(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長い照射時間を要する高分解能ビームで走査を行なう電子走査方式のパルスドップラーレーダ装置において、前記高分解能ビームのＰＲＴを本来必要な区間よりも延長し、この延長した区間内に、前記高分解能ビームよりも短い照射時間を要する低分解能な他の一つの捜索ビームのＰＲＴ、もしくは、前記高分解能ビームよりも短い照射時間を要する低分解能な他の一つの追尾ビームのＰＲＴを割り込ませ、前記高分解能ビームと、前記他の捜索ビーム、もしくは、前記他の追尾ビームを並行して走査するようにしたことを特徴とするパルスドップラーレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高分解能ビームで走査を行なう電子走査方式のパルスドップラーレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機に搭載されるパルスドップラーレーダは、ドップラー効果を利用して自機と同じ速度で接近する地表をカットすることにより、下方へのレーダ視程を得ることができるレーダとして知られている。特に戦闘機などに搭載されるものは、自機よりも低い高度を飛行している航空機を、地上反射波と区別し識別する能力を持っている。この種のパルスドップラーレーダにおいては、レーダの距離、方位、仰角分解能以下で近接する編隊飛行による目標の機数判定等を行うためにはドップラー周波数分解能の向上が要求される。このことについて次に述べる。
【０００３】
パルスドップラーレーダにおいて、照射したビームで受信した受信パルス信号列（距離対時間）に対して、コヒーレント積分を実施することで、受信データ系列（距離対周波数）を算出することができる。このとき、ビーム内の複数目標がレーダから同じ距離に存在したとしても、各目標のドップラー周波数成分（速度）が異なれば、受信データ系列（距離対周波数）の振幅分布から、複数目標が存在することが分かる。図４に示す受信信号の振幅分布の例の場合、バンク２とバンク７に振幅ピークを持つのは別目標と推定される。観測時間（照射時間）が長いほど周波数分解能は向上するため、レーダの距離、方位、仰角分解能以下で近接した編隊飛行による目標の機数判定等に使用されるドップラー周波数分解能の向上を目的とした高分解能ビームは、多数の送信パルスから構成され、照射時間が長いという特徴を持つ。その照射時間は他の捜索ビームや追尾ビーム用の諸元と比較してオーダ単位で長い場合がある。
電子走査方式のパルスドップラーレーダにおける従来のビーム制御方式では、ビーム単位に送信パルス幅やＰＲＴ（Pulse Repetition Time；パルス繰り返し時周期＝送信区間＋受信区間）、送受信指向方位、仰角などの諸元を決定しており、ビーム制御が複雑もしくは困難となるため、複数ビーム諸元を組合せたビーム制御やパルス毎のビーム諸元の制御は行っていない。
【０００４】
なお、電子走査方式のパルスドップラーレーダのビーム制御に関しては、複数のアンテナ面を持つレーダにおいて、目標の位置に応じてビームのＰＲＴおよびヒット数を各面で同期させつつ、ビームの照射時間に上限を設ける技術（例えば特許文献１参照）がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２４３７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の理由から、従来のパルスドップラーレーダ装置では、高分解能ビームを適用している期間は、高分解能ビームを指向している方位・仰角以外にその他のビームを走査することができない。そのため、高分解能ビームを適用した場合、その他のビーム適用本数が減るため捜索領域の減少、追尾目標数の減少となる。あるいは、全体のビーム走査時間が長くなる（データレートの低下）という問題がある。高いドップラー周波数分解能を得ようとするほど、長時間のビーム照射が必要となるため、レーダシステムに与える影響も大きくなる。
また、特許文献１に記載されたビーム制御方法は、追尾目標の位置に応じた追尾ビームの照射時間の上限値を設定することにより、アンテナ面間のＰＲＦ同期処理を行う際に近距離目標に対するビーム照射時間を必要以上に大きくすることがなくなり、その遠距離目標とのＰＲＦ同期処理のために追尾できなくなる近距離目標数を減少させるという効果を狙ったものであり、以下に述べるこの発明におけるビーム制御方法とは異なる。
【０００７】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、高分解能ビームとその他のビームを並行して走査可能とするパルスドップラーレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るパルスドップラーレーダ装置は、長い照射時間を要する高分解能ビームで走査を行なう電子走査方式のパルスドップラーレーダ装置において、高分解能ビームのＰＲＴを本来必要な区間よりも延長し、この延長した区間内に、高分解能ビームよりも短い照射時間を要する低分解能な他の一つの捜索ビームのＰＲＴ、もしくは、高分解能ビームよりも短い照射時間を要する低分解能な他の一つの追尾ビームのＰＲＴを割り込ませ、高分解能ビームと、他の捜索ビーム、もしくは、他の追尾ビームを並行して走査するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、高分解能ビームのＰＲＴの延長により生じた余剰時間内に、他の捜索ビームのＰＲＴもしくは追尾ビームのＰＲＴを割り込ませて、高分解能ビームとその他のビームを並行して走査するようにしたので、捜索領域の減少もしくは追尾目標数の減少、およびデータレートの低下を防ぐことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の各実施形態１に係る電子走査方式のパルスドップラーレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。
