(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信ビーム特性を制御するビーム制御装置を有するアンテナ、
前記アンテナにパルスを供給するとともに、前記アンテナが受信した信号から目標信号を抽出する送受信機、
前記アンテナのビーム方位、ビーム仰角、及び前記送受信機の前記パルスの時間幅、パルス繰返し時間、受信タイミングの少なくとも一項を指示する第１のタイムテーブルと、
前記第１のタイムテーブルとは、前記ビーム方位、前記ビーム仰角、前記パルスの時間幅、前記パルス繰返し時間、前記受信タイミングの少なくとも一項が異なると共に、前記ビーム方位、前記ビーム仰角、前記パルスの時間幅、前記パルス繰返し時間、前記受信タイミングの少なくとも一項が互いに異なる複数の第２のタイムテーブルとを有し、与えられた情報に基づいて前記第１又は前記複数の第２のタイムテーブルから任意のものを選択して切り替えることにより前記アンテナと前記送受信機とを制御するスケジューリング制御器、
出現が予想される目標に関する先見情報を予め入手して、前記先見情報に応じて前記複数のタイムテーブルのいずれかを選択する情報を前記スケジューリング制御器に出力するタイムテーブルの切換え制御器を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
送受信ビームの特性を制御するビーム制御装置を有するアンテナ、
前記アンテナにパルスを供給するとともに、前記アンテナが受信した信号から目標信号を抽出する送受信機、
前記アンテナの少なくともビーム方位とビーム仰角、及び前記送受信機の前記パルスの時間幅とパルス繰返し時間と受信タイミングとを指示する第１のタイム・テーブルと、前記アンテナの方位を、前記アンテナの設置場所とは異なる位置に配置された他のレーダ装置の発射電波が目標に反射するのを受信できる方位に設定し、かつ、前記受信タイミングは前記他のレーダの送信タイミングに同期させてバイスタティックレーダとする第３のタイム・テーブルとを有し、所定のスケジュールに基づいて前記第１と第３のタイム・テーブルを切り替えることにより前記アンテナと前記送受信機とを制御するスケジューリング制御器を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
アンテナは少なくとも位相を調整可能な複数の素子アンテナで構成されたフェーズドアレイアンテナとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、飛翔目標例えばミサイルなどを発見するためのレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
航空機上又は地上に設置される各種のレーダ装置には、飛翔目標例えば飛来するミサイルなどを発見することを主要な目標とした飛翔目標用レーダ装置（以下単にレーダ装置という）がある。レーダ装置は広い範囲（遠方〜間近の範囲）にわたって出現する可能性のある飛翔目標を、見逃さないように捕捉する必要があるので、その検知可能な範囲はできるだけ広くしておくことが望ましく、そのための工夫が種々なされている。
図２４は、従来のレーダ装置を示すシステム系統図であり、図において、１は説明のため示した遠距離にある飛翔目標（遠距離飛翔体または遠距離ＴＢＭとも言う）、２は同じく近距離にある飛翔目標（近距離飛翔体または近距離ＴＢＭとも言う）、３は電子走査されるアンテナから放射される送信ビームによって形成された遠距離用覆域（遠距離フェンス・サーチとも言う）、５は送信ビームを覆域３状に放射するためのフェーズドアレイアンテナを形成する複数の素子アンテナ、６は複数の素子アンテナ５に放射電力を供給したり、素子アンテナ５で受信した信号を出力したりするサーキュレータ、７は放射電力を増幅してサーキュレータ６に出力する電力増幅器である。
【０００３】
８はサーキュレータ６から出力される受信信号を増幅する低雑音増幅器、９は複数の素子アンテナ５に異なる位相で電力を供給するとともに、複数の素子アンテナ５からの信号の位相を調整して所定の遠距離フェンス・サーチ３を形成させるための移相器、１０は前記位相器９と同様の目的で電力を調整する電力分配器、１１は送信機、１２は受信機、１３は受信機１２の信号を処理するコヒーレント積分器、１４は所定以上の大きさの受信信号を検出するためのスレッショルド検出器、１５はスレッショルド検出器１４が検出した信号をもとに追尾する追尾処理器、１６はアンテナ５のビームの向き、幅、強度その他を制御するビーム走査制御器、１７は放射するレーダパルスの発射スケジュールを制御するスケジューリング制御器、１８は遠距離の飛翔目標１の検出に適するようにレーダ電波の送受をコントロールするためのタイム・テーブルである。また９８は覆域３内に生じた受信不能範囲（後述）を示し、この範囲の目標は検出することができない。
図２４に示すようなフェーズドアレイアンテナ５を用いたレーダ装置は、アクティブ・フェーズドアレイレーダと呼ばれる。
【０００４】
