JP2596334B2 - アクティブフェーズドアレイレーダ - Google Patents
アクティブフェーズドアレイレーダInfo
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- JP2596334B2 JP2596334B2 JP5228186A JP22818693A JP2596334B2 JP 2596334 B2 JP2596334 B2 JP 2596334B2 JP 5228186 A JP5228186 A JP 5228186A JP 22818693 A JP22818693 A JP 22818693A JP 2596334 B2 JP2596334 B2 JP 2596334B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブフェーズド
アレイレーダ、即ちアクティブフェーズドアレイアンテ
ナによる２次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを
組み合わせた多機能のレーダ装置に関する。
アレイレーダ、即ちアクティブフェーズドアレイアンテ
ナによる２次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを
組み合わせた多機能のレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、レーダ装置では、探知性
能の向上は言うに及ばずクラッタ抑圧性能や妨害波抑圧
性能等の向上も重要な課題であるが、アクティブフェー
ズドアレイレーダは、かかる課題を解決できる多機能の
３次元レーダ装置として開発され実用化されつつあるも
のである。
能の向上は言うに及ばずクラッタ抑圧性能や妨害波抑圧
性能等の向上も重要な課題であるが、アクティブフェー
ズドアレイレーダは、かかる課題を解決できる多機能の
３次元レーダ装置として開発され実用化されつつあるも
のである。
【０００３】即ち、一般に、レーダの探知距離を増大さ
せるにはより多くのエネルギーを照射することが必要で
あるが、送信電力やアンテナ利得を増大するには物理的
限界があり、既にその限界に達しているのが実情であ
る。
せるにはより多くのエネルギーを照射することが必要で
あるが、送信電力やアンテナ利得を増大するには物理的
限界があり、既にその限界に達しているのが実情であ
る。
【０００４】ところが、アクティブフェーズドアレイア
ンテナを有するレーダ装置では、アンテナ素子毎にマイ
クロ波の振幅と位相を制御してビームを合成するので、
振幅と位相の制御によって方位と仰角の２次元空間にビ
ームを形成し走査する２次元電子走査方式が可能であ
り、振幅と位相の制御内容によって照射方向及び指向特
性の自由度の高いビームを形成でき、時間資源の有効活
用が可能である。つまり送信電力やアンテナ利得を増大
せずともより多くのエネルギーを照射する方策を容易に
採ることができる。
ンテナを有するレーダ装置では、アンテナ素子毎にマイ
クロ波の振幅と位相を制御してビームを合成するので、
振幅と位相の制御によって方位と仰角の２次元空間にビ
ームを形成し走査する２次元電子走査方式が可能であ
り、振幅と位相の制御内容によって照射方向及び指向特
性の自由度の高いビームを形成でき、時間資源の有効活
用が可能である。つまり送信電力やアンテナ利得を増大
せずともより多くのエネルギーを照射する方策を容易に
採ることができる。
【０００５】ここに、近年の半導体製造技術の目覚まし
い発達によって送受信モジュールの固体化が可能となっ
たことから、固体化した送受信モジュールをアレイアン
テナの各アンテナ素子に１対１に対応させて配置した構
成を有するアクティブフェーズドアレイアンテナを容易
に実現できるようになった。
い発達によって送受信モジュールの固体化が可能となっ
たことから、固体化した送受信モジュールをアレイアン
テナの各アンテナ素子に１対１に対応させて配置した構
成を有するアクティブフェーズドアレイアンテナを容易
に実現できるようになった。
【０００６】また、ディジタル信号処理技術や高速信号
処理デバイスの目覚ましい進歩によって複雑な複素数相
関演算のリアルタイム処理が可能となったが、これをア
クティブフェーズドアレイレーダに適用すれば、特定の
方向にマイクロ波を連続して複数照射し、複数の反射信
号に対しディジタルフィルタ処理を施すことで、探知距
離を向上し、目標信号対クラッタ電力比（Ｓ／Ｃ）又は
目標信号対妨害波電力比（Ｓ／Ｊ）を大幅に改善するこ
とができる。
処理デバイスの目覚ましい進歩によって複雑な複素数相
関演算のリアルタイム処理が可能となったが、これをア
クティブフェーズドアレイレーダに適用すれば、特定の
方向にマイクロ波を連続して複数照射し、複数の反射信
号に対しディジタルフィルタ処理を施すことで、探知距
離を向上し、目標信号対クラッタ電力比（Ｓ／Ｃ）又は
目標信号対妨害波電力比（Ｓ／Ｊ）を大幅に改善するこ
とができる。
【０００７】要するに、アクティブフェーズドアレイレ
ーダは、アクティブフェーズドアレイアンテナによる２
次元電子走査と高速ディジタル信号処理との組み合わせ
により探知性能、クラッタや妨害波の抑圧性能を大幅に
向上させ得る多機能な３次元レーダ装置であるというこ
とができる。
