(57)【要約】【課題】送受信モジュールの個体間差と周囲環境に起因する相対的な影響を除去し、適応的に送受信モジュールの位相補正を行い、精度の高いビーム成形を実現する。【解決手段】複数の送受信モジュールの受信試験信号の位相を取得する各位相抽出部、複数のモジュールのうちで補正対象モジュールの周囲のモジュールで取得した各位相と基準の位相補正量とを比較して測定環境の影響により生じる位相変化量をそれぞれ算出し、平均値を環境補正量として算出する環境補正量算出部、補正対象送受信モジュールの位相と環境補正量とから位相補正量を算出する位相補正量算出部、この位相補正量を用いて補正対象送受信モジュールの位相補正を行う送受信モジュール制御部を備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送受信モジュールが受信した試験用送信機からの試験信号の位相を取得するそれぞれの位相抽出部と、
前記複数の送受信モジュールのうちで補正対象送受信モジュールとしたものの周囲にある他の送受信モジュールに関して、対応する前記位相抽出部で取得した各位相と過去に算出され予め保持した基準の位相補正量とを比較して測定環境の影響により生じる位相変化量をそれぞれ算出し、算出された位相変化量の平均値を環境補正量として算出する環境補正量算出部と、
前記補正対象送受信モジュールの受信信号の位相と前記環境補正量とから前記補正対象送受信モジュールの測定環境の影響を考慮した位相補正量を算出する位相補正量算出部と、
算出された前記位相補正量を用いて前記補正対象送受信モジュールの位相補正を行う送受信モジュール制御部とを備えたフェイズドアレイレーダの位相補正装置。
【請求項２】
位相補正量算出部は、周囲の送受信モジュールが故障または存在しない場合には、故障または存在しない送受信モジュールに近く配線長等の装置構成の影響を相殺する代替送受信モジュールを選定するようにしたことを特徴とする請求項１記載のフェイズドアレイレーダの位相補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は送受信モジュールの個体間差と周囲環境の影響を考慮した位相補正を実施するフェイズドアレイレーダの位相補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フェイズドアレイレーダは、所定間隔で配列された複数のアンテナ素子からなる所謂アレーアンテナを用い、各アンテナ素子により電波を送信し、目標物からの反射電波を受信し、アンテナ素子毎に送信信号と受信信号の位相差を算出して目標物の所在や状態を摘出し監視する装置である。このフェイズドアレイレーダでは、アンテナ本体を固定した状態でビーム走査を行うため、アンテナ素子毎に送受信モジュールが設けられ、自己の受け持つアンテナ素子の送信信号および受信信号の通過位相を制御している。各送受信モジュールに与えられる制御信号は、外部コマンドに基づいて走査角に応じた各アンテナ素子間の相対位相量から算出し生成される。フェイズドアレイレーダには、運用上、当然精度が要求されるが、反面、精度劣化の原因として厳しい温度環境や経年変化および送受信モジュールの個体間差がある。これらの影響を受けると、送受信モジュールは、設定される制御信号に応じて行う移相動作上で位相誤差を発生する。計算上では正しい移相量が与えられることになっているが、この位相誤差の発生によって実際上の移相量が目的とする値よりも変化し、電波ビーム形成の精度劣化となって現れる。
【０００３】
送受信モジュールの位相誤差の補正を行う従来の技術として、隣り合った送受信モジュール間の送信信号の位相差を常に動作中に検出し、検出された位相差と外部コマンドによる相対移相量とを比較し、両者間の差から位相量の補正値を生成して制御信号に付加し、この制御信号を用いて送受信モジュールの本来の動作と位相誤差分の補正を行い、常に最適なビームを形成可能にするようにしたフェイズドアレイレーダ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
