(57)【要約】【課題】追尾性能の低下を抑制でき、かつ目標の捜索性能を向上可能とするビーム制御装置を得ること。【解決手段】ビーム制御装置であるビーム制御部１は、第１のアレイアンテナに割り当てられた覆域である第１覆域と第２のアレイアンテナに割り当てられた覆域であって方位角方向において第１覆域と隣り合う第２覆域とを含む複数の覆域の各々を、方位角方向において複数の走査領域に分けて、複数の覆域の各々にてビームを走査させる走査領域を順次切り換える制御を行う覆域制御部１２と、複数のアレイアンテナの各々から走査領域へ送出されるビームの方位角を計算によって求めて方位角情報を生成するビーム方向計算部１５と、を備える。ビーム方向計算部１５は、第１覆域を構成する複数の走査領域のうち第２覆域の側の端に位置する走査領域へ、第１のアレイアンテナに代えて第２のアレイアンテナからビームを送出させる方位角情報を生成する。【選択図】図３
2020079740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標の探知のためのビームと探知された目標の追尾のためのビームとを送出する複数のアレイアンテナを制御するビーム制御装置であって、
前記複数のアレイアンテナのうちの第１のアレイアンテナに割り当てられた覆域である第１覆域と前記複数のアレイアンテナのうちの第２のアレイアンテナに割り当てられた覆域であって方位角方向において前記第１覆域と隣り合う第２覆域とを含む複数の覆域の各々を、方位角方向において複数の走査領域に分けて、前記複数の覆域の各々にてビームを走査させる走査領域を順次切り換える制御を行う覆域制御部と、
前記複数のアレイアンテナの各々から前記走査領域へ送出されるビームの方位角を計算によって求めて方位角情報を生成するビーム方向計算部と、
を備え、
前記ビーム方向計算部は、前記第１覆域を構成する前記複数の走査領域のうち前記第２覆域の側の端に位置する走査領域へ、前記第１のアレイアンテナに代えて前記第２のアレイアンテナからビームを送出させる前記方位角情報を生成することを特徴とするビーム制御装置。
【請求項２】
前記覆域制御部は、前記複数のアレイアンテナのうち前記第１のアレイアンテナ以外のアレイアンテナについての前記走査領域の切り換えによって、前記複数の覆域のうち前記第１覆域以外の覆域におけるビームの走査回数を均すことを特徴とする請求項１に記載のビーム制御装置。
【請求項３】
目標の探知のためのビームと探知された目標の追尾のためのビームとを送出する複数のアレイアンテナと、
前記複数のアレイアンテナを制御する請求項１または２に記載のビーム制御装置と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標の探知のためのビームと探知された目標の追尾のためのビームとを送出する複数のアレイアンテナを制御するビーム制御装置およびレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のフェイズドアレイアンテナ（Phased  Array  Antenna：ＰＡＡ）を有し、目標の捜索と探知された目標の追尾とを時分割的に実施するフェイズドアレイレーダ（Phased  Array  Radar：ＰＡＲ）が知られている。
【０００３】
特許文献１には、各ＰＡＡによるビームの送出を同時に行うとともにパルス幅およびパルス繰り返し周期といったビーム諸元をＰＡＡ同士で一致させるいわゆる同期型ＰＡＲが開示されている。特許文献１の同期型ＰＡＲでは、ＰＡＡによってビームを送出する時間と目標で反射したビームをＰＡＡにて受ける時間とが重ならないように各ＰＡＡによるビームの送出タイミングが制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２２５２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
