(57)【要約】【課題】複数の周波数毎に測角処理を行う際に、全ての測角処理用の信号を作成できない周波数帯の測角処理系がある場合でも、同一目標に対する測角処理を確実に行うことができるマルチバンドレーダ装置を実現するという課題がある。【解決手段】本実施形態のマルチバンドレーダ装置は、第1のバンドの測角処理系及び第２のバンドの測角処理系を有し、第1のバンドの測角処理系により作成された複数の測角処理用信号の中で、共用可能な測角処理用信号を第２のバンドの測角処理系に転送する構成を含む。第２のバンドの測角処理系は、共用の測角処理用信号を含む複数の測角処理用信号を使用して同一目標に対する測角処理を行う。【選択図】図１
2016212047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1のバンド及び第２のバンドを有するマルチバンドレーダ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記第1のバンドのレーダ信号から複数の測角処理用信号を作成し、同一目標に対する測角処理を行う第1の測角処理手段と、
前記受信手段により受信された第２のバンドのレーダ信号から測角処理用信号を作成し、同一目標に対する測角処理を行う第２の測角処理手段と、
前記第２の測角処理手段に対して、前記第1の測角処理手段により作成された複数の測角処理用信号の中で、共用可能な測角処理用信号を転送する信号転送手段と
を具備するマルチバンドレーダ装置。
【請求項２】
前記第２の測角処理手段は、和信号に対応する測角処理用信号を作成し、
前記信号転送手段は、前記第1の測角処理手段から、複数の測角処理用信号の中で方位方向差信号及び高低方向差信号を前記共用可能な測角処理用信号として、前記第２の測角処理手段に転送する請求項１記載のマルチバンドレーダ装置。
【請求項３】
前記第２の測角処理手段は、和信号に対応する測角処理用信号を作成する回路を含み、かつ前記方位方向差信号及び高低方向差信号に対応する測角処理用信号を作成する回路を含まない構成である請求項２記載のマルチバンドレーダ装置。
【請求項４】
前記第２の測角処理手段は、前記作成した和信号に対応する測角処理用信号及び前記共用可能な測角処理用信号を使用して、振幅比較測角方法により測角処理を行う構成である請求項２または３のいずれか１項に記載のマルチバンドレーダ装置。
【請求項５】
前記受信手段は、前記第1のバンドのレーダ信号を受信する第１のアンテナ、および前記第２のバンドのレーダ信号を受信する第２のアンテナを含む請求項１から４のいずれか１項に記載のマルチバンドレーダ装置。
【請求項６】
前記第1の測角処理手段は、前記第1のバンドとしてＸバンドのレーダ信号に基づいて測角処理を実行し、
前記第２の測角処理手段は、前記第２のバンドとしてＬバンドのレーダ信号に基づいて測角処理を実行する請求項１から５のいずれか１項に記載のマルチバンドレーダ装置。
【請求項７】
マルチバンドレーダ装置に適用する測角処理方法であって、
第1のバンド及び第２のバンドを有するマルチバンドレーダ信号を受信する処理と、
前記第1のバンドのレーダ信号から複数の測角処理用信号を作成し、同一目標に対する測角処理を行う第1の測角処理と、
前記第２のバンドのレーダ信号から測角処理用信号を作成し、同一目標に対する測角処理を行う第２の測角処理と、
前記第1の測角処理により作成された複数の測角処理用信号の中で、共用可能な測角処理用信号を、前記第２の測角処理の測角処理用信号として使用する処理と
を有する測角処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、測角機能を有するマルチバンドレーダ装置及び測角処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、マルチバンドレーダにおいて、複数の周波数（例えば、ＬバンドとＸバンドの２種類）において、同一目標に対する測角処理を同時に行うためには、周波数毎に測角処理用の信号系統（測角処理系）が必要となる。