また、他の従来の技術として、図４に示すような送受信モジュールの位相補正量算出を行う機能構成がある。図において、移送補正を行う任意の送受信モジュールに対して試験用送信機１を設け、試験用信号を送信し、補正対象送受信モジュール２で受信する。位相抽出部４は補正対象送受信モジュール２にて受信された信号の位相を取得する。位相補正量算出部６では、位相抽出部４で取得した位相と予め基準としてメモリ８に保持されている位相とを比較し、その差より補正対象送受信モジュール２の位相補正量を算出する。そしてこの位相補正量を用いて送受信モジュール制御部７が位相補正することにより、補正対象送受信モジュール２の個体間差を補正する処理を行なっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６２３０３号公報（図１、３，４頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の位相補正装置は、以上のように構成されているが、特許文献１に示された技術では、隣り合う送受信モジュールの位相差を検出して用いるため、隣の送受信モジュールが故障などで使用不可や存在しない場合については対応できないという問題がある。また、図４に示した従来の技術では、位相補正を実施する時点の環境で位相を測定し任意のモジュールの位相補正量を算出しており、その場合、すべての送受信モジュールの位相を測定しなければ周囲の環境変化に依存したフェイズドアレイレーダ装置全体の位相のシフトを考慮できず、そのため位相補正量を正しく算出するのに工数がかかるという問題があった。
【０００６】
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、送受信モジュールの個体間差と周囲環境に起因する相対的な影響を除去し、適応的に送受信モジュールの位相補正を行うことができ、精度の高いビーム成形を実現するフェイズドアレイレーダの位相補正装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るフェイズドアレイレーダの位相補正装置は、複数の送受信モジュールが受信した試験用送信機からの試験信号の位相を取得するそれぞれの位相抽出部と、複数の送受信モジュールのうちで補正対象送受信モジュールの周囲にある他の送受信モジュールに関して、対応する位相抽出部で取得した各位相と過去に算出され予め保持した基準の位相補正量とを比較して測定環境の影響により生じる位相変化量をそれぞれ算出し、算出された位相変化量の平均値を環境補正量として算出する環境補正量算出部と、補正対象送受信モジュールの受信信号の位相と環境補正量とから補正対象送受信モジュールの測定環境の影響を考慮した位相補正量を算出する位相補正量算出部と、算出された位相補正量を用いて補正対象送受信モジュールの位相補正を行う送受信モジュール制御部とを備えたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるフェイズドアレイレーダの位相補正装置の機能構成を示すブロック図である。
図において、試験用送信機１は予め設定された位相を持つ試験用信号を送信する。試験信号は送受信モジュール２，３で受信され、それぞれの位相抽出部４により受信信号の位相を取得する。ここで、送受信モジュールのうちから任意の１つを補正対象送受信モジュール２とする。このとき、その周囲に在る送受信モジュールから位相抽出部までのでの電気長が最も近い複数の送受信モジュール３で受信した試験用信号の位相は、環境補正量算出部５に与えられる。環境補正量算出部５は、周囲の各送受信モジュール３の位相と、過去に算出され、基準としてメモリ８に保持されている位相補正量とを比較し、経年変化や温度変化および装置構造などの測定環境の影響により生じる位相変化量を算出する。さらに、環境補正量算出部５は、それぞれ算出した位相変化量の平均値を環境補正量として算出する。次に、位相補正量算出部６は、補正対象送受信モジュール２の受信信号の位相と算出された環境補正量とから、補正対象送受信モジュール２の測定環境の影響を考慮した位相補正量を算出する。算出された測定環境の影響を考慮した位相補正量は、送受信モジュール制御部７により、補正対象送受信モジュール２に与えられ、位相補正を行う。
【０００９】
以上のように、この実施の形態１によれば、補正対象送受信モジュール２の周囲にあり、送受信モジュール２から位相抽出部までの電気長に対しその長さを超えず最も近いものおよびその長さ以上で最も近い送受信モジュール３の位相をそれぞれ測定し、取得した各位相と過去に算出され予め保持した基準の位相補正量とを比較して測定環境の影響により生じる位相変化量を算出し、算出された位相変化量の平均値を環境補正量として算出し、この位相補正量を用いて補正対象送受信モジュール２の位相補正を行うようにしたので、これにより送受信モジュールの個体間差と周囲環境に起因する相対的な影響を除去し、適応的に位相補正を行うことができる効果が得られる。
【００１０】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係る動作を説明するための送受信モジュールの配列を示す説明図である。実施の形態２による位相補正装置の機能構成は、図１と概略同じであるが、その動作において以下のように若干異なる。
