(57)【要約】【課題】回転速度を増加させた場合に回転式アンテナを回転させる駆動装置の大型化を抑制することができるレーダアンテナ及びレーダ装置を提供する。【解決手段】水平方向に回転するレーダアンテナであって、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信する第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとを備え、前記第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとはそれぞれ電磁波の放射方向が相反するように背中合わせに配置されている。【選択図】図１
2017096767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に回転するレーダアンテナであって、
電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信する第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとを備え、
前記第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとはそれぞれ電磁波の放射方向が相反するように背中合わせに配置されたレーダアンテナ。
【請求項２】
水平方向に回転し、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信する第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとを備え、前記第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとはそれぞれ電磁波の放射方向が相反するように背中合わせに配置されたレーダアンテナと、
送信信号を生成する送信部と、
前記送信信号を第１送信信号及び第２送信信号に分波する分波器と、
前記第１レーダアンテナは、前記分波器から供給された前記第１送信信号を電磁波として送信し、
前記第２レーダアンテナは、前記分波器から供給された前記第２送信信号を電磁波として送信するレーダ装置。
【請求項３】
前記第１レーダアンテナが受信した反射波を第１受信信号として受信する第１受信部と、
前記第２レーダアンテナが受信した反射波を第２受信信号として受信する第２受信部と、
前記第１受信信号と前記第２受信信号とを積算する制御部と、
を備える請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記送信部で生成された前記送信信号を前記第１レーダアンテナにのみ供給する経路と、前記送信部で生成された前記送信信号を前記分波器に供給する経路と、を切り替える切替部を備える請求項３に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダアンテナ及びレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶等の移動体に搭載されるレーダ装置は、移動体の見晴らしの良い個所に搭載された回転式アンテナを用いて、レーダ信号の送信及び反射信号の受信を行うことで当該移動体の周囲を監視する。その際、回転式アンテナは、モータ等の駆動装置によって水平面内で回転駆動される。レーダ装置は、回転式アンテナを回転駆動させつつ、この回転式アンテナから移動体の周囲に信号を送信する。送信された信号は、移動体周囲に存在する物標により反射され、反射信号が回転式アンテナにより受信される。受信された反射信号は、レーダ装置においてレーダ映像の生成・表示に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−５５９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種のレーダ装置を高速船舶等の高速移動体に搭載しようとする場合には、より低速の移動体に搭載する場合に比べ、回転式アンテナを高速回転させなければならない。すなわち、高速移動体は、同一の時間において低速移動体に比べて移動速度が速いため移動する距離が大きい。したがって、レーダ装置による周囲の情報の収集も高速で行う必要がある。したがって、回転式アンテナの高速回転による情報の高速収集が必要となる。しかしながら、回転式アンテナを高速回転させると、回転式アンテナに対する空気抵抗が増大する。