(57)【要約】【課題】精測進入レーダにおいて、高精度に航空機位置情報を観測すること。【解決手段】本実施形態に係る精測進入レーダ装置は、管制対象の航空機近傍の複数位置を連続的にビーム走査する電子走査アンテナ１と、複数のビーム位置における航空機からの反射波の受信信号を受信する受信機３と、受信信号のうちの１つのビーム位置の受信信号をもとに第１の測角値を得るモノパルス測角部７と、上記複数のビーム位置の受信信号をもとに第２の測角値を得るビーム間重心演算部８と、複数のビーム位置の各受信信号の振幅が所定のしきい値を超えるか否かを判定するビーム間比較部９と、判定結果に基づいて、隣接する複数のビーム位置の受信信号の振幅が所定のしきい値を超える場合に第２の測角値を選択し、それ以外の場合に第１の測角値を選択する選択部１０とを具備する。【選択図】      図１
2012026770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管制対象の航空機近傍の複数位置を連続的にビーム走査するアンテナ部と、
複数のビーム位置における前記航空機からの反射波の受信信号を受信する受信部と、
前記受信信号のうちの１つのビーム位置の受信信号をもとに第１の測角値を得る第１の測角手段と、
前記複数のビーム位置の受信信号をもとに第２の測角値を得る第２の測角手段と、
前記複数のビーム位置の各受信信号の振幅が所定のしきい値を超えるか否かを判定する判定手段と、
前記判定結果に基づいて、隣接する複数のビーム位置の受信信号の振幅が所定のしきい値を超える場合に前記第２の測角値を選択し、それ以外の場合に前記第１の測角値を選択する選択手段と
を具備することを特徴とする精測進入レーダ装置。
【請求項２】
アンテナにより管制対象の航空機近傍の複数位置を連続的にビーム走査し、複数のビーム位置における前記航空機からの反射波の受信信号を受信する精測進入レーダ装置の目標処理部に用いられるプログラムであって、
コンピュータに、
前記受信信号のうちの１つのビーム位置の受信信号をもとに第１の測角値を得る第１の測角処理と、
前記複数のビーム位置の受信信号をもとに第２の測角値を得る第２の測角処理と、
前記複数のビーム位置の各受信信号の振幅が所定のしきい値を超えるか否かを判定する判定処理と、
前記判定結果に基づいて、隣接する複数のビーム位置の受信信号の振幅が所定のしきい値を超える場合に前記第２の測角値を選択し、それ以外の場合に前記第１の測角値を選択する選択処理と
を実行させることを特徴とする測角処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、精測進入レーダ及び測角処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
各地の飛行場では航空機の着陸を支援するために精測進入レーダ（Precision Approach Radar；ＰＡＲ）が利用されている。精測進入レーダは、航空機を最終進入降下路に沿って滑走路の着陸点近くまで誘導することから、航空機の３次元位置を高精度かつ高分解能で検出することが要求される。そこで、近年の精測進入レーダでは、航空機の方位角度、及び高低角度を高精度で検出するためにモノパルス測角方式を用いている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】社団法人電子情報通信学会，「改訂  レーダ技術」，初版，平成８年１０月１日，ｐ．２６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、一般的な精測進入レーダでは、航空機の方位角度、及び高低角度を高精度で検出するためにモノパルス測角を行っている。ところが、着陸点に近づくと、航空機と精測進入レーダとの間の距離が短くなり、アンテナビーム内に航空機全体を覆うことができず、モノパルス測角では正しい角度情報が得られないという問題があった。
【０００５】
本実施形態の目的は、精測進入レーダにおいて最適な測角方式を選択することにより、高精度に航空機位置情報を観測することができる精測進入レーダ及び測角処理プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態に係る精測進入レーダは、管制対象の航空機近傍の複数位置を連続的にビーム走査するアンテナ部と、複数のビーム位置における前記航空機からの反射波の受信信号を受信する受信部と、前記受信信号のうちの１つのビーム位置の受信信号をもとに第１の測角値を得る第１の測角手段と、前記複数のビーム位置の受信信号をもとに第２の測角値を得る第２の測角手段と、前記複数のビーム位置の各受信信号の振幅が所定のしきい値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記判定結果に基づいて、隣接する複数のビーム位置の受信信号の振幅が所定のしきい値を超える場合に前記第２の測角値を選択し、それ以外の場合に前記第１の測角値を選択する選択手段とを具備するものである。
【０００７】
本実施形態に係る測角処理プログラムは、アンテナにより管制対象の航空機近傍の複数位置を連続的にビーム走査し、複数のビーム位置における前記航空機からの反射波の受信信号を受信する精測進入レーダ装置の目標処理部に用いられるプログラムであって、コンピュータに、前記受信信号のうちの１つのビーム位置の受信信号をもとに第１の測角値を得る第１の測角処理と、前記複数のビーム位置の受信信号をもとに第２の測角値を得る第２の測角処理と、前記複数のビーム位置の各受信信号の振幅が所定のしきい値を超えるか否かを判定する判定処理と、前記判定結果に基づいて、隣接する複数のビーム位置の受信信号の振幅が所定のしきい値を超える場合に前記第２の測角値を選択し、それ以外の場合に前記第１の測角値を選択する選択処理とを実行させるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る精測進入レーダの構成を示す図である。
【図２】航空機が滑走路に誘導される様子を示す図である。
【図３】図１のレーダにおいてモノパルス測角選択時の動作を示す図。
