JP7005529B2 - 最適化された時空間管理を有する二次レーダ - Google Patents
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Description
- 物標の位置のリフレッシュの速度を確実に高くして、回転周期の短縮をもたらす、
- 各アンテナ旋回においてさまざまなプロトコル(SSRモードおよびモードSでの監視タスクまたはモード4/5でのIFF識別)に従って協力物標と多数のタスクを行い、したがって各物標に対する照射時間の増加、したがって物標毎に必要とされる照射時間を増加させること、ひいてはアンテナの回転周期の増加をもたらし、それにより、位置および予想データに関して同時に、すべての物標のリフレッシュの速度の低下をもたらす。
- コードを抽出するために同一モードで少なくとも3~5個のサブ期間が必要である「オールコール」(AC)と呼ばれるサブ期間を含むSSR監視の期間。これらの同じ期間は、モードSで質問される新しい航空機のための収集期間として同様に機能する。
- モードS物標とのトランザクションための「ロールコール」(RC)と呼ばれる少なくとも3~5個のサブ期間を含むモードS期間。
- 固定電子走査アンテナ:それらは円筒型であるか、もしくはいくつかの固定パネルからなることができる(市場は4から6枚の固定パネルに向かって方向転換している)、
- または、1枚のパネルを有する回転アンテナ
である。
- 受動型の放出を伴うタイプ:(従来どおり回転アンテナの場合のように)放出および受信はアンテナそれ自体の外部に集中化される、
- または、半能動型の放出を伴うタイプ:放出はアンテナの外部に集中化され、受信はアンテナそれ自体の中で分散される、
-または、能動型の放出を伴うタイプ:放出および受信はアンテナの中で分散される。
- 個別にアドレス可能でないSSRもしくはIFF物標または新しいモードS物標などの、距離管理可能でない物標に対する監視タスク、
- 距離および方位角に関して予め位置付けられたモードS監視および識別タスク、
を区別することを可能にすることによって、時空間管理(STM)を改善することが想像可能になる。
- 機械的にかつ機能的に一次レーダから独立しており、
- 任意のモードの各質問に対する放出パターン、
任意のモードの各応答に対する受信パターン、
前記レーダに特有のタスクの別個のユニットへの割当て、
の分離原則を適用し、
- SSRまたはIFF監視および新しいモードS物標を収集することに同時に特化した1つまたは複数のSSR/IFF質問機を備え、
- モードS監視およびIFF識別の指示された質問に特化した選択的な監視のための1つまたは複数の他のSSR/IFF質問機をさらに備え、
- 異なる方位角での前記SSR/IFF質問機の質問の同時放出を確実にし、前記同時放出は、放出で形成されたビームの方位角の間隔が、放出で形成されたビームのそれぞれのサイドローブによって放出された質問間で航空機のトランスポンダのレベルでジャミングの分離されたレベルを確実にするとき有効になり、
- 異なる方位角での前記質問機への応答の同時受信を確実にし、前記同時受信は、受信で形成されたビームの方位角の間隔が、受信で形成されたビームのそれぞれのサイドローブによって予想された応答間でレーダのレベルでジャミングの分離されたレベルを確実にするとき有効になり、
- 質問機に、方位角でのビームの間隔がトランスポンダによる質問の正しい解釈またはレーダによる応答の正しい検出を保証するのに不十分なとき、受信期間の時間的分離を質問機自体の間で確実にするように指図する
ことを特徴とする、二次レーダである。
- 偵察中、動作は、タイプ
SSR航空機の航空機の監視
IFFでの軍用機の監視
新しいモードS航空機の捕捉
から非選択的であり、
- 監視中、動作は、タイプ
モードS監視の選択的質問/応答
モードS監視と同じ航空機とのモードSデータリンクの選択的質問/応答
予め検出された航空機に対する外部要求に基づくIFF識別(モード4/5)の指示された質問
から選択/指定される。
オペレータは、
- 各物標に対して、独立して、検出物標の方位角にかかわらず偵察から無相関化された方式で、オペレータがモードS/モードSデータリンク/IFF識別での監視に対して所望するリフレッシュ速度、
- 放出または受信における方位角でビームを集中させるためのリソースの競合が生じた場合に選択されたモードに関連した優先度
を同様に定める。
- 機械的に回転するアンテナの場合と同様に、ビームは一定の方位角速度で進行し、したがってすべての方位角において同一のリフレッシュ速度を保証するが、時間不足のためすべてのモードSトランザクションの実行を保証しない、
- または、ビームは、SSRおよびモードS監視を確実にするために、またはモード4もしくはモード5IFF識別のために必要なACおよびRC期間の数を配置するのに必要とされる時間だけ所定の方位角において維持されるが、そのときリフレッシュ速度はもはや一定でなく、それは、航空機の数および航空機と関連付けられるトランザクションに完全に依存する。
