(57)【要約】【課題】サイドローブの影響により発生するゴーストのレベルを抑圧し、所望信号レベルを相対的に向上させ確実に所望の目的検出を可能にした捜索レーダ装置を得る。【解決手段】時分割で送信した複数の送信ビームに対し各送信ビーム毎に複数の各送信ビームと少なくとも同じ方向に関し同時に形成される複数の受信ビームに現れるアレーアンテナで受信した送信ビームの目標でのエコーから受信信号を抽出するレーダであり、各ビームスポット毎に、それぞれ複数の送信ビームのうちの所定数の連続する送信ビームからなる複数の送信ビーム群に対して受信ビームから抽出して得られる受信信号を時間軸上に並べた合成受信信号を生成する手段、合成受信信号とアレーアンテナのアンテナパターンを前記送信ビームの送信パルス幅及びビームスポット間隔に従い離散的に示す予め求めたパターン関数との相関処理を行い不要波成分を抑圧した受信信号を生成する手段を含む。【選択図】図２
2011180004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレーアンテナから所定の方向に走査しながら時分割で送信した複数の送信ビームに対し各送信ビーム毎に前記複数の各送信ビームと少なくとも同じ方向に関し同時に形成される複数の受信ビームに現れる前記アレーアンテナで受信した前記送信ビームの目標でのエコーから受信信号を抽出する探索データ装置であって、
各ビームスポット毎に、それぞれ前記複数の送信ビームのうちの所定数の連続する送信ビームからなる複数の送信ビーム群に対して、受信ビームから抽出して得られる受信信号を時間軸上に並べた合成受信信号を生成する合成処理手段と、
前記合成受信信号と、前記アレーアンテナのアンテナパターンを前記送信ビームの送信パルス幅及びビームスポット間隔に従い離散的に示す予め格納されたパターン関数との相関処理を行い不要波成分を抑圧した受信信号を生成する相関処理手段と、
を備えたことを特徴とする捜索レーダ装置。
【請求項２】
時分割で複数の送信ビームを走査しながら送信した時の、前記アレーアンテナのアンテナパターンに類似した、目標を有する１つのビームスポットによるエコーにより得られる受信信号パターンの包絡信号を前記送信パルス幅及びビームスポット間隔に従って離散的にサンプリングして前記パターン関数を求め、記憶部に記憶するパターン関数生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の捜索レーダ装置。
【請求項３】
アレーアンテナから所定の方向に走査しながら時分割で送信した複数の送信ビームに対し各送信ビーム毎に前記複数の各送信ビームと少なくとも同じ方向に関し同時に形成される複数の受信ビームに現れる前記アレーアンテナで受信した前記送信ビームの目標でのエコーから受信信号を抽出する探索データ装置であって、
各ビームスポット毎に、所定数の連続する送信ビームからなる単一の送信ビーム群に対して得られる、同時に形成された複数の受信ビームから抽出される受信信号を走査方向に展開した合成受信信号を生成する合成処理手段と、
前記合成受信信号と、前記アレーアンテナのアンテナパターンを前記受信ビームの受信ビーム幅及びビームスポット間隔に従って離散的に示す予め格納されたパターン関数との相関処理を行い不要波成分を抑圧した受信信号を生成する相関処理手段と、
を備えたことを特徴とする捜索レーダ装置。
【請求項４】
目標を有する１つのビームスポットに対する１つの送信ビームを送信した時の、前記アンテナのアンテナパターンに類似した、前記ビームスポットによるエコーにより得られる同時に形成される複数の受信ビームによる受信信号パターンの包絡信号を前記受信ビーム幅及びビームスポット間隔に従って離散的にサンプリングして前記パターン関数を求め、記憶部に記憶するパターン関数生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の捜索レーダ装置。
【請求項５】
各送信ビーム群に対し、受信ビームを走査方向に沿って拡張させた範囲に送信ビーム数より多く形成することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の捜索レーダ装置。
【請求項６】
アレーアンテナから所定の方向に走査しながら時分割で送信した複数の送信ビームに対し各送信ビーム毎に前記複数の各送信ビームと少なくとも同じ方向に関し同時に形成される複数の受信ビームに現れる前記アレーアンテナで受信した前記送信ビームの目標でのエコーから受信信号を抽出する探索データ装置における不要波成分抑圧方法であって、
各ビームスポット毎に、それぞれ前記複数の送信ビームのうちの所定数の連続する送信ビームからなる複数の送信ビーム群に対して、受信ビームから抽出して得られる受信信号を時間軸上に並べた合成受信信号を生成する合成処理工程と、