このため、回転式アンテナを回転させる駆動装置のパワーを大きくする必要があり、駆動装置が大型化してしまう場合があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、回転速度を増加させた場合に回転式アンテナを回転させる駆動装置の大型化を抑制することができるレーダアンテナ及びレーダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、水平方向に回転するレーダアンテナであって、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信する第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとを備え、前記第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとはそれぞれ電磁波の放射方向が相反するように背中合わせに配置されたレーダアンテナである。
【０００７】
また、本発明の一態様は、水平方向に回転し、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信する第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとを備え、前記第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとはそれぞれ電磁波の放射方向が相反するように背中合わせに配置されたレーダアンテナと、送信信号を生成する送信部と、前記送信信号を第１送信信号及び第２送信信号に分波する分波器と、前記第１レーダアンテナは、前記分波器から供給された前記第１送信信号を電磁波として送信し、前記第２レーダアンテナは、前記分波器から供給された前記第２送信信号を電磁波として送信するレーダ装置である。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上述のレーダ装置であって、前記第１レーダアンテナが受信した反射波を第１受信信号として受信する第１受信部と、前記第２レーダアンテナが受信した反射波を第２受信信号として受信する第２受信部と、前記第１受信信号と前記第２受信信号とを積算する制御部と、を備える。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上述のレーダ装置であって、前記送信部で生成された前記送信信号を前記第１レーダアンテナにのみ供給する経路と、前記送信部で生成された前記送信信号を前記分波器に供給する経路と、を切り替える切替部を備える。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、回転速度を増加させた場合に回転式アンテナを回転させる駆動装置の大型化を抑制することができるレーダアンテナ及びレーダ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態におけるレーダ装置１の概略構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態におけるレーダアンテナ１０の概略構成図の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態における制御装置５０の概略構成の一例を示す図である。
【図４】従来のレーダ装置の探査距離と第１の実施形態におけるレーダ装置１の探査距離とを説明する図である。
【図５】従来のレーダ装置におけるレーダアンテナの空気抵抗と第１の実施形態におけるレーダ装置１のレーダアンテナ１０の空気抵抗とを説明する図である。
【図６】第２の実施形態におけるレーダ装置１Ａの概略構成の一例を示す図である。
【図７】第２の実施形態における制御装置５０Ａの概略構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。
【００１３】
