JPS6333686A - 低仰角目標追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、海上のように多重反射が存在する電波環境
下において、レーダ装置により低仰角の目標を精度よく
追尾するための装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から追尾レーダの方式としてはモノパルス方式が一
般的に知られている。

第４図はモノパルス方式の追尾レーダ装置を艦船に搭載
し低仰角目標を追尾する場合の原理図であり、（１）は
追尾レーダ装置を搭載する艦船、（２）は追尾レーダ装
置、（３）は上記・追尾レーダ装置のアンテナの垂直面
内におけるビーム、ｆ４）は目標、（５）は上記目標の
海面反射による反射像である。第５図はモノパルス方式
の追尾レーダ装置における誤差角検出の原理を示す原理
図であり、（６）は垂直面内におけるアンテナの和チヤ
ンネルパターン、（７）は同じ（垂直面内におけるアン
テナの差チャンネルパターンである。また第５図におい
て横軸はアンテナ中心軸からの俯仰角度、縦軸は信号強
度をそれぞれ表わし、　　（６ａ）　、　（７ａ）　　
？を上記目標＋４１からの電波の到来方向とその方向に
おける和チャンネル及び差チャンネルの信号強度を示し
く６’；’）　、　（７ｂ）は上記反射像（５）からの
電波の到来方向とその方向における和チャンネル及び差
チャンネルの信号強度を示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の追尾レーダはこのようになっているから目標（４
）の高度が低い場合、真の目標からの到来電波と反射像
（５）からの到来電波がビーム（３）により同時に受信
されるため、目標の誤差角ΔＥを算出する次式において
上記（６ａ）　、　（６ｂ）　、　（７ａ）　、　（７
ｂ）　　の全ての成分が含まれてしまうため正しい目標
の誤差角を求めることができない。

このような誤差角の不確かさを抑圧するＫはアンテナビ
ーム幅を狭くして海面からの反射波の影響を小さくする
等の方法があるが、アンテナ寸法が大きくなる等、艦船
搭載用の追尾レーダ装置としては限界があり不都合が生
じる。

との発明はこうした不都合を取り除くため罠なされたも
ので、多重反射が存在する電波環境下において低仰角目
標の追尾を精度よ（行うことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発ＢＡＫ係る低仰角目標追尾装置は、従来の追尾レ
ーダ装置に俯仰方向に鋭いアンテナビーム指向性を有す
る補助追尾アンテナを持つ補助追尾レーダ装置を付加し
、低仰角目標の追尾の際は上記補助追尾レーダにより得
られる目標の俯仰角度誤差により上記追尾レーダ装置の
追尾アンテナ及び上記補助追尾アンテナを制御するよう
Ｋしたものである。

〔作用〕

この発明における補助追尾アンテナは俯仰方向に鋭いビ
ーム指向性を有するため、目標からの直接の反射波は受
信するが海面を１度反射してから到来する電波、即ち反
射像方向から到来する電波は受信しない。したがってそ
の結果、補助追尾レーダ装置の出力として得られる俯仰
角度誤差は精度高いものとなる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す原理図で（１）Ｆｉ
艦船、　＋２１＃ｉ追尾レーダ装置、（３）は上記追尾
レーダ装置の追尾アンテナの垂直面内におけるビーム。

（４）は目標、（５）は上記目標の反射像、　　（８１
ａ）　、　（ｌｌＨｂ）は補助追尾レーダの俯仰１軸の
モノパルス方式の補助追尾アンテナ、　　（９ａ）　　
は上記補助追尾アンテナの垂直面内におけるビームの１
つである。第２図はこの発明の一実施例を上部より俯諏
した状態を示す原理図で、　（１）、　［２１，（ＥＨ
ａ）、　（ｓｔｂ）　　は第１図と同じ、　　（８１Ｃ
）　、　（８１ｃｌ）は上記（８ｔａ）　、　（ｓｏｂ
）と同一の補助追尾アンテナ、　　（１０ａ）、（ｔａ
ｂ）、（ｔｏｅ）（＋ｏｄ）は上記補助追尾アンテナの
水平面内におけるビームである。第３図は上記追尾レー
ダ装置及び補助レーダ装置Ｏ内部の詳細を示すブロック
図であり、？Ｄは２軸のモノパルス方式の追尾アンテナ
、＠は送信受信の切換を行うサーキュレータ。