捜索と追尾とが時分割的に実施されるＰＡＲは、捜索性能を向上させるために捜索が行われる時間を延長した場合に、追尾を行い得る時間が短縮されることによって追尾性能が低下することとなる。ＰＡＲは、捜索の対象とする範囲を狭めることによって捜索のための時間を短縮した場合には、追尾を行い得る時間が短縮されないため追尾性能の低下を抑制できる一方、目標を探知できない領域が生じることによって捜索性能が低下することとなる。このため、上記の特許文献１による従来の技術によると、追尾性能の低下を抑制するとともに捜索性能を向上させることが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、追尾性能の低下を抑制でき、かつ目標の捜索性能を向上可能とするビーム制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるビーム制御装置は、目標の探知のためのビームと探知された目標の追尾のためのビームとを送出する複数のアレイアンテナを制御する。本発明にかかるビーム制御装置は、複数のアレイアンテナのうちの第１のアレイアンテナに割り当てられた覆域である第１覆域と複数のアレイアンテナのうちの第２のアレイアンテナに割り当てられた覆域であって方位角方向において第１覆域と隣り合う第２覆域とを含む複数の覆域の各々を、方位角方向において複数の走査領域に分けて、複数の覆域の各々にてビームを走査させる走査領域を順次切り換える制御を行う覆域制御部と、複数のアレイアンテナの各々から走査領域へ送出されるビームの方位角を計算によって求めて方位角情報を生成するビーム方向計算部と、を備える。ビーム方向計算部は、第１覆域を構成する複数の走査領域のうち第２覆域の側の端に位置する走査領域へ、第１のアレイアンテナに代えて第２のアレイアンテナからビームを送出させる方位角情報を生成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、追尾性能の低下を抑制でき、かつ目標の捜索性能の向上が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるビーム制御装置を有するレーダ装置であるＰＡＲを示す図
【図２】図１に示すＰＡＲによるビームの走査について説明する図
【図３】図１に示すＰＡＲのうちビーム制御装置であるビーム制御部を示す図
【図４】図３に示すビーム制御部の機能が専用のハードウェアを使用して実現される場合のハードウェア構成を示す図
【図５】図３に示すビーム制御部の機能が、プログラムを実行するハードウェアを用いて実現される場合のハードウェア構成を示す図
【図６】図１に示すＰＡＲによる捜索ビームの送出について説明する第１の図
【図７】図１に示すＰＡＲによる捜索ビームの送出について説明する第２の図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかるビーム制御装置およびレーダ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるビーム制御装置を有するレーダ装置であるＰＡＲ１０を示す図である。ＰＡＲ１０は、同期型ＰＡＲである。ＰＡＲ１０は、車両または艦船などといった移動体、あるいは地上に設置される。
【００１２】
ＰＡＲ１０は、ビーム制御装置であるビーム制御部１と、複数のビーム走査処理器２と、複数のＰＡＡ３と、信号の送信と信号の受信とを行う送受信機４とを有する。また、ＰＡＲ１０は、検知された目標についての信号処理を行うレーダ信号処理部５と、目標の追尾のための処理を行う追尾処理部６とを有する。
【００１３】
ＰＡＡ３は、目標の探知のためのビームである捜索ビームと探知された目標の追尾のためのビームである追尾ビームとを送出するアレイアンテナである。実施の形態１では、ＰＡＲ１０は、４個のＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有する。ＰＡＡ３とは、ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各々を区別せずに称したものとする。ＰＡＲ１０に設けられるＰＡＡ３の数は４個に限られず、任意であるものとする。
【００１４】
ビーム制御部１は、ビーム走査処理器２を通じて複数のＰＡＡ３を制御する。ビーム制御部１は、捜索ビームと追尾ビームとについて、ビーム諸元情報を生成する。ビーム諸元情報は、送受信機４から送信させる信号のパルス幅とパルス繰り返し周期とを含むビーム諸元の情報である。パルス繰り返し周期は、パルスの立ち上がりからその次のパルスの立ち上がりまでの時間である。ビーム制御部１は、生成されたビーム諸元情報を送受信機４へ出力する。
【００１５】
また、ビーム制御部１は、捜索ビームと追尾ビームとについて、方位角情報を生成する。ビーム制御部１は、捜索ビームと追尾ビームとについて、仰角情報を生成する。方位角情報は、ビームの方向の水平成分である方位を表す角度である方位角の情報である。仰角情報は、ビームの方向の垂直成分を表す仰角の情報である。以下の説明にて、方位角情報と仰角情報とをビーム方向情報と称することがある。ビーム制御部１は、生成されたビーム方向情報を複数のビーム走査処理器２の各々へ出力する。なお、ビーム制御部１は、俯角の情報を生成しても良い。ビーム制御部１は、仰角の情報と俯角の情報との少なくとも一方を生成する。