前記合成受信信号と、前記アレーアンテナのアンテナパターンを前記送信ビームの送信パルス幅及びビームスポット間隔に従い離散的に示す予め格納されたパターン関数との相関処理を行い不要波成分を抑圧した受信信号を生成する相関処理工程と、
を備えたことを特徴とする捜索レーダ装置における不要波成分抑圧方法。
【請求項７】
時分割で複数の送信ビームを走査しながら送信した時の、前記アレーアンテナのアンテナパターンに類似した、目標を有する１つのビームスポットによるエコーにより得られる受信信号パターンの包絡信号を前記送信パルス幅及びビームスポット間隔に従って離散的にサンプリングして前記パターン関数を求め、記憶部に記憶するパターン関数生成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の捜索レーダ装置における不要波成分抑圧方法。
【請求項８】
アレーアンテナから所定の方向に走査しながら時分割で送信した複数の送信ビームに対し各送信ビーム毎に前記複数の各送信ビームと少なくとも同じ方向に関し同時に形成される複数の受信ビームに現れる前記アレーアンテナで受信した前記送信ビームの目標でのエコーから受信信号を抽出する捜索レーダ装置における不要波成分抑圧方法であって、
各ビームスポット毎に、所定数の連続する送信ビームからなる単一の送信ビーム群に対して得られる、同時に形成された複数の受信ビームから抽出される受信信号を走査方向に展開した合成受信信号を生成する合成処理工程と、
前記合成受信信号と、前記アレーアンテナのアンテナパターンを前記受信ビームの受信ビーム幅及びビームスポット間隔に従って離散的に示す予め格納されたパターン関数との相関処理を行い不要波成分を抑圧した受信信号を生成する相関処理工程と、
を備えたことを特徴とする捜索レーダ装置における不要波成分抑圧方法。
【請求項９】
目標を有する１つのビームスポットに対する１つの送信ビームを送信した時の、前記アンテナのアンテナパターンに類似した、前記ビームスポットによるエコーにより得られる同時に形成される複数の受信ビームによる受信信号パターンの包絡信号を前記受信ビーム幅及びビームスポット間隔に従って離散的にサンプリングして前記パターン関数を求め、記憶部に記憶するパターン関数生成工程をさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載の捜索レーダ装置における不要波成分抑圧方法。
【請求項１０】
各送信ビーム群に対し、受信ビームを走査方向に沿って拡張させた範囲に送信ビーム数より多く形成することを特徴とする請求項６から９までのいずれか１項に記載の捜索レーダ装置における不要波成分抑圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ビーム信号を送信して目標からの反射波をアレーアンテナで受信し、受信信号に含まれる目標信号を推定することにより目標の到来方向を測角、測距を行う探索レーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
捜索レーダ装置において、レーダリソースの効率化を図るため、下記特許文献１に示されているように、送信時に時分割でシングルビームを送信し、受信時にはマルチビームを形成する工夫がなされている。
【０００３】
しかしながら、レーダの特性として、アンテナから放射される電波のサイドローブのために、ビームスポットのメインビームからのエコーに加え、隣接するビームスポットの送信ビームのサイドローブからのエコーを、受信ビームで受信してしまうため、このサイドローブエコーがゴーストとなって現れる。また、送信ビームのメインビームからのエコーを、隣接するビームスポットの受信ビームのサイドローブで受信してしまうこともある。これら所望するエコー以外の目標からのエコーを総称してゴーストと定義するが、これらゴーストの存在により、正確な測距・測角が困難となる。
【０００４】
これらのゴーストを消去するため、下記特許文献２に記載されているような、サイドローブ方向からの不要エコーを検出・判定する手段を設けて、不要エコーを検出、除去する装置がある。この不要ピーク検出装置では、レーダ装置から出力される、ピークの存在位置を示す変数としての周波数と角度を有するピークから、不要なピークを検出する不要ピーク検出装置であって、所定の閾値以上の強度を有する本体ピークを決定する手段と、本体ピークの位置を基準として所定の位置関係を有する領域内でピークを検索する手段と、検索されたピークについて該本体ピークの強度に依存する判定基準を用いて不要ピークの判定を行なう手段とを具備する。
【０００５】