- アンテナのシミュレートされた回転速度(リフレッシュ速度)、
- 利得クロスオーバ34のレベルでのアンテナ利得によって保証される、レーダの作用範囲(方位角でのビームの変位の速度)
- モードSで管理され得るセクタ毎の航空機の最大数、
- 航空機毎のモードSトランザクションの数、
の間の妥協のままである。
- サイドローブのレベルを低減して目標とする物標の距離に放射電力を適合させるために、および同位相で、ビームのスクイントを確実にするために、電力レベルで調節され得る放出機能401、
- 受信機能402、
と連携する円筒型アンテナの事例で例示する。
- 放出44で、第1の質問がそのブロッキングを回避するように意図していない物標によって認知されないほど十分に異なる方向に、すなわち、放出ビームが計算によるビームフォーミング44(CBF)によって形成されて、P個の放射素子43を使用してこのように形成されたビームのサイドローブの関数として方位角がかなり遠く離れた方向に、送信バス41を介して質問を送信し、
- 受信45で、ビームフォーミングを通して円筒型固定アンテナの放射素子のセットを利用することによって、前に送信された質問に続いて、いくつかの他の方位角で同時に、受信バス42を介して、応答を受信する
ことをさまざまな方位角において同時に可能にする。
- それは、ビームフォーミングを行い、P個の放射素子に切り替えるための集中型放出機能を備え、
- 受信機能は、各放射素子と関連付けられる。
- 単一の方位角方向に1つの質問を送信し、
- さまざまなビームを形成することによりアンテナの放射素子40のセットを同時に利用することによって、前に送信された質問に続いて、いくつかの他の方位角で同時に、受信バス42を介して、いくつかの応答を受信する
ことを同時に可能にする。
- 距離管理可能でない物標に対する監視のタスク(SSRおよびIFF監視、モードS物標のように選択的にアドレス可能でない物標、または新しいモードS物標)、
- 距離および方位角に関して予め位置付けられた監視(モードS)およびIFF識別(一次航跡上の指定)のタスク
を区別するという意味で、非能動型の放出を伴う機械的回転または電子走査によるアンテナの時空間管理とは異なる新しい時空間管理(STM)を提案する本発明の原理を例示する。
- 第1の質問機(SSR/IFF質問機No.1)は、SSR、IFF監視および新しいモードS物標を収集することに特化しており、
- 第2の質問機(SSR/IFF質問機No.2)は、(以下のタスクのないときにバックグラウンドタスクとしての)IFF No.1と反対側の監視から、
- 一次レーダによって明らかにされる物標の位置に依存したウィンドウによるIFF識別、
- または、選択的なモードSトランザクション
へ、トグルで切り替えることができる。
- SSR/IFF質問機No.1は、方位角0において、特に、従来モード、SSR、IFFでの方位角の監視および新しいモードS物標の収集を確実にし、
- SSR/IFF質問機No.2は、
- 他の方位角1、2、3、4・・・で、ほとんどレイテンシなしで、方位角距離、IFF識別またはモードS監視に関して参照される航跡の管理を確実にし、
- または、それらがないとき、方位角0と反対側の方位角で(+180°)、従来モード、SSR、IFFに対するIFF No.1の反対側の方位角の監視を確実にし、したがって新しい物標をよりすばやく捕捉する
ことができる。
- SSRまたはIFF監視のリフレッシュ速度は、このタスク61、62が優先度を有しモードS監視またはIFF識別の指示された質問(DI)から今無相関化されていることにより、それが単一の質問機、SSR/IFF質問機No.1によって行われるということを考慮すると、その最適条件とすることができ、SSR/IFF質問機No.1と反対側の方位角を管理する、IFF No.1の繰返しで示される、SSRまたはIFF監視に特化した別の質問機を追加することによって、この速度を速めることを想定することが可能であり、
- 関連モードSデータリンクを含むモードS監視またはIFF識別の指示された質問(DI)のリフレッシュ速度は、機能要件に従って、汚損を限定するためにSSR/IFF監視を受けている方向を回避している間に、すべての方向で可能であるから、同様にその最適条件とすることができる。
- 周期的に、または外部要求に続いて、各物標と関連付けられたモードSトランザクションを有するモードS選択的質問、
- IFFレーダの外部の要求によるIFF識別のための指示された質問、
を分配し904、905、これらの質問は、検出物標のそれぞれに対してオペレータが所望する、物標のリフレッシュの速度に従って行われなければならない。
- 異なる方位角(71、72、73)での質問機(91、92、93)の質問の同時放出(61、63)を確実にし、同時放出は、放出で形成されたビームの方位角の間隔が、放出で形成された3つのビームのそれぞれのサイドローブによって受信された質問間でトランスポンダのレベルで、従来少なくとも10dBの、ジャミングの分離されたレベルを確実にするとき有効になり、
