JP2545875Y2 - Radar transponder - Google Patents

Radar transponder

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JP2545875Y2
JP2545875Y2 JP1987175672U JP17567287U JP2545875Y2 JP 2545875 Y2 JP2545875 Y2 JP 2545875Y2 JP 1987175672 U JP1987175672 U JP 1987175672U JP 17567287 U JP17567287 U JP 17567287U JP 2545875 Y2 JP2545875 Y2 JP 2545875Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、捜索・救助用レーダー・トランスポンダ
の周波数掃引回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a frequency sweep circuit of a search / rescue radar / transponder.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、船舶,航空機に搭載された9GHz帯レーダーを対
象として、船舶及び船舶に搭載されている救命艇,救命
筏等に装備する捜索・救助用レーダー・トランスポンダ
が実用化される運びとなり、既に我が国では世界に先駆
けて実用化試験局としての浮遊式トランスポンダが認許
されて、一部の漁船には装備されている。
In recent years, search and rescue radars and transponders for ships and lifeboats mounted on ships and life-rafts have been put into practical use, targeting 9GHz band radars mounted on ships and aircraft. Has been approved as a floating transponder as a commercialization test station ahead of the world, and is equipped on some fishing boats.

この有用性はI M O (国際海事機構)でも認められ、
既にI M O Performance standard(Reso−lution A.*
**)MSC 53/24,Annex 8・COM 31/WP.1,Annex 5に生存
艇用レーダー・トランスポンダ(以下、下記頭文字を引
用してSARTと略す。)の性能要件が決議されている。
This utility was recognized by the IMO (International Maritime Organization)
Already IMO Performance standard (Reso-lution A. *
**) MSC 53/24, Annex 8, COM 31 / WP.1, Annex 5 determine the performance requirements of radar transponders for surviving boats (hereinafter abbreviated as SART). .

これはCCIR(国際無線通信諮問委員会)の勧告〔62
8〕による〔TECHNICAL CHARACTER−ISTICS FOR SEARCH
AND RESCUE RADAR TRANSPONDERS〕の主要項目に、運
用上具備すべき要件が付加されたものである。
This is a recommendation of the CCIR (International Advisory Committee on Radio Communications) [62
8) [TECHNICAL CHARACTER-ISTICS FOR S EARCH
A ND RESCUE R ADAR T RANSPONDERS], with additional requirements for operation.

ここで本考案の理解を助けるために、前記実用化試験
局のSARTについてその内容が記載された文献を紹介する
と共に、このSARTシステムの一実施例について説明す
る。最近のものでは月刊雑誌「造船技術」の、'85/11、
Vol.18 no.11 P44〜P51にその記載がある。
Here, in order to facilitate understanding of the present invention, a document describing the contents of the SART of the practical use test station will be introduced, and an embodiment of the SART system will be described. Recently, the monthly magazine “Shipbuilding Technology”, '85 / 11,
Vol.18 no.11 P44-P51 has the description.

現在、実用化試験局として認許されているのはP48〜P
51のものであるが、前者のものも機能的には全く同等に
つき、やがて若干の改訂の後、認許されるであろう。
Currently, P48-P
Of the 51, the former are functionally equivalent and will be approved after some revision.

まず、SARTシステムの例を第3図の系統図、第4図の
主要各部波形図を用いて説明する。
First, an example of the SART system will be described with reference to the system diagram of FIG. 3 and the waveform diagrams of main parts in FIG.

さて、第3図,第4図においてレーダーパルス電波
(a)が発射されるとその相対距離の時間だけ遅れ、し
かも(b)のように減衰してSARTに到達する。このパル
ス電波(a)は毎秒何百〜何千発も発射されているが、
第3図には僅かその2発分だけを示してある。
In FIGS. 3 and 4, when the radar pulse radio wave (a) is emitted, it is delayed by the time of its relative distance and attenuates as shown in (b) before reaching the SART. This pulse radio wave (a) is emitted hundreds to thousands of times per second,
FIG. 3 shows only two shots.