次に図２４のレーダ装置の動作について説明する。図２５は説明のため図２４の覆域３を詳細に示すもので（ａ）図は覆域３の上面図、（ｂ）は覆域３を横から見た側面図である。図２５に於いて、ＥＬ（Ｌ）は遠距離フェンス・サーチ３が水平面となす角度（仰角）である。覆域３は多数のペンシルビームＡ１〜Ａｎによって構成されている。
９９は説明の都合上、方位角の基準となる方位基準線である。ペンシルビームＡ１〜Ａｎはそれぞれ基準方位線９９と水平方位角ＡＺ１〜ＡＺｎをなしている。
この種レーダ装置は、対象とする飛翔目標の種類（飛翔コース、高度、速度、距離などの種類）に対応して、あらかじめ決められた遠距離フェンス・サーチ３を形成するビーム走査パターンに従って動作する。通常、飛翔目標はレーダから見て低仰角から高仰角へ移動するため、特定の仰角で方位方向に広い幅を持つフェンス状の覆域で待ちかまえることによって探知できる範囲を広くする。例えば、図２５において、あらかじめ決めた仰角ＥＬ（Ｌ）で、方位角の範囲ＡＺ１〜ＡＺｎ（ペンシルビームの方位番号Ａ１〜Ａｎ）を、まず、番号Ａ１の電波を方位方向ＡＺ１に送受信（１回以上例えばＨ回）した後、方位角をＡＺ２に変更して同様にＡ２の電波を送受信し、これを順に番号Ａｎまで繰り返すことで電子ビーム走査しながら所定の覆域である遠距離フェンス・サーチ３を形成する。その後、この動作を繰り返す。
【０００５】
送信パルスが送信機１１によって発生され、電力分配器１０によって複数の移相器９に入力される。ビーム走査制御器１６によって、所定の方向にビームを指向するように移相量が設定され、電力増幅器７及びサーキュレータ６を経由して、素子アンテナ５から空間へ電波が送信される。目標１で反射された電波は素子アンテナ５及びサーキュレータ６を経由して低雑音増幅器８へ入力される。送信時と同じ移相量を設定された移相器９と電力分配器１０で合成された受信信号は、受信機１２及びコヒーレント積分器１３により受信処理がなされ、スレッショルド検出器１４によって目標が検出される。検出された目標１に対して以上の動作を繰り返すことによって、その結果を追尾処理器１５で処理する。この追尾結果に基づいて、初期探知した飛翔目標を継続して追尾できるように、通常ならば、高仰角方向に電子ビーム走査しながらレーダ動作をする。
なお、図２４では複数の送受信パルスをコヒーレント積分した後にスレッショルド検出する場合を示したが、パルス圧縮処理や、移動目標検出処理のような信号処理方式を適用する構成のものも知られている。
【０００６】
前述の一連の動作は、あらかじめ決められたタイム・テーブル１８に基づき、スケジューリング制御器１７によって送信パルス列が制御される。この送信パルス列の概念図を図２６に示す。
図２６に於いて、まず、決められた仰角ＥＬ（Ｌ）、方位角ＡＺ１の方向へ送信パルスを放射するが、その送信パルスはパルス幅ＰＷ（Ｌ）、パルス繰返し時間ＰＲＴ（Ｌ）でＨＬ回数（ヒットと言う）分だけ送信される。ここでＨＬは１以上の整数である。そして各送信パルスの後の次の送信までの間に受信を行なう。その後、方位角ＡＺ２・・ＡＺｎに対して同様の動作を行う。反射波は送信パルスが出ている時刻から２Ｒ／Ｃで表される時間の後に受信される。ここでＣは電波の速度、Ｒは目標１までの距離である。
ところで、レーダの送信波と受信波はサーキュレータによって切換えられる構成であるため、送信中と、送信した後の前記切り替えに要する時間の間は受信ができないし（図２４及び図２６中に受信不能時間（あるいは不能範囲）９８として示す）、受信するべき時間には当然、送信ができない。したがって、パルス間隔ＰＲＴ（Ｌ）は少なくとも目標とする捕捉距離Ｒに対して
ＰＲＴ（Ｌ）＞２Ｒ／Ｃ＋ＰＷ（Ｌ）
としなければならない。この時、想定される目標までの距離Ｒが遠距離であればＰＷ（Ｌ）に対してＰＲＴ（Ｌ）があまりにも大きくなり（即ち送信電力密度が小さくなり）感度が低下するので、送信電力を大きくしたり、アンテナを大きくするが、実用に供するにはいずれも限界がある。
そこで、送信パルスのパルス幅ＰＷ（時間幅）を長くして送信し、受信処理においてパルス圧縮を行うことで探知能力を上げる手法が広く使われている。しかし、送信パルス幅ＰＷを長くすると、近距離の目標からの反射波が前記の受信できない時間の中に入ってしまい、受信することができないという課題が生じる。即ち、長距離探知を高感度で行なおうとすると、近距離探知ができないと言う課題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーダ装置における目標検出方式は以上のように構成されているので、遠距離の飛翔目標を探知するために送信パスル幅を長くすると、近距離の目標を検出できないという課題があった。
送信パルスを長くしないで、近距離探知能力を保ちつつ、遠距離の目標を探知するには、送信電波の電力やアンテナを大きくする必要があり、結果として装置規模の増大をまねくという課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、遠距離の飛翔目標を高感度で探知できると共に、近距離の目標も探知できるレーダ装置を得ることを目的する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明のレーダ装置は、送受信ビーム特性を制御するビーム制御装置を有するアンテナ、
