(57)【要約】【課題】簡易な構成で装置規模を拡大することなく、指向性利得のばらつきを低減して探知性能を向上することができるビーム走査装置を提供する。【解決手段】一様でない指向性利得を有するビームの制御を行うビーム走査装置であって、複数の所定のビーム走査角の中から一つを順次選択するとともに、選択したビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成するビーム走査角選択器１１ｂと、複数の所定のビーム走査角に基づきビーム指向方向を変動させる微小変動量を算出する微小変動発生器１４と、ビーム走査角選択器１１ｂにより生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して微小変動発生器１４により算出された微小変動量を加算して得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成する微小変動付加器１３と、微小変動付加器１３により生成された第２ビーム走査角信号に基づきアンテナのビーム指向方向を指示するアンテナ制御信号を生成する走査角制御部６とを備える。【選択図】図１
2008256443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一様でない指向性利得を有するビームの制御を行うビーム走査装置であって、
複数の所定のビーム走査角の中から一つを順次選択するとともに、選択したビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成するビーム走査角選択部と、
前記複数の所定のビーム走査角に基づきビーム指向方向を変動させる微小変動量を算出する微小変動算出部と、
前記ビーム走査角選択部により生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して前記微小変動算出部により算出された微小変動量を加算して得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成する微小変動付加部と、
前記微小変動付加部により生成された第２ビーム走査角信号に基づきアンテナのビーム指向方向を指示するアンテナ制御信号を生成する走査角制御部と、
を備えることを特徴とするビーム走査装置。
【請求項２】
前記微小変動算出部は、前記複数の所定のビーム走査角に基づく微小変動空間を想定するとともに、前記微小変動空間の形状に基づきビーム指向方向を変動させる微小変動量を算出することを特徴とする請求項１記載のビーム走査装置。
【請求項３】
一様でない指向性利得を有するビームの制御を行うビーム走査装置であって、
複数の所定のビーム走査角の中から一つを順次選択するとともに、選択したビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成するビーム走査角選択部と、
前記ビーム走査角選択部により生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して予め設定された複数の微小変動量から選択された微小変動量を加算して得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成する微小変動付加部と、
前記微小変動付加部により生成された第２ビーム走査角信号に基づきアンテナのビーム指向方向を指示するアンテナ制御信号を生成する走査角制御部と、
を備えることを特徴とするビーム走査装置。
【請求項４】
一様でない指向性利得を有するビームの制御を行うビーム走査方法であって、
複数の所定のビーム走査角の中から一つを順次選択するとともに、選択したビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成するビーム走査角選択ステップと、
前記複数の所定のビーム走査角に基づきビーム指向方向を変動させる微小変動量を算出する微小変動算出ステップと、
前記ビーム走査角選択ステップにより生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して前記微小変動算出ステップにより算出された微小変動量を加算して得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成する微小変動付加ステップと、
前記微小変動付加ステップにより生成された第２ビーム走査角信号に基づきアンテナのビーム指向方向を指示するアンテナ制御信号を生成する走査角制御ステップと、
を備えることを特徴とするビーム走査方法。
【請求項５】
一様でない指向性利得を有するビームの制御を行うビーム走査方法であって、
複数の所定のビーム走査角の中から一つを順次選択するとともに、選択したビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成するビーム走査角選択ステップと、
