(57)【要約】【課題】  必要なＳ／Ｎとヒット数の両方を確保しつつ、ペイロードと電源容量の制約条件を満たす。【解決手段】  互いに独立して任意の方向に送信する複数の送信アンテナ２１１〜２１ｍそれぞれによって、送信パルス生成器２２で生成される同じパルス信号を同一方向に複数回送信しつつ、各送信アンテナから互いに異なる方向にパルス信号を送信するように制御し、各送信アンテナの送信信号による反射エコーを受信アンテナ２１１〜２１ｍによって同時に受信し、その受信信号から振幅及び位相を表す受信データの組を形成し、受信データの組により不要信号を抑圧する。このようにして、複数の異なる方向から入射する受信信号を同時に受信できるマルチビーム受信機能をＤＢＦで実現し、不要波抑圧処理を施した複数のビーム出力を得る。【選択図】      図４
2008190873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立して任意の方向に送信する複数の送信アンテナと、
前記複数の送信アンテナそれぞれに対応して設けられ、同じパルス信号を同一方向に複数回送信する複数の送信手段と、
前記複数の送信アンテナから互いに異なる方向にパルス信号を送信するように制御する制御手段と、
前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信された信号による反射エコーを同時に受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナの受信信号から振幅及び位相を表す受信データの組を形成する受信手段と、
前記受信手段で得られた前記受信データの組により不要信号抑圧を行う処理手段と
を具備することを特徴とするレーダシステム。
【請求項２】
互いに独立して任意の方向に送信する複数の送信アンテナと、
前記複数の送信アンテナそれぞれに対し、同じパルス信号を同一方向に複数回送信する送信手段と、
前記複数の送信アンテナからそれぞれ異なる方向にパルス信号を送信するように制御する制御手段と、
互いに独立して前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信された信号による反射エコーを同時に受信する複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナそれぞれの受信信号から振幅及び位相を表す受信データの組を形成する受信手段と、
前記受信手段で得られた前記複数の受信アンテナにおける受信データの組全体をまとめてビーム形成及び不要信号抑圧を行う処理手段と
を具備することを特徴とするレーダシステム。
【請求項３】
前記複数の送信アンテナは、それぞれ一体のアレイアンテナを分割した複数の部分アンテナであり、前記制御手段は、前記複数の部分アンテナを個別に制御することを特徴とする請求項１または２記載のレーダシステム。
【請求項４】
前記受信アンテナの開口の一部または全部が、前記複数の送信アンテナと開口を共用することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のレーダシステム。
【請求項５】
前記受信手段は、前記受信アンテナにより、複数の異なる方向から入射する受信信号を同時に受信するマルチビーム受信機能をディジタル・ビーム形成で実現する請求項１乃至３のいずれか記載のレーダシステム。
【請求項６】
前記送信手段は、同一方向に送信するパルス数を当該方向で捜索する最大距離に応じて送信方向ごとに可変することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のレーダシステム。
【請求項７】
前記送信手段は、送信する方向によって、送信タイミング、パルス形状及び帯域幅の少なくともいずれかを変更することを特徴とする６項記載のレーダシステム。
【請求項８】
互いに独立して任意の方向に送信する複数の送信アンテナそれぞれによって、同じパルス信号を同一方向に複数回送信し、
前記複数の送信アンテナから互いに異なる方向にパルス信号を送信するように制御し、
前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信された信号による反射エコーを受信アンテナによって同時に受信し、
前記受信アンテナの受信信号から振幅及び位相を表す受信データの組を形成し、
前記受信データの組により不要信号を抑圧することを特徴とするレーダシステムの目標観測方法。
【請求項９】
互いに独立して任意の方向に送信する複数の送信アンテナそれぞれによって、同じパルス信号を同一方向に複数回送信し、