【０００３】
測角処理用の信号系統には、アンテナ（空中線）により受信したレーダ信号（レーダエコー信号）の和のビーム（Σビーム）から測角処理用の和信号（Σ信号）を作成し、かつ、差のビーム（Δビーム）から差信号（Δ信号）を作成する信号処理系が含まれる。ここで、方位方向及び高低方向の両方について角度誤差を検出するためには、差信号には、方位方向差信号（ΔＡＺ信号）及び高低方向差信号（ΔＥＬ信号）が必要となる。
【０００４】
即ち、マルチバンドレーダにおいて、代表的な振幅比較測角方法により、同一目標に対して同時に測角処理を行うためには、１周波数に対してΣ信号及びΔ信号（ΔＡＺ信号及びΔＥＬ信号）を作成し、測角演算を行う測角処理部に出力する信号処理系が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６８４９０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】吉田孝監修「改訂レーダ技術」電子情報通信学会、平成８年１０月１日、Ｐ．２６０−２６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
マルチバンドレーダにおいて、同一目標に対して同時に測角処理を行うためには、複数の周波数（例えばＬバンドとＸバンド）毎に測角処理を行う必要がある。ここで、実際上では、例えば、Ｌバンドの信号処理系では、測角処理に必要なΔ信号（ΔＡＺ信号及びΔＥＬ信号を含む）を作成できない場合がある。具体的には、例えばリフレクタ型アンテナを使用する場合に、開口面の面積が小さいなどの物理的制約や利得の制約等の要因により、許容範囲内の精度を有する、Δ信号を作成できない場合がある。
【０００８】
そこで、複数の周波数毎に測角処理を行う際に、全ての測角処理用の信号を作成できない周波数帯の測角処理系がある場合でも、同一目標に対する測角処理を行うことができるマルチバンドレーダ装置を実現するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態のマルチバンドレーダ装置は、受信手段と、第1の測角処理手段と、第２の測角処理手段と、信号転送手段とを有する。受信手段は、第1のバンド及び第２のバンドを有するマルチバンドレーダ信号を受信する。第1の測角処理手段は、前記受信手段により受信された前記第1のバンドのレーダ信号から複数の測角処理用信号を作成し、同一目標に対する測角処理を行う。第２の測角処理手段は、前記受信手段により受信された第２のバンドのレーダ信号から測角処理用信号を作成し、同一目標に対する測角処理を行う。信号転送手段は、前記第２の測角処理手段に対して、前記第1の測角処理手段により作成された複数の測角処理用信号の中で、共用可能な測角処理用信号を転送する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に関するマルチバンドレーダ装置の構成を説明するためのブロック図。
【図２】実施形態に関する測角処理を説明するための図。
【図３】実施形態に関するＬバンドの測角処理を説明するためのフローチャート。
【図４】実施形態の効果を説明するためのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面を参照して、実施形態を説明する。
［マルチバンドレーダ装置の構成］
図１は、本実施形態に関するマルチバンドレーダ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、マルチバンドレーダ装置は、例えば、Ｘバンド（第１のバンド）の測角処理系及びＬバンド（第２のバンド）の測角処理系を有する。
【００１２】
Ｘバンドの測角処理系は大別して、例えばアレイアンテナからなるアンテナ（空中線）１０と、送受信部１１と、信号処理部１５とを有する。送受信部１１は、Σ信号受信部１２と、ΔＡＺ信号受信部１３と、ΔＥＬ信号受信部１４とを含む。また、信号処理部１５は、検出処理部１６と測角処理部２０を有する。検出処理部１６は、Σ信号処理１７と、ΔＡＺ信号処理１８と、ΔＥＬ信号処理１９とを含む信号処理機能を有する。