前記ビーム走査角選択ステップにより生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して予め設定された複数の微小変動量から選択された微小変動量を加算して得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成する微小変動付加ステップと、
前記微小変動付加ステップにより生成された第２ビーム走査角信号に基づきアンテナのビーム指向方向を指示するアンテナ制御信号を生成する走査角制御ステップと、
を備えることを特徴とするビーム走査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一様でない指向性利得を有するビームを用いてエネルギーの入出力を行うシステムにおいてビーム指向方向近傍の指向性利得を平準化するビーム走査装置及びビーム走査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一様でない指向性利得を有するビームを用いて、エネルギーの入力、出力及び入出力を行う様々なシステムが知られている。ここでは、１例として３次元レーダ装置における従来のビーム走査装置について説明する。図８は、従来のビーム走査装置を有するレーダ装置の構成を示すブロック図である。図８に示すように、従来のレーダ装置は、アンテナ１、サーキュレータ２、送信機３、受信機４、信号処理部５、走査角制御部６、及びレーダ制御部７で構成される。さらに、レーダ制御部７は、ビーム走査角選択器１１ａとビーム走査角テーブル１２ａとで構成される。ここで、従来のビーム走査装置は、走査角制御部６とレーダ制御部７とで構成される。
【０００３】
送信機３は、送信信号を生成し、サーキュレータ２に出力する。サーキュレータ２は、三つのポートを有し特定の方向のみ電力を伝送する。ここでは、サーキュレータ２は、送信機３により入力された送信信号をアンテナ１に出力する。
【０００４】
レーダ制御部７は、ビーム走査角に基づくビーム走査角信号を生成し、走査角制御部６に出力する。レーダ制御部７によるビーム走査角信号の生成の詳細については、後述する。
【０００５】
走査角制御部６は、レーダ制御部７により入力されたビーム走査角信号に基づき、アンテナ１のビーム指向方向を指示するアンテナ制御信号を生成する。その後、走査角制御部６は、生成したアンテナ制御信号をアンテナ１に出力する。
【０００６】
アンテナ１は、サーキュレータ２により入力された送信信号を電波に変換して送信波を生成するとともに、走査角制御部６により入力されたアンテナ制御信号に基づき所定の方向の空間に向けて送信する。また、アンテナ１は、送信波の反射波を受信し、電気信号に変換してサーキュレータ２に出力する。サーキュレータ２は、入力された電気信号を受信機４に出力する。
【０００７】
受信機４は、サーキュレータ２を介してアンテナ１により入力された電気信号の周波数変換を行う。さらに、受信機４は、電気信号を周波数変換して得られた受信信号を信号処理部５に出力する。
【０００８】
信号処理部５は、受信機４により入力された受信信号に基づき目標を検出する。検出された目標は、例えば、図示されないディスプレイや追尾処理を行う追尾装置に出力される。
【０００９】
次に、上述のように構成された従来のビーム走査装置の作用を説明する。レーダ制御部７において、ビーム走査角テーブル１２ａは、複数のビームポジション番号と複数のビームポジション番号の各々に対応するビーム走査角を記憶する。
【００１０】
ビーム走査角選択器１１ａは、ビームポジション番号を更新するとともに、ビーム走査角テーブル１２ａを参照してビームポジション番号に対応するビーム走査角に応じたビーム走査角信号を走査角制御部６に出力する。ここで、ｎ番目のビームポジション番号ｉ（ｎ）は、以下の式で与えられる。
【数１】
2008256443.tif 000003
【００１１】
ここで、ｉｍｉｎは、ビームポジション番号の最小値である。また、ｉｍａｘは、ビームポジション番号の最大値である。図９は、ビーム走査角テーブル１２ａの記憶する内容を示す。図９に示すように、例えばビームポジション番号の最小値と最大値がそれぞれ１と９の場合、ビームポジション番号は、最小値の１から始まって、最大値９に達するまで順次更新される。（２）式に基づき、ビームポジション番号は、最大値９に達すると最小値１に戻るため、｛１、２、３、…、９、１、２、３、…｝のように変化する。
【００１２】
走査角制御部６は、レーダ制御部７により入力されたビーム走査角信号に基づくビーム走査角をアンテナ１のビーム走査角に対応するアンテナ制御信号に変換し、アンテナ１へ出力する。
【００１３】
アンテナ１は、走査角制御部６により入力されたアンテナ制御信号に基づき、ビーム走査角選択器１１ａが選択したビームポジション番号に対応するビーム走査角を中心とする指向性ビームを形成する。ここで、１例として、ビームの指向性利得が以下の式で与えられるとする。
【数２】
2008256443.tif 000004
【００１４】
