(57)【要約】【課題】強風等の天候に影響されることなく、目標とする航空機を容易にかつ確実に検出追尾可能なレーダ装置を提供する。【解決手段】高低方向及び方位方向において航空機等の目標までの距離及びドップラー周波数成分が一致することを利用して、目標情報検出器２１にて高低空中線装置１１及び方位空中線装置１２で得られる目標までの距離及びドップラー周波数成分が一致するか否かを判定し、一致する場合に目標と判定し、この目標の旨のメッセージと「距離」、「高度」及び「方位」の数字情報を表示器１６に供給して高低方向表示領域及び方位方向表示領域に表示させるようにしている。【選択図】図３
2009069020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ波を放射して目標とする航空機が存在する空間を高低方向にビーム走査し、前記レーダ波の反射波を受信する第１の空中線装置と、
前記レーダ波を放射して前記空間を前記高低方向とは垂直の方位方向にビーム走査し、前記レーダ波の反射波を受信する第２の空中線装置と、
前記第１の空中線装置の出力からドプラー周波数成分及び前記目標までの距離を検出する第１の検出手段と、
前記第２の空中線装置の出力からドプラー周波数成分及び前記目標までの距離を検出する第２の検出手段と、
これら第１及び第２の検出手段の各出力から前記ドップラー周波数成分及び前記距離が一致するか否かを判定し、この判定結果から前記目標を特定する目標特定手段とを具備したことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
さらに、前記第１及び第２の検出手段の各出力から走査域中に存在する固定クラッタを除去して前記目標特定手段に供給する固定クラッタ除去手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
さらに、表示器と、
前記目標特定手段で特定された目標の距離、高さ、方位を数字により前記表示器に表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば航空機の飛行状態を監視するためのレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、航空管制用のレーダ装置として、ＡＳＲ（Airport Surveillance Radar）等が利用されている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
この種のレーダ装置は、飛行中の航空機に対しレーダ波を送信し、航空機からのレーダ反射波を受信検波することで、航空機の飛行位置の検出及び追尾を行なうものである。
【非特許文献１】レーダ技術  財団法人電子情報通信学会。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記レーダ装置では、天候等により、速く流れる雲を目標として誤検出してしまう場合があり、この場合、目標の特定が困難になる。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、強風等の天候に影響されることなく、目標とする航空機を容易にかつ確実に検出追尾可能なレーダ装置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、この発明に係わるレーダ装置は、レーダ波を放射して目標とする航空機が存在する空間を高低方向にビーム走査し、レーダ波の反射波を受信する第１の空中線装置と、レーダ波を放射して空間を高低方向とは垂直の方位方向にビーム走査し、レーダ波の反射波を受信する第２の空中線装置と、第１の空中線装置の出力からドプラー周波数成分及び目標までの距離を検出する第１の検出手段と、第２の空中線装置の出力からドプラー周波数成分及び目標までの距離を検出する第２の検出手段と、これら第１及び第２の検出手段の各出力からドップラー周波数成分及び距離が一致するか否かを判定し、この判定結果から目標を特定する目標特定手段とを備えるようにしたものである。
【０００７】
この構成によれば、高低方向及び方位方向において航空機までの距離及びドップラー周波数成分が一致することを利用して、目標の検出処理に先立ち、高低方向及び方位方向それぞれにおける距離及びドップラー周波数成分が一致するか否かが判定され、これにより天候等の影響に関係なく目標を確実に判断することが可能となる。
【０００８】
さらに、第１及び第２の検出手段の各出力から走査域中に存在する固定クラッタを除去して目標特定手段に供給する固定クラッタ除去手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、固定クラッタの位置情報が載せられている地図データを利用して、目標判定処理に先立ち、第１及び第２の空中線装置それぞれの出力から固定クラッタを除去するようにしているので、効率良く目標を判定することができる。
【００１０】