しかしながら、特許文献２の方式では、サイドローブ方向にＲＣＳ(レーダ有効反射面積)の小さな目標が存在した場合、不要ピークとしてカットしてしまうため、複数目標が存在する場合に、ＲＣＳの小さな目標の捜索漏れを起こしてしまうという問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１６７２８８号公報
【特許文献２】特許第３６７５７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、捜索レーダのリソースの効率を改善するために、上記特許文献１のごとくマルチビームを適用することがあるが、従来の捜索レーダ装置では、送受信ビームのサイドローブの影響によるゴーストが発生し、目標の測角・測距精度が劣化する問題が発生していた。またそのゴーストを消去するため、上記特許文献２に記載の方式を用いてゴーストの方向からのエコーを消去していたが、サイドローブ方向に第２、第３の目標が存在する場合、ＲＣＳの小さなこれらの目標信号が消去され、捜索漏れを起こしてしまうという問題が発生していた。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、サイドローブの影響により発生するゴーストのレベルを抑圧し、所望信号レベルを相対的に向上させることで、目標の測角・測距精度を向上させ、またサイドローブ方向に第２、第３の目標が存在する場合においても確実に検出可能とする捜索レーダ装置および捜索レーダ装置における不要波成分抑圧方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、アレーアンテナから所定の方向に走査しながら時分割で送信した複数の送信ビームに対し各送信ビーム毎に前記複数の各送信ビームと少なくとも同じ方向に関し同時に形成される複数の受信ビームに現れる前記アレーアンテナで受信した前記送信ビームの目標でのエコーから受信信号を抽出する探索データ装置であって、各ビームスポット毎に、それぞれ前記複数の送信ビームのうちの所定数の連続する送信ビームからなる複数の送信ビーム群に対して、受信ビームから抽出して得られる受信信号を時間軸上に並べた合成受信信号を生成する合成処理手段と、前記合成受信信号と、前記アレーアンテナのアンテナパターンを前記送信ビームの送信パルス幅及びビームスポット間隔に従い離散的に示す予め格納されたパターン関数との相関処理を行い不要波成分を抑圧した受信信号を生成する相関処理手段と、を備えたことを特徴とする捜索レーダ装置等にある。
【発明の効果】
【００１０】
この発明では、ゴーストのレベルを抑圧し目標信号を特定しやすくし、またゴーストに隠れたサイドローブ方向の第２、第３の目標の捜索漏れをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明による捜索レーダ装置の構成の一例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１による捜索レーダ装置のビーム受信時の受信系統図である。
【図３】図２の合成／相関処理部の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１による捜索レーダ装置におけるビームスポット＃３に関する送信ビームを説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態１による捜索レーダ装置で形成する受信マルチビームを説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態１による捜索レーダ装置における受信信号とその合成処理を説明するために図である。
【図７】この発明の実施の形態１による捜索レーダ装置における相関処理を説明するために図である。
【図８】この発明の実施の形態１による捜索レーダ装置におけるパターン関数生成処理を説明するために図である。
【図９】この発明の実施の形態２による捜索レーダ装置のビーム受信時の受信系統図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による捜索レーダ装置における送信ビーム群＃１に対する受信動作を説明するための図である。
【図１１】この発明の実施の形態２による捜索レーダ装置における受信信号とその合成処理を説明するために図である。
【図１２】この発明の実施の形態２による捜索レーダ装置における相関処理を説明するために図である。
【図１３】この発明の実施の形態２による捜索レーダ装置におけるパターン関数生成処理を説明するために図である。
【図１４】送信時分割シングルビーム／受信マルチビーム方式のビームを示す図である。
【図１５】送信時分割シングルビーム／受信マルチビーム方式のタイミングチャートである。
【図１６】マルチビーム形成のための信号処理系統の一例を示す図である。
