(57)【要約】【課題】一次反射鏡の駆動機構を不要として航空機の検出を実現し得る精測進入レーダ装置を提供する。【解決手段】方位空中線装置１３において、一次反射鏡１３２は垂直面ビーム幅がＥＬ（エレベーション）範囲と同じ角度幅となるビーム特性を有し、高低空中線装置１４において、一次反射鏡１４２は水平面ビーム幅がＡＺ（アジマス）範囲と同じ角度となるビーム特性を有することで、航空機が両空中線装置１３，１４のビームが重なった範囲に入るように調整している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射器から放射される送信波を、反射鏡にて反射させることにより方位方向への第１の幅を有するビームを放射して目標とする航空機が存在する空間を前記方位方向とは垂直の高低方向に走査し、前記ビームの反射波を受信する第１の空中線装置と、
放射器から放射される送信波を、反射鏡にて反射させることにより高低方向への第１の幅を有するビームを放射して前記空間を前記方位方向に走査し、前記ビームの反射波を受信する第２の空中線装置と、
前記第１及び第２の空中線装置に供給すべく送信信号を発生する送信信号発生部と、
前記第１及び第２の空中線装置それぞれの出力のいずれか１つから前記航空機の位置を検出する処理部とを具備し、
前記第１及び第２の空中線装置の少なくとも１つに備えられる反射鏡は、前記第１の幅より広い第２の幅を有するビームを形成する手段を備えることを特徴とする精測進入レーダ装置。
【請求項２】
方位方向への第１の幅を有するビームを放射して目標とする航空機が存在する空間を前記方位方向とは垂直の高低方向に走査し、前記ビームの反射波を受信する第１の空中線装置と、
高低方向への第１の幅を有するビームを放射して前記空間を前記方位方向に走査し、前記ビームの反射波を受信する第２の空中線装置と、
前記第１及び第２の空中線装置に供給すべく送信信号を発生する送信信号発生部と、
前記第１及び第２の空中線装置それぞれの出力のいずれか１つから前記航空機の位置を検出する処理部と、
前記第１及び第２の空中線装置の少なくとも１つに対し、前記第１の幅より広い第２の幅を有するビームを形成させるビーム形成制御手段とを具備したことを特徴とする精測進入レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、航空機の着陸誘導に使用する精測進入レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各地の空港には、旅客機などの航空機の着陸を支援するために、精測進入レーダ装置（ＰＡＲ：Precision Approach Radar）が利用されている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
このＰＡＲは、着陸しようとする航空機に対しレーダ波を送信し、航空機からのレーダ反射波を受信検波することで、航空機の飛行位置の検出を行なうものである。
【非特許文献１】レーダ技術  財団法人電子情報通信学会。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記ＰＡＲでは、方位空中線はＡＺ範囲（方位方向）について放射器駆動部によるビーム走査が行われ、ＥＬ範囲（高低方向）については反射鏡駆動部による制御にてメインビーム方向が移動しビーム走査範囲が決定される。同様に高低空中線はＥＬ範囲について放射器駆動部によるビーム走査が行われ、ＡＺ範囲については反射鏡駆動部による制御にてメインビーム方向が移動しビーム走査範囲が決定される。
【０００５】
ＰＡＲでは両空中線のビーム走査により航空機（ターゲット）の捕捉を行うが、両空中線のビームが重なった範囲にターゲットが入るよう方位空中線および高低空中線それぞれの一次反射鏡を反射鏡駆動部にて制御する必要がある。
【０００６】
このため、回路構成が複雑となり、また反射鏡駆動部は機械的な駆動機構にて動作しているため、定期的なメンテナンスが必要となる。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、一次反射鏡の駆動機構を不要として航空機の検出を実現し得る精測進入レーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明に係わる精測進入レーダ装置は、放射器から放射される送信波を、反射鏡にて反射させることにより方位方向への第１の幅を有するビームを放射して目標とする航空機が存在する空間を方位方向とは垂直の高低方向に走査し、ビームの反射波を受信する第１の空中線装置と、放射器から放射される送信波を、反射鏡にて反射させることにより高低方向への第１の幅を有するビームを放射して空間を方位方向に走査し、ビームの反射波を受信する第２の空中線装置と、第１及び第２の空中線装置に供給すべく送信信号を発生する送信信号発生部と、第１及び第２の空中線装置それぞれの出力のいずれか１つから航空機の位置を検出する処理部とを具備し、第１及び第２の空中線装置の少なくとも１つに備えられる反射鏡は、第１の幅より広い第２の幅を有するビームを形成する手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、第１及び第２の空中線装置の少なくとも１つについて、第２の幅を有するビームを形成できる反射鏡を備えるようにしているので、航空機が両第１及び第２の空中線装置のビームが重なった範囲に入るように調整可能となる。このため、第１及び第２の空中線装置のそれぞれに反射鏡を駆動させるための駆動機構を設ける必要がなくなり、これにより装置全体の回路構成を簡略化することが可能となる。また、駆動機構のメンテナンスも不要となるため、装置の信頼性の向上も図れる。