送信部１１は、ビーム制御部１６からのビーム制御情報に基づき、高分解能ビームおよび他の捜索および／もしくは追尾ビームの送信パルスをＰＲＴ毎にサーキュレータ１０を介して空中線部１２に出力する。空中線部１２では、送信部１１から出力されたタイミングで送信パルスを空間に放射し、目標物からの受信パルスを受信し、サーキュレータ１０を介して受信部１３に出力する。受信部１３では、高分解能ビームおよび他の捜索／追尾ビームの受信パルス信号の受信処理を行い、その受信信号を信号処理部１４に出力する。信号処理部１４では、受信部１３から与えられた受信信号に対してＳ／Ｎ改善、量子化等の目標検出処理を行い、目標の位置情報を取得して追尾処理部１５に与える。追尾処理部１５は、信号処理部１４から与えられた目標の位置情報に基づいて目標の運動情報を推定し、航跡情報１７として管理、更新する。ビーム制御部１６は、追尾処理部１５で管理、更新される航跡情報１７および予め設定された捜索ビームのスケジュールを基に、適用するビームの諸元やタイミングを含んだビーム制御情報を作成し、送信部１１に出力する。
上記はパルスドップラーレーダ装置の一般的な構成と同じであるが、次に述べるこの発明のビーム制御は、ビーム制御部１６で設定するビーム制御情報によって行われる。
【００１１】
図２は、この実施形態１によるビーム適用タイミング（ｂ）と従来方式のビーム適用タイミング（ａ）を示すタイムチャートである。ここで、高分解能ビームのＰＲＴをＡ秒、その送信パルス数をＭ、捜索ビームのＰＲＴをＢ秒、その送信パルス数をＮ、追尾ビームのＰＲＴをＣ秒、その送信パルス数をＯとする。
図２（ａ）の従来方式では、高分解能ビームのＰＲＴをＡ秒、送信パルス数をＭとすると、Ａ×Ｍ秒の時間だけ、他のビームを照射することができない。これに対し、図２（ｂ）の実施形態１の方式では、高分解能ビームのＰＲＴをＤ秒に延長し、Ｄ−Ａ（＞ＢまたはＣ）秒の区間に捜索ビームのＰＲＴを割り込ませる。高分解能ビームと比較して捜索ビームのパルス数は少ない（Ｍ＞ＮまたはＯ）ため、捜索ビームの照射が終了した場合、Ｄ−Ａの区間には、引き続き捜索ビームのＰＲＴを、もしくは目標がいる場合は、追尾ビームのＰＲＴを割り込ませる。
このようにビーム適用タイミングを設定することにより、高分解能ビームの照射完了時間はＤ×Ｍ秒に延びるが、高分解能ビームと並行して捜索ビームまたは追尾ビームを走査することが可能となる。
【００１２】
以上のように、この実施の形態１によれば、長い照射時間を要する高分解能ビームのＰＲＴを本来必要な区間よりも延長し、この延長した区間内に他の追尾ビームおよび捜索ビームのＰＲＴを割り込ませ、高分解能ビームと追尾ビームを並行して走査するようにしたので、捜索領域の減少、追尾目標数の減少およびデータレートの低下を防ぐことができる。なお、上記例では、延長した区間内にＰＲＴを割り込ませる他のビームを追尾ビームおよび捜索ビームとしたが、いずれか一方のビームだけを適用してもよい。
【００１３】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施形態２によるビーム適用タイミングを示すタイムチャートである。ここで、高分解能ビームのＰＲＴをＡ秒、その送信パルス数をＭ、捜索ビームのＰＲＴをＢ秒、その送信パルス数をＮ、追尾ビームのＰＲＴをＣ秒、その送信パルス数をＯとする。
この実施の形態２の場合、高分解能ビームのＰＲＴをＥ秒に延長し、Ｅ−Ａ（＞Ａ、ＢまたはＣ）の区間に他の高分解能ビーム、捜索ビームまたは追尾ビームのＰＲＴを割り込ませる。このようにビーム適用タイミングを設定することにより、機数判定の対象となる航跡が複数ある場合、高分解能ビームを複数適用しながら、他の捜索ビームまたは追尾ビームを並行して走査することが可能となる。
【００１４】
以上のように、この実施の形態２によれば、長い照射時間を要する高分解能ビームのＰＲＴを本来必要な区間よりも延長し、この延長した区間内に他の高分解能ビームのＰＲＴと他の捜索ビームおよび／もしくは追尾ビームのＰＲＴを割り込ませ、高分解能ビームと他の高分解能ビームと他の捜索ビームおよび／もしくは追尾ビームを並行して走査するようにしたので、捜索領域の減少、追尾目標数の減少およびデータレートの低下を防ぎつつ、高分解能ビームの複数目標への適用を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の各実施の形態１に係る電子走査方式のパルスドップラーレーダ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１によるビーム適用タイミングと従来方式のビーム適用タイミングを示すタイムチャートである。
【図３】この発明の実施形態２によるビーム適用タイミングを示すタイムチャートである。
【図４】パルスドップラーレーダにおける受信信号の振幅分布例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１６】
１１  送信部、１２  空中線部、１３  受信部、１４  信号処理部、１５  追尾処理部、１６  ビーム制御部、１７  航跡情報。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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