(57)【要約】【課題】モノパルス測角処理において、ガーブル発生時に、測角誤差を小さくして、複数の目標の検出精度を向上し得る二次監視レーダ装置を提供する。【解決手段】ガーブル検出部１６において、波形生成部１３で得られる和信号Σ及び差信号Δそれぞれの振幅の変化を利用して、オフポアサイト角計算部１７によるオフポアサイト角演算処理に先立ち、複数のターゲットからの応答が重なるガーブル期間を検出し、計算制御部１７１にて当該検出結果に基づいてガーブル期間を除いた和信号Σ及び差信号Δを抽出して、オフポアサイト角計算部１７にて和信号Σ及び差信号Δからガーブル期間以外のオフポアサイト角を求めるようにしている。【選択図】      図２
2009014508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標対象物からの信号を受信部にて受信し、前記受信部の複数個所で得られる各受信信号の和信号及び各受信信号の差信号を測角処理部に入力し、当該測角処理部にて前記和信号をベクトル表現した和ベクトルと、前記差信号をベクトル表現した差ベクトルとをモノパルス測角処理して前記目標対象物に関する目標情報を得る二次監視レーダ装置において、
前記受信部で得られる前記和信号及び前記差信号のうちいずれか一つの振幅の変化から、複数の目標対象物からの応答が重なるガーブル期間を検出する検出手段と、
この検出手段による検出結果に基づいて、前記ガーブル期間を除いた前記和信号及び前記差信号を抽出して前記測角処理部に供給する制御手段とを具備したことを特徴とする二次監視レーダ装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記受信部で得られる前記和信号及び前記差信号それぞれの振幅変化から前記ガーブル期間を検出することを特徴とする請求項１記載の二次監視レーダ装置。
【請求項３】
目標対象物からの信号を受信部にて受信し、前記受信部の複数個所で得られる各受信信号の和信号及び各受信信号の差信号を測角処理部に入力し、当該測角処理部にて前記和信号をベクトル表現した和ベクトルと、前記差信号をベクトル表現した差ベクトルとをモノパルス測角処理して前記目標対象物に関する目標情報を得る二次監視レーダ装置で使用される制御方法において、
前記受信部で得られる前記和信号及び前記差信号のうちいずれか一つの振幅の変化から、複数の目標対象物からの応答が重なるガーブル期間を検出し、
検出したガーブル期間を除いた前記和信号及び前記差信号を抽出して前記測角処理部に供給し、複数の目標対象物それぞれの目標情報を得ることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば航空管制用レーダ装置に用いられる二次監視レーダ装置及びその二次監視レーダ装置に用いられる制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空管制用の二次監視レーダ装置は、例えば特許文献１に示されているように、質問信号を航空機上のトランスポンダ（応答装置）に送信し、このトランスポンダにより解読された質問信号に対応する応答信号を受信することによって航空機の識別を行なうものである。この場合、モノパルス測角方式により航空機の距離及び方位を求めている。
【特許文献１】特開平４−３３２８９２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、高度は異なるが距離が重なった航空機（以下、ターゲットと称する）が複数ある場合に、モノパルスの重なり（以下、ガーブルと称する）が発生することになる。
【０００４】
しかし、従来のモノパルス測角方式では、ガーブル状態を認識することなく、モノパルスの和信号と差信号から測角を行っていた。よって、ガーブル状態での和信号と差信号の振幅は複数のターゲットの方位のベクトルが加算された値になるため測角結果に誤差が発生する可能性があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、モノパルス測角処理において、ガーブル発生時に、測角誤差を小さくして、複数の目標の検出精度を向上し得る二次監視レーダ装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明に係わる二次監視レーダ装置は、目標対象物からの信号を受信部にて受信し、受信部の複数個所で得られる各受信信号の和信号及び各受信信号の差信号を測角処理部に入力し、当該測角処理部にて和信号をベクトル表現した和ベクトルと、差信号をベクトル表現した差ベクトルとをモノパルス測角処理して目標対象物に関する目標情報を得る二次監視レーダ装置を対象にしている。