前記アンテナにパルスを供給するとともに、前記アンテナが受信した信号から目標信号を抽出する送受信機、
前記アンテナのビーム方位、ビーム仰角、及び前記送受信機の前記パルスの時間幅、パルス繰返し時間、受信タイミングの少なくとも一項を指示する第１のタイムテーブルと、
前記第１のタイムテーブルとは、前記ビーム方位、前記ビーム仰角、前記パルスの時間幅、前記パルス繰返し時間、前記受信タイミングの少なくとも一項が異なると共に、前記ビーム方位、前記ビーム仰角、前記パルスの時間幅、前記パルス繰返し時間、前記受信タイミングの少なくとも一項が互いに異なる複数の第２のタイムテーブルとを有し、与えられた情報に基づいて前記第１又は前記複数の第２のタイムテーブルから任意のものを選択して切り替えることにより前記アンテナと前記送受信機とを制御するスケジューリング制御器、
出現が予想される目標に関する先見情報を予め入手して、前記先見情報に応じて前記複数のタイムテーブルのいずれかを選択する情報を前記スケジューリング制御器に出力するタイムテーブルの切換え制御器を備えたものである。
【００１０】
また、送受信ビームの特性を制御するビーム制御装置を有するアンテナ、
前記アンテナにパルスを供給するとともに、前記アンテナが受信した信号から目標信号を抽出する送受信機、
前記アンテナの少なくともビーム方位とビーム仰角、及び前記送受信機の前記パルスの時間幅とパルス繰返し時間と受信タイミングとを指示する第１のタイム・テーブルと、前記アンテナの方位を、前記アンテナの設置場所とは異なる位置に配置された他のレーダ装置の発射電波が目標に反射するのを受信できる方位に設定し、かつ、前記受信タイミングは前記他のレーダの送信タイミングに同期させてバイスタティックレーダとする第３のタイム・テーブルとを有し、所定のスケジュールに基づいて前記第１と第３のタイム・テーブルを切り替えることにより前記アンテナと前記送受信機とを制御するスケジューリング制御器を備えたものである。
【００１１】
また、アンテナは少なくとも位相を調整可能な複数の素子アンテナで構成されたフェーズドアレイアンテナとしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１のレーダ装置の構成を図１に、これに用いる近距離用のタイム・テーブルを図２に示し説明する。図１において、１は説明のため示した遠距離にある飛翔目標（遠距離飛翔体または遠距離ＴＢＭ）、２は同じく近距離にある飛翔目標（近距離飛翔体または近距離ＴＢＭ）、３は電子走査される送信ビームによって形成された遠距離用覆域（遠距離フェンス・サーチとも言う）、９８は遠距離用覆域３内に生じた受信不能範囲を示している。４は同じく近距離目標用の覆域、５は送信ビームを覆域３状又は覆域４状に放射するためのフェーズド・アレイ・アンテナ（フェーズドアレイアンテナとも言う）を形成する複数の素子アンテナ、６は複数の素子アンテナ５に放射電力を供給したり、受信した信号を出力したりするサーキュレータ、７は放射電力を増幅してサーキュレータ６に出力する電力増幅器である。
【００１３】
８はサーキュレータ６から出力される受信信号を増幅する低雑音増幅器、９は複数の素子アンテナ５に異なる位相で電力を供給するとともに、複数の素子アンテナ５からの信号の位相を調整して所定の遠距離フェンス・サーチ３を形成させるための移相器、１０は前記位相器９と同様の目的で電力を調整する電力分配器、１１は送信機、１２は受信機、１３は受信機１２の信号を処理するコヒーレント積分器、１４は所定以上の大きさの受信信号を検出するためのスレッショルド検出器、１５はスレッショルド検出器１４が検出した信号をもとに追尾する追尾処理器、１６はアンテナ５のビームの向き、幅、強度その他を制御するビーム走査制御器（この発明に言うビーム制御装置）、１７は放射するレーダパルスの発射スケジュールを制御するスケジューリング制御器、１８は遠距離の飛翔目標１に対応して覆域３の電波を放射する場合のタイム・テーブル（第１のタイム・テーブル）、１９は近距離の飛翔目標２に対応して覆域４の電波を放射する場合のタイム・テーブル（第２のタイム・テーブル）である。
図１に示すようなフェーズドアレイアンテナ５を用いたレーダ装置は、アクティブ・フェーズドアレイレーダと呼ばれる。１〜３、５〜１８及び９８は従来のレーダ装置として説明したものと同じである。また、送信機１１、受信機１２、コヒーレント積分器１３、スレッショルド検出器１４はまとめて送受信機という。
【００１４】
まず、従来のレーダ装置と同様に、遠距離の飛翔目標１に対応してタイム・テーブル１８（第１のタイム・テーブル）に基づき任意のＸ回の送受信を行い、その後、近距離の目標２に対応してタイム・テーブル１９に基づきＹ回の送受信を行う。これらについてはタイムスケジュールを説明する図３により、詳細に後述する。近距離用タイム・テーブル１９はこの発明に言う第２のタイム・テーブルである。
【００１５】
図２では、理解を助けるため図２６に示した従来の長距離用タイム・テーブル（第１のタイム・テーブル）１８と、この実施の形態の近距離用タイム・テーブル（第２のタイム・テーブル）１９とを同じ時間尺で併記している。近距離用タイム・テーブル１９では、方位幅は長距離用と同じ（方位番号Ａ１〜Ａｎ）、仰角は長距離用のＥＬ（Ｌ）に対してＥＬ（ｓ）としている。