【図１７】ビームのサイドローブによるゴーストの発生を説明するために図である。
【図１８】図１６の信号処理系統を用いたときの受信信号のタイミングチャート(概念図)である。
【図１９】送信時分割ビーム及び受信マルチビーム本数を増やした場合のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明による捜索レーダ装置等の実施の形態の説明の前に、この種の技術についてもう少し詳しく説明する。
【００１３】
上記特許文献１の装置に係る送信時分割シングルビーム／受信マルチビーム方式について、図１４〜１９に従って説明する。送信時は、図１４上段の(ａ)に示すように、異なる方向である＃１、＃２、＃３に、同一のＰＲＩ(パルス繰り返し間隔)にて連続してシングルビームをそれぞれ送信する。また、受信時は、図１４下段の(ｂ)に示すように、同一方向に受信マルチビームを形成し、送信ビームのエコーを受信する。図１６の(ａ)に示すＤＢＦ(ディジタルビーム形成)処理部１、パルス圧縮部２、クラッタ抑圧部３、目標検出部４、測角部５および測距部６が直列接続されたシングルビーム用のユニットを、図１６の(ｂ)に示すように複数組、並列に設けた信号処理系統を用いることにより、マルチビームを形成することが可能となる。ここで受信マルチビームの受信ビームとは、送信ビームとは異なり捜索レーダ装置内で受信処理のために形成される信号である。これをタイミングチャートで示したものが図１５である。このような構成とすることにより、目標の方角(＃１、＃２、＃３のどのビームスポット内に存在するか)を知ることができる。さらに、ビーム内でモノパルス測角法に代表される測角処理を施すことにより、より詳細に目標方向を知ることができる(測角部５)。また、図１５の時間Ｔを測定し、Ｃ／２Ｔ(Ｃは光速)を計算することにより、目標までの距離を知ることができる(測距部６)。
【００１４】
但し、受信信号が図１５に示されるようなタイミングチャートにて受信されるのは、サイドローブのない理想的な条件においてである。しかしながら上述のように、レーダの特性として、アンテナから放射される電波のサイドローブのために、図１７に示すように((ａ)は送信時、(ｂ)は受信時を示す)、ビームスポット＃３のメインビームからのエコーに加え、隣接するビームスポットの送信ビームのサイドローブからのエコーを、受信ビーム＃３で受信してしまうため、このサイドローブエコーがゴーストとなって現れる。また、送信ビーム＃３のメインビームからのエコーを、隣接するビームスポットの受信ビームのサイドローブで受信してしまうこともある。これら所望するエコー以外の目標からのエコー、すなわちゴーストの存在により、正確な測距・測角が困難となる。
【００１５】
上記の現象について、図１７及び図１８を用いて詳しく説明する。図１８は図１６の信号処理系統を用いたときの受信信号のタイミングチャート(概念図)である。図１８において、(Ａ)〜(Ｆ)のそれぞれのエコーは、下記のようにして得られる。ここで、所望信号は(Ｃ)のみで、それ以外は全てゴーストである。
(Ａ)：(送信ビーム＃１サイドローブ)＋(受信ビーム＃３メインローブ)によるエコー
(Ｂ)：(送信ビーム＃２サイドローブ)＋(受信ビーム＃３メインローブ)によるエコー
(Ｃ)：(送信ビーム＃３メインローブ)＋(受信ビーム＃３メインローブ)によるエコー(所望信号)
(Ｄ)：(送信ビーム＃３メインローブ)＋(受信ビーム＃２サイドローブ)  によるエコー
(Ｅ)：(送信ビーム＃３メインローブ)＋(受信ビーム＃１サイドローブ)  によるエコー
(Ｆ)：(送信ビーム＃２サイドローブ)＋(受信ビーム＃２サイドローブ)  によるエコー
【００１６】
時間軸方向(図１８のエコー(Ａ)，(Ｂ))には送信ビームのサイドローブによるエコーが、空間方向(所望のビームスポット以外の方向：図１８のエコー(Ｄ)，(Ｅ))には受信ビームのサイドローブによるエコーが観測される。このように、送信時分割ビーム／受信マルチビームを用いた場合、エコーが時間軸方向及び空間方向に広がったエコーとして観測されるため、所望信号の特定を難しくしている。
【００１７】
また、これらのゴーストを消去するために上記特許文献２のようなサイドローブ方向からの不要エコーを検出・判定する手段を設けて、不要エコーを検出、除去する方法があるが、上述のように、ＲＣＳの小さな目標の捜索漏れを起こしてしまうという問題が発生する。
【００１８】
一方、捜索効率を向上させる目的で、送信時分割ビーム及び受信マルチビーム本数を増やすことも可能である。図１９にビーム本数を増やした場合の影響を調べるため、ビーム本数が３本(図１５と同じ)の場合(ａ)と、６本の場合((ｂ)、(ｃ))のタイミングチャートを示す。アクティブ型のレーダの場合、通常送受同時に行わないため、図１９の(ｂ)のように、パルス幅を変えずに単純に送信ビーム本数を増やした場合、ビーム本数に比例してブラインドレンジが広がるため、特に時系列の前段ビーム(図１９の場合ではビーム＃１、＃２など)については、近距離目標の捜索ができなくなる。