SARTは、パルス電波(a)のパルス幅とは無関係に、
その前縁を基準としてシステムトリガ(c)を得るため
の増幅がなされる。
SART is independent of the pulse width of the pulse radio wave (a),
Amplification for obtaining the system trigger (c) is performed based on the leading edge.

SASTは船舶用レーダー等の水平偏波を対象としている
ので、空中線系は全て同一偏波で送受信する。又、この
指向性は水平面内が無指向性で、垂直面内は25度以上の
特性が要求される。即ち、SART自身或いはSARTを装備し
た救命筏,救命艇が波浪にさらされても常にレーダーに
指向させる必要から定まつている。
Since SAST targets horizontal polarization such as marine radar, all antenna systems transmit and receive with the same polarization. The directivity is omnidirectional in a horizontal plane, and a characteristic of 25 degrees or more in a vertical plane is required. That is, it is determined that the SART itself or a life raft or a lifeboat equipped with the SART must always be pointed at the radar even when exposed to waves.

システムトリガ(c)を得るまでのSARTの受信部には
特別な同調回路はなくほぼ9300〜9500MHzまで平坦な広
帯域性を有している。
There is no special tuning circuit in the receiving part of the SART until the system trigger (c) is obtained, and it has a flat broadband characteristic from about 9300 to 9500 MHz.

従つて、レーダー電波(b)の到達レベルがある一定
値を越えていれば、この周波数帯内にある全てのレーダ
ー電波が受信できる。なお、レーダー電波(b)を受信
してからシステムトリガ(c)が導出されるまでは、主
としてビデオ増輻器の周波数帯域幅に起因する時間遅れ
が懸念されるので、これも広帯域特性のものが用いられ
る。
Therefore, if the arrival level of the radar wave (b) exceeds a certain value, all radar waves within this frequency band can be received. Note that there is concern about a time delay mainly due to the frequency bandwidth of the video intensifier from the reception of the radar wave (b) to the derivation of the system trigger (c). Is used.

システムトリガ(c)は送受切換回路(2入力NAND,A
NDゲート等)を経て、周波数掃引の時間基準を作るため
のパルス列発生回路に加えられる。
The system trigger (c) is a transmission / reception switching circuit (2-input NAND, A
ND gate, etc.), and is added to a pulse train generation circuit for creating a time reference for frequency sweeping.

ここで作られた櫛状のパルス(d)をカウンタで分周
し、パルス幅100μsの応答送信用基本パルス(e)を
作成する。
The comb-shaped pulse (d) created here is divided by a counter to create a response transmission basic pulse (e) having a pulse width of 100 μs.

この100μsの値は一定で、パルス繰返周波数の異な
るレーダー電波に照射されても変わることはなく、上限
はこの幅で制限されるが同一方向に複数のレーダーが存
在する場合は残つた時間から各110μs程度毎に割り込
みが可能である。又、1台のレーダーに対してはおよそ
8700pps(パルス繰返周期115μs以上)程度以下のレー
ダーに対応できる。
This value of 100 μs is constant and does not change even when irradiated with radar waves with different pulse repetition frequencies, and the upper limit is limited by this width, but if there are multiple radars in the same direction, the remaining time will be An interrupt can be made about every 110 μs. Also, about one radar
Compatible with radars of about 8700pps (pulse repetition cycle of 115μs or more).

しかし、対象とするレーダーのパルス繰返周波数は、
殆ど電話級の可聴周波数帯幅に略等しい300〜3000ppsの
中に存在するし、SARTから多くのレーダーをみても方位
が一致することは少なく、かつ同期関係もないので実用
上の不都合は生じない。
However, the pulse repetition frequency of the target radar is
It exists in 300 to 3000 pps, which is almost equal to the audible frequency bandwidth of the telephone class, and there are few coincidences in direction even if many radars are seen from the SART, and there is no synchronization problem, so there is no practical inconvenience .