【００１６】
ビーム走査処理器２は、ビーム方向情報にしたがった方向へビームを進行させるための位相情報を求める。実施の形態１では、ＰＡＲ１０は、４個のビーム走査処理器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを有する。ビーム走査処理器２とは、ビーム走査処理器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各々を区別せずに称したものとする。ＰＡＲ１０に設けられるビーム走査処理器２の数は、ＰＡＲ１０に設けられるＰＡＡ３の数と同じであれば良く、４個に限られない。ビーム走査処理器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、求めた位相情報をＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのそれぞれへ出力する。
【００１７】
ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、位相情報にしたがって位相が制御された電波を複数のアンテナ素子から放射することによって、指向性を有するビームを送り出す。各アンテナ素子は、送受信機４からの信号に応じて電波を放射する。ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、各アンテナ素子から放射する電波の位相を位相情報にしたがって変化させることによって、ビームを進行させる方向を変化させる。ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、ビームを進行させる方向を変化させることによって、ビームを走査させる。図１では、アンテナ素子の図示を省略している。
【００１８】
ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、各アンテナ素子にて受信可能な電波の位相を変化させるによって、任意の方向にある目標にて反射した電波を受信する。ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、電波を受信すると、送受信機４へ受信信号を出力する。送受信機４は、受信信号の周波数を変換する。送受信機４は、周波数が変換された受信信号をレーダ信号処理部５へ出力する。
【００１９】
レーダ信号処理部５は、受信信号を処理することによって、目標までの距離と、水平方向における目標の方向を表す方位角と、垂直方向における目標の方向を表す仰角とを含む目標情報を求める。目標情報は、現在の目標の位置を表す情報である。レーダ信号処理部５は、求めた目標情報を追尾処理部６へ出力する。
【００２０】
追尾処理部６は、目標情報を基に、目標の今後の予測位置を表す予測目標情報を求める。予測目標情報は、予測される目標までの距離と、予測される方位角と、予測される仰角とを含む。追尾処理部６は、求めた予測目標情報を含む追尾要求をビーム制御部１へ出力する。ビーム制御部１は、追尾要求を基に、追尾ビームについて、ビーム諸元情報とビーム方向情報とを生成する。
【００２１】
図２は、図１に示すＰＡＲ１０によるビームの走査について説明する図である。ＰＡＲ１０は、ＰＡＲ１０の周囲の範囲を複数のＰＡＡ３によって分担して、目標の探知と目標の追尾とを行う。実施の形態１では、ＰＡＲ１０は、水平方向における３６０度の範囲を４つの覆域７に分割して、ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各々に覆域７を割り当てる。各覆域７は、９０度の方位角範囲の領域である。図２には、４つの覆域７のうちＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７を示している。ＰＡＲ１０が有するＰＡＡ３の数をＮａ個とした場合、各ＰＡＡ３に（３６０／Ｎａ）度の方位角範囲の覆域７を割り当てることによって、ＰＡＲ１０は、水平方向の全体における目標の探知と目標の追尾とを行うことができる。方位角方向においてＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各々がビームを進行させ得る最大角度範囲は、覆域７の範囲よりも広い。