（至）は送信機、＠は受信機、＠は角度追尾装置＃（至
）は距離追尾装置、鰭は俯仰角度誤差信号を切換える切
換スイッチ、＠は上記追尾アンテナＣＤへ駆動信号を出
力するサーボ増幅器、　　（８１ａ）　、　（８１ｂ）
　。

（ｅｌｃ）　、　（８１（１）　　は第１図及び第２図
と同じ補助追尾レーダ、　　（８２）　Ｆｉ上記複数個
の補助追尾アンテナの出力の中から上記サーボ増幅器（
至）の方位角出力に応じて１組の出力を選択する信号切
換装置。

（８３）は補助受信機、　　（８４）　　は目標距離に
相当する時間軸上での信号のみ取出すグー）、　　（８
５）　　は俯仰角追尾装置、　　（８６）　＆ｉ上記補
助追尾アンテナ（ｓｅａ）、（ｓｏｂ）　、　（８１Ｃ
）　、　（８１ｄ）　ヘ駆動信号ヲ出カスる補助サーボ
増幅器である。

この発明は以上のようになっているから、送信機（ハ）
のけ力はサーキュレータ■を経てモノパルス追尾アンテ
ナ２１１から放射される。目標（４）で反射された電波
は直接または海面で反射してから上記追尾アンテナＱυ
のビーム（３）のビーム幅内で受信され上記サーキュレ
ータのを経て受信機（財）に入力される。受信機＠の出
力は角度追尾装置（至）及び距離追尾装置（１）に入力
される。角度追尾装置（至）では方位。

俯仰それぞれについて和チャンネル、差チャンネル２つ
の信号から方位角度誤差及び俯仰角度誤差を抽出し、方
位角度誤差はサーボ増幅器（至）に入力され俯仰角度誤
差は切換スイッチ勾に入力される。

距離追尾装置■では目標］４）の距離を追尾し距離信号
を外部関連機器に、また距離ゲート信号をグー）　（８
４）　　にそれぞれ出力する。

一方、上記目標（４）からの直接波は補助追尾アンテナ
（８１１１）のビーム（９ａ）によりとらえられる。

説明の都合上目標方位がビーム（９！Ｉ）　　またＦｉ
（ｔｏａ）方向にあると仮定したが、どの方位に目標が
あったとしてもビーム（＋Ｏａ）〜（ｔｏａ）を艦船の
全方位にわたって受信可能なように広（すれば号低１つ
の補助追尾アンテナにより目標の追尾が可能となるので
問題はない。補助追尾アンテナ（８１ａ）〜（８１ｄ）
の出力は信号切換装置（８２）に入力される。

信号切換装置（８２ン　　は上記サーボ増幅器（至）の
方位角出力信号により補助追尾アンテナ（８１ａ）〜（
８１ｃｌ）の出力のうちから１つの出力を選択し補助受
信機（８３）へ出力する。補助受信機（８３）け上記受
信機＠内部の原発振器をもとに発生させた局発信号を入
力し受信機＠と同期した動作を行い上記信号切換装置（
８２）の高周波信号出力を中間周波信号に変換し増幅し
てグー）　（８４）　、へ出力する。グー）　（８４）
　　では上記距離追尾装置（至）からの距離ゲート信号
により目標に相当するタイミングの中間周波信号のみ俯
仰角追尾装置（８５）へ出力する。俯仰角追尾装置（８
５）では和チャンネル、差チャンネルの２つの信号から
俯仰角度誤差を抽出し切換スインチー及び補助サーボ増
＠６　（８６）へ出力する。切換スイッチ＠では高高度
目標に対しては角度追尾装置（ハ）から出力される俯仰
角度誤差を、低仰角目標に対しては俯仰角追尾装置（８
５）から出力される俯仰角度誤差を選択しサーボ増幅器
（ハ）へと出力する。サーボ増幅器（至）では方位角度
誤差及び俯仰角度誤差により目標（４）の方位角及び俯
仰角を求め追尾アンテナ１２υを指向させる。また補助
サーボ増幅器（８６）では俯仰角度誤差より目標ｆ４）
の俯仰角を求め補助追尾アンテナ（８１ａ）〜（８＋　
ｄ）を指向させる。