ここで、Ｇは、ビームの指向性利得である。また、ｘは、Ｘ軸の値である。また、ｙは、Ｙ軸の値である。また、ｘ０は、Ｘ軸上のビーム中心値である。また、ｙ０は、Ｙ軸上のビーム中心値である。
【００１５】
さらに、ビーム走査角テーブル１２ａは、図９に示す内容のビームポジション番号及びビーム走査角を記憶していると仮定する。図１０は、従来のレーダ装置によるビーム走査処理の様子を示す。
【００１６】
最初に、図１０（ａ）は、ビーム走査状況を示すものであり、ｘｙ平面上における所定の利得以上のビームの輪郭線を描いたものである。図１０（ａ）において、ｘｙ平面上に９つの円が描かれており、各々の円の中心点は、図９に示す９つのビーム走査角に対応している。
【００１７】
また、図１０（ｂ）は、一連のビーム走査が終了したときの指向性利得を示す図であり、ｘｙに対する（３）式で示したビームの指向性利得を３次元的に示したものである。すなわち、図１０（ｂ）は、ビームを投影したある面（ｘｙ平面）におけるビーム強度を示したものと考えることができる。図１０（ｂ）より、ビームの中心部の利得が高く、ビームとビームとの間の位置における利得が低いことがわかる。
【００１８】
また、図１０（ｃ）は、一連のビーム走査が終了したときの探知確率を示す図である。ここでは、目標の探知確率が以下の式で与えられるとする。
【数３】
2008256443.tif 000005
【００１９】
ここで、Ｐｄは、探知確率である。また、Ｐｆａは、誤警報確率である。さらに、ＳＮＲは、信号対雑音比である。図１０（ｃ）に示すように、探知確率は、指向性利得の凹凸の影響を受けて、同様の凹凸を示している。
【００２０】
また、特許文献１には、隣接する複数のレーダビーム間の相関を下げ、指向パターンの交点方向付近の探知性能の劣化を低減することのできるレーダ空中線システムが記載されている。このレーダ空中線システムによれば、ビーム走査回路から出力された各走査ビームを各走査ビーム毎に偏波特性を切り替え、異なる偏波特性を有する各走査ビームとして空中線開口面に与える偏波切替回路を備えて構成したので、隣接する複数のレーダビーム間の偏波特性が異なるものにすることができる。したがって、この偏波切替回路は、電波の伝搬や目標物からの反射特性に変化をもたらし、ダイバシチ効果を得、当該レーダビーム間の相関を低減できて指向パターンの交点方向付近の探知性能の劣化を低減でき、したがってレーダビームの重なり部分の探知確率が高まり、探知性能が向上するという効果が得られる。
【特許文献１】特開平６−２３０１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上述した従来のビーム走査装置は、ビームポジション番号毎のビーム走査角を固定とするので、ビームポジション番号毎のビーム指向方向が変化しない。この結果、指向性利得の差（ビーム指向方向に近い所では高く、遠い所では低い）も固定的となるので、利得に依存する性能、例えば探知確率にも固定的な差異が発生する。このため、最も利得が低いところ（ワーストケース）に対しても規定の探知性能を達成しようとする場合には、送信機の送信電力やアンテナのアンテナ利得を増大させる必要があり、装置全体の規模は大きくなる。
【００２２】
また、上記の事情は特許文献１に記載されたレーダ空中線システムを用いた場合にも該当する。このレーダ空中線システムは、レーダビーム間の相関を低減して、指向パターンの交点方向付近の探知性能の劣化を低減させるために、ビーム走査回路から出力された各走査ビームを各走査ビーム毎に偏波特性を切り替え、異なる偏波特性を有する各走査ビームとして空中線開口面に与える偏波切替回路を備えているので、装置全体の規模は拡大し、偏波切替にも電力を必要とする。
【００２３】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、簡易な構成で装置規模を拡大することなく、指向性利得のばらつきを低減して探知性能を向上することができるビーム走査装置及びビーム走査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明に係るビーム走査装置は、上記課題を解決するために、第１の発明は、一様でない指向性利得を有するビームの制御を行うビーム走査装置であって、複数の所定のビーム走査角の中から一つを順次選択するとともに、選択したビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成するビーム走査角選択部と、前記複数の所定のビーム走査角に基づきビーム指向方向を変動させる微小変動量を算出する微小変動算出部と、前記ビーム走査角選択部により生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して前記微小変動算出部により算出された微小変動量を加算して得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成する微小変動付加部と、前記微小変動付加部により生成された第２ビーム走査角信号に基づきアンテナのビーム指向方向を指示するアンテナ制御信号を生成する走査角制御部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