【００２２】
ＰＡＡ３ａは、覆域７の全体においてビームを走査可能とする。図２に示すビームスポット８は、ＰＡＲ１０の周囲に仮想面があるとした場合に当該仮想面におけるビーム断面とする。水平方向におけるビームスポット８の中心の位置は、ビームの方位角に対応している。垂直方向におけるビームスポット８の中心の位置は、ビームの仰角に対応している。
【００２３】
ＰＡＲ１０の捜索性能を決定する信号対雑音比は、ビームの方位角とビームの仰角とによって異なる。ＰＡＲ１０に要求される捜索性能を満たし得るビーム諸元は、方位角および仰角によって異なる。ビーム制御部１は、送受信機４からの信号のパルスごとにおけるＰＡＡ３からのビームの進行方向が、各ＰＡＡ３にて相対的に同じ方位かつ同じ高さの方向となるように、各ＰＡＡ３からのビームの方位角と仰角とを設定する。言い換えると、ビーム制御部１は、各ＰＡＡ３によって相対位置が共通であるビームスポット８を形成可能とする方位角および仰角を設定する。これにより、ＰＡＲ１０は、複数のＰＡＡ３から同時に捜索ビームを送出するとともに各ＰＡＡ３での捜索に要する時間を均一化させる。
【００２４】
ＰＡＲ１０は、目標を追尾する際は、検知された目標の位置付近の限られた範囲にてビームを走査させるとともに目標から反射した電波を待機するのに対し、目標を捜索する際は、追尾の場合よりも広い範囲にてビームを走査させるとともに当該範囲における電波の監視を要する。仮に、あるＰＡＡ３による追尾とその他のＰＡＡ３による捜索とが同時に行われると、追尾を行ったＰＡＡ３が他のＰＡＡ３による捜索を待機する必要がある。ＰＡＲ１０は、捜索と追尾とを時分割的に行うことによって、無駄な待機時間を低減させる。
【００２５】
覆域７の各々は、方位角方向において複数の走査領域９に分けられている。ビーム制御部１は、複数の覆域７の各々にて、ビームを走査させる走査領域９を順次切り換える制御を行う。図２には、ＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７が８個の走査領域９に分けられている例を示している。各覆域７は、同じ数の走査領域９に分けられる。覆域７を構成する走査領域９の数は８個に限られず、任意の数とする。
【００２６】
ＰＡＲ１０は、各ＰＡＡ３によって同じ捜索性能での捜索を行う通常捜索と、複数のＰＡＡ３の中の特定のＰＡＡ３について他のＰＡＡ３よりも捜索性能を高めて捜索を行う高性能捜索とを行い得る。ＰＡＲ１０は、通常捜索において、互いに同じ方位角範囲における捜索を各ＰＡＡ３に行わせる。通常捜索の場合、各ＰＡＡ３は、割り当てられた覆域７において目標を捜索する。
【００２７】
高性能捜索において、ＰＡＲ１０は、複数のＰＡＡ３の中から任意の１つを高性能捜索のためのＰＡＡ３である第１のアレイアンテナに指定する。図２に示すＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのうち、ＰＡＡ３ａが第１のアレイアンテナに指定されたとする。ＰＡＡ３ａは、ＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７である第１覆域のうち２つの走査領域９ａ，９ｂを除く６個の走査領域９について目標を捜索する。
【００２８】
ＰＡＡ３ａは、２つの走査領域９ａ，９ｂにおけるビームの走査を省くことによって、覆域７の中から限定された範囲での目標の捜索を行う。通常走査の場合よりも目標の捜索を行う範囲が縮小されることによって、ＰＡＡ３ａによる捜索に配分される時間は、通常捜索の場合よりも延ばされる。これにより、ＰＡＲ１０は、ＰＡＡ３ａによる捜索性能を他のＰＡＡ３ｂ，３ｃ，３ｄの捜索性能よりも高めた高性能捜索を行う。
【００２９】
複数のＰＡＡ３の中で、ＰＡＡ３ｂとＰＡＡ３ｃとは、方位角方向において第１覆域と隣り合う覆域７である第２覆域が割り当てられた第２のアレイアンテナである。走査領域９ａは、第１覆域を構成する複数の走査領域９のうち、ＰＡＡ３ｂに割り当てられた第２覆域の側の端に位置する走査領域９である。ＰＡＲ１０は、ＰＡＡ３ａに割り当てられた第１覆域のうちの走査領域９ａへは、ＰＡＡ３ａに代えてＰＡＡ３ｂからビームを送出させる。また、ＰＡＲ１０は、走査領域９ａ内の目標にて反射した電波を、ＰＡＡ３ａに代えてＰＡＡ３ｂにて受信する。
【００３０】