- 異なる方位角(71、72、73)での前記質問機(91、92、93)への応答の同時受信(62、64)を確実にし、同時受信は、受信で形成されたビームの方位角の間隔が、受信で形成された3つのビームのそれぞれのサイドローブによって予想された応答間でレーダのレベルで従来少なくとも10dBのジャミングの分離されたレベルを確実にするとき有効になる。
- プロセッサNo.1およびアンテナの平面に直交するビームに割り振られる、SSR監視をおよび新しいモードS物標の収集に対して
- プロセッサNo.2および偏向されたビームに割り振られる、モードSトランザクションおよび指示された識別の管理から
無相関化することによって同時にアンテナの回転によって与えられる制約を限定することを可能にし、したがって、ビーム偏向ゾーンの幅にわたって方位角の独立を提供する。
- 第1のSSR/IFF質問機91、例えばIFF No.1は、SSRまたはIFF監視および新しいモードS物標を収集することに同時に特化している。
- 1つまたは複数のSSR/IFF質問機92、93、例えばSSR/IFF質問機No.2およびNo.3は、一次もしくは2次レーダまたは任意の他の位置付け手段の航跡から生じる、モードS監視およびIFF識別の指示された質問(DI)に特化し、各質問機は、その応答の重なりを回避するように選択的またはDI質問の時間的配置を確実にする間に、そのモードSまたはDI応答のデコードを行う。
- 3つの質問機の放出は、受信で生成されるビームの方位角の間隔が、3つのビームのそれぞれのサイドローブによって受信された、トランスポンダに送信される質問間のジャミングの低レベル(例えば、>10dB)を確実にするとき、同時に有効にすることができる。
- 3つの質問機の受信は、受信で生成されるビームの方位角の間隔が、3つのビームのそれぞれのサイドローブによるレーダの予想された応答間のジャミングの低レベル(例えば、>10dB)を確実にするとき、同時に有効にすることができる。
- 新しいモードS物標を収集するためのSSR/IFF質問機No.1は、選択的な監視の他の質問機92、93、IFF No.2およびNo.3に、それらのうちの1つによってそれから管理される新しい物標を検出すると知らせ、特に少なくとも1つの質問機92、93は、検出物標の方向におけるその受信ビームの指向を指図する。この反応性により、回転機械式アンテナに関しては2周にわたって物標の展開の不確実性を除去することによって物標の位置について正確に知ることが可能になる。例として、図8を参照して、物標が質問機No.1の放出ビーム71で検出されて、質問機No.2の受信ビーム72が次に、応答中に、放出ビーム71の方向に切り替えられ、これはビーム71の新しい位置のサイドローブのレベルがそれを可能にするとすぐに行われ、質問機No.3の受信ビーム73を放出ビーム71の方向に切り替えることが同じく可能であることになり、これは質問機72および73のそれぞれの作業負荷に依存する。
- SSR監視を速めることができ、すなわち、独立したビームを有するSSRまたはIFF監視に特化した他のSSR/IFF質問機No.1を割り振ることによって、リフレッシュ速度を増加させることができ、2つの質問機が使用される場合、ビームが反対側(+180°)であることが可能であり、一方4つの質問機を用いると、ビームは直交する(+90°)ことができ、それぞれ単一の質問機を用いる場合と比べて2~4倍速いSSR監視のペースをもたらす。
- アンテナ1の放出体制が半能動型である場合、図10の実施例では、共通の放出リソース94を優先的にSSR/IFF質問機No.1に割リ振り、次に他の質問機、SSR/IFF質問機No.2およびSSR/IFF質問機No.3に割り振ることができ、SSR監視はまれにしか放出しないのでこのようにSSR監視に優先度を与える。
- アンテナ1の放出体制が能動型である場合、トランスポンダのブロッキングを回避するために、形成されたビームを考慮して、十分に異なる方位角で同時質問を有効にし、これをサイドローブによる質問の誤差のより低いレベル(例えば、>10dB)を確実にする間に行うように、スーパバイザ装置を設けることができる。
Claims (10)
- 360°にわたって方位角で空間をカバーする、能動または半能動放出体制を伴う電子走査アンテナ(1)を装備した二次レーダにおいて、
- 任意のモードの各質問に対する放出パターン、
任意のモードの各応答に対する受信パターン、
前記二次レーダに特有のタスクの別個のユニットへの割当て、
の分離原則を適用し、
- SSRまたはIFF監視および新しいモードS物標を収集することに同時に特化した1つまたは複数のSSR/IFF質問機(91)を備え、
- モードS監視およびIFF識別に特化した1つまたは複数の他のSSR/IFF質問機(92、93)をさらに備え、