【００１０】
方位方向への第１の幅を有するビームを放射して目標とする航空機が存在する空間を方位方向とは垂直の高低方向に走査し、ビームの反射波を受信する第１の空中線装置と、高低方向への第１の幅を有するビームを放射して空間を方位方向に走査し、ビームの反射波を受信する第２の空中線装置と、第１及び第２の空中線装置に供給すべく送信信号を発生する送信信号発生部と、第１及び第２の空中線装置それぞれの出力のいずれか１つから航空機の位置を検出する処理部と、第１及び第２の空中線装置の少なくとも１つに対し、第１の幅より広い第２の幅を有するビームを形成させるビーム形成制御手段とを備えるようにしたものである。
【００１１】
この構成によれば、第１及び第２の空中線装置の少なくとも１つに対し、第１の幅より広い第２の幅を有するビームを形成させることで、反射鏡を用いない場合であっても、航空機が両第１及び第２の空中線装置のビームが重なった範囲に入るように調整可能となる。このため、さらに装置全体の回路構成を簡略化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上詳述したようにこの発明によれば、一次反射鏡の駆動機構を不要として航空機の検出を実現し得る精測進入レーダ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。  
（第１の実施形態）  
図１は、この発明の第１の実施形態に係るＰＡＲの構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１において、送受信装置１１にて発生した送信信号は切替スイッチ１２により方位空中線装置１３または高低空中線装置１４に供給される。各空中線装置１３,１４では、スロット放射器１３１,１４１により送信波が放射され、一次反射鏡１３２,１４２にて反射された後、アンテナビームが形成される。放射器駆動部１３３,１４３はビームを走査させるための駆動機構である。
【００１５】
航空機にて反射されたレーダ受信波は、方位空中線装置１３の一次反射鏡１３２または高低空中線装置１４の一次反射鏡１４２を介しスロット放射器１３１,１４１にて受信され、切替スイッチ１２を経由し送受信装置１１に入力される。送受信装置１１では、受信信号の増幅、周波数変換が行なわれた後、信号処理装置１５に入力され、航空機の位置の検出が行われる。
【００１６】
上記切替スイッチ１２は、所定時間ごとに方位空中線装置１３及び高低空中線装置１４を交互に切り換える。
【００１７】
次に、上記構成における動作について説明する。  
以前は、図２に示すＰＡＲが使用されていた。この図２に示すＰＡＲでは、送受信装置２１にて発生した送信波は切替スイッチ２２により方位空中線装置２３または高低空中線装置２４に選択的に供給される。
【００１８】
各空中線装置２３，２４では、スロット放射器２３１，２４１により送信波が放射され一次反射鏡２３２，２４２にて反射された後、アンテナビームが形成される。なお、放射器駆動部２３３，２４３はビームを走査させるための駆動機構であり、反射鏡駆動部２３４，２４４は一次反射鏡２３２、２４２を駆動させるための駆動機構である。
【００１９】
航空機にて反射された受信波は、方位空中線装置２３または高低空中線装置２４の一次反射鏡２３２，２４２を介しスロット放射器２３１、２４１にて受信され、切替スイッチ２２を経由し送受信装置２１に入力される。送受信装置２１にて受信信号の増幅、周波数変換を行った後、信号処理装置２５に入力され、航空機の位置の検出が行われる。
【００２０】
図３は、方位空中線装置２３、高低空中線装置２４のビーム走査の概念を示す。
【００２１】
方位空中線装置２３、高低空中線装置２４の選択は、切替スイッチ２２によりビーム走査繰返し毎に交互に切換えられ、信号処理装置２５にて航空機の方位方向、高低方向の位置検出を交互に行っている。
【００２２】
図４は、ビーム走査の範囲を示す。
【００２３】
方位空中線装置２３はＡＺ（アジマス）範囲について放射器駆動部２３３によるビーム走査が行われ、ＥＬ（エレベーション）範囲については反射鏡駆動部２３４による制御にてメインビーム方向が移動しビーム走査範囲が決定される。同様に、高低空中線装置２４はＥＬ範囲について放射器駆動部２４３によるビーム走査が行われ、ＡＺ範囲については反射鏡駆動部２４４による制御にてメインビーム方向が移動しビーム走査範囲が決定される。
【００２４】
ＰＡＲでは両空中線装置２３,２４のビーム走査により航空機（ターゲット）の捕捉を行うが、両空中線装置２３,２４のビームが重なった範囲にターゲットが入るように、方位空中線装置２３および高低空中線装置２４の一次反射鏡２３２,２４２を反射鏡駆動部２３４,２４４にて制御する必要がある。
【００２５】
そこで、本実施形態では、図５（ａ）に示すように、方位空中線装置１３のビーム幅がＥＬ範囲、つまり高低方向に広がるようなビームを形成できる一次反射鏡１３２を有している。また、図５（ｂ）に示すように、高低空中線装置１４のビーム幅がＡＺ範囲、つまり方位方向に広がるようなビームを形成できる一次反射鏡１４２を有している。