第２の発明は、一様でない指向性利得を有するビームの制御を行うビーム走査装置であって、複数の所定のビーム走査角の中から一つを順次選択するとともに、選択したビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成するビーム走査角選択部と、前記ビーム走査角選択部により生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して予め設定された複数の微小変動量から選択された微小変動量を加算して導き出されたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成する微小変動付加部と、前記微小変動付加部により生成された第２ビーム走査角信号に基づきアンテナのビーム指向方向を指示するアンテナ制御信号を生成する走査角制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１の発明によれば、簡易な構成で装置規模を拡大することなく、ビーム指向方向にビーム走査角に基づく微小変動を与えて、指向性利得のばらつきを低減して探知性能を向上することができる。
【００２７】
本発明の第２の発明によれば、簡易な構成で装置規模を拡大することなく、ビーム指向方向に予め設定された微小変動を与えて、指向性利得のばらつきを低減して探知性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明のビーム走査装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例１のビーム走査装置を有するレーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、図１および後述の各実施の形態を示す図において、背景技術として説明した図８における構成要素と同一ないし均等のものは、前記と同一符号を以て示し、重複した説明を省略する。図１に示すように、このレーダ装置は、アンテナ１、サーキュレータ２、送信機３、受信機４、信号処理部５、走査角制御部６、及びレーダ制御部７で構成される。さらに、レーダ制御部７は、ビーム走査角選択器１１ｂ、ビーム走査角テーブル１２ｂ、微小変動付加器１３、及び微小変動発生器１４で構成される。ここで、本実施の形態に係るビーム走査装置は、アンテナ１から入出力される一様でない指向性利得を有するビームの制御を行うビーム走査装置であって、走査角制御部６とレーダ制御部７とで構成される。
【００３０】
ビーム走査角選択器１１ｂは、本発明のビーム走査角選択部に対応し、複数の所定のビーム走査角の中から１つを順次選択するとともに、選択したビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成する。具体的には、ビーム走査角選択器１１ｂは、ビームポジション番号を更新するとともに、ビーム走査角テーブル１２ｂを参照してビームポジション番号に対応するビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成して微小変動付加器１３に出力する。
【００３１】
また、ビーム走査角テーブル１２ｂは、複数のビームポジション番号と複数のビームポジション番号の各々に対応するビーム走査角を記憶する。本実施例においては、ビーム走査角テーブル１２ｂは、従来技術として説明したビーム走査角テーブル１２ａと同様、図９に示すビームポジション番号及びビーム走査角を記憶するものとする。
【００３２】
微小変動発生器１４は、本発明の微小変動算出部に対応し、複数の所定のビーム走査角に基づきビーム指向方向を変動させる微小変動量を算出する。具体的には、微小変動発生器１４は、複数の所定のビーム走査角に基づく微小変動空間を想定するとともに、微小変動空間の形状に基づきビーム指向方向を変動させる微小変動量を算出する。微小変動空間の想定方法及びそれに伴う微小変動量の算出方法については、後述する。
【００３３】
微小変動付加器１３は、本発明の微小変動付加部に対応し、ビーム走査角選択器１１ｂにより生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して、微小変動発生器１４により算出された微小変動量を加算して得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成する。
【００３４】
走査角制御部６は、微小変動付加器１３により生成された第２ビーム走査角信号に基づき、アンテナ１のビーム指向方向を指示するアンテナ制御信号を生成する。その後、走査角制御部６は、生成したアンテナ制御信号をアンテナ１に出力する。
【００３５】