ーダは、アクティブフェーズドアレイアンテナによる２
次元電子走査と高速ディジタル信号処理との組み合わせ
により探知性能、クラッタや妨害波の抑圧性能を大幅に
向上させ得る多機能な３次元レーダ装置であるというこ
とができる。
【０００８】具体的には、２次元電子走査の採用により
時間資源の自由度が増すので、その時間資源を有効活用
すれば物理的条件を変えずに送信ヒット数（特定の方向
に連続して照射するマイクロ波パルスの数）を容易に増
大させ得る。その結果、探知距離が向上するが、送信ヒ
ット数増大の結果、目標からの反射信号が複数得られる
ので、それに対して高速ディジタル信号処理を適用し、
相関信号処理によってクラッタや妨害波等の不要信号を
目標から分離し抑圧することができる。
時間資源の自由度が増すので、その時間資源を有効活用
すれば物理的条件を変えずに送信ヒット数（特定の方向
に連続して照射するマイクロ波パルスの数）を容易に増
大させ得る。その結果、探知距離が向上するが、送信ヒ
ット数増大の結果、目標からの反射信号が複数得られる
ので、それに対して高速ディジタル信号処理を適用し、
相関信号処理によってクラッタや妨害波等の不要信号を
目標から分離し抑圧することができる。
【０００９】ここに、現在実用化されつつあるアクティ
ブフェーズドアレイレーダは、基本的には例えば図３に
示すように構成され、コンピュータ制御によってビーム
を形成し走査することにより捜索と追尾を行うものであ
る。
ブフェーズドアレイレーダは、基本的には例えば図３に
示すように構成され、コンピュータ制御によってビーム
を形成し走査することにより捜索と追尾を行うものであ
る。
【００１０】図３において、Ｎ×Ｍ個の素子アンテナ
（１１１〜１ＭＮ）は、Ｎ×Ｍ個のＴ／Ｒ（送受信）モ
ジュール（２１１〜２ＭＮ）に１対１対応で接続され
る。このＮ×Ｍ個のＴ／Ｒモジュールは、それぞれ同一
構成であって２１１に示すように送信回路２１１１とサ
ーキュレータ２１１２と受信回路２１１３と制御回路２
１１４とを備えるが、Ｎ個を１組みとしたＭ個がＭ個の
信号伝送路（３０１〜３０Ｍ）の対応するものを介して
ビーム合成器４００と励振パルス発生器４１０と空中線
制御器４２０と信号授受を行い、Ｎ×Ｍ個の素子アンテ
ナに所定のビームを形成させレーダ電波の送受信機能を
発揮する。
（１１１〜１ＭＮ）は、Ｎ×Ｍ個のＴ／Ｒ（送受信）モ
ジュール（２１１〜２ＭＮ）に１対１対応で接続され
る。このＮ×Ｍ個のＴ／Ｒモジュールは、それぞれ同一
構成であって２１１に示すように送信回路２１１１とサ
ーキュレータ２１１２と受信回路２１１３と制御回路２
１１４とを備えるが、Ｎ個を１組みとしたＭ個がＭ個の
信号伝送路（３０１〜３０Ｍ）の対応するものを介して
ビーム合成器４００と励振パルス発生器４１０と空中線
制御器４２０と信号授受を行い、Ｎ×Ｍ個の素子アンテ
ナに所定のビームを形成させレーダ電波の送受信機能を
発揮する。
【００１１】ビーム形成は、ビーム制御計算機８１０が
ビーム形成方向を指示し、それをタイミング制御器８０
０を介して受けた空中線制御器４２０がＭ個の信号伝送
路（３０１〜３０Ｍ）を介してＮ×Ｍ個のＴ／Ｒモジュ
ール（２１１〜２ＭＮ）における制御回路２１１４に対
しマイクロ波の回転位相（移相）量と電力の減衰量を伝
送し、各Ｔ／Ｒモジュールにおいて空中線制御器４２０
からこれらの制御信号を受けた制御回路（２１１４）
が、送信時では送信回路（２１１１）に対し移相量を与
え、受信時では受信回路（２１１３）に対し移相量と減
衰量とを与えることにより行う。
ビーム形成方向を指示し、それをタイミング制御器８０
０を介して受けた空中線制御器４２０がＭ個の信号伝送
路（３０１〜３０Ｍ）を介してＮ×Ｍ個のＴ／Ｒモジュ
ール（２１１〜２ＭＮ）における制御回路２１１４に対
しマイクロ波の回転位相（移相）量と電力の減衰量を伝
送し、各Ｔ／Ｒモジュールにおいて空中線制御器４２０
からこれらの制御信号を受けた制御回路（２１１４）
が、送信時では送信回路（２１１１）に対し移相量を与
え、受信時では受信回路（２１１３）に対し移相量と減
衰量とを与えることにより行う。
【００１２】送信信号（パルス状マイクロ波信号）は、
励振パルス発生器４１０が、ビーム制御計算機８１０の
指示をタイミング制御器８００、パルス伸張器５１０を
介して受けて発生するが、これはＭ個の信号伝送路（３
０１〜３０Ｍ）を介してＮ×Ｍ個のＴ／Ｒモジュール
（２１１〜２ＭＮ）における送信回路２１１１に分配さ
れる。
励振パルス発生器４１０が、ビーム制御計算機８１０の
指示をタイミング制御器８００、パルス伸張器５１０を
介して受けて発生するが、これはＭ個の信号伝送路（３
０１〜３０Ｍ）を介してＮ×Ｍ個のＴ／Ｒモジュール
（２１１〜２ＭＮ）における送信回路２１１１に分配さ
れる。
【００１３】各Ｔ／Ｒモジュールでは次のような送受信
動作が行われる。各Ｔ／Ｒモジュールは同一構成で同一
内容の動作を行うので、Ｔ／Ｒモジュール２１１で言え
ば、送信回路２１１１は、入力したマイクロ波信号に制
御回路２１１４から指示された通りの位相回転を与え、
サーキュレータ２１１２を介して素子アンテナ１１１へ
出力する。その結果、捜索空域の方位と仰角の２次元空
間に所定のビームが形成され、マイクロ波信号が捜索空
域に照射される。
動作が行われる。各Ｔ／Ｒモジュールは同一構成で同一