前記複数の送信アンテナからそれぞれ異なる方向にパルス信号を送信するように制御し、
互いに独立して前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信された信号による反射エコーを複数の受信アンテナによって同時に受信し、
前記複数の受信アンテナそれぞれの受信信号から振幅及び位相を表す受信データの組を形成し、
前記複数の受信アンテナにおける受信データの組全体をまとめてビーム形成及び不要信号抑圧を行うことを特徴とするレーダシステムの目標観測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイアンテナを用いて飛翔体などの目標を観測するためのレーダシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にレーダにおける目標の探知が可能である条件は、目標からの反射エコーによる目標信号が必要なＳ／Ｎ（信号対雑音電力比）を満足していることと、この目標信号と同時に受信される不要信号を十分に抑圧することが必要である。
【０００３】
このような目標捜索を行うレーダにおいて、必要なＳ／Ｎを満足するためには、パワーアパチャ積と呼ばれるパラメータを一定以上の大きさにすることが、その原理上必要であることが知られている。ここでパワーアパチャ積とは、パワー（送信電力）とアパチャ（アンテナ開口）というレーダの基本的な緒元を乗算したパラメータであり、送信電力かアンテナ開口のいずれかを大きくしなければ必要なＳ／Ｎが満足できないことを意味している。
【０００４】
特に、小型の目標を遠距離で探知するために必要となるパワーアパチャ積は膨大であるため、いわゆる大型のレーダが必要となる。何故ならば、パワーアパチャ積を増大する方法の一つとして、パワー（送信電力）を増大すると消費電力が増大して、結果として大規模のレーダとなる。逆に、アパチャ（アンテナ開口）を増大することは、物理的に大きなアンテナを使用することであり、大型レーダとなることは明らかである。このため、航空機搭載レーダなど、規模に大きな制約が課せられるシステムを構築する場合には、いずれの方法のアプローチにも一定の制約があった。
【０００５】
また、不要信号を十分に抑圧するためには、多数のヒット数が必要であることが知られている。ここでヒット数とは、信号処理を行う処理単位ごとの時間内（ＣＰＩと呼ばれる）において目標方向に送信されるパルス数を示すものであり、１０〜１００程度の値が用いられることが一般的である。
【０００６】
アンテナ開口を増大する場合には、必要となる電源容量は低下するものの、開口増加そのものが設置条件などに影響を与える。これと同時に、開口増加に伴ってアンテナビーム幅が縮小するため、目標に対するヒット数が減少するという問題があった。すなわち、アンテナ開口を増大させる方法にも、システムを構成する上で大きな制約があるが、それにも増して不要信号を抑圧するという制約はさらに一層厳しいものがある。
【０００７】
このように、レーダシステムを成立させるには、必要なＳ／Ｎとヒット数の両方を確保しつつ、ペイロードや電源容量等の制約条件を満たす必要があるが、従来の技術では、遠距離の小目標を探知するために大電力・大開口なアンテナが必要であり、レーダシステムを成立させる上での障害となっていた。
【０００８】
尚、受信アンテナパターンの制御によって、不足する覆域端の感度を向上させる技術として、送信時は一つの繰り返し送信パルスを互いに周波数の異なる複数のサブパルスに分割し、それぞれを複数の仰角方向に割り当てて送信し、受信時は、複数の仰角範囲からの上記サブパルスによる反射信号を捕捉して同時受信する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１２７２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上述べたようにレーダシステムを成立させるには、必要なＳ／Ｎとヒット数の両方を確保しつつ、ペイロードや電源容量等の制約条件を満たす必要があるが、従来の技術では、遠距離の小目標を探知するために大電力・大開口なアンテナが必要であり、レーダシステムを成立させる上での障害となっていた。
【００１０】