【００１３】
Σ信号受信部１２は、アンテナ１０により受信したレーダ信号の和のビーム（Σビーム）から和信号（Σ信号）を作成する。ΔＡＺ信号受信部１３は、アンテナ１０により受信したレーダ信号の差のビーム（ΔＡＺビーム）から方位方向差信号（ΔＡＺ信号）５０を作成する。また、ΔＥＬ信号受信部１４は、アンテナ１０により受信したレーダ信号の差のビーム（ΔＥＬビーム）から高低方向差信号（ΔＥＬ信号）５１を作成する。
【００１４】
なお、ΔＡＺビーム及びΔＥＬビームをΔビームと総称し、また、ΔＡＺ信号及びΔＥＬ信号をΔ信号と総称する場合がある。また、受信したレーダ信号とは、送信したレーダ信号に対するレーダエコー信号を意味する。
【００１５】
検出処理部１６は、送受信部１１で作成されたΣ信号、ΔＡＺ信号、及びΔＥＬ信号に対し、各種信号処理１７，１８，１９を行い、振幅値を算出する。また、算出された振幅値を使用し、目標の存否を判定する。存否の判定はΣ信号の振幅値に対して閾値を設け、その閾値を超えたときのみ目標が存在すると判定を行う。
【００１６】
測角処理部２０は、検出処理部１６から出力されるΣ信号及びΔ信号（ΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１）を使用して、同一目標に対する測角値を算出する測角処理（測角演算）を実行する。測角処理部２０は、予め用意されたＸバンド用測角テーブル２１を参照し、振幅比較測角方法により測角処理を実行する。ここで、測角処理部２０は、Δ信号としてΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１を使用することにより、方位方向及び高低方向の両方について角度誤差を検出することができる。
【００１７】
一方、Ｌバンドの測角処理系は大別して、例えばリフレクタアンテナからなるアンテナ（空中線）３０と、送受信部３１と、信号処理部３５とを有する。送受信部３１は、Σ信号受信部３２を含み、Δ信号受信系であるΔＡＺ信号受信部１３及びΔＥＬ信号受信部１４に相当する各信号受信部を含まない構成である。信号処理部３５に含まれる検出処理部３６は、Σ信号処理３７を実行する機能を含み、Δ信号処理系であるΔＡＺ信号処理１８及びΔＥＬ信号処理１９に相当する各信号処理機能を含まない構成である。
【００１８】
Σ信号受信部３２は、アンテナ３０により受信したレーダ信号の和のビーム（Σビーム）から和信号（Σ信号）を作成する。測角処理部４０は、検出処理部３６から出力されるΣ信号、及び後述するΔ信号（ΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１）を使用して、振幅比較測角方法により同一目標に対する測角値を算出する測角処理（測角演算）を実行する。
【００１９】
ここで、本実施形態では、Ｘバンドの測角処理系に含まれる検出処理部１６から、Δ信号（ΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１）が、Ｌバンドの測角処理系に含まれる測角処理部４０に転送されるように構成されている。即ち、検出処理部１６において、ΔＡＺ信号処理１８及びΔＥＬ信号処理１９により処理されたΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１が、Lバンドの測角処理部４０に転送されるように構成されている。
【００２０】
測角処理部４０は、検出処理部３６から出力されるΣ信号、及びＸバンドの測角処理系に含まれる検出処理部１６からのΔ信号（ΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１）を使用して、同一目標に対する測角値を算出する測角処理（測角演算）を実行する。測角処理部４０は、予め用意されたＬバンド用測角テーブル４１を参照し、振幅比較測角方法により測角処理を実行する。ここで、測角処理部４０は、Δ信号としてΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１を使用することにより、方位方向及び高低方向の両方について角度誤差を検出することができる。
