JPH06317653A - レーダ装置 - Google Patents

レーダ装置

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JPH06317653A
JPH06317653A JP5108205A JP10820593A JPH06317653A JP H06317653 A JPH06317653 A JP H06317653A JP 5108205 A JP5108205 A JP 5108205A JP 10820593 A JP10820593 A JP 10820593A JP H06317653 A JPH06317653 A JP H06317653A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
transmission
radar
transmitting
antenna
Prior art date
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Pending
Application number
JP5108205A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyuki Inaba
敬之 稲葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH06317653A publication Critical patent/JPH06317653A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 デジタルビーム形成(DBF)による受信マ
ルチビームの利点を利用してペンシルビーム送受信によ
る距離性能を維持して、さらに捜索フレームタイムを短
縮可能とするレーダ装置を得る。 【構成】 送信アンテナ10と受信アレイアンテナ11
を個別に持ち、送信アンテナ10は1PRI内に各パル
ス幅(T1〜Tn)で複数方向へペンシルビーム(P1
〜Pn)を各周波数(f1〜fn)/各変調(M1〜M
n)にて連続送信(RBS送信(random bur
st search))し、受信アンテナ系は送信パル
ス周波数に合わせて送受信の干渉を防ぐための帯域フィ
ルタBF1〜BFnを持ち、その後段に連続的に送信し
た方向へ指向性を持ち送信アンテナ方向へヌルを持つ受
信ペンシルマルチビームを形成するデジタルビーム形成
を実施し、さらにその後各ビーム方向への送信時の変調
に対応した復調を復調器16で実施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はデジタルビーム形成方
式(DBF:digital beam formin
g)のアレイアンテナを用いたレーダ装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図8は従来のデジタルビーム形成方式の
レーダ装置の構成を示すものであり、図4において1は
電波を送受信するためのアレイアンテナ、t1〜tmは
このアレイアンテナの各素子からのマイクロ波受信信号
をビデオ信号に周波数変換し増幅し、かつマイクロ波信
号を発生するための送受信機、3は受信機出力のビデオ
信号よりビーム形成するためのデジタルビーム形成器、
4は形成された受信ビーム信号によりS/N改善、S/
C改善、目標検出、測角/測距、追尾データ処理等を行
うマルチビーム信号処理器、5は送信ビーム方向を制御
する送信ビーム制御器である。
【0003】この従来のDBFレーダ装置におけるビー
ム制御は、図9のタイミングA1、A2、A3に示すよ
うな方法がとられていた。すなわち、タイミングA1の
ように、従来のフェーズドアレイレーダに多く見られる
ように送受信ともペンシルビームでスキャンニングす
る。タイミングA2のように、ファンビームで送信して
ペンシルマルチビームで受信する。タイミングA3のよ
うに、ファンビームで送信してペンシルマルチビームで
受信しさらに距離性能を確保するためにパルス繰り返し
方向へ長時間積分を実施する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のDBFレーダ装
置において、タイミングA1に示すフェーズドアレイと
同様のビーム制御に比べDBFの受信マルチビームを有
効に活用するビーム制御方法としてタイミングA2のよ
うに送信をファンビームにすることでフレームタイムの
短縮を図っていた。しかし、一般に送信をファンビーム
にするとアンテナ利得が低下して距離性能が劣化すると
いう問題があった。そこで、タイミングA3のように送
