JPH0690280B2

JPH0690280B2 - 多目標追尾装置

Info

Publication number: JPH0690280B2
Application number: JP63228975A
Authority: JP
Inventors: 靖利森田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1988-09-13
Publication date: 1994-11-14
Anticipated expiration: 2009-11-14
Also published as: JPH0275988A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は，単一ビームを走査することにより捜索と多
目標追尾を同時に実施するフェイズド・アレイ・レーダ
を備えた多目標追尾装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の代表的なフェイズド・アレイ・レーダ方
式による多目標追尾装置の機能ブロック図を示すもので
あり，図において（１）はフェイズド・アレイ・アンテ
ナ，（２）は送受切換器，（３）は受信器，（４）は測
角回路，（５）は測距回路，（６）は送信機，（７）は
ビーム指向制御器である。

従来のフェイズド・アレイ・レーダ方式による多目標追
尾装置は上記のように構成され，送信機（６）にて発生
したマイクロ波電力を送受切換器（２）を経てフェイズ
ド・アレイ・アンテナ（１）に供給する。フェイズド・
アレイ・アンテナ（１）はこのマイクロ波電力をビーム
指向制御器（７）の位相データにより定められた指向方
向に放射するとともに，目標からの反射波を受信し内蔵
のモノパルス・コンパレータにより和信号（距離信号）
と差信号（角度誤差信号）を作成し，送受切換機（２）
を経て受信機（３）に入力する。受信機（３）はその各
々をビデオ信号に変換し，和信号（距離信号）は測距回
路（５）へ，差信号（角度誤差信号）は測角回路（４）
に供給する。測角回路（４）と測距回路（５）は供給さ
れた信号よりそれぞれ目標角度及び目標距離を算出す
る。

また，このような多目標追尾装置の捜索フレームタイム
（所定の空間を捜索するのに要する時間）Tfは次式のよ
うに捜索に要する時間Tsと目標追尾に要する時間Ttの和
となる。

Tf＝Ts＋Tt ………………………（１） Ttはまた次のように追尾に要するパルスヒット数ｎ及び
追尾目標数Ｎとで決定される。

Tt＝Ｎ・ｎ・PRI ………………（２）〔発明が解決しようとする課題〕上記のような多目標追尾装置では，目標運動が大きい場
合に目標が近距離に接近するとビーム幅の外に位置する
ことがあり，追尾を外すという課題があった。（これ
は，ビーム幅θｂの直径Ｄが目標距離Rtに比例し，目標
が接近すると目標運動幅がＤを超えることによる。∴Ｄ
＝２・Rt・tan（θb/2））また，追尾目標数Ｎが大きくなった場合に,Ttが大きく
なることにより捜索フレームタイムTfが大きくなり，目
標発見までのシステム・リアクション・タイムが長くな
るのみならず，累積探知確率により規定される最大探知
距離性能を低下させるという課題があった。（これは,R
（max）＝ｋ・Ro・Tf^-1/8という衆知の事実による。こ
こでＲ（max）は累積探知確率にて規定される最大探知
距離で,Roは探知確率が50％となる距離である。）この発明は，かかる課題を改善するためになされたもの
であり，フェイズド・アレイ・レーダが位相制御により
ビーム幅を任意に設定可能という特徴を利用し，目標距
離に応じて追尾時のビーム幅を制御することにより，所
要の追尾精度の維持と追尾用時間Ttの減少（捜索フレー
ムタイムTfの増加の防止）を共に実現するシステムを得
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係わる多目標追尾装置は，目標距離に応じて
送信のビーム幅の適正値を計算する「送信ビーム幅計算
回路」を装着したものである。

また，追尾目標数Ｎの増大に対処するために，目標距離
Rtに応じてパルスヒット数ｎの適正値を計算する「パル
スヒット数計算回路」を装着したものである。（これ
は，追尾精度がに逆比例し,Rtの２乗に比例することによる。）〔作用〕この発明においては，一定のビーム幅の送信波を目標に
照射する従来の追尾方式と異なり，目標距離に応じてビ
ーム幅を変化させて目標追尾を行うため，目標運動が大
または目標の測角誤差が大きい場合に追尾を外すことを
防止できるのみならず，ビーム幅を変化させることによ
りアンテナ利得Ｇを制御するため，追尾精度を一定に保
つことができる。（これは，追尾精度がに比例し，を一定に保つことが可能なことによる。）また，一定のパルスヒット数の送信波を目標に照射する
従来の追尾方式と異なり，目標距離に応じてパルスヒッ
ト数を変化させて目標追尾を行うため，追尾による捜索
フレーム・タイムの著しい増加を防止できる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すものであり，（１）
〜（７）は上記従来の装置と全く同一のものであり，
（８）は送信ビーム幅計算回路であり測距回路（５）か
らの目標の予測距離より，その目標の追尾に適したビー
ム幅を計算しビーム指向制御器（７）に入力する。

上記のように構成された多目標追尾装置において，捜索
により検出された目標予測距離Rt（測距回路（５）の出
力）より，ビーム幅の直径Ｄが一定となるよう送信ビー
ム幅計算回路（８）で次式のように目標予測距離Rtに対
応するビーム幅θｂを計算する。