アンテナ１は、サーキュレータ２により入力された送信信号を電波に変換して送信波を生成するとともに、走査角制御部６により入力されたアンテナ制御信号に基づき所定の方向の空間に向けて送信する。また、アンテナ１は、送信波の反射波を受信し、電気信号に変換してサーキュレータ２に出力する。サーキュレータ２は、入力された電気信号を受信機４に出力する。
【００３６】
その他の構成は、図８で説明した従来のレーダ装置と同様であり、重複した説明を省略する。
【００３７】
次に、上述のように構成された本実施の形態のビーム走査装置の作用を説明する。まずレーダ制御部７内のビーム走査角選択器１１ｂは、上述したように複数の所定のビーム走査角の中から１つを順次選択する。具体的には、ビーム走査角選択器１１ｂは、ビームポジション番号を更新するとともに、ビーム走査角テーブル１２ｂを参照してビームポジション番号に対応するビーム走査角を選択する。本実施例においては、ビーム走査角テーブル１２ｂは、図９に示すビームポジション番号及びビーム走査角を記憶する。ビームポジション番号は、上述したように（１）式及び（２）式で与えられるので、ビーム走査角選択器１１ｂは、ビームポジション番号を１、２、３、…９、１、２、…というように、１から９までの数字を繰り返すように更新し、ビームポジション番号に対応するビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成する。
【００３８】
次に、微小変動発生器１４は、ビーム走査角テーブル１２ｂにより記憶された複数の所定のビーム走査角に基づく微小変動空間を想定するとともに、微小変動空間の形状に基づきビーム指向方向を変動させる微小変動量を算出する。
【００３９】
微小変動空間は、２次元空間を隙間なく覆うことができる正多角形（以下、充填形）であり、図２（ａ）、図２（ｂ）、及び図２（ｃ）に示すように正三角形、正方形、及び正六角形の３種類である。このため、ビーム形状に相当する円形は、図２（ｄ）、図２（ｅ）、及び図２（ｆ）に示すように充填形の外接円となる。なお、ビーム形状が楕円形の場合、微小変動空間は、ビーム形状に対応して縦又は横方向にスケーリングを施した三角形、四角形、及び六角形を取りうる。
【００４０】
ここで、図３は、本実施例の形態のビーム走査装置における微小変動空間と微小変動量の関係を示す。描かれた９つの円は、図１０（ａ）と同様に、ｘｙ平面上における所定の利得以上のビームの輪郭線を描いたものである。図３のビームポジションは、図２（ｅ）に相当するため、その微小変動空間（充填形）は、図２（ｂ）に示すように四角形である。微小変動発生器１４は、中心の円が他の円と交わる点を頂点とする四角形を微小変動空間と想定する。微小変動発生器１４は、この微小変動空間内で微小変動量を決定する。ここでは、微小変動発生器１４は、微小変動空間を４分割した各四角形の中心を微小変動量として定める。微小変動量を表す式は、以下のようになる。
【数４】
2008256443.tif 000006
【００４１】
ここで、ｄｘ０は、微小変動量のＸ軸の成分である。また、ｄｙ０は、微小変動量のＹ軸の成分である。さらに、θは、ビーム幅であり、本実施例においては１である。
【００４２】
微小変動量は、最小値の微小変動量（１）から始まって、ビームポジション番号が１になる度に微小変動量（４）に達するまで順次更新され、微小変動量（４）に達すると、微小変動量（１）に戻る。
【００４３】
具体的にいうと、本実施例においてビームポジション番号は１から９まである。ビーム走査角選択器１１ｂは、ビームポジション番号を１、２、３、…９、１、２、…というように更新する。最初に、微小変動発生器１４は、ビームポジション番号が１から９に変化する間、微小変動量（１）に微小変動量を固定する。次に、ビームポジション番号が１に戻ると、微小変動発生器１４は、微小変動量（２）に微小変動量を更新し、ビームポジション番号が９に更新されるまで微小変動量を固定する。次に、ビームポジション番号が１に戻ると、微小変動発生器１４は、微小変動量（３）に微小変動量を更新し、ビームポジション番号が９に更新されるまで微小変動量を固定する。このように、微小変動発生器１４は、微小変動量の更新を繰り返す。
【００４４】
なお、ここでは、微小変動空間を４分割する例を示したが、分割数は、４に限定されない。また、微小変動空間は、四角形とは限らない。微小変動発生器１４による微小変動空間の想定方法は、どのようなものであってもよく、ビームの指向性利得のばらつきを低減できるような微小変動空間及び微小変動量を算出するものとする。
【００４５】
微小変動付加器１３は、ビーム走査角選択器１１ｂにより生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して、微小変動発生器１４により算出された微小変動量を加算して得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成し、走査角制御部６に出力する。
【００４６】