走査領域９ｂは、第１覆域を構成する複数の走査領域９のうち、ＰＡＡ３ｃに割り当てられた覆域７である第２覆域の側の端に位置する走査領域９である。ＰＡＲ１０は、ＰＡＡ３ａに割り当てられた第１覆域のうちの走査領域９ｂへは、ＰＡＡ３ａに代えてＰＡＡ３ｃからビームを送出させる。また、ＰＡＲ１０は、走査領域９ｂ内の目標にて反射した電波を、ＰＡＡ３ａに代えてＰＡＡ３ｃにて受信する。
【００３１】
ＰＡＲ１０は、ＰＡＡ３ａによる捜索の対象から外された走査領域９ａ，９ｂについて、ＰＡＡ３ａに代えてＰＡＡ３ｂ，３ｃによってビームの送出と電波の受信とを行うことによって、走査領域９ａ，９ｂにおける目標を捜索する。ＰＡＲ１０は、目標を探知できない領域を生じさせることなく、高性能捜索を行うことができる。
【００３２】
ＰＡＲ１０は、捜索に配分される時間と追尾に配分される時間とのうち、捜索に配分される時間の中でＰＡＡ３ａによる捜索に配分される時間を延長可能とすることにより、追尾を行い得る時間を短縮させない。ＰＡＲ１０は、追尾を行い得る時間を短縮させないため、追尾性能の低下を抑制できる。
【００３３】
図３は、図１に示すＰＡＲ１０のうちビーム制御装置であるビーム制御部１を示す図である。図３では、ビーム制御部１が有する機能構成と、ビーム走査処理器２および送受信機４とを示している。図３では、ビーム制御部１のうち追尾ビームの制御のための構成についての図示を省略している。
【００３４】
ビーム制御部１は、各覆域７におけるビームの走査を制御する覆域制御部１２と、各ＰＡＡ３から送出されるビームの進行方向を管理するビーム管理部１３と、ビーム諸元を計算するビーム諸元計算部１４と、方位角および仰角を計算するビーム方向計算部１５とを有する。ビーム方向計算部１５は、複数のＰＡＡ３の各々から走査領域９へ送出されるビームの方位角と仰角とを計算によって求めて、方位角情報と仰角情報とを生成する。
【００３５】
覆域制御部１２は、複数の覆域７の各々を方位角方向において複数の走査領域９に分けて、複数の覆域７の各々にてビームを走査させる走査領域９を順次切り換える制御を行う。覆域制御部１２は、各覆域７の各走査領域９について、方位角範囲における走査領域９の中心を表す中心方位角のデータを保持している。覆域制御部１２は、捜索ビームを走査させる走査領域９を、中心方位角の数値によって指定する。
【００３６】
以下の説明にて、走査領域９ごとにおける捜索ビームの走査のための所要時間を小周期と称し、覆域７全体における捜索ビームの走査のための所要時間をビーム走査周期と称する。覆域制御部１２は、小周期ごとに、中心方位角を表す数値をビーム管理部１３とビーム方向計算部１５とへ出力する。
【００３７】
ビーム管理部１３は、各ＰＡＡ３に共通のビームスポットデータを保持している。ビームスポットデータは、ＰＡＡ３から見た場合における上記のビームスポット８の位置を表すデータである。ビーム管理部１３は、中心方位角の数値を受けると、ビームスポットデータの中から当該中心方位角に対応する走査領域９内のビームスポットデータを抽出して、抽出されたビームスポットデータをビーム諸元計算部１４とビーム方向計算部１５とへ出力する。
【００３８】
ビーム諸元計算部１４は、ビームスポットデータによって表されるビームの方向に応じたビーム諸元を計算する。ビーム諸元計算部１４は、計算によって求めたビーム諸元情報を送受信機４へ出力する。
【００３９】
ビーム方向計算部１５は、ビームスポットデータと中心方位角の数値とを基に、ＰＡＡ３ごとの方位角と仰角とを計算する。ビーム方向計算部１５は、計算によって求めた方位角情報と仰角情報とをビーム走査処理器２へ出力する。ビーム方向計算部１５は、ビーム管理部１３によって管理されているビームスポットデータを利用することによって、各ＰＡＡ３によって相対位置が共通であるビームスポット８を形成可能とする方位角および仰角を求めることができる。
【００４０】
ＰＡＲ１０が有するビーム制御部１の機能は、処理回路を使用して実現される。処理回路は、ＰＡＲ１０のビーム制御部１に搭載される専用のハードウェアである。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであっても良い。
【００４１】
図４は、図３に示すビーム制御部１の機能が専用のハードウェアを使用して実現される場合のハードウェア構成を示す図である。専用のハードウェアである処理回路２１は、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）、又はこれらの組み合わせである。図３に示す覆域制御部１２、ビーム管理部１３、ビーム諸元計算部１４およびビーム方向計算部１５の各機能は、処理回路２１を用いて実現される。