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、必要なＳ／Ｎとヒット数の両方を確保しつつ、ペイロードと電源容量の制約条件を満たすことのできるレーダシステムとその目標観測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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーダシステムは、互いに独立して任意の方向に送信する複数の送信アンテナと、前記複数の送信アンテナそれぞれに対応して設けられ、同じパルス信号を同一方向に複数回送信する複数の送信手段と、前記複数の送信アンテナから互いに異なる方向にパルス信号を送信するように制御する制御手段と、前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信された信号による反射エコーを同時に受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの受信信号から振幅及び位相を表す受信データの組を形成する受信手段と、前記受信手段で得られた前記受信データの組により不要信号抑圧を行う処理手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
この場合の目標観測方法は、互いに独立して任意の方向に送信する複数の送信アンテナそれぞれによって、同じパルス信号を同一方向に複数回送信し、前記複数の送信アンテナから互いに異なる方向にパルス信号を送信するように制御し、前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信された信号による反射エコーを受信アンテナによって同時に受信し、前記受信アンテナの受信信号から振幅及び位相を表す受信データの組を形成し、前記受信データの組により不要信号を抑圧することを特徴とする。
【００１３】
上記構成によるレーダシステム及びその目標観測方法では、ペイロードと電源容量の制約条件が厳しくなく、送受信アンテナを物理的に分散しない場合を想定し、アンテナ素子毎に送信パルス信号の位相を制御し、空間に放射する送信パルス信号の方向を制御し、例えば一体となっているアレイアンテナの開口の一部を分割して独立な部分アンテナとして扱い、それぞれの送信アンテナでは同じパルス信号を同一方向に複数回の送信を行い、複数の送信アンテナからのパルス信号はそれぞれ異なる方向に送信するように制御する。このように構成することで、複数の異なる方向から入射する受信信号を同時に受信できるマルチビーム受信機能をＤＢＦ（デジタルビームフォーミング）で実現し、不要波抑圧処理を施した複数のビーム出力を得る。
【００１４】
また、本発明に係るレーダシステムの他の構成としては、互いに独立して任意の方向に送信する複数の送信アンテナと、前記複数の送信アンテナそれぞれに対し、同じパルス信号を同一方向に複数回送信する送信手段と、前記複数の送信アンテナからそれぞれ異なる方向にパルス信号を送信するように制御する制御手段と、互いに独立して前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信された信号による反射エコーを同時に受信する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナそれぞれの受信信号から振幅及び位相を表す受信データの組を形成する受信手段と、前記受信手段で得られた前記複数の受信アンテナにおける受信データの組全体をまとめてビーム形成及び不要信号抑圧を行う処理手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
この場合の目標観測方法は、互いに独立して任意の方向に送信する複数の送信アンテナそれぞれによって、同じパルス信号を同一方向に複数回送信し、前記複数の送信アンテナからそれぞれ異なる方向にパルス信号を送信するように制御し、互いに独立して前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信された信号による反射エコーを複数の受信アンテナによって同時に受信し、前記複数の受信アンテナそれぞれの受信信号から振幅及び位相を表す受信データの組を形成し、前記複数の受信アンテナにおける受信データの組全体をまとめてビーム形成及び不要信号抑圧を行うことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によるレーダシステム及びその目標観測方法では、ペイロードと電源容量の制約条件が厳しく、送受信アンテナを物理的に分散する場合を想定し、複数の送信アンテナは独立に送信を行い、それぞれの送信アンテナでは、同じパルス信号を同一方向に複数回の送信を行い、複数の送信アンテナからのパルス信号はそれぞれ異なる方向に送信するように制御する。このようにして複数の異なる方向から入射する受信信号を同時に受信できるマルチビーム受信機能としてＤＢＦで実現し、合成開口処理により等価的に複数の受信アンテナ全体で、不要波抑圧処理を施した複数のビーム出力を得る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、必要なＳ／Ｎとヒット数の両方を確保しつつ、ペイロードと電源容量の制約条件を満たすことのできるレーダシステムとその目標観測方法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】