【００１９】
これを回避するため、図１９の(ｃ)のようにパルス幅を短くして、所望のブラインドレンジ維持するやり方もあるが、この場合、１パルスあたりのエネルギーを減少させてしまうことになり、最大探知距離を維持するためには捜索ヒット数を増やして補償する必要が発生する。このように、極端にマルチビーム本数を増やすとかえって捜索効率が落ちてしまうという問題があるため、レーダのスペック(有効放射電力及び最大探知距離)に応じた最適なビーム本数が存在することを考慮する必要がある。
【００２０】
以下、この発明による捜索レーダ装置および捜索レーダ装置における不要波成分抑圧方法を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００２１】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１について、図１〜８を用いて説明する。図１はこの発明による捜索レーダ装置の構成の概略を示す図である。複数の素子アンテナを含むアレーアンテナ１００(以下アンテナと略す)は、送信ビームを送信すると共に送信ビームの目標でのエコーを受信する。モジュール部１０１は、送受信装置１０２の励振機部１０２ｂからの送信信号を、ビーム走査処理機１０５の位相情報に従って位相制御を行い、さらにビーム走査処理機１０５からのタイミング情報に従ってパルス制御を行って送信ビームを形成し、電力増幅を行ってアンテナ１００から送信させ、またアンテナ１００で受信したエコーを位相制御した上で増幅し、送受信装置１０２の受信機部１０２ａに出力する。送受信装置１０２の励振機部１０２ｂは、ビーム送信のための搬送信号を生成する。受信機部１０２ａはモジュール部１０１からの受信信号を、信号処理に適した周波数(通常MHzオーダの信号を用いる)に周波数変換を行い、さらに位相検波を行ってＩ／Ｑビデオデータに変換し、Ａ／Ｄ変換部１０４に出力する。Ａ／Ｄ変換部１０４では、受信機部１０２ａで生成されたＩ／Ｑビデオデータ(アナログ信号)をディジタル信号に変換し、信号処理装置１０３に出力する。信号処理装置１０３は、コンソール１０６からの指示やあらかじめプログラムされた処理シーケンスに従って送信指令やアンテナ制御信号を出力すると共に受信機部１０２ａで抽出された受信信号に従ってビーム形成や測角や測距等を行い、測定結果をデータとしてコンソール１０６に表示する。ビーム走査処理機１０５は、信号処理装置１０３からのアンテナ制御信号に従って位相情報を計算することにより、アンテナ１００の送受信の指向性制御を行う。なお、信号処理装置１０３はディジタル処理を行うコンピュータにより構成される。ビーム走査処理機１０５もディジタル処理を行うコンピュータにより構成可能である。
【００２２】
図２はこの発明の実施の形態１による捜索レーダ装置のビーム受信時の信号処理装置１０３における受信系統図である。図２において、ＤＢＦ(ディジタルビーム形成)処理部１、パルス圧縮部２およびクラッタ抑圧部３が直列接続されたシングルビーム用のユニットが受信マルチビームの受信ビームの数と同じセット数(この例では９セット)、並列に接続され、各ユニットのクラッタ抑圧部３の出力が合成／相関処理部４０に共通に接続される(図９参照)。図２では上段から順に送信ビーム群＃０、＃１、＃２に対する３つの受信系統が示され、ビームスポット＃３情報を処理する状態を説明するために各受信系統の該当ユニットだけが接続されるように示されている。合成／相関処理部４０は後述するパターン関数を格納する記憶部４０１を有し、また出力は測角／測距部５６に接続されている。合成／相関処理部４０は図３の内部機能ブロック図に示すように、合成処理手段４１、相関処理手段４２、およびパターン関数生成手段４３を含む。測角／測距部５６は測角部と測距部(図示省略)を含む。
【００２３】
そして図１に示すアンテナ１００で受信されたエコーが送受信装置１０２の受信機部１０２ａでＩ／Ｑビデオデータに変換され、Ａ／Ｄ変換部１０４にてＡ／Ｄ変換されて９つのＤＢＦ処理部１にそれぞれ入力される。９つのＤＢＦ処理部１では図５に示すように送信ビーム群＃０、＃１，＃２・・・に対して、各ビームスポット＃Ｆ〜＃９方向にそれぞれ受信ビームを形成(＝マルチビーム)することによって、これら各ビームスポットに対応する受信信号を得る。さらに、これら各ビームスポットに対応する受信信号を、図２に示すように並行して処理する。
【００２４】
