JPS6027444B2 - Antenna sidelobe reception signal suppression device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は指向性空中線のサイドロープによる不要受信
信号を抑圧する装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for suppressing unnecessary received signals due to side lobes of a directional antenna.

一般に指向性空中線のビームノーズ方向を機械的又は電
気的に走査して、受信信号の強度から目標の方向を決定
しようとする場合、地上クラッタやあるいは妨害波など
、強い不要受信信号が共存すると、空中線ビームノーズ
方向に合っていなくとも、空中線のサイドロープだけで
希望する目標信号と同じような信号を受信してしまう。Generally, when attempting to determine the direction of the target from the strength of the received signal by mechanically or electrically scanning the beam nose direction of a directional antenna, if strong unnecessary received signals such as ground clutter or interference waves coexist, Even if the direction is not aligned with the antenna beam nose direction, a signal similar to the desired target signal will be received just from the side rope of the antenna.

これを避けるために、無指向性空中線及びそれ専用の受
信機を別途用意し、主空中線系のサイドロープによる受
信信号よりは指向性空中線による受信信号の方が大きく
なる場合は、その信号はサイドロープによって受かった
不要信号であるとして除去する回路をつけるとすれば、
指向性空中線のサイドロープによる受信信号を抑圧する
ことができる。第１図ａ，ｂ，ｃ及びｄはそのありさま
を示したもので、目標Ａの信号は許容されるが目標Ｂの
信号は主空中線で受信されたとしても無指向性空中線の
受信信号によってサイドロープによる受信信号と判定さ
れ棄却される（以後この無指向性と近い第二の空中線を
サイドロープレベル抑圧用ということでＳは空中線と呼
ぶ）。第１図ａにおいて１１は主空中線ビーム、１２は
ＳＢ空中線ビームを示し、又、第１図ｂは主空中線受信
信号、第１図ｃはＳは空中線受信信号、第１図ｄはＳ瓜
によりゲートされた信号を各々示す。以上の原理に基づ
くサイドロープによる受信信号抑圧方式において、主空
中線のビームが細くなり利得が高い場合（例えば約１０
、１０のビーム幅で約４ＭＢ利得のものがある）、対応
するＳは空中線の利得は主空中線のサイドロープレベル
ほどもとれなくなってくる。To avoid this, a separate omnidirectional antenna and a dedicated receiver are prepared, and if the signal received by the directional antenna is larger than the signal received by the side rope of the main antenna system, the signal is If we were to install a circuit to eliminate the unnecessary signal received by the rope,
The received signal due to the side rope of the directional antenna can be suppressed. Figure 1 a, b, c, and d show this situation. The signal of target A is accepted, but the signal of target B is received by the omnidirectional antenna even if it is received by the main antenna. It is determined that the received signal is due to the side rope and is rejected (hereinafter, this second antenna, which is nearly omnidirectional, is used for suppressing the side rope level, so S will be referred to as the antenna). In Fig. 1a, 11 shows the main antenna beam, 12 shows the SB antenna beam, Fig. 1b shows the main antenna reception signal, S in Fig. 1c shows the antenna reception signal, and Fig. 1d shows the S melon. Each gated signal is shown. In the received signal suppression method using side ropes based on the above principle, when the beam of the main antenna is narrow and the gain is high (for example, about 10
, with a beam width of 10 and a gain of about 4 MB), the gain of the corresponding S antenna will no longer be as high as the side rope level of the main antenna.