ここで一般には  ＥＬ（ｓ）＜ＥＬ（Ｌ）  とすることが近距離目標をより早く探知するという意味で適しているが、勿論、そうでなくても良い。また、近距離用のパルス繰り返し時間ＰＲＴ（ｓ）は、遠距離用のタイム・テーブル１８に於ける長いパルス幅ＰＷ（Ｌ）がブラインドとなって探知できなくなっていた距離範囲９８に対応するように、ＰＷ（Ｌ）と同じか、これより若干長い程度に設定する。
即ち、  ＰＲＴ（ｓ）≧ＰＷ（Ｌ）
また、近距離目標を探知するに足る短いパルス幅ＰＷ（ｓ）とヒット数Ｈ（ｓ）もあわせてあらかじめ設定する。
以上の考え方により設定された近距離用タイム・テーブル１９に従って、送受信を行うことにより、近距離目標用のフェンス・サーチ４が形成され、近距離の飛翔目標２についても探知できる。
【００１６】
図３は、遠距離用タイム・テーブル１８と近距離用タイム・テーブル１９とを切り替える切り替えスケジュールについて、そのフローを示すものである。
図３に於いて、ステップS３１の長距離用タイムスケジュール１８のＸ回の送受信の意味は、従来の図２６の１つのＡＺにおけるＸ回のヒットの送受信でも良いし、あるいは、図２６のＡＺ１〜ＡＺＸまでの送受信でもよいし、あるいは、ＡＺ１〜ＡＺｎまでの送受信をＸ回繰り返すことでも良い。
また、ステップS３２の近距離用タイムスケジュール１９の送受信Ｙ回とは、図２の１つのＡＺにおけるＹ回のヒットの送受信でも良いし、あるいは、図２のＡＺ１〜ＡＺＹまでの送受信でもよいし、あるいは、ＡＺ１〜ＡＺｎまでの送受信をＹ回繰り返すことでも良い。
この２種類のタイム・テーブルに基づき、スケジューリング制御器１７によりレーダ動作を繰り返して行う。これによって、装置規模を大幅に増大させることなく、近距離の飛翔目標２も探知できる効果がある。
【００１７】
実施の形態２．
どのレーダ装置においても同様であるが、構成した覆域であるフェンス（の厚み方向）を目標が通過する前に必要なビーム走査を完了しなければ、目標を捕捉できずに取り逃がす恐れがある。目標がフェンスの厚みを通過するに要する時間をＴｆ、ビームを端から端まで走査するに要する時間をＴｂとすると、各々の時間は下式で示される。
【００１８】
Ｔf  ＝  Ｑ  ／  Ｖt  ＝  Ｒt  ×  θel  ／  Ｖt・・・・・（１）
ここで、Ｔf：目標のフェンス通過時間
Ｑ：フェンスの厚さ
Ｖt：目標速度（フェンスの厚さ方向のみと仮定）
Ｒt：目標距離
θel：仰角ビーム幅
Ｔb  ＝  ＰＲＴ×Ｈ×n・・・・・・・・・・・・（２）
ここで、Ｔb：ビーム走査に必要な時間
ＰＲＴ：パルス繰返し時間
Ｈ    ：ヒット数
ｎ    ：方位角方向のビーム番号
そして、前述のように  Ｔｆ≧Ｔｂ  であることが必要である。
【００１９】
この時、特に、目標距離Ｒtが小さくなると、式（１）に示すとおり、目標のフェンス通過時間Ｔfが短くなり、Ｔｆ≧Ｔｂとすることができない。即ち、目標がビームの厚み方向を横切る時間内に、必要なビーム走査を完了できなくなるという課題が発生する。
この課題に対応するために、以下に説明するように、近距離用のフェンス・サーチの仰角方向の厚みを厚くした（ビーム幅を広げた）ファンビームとする。
このようにした実施の形態２のシステム系統図を図４に示す。図４において、２１は近距離目標２に対応した覆域（フェンス・サーチ）でファンビームとした場合、２２は近距離の飛翔目標２用のファンビームの覆域２１に対応したタイム・テーブルである。
【００２０】
前述の通り、フェンスの厚みを目標が通過する前に、必要なビーム走査を完了する必要があり、Ｔｆ≧Ｔｂであることが必要である。ここで、ビーム形状を仰角方向に広げたファンビーム２１とすることにより、式（１）の仰角ビーム幅θelそのものを大きくすることができ、Ｔｆは比例して大きくなる。
この方法によって、設定された近距離用タイム・テーブル２２に従って、送受信を行うことにより、仰角方向に広がった近距離目標用のフェンス・サーチ２１が形成され、近距離の飛翔目標２についても確実に探知できるようになる。
なお、ビームの厚みを大きくすることにより、送信される電波の電界強度は低くなるが、もともと近距離の目標をとらえることを目的とするので問題はない。
短距離用フェンス・サーチ２１の設定については、ファンビームによる仰角方向の広がりが大きくなっていることから、ビームの指向範囲が目標を捕捉しやすくなるように仰角ＥＬ（Ｌ）の設定を調節する（一般には下方向に広げる）必要があるが、基本的には実施の形態１の図２、図３に示したものと同じなので詳細な説明を省略する。
【００２１】
タイム・テーブル１８と２２のスケジューリングについて、その具体例を図５に示す。この図では方位角ＡＺ１〜ＡＺｎに関して、各方位角ごとにＨ（Ｓ）回又はＨ（Ｌ）回のヒットを行なっている。また、他の具体例を図６に示す。この図では１方位角ごとに近距離と遠距離の探知を行なっている。勿論、スケジューリングの方法はこれらの図のものに限らず、実施の形態１で説明したように、１回のヒットごとに方位角を１づつ進めるような方法でも良い。