なお、この実施の形態においては、図４に示すビームスポット＃３における受信動作について説明する。勿論、その他のビームスポットについても同様の受信動作でビームスポット＃３と同様の効果が得られる。図４において(ａ)は方位角方向のビームスポットの配列を示すビームスポットマップ、(ｂ)はアンテナ１００の送信ビーム(実線)と受信ビーム(破線：この場合は目標からのエコー)を示す。
【００２５】
まず、送信ビーム群＃０送信時について説明する。ここで、送信ビーム群＃０とは、図４の(ａ)のビームスポットマップ中の、(ｂ)に示す方位角方向に隣接するビームスポットＣ，Ｂ，Ａ方向に放射する送信ビームのグループを示す。送信ビーム群＃０送信時は、時分割でＣ，Ｂ，Ａの順に連続して送信する。
【００２６】
この送信ビーム群＃０に対する目標からのエコーを受信するため、９つのＤＢＦ処理部１でマルチビームを形成する。この実施の形態において形成する受信マルチビームは、図５に示す通り、方位角方向に隣接する、送信ビーム本数より多い複数(図２、５の例では９つのビームスポットＦ，Ｅ，・・・，Ａ，１，２，３)の方向に形成する。すなわち各送信ビームと同じ方向のビームスポットＣ，Ｂ，Ａと、これらにたいして方位角方向(走査方向)に沿って両側にそれぞれ拡張した領域のビームスポットＦ，Ｅ，Ｄとビームスポット１，２，３に対応する受信ビームを含む。なお、受信マルチビーム処理にて形成する受信ビームは、少なくとも送信ビーム群の各送信ビームとそれぞれ同じ方向の少なくとも送信ビームと同じ本数であればよい。
【００２７】
受信マルチビームの形成方法については、上記特許文献１をはじめ多くの文献に記載されているので、詳細を省くが、この実施の形態においてもこれらの文献と同様に、アンテナ１００の各素子アンテナ、あるいは複数の素子アンテナから構成されるサブアレーから受信したＩ／Ｑビデオデータを複数のＤＢＦ処理部１に入力して実現する。
【００２８】
ＤＢＦ処理部１では、各ビームスポットに応じてＩ／Ｑビデオデータの各チャネルの位相を制御して、所望のビームスポット方向に受信ビームを形成する。
【００２９】
次に各受信ビームについて、パルス圧縮部２でパルス圧縮処理、クラッタ抑圧部３でクラッタ抑圧処理の受信信号抽出のための処理を行う。このようにして各受信ビームＦ，Ｅ，・・・，Ａ，１，２，３について、受信信号を得る。
【００３０】
上記に従って得られた、送信ビーム群＃０に対するビームスポット＃３受信信号を図６の第１段の(ａ)に示す。
【００３１】
次に、送信ビーム群＃１送信時について説明する。ここで、送信ビーム群＃１とは、図４の(ａ)のビームスポットマップにおいて、方位角方向に隣接するビームスポット１，２，３方向に放射する、送信ビームのグループを指す。
【００３２】
また、送信ビーム群＃０と同様、送信ビーム群＃１に対する目標からのエコーを受信するため、マルチビームを形成する。この実施の形態において形成する受信マルチビームは、図５に示すとおり９つのビームスポットＣ，Ｂ，Ａ，１，２，・・・，６の方向となる。
【００３３】
以下、送信ビーム群＃０と同様の手法を用いて、各受信ビームＣ，Ｂ，Ａ，１，２，・・・，６について、受信信号を得る。上記に従って得られた、送信ビーム群＃１に対するビームスポット＃３受信信号を図６の第２段の(ｂ)に示す。
【００３４】
次に、送信ビーム群＃２送信時について説明する。ここで、送信ビーム群＃２とは、図４の(ａ)のビームスポットマップにおいて、方位角方向に隣接するビームスポット４，５，６方向に放射する、送信ビームのグループを指す。
【００３５】
また、送信ビーム群＃０と同様、送信ビーム群＃２に対する目標からのエコーを受信するため、マルチビームを形成する。この実施の形態において形成する受信マルチビームは、図５に示すとおり９つのビームスポット１，２，・・・，９の方向となる。
【００３６】
以下、送信ビーム群＃０と同様の手法を用いて、各受信ビーム１，２，・・・，９について、受信信号を得る。上記に従って得られた、送信ビーム群＃２に対するビームスポット＃３受信信号を図６の第３段の(ｃ)に示す。
【００３７】
上記の通りに得られた、送信ビーム群＃０，１，２に対する３つのビームスポット＃３受信信号について、図６の４、５段目の(ｄ)(ｅ)のごとく時間軸方向に合成する(１本の時間軸上に並べる)。すなわち、３つの受信信号を時間軸方向に３ΔＴだけシフトさせ、加算する。この合成受信信号は、送信ビーム群＃０，１，２の合計９ビームを連続して送信した場合の受信信号に相当する。以上の処理は合成／相関処理部４０の図３に示す合成処理手段４１で行われる。
【００３８】
最後に、図７に示すように、予め計算され、記憶部４０１に記憶しておいたパターン関数と、合成された合成受信信号との相互相関を計算して、受信信号系列との相関を取ることにより、ゴーストを除去する。相関処理は合成／相関処理部４０の図３に示す相関処理手段４２で行われる。ゴーストを除去された受信信号は測角／測距部５６に送られ、これに基づいて目標に関する測角、測距が行われる。