内容の動作を行うので、Ｔ／Ｒモジュール２１１で言え
ば、送信回路２１１１は、入力したマイクロ波信号に制
御回路２１１４から指示された通りの位相回転を与え、
サーキュレータ２１１２を介して素子アンテナ１１１へ
出力する。その結果、捜索空域の方位と仰角の２次元空
間に所定のビームが形成され、マイクロ波信号が捜索空
域に照射される。
【００１４】また、受信回路２１１３は、素子アンテナ
１１１が受信したマイクロ波信号をサーキュレータ２１
１２を介して受けて、それに対し制御回路２１１４から
指示された通りの減衰と位相回転を与え、信号伝送路３
０１を介してビーム合成器４００に与える。つまり、ビ
ーム合成器４００においてＮ×Ｍ個の素子アンテナ（１
１１〜１ＭＮ）が受信したマイクロ波信号が合成され
る。
１１１が受信したマイクロ波信号をサーキュレータ２１
１２を介して受けて、それに対し制御回路２１１４から
指示された通りの減衰と位相回転を与え、信号伝送路３
０１を介してビーム合成器４００に与える。つまり、ビ
ーム合成器４００においてＮ×Ｍ個の素子アンテナ（１
１１〜１ＭＮ）が受信したマイクロ波信号が合成され
る。
【００１５】合成されたマイクロ波信号は、受信機５０
０において所定の中間周波信号へ変換され、設計で定め
た受信帯域内の信号のみが通過するようバンドパスフィ
ルタ処理された後基準信号に基づき位相検波される。
０において所定の中間周波信号へ変換され、設計で定め
た受信帯域内の信号のみが通過するようバンドパスフィ
ルタ処理された後基準信号に基づき位相検波される。
【００１６】位相検波された信号は、Ａ／Ｄ変換器６０
０にてティジタル化され、パルス圧縮器６１０にて相関
処理により圧縮され、狭パルス信号となり信号処理器６
２０に入力する。
０にてティジタル化され、パルス圧縮器６１０にて相関
処理により圧縮され、狭パルス信号となり信号処理器６
２０に入力する。
【００１７】信号処理器６２０は、入力された狭パルス
信号に相関処理を施し、クラッタなどの不要信号の除去
と目標信号の検出とを行い、処理後のビデオ信号をマン
マシンインタフェース７１０に表示し、また追尾計算機
７００へ出力する。
信号に相関処理を施し、クラッタなどの不要信号の除去
と目標信号の検出とを行い、処理後のビデオ信号をマン
マシンインタフェース７１０に表示し、また追尾計算機
７００へ出力する。
【００１８】追尾計算機７００は、検出された目標信号
に対し追尾処理をし、その結果をマンマシンインタフェ
ース７１０に表示すると共に、ビーム制御計算機８１０
に与える。
に対し追尾処理をし、その結果をマンマシンインタフェ
ース７１０に表示すると共に、ビーム制御計算機８１０
に与える。
【００１９】ビーム制御計算機８１０は、マンマシンイ
ンタフェース７１０において選択されたレーダモード情
報に基づいて、ビーム走査プログラムメモリ８３０から
該当するビーム走査プログラムデータを読み出し、また
タイムマネジメントテーブル８４０から該当するタイム
マネジメントデータを読み出し、タイマ８２０からの時
刻信号に従い刻々の捜索ビーム走査の諸元（即ち捜索ビ
ームの走査スケジュール）を編集し、それをタイミング
制御器８００に与える。
ンタフェース７１０において選択されたレーダモード情
報に基づいて、ビーム走査プログラムメモリ８３０から
該当するビーム走査プログラムデータを読み出し、また
タイムマネジメントテーブル８４０から該当するタイム
マネジメントデータを読み出し、タイマ８２０からの時
刻信号に従い刻々の捜索ビーム走査の諸元（即ち捜索ビ
ームの走査スケジュール）を編集し、それをタイミング
制御器８００に与える。
【００２０】また、ビーム制御計算機８１０は、追尾計
算機７００から追尾中の目標情報を受けて、予め定めた
優先度ルールに基づき追尾ビームを走査する対象目標の
優先度を刻々決定し、捜索ビーム走査の合間にタイムマ
ネジメントデータに予め決められたタイムスロットに順
次追尾ビーム走査諸元の編集・割り付けを行い、つまり
追尾ビームの走査スケジュールを設定し、それをタイミ
ング制御器８００に与える。
算機７００から追尾中の目標情報を受けて、予め定めた
優先度ルールに基づき追尾ビームを走査する対象目標の
優先度を刻々決定し、捜索ビーム走査の合間にタイムマ
ネジメントデータに予め決められたタイムスロットに順
次追尾ビーム走査諸元の編集・割り付けを行い、つまり
追尾ビームの走査スケジュールを設定し、それをタイミ
ング制御器８００に与える。
【００２１】タイミング制御器８００は、ビーム制御計
算機８１０からこれら捜索及び追尾のビーム走査の制御
データを受けて、空中線制御器４２０へビーム走査制御
信号を送出すると共に、信号処理器６２０等の当該レー
ダ装置を構成する各機器に送信パルス幅、送信ヒット
数、信号処理する距離範囲等の制御信号及びタイミング
信号を送出する。
算機８１０からこれら捜索及び追尾のビーム走査の制御
データを受けて、空中線制御器４２０へビーム走査制御
信号を送出すると共に、信号処理器６２０等の当該レー
ダ装置を構成する各機器に送信パルス幅、送信ヒット
数、信号処理する距離範囲等の制御信号及びタイミング
信号を送出する。
【００２２】その結果、捜索空間において捜索ビームが
方位毎に上下方向（つまり仰角方向）へ走査され、その
捜索ビーム走査の合間に追尾ビーム走査が行われる。
方位毎に上下方向（つまり仰角方向）へ走査され、その