このようなタイム・テーブルを、スケジューリング制御器１７により、実施の形態１の図３に示したようなレーダ動作を繰り返して行う。これによって、装置規模を大幅に増大させることなく、近距離の飛翔目標も探知できる効果がある。
【００２２】
実施の形態３．
図７に、実施の形態３のシステム系統図を示す。図７において、２３は送信パルス幅ＰＷやパルス繰り返し時間ＰＲＴを切り替えることによってある時には遠距離に、またある時には近距離目標に対応するようにしたマルチＰＲＦ方式の覆域である。２４はマルチＰＲＦ方式を行なうためのタイム・テーブルを示す。
マルチＰＲＦ方式で構成されるフェンス・サーチ２３は、近距離から遠距離の目標まで、まんべんなく探知できるように形成する。
理解を助けるため、図８に複数の送信パルス幅ＰＷとパルス繰返し時間ＰＲＴとを複数組み合わせたタイム・テーブル２４の一例を示す。図８は最初に遠距離用のタイム・テーブル１８と同じ設定で送信を開始し、以後、時間の経過と共に、中距離用の設定、短距離用の設定と設定を変更しつつ走査を行い、これを繰り返すものである。
【００２３】
図８に於いてパルス幅ＰＷはＰＷ（Ｌ）からＰＷ（Ｓ）まで変化し、パルス繰返し時間ＰＲＴはＰＲＴ（Ｌ）からＰＲＴ（Ｓ）まで変化させ、これを繰り返す。なお、この組み合わせは送信パルスによるブラインドをより低減できるように組み合わせるもので、送信パルス幅ＰＷとパルス繰返し時間ＰＲＴの切り替えは１つの方位方向走査が完了したときに開始し、次の方位走査が開始されるまでの間に切り替えを完了する。図９にタイム・スケジュール２４による具体的なスケジューリングと走査の例を示す。図では１方位角ごとに３種類のパルス繰返し時間と３種類のパルス幅とで走査している。
勿論、これらを時間の経過と共に連続的に変化させても良いが、このようにした場合は方位走査の初期と終期とで検知可能な距離が変わりフェンスの形状がいびつになるという問題があるので、好ましくはない。図１０にパルス幅とパルス繰返し時間とをアンテナの１走査ごとに変化させた場合の検知可能距離７１の変化を示す。なお、図には示さないがヒット数Ｈも変化させても良い。
【００２４】
この方法によって、遠、中、近距離の飛翔目標のそれぞれついて、最適の走査を行なうことができる。
このタイム・テーブル２４に基づき、スケジューリング制御器１７によりレーダ動作を繰り返して行う。これによって、装置規模を大幅に増大させることなく、近距離の飛翔目標も探知できる効果がある。
【００２５】
実施の形態４．
航空機に搭載されているレーダ装置は、まず、例外なく、他の航空機の存在を検知することを目的として航空機探知に適した覆域を有している。航空機目標探知の覆域は航空機の速度がそれほど大きくないので、一般には、近距離エリアで方位方向にも、仰角方向にも広い監視幅の設定がされている。
近距離エリアについて航空機目標探知の覆域を有している場合は、以下に示すように、その受信信号を活用して近距離の飛翔目標を探知することができる。
図１１に、実施の形態４のシステム系統図を示す。図１１において、２５は近距離エリアに設定された航空機目標探知の覆域（以下に説明するように方位方向に幅を広げたボリューム・サーチとも言う）、２６は航空機目標探知用のタイム・テーブルを示す。
【００２６】
航空機目標の探知を目的として、近距離エリアを幅広く電子ビーム走査している場合には、方位角の範囲ＡＺ１〜ＡＺｍ（ペンシル・ビームの方位番号１〜ｍで、遠距離のフェンス・サーチの範囲を含む。ｍ≧ｎ）、及び仰角の範囲ＥＬ１〜ＥＬｋ（ペンシル・ビームの仰角番号１〜ｋで、遠距離のフェンス・サーチの範囲を含む。）の各方向に対して電波の送受信とビーム走査を行う。この場合の覆域２５は、飛翔目標に対するフェンス・サーチとは異なり、仰角方向にも広がったものである（フェンス・サーチに対して、ボリューム・サーチと呼ぶ）。
このボリューム・サーチの覆域２５が、飛翔目標に対する近距離エリアと重なっている場合には、ボリューム・サーチ２５によって近距離の飛翔目標を探知することができるので、その受信信号を活用することによって、近距離の飛翔目標２を探知できることとなる。
この方法によって、実施の形態１と同様に、遠距離の飛翔目標１に対しては遠距離用タイム・テーブル１８を用い、近距離の飛翔目標２に対しては設定された航空機目標探知用のタイム・テーブル２６に従って送受信を行うことにより、遠距離／近距離の飛翔目標のいずれについても探知できる。
【００２７】
２つのタイム・テーブルの切り替えは、スケジューリング制御器１７により行いレーダ動作を繰り返して行う。図１２にスケジュールの一例を示す。
図１２に於いて、ステップS９１ではタイム・テーブル１８により遠距離の飛翔目標の検出をＫ回行ない、次に、ステップS９３でタイム・テーブル２６により航空機の（短距離の）探知を行なう。航空機探知の場合には、タイム・テーブル２６による全ての方向の走査に遠距離用タイム・テーブル１８の走査よりも時間がかかる（方位角が広く、仰角方向も広い）ので、図１２のように１つのＥＬでの全方位走査を実行する毎に、タイム・テーブル１８による遠距離飛翔目標の走査を行なう方法にかぎらず、例えば、ＥＬ１〜ＥＬＫの走査（タイム・テーブル２６の全ての走査）の後にタイム・テーブル１８を行なうことでも良い。この方法の理解を助けるため、図１３に具体的なタイム・テーブル２６を用いたスケジューリングの一例を示す。また、遠距離用タイム・テーブル１８の１回の走査を、各方位ＡＺ毎に航空機目標用のタイム・テーブルの途中に入れ込むようにしても良い。