即ち、低仰角目標追尾時、補助追尾アンテナ（８１ａト
（８＋ｄ）　の垂直面内のビームは非常に狭いため反射
像（５）の影響を受けに（（、結果として得られる俯仰
角度誤差の精度も向上する。従ってその俯仰角度誤差を
もとに追尾アンテナ１２υ及び補助追尾アンテナ（ａｈ
ａ）〜（８＋ａ）を制御すれば正しく目標方向を指向す
る。

なお、説明の都合上、上記実施例では補助追尾アンテナ
の数１が４つの場合を例にとったが、アンテナの水平面
内のビームが方位全周にわたって存在すれば補助追尾ア
ンテナの数はいくつでもよい。また上記実施例ではアン
テナビーム中心を任意の方向に指向させるためにアンテ
ナの機械軸をサーボ装置により駆動する方式によったが
、フェイズドアレイアンテナのように電気的にビームを
振る方式でもこの低仰角追尾方式本来の機能を損うもの
ではない。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように従来の追尾レーダ装置に
俯仰方向のみに鋭いビーム指向性を有する補助追尾レー
ダ装置を付加することにより、低仰角目標の精度の高い
追尾が期待できる。また補助追尾レーダ装置は送信機能
は不要でめり、俯仰１軸のみの追尾機能のみ有すればよ
いので装置全体の規模は小さくてすむ５ さらに、追尾レーダ装置と分離して設置するため、艦船
の比較的低い位置に搭載可能であり、そのため一層海面
の多重反射による影響を受けに（くなるとともに艦船の
重心位置を低（保つことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一実施例を示す原理図、
第３図はこの発明の一実施例のブロック図、第４図は従
来の追尾レーダ装置の作動を示す原理図、第５図はモノ
パルス方式における誤差角検出原理を示す原理図である
。 図において（１）は艦船、（２）は追尾レーダ装置、（
３）はアンテナビーム、（４）は目標＋　１５１Ｆｉ反
射寧、（６）（６ａ）　Ｃ６ｂ）　　は和チヤンネルパ
ターン、　＋７１　（７ａ）（７ｂ、）は差チャンネル
パターン、　　（９ｍ）　　はアンテナバターｙ、　　
（＋０ａ）（＋０ｂ）（＋０す（＋Ｏａ）　　は７７　
ｆ　＋パターン、　ｅｌｌは追尾アンテナ、＠はサーキ
ュレータ、＋２３は送信機、　２４１は受信機＃（イ）
は角度追尾装置、弼は距離追尾装置、＠は切換スイッチ
、＠はサーボ増幅器、（８１す（８＋　ｂ）　（８＋す
（８１ｄ）　　は補助追尾アンテナ、　　（８２）　　
は信号切換装置、　　（８３）　　は補助受信機。 （８４〕　　はゲー）、　　（８５）　　は俯仰角追尾
装置、　　（８６）は補助サーボ増幅器である。 なお２図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しておる。 第２図 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 構成品として送信機、受信機、角度追尾装置、距離追尾
   装置及び方位、俯仰の２軸方向に機械的または電気的に
   任意にビームを指向できる追尾アンテナを有する追尾レ
   ーダ装置と、俯仰１軸方向に機械的または電気的に任意
   にビームを指向できる複数個の補助追尾アンテナと、上
   記複数個の補助追尾アンテナの出力から下記サーボ増幅
   器またはビーム制御装置からの方位角出力を入力し適当
   な１組の出力を選択する信号切換装置と、上記追尾レー
   ダ装置の受信機から局発信号を入力し作動する補助受信
   機と、上記追尾レーダ装置の距離追尾装置から距離ゲー
   ト信号を入力し上記補助受信機の出力信号の目標信号の
   み抽出するゲートと、上記ゲート出力から俯仰角度誤差
   を抽出する俯仰角追尾装置と、上記追尾レーダ装置の角
   度追尾装置の俯仰角度誤差出力と上記俯仰角追尾装置の
   俯仰角度誤差出力のどちらか１つを選択する切換スイッ
   チと、上記追尾レーダ装置の角度追尾装置の方位角誤差
   出力と上記切換スイッチ出力により上記追尾レーダ装置
   の追尾アンテナビームを指向すべき方位角及び俯仰角を
   出力するサーボ増幅器またはビーム制御装置と、上記俯
   仰角追尾装置の出力により上記補助追尾アンテナビーム
   を指向すべき俯仰角を出力する補助サーボ増幅器または
   補助ビーム制御装置とで構成した低仰角目標追尾装置。