捜索ビーム走査の合間に追尾ビーム走査が行われる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の実用化過程にある多機能レーダは、２次元電子走査の
採用により自由度の増した時間資源を有効活用して複数
の情報が得られるようにし、それに高速ディジタル信号
処理を適用することで、探知性能、クラッタ抑圧性能、
妨害波抑圧性能等を大幅に向上させることに成功した。
の実用化過程にある多機能レーダは、２次元電子走査の
採用により自由度の増した時間資源を有効活用して複数
の情報が得られるようにし、それに高速ディジタル信号
処理を適用することで、探知性能、クラッタ抑圧性能、
妨害波抑圧性能等を大幅に向上させることに成功した。
【００２４】しかし、これらのレーダ性能は、何れも送
信ヒット数の増大により達成したものであるので、更に
向上させようとすると、捜索時間が大幅に増大する。こ
のとき、捜索走査は、捜索ビームを方位毎に仰角方向へ
走査し、それを方位方向へ順々に移動する方式であるの
で、ほぼ同一仰角に存在する目標に照射する捜索ビーム
の時間間隔（これを「捜索データレート」と言う）が長
くなり、その結果、レーダ捜索空域に侵入して来た目標
を初探知するまでに要する時間と追尾更新時間間隔（こ
れを「追尾データレート」と言う）が長くなるという問
題がある。
信ヒット数の増大により達成したものであるので、更に
向上させようとすると、捜索時間が大幅に増大する。こ
のとき、捜索走査は、捜索ビームを方位毎に仰角方向へ
走査し、それを方位方向へ順々に移動する方式であるの
で、ほぼ同一仰角に存在する目標に照射する捜索ビーム
の時間間隔（これを「捜索データレート」と言う）が長
くなり、その結果、レーダ捜索空域に侵入して来た目標
を初探知するまでに要する時間と追尾更新時間間隔（こ
れを「追尾データレート」と言う）が長くなるという問
題がある。
【００２５】本発明は、このような問題に鑑みなされた
もので、その目的は、従来の多機能レーダが有する優れ
た探知能力、クラッタ抑圧能力、妨害波抑圧能力等を維
持しながら侵入目標の初探知能力及び追尾能力を大幅に
向上できるアクティブフェーズドアレイレーダを提供す
ることにある。
もので、その目的は、従来の多機能レーダが有する優れ
た探知能力、クラッタ抑圧能力、妨害波抑圧能力等を維
持しながら侵入目標の初探知能力及び追尾能力を大幅に
向上できるアクティブフェーズドアレイレーダを提供す
ることにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のアクティブフェーズドアレイレーダは次の
如き構成を有する。即ち、本発明のアクティブフェーズ
ドアレイレーダは、アクティブフェーズドアレイアンテ
ナによる２次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを
組み合わせたレーダ装置において； 仰角毎に異なる頻
度で水平に捜索ビームを走査すると共に、捜索ビーム走
査の合間に予め設定された時間スロットで指示された方
向に追尾ビームを走査することとなるビーム走査プログ
ラムを、仰角毎に独立に捜索ビーム走査の頻度を設定す
ることにより編集する手段； を備えたことを特徴とす
るものである。
め、本発明のアクティブフェーズドアレイレーダは次の
如き構成を有する。即ち、本発明のアクティブフェーズ
ドアレイレーダは、アクティブフェーズドアレイアンテ
ナによる２次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを
組み合わせたレーダ装置において； 仰角毎に異なる頻
度で水平に捜索ビームを走査すると共に、捜索ビーム走
査の合間に予め設定された時間スロットで指示された方
向に追尾ビームを走査することとなるビーム走査プログ
ラムを、仰角毎に独立に捜索ビーム走査の頻度を設定す
ることにより編集する手段； を備えたことを特徴とす
るものである。
【００２７】
【作用】次に、前記の如き構成を有する本発明の係維機
雷アクティブフェーズドアレイレーダの作用を説明す
る。前述したように従来のレーダ装置が採用する捜索走
査の方式は、捜索ビームを方位毎に仰角方向へ走査し、
それを方位方向へ順々に移動する方式であるので、捜索
空間を均一に捜索する場合には捜索時間が長くなり、ほ
ぼ同一仰角に存在する目標に照射する捜索ビームの時間
間隔（捜索データレート）が長くなる。
雷アクティブフェーズドアレイレーダの作用を説明す
る。前述したように従来のレーダ装置が採用する捜索走
査の方式は、捜索ビームを方位毎に仰角方向へ走査し、
それを方位方向へ順々に移動する方式であるので、捜索
空間を均一に捜索する場合には捜索時間が長くなり、ほ
ぼ同一仰角に存在する目標に照射する捜索ビームの時間
間隔（捜索データレート）が長くなる。
【００２８】一方、周知のように、アクティブフェーズ
ドアレイアンテナでは、例えば平面アレイアンテナにお
いても水平方向（方位方向）１８０°以内のある角度範
囲において仰角毎に水平方向へビーム走査を行うことが
でき、しかもその角度範囲において水平方向に瞬時にビ
ームを形成できる。従って、例えば円筒型のアクティブ
フェーズドアレイアンテナを用いると、３６０°の方位
角度範囲内の任意の方位角度範囲において仰角毎に瞬時
の水平走査が行える。