さらに、表示器と、目標特定手段で特定された目標の距離、高さ、方位を数字により表示器に表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、見やすい表示画面で目標を確認できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上詳述したようにこの発明によれば、強風等の天候に影響されることなく、目標とする航空機を容易にかつ確実に検出追尾可能なレーダ装置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】
【００１３】
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、本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。
【００１４】
図１及び図２は、レーダ装置における目標の検出動作を示している。レーダ装置の高低空中線装置１１は、図１に示すように、レーダ波を送信して航空機等の目標ＴＡが存在すると推定される空間を上下方向（高低方向）にビーム走査する。そして、目標ＴＡからのレーダ反射波を受信検波して解析することで、目標ＴＡを検出する。
【００１５】
一方、レーダ装置の方位空中線装置１２は、図２に示すように、レーダ波を送信して航空機等の目標ＴＡが存在すると推定される空間を左右方向（方位方向）にビーム走査する。そして、目標ＴＡからのレーダ反射波を受信検波して解析することで、目標ＴＡを検出する。
【００１６】
ところで、上記高低空中線装置１１及び方位空中線装置１２は、走査域内の雲等のウェザクラッタＷＫ及び山、建造物等のグランドクラッタＧＫも検出することになる。ここで、悪天候であったり、強風であったりすると、ウェザクラッタＷＫが速く流れることになり、このウェザクラッタＷＫを目標ＴＡとして検出追尾してしまうこともある。なお、ウェザクラッタＷＫは水平に流れる場合が多いので、水平方向に垂直な方向つまり高低方向からレーダ波を送出すると、ドプラーは生じない。
【００１７】
これに対し、航空機は斜めに飛翔するので、航空機の移動方向とレーダ波送出方向との差に対応するドプラー周波数が発生する。また、航空機等の目標ＴＡは、ウェザクラッタＷＫに比べると小さいため、上記高低空中線装置１１及び方位空中線装置１２から見て同一の距離に位置するとみなすことができる。
【００１８】
そこで、本発明は、高低空中線装置１１及び方位空中線装置１２それぞれからの目標ＴＡまでの距離とドップラー周波数成分とが一致する場合に、目標ＴＡを特定するようにしている。
【００１９】
上記の原理に基づき、以下に本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図３は本発明に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。図３において、高低空中線装置１１から送出されたレーダ波は、所定方向に向けて送出される。その反射波は、高低空中線装置１１にて受信検波される。高低空中線装置１１は、詳細は図示しないが、一定範囲で角度制御が可能となっており、この角度制御によりレーダ波を上下方向（高低方向）にビーム走査することが可能となっている。
【００２１】
また、方位空中線装置１２から送出されたレーダ波は、所定方向に向けて送出される。その反射波は、方位空中線装置１２にて受信検波される。方位空中線装置１２は、詳細は図示しないが、一定範囲で角度制御が可能となっており、この角度制御によりレーダ波を左右方向（方位方向）にビーム走査することが可能となっている。
【００２２】
上記高低空中線装置１１から出力されるレーダ波は、変調される。また、高低空中線装置１１で得られる受信信号は、時分割処理部１３で時分割処理された後、受信信号処理系１４に供給され、和信号Σ及び差信号Δに生成される。上記方位空中線装置１２についても同様である。また、受信信号処理系１４には、ドプラー成分抽出器１４１が備えられる。
【００２３】
ドプラー成分抽出器１４１は、入力信号の変調成分に含まれる周波数誤差からドプラー周波数を検出するものである。このドプラー成分抽出器１４１の出力は、時分割処理部１５にて所定の時分割処理が施されて表示器１６に表示される。この表示器１６には、高低空中線装置１１で得られた情報と方位空中線装置１２で得られた情報とが同じ表示画面上に別々に表示されることになる。
【００２４】
また、ドプラー成分抽出器１４１の出力は、クラッタ除去部１７,１８にそれぞれ供給される。クラッタ除去部１７は、高低方向に関して、グランドクラッタＧＫの位置が記載されているマップデータを記憶保持しており、このマップデータに基づいてドプラー成分抽出器１４１の出力からグランドクラッタＧＫに関する情報を除去して高低方向受信処理部１９に供給する。
【００２５】