第２図は３次元レーダに使用されるペンシルビーム空中
線と対応するＳＬＳ空中線との関係を示している。ここ
で方位方向（８）的には両空中線とも機械的に同期して
回転されており、仰角方向（ぐ）に主空中線を電子走査
（第２図ｃにおける１５方向）するものとする。第２図
ｃ中、１３は主空中線ビーム、１４はＳＬＳ空中線ビー
ムによる受信信号を示すＳＬＳ空中線としてホーンを用
い代表的な数値例をあげると主空中線利得：４ＭＢ（サ
イドロープレベル：−１８山Ｂ）Ｓは空中線利得：２Ｍ
ｂ（０方向ビーム幅１００、ぐ方向ビーム幅３００）明
らかにＳは空中線の利得は主空中線サイドロープレベル
より少い。FIG. 2 shows the relationship between a pencil beam antenna used in three-dimensional radar and a corresponding SLS antenna. Here, both antennas are mechanically rotated in synchronization in the azimuth direction (8), and the main antenna is electronically scanned in the elevation direction (g) (direction 15 in FIG. 2c). In Fig. 2c, 13 indicates the main antenna beam, and 14 indicates the received signal by the SLS antenna beam. Using a horn as the SLS antenna, a typical numerical example is as follows: Main antenna gain: 4 MB (side rope level: -18 peak B) ) S is antenna gain: 2M
b (0-direction beam width 100, g-direction beam width 300) Obviously, the gain of the antenna S is less than the main antenna side rope level.

この場合実際のＳＬＳ（サイドロープ抑圧）回路では第
３図に示すごとくＳＬＳ系の受信機の利得を増加（△Ａ
・・・・・・・・・・・・上記例では２船）させること
になるが、当然雑音によってＳは回路が動作しないため
の余裕（△Ｌ）を考えれば、相当強い信号にしかサイド
ロープ抑圧（Ｓは）回路は働かないことがわかる。図で
はＢ信号はよいがＢ′信号は弱いので抑圧されない、す
なわちこのようなペンシルビーム主空中線の場合、従来
のやり方ではＳＢの利得を十分とることができないため
に弱いサイドロープによる受信信号についてはサイドロ
ープ抑圧効果が期待できないという欠点があった。この
発明は、上記の欠点を克服するもので、複数のＳは空中
線を用意し、サイドロープ信号の性質に基づき最適のＳ
は空中線及びサイド口‐プ抑圧回路を選択して最適な抑
圧制御を可能とした空中線サイドロープ受信信号抑圧装
置を提供しようとするものである。In this case, in an actual SLS (side lobe suppression) circuit, the gain of the SLS receiver is increased (△A
・・・・・・・・・・・・In the above example, 2 ships) will be used, but considering the margin (△L) for the circuit not to operate due to noise, S will only be placed on the side for very strong signals. It can be seen that the rope suppression (S) circuit does not work. In the figure, the B signal is good, but the B' signal is weak and is not suppressed. In other words, in the case of such a pencil beam main antenna, it is not possible to obtain sufficient SB gain with the conventional method, so the received signal due to the weak side rope is suppressed. The drawback was that the side rope suppression effect could not be expected. This invention overcomes the above-mentioned drawbacks by providing a plurality of S antennas and selecting the optimum S based on the properties of the side rope signal.
The present invention attempts to provide an antenna sideloop reception signal suppressing device which enables optimal suppression control by selecting antenna and sideloop suppression circuits.

かかる目的を達成するため本発明による空中線サイドロ
ープ受信信号抑圧装置は、指向性主空中線と、有効仰角
範囲の異なる複数のサイドロープ抑圧用空中線と、前記
指向性主空中線とサイドロープ抑圧用空中線からの信号
を各々受信する受信回路と、該受信回路からの信号によ
り前記指向性主空中線のサイドロープによる受信信号を
判別して抑圧する抑圧回路と、予め定めた距離以遠の遠
距離探索に対しては低仰角で利得が大きいサイドロープ
抑圧用空中線を、近距離では前記主空中線の覆城仰角を
覆うサイドロープ抑圧用空中線を選択する切替器とを備
えることを特徴とする。In order to achieve this object, the antenna side rope reception signal suppression device according to the present invention includes a directional main antenna, a plurality of side rope suppression antennas having different effective elevation angle ranges, and a receiving circuit for receiving each of the signals, a suppression circuit for discriminating and suppressing the received signal due to the side rope of the directional main antenna based on the signal from the receiving circuit, and for long-distance search beyond a predetermined distance. The main antenna is characterized in that it is equipped with a switch that selects a side rope suppression antenna having a large gain at a low elevation angle, and a side rope suppression antenna that covers the covered elevation angle of the main antenna at short distances.