【００４２】
図５は、図３に示すビーム制御部１の機能が、プログラムを実行するハードウェアを用いて実現される場合のハードウェア構成を示す図である。プロセッサ２２およびメモリ２３は、相互に通信可能に接続されている。プロセッサ２２は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）である。図３に示す覆域制御部１２、ビーム管理部１３、ビーム諸元計算部１４およびビーム方向計算部１５の各機能は、プロセッサ２２と、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、内蔵メモリであるメモリ２３に格納される。メモリ２３は、不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであって、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）またはＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）である。
【００４３】
次に、高性能捜索における捜索ビームの送出と通常捜索における捜索ビームの送出とについて説明する。図６は、図１に示すＰＡＲ１０による捜索ビームの送出について説明する第１の図である。図６では、高性能捜索において各ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが各走査領域９において捜索ビームを走査させる順序の例を表によって示している。
【００４４】
図６において、「ＰＡＡ（＃１）」は、図１に示すＰＡＡ３ａを表す。「ＰＡＡ（＃２）」は、図１に示すＰＡＡ３ｂを表す。「ＰＡＡ（＃３）」は、図１に示すＰＡＡ３ｃを表す。「ＰＡＡ（＃４）」は、図１に示すＰＡＡ３ｄを表す。
【００４５】
ＰＡＲ１０は、第１のアレイアンテナであるＰＡＡ３ａについて、ＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７の方位角範囲をφ度、高性能捜索におけるＰＡＡ３ａの捜索範囲である方位角範囲をθ度、各覆域７を構成する走査領域９の数をｎ個とすると、次の式（１）が成り立つ。各走査領域９は、（φ／ｎ）度の方位角範囲の領域である。
θ＝φ×（ｎ−２）／ｎ    ・・・（１）
【００４６】
図６に示す例では、φ＝９０（度）、θ＝６０（度）、ｎ＝６（個）であるものとする。すなわち、ＰＡＲ１０は、高性能捜索において、ＰＡＡ３ａによる捜索範囲を９０度から６０度へ縮小させる。各走査領域９は、１５度の方位角範囲の領域である。
【００４７】
図６に示す例において、覆域７を構成する走査領域９は、図２に示す場合とは数が異なる以外は、図２に示す場合と同様に設定される。以下の説明では、走査領域９ａは、ＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７を構成する６個の走査領域９のうちＰＡＡ３ｂに割り当てられた覆域７との境界に位置する走査領域９とする。走査領域９ｂは、ＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７を構成する６個の走査領域９のうちＰＡＡ３ｃに割り当てられた覆域７との境界に位置する走査領域９とする。
【００４８】
高性能捜索において、図３に示すビーム方向計算部１５は、第１覆域を構成する６個の走査領域９のうちＰＡＡ３ｂに割り当てられた第２覆域との境界に位置する走査領域９ａへ、ＰＡＡ３ａに代えてＰＡＡ３ｂからビームを送出させる方位角情報を生成する。また、高性能捜索において、ビーム方向計算部１５は、第１覆域を構成する６個の走査領域９のうちＰＡＡ３ｃに割り当てられた第２覆域との境界に位置する走査領域９ｂへ、ＰＡＡ３ａに代えてＰＡＡ３ｃからビームを送出させる方位角情報を生成する。
【００４９】
なお、上記のθが小さくなるほど、第２のアレイアンテナであるＰＡＡ３ｂとＰＡＡ３ｃとの捜索範囲が拡張される。上記のθおよびｎは、ＰＡＡ３ｂの捜索範囲とＰＡＡ３ｃの捜索範囲とがビームを進行させ得る最大角度範囲に収められるように設定される。
【００５０】
図６に示す表において縦方向へ並べられている「Ｃ１」から「Ｃ９」の各々は、ＰＡＡ３ａによって捜索ビームを走査させるビーム走査周期を表す。「Ｃ１」から「Ｃ９」の各々の隣に記載された「１」から「４」の数値は、ビーム走査周期内における小周期を表す。以下の説明では、ビーム走査周期「Ｃ１」における小周期「１」を「Ｃ１−１」というように各小周期を表すものとする。