また、クラッタ除去部１８は、方位方向に関して、グランドクラッタＧＫの位置が記載されているマップデータを記憶保持しており、このマップデータに基づいてドプラー成分抽出器１４１の出力からグランドクラッタＧＫに関する情報を除去して方位方向受信処理部２０に供給する。
【００２６】
高低方向受信処理部１９は、クラッタ除去部１７の出力からドプラー周波数成分を抽出し、和信号Σ及び差信号Δから高低方向に関する目標方向を検出し、和信号Σに対する相関処理を施して、この相関結果から目標ＴＡまでの距離を検出するものである。
【００２７】
方位方向受信処理部２０は、クラッタ除去部１８の出力からドプラー周波数成分を抽出し、和信号Σ及び差信号Δから方位方向に関する目標方向を検出し、和信号Σに対する相関処理を施して、この相関結果から目標ＴＡまでの距離を検出するものである。
【００２８】
これら高低方向受信処理部１９及び方位方向受信処理部２０の各出力は、目標情報検出器２１に供給される。目標情報検出器２１は、高低方向受信処理部１９及び方位方向受信処理部２０の各出力のうち、ドプラー周波数成分及び距離が一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合に、その旨のメッセージを「距離」、「高度」及び「方位」の数字情報と共に表示器１６に表示させる。
【００２９】
次に、上記構成において、以下にその特徴とする処理動作について説明する。
【００３０】
高低空中線装置１１及び方位空中線装置１２では、送信レーダ波の変調出力を得る。ドプラー周波数は送信変調波長と反射した受信波長との位相差から検出できる。また、送信波と反射波の変調信号の位相差から目標ＴＡまでの距離が算出できる。
【００３１】
高低空中線装置１１及び方位空中線装置１２は、目標検出後は目標方向に向けられて目標ＴＡを追尾する。
【００３２】
目標ＴＡからの反射レーダ波は、高低空中線装置１１及び方位空中線装置１２の複数箇所で受信される。各箇所の受信信号は、受信信号処理系１４で和信号Σ及び差信号Δに生成される。これら和信号Σ及び差信号Δは、ドプラー成分抽出器１４１でドプラー周波数成分が抽出され、クラッタ除去部１７，１８でグランドクラッタＧＫに関する情報が除去された後、高低方向受信処理部１９及び方位方向受信処理部２０で目標ＴＡまでの距離、方位方向、高低方向が算出されて目標情報検出器２１に供給される。
【００３３】
目標情報検出器２１は、高低方向受信処理部１９の出力のうちの「距離」、「ドプラー周波数成分」と、方位方向受信処理部２０の出力のうちの「距離」、「ドプラー周波数成分」とを比較し、一致するか否かを判定する。そして、一致しなければウェザクラッタＷＫと判断して処理を終了するが、一致した場合には、目標ＴＡの旨のメッセージと「距離」、「高度」及び「方位」の数字情報を表示器１６に供給して高低方向表示領域及び方位方向表示領域に表示させる。従って、この表示によりオペレータは目標ＴＡの位置を確認することができる。
【００３４】
以上のように上記実施形態では、高低方向及び方位方向において航空機等の目標ＴＡまでの距離及びドップラー周波数成分が一致することを利用して、目標情報検出器２１にて高低空中線装置１１及び方位空中線装置１２で得られる目標ＴＡまでの距離及びドップラー周波数成分が一致するか否かを判定し、一致する場合に目標ＴＡと判定し、この目標ＴＡの旨のメッセージと「距離」、「高度」及び「方位」の数字情報を表示器１６に供給して高低方向表示領域及び方位方向表示領域に表示させるようにしている。
【００３５】
従って、天候等の影響に関係なく目標を確実に判断することが可能となる。
【００３６】
また、上記実施形態では、クラッタ除去部１７，１８において、グランドクラッタＧＫの位置情報が載せられている地図データを利用して、目標情報検出器２１による目標判定処理に先立ち、高低空中線装置１１及び方位空中線装置１２それぞれの出力からグランドクラッタＧＫを除去するようにしているので、効率良く目標ＴＡを判定することができる。
【００３７】
なお、本発明を実施形態に基づき説明したが、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。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に関係するレーダ装置における高低方向への目標の検出動作の例を示す図。
【図２】本発明に関係するレーダ装置における方位方向への目標の検出動作の例を示す図。
【図３】本発明に係るレーダ装置の一実施形態を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３９】
１１…高低空中線装置、１２…方位空中線装置、１３，１５…時分割処理部、１４…受信信号処理系、１６…表示器、１７，１８…クラッタ除去部、１９…高低方向受信処理部、２０…方位方向受信処理部、２１…目標情報検出器。
【図１】
2009069020.tif 000003
【図２】
2009069020.tif 000004
【図３】
2009069020.tif 000005