3次元レーダー

3次元レーダーの概要

3次元レーダー（さんじげんレーダー）は、距離だけでなく、方位と仰角も同時に測定することができる一次レーダーの一種です。主に航空機の警戒や捜索に活用されることが多いこの技術は、従来のレーダーの機能を統合する形で発展しました。対照的に、クター（2次元レーダー）は距離と方位、あるいは距離と仰角を個別に測定する方法を採ります。

開発の背景

レーダー技術が実用化されて以来、目標の距離および方位を捜索レーダーで測定し、高度を高角測定レーダーによって測定するという運用が一般的でした。こうした方法では、複数のレーダー装置を用いる必要があり、操作やデータの統合に手間がかかりました。3次元レーダーは、これらの課題を解決するために開発され、目標物の3次元的な位置を効率的に把握できるようになっています。

検出技術と方式

3次元レーダーには、複数の検出方式が存在します。以下に代表的な4つの方式を挙げます。

1. 多重ビーム方式

この方式では、送信時にファンビームを用いる一方、受信時には多数のペンシルビームを垂直方向に配置し、水平面内で回転させます。仰角の測定には、隣接したビームの振幅を比較するモノパルス法を採用しています。アメリカ海軍が開発したAN/SPS-2が試作されたものの、実用には至っていません。さらに、レーダー波の干渉を捉えながら多重ビームを構成するグレーディング・ローブ方式も存在します。

2. パルス内周波数走査方式

この方式では、送信パルスを異なる周波数を持つサブパルスに分割し、その結果、n個のビームを形成します。この技術はアメリカ海軍のAN/SPS-39などで実用化されました。

3. ペンシルビーム方式

ペンシルビーム方式では、垂直面内の位相走査を採用し、モノパルス法で測角を行います。この方式の優れた点は、多数の周波数を使用しなくても、自由にビーム方向を制御できることです。この手法は、フェーズドアレイレーダーにおいても利用されています。

4. Vビーム方式

Vビーム方式では、傾斜させた偏波を活用し、交点の情報をもとに高度を算出します。この技術は、ソビエト連邦のアンガラーM（ヘッドネットC）の開発において採用されています。

機種一覧

3次元レーダーは、地上や艦載システムとして広く利用されています。それぞれの機種は独自の方式を持ち、様々な環境での運用に対応しています。

参考文献

この分野に関する詳細な情報は、書籍「図解 電子航空戦―最先端テクノロジーのすべて」（立花正照、原書房、1986年）を参考にすることができます。

関連項目

3次元レーダーに関連するトピックとして、一般的なレーダー技術、一次レーダー、二次レーダーなどがあります。

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