【０００７】
そして、受信部で得られる和信号及び差信号のうちいずれか一つの振幅の変化から、複数の目標対象物からの応答が重なるガーブル期間を検出する検出手段と、この検出手段による検出結果に基づいて、ガーブル期間を除いた和信号及び差信号を抽出して測角処理部に供給する制御手段とを備えるようにしたものである。
【０００８】
この構成によれば、受信部で得られる和信号及び差信号のうちいずれか一つの振幅の変化を利用して、測角処理部によるモノパルス測角処理に先立ち、複数の目標対象物からの応答が重なるガーブル期間が検出され、この検出結果に基づいてガーブル期間を除いた和信号及び差信号が抽出されて測角処理部に供給される。
【０００９】
従って、ガーブル発生時でも測角誤差を小さくでき、これにより短時間で目標対象物が複数か単数かを識別でき、複数の目標の検出精度を向上できる。
【発明の効果】
【００１０】
以上詳述したようにこの発明によれば、モノパルス測角処理において、ガーブル発生時に、測角誤差を小さくして、複数の目標の検出精度を向上し得る二次監視レーダ装置及び制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。  
まず、この発明に係る実施形態を説明するに先立ち、その動作原理について説明する。
【００１２】
図１は、二次監視レーダ装置のモノパルス測角の原理を示す受信ビームベクトル図である。
【００１３】
二次監視レーダ装置のモノパルス測角方式における、モノパルス信号からターゲットの方位を測定する処理では、±１．５°傾けた２つの受信ビームから２つの受信信号を加算した和信号Σと減算した差信号Δを生成し、その和信号Σと差信号Δの振幅値からオフポアサイト角の計算を行い、受信ビームの中心からのターゲット方位のずれを±１．５°範囲内で求めている。
【００１４】
例えば図１（ａ）に示すように、受信ビームの中心にターゲットがいるときは、図１（ｂ）に示すように和信号Σが±１．５°範囲内で最大の振幅となり、差信号Δの振幅がゼロになる。また、中心からｘ°傾く場合では、図１（ｃ）に示すように、和信号Σの振幅は中心時の振幅より小さくなり、差信号Δの振幅はαになり、差信号Δと和信号Σの比率を計算し中心からのずれｘ°を求めている。
【００１５】
複数のターゲットから応答が重なってガーブル状態になった場合の測角は、和信号Σと差信号Δのベクトルが複数発生するため、ガーブル状態を認識しないでオフポアサイト角を計算すると誤った結果となっていた。
【００１６】
上記の原理に基づき、以下にこの発明の実施形態について説明する。
【００１７】
図２は、この発明に係る二次監視レーダ装置の構成を示すブロック図である。図２において、図中符号１１，１２はビームアンテナで、ターゲットとなる航空機からのＲＦ（Radio Frequency）信号を受信する。これら受信信号は、波形生成部１３に供給される。この波形生成部１３は、ビームアンテナ１１，１２それぞれの受信信号を加算して６０ＭＨｚの和信号Σを生成し、ビームアンテナ１１，１２それぞれの受信信号を減算することで６０ＭＨｚの差信号Δを生成する。
【００１８】
上記波形生成部１３で得られた和信号Σは振幅検波部１４に供給され、差信号Δは振幅検波部１５に供給される。振幅検波部１４は、和信号Σの振幅を検出し、この検出結果をガーブル検出部１６及びオフポアサイト角計算部１７に出力する。また、振幅検波部１５は、差信号Δの振幅を検出し、この検出結果をガーブル検出部１６及びオフポアサイト角計算部１７に出力する。
【００１９】
ガーブル検出部１６は、振幅検波部１４，１５で得られた和信号Σ及び差信号Δそれぞれの振幅の変化からガーブルを検出するもので、その検出出力はオフポアサイト角計算部１７に供給される。
【００２０】
上記オフポアサイト角計算部１７は、和信号Σ及び差信号Δからオフポアサイト角つまり目標方向を検出するもので、このオフポアサイト角をモノパルス信号として出力する。また、オフポアサイト角計算部１７には、計算制御部１７１が備えられる。この計算制御部１７１は、上記ガーブル検出部１６による検出結果に基づいて、振幅検波部１４，１５それぞれの出力からガーブル期間を除いた和信号Σ及び差信号Δを抽出してオフポアサイト角計算部１７にて計算させるものである。すると、オフポアサイト角計算部１７からガーブル期間以外の複数のモノパルス信号が出力される。
【００２１】
上記構成において、以下にその特徴となる処理動作について説明する。  
