連続的に鯛射され、ビーム＃１
の韓射期間に、ビーム＃１用移相量設定が行なわれ、こ
のビーム＃１用移相量設定からビーム＃６用移相量設定
への切換えはビーム＃６用演算結果データにより制御さ
れ、ビーム＃６用移相量設定はビーム＃６の鱈射期間お
よびビーム＃６反射波受信区間にわたって行なわれ、ビ
ーム＃１用演算結果データによりビーム＃６用移相童設
定からビーム＃１用移相量設定への切換えが制御され、
この切換えによるビーム＃１用移相量設定によってビー
ム＃１反射波受信が行なわれる。そしてビーム＃２，＃
７についても上述したビーム＃１，＃６のタイミング関
係と同様に制御される。上述したようなレーダ装置によ
れば、ペンシルビーム＃１，＃２による反射波受信可能
区間のうちＭＴＩビーム＃８，＃９により別途捜索が行
なわれる受信区間を利用して高仰角のビーム＃６，＃７
の頚射および反射波受信を行うものであり、第６図に示
した従来の送受信タイミングの設定に比べてビーム＃６
，＃７の送受信区間ＡＴだけフレームタイムを短縮する
ことができる。

なお上記実施例の説明は、所定の仰角範囲■を走査する
ビーム数およびＭＴＩビーム数を限定しているが、任意
のビーム数を採用する場合にも本発明を適用できること
は言うまでもない。

また、上誌実施例の説明は、移相器を用いてペンシルビ
ームの走査を行うものであったが、仰角方向への走査が
周波数走査または周波数−位相複合走査の場合にも本発
明を有効に適用し得ることは勿論である。

また本発明はＭＴＩビームを使用するレーダ装置に限定
されるものではなく、要は第一の時間間隔で第一の送信
パルス信号を第一の低仰角領域に送出する手段と、前記
送信パルス信号による反射波を受信する手段と、前記第
一の時間間隔より大きな第二の時間間隔で前記第一の低
仰角領域と少なくとも部分的に重畳する第二低仰角領域
に第二の送信パルス信号を送信する手段を備えたレーダ
装置に適用し得る。

図面の簡単な説頚第１図、第２図は三次元レーダ装置におけるビーム走査
の互いに異なる方式を示す図、第３図は第１図のビーム
走査方式におけるＭＴＩ処理を必要とする低仰角ビーム
を説明するために示す図、第４図は第３図のビ−ム走査
に対応する送受信タイミングの一例を示す図、第５図は
従来のレーダ装置のビームの一例を示す図、第６図は第
５図のビーム走査に対応する送受信タイミングの一例を
示す図、第７図は本発明に係るレーダ装置の一実施例を
示す構成説明図、第８図は本発明装置によるビーム走査
に対応する送受信タイミングの一例を示す図、第９図は
本発明に係るレーダ装置においてラッチングフェライト
移相器を用いた場合における送受信タイミングと移相器
制御タイミングとの関係を説明するために示す図、第１
０図は本発明に係るレーダ装置においてＰ瓜ダイオード
移相器を用いた場合における送受信タイミングと移相器
制御タイミングとの関係を説明するために示す図である
。

７１・・・…レーダアンテナ、７２・・・・・・電子走
査制御器、７４・・・・・・レーダ送信機、７６…・・
・レーダ受信機、７６・・・・・・タイミング制御器。

第１図第２図第３図第５図第７図第４図第６図第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

１第一の時間間隔で第一の送信パルス信号を第一の低
仰角領域に送出する手段と、前記第一の送信パルス信号
による第一の反射波を受信する手段と、前記第一の時間
間隔より大きな第二の時間間隔で前記第一の低仰角領域
と少なくとも部分的に重畳する第二の低仰角領域に第二
の送信パルス信号を送出する手段と、この第二の時間間
隔内で前記第二の送信パルス信号に近接または連続して
前記第二の低仰角領域より高い仰角領域に第三の送信パ
ルス信号を送出する手段と、前記第二の送信パルス信号
による第二の反射波の受信可能期間を前記第一の反射波
の受信期間に相当する期間内の第一の期間とこの第一の
期間を除いた期間内の第二の期間とに区分し前記第一の
期間には前記第三の送信パルス信号による第三の反射波
を受信し前記第二の期間には前記第二の反射波を受信す
る手段とを具備するレーダ装置。