実施形態におけるレーダ装置は、水平方向に回転するレーダアンテナを備える。レーダアンテナは、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信する第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとを備える。第１レーダアンテナと第２レーダアンテナとはそれぞれ電磁波の放射方向が相反するように背中合わせに配置されている。すなわち、レーダアンテナにおける電磁波を放射する面に対して反対の面が対向するように配置されている。したがって、レーダアンテナを２４ｒｐｍの回転数で回転させると、観測目標には従来のレーダアンテナを４８ｒｐｍの回転数で回転させた場合と同等の電磁波（パルス信号）を照射できる。これにより、従来のレーダ装置と同等の性能を維持したまま、レーダアンテナの回転数を低減することができるため、レーダアンテナを回転させるモータ及びモータの駆動装置を小型化することができる。
以下、実施形態のレーダ装置を、図面を用いて説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態におけるレーダ装置１の概略構成の一例を示す図である。
レーダ装置１は、船舶等の移動体に搭載される。レーダ装置１は、後述するレーダアンテナ１０から送信信号を送信するとともに、その反射波を受信する。そして、レーダ装置１は、受信した反射波を解析することで、自船から周囲の観測目標物までの距離及び方位を算出する。レーダ装置１は、算出した自船から周囲の観測目標物までの距離及び方位に基づいてレーダ映像を作成して不図示の表示装置に表示する。
【００１５】
図１に示すように、レーダ装置１は、レーダアンテナ１０、ロータリージョイント２０、モータ３０、モータ駆動部４０及び制御装置５０を備える。
【００１６】
図２は、第１の実施形態におけるレーダアンテナ１０の概略構成図の一例を示す図である。レーダアンテナ１０は、図中に矢印で示すＺ軸を回転軸として水平方向に回転するアンテナである。
レーダアンテナ１０は、第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２を備える。第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２は、互いに同一の特性を備える。
第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２は、それぞれ複数のスロット１１１を備え、そのスロット１１１から電磁波が放射される。図２に示す例では、第１レーダアンテナ１１は図中に矢印で示す−Ｘ方向に電磁波を放射し、第２レーダアンテナ１２は＋Ｘ方向に電磁波を放射する。すなわち、第１レーダアンテナ１１と第２レーダアンテナ１２とは、電磁波の放射方向が相反するように背中合わせに配置されている。
【００１７】
レーダアンテナ１０は、所定の回転速度で回転する。そして、レーダアンテナ１０は、制御装置５０から送信信号が供給されると第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２に送信信号に対応した給電が行われる。第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２は、制御装置５０により給電されると電磁波を放射する。したがって、第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２は、所定の回転速度で回転しながら、移動体の周囲に電磁波を放射する。放射された電磁波は、移動体周囲に存在する観測目標物により反射され、反射された電磁波（以下、「反射波」）が第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２により受信される。レーダアンテナ１０は、受信した反射波を受信信号として制御装置５０に出力する。
【００１８】
ロータリージョイント２０の回転軸にはレーダアンテナ１０が接続されている。
ロータリージョイント２０は、モータ３０により一定の回転数で回転させられることでレーダアンテナ１０を水平方向に一定の回転数で回転させる。
【００１９】
モータ３０は、レーダアンテナ１０を回転させるための電動機である。モータ３０は、モータ駆動部４０から電力が供給されることで、駆動力を発生させる。モータ３０が発生させた駆動力は、レーダアンテナ１０を水平方向に回転させるために用いられる。
【００２０】
モータ駆動部４０は、制御装置５０から供給される制御信号に基づいてモータ３０の駆動及び制御を行う。例えば、モータ駆動部４０は、制御装置５０から供給される制御信号に基づいてモータ３０に印加する電圧を調整して、モータ３０を一定の回転数で回転させる。例えば、レーダアンテナ１０を水平方向に回転させる回転数は、２４ｒｐｍや４８ｒｐｍである。
【００２１】