【００２６】
すなわち、方位空中線装置１３の垂直面ビーム幅についてＥＬ範囲と同じ角度幅とすることにより、一次反射鏡１３２の可動なしでＥＬ範囲の観測範囲をカバーすることが可能となる。同様に、高低空中線装置１４の水平面ビーム幅についてＡＺ範囲と同じ角度とすることにより、一次反射鏡１４２の可動なしでＡＺ範囲の観測範囲をカバーすることが可能となる。そして、両空中線装置１３，１４で航空機（ターゲット）を捕捉することにより、航空機の位置の検出が可能となる。
【００２７】
従来の方式では、一次反射鏡１３２，１４２の可動を行うためには駆動機構である反射鏡駆動部が必要であったが、本実施形態では駆動機構が不要であり、回路を簡略化することが可能となる。また、駆動機構のメンテナンスも不要であり、装置の信頼性も向上させることができる。
【００２８】
以上のように上記第１の実施形態では、方位空中線装置１３において、一次反射鏡１３２は垂直面ビーム幅がＥＬ（エレベーション）範囲と同じ角度幅となるビーム特性を有し、高低空中線装置１４において、一次反射鏡１４２は水平面ビーム幅がＡＺ（アジマス）範囲と同じ角度幅となるビーム特性を有することで、航空機が両空中線装置１３，１４のビームが重なった範囲に入るように調整している。
【００２９】
従って、方位空中線装置１３及び高低空中線装置１４のそれぞれに一次反射鏡１３２，１４２を駆動させるための駆動機構を設ける必要がなくなり、これにより装置全体の回路構成を簡略化することができる。また、駆動機構のメンテナンスも不要となるため、装置の信頼性の向上も図れる。
【００３０】
（第２の実施形態）  
図６は、この発明の第２の実施形態に係るＰＡＲの構成を示すブロック図である。
【００３１】
図６において、切替スイッチ３１により高低空中線装置３２の送受信ユニット３２１または方位空中線装置３３の送受信ユニット３３１にて交互に送信ビームが放射される。送受信ユニット３２１は、ビーム制御部３４により一定範囲で位相制御が可能となっており、この送受信ユニット３２１の位相制御により送信ビームを高低方向に走査することが可能となっている。また、送受信ユニット３３１は、ビーム制御部３４により一定範囲で位相制御が可能となっており、この送受信ユニット３３１の位相制御により送信ビームを方位方向に走査することが可能となっている。
【００３２】
航空機にて反射されたレーダ受信波は、高低空中線装置３２の送受信ユニット３２１または方位空中線装置３３の送受信ユニット３３１にて受信され、受信信号の増幅、周波数変換が行なわれた後、信号処理装置３５に入力され、航空機の位置の検出が行われる。
【００３３】
次に、上記構成における動作について説明する。  
この第２の実施形態では、方位空中線装置３３の垂直面ビーム幅がＥＬ範囲、つまり高低方向に広がるように、ビーム制御部３４により送受信ユニット３３１の位相制御を行うようにしている。また、高低空中線装置３２の水平面ビーム幅がＡＺ範囲、つまり方位方向に広がるように、ビーム制御部３４により送受信ユニット３２１の位相制御を行うようにしている。つまり、各空中線装置３２，３３の「スロット放射器」、「放射器駆動部」および「一次反射鏡」の機能を、送受信ユニット３２１，３３１およびビーム制御部３４にて実現している。
【００３４】
以上のように上記第２の実施形態では、送受信ユニット３３１にて方位空中線装置３３の垂直面ビーム幅がＥＬ範囲と同じ角度幅となり、送受信ユニット３２１にて高低空中線装置３２の水平面ビーム幅がＡＺ範囲と同じ角度となるようにビームを形成させている。
【００３５】
従って、反射鏡を用いない場合であっても、航空機が両空中線装置３２，３３のビームが重なった範囲に入るように調整可能となる。このため、さらに装置全体の回路構成を簡略化することが可能となる。
【００３６】
（その他の実施形態）  
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。上記各実施形態では、「方位空中線」および「高低空中線」両者の空中線指向特性について記述したが、どちらか一方の空中線について適用することでも本発明を実施することが可能である。
【００３７】
また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るＰＡＲの構成を示すブロック図。
【図２】以前に使用されていたＰＡＲの構成を示すブロック図。
【図３】以前に使用されていたＰＡＲによる方位空中線装置、高低空中線装置のビーム走査を説明するために示す図。
【図４】以前に使用されていたＰＡＲによるビーム走査の範囲を示す図。
【図５】同実施形態におけるビーム走査の範囲を示す図。
【図６】この発明の第２の実施形態に係るＰＡＲの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３９】
１１…送受信装置、１２，３１…切替スイッチ、１３，３３…方位空中線装置、１４，３２…高低空中線装置、１５，３５…信号処理装置、３４…ビーム制御部、１３１，１４１…スロット放射器、１３２，１４２…一次反射鏡、１３３，１４３…放射器駆動部、３２１，３３１…送受信ユニット。
【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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