【００５１】
また、図６に示す表において横方向へ並べられている「７．５」から「３５２．５」の数値は、各覆域７を構成する走査領域９の中心方位角を表す。中心方位角の基準は、ＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７とＰＡＡ３ｂに割り当てられた覆域７との境界であるものとする。なお、上記の走査領域９ａは、中心方位角「７．５」の走査領域９である。上記の走査領域９ｂは、中心方位角「８２．５」の走査領域９である。
【００５２】
図６に示す表における「＃１」の表記は、当該表記が示す小周期では、当該表記が示す中心方位角の走査領域９においてＰＡＡ３ａからのビームが走査することを表す。「＃２」の表記は、当該表記が示す小周期では、当該表記が示す中心方位角の走査領域９にてＰＡＡ３ｂからのビームが走査することを表す。「＃３」の表記は、当該表記が示す小周期では、当該表記が示す中心方位角の走査領域９にてＰＡＡ３ｃからのビームが走査することを表す。「＃４」の表記は、当該表記が示す小周期では、当該表記が示す中心方位角の走査領域９にてＰＡＡ３ｄからのビームが走査することを表す。
【００５３】
ビーム制御部１は、小周期「Ｃ１−１」では、ＰＡＡ３ａからのビームを中心方位角「２２．５」の走査領域９にて走査させる。ビーム制御部１は、小周期「Ｃ１−１」では、ＰＡＡ３ｂからのビームを中心方位角「３２２．５」の走査領域９にて走査させる。ビーム制御部１は、小周期「Ｃ１−１」では、ＰＡＡ３ｄからのビームを中心方位角「２３２．５」の走査領域９にて走査させる。ビーム制御部１は、小周期「Ｃ１−１」では、ＰＡＡ３ｃからのビームを上記の走査領域９ｂにて走査させる。このように、ビーム方向計算部１５は、小周期「Ｃ１−１」においてＰＡＡ３ａに代えてＰＡＡ３ｃから走査領域９ｂへビームを送出させる方位角情報を生成する。
【００５４】
ビーム制御部１は、小周期「Ｃ１−２」および「Ｃ１−３」において、ＰＡＡ３ａからのビームを走査させる走査領域９を、中心方位角「３７．５」の走査領域９および中心方位角「５２．５」の走査領域９へと順次切り換える。ビーム制御部１は、小周期「Ｃ１−４」では、ＰＡＡ３ａからのビームを中心方位角「６７．５」の走査領域９にて走査させる。ビーム制御部１は、かかる小周期「Ｃ１−４」では、ＰＡＡ３ｂからのビームを上記の走査領域９ａにて走査させる。このように、ビーム方向計算部１５は、小周期「Ｃ１−４」においてＰＡＡ３ａに代えてＰＡＡ３ｂから走査領域９ａへビームを送出させる方位角情報を生成する。
【００５５】
このように、ビーム制御部１は、ＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７を構成する６個の走査領域９において、４個の小周期おきにビームを走査させる。ビーム制御部１は、ビーム走査周期「Ｃ２」から「Ｃ９」においても、ビーム走査周期「Ｃ１」と同様に、ビームを走査させる。これにより、９個のビーム走査周期「Ｃ１」から「Ｃ９」において、ＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７におけるビームの走査回数は９回とされる。
【００５６】
ＰＡＡ３ｂおよびＰＡＡ３ｃからのビームをＰＡＡ３ａに代えて走査させることによって、ＰＡＡ３ｂに割り当てられた覆域７とＰＡＡ３ｃに割り当てられた覆域７とでは、ビームの走査回数が減少することとなる。覆域制御部１２は、ＰＡＡ３ａ以外の３つのＰＡＡ３ｂ，３ｃ，３ｄについての走査領域９の切り換えによって、複数の覆域７のうち第１覆域以外の覆域７におけるビームの走査回数を均す。ビーム方向計算部１５は、中心方位角「２７７．５」の走査領域９には、ＰＡＡ３ｂに代えてＰＡＡ３ｄからビームを送出させる方位角情報を生成する。また、ビーム方向計算部１５は、中心方位角「１７２．５」の走査領域９には、ＰＡＡ３ｃに代えてＰＡＡ３ｄからビームを送出させる方位角情報を生成する。９個のビーム走査周期「Ｃ１」から「Ｃ９」では、このような方位角情報によって走査領域９が切り換えられることによって、ＰＡＡ３ｂ，３ｃ，３ｄに割り当てられた各覆域７におけるビームの走査回数がいずれも５回に均されている。これにより、ビーム制御部１は、第１のアレイアンテナ以外のアレイアンテナによる捜索性能を均すことができる。
【００５７】