Ｄ＝２・Rt・tan（θb/2） ………………（３）ここで,Dの値を定めるとθｂは次式となる。

θｂ＝２・tan^-1（D/2Rt） ……………（４）このθｂをビーム指向制御器（７）に出力し，ビーム指
向制御器（７）でθｂに相当する位相データを作成しフ
ェイズド・アレイ・アンテナ（１）に出力して追尾目標
にビームを照射し，その反射波を受信する。

従って一定のビーム幅で追尾目標にビームを照射する従
来の方式に比べて，追尾目標をビーム内に確実に入れる
ことが可能となる。

この様子を目標が遠距離から近接する場合を例にとり第
２図に示す。

第２図において（ア）は従来方式での一定のビーム幅に
よる追尾，（イ）はその断面図，（ウ）は本発明でのビ
ーム幅可変として追尾，（エ）はその断面図，（ａ）は
距離Rt₁時のビーム幅，（ｂ）は目標の角度方向の運動
幅，（ｃ）は距離Rt₁時のビーム幅（ａ）の直径，
（ｄ）は距離Rt₂時のビーム幅（ａ）の直径，（ｅ）は
距離Rt₂における本発明でのビーム幅である。

また，第２図はパルス繰り返し周期を目標距離対応に設
定できるので，追尾時間を短縮する様子も同時に説明す
るものである。

なお，上記実施例では目標距離対応にビーム幅を計算す
ることにより，追尾による捜索フレーム・タイムの著し
い増加を防止しているが，目標距離に応じてパルスヒッ
ト数を変化させて目標追尾を行うことにより同様の動作
を期待できる。

第３図はパルスヒット数計算回路（９）を付加する他の
実施例を示すものであり，捜索により検出された目標予
測距離Rt（測距回路（５）の出力）より，追尾精度σが
一定となるようパルスヒット数計算回路（９）で次式の
ように目標予測距離Rtに対応するパルスヒット数を計算
する。

ｎ＝ｋ・θb²・Rt⁴ ……………………（５）ここでｋは多目標追尾装置によって決まる定数である。

（５）式で計算したｎをビーム指向制御器（７）に入力
することにより，目標予測距離Rtに対応するパルスヒッ
ト数を目標に照射することができる。

従って一定のパルスヒット数で追尾目標にビームを照射
する従来の方式に比べて，追尾時間を大幅に短縮するこ
とが可能となる。

この様子を目標が遠距離から近接する場合を例にとり，
第４図に示す。

第４図において（オ）は距離Rt₁における追尾時間，
（カ）は距離Rt₂における追尾時間，（ｆ）は追尾に要
する時間，（ｇ）は距離Rt₁での１ヒット当りの目標エ
コー，（ｈ）はパルス積分後の目標エコー，（ｉ）は距
離Rt₂での１ヒット当りの目標エコーである。

また，第４図は公知のように追尾精度がRtの２乗に比例
することから，追尾精度が劣化しない様子も同時に説明
するものである。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したとおり，目標予測距離に相当する
送信ビーム幅を計算する機構を付加することにより，目
標運動が大きい場合に追尾を外すことを防止できるのみ
ならず，追尾精度を一定に保つ効果がある。

また，目標予測距離に相当するパルスヒット数を計算す
る機構を付加することにより，追尾目標の増加による捜
索フレーム・タイムの増加を防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステムブロック図，
第２図は第１図に示すものの作用及び効果を説明する
図，第３図は本発明の他の実施例を示すシステムブロッ
ク図，第４図は第３図に示すものの作用及び効果を説明
する図，第５図は従来の多目標追尾装置のシステムブロ
ック図である。図において（１）はフェイズド・アレイ
・アンテナ，（２）は送受切換器，（３）は受信機，
（４）は測角回路，（５）は測距回路，（６）は送信
機，（７）はビーム指向制御器，（８）は送信ビーム幅
計算回路，（９）はパルスヒット数計算回路，（ａ）は
距離Rt₁時のビーム幅，（ｂ）は目標の角度方向の運動
幅，（ｃ）は距離Rt₁時のビーム幅（ａ）の直径，
（ｄ）は距離Rt₂時のビーム幅（ａ）の直径，（ｅ）は
距離Rt₂における本発明でのビーム幅，（ｆ）は追尾に
要する時間，（ｇ）は距離Rt₁での１ヒット当りの目標
エコー，（ｈ）はパルス積分後の目標エコー，（ｉ）は
距離Rt₂での１ヒット当りの目標エコーである。なお，各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素子アンテナの位相を制御する移相器を備
えたフェイズド・アレイ・アンテナと、このフェイズド
・アレイ・アンテナで受信された受信信号を受信機を介
して入力し、その受信信号から目標までの距離R_tを測定
する測距回路と、上記測距回路にて得られる距離情報を
使用して、ビーム幅の直径Ｄが一定となるように目標距
離R_tに応じた送信のビーム幅θ_bを計算する手段とを備
えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項２】素子アンテナの位相を制御する移相器を備
えたフェイズド・アレイ・アンテナと、このフェイズド
・アレイ・アンテナで受信された受信信号を受信機を介
して入力し、その受信信号から目標までの距離R_tを測定
する測距回路と、上記測距回路にて得られる距離情報を
使用して、追尾精度が一定となるように目標距離R_tに応
じた送信のパルスヒット数ｎを計算する手段とを備えた
ことを特徴とする多目標追尾装置。