【００３９】
ここで用いるパターン関数の求め方を、図８を用いて示す。これまでの説明では、各捜索ビームスポットの中心位置(中心方位角)は、ビーム幅に基づいた離散的な値をとっていたが、理解を容易にするために、ビームスポットの中心位置が連続的な値をとるものと仮定する。すなわち図８の(ａ)の１)の概念図に示したごとく、送信ビームが方位角方向に連続的にスイープ(走査)して捜索するものとする。
【００４０】
ここで、一定の角速度でスイープしたと仮定した場合、ビームスポット＃３方向に点目標が存在したときに得られる受信信号パターンを図８の(ａ)の２)に示す。ちょうど受信信号パターンはアンテナパターン(アレーアンテナ１００の各方向に対する送受信特性分布)と相似形となる。上記の例では、図８の(ｂ)の１)，２)に示したとおり、この連続ビームスポットを離散的に表現したものに相当するため、図６で得られた合成受信信号は、図８の(ｂ)の２)に示したように、スイープ信号の受信信号パターン＝アンテナパターンを包絡線として、ビーム幅に応じて離散的にサンプリングしたものと相似形である。
【００４１】
この信号をパターン関数として相関処理に用いることにより、図７のような効果を得ることができる。なお、パターン関数はアンテナパターンを離散的にしたものであるから、送信パルス幅及びビームスポット間隔を勘案することで、予め定義することができる。すなわちパターン関数は、アンテナパターンと相似形のスイープにより得られた受信信号パターンの包絡線をビームスポット間隔でサンプリングしたサンプリング値に従って送信パルス幅間隔でステップ状に変化するものとなる。パターン関数生成は合成／相関処理部４０の図３に示すパターン関数生成手段４３で行われる。
【００４２】
上記のごとく複数の送信ビーム群に対して得られた、複数の受信信号を合成することにより、時間軸方向＝送信ビームのサイドローブ方向に十分広い範囲のゴーストパタンをとることができるため、相互相関処理によるゴーストの低減が可能となり、受信信号の測角・測距精度の向上に寄与することができる。
【００４３】
また、複数の送信ビーム群のエコーを合成することにより、仮想的にマルチビーム本数を増やすことができるため、ブラインドレンジを広げることなく所望の受信信号を得ることができる。
【００４４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２について、図９〜１３を用いて説明する。捜索レーダ装置の全体の構成は図１のものと同じである。図９はこの発明の実施の形態２による捜索レーダ装置のビーム受信時の受信系統図である。これは実施の形態１の図２に相当する。合成／相関処理部４０ａは実施の形態１と同様に図３の内部機能ブロック図に示すように、合成処理手段４１ａ、相関処理手段４２ａ、およびパターン関数生成手段４３ａを含む。この実施の形態においては、図１０に示す送信ビーム群＃１に対する受信動作について説明する。勿論、その他の送信ビーム群についても同様の受信動作で同様の効果が得られる。
【００４５】
送信ビーム群＃１送信時について説明する。ここで、送信ビーム群＃１とは、実施の形態１で用いたものと同様に、図４の(ａ)のビームスポットマップにおいて、方位角方向に隣接するビームスポット１，２，３方向に放射する、送信ビームのグループを指す。また、送信ビーム群＃１送信時は、実施の形態１と同様に、時分割で１，２，３の順に連続して送信する。
【００４６】
この送信ビーム群＃１に対する目標からのエコーを受信するため、マルチビームを形成する。この実施の形態において形成する受信マルチビームは、図１０に示す通り、方位角方向に隣接する、送信ビーム本数より多い複数(図９，１０の例では、９つのビームスポットＣ，Ｂ，Ａ，１，・・・，５，６)の方向に形成する。すなわち実施の形態１と同様に、各送信ビームと同じ方向のビームスポットＣ，Ｂ，Ａと、これらにたいして方位角方向(走査方向)に沿って両側にそれぞれ拡張した領域のビームスポットＦ，Ｅ，Ｄとビームスポット１，２，３に対応する受信ビームを含む。なお、受信マルチビーム処理にて形成する受信ビームは、少なくとも送信ビーム群の各送信ビームとそれぞれ同じ方向の少なくとも送信ビームと同じ本数であればよい。
【００４７】
受信マルチビームの形成方法については、上記特許文献１をはじめ多くの文献に記載されているので、詳細を省くが、この実施の形態においてもこれらの文献と同様に、アンテナ１００の各素子アンテナ、あるいは複数の素子アンテナから構成されるサブアレーから受信したＩ／Ｑビデオデータを複数(図９ではＤＢＦ＿Ａ〜Ｃ、ＤＢＦ＿１〜６の９つ)のＤＢＦ処理部１に入力して実現する。