これによって、装置規模を大幅に増大させることなく、近距離の飛翔目標も探知できる効果がある。
【００２８】
実施の形態５．
航空機を目標とするレーダ（特に地上設置のもの）では、異なる場所に設置したアンテナから送信する送信バイスタティック・レーダと呼ばれるものがあり、以下に示すようにして、この受信信号を活用する方式とすることもできる。一般に、バイスタティック・レーダとは、レーダの送信局と受信局を離隔して設置する構成のものである。
図１４に、実施の形態５のシステム系統図を示す。図１４において、２７は隣接レーダ（送信局）、２７ａは隣接レーダ局２７から送信されたレーダ電波の覆域、２８は近距離エリアについてバイスタティック・レーダ方式により航空機目標を探知する覆域、２９はバイスタティック・レーダのタイム・テーブルを示す。
【００２９】
隣接するレーダ２７を送信局としてバイスタティック・レーダを構成することで、航空機目標探知用に近距離エリアを電子ビーム受信走査している場合を想定する。この時、方位角の範囲ＡＺ：１〜ｍ（ペンシル・ビームの方位番号１〜ｍで、遠距離フェンス・サーチ３の範囲を含む。ｍ≧ｎ）及び仰角ＥＬb（ペンシル・ビームの仰角で、遠距離フェンス・サーチ３の仰角と同じかそれを含む。）の各方向に対してビーム走査（受信）を行なって、電波の受信を行う。
隣接レーダ２７の位置及び周波数等の情報は、あらかじめ、バイスタティック・レーダ用のパルス繰返し時間等と同様に、タイム・テーブル２９に含まれており、それに加えて、電波２７ａが送信されたタイミングを本レーダ装置へデータ伝送される構成となっている。これらの情報に基づき、バイスタティック・レーダとして電波を受信する。
【００３０】
図１５にタイム・テーブル２９による具体的なスケジューリングの一例を示す。図においてタイム・テーブル２９のパルス繰返し時間ＰＲＴｂとパルス幅ＰＷｂとヒット数Ｈｂとは、本レーダ装置からの発射電波ではなく、バイスタティックレーダからの発射波を示すものである。
このバイスタティック・レーダの覆域２８は、飛翔目標２の検出のための近距離エリアと重なるようにしてあるので、その受信信号を活用することによってバイスタティック目標探知によって近距離の飛翔目標２を探知することができる。
この２種類のタイム・テーブルに基づき、スケジューリング制御器１７によりレーダ動作を繰り返して行う。これによって、装置規模を大幅に増大させることなく、近距離の飛翔目標も探知できる効果がある。
図１６にスケジュールの一例を示す。ステップS１１１においてタイム・テーブル１８による遠距離目標の探知を行ない、次に、隣接レーダからのタイミング信号の入着を確認（ステップS１１３）した後、ステップS１１４でタイム・テーブル２９により近距離目標の探知を行なう。隣接レーダ装置２７の電波発射のタイミングは、本レーダ装置によって制御できないものである場合には、隣接レーダ装置２７から通知されるレーダ電波発射のタイミング信号に同期して（所定の時間遅れの後に）受信を行なわなければならない。図１５では方位や仰角は予め定めたスケジュールにしたがつて走査しているが、バイスタティックレーダの走査方向に合わせて（タイム・テーブルを入手する必要があるば）、変更しても良い。
【００３１】
実施の形態６．
以上に示した各実施の形態の内のあるものは、単独で用いるだけでなく、組み合わせて用いる構成とすることもできる。
図１７に、このようにして組み合わせた実施の形態７のシステム系統図を示す。図１７で示したものは、一例として、実施の形態２のファンビームフェンス２１と、実施の形態５の隣接レーダ２７を用いるものとを組み合わせたものを示した。
すなわち、近距離にファン・ビームによるフェンス・サーチ２１を構成すると共に、隣接するレーダ２７を送信局としたバイスタティック受信信号を活用するものである。
この場合、タイム・テーブルは遠距離飛翔目標用のタイム・テーブル１８と、近距離飛翔目標用のタイム・テーブル２２と、バイスタ用タイム・テーブル２９との３つのタイム・テーブルを持ち、これを順次切り替えて運転される。
この方法によって、設定されたタイム・テーブルに従って、送受信を行うことにより、近距離の飛翔目標について、各レーダ方式の特性を生かした探知ができる。
【００３２】
この３種類のタイム・テーブルに基づき、スケジューリング制御器１７によりレーダ動作を繰り返して行う。これによって、装置規模を大幅に増大させることなく、近距離の飛翔目標も探知できる効果がある。また、各々の方法を併用することによって、目標を探知する間隔を短くできる等の効果がある。
【００３３】
実施の形態７．
以上に説明した各実施の形態では、覆域が特定の距離またはエリアに限定され、予め定めたタイムスケジュールによって切り替えられて使用されている。この切り替えを予め定めたスケジュールに従うのでなく、以下に示すように、目標の条件、例えば距離に応じて必要なものを選択して組み合わせて使用する構成としても良い。
図１８に、実施の形態７のシステム系統図を示す。
