(57)【要約】【課題】簡略された系統で探知性能を向上し得る精測進入レーダ装置を提供する。【解決手段】送信信号発生部１１の出力を分配器１２により２つに分配して方位空中線装置１３および高低空中線装置１４にそれぞれ同時に供給し、方位空中線装置１３および高低空中線装置１４それぞれの送信部１３１，１４１にて分配器１２により電力が半分に下がった送信信号をレーダ波に電力増幅して同時に空間に送出するようにしている。【選択図】      図１
2008175627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ波を放射して目標とする航空機が存在する空間を高低方向にビーム走査し、前記レーダ波の反射波を受信する第１の空中線装置と、
前記レーダ波を放射して前記空間を前記高低方向とは垂直の方位方向にビーム走査し、前記レーダ波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パルス状の送信信号を発生する送信信号発生部と、
この送信信号発生部の出力を前記第１及び第２の空中線装置に分配する分配部と、
前記第１の空中線装置に設けられ、前記分配部の出力を前記レーダ波に電力増幅する第１の電力増幅部と、
前記第２の空中線装置に設けられ、前記分配部の出力を前記レーダ波に電力増幅する第２の電力増幅部と、
前記第１及び第２の空中線装置それぞれの出力から前記航空機の位置を検出する処理部とを具備したことを特徴とする精測進入レーダ装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記第１の空中線装置の出力をデジタル信号に変換する第１のアナログ／デジタル変換器と、前記第２の空中線装置の出力をデジタル信号に変換する第２のアナログ／デジタル変換器とを備えることを特徴とする請求項１記載の精測進入レーダ装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記第１の空中線装置の出力と前記第２の空中線装置の出力とを選択的に導出する切替器と、この切替器の出力をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、前記ビーム走査繰り返しごとに、前記切替器に対し前記第１及び第２の空中線装置それぞれの出力のうちいずれか１つを選択させる切替制御器とを備えることを特徴とする請求項１記載の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、航空機にて反射された受信波は方位空中線または高低空中線の一次反射鏡を介しスロット放射器にて受信され、切替スイッチを経由し送受信装置に入力される。そして、送受信装置にて受信信号の増幅、周波数変換を行った後、信号処理装置に入力され、航空機の位置の検出が行われる。
【０００５】
これら方位空中線及び高低空中線の選択は、切替スイッチ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。しかし、現状の切替スイッチ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っている。
【０００６】
また、上記ＰＡＲでは、探知性能の向上についても強く要望されている。しかし、これを解決するための方法として、送信電力の増加があるが、コストの増大と消費電力の増加の原因となり非常に好ましくない。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、簡略された系統で探知性能を向上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、この発明に係る精測進入レーダ装置は、レーダ波を放射して目標とする航空機が存在する空間を高低方向にビーム走査し、レーダ波の反射波を受信する第１の空中線装置と、レーダ波を放射して空間を高低方向とは垂直の方位方向にビーム走査し、レーダ波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パルス状の送信信号を発生する送信信号発生部と、この送信信号発生部の出力を第１及び第２の空中線装置に分配する分配部と、第１の空中線装置に設けられ、分配部の出力をレーダ波に電力増幅する第１の電力増幅部と、第２の空中線装置に設けられ、分配部の出力をレーダ波に電力増幅する第２の電力増幅部と、第１及び第２の空中線装置それぞれの出力から航空機の位置を検出する処理部とを備えるようにしたものである。
【０００９】