ドアレイアンテナでは、例えば平面アレイアンテナにお
いても水平方向（方位方向）１８０°以内のある角度範
囲において仰角毎に水平方向へビーム走査を行うことが
でき、しかもその角度範囲において水平方向に瞬時にビ
ームを形成できる。従って、例えば円筒型のアクティブ
フェーズドアレイアンテナを用いると、３６０°の方位
角度範囲内の任意の方位角度範囲において仰角毎に瞬時
の水平走査が行える。
【００２９】そこで、本発明では、捜索走査の方式を従
来の仰角方向への走査から水平方向への走査に変更し、
仰角によって異なる可変型の捜索データレートを採用
し、外部から目標が侵入して来る空域（例えば、低仰角
領域）内は高い捜索データレートで捜索し、それ以外の
空域（例えば、高仰角領域）内は低い捜索データレート
で捜索できるようにしてある。
来の仰角方向への走査から水平方向への走査に変更し、
仰角によって異なる可変型の捜索データレートを採用
し、外部から目標が侵入して来る空域（例えば、低仰角
領域）内は高い捜索データレートで捜索し、それ以外の
空域（例えば、高仰角領域）内は低い捜索データレート
で捜索できるようにしてある。
【００３０】その結果、初探知が重視される空域では捜
索空域内に侵入した目標を直ちに初探知でき、短時間で
追尾を確立できる。侵入した目標はやがて捜索データレ
ートの低い空域に入るが、既に追尾しているので優先度
判断に基づき追尾ビームを照射でき、高い追尾データレ
ートを維持できる。
索空域内に侵入した目標を直ちに初探知でき、短時間で
追尾を確立できる。侵入した目標はやがて捜索データレ
ートの低い空域に入るが、既に追尾しているので優先度
判断に基づき追尾ビームを照射でき、高い追尾データレ
ートを維持できる。
【００３１】このように、本発明では、重点捜索領域で
の捜索データレートを高く、追尾継続領域で捜索データ
レートを低く設定し、代わりに追尾データレートを高く
することができるので、トータルの捜索時間を拡大する
ことなく捜索と追尾の性能を向上させ得る。
の捜索データレートを高く、追尾継続領域で捜索データ
レートを低く設定し、代わりに追尾データレートを高く
することができるので、トータルの捜索時間を拡大する
ことなく捜索と追尾の性能を向上させ得る。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例に係るアクティブフェ
ーズドアレイレーダを示す。図示するように、本発明で
は、図３に示した実用化過程にある多機能レーダにおい
て、ビーム走査プログラムを編集する手段として、プロ
グラム編集器９００とデータレート設定器９１０とビー
ム走査スケジューラ９２０とモニタ表示器９３０とを追
加し、編集したビーム走査プログラム及びタイムマネジ
メントデータをビーム走査プログラムメモリ８３０及び
タイムマネジメントテーブル８４０に設定し、ビーム制
御計算機８１０に本発明に係るアクティブフェーズドア
レイレーダを実現する制御動作を行わせるようにしてあ
る。
する。図１は、本発明の一実施例に係るアクティブフェ
ーズドアレイレーダを示す。図示するように、本発明で
は、図３に示した実用化過程にある多機能レーダにおい
て、ビーム走査プログラムを編集する手段として、プロ
グラム編集器９００とデータレート設定器９１０とビー
ム走査スケジューラ９２０とモニタ表示器９３０とを追
加し、編集したビーム走査プログラム及びタイムマネジ
メントデータをビーム走査プログラムメモリ８３０及び
タイムマネジメントテーブル８４０に設定し、ビーム制
御計算機８１０に本発明に係るアクティブフェーズドア
レイレーダを実現する制御動作を行わせるようにしてあ
る。
【００３３】つまり、ビーム走査プログラムメモリ８３
０及びタイムマネジメントテーブル８４０の内容は、図
３に示した実用化過程にある多機能レーダにおけるもの
とは異なり実際の運用において適宜に変更されるもので
ある。またビーム制御計算機８１０が行う制御動作も異
なる。更にアクティブフェーズドアレイアンテナは、平
面型でも良いが、本実施例では全方位性の例えば円筒型
を想定している。
０及びタイムマネジメントテーブル８４０の内容は、図
３に示した実用化過程にある多機能レーダにおけるもの
とは異なり実際の運用において適宜に変更されるもので
ある。またビーム制御計算機８１０が行う制御動作も異
なる。更にアクティブフェーズドアレイアンテナは、平
面型でも良いが、本実施例では全方位性の例えば円筒型
を想定している。
【００３４】従って、図１において本発明に係る部分に
ついては本来、符号も違えるべきであるが、これらの基
本的動作は同様に理解できるので、説明の便宜上図１で
は、図３に示した実用化過程にある多機能レーダにおけ
るその他の構成要素と同様に同一符号及び名称を付して
ある。以下、本発明に係る部分を中心に説明する。
ついては本来、符号も違えるべきであるが、これらの基
本的動作は同様に理解できるので、説明の便宜上図１で
は、図３に示した実用化過程にある多機能レーダにおけ
るその他の構成要素と同様に同一符号及び名称を付して
ある。以下、本発明に係る部分を中心に説明する。
【００３５】プログラム編集器９００は、ビーム仰角、
捜索距離範囲、送信パルス幅、送信ヒット数、送信繰り
返し周期等のビーム走査諸元を設定する入力手段を有
し、仰角ビーム走査ステップ毎にこれらのビーム走査諸