［本実施形態の作用効果］
次に、図２から図４を参照して、本実施形態の作用効果を説明する。
【００２１】
本実施形態のマルチバンドレーダ装置は、Ｘバンド及びＬバンドの各測角処理系により、振幅比較測角方法を適用して、同一目標に対する測角値を算出する測角処理を実行する。Ｘバンドの測角処理系では、検出処理部１６は、アンテナ１０により受信され、送受信部１１を介して入力されたレーダ信号のΣビーム及びΔビーム（ΔＡＺビーム及びΔＥＬビーム）から、Σ信号及びΔ信号（ΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１）を処理して出力する。図２（Ａ）は、ＸバンドでのΣビームのパターン（Σ（Ｘ））及びΔビームのパターン（Δ（Ｘ））を示す。
【００２２】
測角処理部２０は、検出処理部１６から出力されるΣ信号及びΔ信号を使用して、角度誤差を検出する。実際には、測角処理部２０は、Δ信号のレベルをΣ信号のレベルで正規化した角度誤差電圧値（Δ値／Σ値）を算出する。図２（Ａ）に示すように、角度誤差電圧値は、測角範囲においてほぼＳ字形状となる。
【００２３】
測角処理部２０は、算出した角度誤差電圧値を使用してＸバンド用測角テーブル２１を参照し、目標に対する測角値（角度情報）を算出する。ここで、測角処理部２０は、Δ信号としてΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１を使用することにより、方位方向及び高低方向の両方について角度誤差電圧値を算出することができる。
【００２４】
次に、図３のフローチャートを参照して、Ｌバンドの測角処理系の動作を説明する。
【００２５】
Ｌバンドの測角処理系では、送受信部３１は、アンテナ３０により受信したレーダ信号を入力し、ΣビームからΣ信号を作成する（ブロックＳ１）。検出処理部３６は、Σ信号処理３７により、Σ信号を処理して出力する（ブロックＳ２）。
【００２６】
ここで、本実施形態では、送受信部３１は、ＸバンドのΔＡＺ信号受信部１３及びΔＥＬ信号受信部１４に相当する各信号受信部を含まない構成である。本実施形態では、図1に示すように、Ｌバンドの測角処理系では、測角処理部４０は、Ｘバンドの検出処理部１６から転送されるΔ信号（ΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１）を入力する（ブロックＳ３）。
【００２７】
測角処理部４０は、検出処理部３６から出力されるΣ信号、及び転送されたΔ信号（ΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１）を使用して、角度誤差を検出する。ここで、図２（Ｂ）は、ＬバンドでのΣビームのパターン（Σ（Ｌ））、及びＸバンドでのΔビームのパターン（Δ（Ｘ））を共用した状況を示す。
【００２８】
測角処理部４０は、Δ信号のレベルをΣ信号のレベルで正規化した角度誤差電圧値（Δ値／Σ値）を算出する。図２（Ｂ）に示すように、Ｘバンドの場合と同様に、角度誤差電圧値は、測角範囲においてほぼＳ字形状となる。
【００２９】
測角処理部４０は、算出した角度誤差電圧値を使用してＬバンド用測角テーブル４１を参照し、目標に対する測角値（角度情報）を算出する（ブロックＳ４）。ここで、測角処理部４０は、Δ信号として、Ｘバンドの測角処理系で作成されたΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１を共用することにより、方位方向及び高低方向の両方について角度誤差電圧値を算出することができる。
【００３０】
以上のようにして、例えばＸバンドとＬバンドのマルチバンドレーダ装置において、周波数帯毎に、同一目標に対する測角処理を同時に行うことができる。ここで、本実施形態では、Ｌバンドの測角処理系は、Σ信号を処理して出力するΣ信号処理３７の信号処理機能のみを含み、Ｘバンドの測角処理系により作成・処理されたΔ信号（ΔＡＺ信号５０及びΔＥＬ信号５１）を共用する構成である。