この構成によれば、送信信号発生部の出力を分配部により２つに分配して第１及び第２の空中線装置にそれぞれ同時に供給し、第１及び第２の電力増幅部にて分配された送信信号発生部の出力をレーダ波に電力増幅して同時に空間に送出するようにしている。すなわち、大電力のレーダ波の増幅処理を送信信号発生部のみに頼らず、第１及び第２の空中線装置に設けられる第１及び第２の電力増幅部で分担して実行することが可能となる。
【００１０】
従って、第１及び第２の空中線装置を切り替えるための駆動機構を排除することができ、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と共に、第１及び第２の空中線装置で受信する反射波の電力値が両第１及び第２の空中線装置から送出されるレーダ波の電力値の和となるため、従来の方式より受信電力が増えることとなり探知距離を広めることが可能となる。また、大電力の送受信装置を用意する必要がなく、これによりコストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上詳述したようにこの発明によれば、簡略された系統で探知性能を向上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】
【００１２】
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。  
図１は、この発明の一実施形態に係るＰＡＲの構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、送信信号発生部１１にて発生した送信信号は、分配器１２により２つの信号に分配されて方位空中線装置１３および高低空中線装置１４にそれぞれ供給される。
【００１４】
方位空中線装置１３は、送信部１３１と、送受切替器１３２と、位相器１３３と、放射器１３４と、受信部１３５とを備えている。上記送信信号は、送信部１３１により所定レベルの電力増幅が行われた後、送受切替器１３２及び位相器１３３を介して放射器１３４により所定方向に向けて照射される。そして、目標とする航空機にて反射されたレーダ受信波は、放射器１３４にて受信され、位相器１３３及び送受切替器１３２を経由し受信部１３５に入力される。そして、受信部１３５で受信信号の増幅、周波数変換が行われた後、信号処理部１５に供給される。なお、位相器１３３は、一定範囲で送信信号の位相制御が可能となっており、この位相制御により送信レーダ波を方位方向にビーム走査することが可能となっている。
【００１５】
一方、高低空中線装置１４は、送信部１４１と、送受切替器１４２と、位相器１４３と、放射器１４４と、受信部１４５とを備えている。上記送信信号は、送信部１４１により所定レベルの電力増幅が行われた後、送受切替器１４２及び位相器１４３を介して放射器１４４により所定方向に向けて照射される。そして、目標とする航空機にて反射されたレーダ受信波は、放射器１４４にて受信され、位相器１４３及び送受切替器１４２を経由し受信部１４５に入力される。そして、受信部１４５で受信信号の増幅、周波数変換が行われた後、信号処理部１５に供給される。なお、位相器１４３は、一定範囲で送信信号の位相制御が可能となっており、この位相制御により送信レーダ波を高低方向にビーム走査することが可能となっている。
【００１６】
信号処理部１５は、方位用のＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器１５１と、高低用のＡ／Ｄ変換器１５２と、信号処理器１５３とを備えている。方位空中線装置１３の出力は、Ａ／Ｄ変換器１５１によりデジタル信号に変換された後、信号処理器１５３により航空機の位置検出が行われる。また、高低空中線装置１４の出力は、Ａ／Ｄ変換器１５２によりデジタル信号に変換された後、信号処理器１５３により航空機の位置検出が行われる。
【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】
方位空中線装置２３にて受信される電力をＰrH、高低空中線装置２４にて受信される電力をＰrＶとすると、
【数１】
2008175627.tif 000003
【００２３】
【数２】
2008175627.tif 000004
【００２４】
で各受信電力は求まる。
【００２５】
しかし、現状の切替スイッチ２２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っている。また、探知性能を向上させるために、大電力の送受信装置が必要となり、コストが高くなる。
【００２６】
そこで、本実施形態では、切替スイッチ２２を用いることなく、方位空中線装置１３及び高低空中線装置１４の動作を電子的に制御するようにし、探知性能の向上を実現できるようにした。
【００２７】