制御装置５０は、第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２に同電力の送信信号をそれぞれ出力する。制御装置５０は、第１レーダアンテナ１１で受信した観測目標物からの反射波の第１受信信号を取得する。制御装置５０は、第２レーダアンテナ１２で受信した観測目標物からの反射波の第２受信信号を取得する。また、制御装置５０は、モータ駆動部４０に制御信号を出力することで、モータ３０の駆動を制御する。
以下、第１の実施形態における制御装置５０について、具体的に説明する。図３は、第１の実施形態における制御装置５０の概略構成の一例を示す図である。
【００２２】
図３に示すように、制御装置５０は、送信部５１、分波器５２、第１送受信切替器５３、第２送受信切替器５４、第１受信部５５、第２受信部５６及び制御部５７を備える。
【００２３】
送信部５１は、制御部５７から電力が供給されると、分波器５２に送信信号を出力する。送信信号は、所定の幅を備えるパルス信号である。なお、送信部５１から分波器５２に送信信号が出力される場合、レーダアンテナ１０はモータ３０によって水平方向に回転駆動されている。
【００２４】
分波器５２は、送信部５１から供給された送信信号を２つの送信信号（第１送信信号及び第２送信信号）に分波する。分波された送信信号は、それぞれ同じ電力であり、且つ同周波数のパルス信号である。すなわち、送信部５１から供給された送信信号の電力の１／２の電力が第１送信信号及び第２送信信号の各々の電力となる。分波器５２は、第１送信信号を第１送受信切替器５３に出力する。分波器５２は、第２送信信号を第２送受信切替器５４に出力する。
【００２５】
第１送受信切替器５３は、第１レーダアンテナ１１と接続可能な構成を備える。第１送受信切替器５３は、分波器５２から第１レーダアンテナ１１に第１送信信号を供給する第１経路と、第１レーダアンテナ１１から第１受信部５５に第１受信信号を供給する第２経路とを切り替える。すなわち、第１送受信切替器５３では、第１レーダアンテナ１１から電磁波が送信される場合に、第１送信信号が第１受信部５５に回り込まないようにする。これにより、第１送信信号は、分波器５２から第１レーダアンテナ１１に供給される。一方、第１送受信切替器５３では、第１レーダアンテナ１１が反射波を受信する場合、第１受信信号が分波器５２に回り込まないようにする。これにより、第１受信信号が第１レーダアンテナ１１から第１受信部５５に供給される。例えば、第１送受信切替器５３は、サーキュレータ（Circulator）である。
【００２６】
第２送受信切替器５４は、第２レーダアンテナ１２と接続可能な構成を備える。第２送受信切替器５４は、分波器５２から第２レーダアンテナ１２に第２送信信号を供給する第３経路と、第２レーダアンテナ１２から第２受信部５６に第２受信信号を供給する第４経路とを切り替える。すなわち、第２送受信切替器５４では、第２レーダアンテナ１２から電磁波が送信される場合に、第２送信信号が第２受信部５６に回り込まないようにする。これにより、第２送信信号は、分波器５２から第２レーダアンテナ１２に供給される。一方、第２送受信切替器５４では、第２レーダアンテナ１２が反射波を受信する場合、第２受信信号が分波器５２に回り込まないようにする。これにより、第２受信信号が第２レーダアンテナ１２から第２受信部５６に供給される。例えば、第２送受信切替器５４は、サーキュレータ（Circulator）である。
【００２７】
第１受信部５５は、第１レーダアンテナ１１から第１送受信切替器５３を介して受信した第１受信信号を制御部５７に出力する。
第２受信部５６は、第２レーダアンテナ１２から第２送受信切替器５４を介して受信した第２受信信号を制御部５７に出力する。なお、レーダアンテナ１０が反射波を受信している場合、レーダアンテナ１０はモータ３０によって水平方向に回転駆動されている。
【００２８】
制御部５７は、レーダアンテナ１０から電磁波を放射させる場合に、送信部５１に電力を供給する。
制御部５７は、第１受信部５５から供給される第１受信信号と第２受信部５６から供給される第２受信信号とを合成し、合成した信号を第３受信信号として不図示の表示装置に出力する。これにより、表示装置は、第３受信信号に基づいてレーダアンテナ１０が搭載された移動体から周囲の観測目標物までの距離及び方位をレーダ映像として表示する。
【００２９】