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第２
図ａ，ｂ，ｃに示す３次元レーダ用ペンシルビーム空中
線のサイドロープ抑圧を例にとって説明する。対応する
ＳＬＳ空中線として＃１、＃２、２つのホーンを考える
。両ホーンとも方位（８）方向ビーム幅は約１０ｏで同
一であるが、仰角（？）方向のビーム幅が異っており、
そのもようを第４図ａ，ｂに示す。すなわち＃１ホーン
の特性１６は仰角方向３びにわたって広いビームとなっ
ており十分な利得はもっていないが（第４図ａ参照）、
＃２ホーンの特性１７は仰角方向の下方約８ｏ弱といっ
た狭い範囲のビームとなっているかわりに＃１ホーンに
くらべ母Ｂ以上大きな利得をうるよう設計されているも
のとする（第４図ｂ参照）。図中、１８は主空中線ビー
ムの特性を示す。第３図を参照して、＃２ホーンの場合
は、（△Ａ十△Ｌ）でさまるＳＢ回路動作レベルを母旧
は下げることが可能であることがわかる。つまり、より
弱い信号についてもサイドロープ抑圧効果を期待できる
。ただしサイドロープ抑圧の可能な仰角範囲が狭まって
いることは明らかである。いま、ある方位方向における
仰角（ぐ）と距離（Ｒ）の関係を図示すると第５図のよ
うになる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Second
The side rope suppression of the pencil beam antenna for three-dimensional radar shown in FIGS. a, b, and c will be explained as an example. Consider two horns #1 and #2 as corresponding SLS antennas. Both horns have the same beam width in the azimuth (8) direction, approximately 10o, but their beam widths in the elevation (?) direction are different.
The situation is shown in Fig. 4a and b. In other words, the characteristic 16 of the #1 horn is that it is a wide beam in three elevation directions, and does not have sufficient gain (see Fig. 4a).
The characteristic 17 of the #2 horn is that it has a beam in a narrow range of about 8° downward in the elevation direction, but it is designed to have a gain larger than the base B compared to the #1 horn (see Fig. 4b). reference). In the figure, 18 indicates the characteristics of the main antenna beam. Referring to FIG. 3, it can be seen that in the case of #2 horn, it is possible to lower the SB circuit operating level between (ΔA + ΔL). In other words, sidelope suppression effects can be expected even for weaker signals. However, it is clear that the range of elevation angles in which side rope suppression is possible is narrowing. Now, the relationship between the elevation angle (g) and the distance (R) in a certain azimuth direction is shown in FIG. 5.

遠距離Ｒ，においては走査仰角範囲（０，）は狭くなっ
ている。したがって＃１、＃２ホーンを距離によって切
換えれば効果的なサイドロープ抑圧のできることが予想
される。尚、図中１９は所要レーダ覆城を示す。第６図
は本発明の一実施例の構成図を示している、仰角方向に
電子走査を行う主空中線の受信信号は、ロータリジョィ
ント２を通って主受信機３に導かれる。At a long distance R, the scanning elevation angle range (0,) is narrow. Therefore, it is expected that effective side rope suppression can be achieved by switching the #1 and #2 horns depending on the distance. Note that 19 in the figure indicates the required radar cover. FIG. 6 shows a block diagram of an embodiment of the present invention.Received signals from a main antenna that performs electronic scanning in the elevation direction are guided to a main receiver 3 through a rotary joint 2.