ビーム制御部１は、ビーム走査周期「Ｃ１」から「Ｃ９」における走査領域９の切り換えのパターンを、ビーム走査領域「Ｃ９」以降においても繰り返す。このようにして、ＰＡＲ１０は、各ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄからのビームを走査させる走査領域９を切り換えることによって、目標を探知できない領域を生じさせることなく、高性能捜索を行うことができる。ＰＡＲ１０は、ＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７について、ビーム走査周期をθ／φ倍に短縮させて捜索性能を向上させることができる。
【００５８】
図７は、図１に示すＰＡＲ１０による捜索ビームの送出について説明する第２の図である。図７では、通常捜索において各ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが各走査領域９において捜索ビームを走査させる順序の例を表によって示している。
【００５９】
通常捜索の場合、ビーム制御部１は、ビーム走査周期「Ｃ」における６個の小周期「Ｃ−１」から「Ｃ−６」では、ＰＡＡ３ａに割り当てられた覆域７を構成する６個の走査領域９においてＰＡＡ３ａからのビームを走査させる。ビーム制御部１は、ＰＡＡ３ｂ，３ｃ，３ｄに割り当てられた各覆域７でも、ＰＡＡ３ｂ，３ｃ，３ｄからのビームをそれぞれ走査させる。これにより、１個のビーム走査周期「Ｃ」において、ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに割り当てられた各覆域７におけるビームの走査回数はいずれも１回とされる。このように、ＰＡＲ１０は、通常捜索において、各ＰＡＡ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって同じ捜索性能での捜索を行う。
【００６０】
図７に示す例によると、ＰＡＲ１０は、通常捜索において、６個の小周期をビーム走査周期としてＰＡＡ３ａによる捜索を行う。図６に示す例によると、ＰＡＲ１０は、４個の小周期をビーム走査周期としてＰＡＡ３ａによる捜索を行う。これにより、ＰＡＲ１０は、高性能捜索では、通常捜索の場合に比べて、ＰＡＡ３ａによるビーム走査周期を２／３（＝θ／φ）倍に短縮させることができる。
【００６１】
また、ＰＡＲ１０は、図６に示す例によると、ＰＡＡ３ａ以外の３個のＰＡＡ３ｂ，３ｃ，３ｄによる捜索において、９個のビーム走査周期のうち５個の小周期においてビームを走査させる。これにより、ＰＡＲ１０は、ＰＡＡ３ａ以外の３個のＰＡＡ３ｂ，３ｃ，３ｄについては、高性能捜索におけるビーム走査周期を通常捜索の場合に比べて１．２（＝（６０／９０）×（９／５））倍に延長させる一方で、目標を探知できない領域を解消させることができる。ｍ個のビーム走査周期におけるビームの走査回数がｐ回であったとして、ビーム制御部１は、ＰＡＡ３ｂ，３ｃ，３ｄの各々によるビーム走査周期を、通常捜索の場合の（θ／φ）×（ｍ／ｐ）倍に均すことができる。なお、ＰＡＡ３ｂ，３ｃ，３ｄの各々によるビーム走査周期は同一でなくても良く、捜索性能の差を許容可能な範囲において互いに異ならせても良い。
【００６２】
実施の形態１によると、ビーム制御部１は、第１覆域を構成する複数の走査領域９のうち第２覆域の側の端に位置する走査領域９へ、第１のアレイアンテナに代えて第２のアレイアンテナからビームを送出させる方位角情報を生成する。これにより、ビーム制御部１は、追尾性能の低下を抑制でき、かつ目標の捜索性能の向上が可能となるという効果を奏する。
【００６３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  ビーム制御部、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  ビーム走査処理器、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  ＰＡＡ、４  送受信機、５  レーダ信号処理部、６  追尾処理部、７  覆域、８  ビームスポット、９，９ａ，９ｂ  走査領域、１０  ＰＡＲ、１２  覆域制御部、１３  ビーム管理部、１４  ビーム諸元計算部、１５  ビーム方向計算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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