【００１８】
まず、本発明の概要を従来の技術と比較して説明する。
【００１９】
従来のレーダシステムでは、図１のように、１つの送受信アンテナの開口をＡとし、この開口からの送信電力をＰとした時に、  
Ｐ×Ａ＞const   かつ  Ｐ＜Ｐmax   かつ  Ａ＜Ａmax   
という条件のもとで成立する検討を行うものであった。以降、これを基準の制約条件と考える。なお、Ｐmax ，Ａmax は、それぞれ消費電力や設置条件から決まる最大送信電力および最大アンテナ開口を示すものとする。
【００２０】
ここで最初の定数は、目標捜索を行う立体角の大きさとデータレートの積に比例するものであり、広い角度範囲を早いデータレートで捜索しようとすればするほど、当然のことながら制約条件が厳しくなるものとなっている。この制約条件はシステム要求で本来決まるものであるが、本発明の説明のために制約条件を緩和するための検討として、ｋ個の小型の送受信アンテナで覆域を分担することを考える。システムとしては、総送信電力が同一で総アンテナ開口も同一という条件（すなわち、消費電力が同一で物理的な大きさが同じシステムという条件）で考える必要がある。このため、それぞれの小型アンテナは送信電力Ｐ／ｋ、アンテナ開口Ａ／ｋとなる。また、それぞれ捜索すべき立体角は１／ｋ倍となるものの、  
（Ｐ／ｋ）×（Ａ／ｋ）＞（const ／ｋ）  
が実現すべき条件となる。このことから、それぞれが独立に動作するだけでは、かえって条件が厳しくなることは明らかであり、これらの送受信アンテナをシステムとして連係動作させることが必須である。
【００２１】
そこで、本発明では、上記の目的を達成するために、以下の手段を講じる。
【００２２】
図２は従来と本発明のビーム走査方法の比較を示す図である。まず捜索すべき範囲は一定の立体角の広がりを持つものとして、その範囲を一定時間内（スキャンレート：Ｔ）に満遍なく捜索するものとする。このとき、スキャンレート内で送信可能な最大のパルス数（Ｍとする）は、捜索すべき最大距離から求めることができる。
【００２３】
送信アンテナの開口面積がＡの場合、そのビーム幅（立体角）は捜索すべき立体角に対してその１／Ｍよりも大きくなくてはならない。つまり、アンテナを一体とした場合の開口面積の大きさに制約があることになる。
【００２４】
ここで、従来方法では、アンテナの全開口による送信（アンテナ開口：Ａ、送信電力：Ｐ）を行い、捜索すべき範囲（立体角）：φをスキャンレートの間に、１ＣＰＩ毎にビーム幅（立体角）：ＢＷだけずらしながらビーム走査を行うとする。このとき、  
ビームのポジション数：φ／ＢＷ  
同一方向にパルス送信する回数：１  
のため、ＣＰＩとＰＲＩの関係は、  
１ＣＰＩ＝１ＰＲＩ  
となり、スキャンレートとＰＲＩとの関係は、
スキャンレート：Ｔ＝Ｍ・ＰＲＩ，Ｍ＝φ／ＢＷ  
となる。
【００２５】
これに対し、本発明では、アレイアンテナをｋ個のアンテナとしてサブアレイ化し、サブアレイによる送信（各サブアレイ開口：Ａ／ｋ、各サブアレイ送信電力：Ｐ／ｋ）を行う。このとき、送信制御回路によりサブアレイ毎に位相をそれぞれ変化させ、ビーム指向を制御する。そのときの送信制御回路の機能フローを図３に示す。図３において、１１は送信制御回路、１２はｋ個のサブアレイ＃１〜＃ｋからなるアレイアンテナであり、送信制御回路１１から各サブアレイ１２１〜１２ｋには移相情報信号＃１〜＃ｋがそれぞれのビーム指向方向に合わせて送られる。
【００２６】
捜索すべき範囲（立体角）：φをサブアレイ毎に分担し、それぞれ分担範囲：φ／ｋの捜索を同時に行う。各アンテナ開口が１／ｋ倍になるため、ビーム幅（立体角）はｋ倍となり、捜索すべき範囲（立体角）：φ／ｋをスキャンレートの間に、１ＣＰＩ毎にビーム幅（立体角）：(ｋ×ＢＷ) だけずらしながらビーム走査を行うとする。このとき、  
ビームのポジション数：φ／ＢＷ／ｋ2 ＝Ｍ／ｋ2 
のため、１ＣＰＩの間に同一方向にｋ2 回パルス送信する時間を確保できる。