信をファンビームにしても距離性能を維持するためには
長時間の積分を実施する必要があり、その結果距離性能
をペンシルビーム送信と同等にした場合フレームタイム
もペンシルビーム送信と同等に大きくなってしまうとい
う問題があった。
【0005】この発明は、DBFレーダ装置の特徴であ
る受信のマルチビームを利用し、送信ファンビームに相
当する捜索フレームタイムの短縮と、従来のフェーズド
アレイレーダにおけるペンシルビーム送受信に相当する
距離性能を得るという相反する問題を克服することを目
的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は送信アンテナ
とDBF受信アンテナを個別に持ち、送信アンテナは1
パルス繰り返し周期(PRI:pulse repet
ition interval)内に複数方向へ異なる
周波数でパスル送信し、DBF受信アンテナ系ではそれ
ぞれに目標反射波と送信直接波の干渉を防ぐため帯域フ
ィルタを通した後送信された複数方向へ受信マルチビー
ムを形成するようにしたものである。
【0007】この発明は、帯域フィルタに加え目標反射
波と送信直接波の干渉をより低減するため、ビーム形成
時に送信アンテナ方向へヌルビームを形成するウエイテ
ィングを用いてデジタルビーム形成器を動作させるよう
にしたものである。
【0008】この発明は、パルス毎に送信周波数を変化
させることに加え変調パターンを変化させ、ビーム形成
後にビーム方向別に変調された信号に対し復調するもの
である。
【0009】
【作用】この発明におけるレーダ装置は、送信アンテナ
と受信アンテナを個別に持ち、図4のタイミングA4に
示すように送信アンテナは1PRI内に各パルス幅(T
1〜Tn)で複数方向へペンシルビーム(P1〜Pn)
を各周波数(f1〜fn)/各変調(M1〜Mn)にて
連続送信(RBS送信(random burst s
earch))し、受信アンテナ系は送信パルス周波数
に合わせて送受信の干渉を防ぐための帯域フィルタを持
ち、その後段に連続的に送信した方向へ指向性を持ち送
信アンテナ方向へヌルを持つ受信ペンシルマルチビーム
を形成するデジタルビーム形成を実施し、さらにその後
各ビーム方向への送信時の変調に対応した復調を実施す
る。
【0010】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の実施例を示すものであり、
3、4は前記従来装置と全く同一のものである。11は
受信専用のアレイアンテナ、7はアレイアンテナからの
受信マイクロ波信号とBF1〜BFnの帯域フィルタへ
の連接をスイッチングするスイッチングネットワーク、
9は帯域フィルタから出力されたマイクロ波信号をアレ
イ素子対応に受信機r1〜rmへ分配するするスイッチ
ングネットワーク、6はスチッチングネットワーク7、
スチッチングネットワーク9のタイミングを制御する受
信タイミング制御器、10は送信専用の送信アンテナ、
12はf1〜fnの周波数を切り替えて1PRI内に送
信できる送信機、13は送信の方向と周波数を制御する
送信ビーム制御器である。
【0011】この様に構成されたレーダ装置の動作を説
明する。送信アンテナ系は送信周波数f1〜fnを持つ
送信機12により、送信ビーム制御器13により図4の
タイミングA4に示すようにL−PRFモード時におい
て、パスル送信トリガよりパルス幅T1でペンシルビー
ム方向P1へ周波数f1で送信アンテナ10により電波
を送信し、次に、パルス幅T2でペンシルビーム方向P
2へ周波数f2で送信し、順次別方向へ別周波数で送信
する。このとき送信できるパルス数は、PRI内におい
て送信機の送信可能デューティまでとれる。このよう
に、送信方向を変えながら連続的に送信することをra
ndom burst searchと言う。
【0012】一方、受信アンテナ系も送信のトリガに同
期して動作するが、受信アンテナ11にて受信されたマ
イクロ波信号は、送信タイミングT1(ビーム方向P
1)の時はT1で送信している周波数帯域を通さない帯
域フィルタBF1へ入力されるようにスイッチングネッ
トワーク7が制御される。同様に送信タイミングTn
(ビーム方向Pn)の時はTnで送信している周波数を
通さない帯域フィルタBFnへ入力されるようにスイッ
チングネットワーク7が制御される。こうして目標から
の反射波を通し送信アンテナ10からの直接波の干渉を
防ぐための帯域フィルタを経由した各アレイ素子からの
マイクロ波信号はスチッチングネットワーク9により各
アレイ素子対応に受信機r1〜rmに入力される。こう
して各アレイ素子で受信したマイクロ波信号は送信パワ
ーの直接的な受信系への洩れ込を防止しデジタルビーム