走査角制御部６は、レーダ制御部７内の微小変動付加器１３により入力された第２ビーム走査角信号に基づき、アンテナ１のビーム指向方向を指示するアンテナ制御信号を生成する。その後、走査角制御部６は、生成したアンテナ制御信号をアンテナ１に出力する。
【００４７】
アンテナ１は、走査角制御部６により入力されたアンテナ制御信号に基づき所定の方向の空間に向けて送信する。すなわち、アンテナ１は、ビーム走査角選択器１１ｂが出力した第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角を中心とする指向性ビームを形成する。
【００４８】
図４は、本実施例のビーム走査装置を有するレーダ装置による微小変動付加に対するビーム走査の様子を示す。図４（ａ）は、微小変動付加器１３により微小変動量（１）が付加されたビーム走査角に基づくビーム走査処理の様子である。同様に、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）は、微小変動付加器１３により微小変動量（２）、微小変動量（３）、微小変動量（４）がそれぞれ付加されたビーム走査角に基づくビーム走査処理の様子である。これらのビーム走査は、順次行われる。
【００４９】
また、図５は、本実施例のビーム走査装置を有するレーダ装置によるビーム走査処理の様子を示す。図５（ａ）は、図４に示す各微小変動量に対するビーム走査を全て重ね合わせたものを示す。さらに、図５（ｂ）は、一連のビーム走査が終了したときの指向性利得を示す。図５（ｃ）は、探知確率（平均値）を示す。ビーム走査角に微小変動量を付加することにより、指向性利得の凹凸が減少し、探知確率の凹凸も減少している。
【００５０】
上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係るビーム走査装置によれば、簡易な構成で装置規模を拡大することなく、ビーム指向方向にビーム走査角に基づく微小変動を与えて、指向性利得のばらつきを低減して探知性能を向上することができる。
【００５１】
また、微小変動発生器１４は、微小変動空間内に等間隔に配置された複数の微小変動量を算出するので、ビームの指向性利得の凹凸に対する低減率が大きい。
【００５２】
ビーム指向方向近傍の指向性利得の凹凸を減らすことができるので、最も利得が低いところ（ワーストケース）の規定の探知性能を達成するために送信機の送信電力やアンテナのアンテナ利得を増大させる必要が無く、装置の小型化が可能である。
【００５３】
また、特許文献１に記載されたレーダ空中線システムに用いられている偏波切替回路を備える必要も無く、ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に微小変動量を数値として加算するのみなので、簡易な構成で実現できる。
【実施例２】
【００５４】
次に実施例２のビーム走査装置について説明する。図６は、本発明の実施例２のビーム走査装置を有するレーダ装置の構成を示すブロック図である。実施例１の構成と異なる点は、レーダ制御部７内に実施例１で用いた微小変動発生器１４が無く、代わりに微小変動量テーブル１５を有する点である。
【００５５】
微小変動付加器１３は、ビーム走査角選択器１１ｂにより生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して微小変動量テーブル１５に予め設定された複数の微小変動量から選択された微小変動量を加算して得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成する。
【００５６】
また、微小変動量テーブル１５は、複数の変動番号と複数の変動番号の各々に対応する微小変動量を記憶する。図７は、本実施例において微小変動量テーブル１５が記憶する変動番号及び微小変動量を示す。なお、微小変動量テーブルが記憶する変動番号及び微小変動量のパターンは、１つとは限らず、目的に合わせて操作人が使用するパターンを選択することもできる。また、操作人ではなく、微小変動付加器１３が自動的に使用するパターンを選択する構成でもよい。
【００５７】
その他の構成は、実施例１と同じであり、重複した説明を省略する。
【００５８】
次に、上述のように構成された本実施の形態のビーム走査装置の作用を説明する。基本的には、実施例１の形態のビーム走査装置の作用と同様である。ビーム走査角選択器１１ｂは、ビームポジション番号を更新するとともに、ビーム走査角テーブル１２ｂを参照してビームポジション番号に対応するビーム走査角を選択し、ビーム走査角に応じた第１ビーム走査角信号を生成する
微小変動付加器１３は、ビーム走査角選択器１１ｂにより生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して微小変動量テーブル１５に予め設定された複数の微小変動量から選択された微小変動量を加算して得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成する。具体的には、微小変動付加器１３は、変動番号を更新し、微小変動量テーブル１５を参照して変動番号に対応する微小変動量を選択する。なお、微小変動付加器１３ではなく、ビーム走査角選択器１１ｂが変動番号を更新して微小変動付加器１３に出力する構成としてもよい。ｎ番目の変動番号ｊ（ｎ）は、以下の式で与えられる。