図１８のものは、実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせ、さらにそのタイム・テーブルの切り替えを前述のように変えたものである。図において、３０は距離毎切換え制御器を示す。
近距離は航空機目標探知用のボリューム・サーチ２５で対処し、それよりもやや遠い中距離においてはファンビームを用いるフェンス・サーチ２１を構成するものである。勿論、遠距離には遠距離フェンスサーチ３を用いる。各々のタイム・テーブル１８、２２、２６を距離毎切換え制御器３０によって切換えることにより、それぞれの距離にある飛翔目標を最適な設定条件で探知できる。距離情報は最初に捕捉された目標から得られるデータ（追尾処理器１５により得られる）を用いても良いし、何らの情報も得られていない時点では、所定の距離範囲を順にサーチすることでも良い。
【００３４】
この方法によって、設定されたタイム・テーブルに従って、送受信を行うことにより、各々の距離域毎に飛翔目標を探知できる。
ここでは３種類のタイム・テーブルに基づくものを示したが、さらに組み合わせを増やしても良い。どんな組み合わせの場合でもスケジューリング制御器１７によりレーダ動作を繰り返して行う。これによって、装置規模を大幅に増大させることなく、近距離の飛翔目標も探知できる効果がある。また、各々の方法を併用することによって、目標を探知する間隔を短くできると共に、各々の効果が限定されている場合でも補完することで必要な探知能力を確保できる効果がある。
【００３５】
実施の形態８．
レーダ装置では、常時対象空域を監視していることから、何らかのいわゆる先見情報を獲得していることが多い。この先見情報に基づき、以下に示すように複数のタイム・テーブルから必要なものを切換える構成とすることができる。
図１９に、実施の形態８のシステム系統図を示す。図において、３１は先見情報、３２は先見情報により動作するタイム・テーブルの切換え制御器を示す。
例えば、ある時点の先見情報で遠距離のみで飛翔目標が発生することが判明している場合には、遠距離用タイム・テーブル１８のみによりレーダ動作を行うようにテーブル切換え制御器３２によってタイム・テーブルを限定する。その後、近距離等のエリアでも飛翔目標が発生する先見情報があった場合には、そのエリアに対応するタイム・テーブルを選択・切換えてレーダ動作を行い、切換えられたタイム・テーブルに従って、送受信を行うことにより、各々の距離域毎に飛翔目標を探知できる。
【００３６】
これらのタイム・テーブルに基づき、スケジューリング制御器１７によりレーダ動作を繰り返して行う。これによって、装置規模を大幅に増大させることなく、先見情報に基づき、効果的にレーダ動作を行い、必要な探知能力を確保できる効果がある。
【００３７】
実施の形態９．
航空機用レーダの多くは、従来例で説明したように、特定の目標を捕捉したとき、この目標を追尾できるように構成されている。この追尾の際には捕捉すべき目標の位置（遠距離／近距離の別）や速度が、ある程度は判明しているので、以下に示すように、この追尾処理結果に基づきタイム・テーブルのパラメータを変更して、より最適な設定とする構成とすることができる。
図２０に、実施の形態９のシステム系統図を示す。図において、３３はパラメータ変更制御器を示す。
【００３８】
例えば、ある時点の航空機目標探知の追尾結果によると、近距離に特定の速度の飛翔目標が発生した場合には、その速度に対応するように例えば近距離用タイム・テーブル２０のヒット数を、パラメータ変更制御器３２により変更する。そして、対応するタイム・テーブルを選択・切換えてレーダ動作を行う。
この方法によって、切換えられたタイム・テーブルに従って、送受信を行うことにより、各々の距離域毎に飛翔目標を探知できる。
これらのタイム・テーブルに基づき、スケジューリング制御器１７によりレーダ動作を繰り返して行う。これによって、装置規模を大幅に増大させることなく、近距離の飛翔目標も探知できる効果がある。また、追尾情報に基づき、効果的にレーダ動作を行い、必要な探知能力を確保できる効果がある。
【００３９】
実施の形態１０．
実施の形態２の発明のように、フェンスの厚みを増す方法として、以下に説明するように、仰角ＥＬを少し変えて複数回走査する方法がある。
例として、以下、長距離探知は１回の走査、近距離の探知は２回走査する場合について、図２１にレーダ装置の構成を示して説明する。図において、４は近距離目標２に対応したフェンス・サーチで、ほんの少し異なる仰角ＥＬ（ｓ１）とＥＬ（ｓ２）で２回走査することによって、フェンスの厚みが２倍になっている。２０はこのように２回の走査を行なって近距離の飛翔目標に対応し易くするためのタイム・テーブルである。実施の形態２で説明したように、フェンスの厚み方向を目標が貫通する時間（Ｔｆ）より短い時間で、全てのビームの走査（Ｔｂ）を完了する必要がある。異なる仰角での２回の走査に必要な時間は
Ｔｂ＝ＰＲＴ（Ｌ）・Ｈ（Ｌ）・ｎ＋２｛ＰＲＴ（ｓ１）・Ｈ（Ｓ１）・ｎ｝
で表されるのでその時間は２倍より小さいが、目標が２倍になったフェンスの厚みを通過する時間Ｔｆは確実に２倍になるので、より容易にＴｂ＜Ｔｆの関係を確立することができ、目標の捕捉をより確かにすることができる。