第１の実施形態におけるレーダ装置１は、上述した構成を備えるため、従来のレーダ装置と比較して速度追従性を保持したままレーダアンテナの回転数を半減させることができる。速度追従性とは、移動体の速度変化に対する追従性である。すなわち、レーダ装置１は、従来のレーダ装置と比較してレーダアンテナの回転数を半減させても観測目標物に同等のパルスを照射できる。さらに、レーダ装置１は、従来のレーダ装置と同等の最大探知距離を備える。
以下に、第１の実施形態におけるレーダ装置１の効果について具体的に説明する。
【００３０】
図４は、従来のレーダ装置の探査距離と第１の実施形態におけるレーダ装置１の探査距離とを説明する図である。図４（ａ）は、従来のレーダ装置の探査距離を説明する図である。図４（ｂ）は、第１の実施形態におけるレーダ装置１の探査距離を説明する図である。なお、従来のレーダ装置は、レーダアンテナが１つのアンテナで構成されている。
【００３１】
例えば、従来のレーダ装置のレーダアンテナを４８ｒｐｍの回転数で回転させた場合、従来のレーダ装置では、観測目標物に対して１分間に４８回の電磁波を照射することができると仮定する。第１の実施形態におけるレーダ装置１では、互いに背を合わせて設置された第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２から電磁波が放射される。したがって、レーダアンテナ１０を４８ｒｐｍの回転数で回転させた場合、観測目標物に１分間に９６回の電磁波が照射されることになる。したがって、第１の実施形態におけるレーダ装置１では、レーダアンテナ１０の回転数を半減させ２４ｒｐｍの回転数で回転させた場合、観測目標物に１分間に４８回の電磁波が照射されることになる。すなわち、第１の実施形態におけるレーダ装置１は、レーダアンテナ１０を２４ｒｐｍの回転数で回転させた場合、観測目標物には従来のレーダ装置が自身のレーダアンテナを４８ｒｐｍの回転数で回転させた場合と同等の電磁波（送信パルス）を照射できる。
【００３２】
ここで、従来のレーダ装置は、送信信号に基づいてレーダアンテナ装置から電磁波を放出する構成である。しかしながら、第１の実施形態におけるレーダ装置１では分波器５２において送信信号を第１送信信号及び第２送信信号に分波する。したがって、第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２から放射される電磁波は、それぞれ従来のレーダ装置が放射する電磁波と比較して電力が半分である。しかしながら、第１の実施形態におけるレーダ装置１は、従来と比較してレーダアンテナから放射される電磁波の電力を半減させても、従来のレーダ装置と比較して最大探知距離が変化しない。以下に、第１の実施形態におけるレーダ装置１において、レーダアンテナから放射される電磁波の電力を半減させても、最大探知距離が変化しないことを説明する。
【００３３】
例えば、レーダアンテナから放射された電磁波が観測目標物をとらえる時間が５ｍｓであり、且つ電磁波を放射する周期が１０００Ｈｚである場合を考える。この場合、従来のレーダ装置のレーダアンテナを４８ｒｐｍの回転数で回転させると、従来のレーダ装置は５ｍｓの間に観測目標物から５回の反射波を受信することになる。したがって、従来のレーダ装置は、５回の反射波の受信信号を積算することになる。一方、レーダアンテナ１０を２４ｒｐｍの回転数で回転させた場合、レーダアンテナ１０の回転数が従来と比較して低速（半分の速度）になるため、第１の実施形態におけるレーダ装置１では、５ｍｓ間に観測目標物から１０回の反射波を受信することができる。レーダ装置１は、１０回の反射波の受信信号を積算することになる。したがって、レーダ装置１は、従来のレーダ装置と比較して送信する電磁波の電力が半減しても、従来のレーダ装置と比較して２倍の受信信号を積算する。したがって、レーダ装置１と従来のレーダ装置と比較して表示装置に表示する電力は同等である。すなわち、レーダ装置１は、従来と比較してレーダアンテナから放射される電磁波の電力を半減させても、最大探知距離が変化しない。
【００３４】
次に、以下に、レーダ装置１において、従来と比較してレーダアンテナから放射される電磁波の電力を半減させても、最大探知距離が変化しないことを数式で説明する。
第１の実施形態におけるレーダアンテナ１０で受信される反射波の電力Ｐｒは次式で表される。
【００３５】
【数１】
2017096767.tif 000003
【００３６】
ここで、Ｐｔがレーダアンテナ１０から放射される電磁波の電力（Ｗ）であり、Ｇがレーダアンテナ１０の利得である。λはレーダアンテナ１０から放射される電磁波の波長（ｍ）である。σは、観測目標物の有効反射断面積（ｍ２）である。Ｒは、レーダアンテナ１０から観測目標物までの距離（ｍ）である。式（１）を変形することで、式（２）に示す最大探知距離Ｒｍａｘが算出される。