元を編集すると共に、仰角ビーム毎の走査時間を計算す
る。また、アダプティブビーム走査である追尾ビームの
ビーム走査諸元を編集し、追尾ビーム１回当たりの走査
時間を計算する。これらは一時記憶されると共に、デー
タレート設定器９１０とビーム走査スケジューラ９２０
に与えられる。
捜索距離範囲、送信パルス幅、送信ヒット数、送信繰り
返し周期等のビーム走査諸元を設定する入力手段を有
し、仰角ビーム走査ステップ毎にこれらのビーム走査諸
元を編集すると共に、仰角ビーム毎の走査時間を計算す
る。また、アダプティブビーム走査である追尾ビームの
ビーム走査諸元を編集し、追尾ビーム１回当たりの走査
時間を計算する。これらは一時記憶されると共に、デー
タレート設定器９１０とビーム走査スケジューラ９２０
に与えられる。
【００３６】データレート設定器９１０は、仰角ステッ
プ毎に捜索データレートを独立に設定できる入力手段を
有し、総ビーム走査時間内に捜索ビームを走査する回数
を仰角毎に設定する。また、捜索空域内を一巡りビーム
走査するのに要する時間、即ちスキャンタイム内に走査
する追尾ビームの総数を設定する。これらはビーム走査
スケジューラ９２０に与えられる。
プ毎に捜索データレートを独立に設定できる入力手段を
有し、総ビーム走査時間内に捜索ビームを走査する回数
を仰角毎に設定する。また、捜索空域内を一巡りビーム
走査するのに要する時間、即ちスキャンタイム内に走査
する追尾ビームの総数を設定する。これらはビーム走査
スケジューラ９２０に与えられる。
【００３７】ビーム走査スケジューラ９２０は、仰角毎
の捜索ビーム走査時間（ＴS ・ｎ：ｎは仰角ビームステ
ップ数、以下同じ）、追尾ビーム走査時間（Ｔt ）、仰
角毎の捜索ビーム走査回数（ＫS ・ｎ）、追尾ビーム走
査回数（Ｋt ）から、時間軸上で各ビーム走査の割り付
けを行い、ビーム走査の時間割りを編集すると共に、ス
キャンタイムを計算する。
の捜索ビーム走査時間（ＴS ・ｎ：ｎは仰角ビームステ
ップ数、以下同じ）、追尾ビーム走査時間（Ｔt ）、仰
角毎の捜索ビーム走査回数（ＫS ・ｎ）、追尾ビーム走
査回数（Ｋt ）から、時間軸上で各ビーム走査の割り付
けを行い、ビーム走査の時間割りを編集すると共に、ス
キャンタイムを計算する。
【００３８】以上の手順によって編集されたビーム走査
プログラムと時間割りはモニタ表示器９３０に表示し、
必要により修正が行え、また最終確認ができるようにし
てある。修正を加え最終的に完成されたビーム走査プロ
グラムと時間割りは、それぞれ所定のキー操作によりビ
ーム走査プログラムメモリ８３０とタイムマネジメント
テーブル８４０に書き込まれる。
プログラムと時間割りはモニタ表示器９３０に表示し、
必要により修正が行え、また最終確認ができるようにし
てある。修正を加え最終的に完成されたビーム走査プロ
グラムと時間割りは、それぞれ所定のキー操作によりビ
ーム走査プログラムメモリ８３０とタイムマネジメント
テーブル８４０に書き込まれる。
【００３９】表１に、仰角ビーム走査及び追尾ビーム走
査の設定諸元例を示す。仰角毎に独立に捜索ビーム走査
の頻度が設定されるビーム走査プログラムが編集される
のである。
査の設定諸元例を示す。仰角毎に独立に捜索ビーム走査
の頻度が設定されるビーム走査プログラムが編集される
のである。
【００４０】
【表１】
【００４１】また、表２に、仰角毎の捜索ビーム走査回
数及び追尾ビーム走査回数の設定例を示す。
数及び追尾ビーム走査回数の設定例を示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】そして図２に、ビーム走査の時間割りの設
定例を示すが、仰角毎に水平面内での捜索を一纏めにし
て行うので、仰角毎にそれぞれ異なる可変型の捜索デー
タレートを実現できることが理解される。
定例を示すが、仰角毎に水平面内での捜索を一纏めにし
て行うので、仰角毎にそれぞれ異なる可変型の捜索デー
タレートを実現できることが理解される。
【００４４】斯くして、ビーム制御計算機８１０は、ビ
ーム走査プログラムメモリ８３０に編集設定されたビー
ム走査プログラムに仰角ビーム毎に設定された捜索ビー
ム走査頻度に従い捜索ビームを仰角毎に水平に走査させ
る捜索ビームの走査スケジュールを設定すると共に、追
尾計算機７００から入力する目標の追尾情報を受けて予
め定めた優先度ルールに基づき捜索ビーム走査の合間予
め設定された時間スロットで追尾ビームを走査させる追
尾ビームの走査スケジュールを設定するので、外部から
目標が侵入して来る空域（例えば、低仰角領域）内は高
い捜索データレートで捜索し、それ以外の空域（例え
ば、高仰角領域）内は低い捜索データレートで捜索でき
ることになる。
ーム走査プログラムメモリ８３０に編集設定されたビー
ム走査プログラムに仰角ビーム毎に設定された捜索ビー
ム走査頻度に従い捜索ビームを仰角毎に水平に走査させ
る捜索ビームの走査スケジュールを設定すると共に、追
尾計算機７００から入力する目標の追尾情報を受けて予
め定めた優先度ルールに基づき捜索ビーム走査の合間予
め設定された時間スロットで追尾ビームを走査させる追
尾ビームの走査スケジュールを設定するので、外部から
目標が侵入して来る空域（例えば、低仰角領域）内は高
い捜索データレートで捜索し、それ以外の空域（例え
ば、高仰角領域）内は低い捜索データレートで捜索でき