【００３１】
従って、本実施形態によれば、以下のような顕著な効果を得ることができる。
【００３２】
第1に、Ｌバンドの測角処理系の送受信部３１に含まれるΔ信号系受信部及び、検出処理部３６に含まれるΔ信号系処理機能を削減することができる。即ち、ＸバンドのΔＡＺ信号受信部１３及びΔＥＬ信号受信部１４に相当する各信号受信部と、ＸバンドのΔＡＺ信号処理１８及びΔＥＬ信号処理１９に相当する各信号処理機能を削減することができる。これにより、マルチバンドレーダ装置全体のコスト削減及び装置の小型化を図ることができる。また、Ｌバンドの測角処理系では、信号処理機能の削減により、信号処理の高速化を図ることも可能となる。
【００３３】
具体的には、図４に示すように、従来のマルチバンドレーダ装置では、Ｌバンドの測角処理系においても、送受信部３１には、ΔＡＺ信号受信部１３及びΔＥＬ信号受信部１４に相当するΔＡＺ信号受信部３３及びΔＥＬ信号受信部３４が必要であり、検出処理部３６には、ΔＡＺ信号処理１８及びΔＥＬ信号処理１９に相当するΔＡＺ信号処理３８及びΔＥＬ信号処理３９の各処理機能が必要である。本実施形態によれば、それらのΔＡＺ信号受信部３３とΔＥＬ信号受信部３４、及びΔＡＺ信号処理３８とΔＥＬ信号処理３９の各処理機能を削減することができる。
【００３４】
第２に、Ｌバンドの測角処理系では、例えばリフレクタ型アンテナを使用した場合に、開口面の面積が小さいなどの物理的制約や利得の制約等の要因により、許容範囲内の精度を有するΔビームを受信できず、Δ信号（ΔＡＺ信号及びΔＥＬ信号）を作成できない場合がある。このような場合でも、Ｘバンドの測角処理系により作成されたΔ信号（ΔＡＺ信号及びΔＥＬ信号）を共用できるため、測角処理を確実に行うことができる。換言すれば、リフレクタアンテナなどのアンテナの構造の制約を緩和できる。
【００３５】
第３に、ＬバンドではΣビーム（パターンΣ（Ｌ））のビーム幅が広いため、Ｘバンドの測角処理系から得られるΔビーム（パターンΔ（Ｘ））を共用することで、Ｘバンドの測角処理系より広い測角範囲を確保できる効果がある（図２（Ａ），（Ｂ）を参照）。
【００３６】
要するに、本実施形態によれば、全ての測角処理用の信号を作成できない周波数帯が発生する場合でも、測角処理を確実に行うことができるマルチバンドレーダ装置を実現できる。
【００３７】
なお、本実施形態は、Ｘバンド及びＬバンドの２系統に適用する場合について説明したが、これに限ることなく、３系統以上の場合にも適用することが可能である。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３９】
１０、３０…アンテナ（空中線）、  １１…送受信部（Ｘバンド）、
１２…Σ信号受信部（Ｘバンド）、  １３…ΔＡＺ信号受信部（Ｘバンド）、
１４…ΔＥＬ信号受信部（Ｘバンド）、  １５…信号処理部（Ｘバンド）、
１６…検出処理部（Ｘバンド）、  １７…Σ信号処理（Ｘバンド）、
１８…ΔＡＺ信号処理（Ｘバンド）、  １９…ΔＥＬ信号処理（Ｘバンド）、
２０…測角処理部（Ｘバンド）、  ２１…測角テーブル（Ｘバンド）、
３１…送受信部（Ｌバンド）、  ３２…Σ信号受信部（Ｌバンド）、
３３…ΔＡＺ信号受信部（Ｌバンド）、  ３４…ΔＥＬ信号受信部（Ｌバンド）、
３５…信号処理部（Ｌバンド）、  ３６…検出処理部（Ｌバンド）、
３７…Σ信号処理（Ｌバンド）、  ３８…ΔＡＺ信号処理（Ｌバンド）、
３９…ΔＥＬ信号処理（Ｌバンド）、  ４０…測角処理部（Ｌバンド）、
４１…測角テーブル（Ｌバンド）、  ５０…ΔＡＺ信号（Ｘバンド）、
５１…ΔＥＬ信号（Ｘバンド）
【図１】
2016212047.tif 000003
【図２】
2016212047.tif 000004
【図３】
2016212047.tif 000005
【図４】
2016212047.tif 000006