【００３７】
【数２】
2017096767.tif 000004
【００３８】
ここで、Ｓｍｉｎは、レーダアンテナ１０における反射波の最小受信電力（Ｗ）である。ｋはボルツマン定数（＝１．３８×１０２３［Ｗ・ｓ／Ｋ］）である。Ｔ０は周囲温度（標準温度＝２９０［Ｋ］）である。τはレーダアンテナ１０から放射される電磁波のパルス幅［ｓ］である。ＮＦは受信部雑音指数である。（Ｓ０／Ｎ０）１：１個の電磁波のパルスが与えられた誤警報確率のもとに要求される探知距離を満たすために必要なＳ／Ｎである。ｎは、パルスヒット数[回数]であり、電磁波が観測目標物に照射される回数を示す。なお、パルスヒット回数は、次式で表される。
【００３９】
【数３】
2017096767.tif 000005
【００４０】
ここで、θがレーダアンテナ１０のビーム幅［ｄｅｇ］であり、ｆｒがパルス繰返し周波数［Ｈｚ］であり、ωがレーダアンテナ１０の回転数［ｒｐｍ］である。
【００４１】
ここで、従来のレーダ装置の変数を、電磁波の送信電力Ｐｔ［Ｗ］及びレーダアンテナの回転数ω［ｒｐｍ］とすると、第１の実施形態におけるレーダ装置１では、電磁波の送信電力がＰｔ／２［Ｗ］となり、レーダアンテナ１０の回転数がω／２[ｒｐｍ]となる。なお、他の条件は同一とする。すると、従来のレーダ装置の最大探知距離は式（２）に示す値となる。一方、第１の実施形態におけるレーダ装置１の最大探知距離は、次式に示す値となる。
【００４２】
【数４】
2017096767.tif 000006
【００４３】
式（２）と式（４）とは同一の式となるため、第１の実施形態におけるレーダ装置１は、電磁波の送信電力が１／２であっても、レーダアンテナ１０の回転数が１／２であれば最大探知距離は変化しないことが示される。
【００４４】
図５は、従来のレーダ装置におけるレーダアンテナの空気抵抗と第１の実施形態におけるレーダ装置１のレーダアンテナ１０の空気抵抗とを説明する図である。図５（ａ）は、従来のレーダ装置におけるレーダアンテナの空気抵抗を説明する図である。図５（ｂ）は、第１の実施形態におけるレーダ装置１のレーダアンテナ１０の空気抵抗を説明する図である。
【００４５】
実際にレーダ装置を使用する際には、レーダアンテナをレドームに収納して移動体の屋根等屋外に配置される。図５に示すように、第１実施形態におけるレーダ装置１のレーダアンテナ１０をレドーム６０に収納した場合、レドーム６０の幅が従来のレドーム７０と比較して２倍程度になるが高さは変わらない。したがって、レドーム６０の受風面積は、従来のレドーム７０とほぼ同等であり、空気抵抗が大きく増加することはない。
【００４６】
上述したように、第１の実施形態におけるレーダ装置１は、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信する第１レーダアンテナ１１と第２レーダアンテナ１２とを備えるレーダアンテナ１０を有する。そして、第１レーダアンテナ１１と第２レーダアンテナ１２とはそれぞれ電磁波の放射方向が相反するように背中合わせに配置されている。したがって、レーダ装置１は、従来のレーダ装置と比較して速度追従性を保持したままレーダアンテナの回転数を半減させることができる。これにより、レーダアンテナ１０に対する空気抵抗もレーダアンテナ１０を水平方向に回転させる駆動装置（モータ３０及びモータ駆動部４０）の負荷を低減することができる。したがって、水平方向に回転させる駆動装置の大型化を抑制し、小型化や軽量化が可能になる。また、駆動装置の負荷を低減することができるため、低消費電力の駆動装置を使用することができる。そのため、安価な駆動装置が利用可能となる。
【００４７】
また、上述したようにレーダ装置１は、従来のレーダ装置と比較して速度追従性を保持したままレーダアンテナ１０の回転数を低減させることができるため、作業者等の安全性を確保することができる。
【００４８】
また、上述したようにレーダ装置１は、従来のレーダ装置と比較してレーダアンテナ１０の回転数を半減させたまま速度追従性を維持することができるため、より超高速回転（回転数１００ｒｐｍ等）相当のスキャンが可能となる。
【００４９】
（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態におけるレーダ装置１Ａについて説明する。第２の実施形態におけるレーダ装置１Ａは、レーダアンテナ１０の回転数を切り替えることなく、近距離観測時における擬似的な高回転状態を実現することができる。