【００２７】
ここで、サブアレイの送信電力は分割によって１／ｋ倍となっており、さらに開口面積が１／ｋ倍となっている。このため、利得も１／ｋ倍となり、結局サブアレイから送信された各パルスのＳ／Ｎは１／ｋ2 倍に低下する。しかしながら、同一方向にｋ2 回のパルス送信を行い、後段の信号処理においてパルス積分を行うことにより、従来方法と同一のＳ／Ｎを確保することができる。さらに、同一方向にｋ2 回のパルス送信を行うことでヒット数がk2 倍になるので、後段の信号処理において不要波信号の抑圧を十分行うことができるようになる。このことは、本発明の手法によれば、従来の場合と同一のＳ／Ｎを確保しつつ、従来よりもヒット数の大きな送信のスケジューリングが可能となることを示している。
【００２８】
尚、受信アンテナは利得を低下させないことが同一Ｓ／Ｎを確保するための条件である。このため、受信アンテナは分割せずに、全ての送信信号に対する受信エコーを受信するマルチビーム受信を採用する。つまり、受信アンテナは同時に多数の方向から到来する受信エコーを同時に受信可能なＤＢＦ方式などを採用する。
【００２９】
このような送信方式を採用することにより、捜索すべき範囲が円錐状ではなく、方向によって要求される最大距離が異なり、要求される距離が短い方向に対してはパルス数を減少させ、逆に要求される距離が長い方向に対してはパルス数を増加させるなど、覆域形状に適応的に送信制御することについても柔軟に対応可能となる。さらに同時に、パルス幅やＰＲＩといった、従来方式でも制御していたパラメータや送信波形そのものを可変して制御することなどの併用も可能である。
【００３０】
尚、異なる方向に送信された信号による受信エコーの全てを受信アンテナで同時に受信するようにしてもよいが、捜索すべき距離が短い方向については、一部の受信アンテナによる受信を削減することも可能である。
【００３１】
以下、図４及び図５を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
図４は本発明に係るレーダシステムの第１の実施形態の構成を示すブロック図である。この実施形態のアンテナ２１は、アンテナ素子２１１〜２１ｍを用いて送信アンテナと受信アンテナの開口を共用して物理的に分散しない。送信パルス生成器２２は、目標を検出するための送信パルス信号を生成するもので、後述の送信制御回路２３から入力されるタイミング信号に従って送信パルス信号を生成し、分配器２４に出力する。
【００３３】
分配器２４は送信パルス生成器２２からの送信パルス信号をｍ分配して移相回路２５に出力する。移相回路２５はｍ個の移相器２５１〜２５ｍからなり、各移相器２５１〜２５ｍはそれぞれ分配器２４にてｍ分配された送信パルス信号が入力され、各送信パルス信号の通過位相を送信制御回路２３から指示される移相情報信号に基づいて制御し、増幅回路２６に出力する。
【００３４】
増幅回路２６はｍ個の増幅器２６１〜２６ｍからなり、各増幅器２６１〜２６ｍはそれぞれ移相器２５１〜２５ｍにて位相制御された送信パルス信号を高周波増幅する。高周波増幅されたｍ個の送信パルス信号は、それぞれ対応するサーキュレータ２７１〜２７ｍを介して対応するアンテナ素子２１１〜２１ｍに出力される。アンテナ素子２１１〜２１ｍは、サーキュレータ２７１〜２７ｍを介して入力される送信パルス信号を空間に放射する。そして、空間から送信パルス信号の反射エコーを各アンテナ素子２１１〜２１ｍで受信し、各サーキュレータ２７１〜２７ｍを介して受信信号として受信機（ＲＸ）２８１〜２８ｍに出力される。
【００３５】
受信機２８１〜２８ｍはそれぞれサーキュレータ２７１〜２７ｍを介して入力される受信信号に対し、低雑音高周波増幅を行い、中間周波数に周波数変換し、位相検波することにより距離に応じたビデオ信号を得て、それぞれＡ／Ｄ変換器２９１〜２９ｍに出力する。Ａ／Ｄ変換器２９１〜２９ｍは、受信機２８１〜２８ｍにて得られたビデオ信号をディジタル信号に変換するもので、ディジタル信号に変換されたビデオ信号は、ｎ個のＤＢＦ回路３０１〜３０ｎに分配出力される。すなわち、各々のＤＢＦ回路３０１〜３０ｎには、全アンテナ素子２１１〜２１ｍに対応するｍ系統のディジタル受信信号が出力される。
【００３６】
ＤＢＦ回路３０１〜３０ｎは、それぞれ入力されたｍ系統のディジタル受信信号の移相量をｍ系統の移相演算部にて演算し加算部で累積加算することでビーム形成演算を行い、ｎ本のビーム出力＃１〜＃ｎを得る。その際、ＳＬＣ処理やクラッタ除去処理などの不要波抑圧処理をも併せて実施するが、後述の送信制御回路２３から入力される送信タイミング信号に従って行う。送信制御回路２３は、送信パルス生成器２２にタイミング信号を出力してパルス信号の出力タイミングを制御する。また、移相回路２５に移相情報信号を出力して通過位相の制御を行う。さらに、ＤＢＦ回路３０１〜３０ｎにタイミング信号を入力して不要波抑圧処理のタイミングを制御する。