Ｓは空中線であるホーン＃１、＃２の受信信号は、切替
器１で切替えられロータリジョイント２を通ってＳＬＳ
受信機４に導かれる。Ｓは回路５は、ホーン功替信号と
同期した比較バイアス信号を考慮して動作する。このホ
ーン切替はサイドロープ信号の性質とその評価方法によ
って決定される。本発明の主たるねらいは、第６図に示
される距離と仰角の関係を利用するもので、ある距離以
上よりの受信信号については狭いビームをもつ＃２ホー
ンをＳＢ空中線として使っても必要な全仰角範囲にわた
りサイドロープ抑圧が可能となる。すなわち＃１ホーン
をＳＬＳ空中線に使用した場合にくらべ、弱い受信信号
に対してもサイドロープ抑圧が可能となる。一般に距離
が遠くなれば受信信号は弱くなるため、このようにでき
ることは遠距離におけるクラツター、他レーダー等から
の干渉及び妨害信号等のサイドロープによる不要受信信
号抑圧に多大の貢献をすることになる。近距離において
＃１ホーンをＳＬＳ空中線として使うように切替える。
この場合サイドロープ抑圧を行う仰角範囲が増えるとと
もに、ＳＬＳ空中線の利得は低下し、弱信号に対するサ
イドロープ抑圧はできないこととなる。しかし一般に近
距離における航空機等見たし、信号の強度は非常に強い
のでＳＴＣ（近距離で利得を下げる）等をかけてみかけ
上主空中線利得を下げる（Ｓは空中線利得を上げる）こ
とが可能となり、実用上必要な範囲でのサイドロープ抑
圧は可能である。以上説明を主として覆城の関係から距
離によりＳは空中線の有効仰角範囲を変えるという 点
から述べてきたが、ある方向より妨害信号が多い、ある
いは近距離でも下方仰角におけるクラツタ妨害を重点的
に考えたいなどのときには、それに通した＃３ホーンを
用意して切替えるということが当然考えられる。S is an antenna. Received signals from horns #1 and #2 are switched by a switch 1 and passed through a rotary joint 2 to the SLS.
guided to receiver 4. The S circuit 5 operates in consideration of a comparison bias signal synchronized with the horn switching signal. This horn switching is determined by the nature of the sidelobe signal and how it is evaluated. The main aim of the present invention is to utilize the relationship between distance and elevation angle shown in Figure 6. For received signals from a certain distance or more, even if #2 horn with a narrow beam is used as an SB antenna, the necessary Side rope suppression is possible over a range of elevation angles. That is, compared to the case where the #1 horn is used for the SLS antenna, side lobe suppression is possible even for weak received signals. In general, as the distance increases, the received signal becomes weaker, so being able to do this will greatly contribute to suppressing unnecessary received signals due to side loops such as clutter, interference from other radars, and jamming signals at long distances. . Switch #1 horn to use as SLS antenna at close range.
In this case, the range of elevation angles in which sidelobe suppression is performed increases, the gain of the SLS antenna decreases, and sidelobe suppression for weak signals becomes impossible. However, in general, when looking at aircraft at close range, the signal strength is very strong, so it is possible to reduce the main antenna gain (S increases the antenna gain) by applying STC (lower gain at short range), etc. Therefore, it is possible to suppress the side rope to the extent necessary for practical purposes. The above explanation has mainly been based on the fact that S changes the effective elevation angle range of the antenna depending on the distance due to the cover, but we will focus on clutter interference in cases where there are more jamming signals in a certain direction or at a lower elevation angle even at short distances. It is natural to consider preparing a #3 horn that has been passed through it and switching when necessary.