ることになる。
【００４５】その結果、初探知が重視される空域では捜
索空域内に侵入した目標を直ちに初探知でき、短時間で
追尾を確立できる。侵入した目標はやがて捜索データレ
ートの低い空域に入るが、既に追尾しているので優先度
判断に基づき追尾ビームを照射でき、高い追尾データレ
ートを維持できる。
索空域内に侵入した目標を直ちに初探知でき、短時間で
追尾を確立できる。侵入した目標はやがて捜索データレ
ートの低い空域に入るが、既に追尾しているので優先度
判断に基づき追尾ビームを照射でき、高い追尾データレ
ートを維持できる。
【００４６】要するに、本発明では、重点捜索領域での
捜索データレートを高く、追尾継続領域で捜索データレ
ートを低く設定し、代わりに追尾データレートを高くす
ることができるので、トータルの捜索時間を拡大するこ
となく捜索と追尾の性能を向上させ得るのである。
捜索データレートを高く、追尾継続領域で捜索データレ
ートを低く設定し、代わりに追尾データレートを高くす
ることができるので、トータルの捜索時間を拡大するこ
となく捜索と追尾の性能を向上させ得るのである。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアクティ
ブフェーズドアレイレーダは、捜索走査の方式を従来の
仰角方向への走査から水平方向への走査に変更し、仰角
によって異なる可変型の捜索データレートを採用し、外
部から目標が侵入して来る空域（例えば、低仰角領域）
内は高い捜索データレートで捜索し、それ以外の空域
（例えば、高仰角領域）内は低い捜索データレートで捜
索できるようにしてあるので、従来の実用化過程にある
多機能レーダ装置が有する優れた機能・性能を維持しな
がら同時に、捜索データレート及び追尾データレートを
向上できる効果がある。
ブフェーズドアレイレーダは、捜索走査の方式を従来の
仰角方向への走査から水平方向への走査に変更し、仰角
によって異なる可変型の捜索データレートを採用し、外
部から目標が侵入して来る空域（例えば、低仰角領域）
内は高い捜索データレートで捜索し、それ以外の空域
（例えば、高仰角領域）内は低い捜索データレートで捜
索できるようにしてあるので、従来の実用化過程にある
多機能レーダ装置が有する優れた機能・性能を維持しな
がら同時に、捜索データレート及び追尾データレートを
向上できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例に係るアクティブフェーズド
アレイレーダの構成ブロック図である。
アレイレーダの構成ブロック図である。
【図２】本発明のビーム走査の時間割りの設定例のタイ
ムチャートである。
ムチャートである。
【図３】従来の実用化過程にあるアクティブフェーズド
アレイレーダの構成ブロック図である。
アレイレーダの構成ブロック図である。
１１１〜１ＭＮ 素子アンテナ ２１１〜２ＭＮ Ｔ／Ｒモジュール ３０１〜３０Ｍ 信号伝送路 ４００ ビーム合成器 ４１０ 励振パルス発生器 ４２０ 空中線制御器 ５００ 受信機 ５１０ パルス伸張器 ６００ Ａ／Ｄ変換器 ６１０ パルス圧縮器 ６２０ 信号処理器 ７００ 追尾計算機 ７１０ マンマシンインタフェース ８００ タイミング制御器 ８１０ ビーム制御計算機 ８２０ タイマ ８３０ ビーム走査プログラムメモリ ８４０ タイムマネジメントテーブル ９００ プログラム編集器 ９１０ データレート設定器 ９２０ ビーム走査スケジューラ ９３０ モニタ表示器 ２１１１ 送信回路 ２１１２ サーキュレータ ２１１３ 受信回路 ２１１４ 制御回路
Claims (3)
- 【請求項１】 アクティブフェーズドアレイアンテナに
よる２次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを組み
合わせたレーダ装置において； 仰角毎に異なる頻度で
水平に捜索ビームを走査すると共に、捜索ビーム走査の
合間に予め設定された時間スロットで指示された方向に
追尾ビームを走査することとなるビーム走査プログラム
を、仰角毎に独立に捜索ビーム走査の頻度を設定するこ
とにより編集する手段； を備えたことを特徴とするア
クティブフェーズドアレイレーダ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のアクティブフェーズド
アレイレーダにおいて； 前記編集する手段は、入力さ
れたビーム走査諸元を仰角ビームステップ毎に編集し、
仰角ビーム毎の走査時間を計算すること、追尾ビームの
ビーム走査諸元を編集し、追尾ビーム１回当りの走査時
間を計算することを行う第１の手段と； 前記第１の手
段の出力と入力された仰角ステップ毎の捜索データレー
トとに基づき、総ビーム走査時間内に捜索ビームを走査
する回数を仰角毎に設定し、捜索空域を一巡り走査する
のに要する時間内に走査する追尾ビームの総数を設定す
る第２の手段と； 前記第１及び第２の手段の出力に基
づき、仰角毎の捜索ビーム走査時間、追尾ビーム走査時
間、仰角毎の捜索ビーム走査回数、追尾ビーム走査回数
からビーム走査の時間割りの編集とスキャンタイムを計
算する第３の手段と； を備え、当該レーダ装置は、前
記第１及び第３の手段の出力に基づき動作する； こと
を特徴とするアクティブフェーズドアレイレーダ。 - 【請求項３】 請求項２に記載のアクティブフェーズド