【００３７】
本実施形態では、レーダシステムを構築する際のペイロードと電源容量の制約条件が厳しくなく、送受信アンテナを物理的に分散しない場合を想定している。アンテナ素子毎に送信パルス信号の位相を制御し、空間に放射する送信パルス信号の方向を制御し、一体となっているアレイアンテナの開口の一部を分割して独立な部分アンテナとして扱い、それぞれの送信アンテナでは同じパルス信号を同一方向に複数回の送信を行い、複数の送信アンテナからのパルス信号はそれぞれ異なる方向に送信するように制御する。
【００３８】
このように構成されたレーダシステムでは、複数の異なる方向から入射する受信信号を同時に受信できるマルチビーム受信機能をＤＢＦで実現することができ、不要波抑圧処理を施したｎ本のビーム出力を得ることができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図５は本発明に係るレーダシステムの第２の実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態では、アンテナとして送信アンテナと受信アンテナの開口を共用せず、送信アンテナをｊ個、受信アンテナをｋ個に物理的に分散し、これに合わせてｊ個の送信装置Ｔ１〜Ｔｊ、ｋ個の受信装置Ｒ１〜Ｒｋを備えた場合の構成を示している。
【００４０】
まず、送信装置Ｔ１（他の送信装置Ｔ２〜Ｔｊも同様）について説明する。
【００４１】
送信パルス生成器４１は目標を検出するための送信パルス信号を生成するもので、後述の送信制御回路４２から入力されるタイミング信号に従って送信パルス信号を生成し、分配器４３に出力する。分配器４３は送信パルス生成器４１からの送信パルス信号をｍ分配して移相回路４４に出力する。移相回路４４はｍ個の移相器からなり、各移相器はそれぞれ分配器４３にてｍ分配された送信パルス信号が入力され、各送信パルス信号の通過位相を送信制御回路４２から指示される移相情報信号に基づいて制御し、増幅回路４５に出力する。増幅回路４５はｍ個の増幅器からなり、各増幅器はそれぞれ移相器にて位相制御された送信パルス信号を高周波増幅する。高周波増幅されたｍ個の送信パルス信号は、送信アンテナ４６のそれぞれ対応するアンテナ素子に出力される。送信アンテナ４６はｍ個のアンテナ素子が配列されたアレイアンテナで、増幅回路４５から入力される送信パルス信号を空間に放射する。
【００４２】
一方、位置情報標定回路４７は、送信アンテナ位置情報をデータリンク制御回路４８に出力する。このデータリンク制御回路４８は、位置情報標定回路４７からの送信アンテナ位置情報と送信制御回路４２からの送信タイミング信号をデータリンクアンテナ４９に出力し、データリンクアンテナ４９から入力される送信タイミング信号と送信アンテナ位置情報を送信制御回路４２に出力する。データリンクアンテナ４９は、各送信装置のデータリンク制御回路からの送信タイミング信号と送信アンテナ位置情報の送受信を行う。送信制御回路４２は、データリンク制御回路４８に送信タイミング信号を出力し、データリンク制御回路４８からの送信タイミング信号と送信アンテナ位置情報を入力する。また、送信パルス生成器４１にタイミング信号を出力してパルス信号の出力タイミングを制御する。さらに、移相回路４４に移相情報信号を出力して通過位相の制御を行う。
【００４３】
次に、受信装置Ｒ１（他の受信装置Ｒ２〜Ｒｋも同様）について説明する。
【００４４】
受信アンテナ５１はｍ′個のアンテナ素子が配列されたアレイアンテナで、空間から送信パルス信号の反射エコーを各アンテナ素子で受信するもので、各アンテナ素子で受けた信号はそれぞれ対応する受信機（ＲＸ）５２に出力される。受信機５２は入力される受信信号に対し、低雑音高周波増幅を行い、中間周波数に周波数変換し、位相検波することにより距離に応じたビデオ信号を検出するもので、各受信機５２で得られたビデオ信号はそれぞれ対応するＡ／Ｄ変換器５３に出力される。
【００４５】
Ａ／Ｄ変換器５３は、受信機５２にて得られたビデオ信号をディジタル信号に変換する。ディジタル信号に変換されたビデオ信号は、ｎ′個のＤＢＦ回路５４１〜５４ｎ′に分配出力される。すなわち、各々のＤＢＦ回路５４１〜５４ｎ′には、全アンテナ素子の出力＃１〜＃ｍ′に対応するｍ′系統のディジタル受信信号が出力される。
【００４６】