試験用送信機１が設定された位相を持つ試験用信号を送信する。補正対象送受信モジュール２およびその周囲の送受信モジュール３はその試験用信号を受信する。ところが、図２のアレーアンテナの配列に示すように、受信対象とする周囲の送受信モジュール３１の中で、どれかが故障または存在しない場合が考えられる。その場合には、代わりとして故障送受信モジュール３３（×印）に近く、配線長等の装置構成の影響を相殺する送受信モジュール９１を代替送受信モジュールとして位相補正量算出部６で選定する。もし、送受信モジュール３２が故障の場合には、同様に送受信モジュール９２が代替することになる。また、その送受信モジュール９１も存在しない場合には、位相補正量算出部６は、配線長等の装置構成の影響を相殺する他の送受信モジュールを選定する。なお、送受信モジュールの故障は、図３の運用中の機能構成に示される監視制御部１０により判断される。監視制御部１０は、位相抽出部４で得られる位相データから送受信モジュール３３の故障を判断し、メモリ８にその旨記録しておく。
【００１１】
次に、位相抽出部４は、それぞれの送受信モジュールで受信された信号の位相を取得する。環境補正量算出部５は、周囲の各送受信モジュール３１，３２，３４，９１の位相とメモリ８が保持している過去に算出された基準の位相補正量とを比較することで、測定環境の影響による位相変化量をそれぞれ算出し、その位相変化量の平均値を環境補正量として算出する。位相補正量算出部６は、補正対象送受信モジュール２の受信信号の位相と算出された環境補正量とから、測定環境の影響を考慮した補正対象送受信モジュール２の位相補正量を算出する。算出された測定環境の影響を考慮した位相補正量は、送受信モジュール制御部７により、補正対象送受信モジュール２に与えられ、その位相補正を行う。
【００１２】
以上のように、この実施の形態２によれば、周囲の送受信モジュールのどれかが存在しない場合に、その代わりとしてその送受信モジュールに近く、配線長等の装置構成の影響を相殺する他の送受信モジュールを選定することで、実施の形態１と同様に補正対象送受信モジュールの位相補正を行うようにしたので、送受信モジュールの個体間差と周囲環境に起因する相対的な影響を除去し、適応的に送受信モジュールの位相補正を行うことができる効果が得られる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、複数の送受信モジュールが受信した試験用送信機からの試験信号の位相を取得するそれぞれの位相抽出部と、複数の送受信モジュールのうちで補正対象送受信モジュールの周囲にある他の送受信モジュールに関して、対応する位相抽出部で取得した各位相と過去に算出され予め保持した基準の位相補正量とを比較して測定環境の影響により生じる位相変化量をそれぞれ算出し、算出された位相変化量の平均値を環境補正量として算出する環境補正量算出部と、補正対象送受信モジュールの受信信号の位相と環境補正量とから補正対象送受信モジュールの測定環境の影響を考慮した位相補正量を算出する位相補正量算出部と、算出された位相補正量を用いて補正対象送受信モジュールの位相補正を行う送受信モジュール制御部とを備えるようにしたので、１つの測定対象とする送受信モジュールに対して、複数の送受信モジュールの位相差を平均化することにより、それぞれの送受信モジュールへの環境による影響を相殺させるため、送受信モジュールの個体間差と周囲環境起因する相対的な影響を除去し、適応性の高い送受信モジュールの位相補正を行うことができ、精度の高いビーム成形を実現する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１および実施の形態２によるフェイズドアレイレーダの位相補正装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る動作を説明するための送受信モジュールの配列を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるフェイズドアレイレーダの運用中の機能構成を示すブロック図である。
【図４】従来の送受信モジュールの位相補正量算出を行う機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  試験用送信機、２  補正対象送受信モジュール、３，３１〜３４周囲の送受信モジュール、４  位相抽出部、５  環境補正量算出部、６  位相補正量算出部、７  送受信モジュール制御部、８  メモリ、９１，９２  代替送受信モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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