- 異なる方位角(71、72、73)での前記SSR/IFF質問機(91、92、93)の前記質問の同時放出(61、63)を確実にし、前記同時放出は、放出で形成されたビームの方位角の間隔が、放出で形成された前記ビームのそれぞれのサイドローブによって受信された前記質問間で航空機のトランスポンダのレベルでジャミングの分離されたレベルを確実にするとき有効になり、
- 異なる方位角(71、72、73)での前記質問機(91、92、93)への前記応答の同時受信(62、64)を確実にし、前記同時受信は、受信で形成された前記ビームの前記方位角の間隔が、受信で形成された前記ビームの前記それぞれのサイドローブによって予想された前記応答間で前記二次レーダのレベルでジャミングの分離されたレベルを確実にするとき有効になり、
- 前記質問機(91、92、93)に、方位角での前記ビームの前記間隔が検出を保証するのに不十分なとき、放出または受信のいずれかの期間の時間的分離を前記質問機(91、92、93)自体の間で確実にするように指図する、
ことを特徴とする、二次レーダ。 - SSR監視および新しいモードS物標を収集することに同時に特化した前記質問機(91)の1つは、モードS監視およびIFF識別に特化した、前記他の質問機(92、93)に新しい物標の前記検出を知らせ、前記新しい物標はそのとき、前記他の質問機(92、93)によって管理され、前記他の質問機(92、93)の少なくとも1つは、前述した放出および受信の同時有効化が獲得されるという条件の下に、前記他の質問機(92、93)の放出ビームの指向、次に続いて前記他の質問機(92、93)の受信ビームの指向を前記物標の方向(71)に制御することを特徴とする、請求項1に記載の二次レーダ。
- オペレータが、各物標に対して、検出された前記物標の前記方位角にかかわらず偵察から無相関化された方式で、前記オペレータが前記IFF識別および前記モードS監視に対して所望するリフレッシュ速度を定めることを特徴とする、請求項1または2に記載の二次レーダ。
- オペレータがマルチモード動作を次のように定め、すなわち、
- 偵察中、動作は、タイプ
SSR航空機の航空機の監視
IFFでの軍用機の監視
新しいモードS航空機の捕捉
から非選択的であり、
- 監視中、動作は、タイプ
モードS監視の選択的質問/応答
モードS監視と同じ航空機とのモードSデータリンクの選択的質問/応答
予め検出された航空機に対する外部要求に基づくIFF識別(モード4/5)の指示された質問
から選択/指定され、
前記オペレータは、
- 各物標に対して、独立して、検出された前記物標の前記方位角にかかわらず偵察から無相関化された方式で、前記オペレータがモードS/モードSデータリンク/IFF識別での前記監視に対して所望するリフレッシュ速度、
- 放出または受信における方位角で前記ビームを集中させるためのリソースの競合が生じた場合に選択された前記モードに関連した優先度
を同様に定める、
ことを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の二次レーダ。 - 前記SSR監視および前記IFF監視を速めるために、前記二次レーダは、単一の他のSSR/IFF質問機が使用される場合は反対であり、または3つの他のSSR/IFF質問機が使用される場合は直交している、前記質問機(91)と関連付けられた前記ビームの方向以外の方向に関連ビーム指向を有する、前記質問機(91)から独立した、SSRまたはIFF監視の少なくとも1つの他のSSR/IFF質問機を備えることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の二次レーダ。
- 前記放出体制が能動型であるとき、前記トランスポンダのブロッキングを回避するために、形成された前記ビームを考慮して、十分に異なる方位角で同時質問を有効にするようにスーパバイザ装置が設けられることと、前記放出体制が半能動型であるとき、共通の放出リソース(94)を優先的にSSR/IFF質問機No.1に割り振り、次に他の質問機に割り振ることができることとを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の二次レーダ。
- 前記アンテナ(1)は円筒型であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の二次レーダ。
- 前記アンテナ(1)は、それぞれが少なくとも1つのSSR/IFF質問機に関連付けられているパネルからなることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の二次レーダ。
- 前記アンテナは固定式であることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の二次レーダ。
- 前記アンテナは回転アンテナであることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の二次レーダ。
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