さらにこれまではＳは空中線及び回路を１組とし、時間
的に切替える装置を述べてきたが、ロータリジョイント
のチャンネル数が増えれば、複数のＳＢ空中線及び回路
を同時に働かせることによって、より高級なサイドロー
プ抑圧装置を実施することが可能となる。Furthermore, up until now, S has been described as a device that uses one set of antennas and circuits and switches over time, but as the number of channels of the rotary joint increases, it will be possible to use multiple SB antennas and circuits at the same time to create a more sophisticated side. It becomes possible to implement a rope suppression device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図ａ，ｂ，ｃ及びｄは指向性空中線のサイドロープ
による不用信号を無指向性空中線の受信信号によって抑
圧する方式の原理図を示し、ａは空中線指向性の関係を
示す図、ｂは主空中線受信信号、ｃはＳは空中線受信信
号、ｄはＳＬＳによりゲートされた信号を各々示す図、
第２図ａ，ｂ，ｃは方位方向を機械走査、仰角方向を電
子走査する、ペンシルビーム空中線と、同期して方位方
向に回転するホーンによるＳＢ空中線とを組みあわせて
サイドロープ抑圧を行おうとするときの空中線利得関係
を表わす図、第３図は第２図に基いてサイドロープ抑圧
を行おうとするときの信号レベル関係を表わす図、第４
図ａ，ｂは第２図に対応して２組のホーンＳＬＳ空中線
を用いたある利得関係を示す図、第５図はしーダー覆滅
における仰角と距離の関係を示した図、第６図は第４図
の関係にある２組のホーンを用いた本発明の一実施例を
表わした構成図である。 １・・・・・・ホーン＃１、＃２の受信信号を切替える
切替器、２・・・・・・ロータリージョイント、３・・
・・・・主空中線用受信機、４・・・・・・Ｓは空中線
用受信機、５・・・・・・サイドロープ抑圧（ＳＢ）回
路、１ １・・・・・・主空中線ビーム、１２……ＳＢ
空中線ビーム、１３，１８・・・・・・主空中線ビーム
による受信信号、１４，１６，１７・・・・・・Ｓは空
中線ビームによる受信信号、１５・・・・・・走査方向
、１９・・・・・・所要レーダ覆城。 発Ｊ図 発２図 弟３図 第４図 髪づ図 獲る図Figures 1a, b, c, and d show the principle of a method for suppressing unnecessary signals due to the side ropes of a directional antenna using the received signals of an omnidirectional antenna; a is a diagram showing the relationship between antenna directivity; and b is the main antenna reception signal, c is the antenna reception signal, and d is the signal gated by SLS,
Figure 2 a, b, and c show an attempt to suppress side ropes by combining a pencil beam antenna that performs mechanical scanning in the azimuth direction and electronic scanning in the elevation direction, and an SB antenna using a horn that rotates synchronously in the azimuth direction. Figure 3 is a diagram showing the antenna gain relationship when performing side lobe suppression based on Figure 2.
Figures a and b correspond to Figure 2 and show a certain gain relationship using two sets of horn SLS antennas, Figure 5 shows the relationship between elevation angle and distance in radar overturning, and Figure 6 5 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention using two sets of horns having the relationship shown in FIG. 4. FIG. 1...Switcher for switching received signals of horns #1 and #2, 2...Rotary joint, 3...
...Main antenna receiver, 4...S is antenna receiver, 5...Side rope suppression (SB) circuit, 1 1...Main antenna beam , 12...SB
Antenna beam, 13, 18... Received signal by main antenna beam, 14, 16, 17... S is received signal by antenna beam, 15... Scanning direction, 19. ...Required radar cover. Drawing 2 Drawing younger brother 3 drawing 4th drawing Hair drawing drawing

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 指向性主空中線と、有効仰角範囲の異なる複数のサ
イドロープ抑圧用空中線と、前記指向性主空中線とサイ
ドロープ抑圧用空中線からの信号を各々受信する受信回
路と、該受信回路からの信号により前記指向性主空中線
のサイドロープによる受信信号を判別して抑圧する抑圧
回路と、予め定めた距離以遠の遠距離探索に対しては低
仰角で利得が大きいサイドロープ抑圧用空中線を、近距
離では前記主空中線の覆域仰角を覆うサイドロープ抑圧
用空中線を選択する切替器とを備えていることを特徴と
する空中線サイドロープ受信信号抑圧装置。1. A directional main antenna, a plurality of side rope suppression antennas having different effective elevation angle ranges, a receiving circuit that receives signals from the directional main antenna and side rope suppression antennas, and a signal from the receiving circuit. A suppression circuit that discriminates and suppresses the received signal due to the side lobes of the directional main antenna, and a side lobe suppression antenna with a low elevation angle and large gain for long-distance searches beyond a predetermined distance, and a side-loop suppression antenna with a high gain for short-range searches. An antenna side rope reception signal suppression device comprising: a switch for selecting a side rope suppression antenna that covers the elevation angle of coverage of the main antenna.