【００４８】
ＤＢＦ処理部１では、各ビームスポットに応じてＩ／Ｑビデオデータの各チャネルの位相を制御して、所望のビームスポット方向に受信ビームを形成する。
【００４９】
次に各受信ビームについて、パルス圧縮部２でパルス圧縮処理、クラッタ抑圧部３でクラッタ抑圧処理の受信信号抽出のための処理を行う。このようにして各受信ビームＣ，Ｂ，Ａ，１，・・・，６について、受信信号を得る。
【００５０】
上記に従って得られた、送信ビーム群＃１に対するビームスポット＃Ｃ〜＃６の受信信号を図１１に示す。
【００５１】
上記の通りに得られた、送信ビーム群＃１に対する９つの受信信号(受信ビーム＃Ｃ〜＃６)について、図１１の右側のごとく方位角方向に合成する。すなわち、９つの受信信号の同一レンジビンの受信信号(Ａで囲った信号)を方位角軸(走査方向)に展開する。以上の処理は合成／相関処理部４０ａの図３に示す合成処理手段４１ａで行われる。
【００５２】
最後に、図１２に示すように、予め計算され、記憶部４０１に記憶しておいたパターン関数と、合成された合成受信信号との相互相関を計算して、受信信号系列との相関を取ることにより、ゴーストを除去する。相関処理は合成／相関処理部４０ａの図３に示す相関処理手段４２ａで行われる。ゴーストを除去された受信信号は測角／測距部５６に送られ、これに基づいて目標に関する測角、測距が行われる。
【００５３】
ここで用いるパターン関数の求め方を、図１３を用いて示す。これまでの説明では、各捜索ビームスポットの中心位置(中心方位角)は、ビーム幅に基づいた離散的な値をとっていたが、理解を容易にするために、ビームスポットの中心位置が連続的な値をとるものと仮定する。すなわち図１３の(ａ)の１)の概念図に示したごとく、受信ビームが方位角方向に連続的にスイープ(走査)して捜索するものとする。
【００５４】
ここで、一定の角速度でスイープしたと仮定した場合、ビームスポット＃３方向に点目標が存在したときに得られる受信信号パターンを図１３の(ａ)の２)に示す。実施の形態１と同様に、ちょうど受信信号パターンはアンテナパターン(アレーアンテナ１００の各方向に対する送受信特性分布)と相似形となる。上記の例では、図１３の(ｂ)の１)，２)に示したとおり、この連続ビームスポットを離散的に表現したものに相当するため、図１１で得られた合成受信信号は、図１３の(ｂ)の２)に示したように、スイープ信号の受信信号パターン＝アンテナパターンを包絡線として、ビーム幅に応じて離散的にサンプリングしたものと相似形である。
【００５５】
この信号をパターン関数として相関処理に用いることにより、図１２のような効果を得ることができる。なお、パターン関数はアンテナパターンを離散的にしたものであるから、受信ビーム幅及びビームスポット間隔を勘案することで、予め定義することができる。すなわちパターン関数は、アンテナパターンと相似形のスイープにより得られた受信信号パターンの包絡線をビームスポット間隔でサンプリングしたサンプリング値に従って受信ビーム幅間隔でステップ状に変化するものとなる。パターン関数生成は合成／相関処理部４０ａの図３に示すパターン関数生成手段４３ａで行われる。
【００５６】
上記のごとく送信ビーム群に対して得られた、複数の受信信号を合成することにより、方位角方向＝受信ビームのサイドローブ方向に十分広い範囲のゴーストパタンをとることができるため、相互相関処理によるゴーストの低減が可能となり、受信信号の測角・測距精度の向上に寄与することができる。
【００５７】
なおこの発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、上記各実施の形態の可能な組み合わせを全て含むことは云うまでもない。
【符号の説明】
【００５８】
１  ＤＢＦ処理部、２  パルス圧縮部、３  クラッタ抑圧部、４０，４０ａ  合成／相関処理部、４１，４１ａ  合成処理手段、４２，４２ａ  相関処理手段、４３，４３ａ  パターン関数生成手段、５６  測角／測距部、１００  アレーアンテナ(アンテナ)、１０１  モジュール部、１０２  送受信装置、１０２ａ  受信機部、１０２ｂ  励振機部、１０３  信号処理装置、１０４  Ａ／Ｄ変換部、１０５  ビーム走査処理機、１０６  コンソール、４０１  記憶部。
【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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【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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