ここでは近距離の探知は２回の走査の場合について説明したが、複数回であれば同様の効果が得られる。なお、１回にした場合が実施の形態１のものに相当するので、詳細な説明は省略する。
【００４０】
なお、図２２にタイム・テーブル２０による具体的なスケジューリングの例を示す。図では仰角一定による１回の近距離探知走査の後、仰角を変更して再び、近距離探知走査を行い、次にタイム・スケジュール１８による遠距離探知走査を行なうことを繰り返している。
また、図２３に他の方式のタイム・テーブル２０を用いたスケジユーリングの例を示す。図では、１方位角ごとに仰角をＥＬｓ１、ＥＬｓ２、ＥＬ（Ｌ）と切り替える手順で走査している。
【００４１】
【発明の効果】
この発明のレーダ装置は、遠距離目標の検出用に設定した第１のタイム・テーブルと、近距離目標の検出に適するように設定した第２のタイム・テーブルとを有し、先見情報に基づいてタイム・テーブルを切り替えるので、目標検出に最適の検出方法をとることができる。
【００４２】
また、バイスタティックレーダを構成するようにしたので、より広範囲の目標を捕捉できる。
【００４３】
また、アンテナはフェーズドアレイアンテナとしたので、ビーム方位の幅、ビーム仰角等の制御が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ装置を示すシステム系統図である。
【図２】第２のタイム・テーブルの内用を説明するタイムチャートである。
【図３】図１のレーダ装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２によるレーダ装置を示すシステム系統図である。
【図５】図１に用いたタイム・テーブルによるスケジューリングの一例である。
【図６】図１のスケジューリングの他の例である。
【図７】この発明の実施の形態３によるレーダ装置を示すシステム系統図である。
【図８】図７のレーダ装置の第３のタイム・テーブルの変化を説明するタイムチャートである。
【図９】図７に用いたタイム・テーブルによるスケジューリングの一例である。
【図１０】図８の第３のタイム・テーブルの時間変化を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態４によるレーダ装置を示すシステム系統図である。
【図１２】図１１のレーダ装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１３】図１１に用いたタイム・テーブルによるスケジューリングの一例である。
【図１４】この発明の実施の形態５によるレーダ装置を示すシステム系統図である。
【図１５】図１４に用いたタイム・テーブルによるスケジューリングの一例である。
【図１６】この発明の実施の形態６によるレーダ装置を示すシステム系統図である。
【図１７】図１６のレーダ装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１８】この発明の実施の形態７によるレーダ装置を示すシステム系統図である。
【図１９】この発明の実施の形態８によるレーダ装置を示すシステム系統図である。
【図２０】この発明の実施の形態９によるレーダ装置を示すシステム系統図である。
【図２１】この発明の実施の形態１０のレーダ装置の構成図である。
【図２２】図２１に用いたタイム・テーブルによるスケジューリングの一例図である。
【図２３】図２１に用いたタイム・テーブルによるスケジューリングの他の例図である。
【図２４】従来のレーダ装置を示すシステム系統図である。
【図２５】図２４のビームの形状を説明する図である。
【図２６】従来の送信パルス列の概念図である。
【符号の説明】
１  遠距離の飛翔目標、    ２  近距離の飛翔目標、
３  送受信ビームによって形成された覆域（フェンス・サーチ）、
４  近距離目標に対応した覆域（フェンス・サーチ）、
５  フェーズド・アレイ・アンテナ、    ６  サーキュレータ、
７  電力増幅器、    ８  低雑音増幅器、    ９  移相器、
１０  電力分配器、    １１  送信機、    １２  受信機、
１３  コヒーレント積分器、    １４  スレッショルド検出器、
１５  追尾処理器、    １６  ビーム走査制御器、
１７  スケジューリング制御器、
１８  第１のタイム・テーブル
１９  第２のタイム・テーブル
２１  ファンビーム状のフェンス・サーチ、
２２  ファンビームに対応した第２のタイム・テーブル、
２３  マルチＰＲＦ方式による覆域、
２４  マルチＰＲＦ方式によるタイム・テーブル、
２５  航空機目標探知の覆域、    ２６  航空機目標探知用のタイム・テーブル
２７  隣接レーダ、    ２８  バイスタティック・レーダにより探知する覆域、
２９  バイスタティック・レーダのタイム・テーブル、
３０  距離毎切換え制御器、    ３１  先見情報、
３２  タイム・テーブルの切換え制御器、    ３３  パラメータ制御器。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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