以前に考えられていた二次監視レーダ装置では、図３に示すように、受信期間の和信号Σと差信号Δの振幅を平均部２１,２２にて平均してからオフポアサイト角計算部１７にてオフポアサイト角を計算しているため、ガーブル状態を認識しない構成になっていた。
【００２２】
そこで、本実施形態では、計算制御部１７１でガーブル期間以外の和信号Σと差信号Δを抽出し、その和信号Σと差信号Δでオフポアサイト角を計算するようにした。このため、ガーブル時でも正確に複数ターゲット各々のオフポアサイトを求めることができるようになる。
【００２３】
ターゲットからのＲＦ信号はビームアンテナ１１,１２で受信される。各受信信号は、波形生成部１３に供給され、和信号Σ及び差信号Δが生成される。これら和信号Σ及び差信号Δは、図４に示すように、ガーブル期間中になると振幅が変化する。１回目の変化から２回目に変化する期間がガーブル期間となる。
【００２４】
また、上記和信号Σ及び差信号Δは、振幅検波部１４，１５により振幅が検波されて図５に示すような波形となり、それぞれガーブル検出部１６及びオフポアサイト角計算部１７に供給される。ガーブル検出部１６において、和信号Σ及び差信号Δの振幅の変化からガーブル期間が検出される。このガーブル期間の情報は、オフポアサイト角計算部１７の計算制御部１７１に供給される。
【００２５】
オフポアサイト角計算部１７では、計算制御部１７１によりガーブル期間以外の和信号Σ及び差信号Δが抽出されることにより、これら和信号Σ及び差信号Δから図６に示すようなガーブル期間以外のオフポアサイト角が求められ、複数のターゲットそれぞれに関するモノパルス信号として出力される。なお、図６において、図中点線部分はガーブル期間に相当する。
【００２６】
以上のように上記実施形態では、ガーブル検出部１６において、波形生成部１３で得られる和信号Σ及び差信号Δそれぞれの振幅の変化を利用して、オフポアサイト角計算部１７によるオフポアサイト角演算処理に先立ち、複数のターゲットからの応答が重なるガーブル期間を検出し、計算制御部１７１にて当該検出結果に基づいてガーブル期間を除いた和信号Σ及び差信号Δを抽出して、オフポアサイト角計算部１７にて和信号Σ及び差信号Δからガーブル期間以外のオフポアサイト角を求めるようにしている。
【００２７】
従って、ガーブル発生時でも測角誤差を小さくでき、これにより短時間でターゲットが複数か単数かを識別でき、複数のターゲットの検出精度を向上できる。
【００２８】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えばガーブル検出部１６において、和信号Σ及び差信号Δのうちいずれか１つの振幅の変化からガーブル期間を検出するようにしてもよい。
【００２９】
また、波形生成部１３、振幅検波部１４,１５、ガーブル検出部１６及びオフポアサイト角計算部１７をソフトウェアにより構成できることももちろんのことである。
【００３０】
さらに、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、上記各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、各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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明に係わる二次監視レーダ装置のモノパルス測角の原理を示す受信ビームベクトル図。
【図２】この発明に係わる二次監視レーダ装置の一実施形態を示すブロック図。
【図３】以前に考えられた二次監視レーダ装置の構成を示すブロック図。
【図４】同実施形態における和信号Σ及び差信号Δの波形を示す図。
【図５】同実施形態において振幅検波された和信号Σ及び差信号Δの波形を示す図。
【図６】同実施形態においてガーブル期間を除いたモノパルス出力値を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１１,１２…ビームアンテナ、１３…波形生成部、１４,１５…振幅検波部、１６…ガーブル検出部、１７…オフポアサイト角計算部、２１,２２…平均部、１７１…計算制御部。
【図１】
2009014508.tif 000003
【図２】
2009014508.tif 000004
【図３】
2009014508.tif 000005
【図４】
2009014508.tif 000006
【図５】
2009014508.tif 000007
【図６】
2009014508.tif 000008