【数５】
2008256443.tif 000007
【００５９】
ここで、ｊｍｉｎは、変動番号の最小値である。また、ｊｍａｘは、変動番号の最大値である。ｉｍｉｎは、上述したように、ビームポジション番号の最小値である。ビームポジション番号は、（１）式及び（２）式で与えられ、本実施例においては１から９まである。変動番号は、図７に示したように１から４まである。
【００６０】
実施例１と同様に、ビーム走査角選択器１１ｂは、ビームポジション番号を１、２、３、…９、１、２、…というように更新する。最初に、ビームポジション番号が１から９に変化する間、変動番号は１である。次に、ビームポジション番号が１に戻ると、変動番号は、２に更新され、ビームポジション番号が９に更新されるまで２に固定される。次に、ビームポジション番号が１に戻ると、変動番号は、３に更新され、ビームポジション番号が９に更新されるまで３に固定される。このように、微小変動付加器１３又はビーム走査角選択器１１ｂは、変動番号の更新を繰り返す。
【００６１】
微小変動付加器１３は、ビーム走査角選択器１１ｂにより生成された第１ビーム走査角信号に応じたビーム走査角に対して、微小変動量テーブル１５を参照して変動番号に対応する微小変動量を選択して加算し、得られたビーム走査角に応じた第２ビーム走査角信号を生成し、走査角制御部６に出力する。
【００６２】
その後の動作は実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。
【００６３】
上述のとおり、本発明の実施例２の形態に係るビーム走査装置によれば、実施例１の効果に加え、簡易な構成で装置規模を拡大することなく、ビーム指向方向に予め設定された微小変動を与えて、指向性利得のばらつきを低減して探知性能を向上することができる。
【００６４】
微小変動量テーブル１５は、ビーム走査角テーブル１２ｂを参照する必要もなく、予め微小変動量が設定されている。したがって、迅速に微小変動量を設定し、ビーム走査を実行することができる。また、微小変動量テーブル１５は、変動番号及び微小変動量の組み合わせに係るパターンを複数記憶することにより、状況に応じて柔軟にパターンを選択してビーム走査を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係るビーム走査装置は、レーダ、レーザレーダ、及びソナー等の装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例１の形態のビーム走査装置を有するレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ビーム走査装置における微小変動空間を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１の形態のビーム走査装置における微小変動空間と微小変動量の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の形態のビーム走査装置を有するレーダ装置による微小変動付加に対するビーム走査の様子を示す図である。
【図５】本発明の実施例１の形態のビーム走査装置を有するレーダ装置によるビーム走査処理の様子を示す図である。
【図６】本発明の実施例２の形態のビーム走査装置を有するレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例２の形態のビーム走査装置における微小変動量テーブル１５が記憶する変動番号及び微小変動量を示す図である。
【図８】従来の形態のビーム走査装置を有するレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来の形態のビーム走査装置の有するビーム走査角テーブルの記憶する内容を示す図である。
【図１０】従来の形態のビーム走査装置を有するレーダ装置によるビーム走査処理の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１      アンテナ
２      サーキュレータ
３      送信機
４      受信機
５      信号処理部
６      走査角制御部
７      レーダ制御部
１１ａ、１１ｂ  ビーム走査角選択器
１２ａ、１２ｂ  ビーム走査角テーブル
１３    微小変動付加器
１４    微小変動発生器
１５    微小変動量テーブル
【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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