送信信号発生部１１にて出力される送信信号は、分配器１２により方位空中線装置１３および高低空中線装置１４へ供給される。各方位空中線装置１３および高低空中線装置１４の送信部１３１，１４１では、送信信号を増幅し、送受切替器１３２，１４２、位相器１３３、１４３、放射器１３４，１４４を経由し空間に放射するが、送信波は方位空中線装置１３、高低空中線装置１４から同時に空間に放射される。
【００２８】
航空機にて反射された受信波については、方位空中線装置１３および高低空中線装置１４にて受信され、信号処理部１５内の各々のＡ／Ｄ変換器１５１，１５２にてデジタル信号となり信号処理器１５３へ入力され、信号処理器１５３にて信号処理を行い航空機の位置情報（方位または高低）を検出する。
【００２９】
方位空中線装置１３および高低空中線装置１４のアンテナビームが航空機に向いている場合、方位空中線装置１３にて受信される電力をＰrH、高低空中線装置１４にて受信される電力をＰrＶとすると
【数３】
2008175627.tif 000005
【００３０】
【数４】
2008175627.tif 000006
【００３１】
で各受信電力は求まる。
【００３２】
従来の方式では空中線を切り換えるため、空間に放射される送信波の電力は方位空中線装置１３または高低空中線装置１４のどちらかの電力値となるが、本実施形態では両方位空中線装置１３及び高低空中線装置１４からの和となる。これにより従来の方式より受信電力が増えることとなり探知性能を向上させることが可能となる。
【００３３】
以上のように上記実施形態では、送信信号発生部１１の出力を分配器１２により２つに分配して方位空中線装置１３および高低空中線装置１４にそれぞれ同時に供給し、方位空中線装置１３および高低空中線装置１４それぞれの送信部１３１，１４１にて分配器１２にて分配された送信信号をレーダ波に電力増幅して同時に空間に送出するようにしている。
【００３４】
従って、方位空中線装置１３及び高低空中線装置１４を切り替えるための切替スイッチといった駆動機構を排除することができ、これによりＰＡＲ全体の回路構成を簡略化することができると共に、方位空中線装置１３及び高低空中線装置１４で受信する反射波の電力値が両方位空中線装置１３及び高低空中線装置１４から送出されるレーダ波の電力値の和となるため、従来の方式より受信電力が増えることとなり探知距離を広めることができる。また、大電力の送受信装置を用意する必要がなく、これによりコストの低減を図ることができる。
【００３５】
尚、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば図４に示すように、信号処理部１５に１つのＡ／Ｄ変換器１５４を用いるようにしてもよい。尚、図４において、図１と同一部分には同一符号を付して示す。
【００３６】
すなわち、航空機にて反射された受信波については、方位空中線装置１３および高低空中線装置１４にて受信され、信号処理部１５内のＡ／Ｄ変換器１５４にてデジタル信号となり信号処理器１５３へ入力される。なお、信号処理器１５３には、切替スイッチ１５５に対する切替制御機能が備えられる。
【００３７】
切替制御機能は、ビーム走査繰り返しごとに、切替スイッチ１５５を切替制御して有効である受信信号を選択する。そして、信号処理器１５３は、切替スイッチ１５５により導出された受信信号の信号処理を行い航空機の位置情報（方位または高低）を検出する。
【００３８】
このように、１つのＡ／Ｄ変換器１５４を用いた場合でも、航空機の位置情報（方位または高低）を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の一実施形態に係る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】この発明の他の実施形態に係るＰＡＲの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４０】
１１…送信信号発生部、１２…分配器、１３，２３…方位空中線装置、１４，２４…高低空中線装置、１５…信号処理部、２１…送受信装置、２２…切替スイッチ、２５…信号処理装置、１３１，１４１…送信部、１３２，１４２…送受切替器、１３３，１４３…位相器、１３４，１４４…放射器、１３５，１４５…受信部、１５１，１５２，１５４…Ａ／Ｄ変換器、１５３…信号処理器、１５５…切替スイッチ、２３１，２４１…スロット放射器、２３２，２４２…一次反射鏡、２３３，２４３…放射器駆動部、２３４，２４４…反射鏡駆動部。
【図１】
2008175627.tif 000007
【図２】
2008175627.tif 000008
【図３】
2008175627.tif 000009
【図４】
2008175627.tif 000010