この基本パルスは低周波電力増幅器にも加えられて音
響モニター用ラウンドスピーカーを駆動するタイプもあ
り、救命筏や救命艇のように予めSARTが装備されていて
遭難者が乗り込めるものにはこの音響モニターが有効に
作用する。
This basic pulse is also applied to the low-frequency power amplifier to drive a round speaker for sound monitoring.Sounds such as life-saving rafts and life-saving boats are equipped with SART in advance and can be used by those who can get on The monitor works effectively.

即ち、レーダー電波の照射を受けると、その都度パル
ス繰返周波数の音で船舶や航空機の接近状況が分かるこ
とである。(例えば2種類のレーダーから照射されてい
る場合は、レーダー空中線が回転しているのでプッ・ピ
ッと二つの音が数秒毎に聞こえ、同時に後述するような
応答電波を発射する。)特に音色が高ければパルス繰返
周波数が高いことを意味するので近距離を捜索している
であろうし、音が比較的長く続く場合は、レーダー空中
線のビーム幅以外のサイドローブ,マイナローブ等から
も照射されていることになるので至近距離にいることを
示し、合図の信号紅炎を打ち上げるチヤンスとなる。
That is, each time the radar wave is irradiated, the approaching state of the ship or the aircraft can be recognized by the sound of the pulse repetition frequency each time. (For example, in the case of irradiation from two types of radars, two sounds are heard every few seconds because the radar antenna is rotating, and simultaneously emits response radio waves as described later.) If it is high, it means that the pulse repetition frequency is high, so you will be searching for a short distance.If the sound continues for a long time, it will be radiated from side lobes, minor lobes, etc. other than the beam width of the radar antenna. It indicates that you are in a close range, and this signal is a chance to launch a signal red flame.

この情報は遭難者を勇気付けることにも役立つだろ
う。
This information will also help to encourage victims.

上記応答送信用基本パルス(e)は、パルス遅延回路
で僅かに遅らせ、応答送信用パルス(g)に代えてい
る。この理由は、第4図のパルス後縁伸張回路出力
(f)とSARTの応答電波(j)との時間関係をみて分か
るように、応答電波(j)が発射されている時間は前記
受信系とのループを時間的に確実に遮断するためであ
る。
The response transmission basic pulse (e) is slightly delayed by a pulse delay circuit and is replaced with a response transmission pulse (g). The reason for this is that, as can be seen from the time relationship between the output (f) of the pulse trailing edge extension circuit and the response radio wave (j) of the SART in FIG. The reason is to surely interrupt the loop with respect to time.

又、周波数変調信号(h)の帰線時間相当の最初の立
上り時間を、応答電波(j)に含ませると占有周波数帯
幅以外に不要スペクトラムが発生しやすいので、この防
止用でもある。この応答送信用パルス(g)は電子スイ
ツチ(高速スイツチ用トランジスタ)で電力変換がなさ
れ、マイクロ波FM発振器を駆動する。
Also, if the initial rise time corresponding to the retrace time of the frequency modulation signal (h) is included in the response radio wave (j), unnecessary spectrum is likely to be generated in addition to the occupied frequency bandwidth. The response transmission pulse (g) is subjected to power conversion by an electronic switch (high-speed switch transistor), and drives a microwave FM oscillator.

一方、櫛状パルス列(d)は鋸歯状波発生回路によつ
て周波数変調信号(h)を得、マイクロ波FM発振器にパ
ルス/周波数同時変調がなされる。
On the other hand, the comb-shaped pulse train (d) obtains a frequency modulation signal (h) by a saw-tooth wave generation circuit, and the microwave / FM oscillator performs pulse / frequency simultaneous modulation.