【図４】図１のレーダにおいてシーケンシャルロービング測角選択時の動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る精測進入レーダ及び測角処理プログラムを説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る精測進入レーダの構成を示す図である。精測進入レーダは、電子走査アンテナ１と、送信機２と、受信機（Σパターン）３と、サーキュレータ４と、受信機（Δパターン）５と、検出・測距部６、モノパルス測角部７、ビーム間重心演算部８、ビーム間比較部９、選択部１０及び追跡演算部１１を有する目標処理部と、表示装置１２とを備える。
【００１１】
送信機２で発生した送信波は、サーキュレータ４及び電子走査アンテナ１を経由して空間に放射される。電子走査アンテナ１は、管制対象の航空機近傍の複数位置を連続的にビーム走査する。複数のビーム位置における航空機により反射された受信波は、電子走査アンテナ１のΣ（和）パターン及びΔ（差）パターンの両方で受信される。それぞれの受信信号は、サーキュレータ４を経由してΣパターン受信機３及びΔパターン受信機５において増幅、周波数変換された後、検出・測距部６にて航空機の検出、測距処理が行われる。
【００１２】
モノパルス測角部７は、受信信号のうちの１つのビーム位置の受信信号をもとにモノパルス測角方式により測角値を求める。航空機が存在する場合には、モノパルス測角部７は、Σパターン、Δパターンから得られる信号振幅比に応じたビーム内の角度偏差を出力し、これにビーム指示角を加算し、観測角度を算出する。ビーム間重心演算部８は、複数のビーム位置の受信信号をもとに、例えば、シーケンシャルロービング方式やコニカルスキャン方式により測角値を求める。
【００１３】
ビーム間比較部９は、複数のビーム位置の各受信信号の振幅が予め設定される所定のしきい値を超えるか否かを判定する。選択部１０は、ビーム間比較部９の判定結果に基づいて、隣接する複数のビーム位置の受信信号の振幅が所定のしきい値を超える場合にビーム間重心演算部８の測角値を観測角度として選択し、それ以外の場合にモノパルス測角部７の測角値を観測角度として選択する。
【００１４】
上記検出・測距部６で求められた観測距離と、選択部１０で選択された観測角度とから追跡演算部１１にて航空機を継続監視し、目標位置が表示装置１２に表示される。
【００１５】
ここで、本実施形態におけるレーダ信号処理について詳細に説明する。図２は、航空機が滑走路に誘導される様子を示したものである。例えば、一般的な精測進入レーダによる航空機の誘導範囲は、精測進入レーダから２００ｍ〜１０ｋｍ程度である。また、精測進入レーダは、遠方での受信利得および測角精度を満たす必要から、電子走査アンテナのビーム幅は１．２°程度に設定される。航空機は、ビーム中心から方位方向に±３０ｍとすると、距離１０００ｍにおける角度幅は３．４°となり、航空機と精測進入レーダとの間が近距離の場合、もしくは大型航空機の場合は、運用範囲内においてもアンテナビーム内に航空機全体が納まらず、モノパルス測角では正しい角度情報を得ることができない。
【００１６】
そこで、ビーム間比較部９は、複数のビーム位置の各受信信号の振幅が予め設定される所定のしきい値を超えるか否かを判定し、この判定結果により選択部１０にてビーム間重心演算部８により算出された観測角度もしくはモノパルス測角部７による観測角度を選択する。例えば、図３に示すように＃１のビームの振幅のみが判定しきい値を超える場合は、＃１のビームのモノパルス測角値が採用される。一方、図４に示すように方位方向に隣接する＃２及び＃１のビームの振幅が判定しきい値を超える場合は、＃１，＃２，＃３のΣパターンビデオを用いた重心判定による測角値が採用される。また、仰角方向についても同様に行う。
【００１７】
以上述べたように、本実施形態では、１ビームにて航空機を十分に覆うことができる遠距離の場合には従来のモノパルス測角方式による観測角度が採用され、１ビームにて航空機を覆えない場合にはシーケンシャルロービング方式等による重心判定による観測角度が採用される。この結果、複数の測角方式から最適な測角方式による観測角度が得ることが可能となる。
【００１８】
したがって本実施形態によれば、高精度に管制対象の航空機の位置を観測できるため、より安全に航空機を誘導することが可能となる。
【００１９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、精測進入レーダから目標となる航空機までの距離により最適な測角方式を選択するようにしても良い。精測進入レーダから航空機までの間が一定の距離（例えば、３マイル）を超える場合はモノパルス測角部７による観測角度を選択し、一定の距離以下の場合には、ビーム間重心演算部８により算出された観測角度を選択部１０で選択するようにする。上記一定の距離は、ビーム幅、航空機の大きさ等に応じて設定することができる。このようにしても、複数の測角方式から最適な測角方式による観測角度を選択できるため、高精度に航空機の角度を観測することが可能となる。
【００２０】
また、本実施形態に係る目標処理部の各機能は、当該処理を実行するプログラムをコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスクや光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に格納して頒布することも可能である。
【００２１】
要するに、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。
【符号の説明】
【００２２】
１…電子走査アンテナ、２…送信機、３…受信機（Σパターン）、４…サーキュレータ、５…受信機（Δパターン）、６…検出・測距部、７…モノパルス測角部、８…ビーム間重心演算部、９…ビーム間比較部、１０…選択部、１１…追跡演算部、１２…表示装置。
【図１】
2012026770.tif 000003
【図２】
2012026770.tif 000004
【図３】
2012026770.tif 000005
【図４】
2012026770.tif 000006