【００５０】
図６は、第２の実施形態におけるレーダ装置１Ａの概略構成の一例を示す図である。
レーダ装置１Ａは、船舶等の移動体に搭載される。レーダ装置１Ａは、後述するレーダアンテナ１０から送信信号を送信するとともに、その反射波を受信する。そして、レーダ装置１Ａは、受信した反射波を解析することで、自船から周囲の観測目標物までの距離及び方位を算出する。レーダ装置１Ａは、算出した自船から周囲の観測目標物までの距離及び方位に基づいてレーダ映像を作成して不図示の表示装置に表示する。
【００５１】
図６に示すように、レーダ装置１Ａは、レーダアンテナ１０、ロータリージョイント２０、制御装置５０Ａ、モータ３０及びモータ駆動部４０を備える。
【００５２】
制御装置５０Ａは、第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２に同電力の送信信号をそれぞれ出力する。制御装置５０Ａは、第１レーダアンテナ１１で受信した反射波の第１受信信号を取得する。制御装置５０Ａは、第２レーダアンテナ１２で受信した反射波の第２受信信号を取得する。また、制御装置５０Ａは、モータ駆動部４０に制御信号を出力することで、モータ３０の駆動を制御する。
以下、第２の実施形態における制御装置５０Ａについて、具体的に説明する。図７は、第２の実施形態における制御装置５０Ａの概略構成の一例を示す図である。
【００５３】
図７に示すように、制御装置５０Ａは、送信部５１、分波器５２、第１送受信切替器５３、第２送受信切替器５４、第１受信部５５、第２受信部５６、第１切替部８０、第２切替部８１及び制御部５７Ａを備える。
【００５４】
送信部５１は、制御部５７Ａから電力が供給されると、第１切替部８０に送信信号を出力する。
第１切替部８０は、送信部５１と分波器５２とを接続する第５経路と、送信部５１と第２切替部８１とを接続する第６経路とを切り替える。例えば、第１切替部８０は、制御部５７Ａから切替信号が供給されると、第５経路に切り替える。第１切替部８０は、制御部５７Ａから切替信号が供給されない場合には、第６経路に切り替える。例えば、第１切替部８０は、三端子のスイッチである。例えば、第１切替部８０が三端子のスイッチである場合、コモン端子（Ｃ端子）が送信部５１に接続され、第１端子が分波器５２に接続され、第２端子が第２切替部８１に接続されている。したがって、例えば、第１切替部８０に制御部５７Ａから切替信号が供給されると、Ｃ端子と第１端子とが接続される。一方、第１切替部８０に制御部５７Ａから切替信号が供給されない場合には、Ｃ端子と第２端子とが接続される。
【００５５】
第２切替部８１は、第１送受信切替器５３と分波器５２との間に接続されている。第２切替部８１は、分波器５２と第１送受信切替器５３とを接続する第７経路と、第１切替部８０と第１送受信切替器５３とを接続する第８経路とを切り替える。例えば、第２切替部８１は、制御部５７Ａから切替信号が供給されると、第７経路に切り替える。第２切替部８１は、制御部５７Ａから切替信号が供給されない場合には、第８経路に切り替える。例えば、第２切替部８１は、三端子のスイッチである。例えば、第２切替部８１が三端子のスイッチである場合、コモン端子（Ｃ端子）が第１送受信切替器５３に接続され、第１端子が分波器５２に接続され、第２端子が第１切替部８０の第２端子に接続される。したがって、例えば、第２切替部８１に制御部５７Ａから切替信号が供給されると、Ｃ端子と第１端子とが接続される。一方、第２切替部８１に制御部５７Ａから切替信号が供給されない場合には、Ｃ端子と第２端子とが接続される。
【００５６】
制御部５７Ａは、レーダアンテナ１０から電磁波を放射させる場合に、送信部５１に電力を供給する。
制御部５７Ａは、レーダアンテナ１０から観測目標物までの距離に基づいて第１切替部８０及び第２切替部８１に切替信号を出力する。例えば、制御部５７Ａは、レーダアンテナ１０から観測目標物までの距離が遠い場合（遠距離観測時）、レーダアンテナ１０を低速回転するように回転数を下げたほうが望ましい。一方、レーダアンテナ１０から観測目標物までの距離が近い場合（近距離観測時）、レーダアンテナ１０を高速回転するように回転数を上げたほうが望ましい。しかしながら、実際にレーダアンテナ１０の回転数を切り替えるには、モータ３０の回転制御系が複雑となる。また、高速回転させるためにモータ３０を回転させると、空気抵抗が増加するためモータ３０の負荷が増加する。