形成器3に入力される。デジタルビーム形成器3におい
てディスクリートなフーリェ変換を行うことで時分割で
送信したP1からPnの方向へ同時に受信マルチビーム
を形成する。さらに、形成された受信ビームは送信タイ
ミングの時間差を補正され、マルチビーム信号処理器4
に入力されS/N改善、S/C改善、目標検出、測角/
測距、追尾データ処理等のレーダ信号処理が実施され
る。
【0013】実施例2.図2はこの発明の実施例2を示
すものであり、1、3〜13、BF1〜BFn、r1〜
rmは前記実施例1の装置と全く同一のものである。1
4はビーム形成時に送信アンテナ方向へヌルを形成する
ビーム形成ウェイトである。
【0014】この様に構成されたレーダ装置の動作を説
明する。電波の送信、及び受信系のビーム形成前までは
前記実施例1と同様である。この実施例においてはさら
に目標反射波と送信直接波の干渉を軽減するためにビー
ム形成時に送信中の受信マルチビーム形成において送信
アンテナ方向へヌルを形成するようにあらかじめ計測さ
れ保持されていたヌルビーム形成ウェイト14からの出
力を用いてビーム形成する。すなわち、図5に示すよう
に、受信ビーム1(P1方向)のT2区間ではW12の
ウェイトを使用する。W12とは、P1方向へビーム指
向しかつ周波数f2に対して、送信アンテナ方向へはヌ
ルを形成するウェイトである。同様にW23とは、P2
方向へビーム指向しかつ周波数f3に対して、送信アン
テナ方向へヌルを形成するウェイトである。このように
してビーム形成をおこなうことで周波数的に送信直接波
を抑圧するのに加えビーム形成時に受信アンテナ入射方
向的にも送信直接波を抑圧し、目標反射波との干渉を低
減させる。その後、実施例1と同様にマルチビームレー
ダ信号処理器4により検出等の信号処理が実施される。
【0015】実施例3.図3はこの発明の実施例3を示
すものであり、1、3〜14、BF1〜BFn、r1〜
rnは前記実施例2の装置と全く同一のものである。1
5は送信時に送信パルス(T1〜Tn)毎に送信波に異
なる変調(M1〜Mn)を付加する変調器、16はビー
ム方向対応に異なる変調された受信波を復調するための
復調器である。
【0016】この様に構成されたレーダ装置の動作を説
明する。電波の送信においてはパルス幅T1でペンシル
ビーム方向P1へ周波数f1において変調M1で図6の
タイミングA6に示すように電波を送信し、次に、パル
ス幅T2でペンシルビーム方向P2へ周波数f2におい
て変調M2で送信し、順次別方向へ別周波数と別変調で
送信する。受信系はビーム形成後までは実施例2と同様
であるが、その後ビーム対応にP1方向はM1、P2方
向はM2の変調波を復調する。この時、P1方向ビーム
に干渉によりM1以外の変調波成分が混入していても復
調による相関処理でさらに抑圧される。このようにして
ビーム対応に復調をおこなうことで周波数的に送信直接
波を抑圧する、及びビーム形成時に受信アンテナ入射方
向的に送信直接波を抑圧することに加え復調時の相関処
理変調方式で、目標反射波との干渉がより低減される。
その後、実施例1、2と同様にマルチビームレーダ信号
処理器4により検出等の信号処理が実施される。
【0017】
【発明の効果】この発明は以上に説明したように構成す
ることで図7に示すような効果を持っている。すなわ
ち、送信アンテナと受信アンテナを個別にもち、1パル
ス繰り返し周期内に複数方向へパルス送信し、それらの
方向へ受信マルチビームを形成し信号処理を行うこと
で、ペンシルビームによる送受信のアンテナ利得におい
て、つまり、受信マルチビーム時におけるファンビーム
送信の様な距離性能の低下なくして、一度に複数方向を
捜索できることで捜索フレームタイムを削減できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施例2を示すブロック図である。
【図3】この発明の実施例3を示すブロック図である。
【図4】この発明の実施例1のレーダ装置のビーム制御
を示すタイミング図である。
【図5】この発明の実施例2のレーダ装置のビーム制御
を示すタイミング図である。
【図6】この発明の実施例3のレーダ装置のビーム制御
を示すタイミング図である。
【図7】この発明のレーダ装置の効果を示す図である。
【図8】従来のレーダ装置を示すブロック図である。
【図9】従来のレーダ装置のビーム制御を示すタイミン
グ図である。
【符号の説明】