ＤＢＦ回路５４１〜５４ｎ′は入力されたｍ′系統のディジタル受信信号を用いてビーム形成演算を行う。その際、ＳＬＣ処理やクラッタ除去処理などの不要波抑圧処理をも併せて実施するが、後述のデータリンク制御回路５６から入力される送信タイミング信号と受信アンテナ位置情報信号に従って行う。
【００４７】
位置情報標定回路５５は、受信アンテナ位置情報をデータリンク制御回路５６に出力する。データリンク制御回路５６は、位置情報標定回路５５からの受信アンテナ位置情報をデータリンクアンテナ５７に出力し、データリンクアンテナ５７からの送信タイミング信号と受信アンテナ位置情報をＤＢＦ回路５４１〜５４ｎ′に出力する。データリンクアンテナ５７は、各受信装置５２のデータリンク制御回路５６からの受信アンテナ位置情報の送受信を行う。これにより、各受信装置５２の受信アンテナ位置情報の共有を行う。さらに、各送信装置Ｔ１〜Ｔｊのデータリンク制御回路４８からの送信タイミング信号の受信を行う。
【００４８】
本実施形態では、レーダシステムを構築する際のペイロードと電源容量の制約条件が厳しく、送受信アンテナを物理的に分散する場合を想定している。複数の送信アンテナは独立に送信を行い、それぞれの送信装置Ｔ１〜Ｔｊのアンテナ４６では、同じパルス信号を同一方向に複数回の送信を行い、複数の送信アンテナ＃１〜＃ｍからのパルス信号はそれぞれ異なる方向に送信するように制御する。複数の異なる方向から入射する受信信号を同時に受信できるマルチビーム受信機能としてＤＢＦで実現し、合成開口処理により等価的に複数の受信アンテナ全体で、不要波抑圧処理を施したｎ′本のビーム出力を得る。
【００４９】
但し、送受信アンテナが物理的に分散しているため、送受信のタイミングを同期させ、キャリブレーション補正を行う必要がある。そこで、本実施形態においては、各送受信装置Ｔ１〜Ｔｊ、Ｒ１〜Ｒｋにおいて送信タイミングと送受信アンテナ位置の情報をデータリンクにて共有する。
【００５０】
以上のように本実施形態では、アンテナを分割しない従来方法と同一のＳ／Ｎを確保しつつ、ヒット数の大きな送信のスケジューリングを持ったレーダシステムを構築することができる。さらに、送受信アンテナの物理的な配置に制約されず、ペイロードと電源容量の制約条件を満たすレーダシステムを構築することができる。
【００５１】
尚、本発明は上記実施形態そのまま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。また、上記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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来のレーダシステムの成立制約条件を説明するための図。
【図２】従来と本発明のビームスケジューリングの比較を示す図。
【図３】本発明に係る送信制御回路の機能フローを示す図
【図４】本発明に係るレーダシステムの第１の実施形態として、送信アンテナと受信アンテナの開口を共用し、アンテナを物理的に分散しない場合の送受信装置のブロック構成を示す図。
【図５】本発明に係るレーダシステムの第２の実施形態として、送信アンテナと受信アンテナの開口を共用せず、送信アンテナと受信アンテナをそれぞれ物理的に分散した場合の送受信装置のブロック構成を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１１…送信制御回路、１２…アレイアンテナ、２１…アンテナ、２１１〜２１ｍ…アンテナ素子、２２…送信パルス生成器、２３…送信制御回路、２４…分配器、２５…移相回路、２５１〜２５ｍ…移相器、２６…増幅回路、２６１〜２６ｍ…増幅器、２７１〜２７ｍ…サーキュレータ、２８１〜２８ｍ…受信機（ＲＸ）、２９１〜２９ｍ…Ａ／Ｄ変換器、３０１〜３０ｎ…ＤＢＦ回路、Ｔ１〜Ｔｊ…送信装置、４１…送信パルス生成器、４２…送信制御回路、４３…分配器、４４…移相回路、４５…増幅回路、４６…送信アンテナ、４７…位置情報標定回路、４８…データリンク制御回路、４９…データリンクアンテナ、Ｒ１〜Ｒｋ…受信装置、５１…受信アンテナ、５２…受信機（ＲＸ）、５３…Ａ／Ｄ変換器、５４１〜５４ｎ′…ＤＢＦ回路、５５…位置情報標定回路、５６…データリンク制御回路、５７…データリンクアンテナ。
【図１】
2008190873.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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