したがって、第２の実施形態では、近距離観測時において擬似的な高回転状態を実現する。すなわち、近距離観測時において、制御部５７Ａは、切替信号を第１切替部８０及び第２切替部８１に切替信号を出力する。これにより、送信部５１から出力された送信信号は、分波器５２で第１送信信号と第２送信信号とに分波される。そして、分波されることで生成された第１送信信号は、第２切替部８１及び第１送受信切替器５３を介して第１レーダアンテナ１１に供給される。一方、分波されることで生成された第２送信信号は、第２送受信切替器５４を介して第２レーダアンテナ１２に供給される。したがって、第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２の各々から電磁波が放射される。
【００５７】
遠距離観測時においては、制御部５７Ａは、切替信号を第１切替部８０及び第２切替部８１に切替信号を出力しない。これにより、送信部５１から出力された送信信号は、分波器５２ではなく第２切替部８１に出力される。したがって、送信信号は第１送信信号及び第２送信信号に分波されずに第１送受信切替器５３を経由して第１レーダアンテナ１１に供給される。すなわち、従来のレーダ装置と同様に第１レーダアンテナ１１からのみ電磁波が放射される。このように、レーダ装置１Ａは、近距離観測時には第１レーダアンテナ１１及び第２レーダアンテナ１２からそれぞれ電磁波を放射させることで擬似的な高回転状態を実現し、遠距離観測時には第２レーダアンテナ１２に第２送信信号が供給される系統を切り離し、第１レーダアンテナ１１からのみ電磁波を放射させる。これにより、レーダ装置１Ａは、レーダアンテナ１０の回転数を切り替えることなく、近距離観測時に擬似的な高回転状態を実現することができる。
【００５８】
上述したように、第２の実施形態におけるレーダ装置１Ａは、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信する第１レーダアンテナ１１と第２レーダアンテナ１２とを備えるレーダアンテナ１０を有する。そして、第１レーダアンテナ１１と第２レーダアンテナ１２とはそれぞれ電磁波の放射方向が相反するように背中合わせに配置されている。したがって、レーダ装置１Ａは、従来のレーダ装置と比較して速度追従性を保持したままレーダアンテナの回転数を半減させることができる。これにより、レーダアンテナ１０に対する空気抵抗もレーダアンテナ１０を水平方向に回転させる駆動装置（モータ３０及びモータ駆動部４０）の負荷を低減することができる。したがって、水平方向に回転させる駆動装置の大型化を抑制し、小型化や軽量化が可能になる。また、駆動装置の負荷を低減することができるため、低消費電力の駆動装置を使用することができる。そのため、安価な駆動装置が利用可能となる。
【００５９】
また、上述したレーダ装置１Ａは、送信部５１で生成された送信信号を第１レーダアンテナ１１にのみ供給する経路と、送信部５１で生成された送信信号を分波器５２に供給する経路と、を切り替える切替部を備える。したがって、レーダアンテナ１０の回転数を切り替えることなく、近距離観測時における擬似的な高回転状態を実現することができる。
【００６０】
また、上述したようにレーダ装置１Ａは、従来のレーダ装置と比較して速度追従性を保持したままレーダアンテナ１０の回転数を低減させることができるため、作業者等の安全性を確保することができる。
【００６１】
上述した実施形態における制御部５７又は制御部５７Ａをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
【００６２】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００６３】
特許請求の範囲、明細書及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１、１Ａ  レーダ装置
１０  レーダアンテナ
１１  第１レーダアンテナ
１２  第２レーダアンテナ
２０  ロータリージョイント
３０  モータ
４０  モータ駆動部
５０  制御装置
５１  送信部
５２  分波器
５３  第１送受信切替器
５４  第２送受信切替器
５５  第１受信部
５６  第２受信部
５７  制御部
【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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