アレイレーダにおいて； 前記第１及び第３の手段の出
力を表示し修正操作を可能にする第４の手段； を備え
ることを特徴とするアクティブフェーズドアレイレー
ダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228186A JP2596334B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | アクティブフェーズドアレイレーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228186A JP2596334B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | アクティブフェーズドアレイレーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755915A JPH0755915A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2596334B2 true JP2596334B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=16872561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5228186A Expired - Lifetime JP2596334B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | アクティブフェーズドアレイレーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596334B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004279146A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Toshiba Corp | アンテナ装置 |
| JP2004279147A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Toshiba Corp | アンテナ装置 |
| JP4597717B2 (ja) * | 2005-03-04 | 2010-12-15 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
| US8975203B2 (en) | 2009-05-08 | 2015-03-10 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Diaryliodonium salt mixture and process for production thereof, and process for production of diaryliodonium compound |
| JP2018159626A (ja) * | 2017-03-23 | 2018-10-11 | 日本電気株式会社 | ビーム制御方法及びフェーズドアレイセンサ装置 |
| CN109188343B (zh) * | 2018-08-15 | 2023-12-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种搜索信号源的方法、装置及计算机存储介质 |
| CN109597064A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-09 | 西安电子工程研究所 | 一种固定跟踪数据率的搜跟一体的相控阵雷达时序设计方法 |
| CN109581342B (zh) * | 2018-12-07 | 2022-12-27 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种旋转相控阵雷达全周期时间资源分配方法 |
| JP7138593B2 (ja) * | 2019-03-14 | 2022-09-16 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5128683A (en) * | 1991-04-16 | 1992-07-07 | General Electric Company | Radar system with active array antenna, elevation-responsive PRF control, and beam multiplex control |
-
1993
- 1993-08-20 JP JP5228186A patent/JP2596334B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0755915A (ja) | 1995-03-03 |
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| JPH09145831A (ja) | レーダ装置 |
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