3次元レーダーとは？わかりやすく解説

3次元レーダーの捜索パターンのシェーマ。

（参考）2次元レーダーの捜索パターンのシェーマ。

3次元レーダー（さんじげんレーダー）とは、距離のほか、方位と仰角を同時に調べる一次レーダー。レーダーサイトなど、主に航空機を警戒捜索するレーダーとして用いられる。これに対して、距離・方位、距離・仰角のいずれかのみを走査するレーダーは2次元レーダーと呼ばれる。3次元レーダーは、偏波やビーム（位相の揃った状態の電磁波）等を利用し、探知目標の3次元データを得ている。

概要

レーダーの実用化後しばらくは、目標の距離と方位は捜索レーダーによって、また高度については高角測定レーダー（Height finding radar）によって測定していた。3次元レーダーは、これらを統合するものとして開発されたものであり、おおむね下記のような方式がある^[1]。

多重ビーム（stacked-beam）方式: 送信時にはファンビームを用いるが、受信時は、多数のペンシルビームを垂直方向に隣接させて並べて、水平面内で回転させる方式。仰角は隣接したビーム間の振幅比較モノパルス法によって測定する。アメリカ海軍のAN/SPS-2で採用された（試作のみ）。レーダー波の干渉を利用し、多重ビームを構成させるグレーディング・ローブ方式というのもある。
パルス内周波数走査（frequency scanning, FRESCAN）方式: 送信パルス1個を、周波数の異なったサブパルスn個に分けて送信することで、各周波数に対応してn個のビームを形成する方式。アメリカ海軍のAN/SPS-39などで採用された。
ペンシルビーム方式: 垂直面内は位相走査で、測角にはモノパルス法を用いる方式。多数の周波数を使わずに自由にビーム方向を操ることができるという長所がある。フェーズドアレイレーダーで採用されている。
Vビーム方式: 傾斜させた偏波を利用し、その交点から高度を求める方式。ソビエト連邦のアンガラーM（ヘッドネットC）で採用された。