1 アレイアンテナ t1 送受信機 tm 送受信機 3 デジタルビーム形成器 4 マルチビーム信号処理器 5 送信ビーム制御器 6 受信タイミング制御器 7 スイッチングネットワーク 9 スイッチングネットワーク BF1 帯域フィルタ BFn 帯域フィルタ r1 受信機 rm 受信機 10 送信アンテナ 11 受信アレイアンテナ 12 送信機 13 送信ビーム制御器 14 ヌルビーム形成ウェイト 15 変調器 16 復調器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーダの送信信号を発生する送信機と、
    前記送信機により発生された送信信号を空間へ送信する
    ためのアレイアンテナと、この送信のタイミングを制御
    する送信ビーム制御器と、空間へ送信され目標からの反
    射信号を受信する受信アレイアンテナと、この受信アレ
    イアンテナの各素子からの受信マイクロ波信号を制限す
    る帯域フィルタを選択するスイッチングネットワーク
    と、特定の周波数帯域を通さない帯域フィルタと、この
    帯域フィルタの出力マイクロ波信号をアレイ素子対応の
    受信機に分配するスイッチングネットワークと、各アレ
    イ素子対応のマイクロ波信号をビデオ信号に周波数変換
    し増幅する受信機群と、この受信機群の出力ビデオ信号
    を入力してディスクリート・フーリェ変換にてマルチビ
    ームを形成するデジタルビーム形成器と、前記デジタル
    ビーム形成器の出力信号をレーダ信号処理するマルチビ
    ーム信号処理器と、前記二つのスイッチングネットワー
    クを制御する受信タイミング制御器とを備えたことを特
    徴とするレーダ装置。
  2. 【請求項2】 レーダの送信信号を発生する送信機と、
    前記送信機により発生された送信信号を空間へ送信する
    ためのアレイアンテナと、この送信のタイミングを制御
    する送信ビーム制御器と、空間へ送信され目標からの反
    射信号を受信する受信アレイアンテナと、この受信アレ
    イアンテナの各素子からの受信マイクロ波信号を制限す
    る帯域フィルタを選択するスイッチングネットワーク
    と、特定の周波数帯域を通さない帯域フィルタと、この
    帯域フィルタの出力マイクロ波信号をアレイ素子対応の
    受信機に分配するスイッチングネットワークと、各アレ
    イ素子対応のマイクロ波信号をビデオ信号に周波数変換
    し増幅する受信機群と、前記送信アンテナ方向へヌルビ
    ームを形成するためのウェイトを保持するヌルビーム形
    成ウェイトと、前記受信機群の出力ビデオ信号を入力し
    てヌルビーム形成ウェイトを使用したディスクリート・
    フーリェ変換にてマルチビームを形成するデジタルビー
    ム形成器と、このデジタルビーム形成器の出力信号をレ
    ーダ信号処理するマルチビーム信号処理器と、前記二つ
    のスイッチングネットワークを制御する受信タイミング
    制御器とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
  3. 【請求項3】 レーダの送信変調信号を発生する変調器
    と、送信基準信号と前記送信変調信号を合成して増幅す
    る送信機と、前記送信機により発生された送信信号を空
    間へ送信するためのアレイアンテナと、この送信のタイ
    ミングを制御する送信ビーム制御器と、空間へ送信され
    目標からの反射信号を受信する受信アレイアンテナと、
    この受信アレイアンテナの各素子からの受信マイクロ波
    信号を制限する帯域フィルタを選択するスイッチングネ
    ットワークと、特定の周波数帯域を通さない帯域フィル
    タと、この帯域フィルタの出力マイクロ波信号をアレイ
    素子対応の受信機に分配するスイッチングネットワーク
    と、各アレイ素子対応のマイクロ波信号をビデオ信号に
    周波数変換し増幅する受信機群と、前記送信アンテナ方
    向へヌルビームを形成するためのウェイトを保持するヌ
    ルビーム形成ウェイトと、前記受信機群の出力ビデオ信
    号を入力してヌルビーム形成ウェイトを使用したディス
    クリート・フーリェ変換にてマルチビームを形成するデ
    ジタルビーム形成器と、このデジタルビーム形成器での
    形成ビーム対応に変調されている信号を復調する復調器
    と、この復調器の出力信号をレーダ信号処理するマルチ
    ビーム信号処理器と、前記二つのスイッチングネットワ
    ークを制御する受信タイミング制御器とを備えたことを
    特徴とするレーダ装置。
JP5108205A 1993-05-10 1993-05-10 レーダ装置 Pending JPH06317653A (ja)

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