マイクロ波FM発振器は、当該共振回路にマイクロ・ス
トリツプラインを用い、周波数変調用にバラクタダイオ
ードを、発振用素子にGaAs−FETを使用した電子同調発
振器である。バラクタダイオードの周波数変化特性は後
述するように印加電圧に対して非直線なので、直線的な
鋸歯状波で周波数掃引を与えるとレーダーの運用周波数
によつては、後述の等価パルス幅τeが狭くなり、所定
の周波数帯幅の範囲で所期のシンボルを提供することが
できなくなる。
The microwave FM oscillator is an electronically tuned oscillator using a micro strip line for the resonance circuit, a varactor diode for frequency modulation, and a GaAs-FET for an oscillation element. The varactor diode's frequency change characteristic is non-linear with respect to the applied voltage, as described later. Therefore, if the frequency sweep is given by a linear saw-tooth wave, the equivalent pulse width τe described later will become narrower depending on the operating frequency of the radar. Thus, it is not possible to provide a desired symbol within a predetermined frequency bandwidth range.

この周波数掃引を直線化するためには、第4図の波形
(h)に示したように前置歪(プリエンフアシス)を与
える必要がある。
In order to linearize the frequency sweep, it is necessary to apply a predistortion (pre-emphasis) as shown in a waveform (h) of FIG.

第4図の(k),(k′)はこの前置歪を与えた後の
理想的な周波数掃引の模様を表している。しかる後、送
信空中線から応答電波(j),(k)として四方に放射
される。(この電波は、いかなる周波数のレーダー電波
が照射されても、予め定めた周波数範囲の…本図のよう
に9300〜9500MHzの…応答電波を各同期した関係で発射
する。) レーダーがこの応答電波を捕える場合、そのビデオ出
力(m)は第4図のようなパルス列になつて現れるが、
このパルス等価パルス幅τeとは概ね次のようになる。
(K) and (k ') in FIG. 4 show an ideal frequency sweep pattern after the predistortion is given. Thereafter, response radio waves (j) and (k) are emitted from the transmitting antenna in all directions. (Even if a radar wave of any frequency is irradiated, this radio wave radiates a response frequency of 9300 to 9500 MHz in a predetermined frequency range, as shown in this figure, in a synchronized relationship with each other.) , The video output (m) appears as a pulse train as shown in FIG.
The pulse equivalent pulse width τe is approximately as follows.

τe=B・t/Δf ……(1) ∴B:レーダー受信機の通過帯域幅(Hz) t:1単位当りの周波数掃引時間(秒)で、本SARTでは5
μs(5×106秒) Δf:周波数掃引範囲(Hz)で、本SARTでは200MHz(200
×106Hz) 例えば、レーダー受信機の通過帯域幅が10MHzなら、
等価パルス幅τeは0.25μsで、PPIの距離方向に5μ
s(約0.4海里)毎20個の輝点列が表示される。この場
合レーダー受信機の通過帯域幅が広い程、輝点が大きく
なつて発見しやすくなる。
τe = B · t / Δf (1) ∴B: Pass band width of the radar receiver (Hz) t: Frequency sweep time per unit (second), 5 in this SART
μs (5 × 10 6 seconds) Δf: Frequency sweep range (Hz), 200 MHz (200
× 10 6 Hz) For example, if the pass band of the radar receiver is 10MHz,
The equivalent pulse width τe is 0.25 μs, and 5 μ
A row of 20 bright spots is displayed every s (about 0.4 nautical miles). In this case, the wider the pass band of the radar receiver, the larger the bright spot becomes and the easier it is to find.

又、第4図の(k′)をみて分かるようにレーダーの
運用周波数によつて、ビデオ出力(m)の現れる時間が
5μsの範囲内で変わることである。
Also, as can be seen from FIG. 4 (k '), the time at which the video output (m) appears varies within the range of 5 .mu.s depending on the operating frequency of the radar.

即ち第4図のように周波数の高い方から低い方へ周波
数掃引を行つているSARTを例にするとレーダーの運用周
波数が高いもの程、パルス列の最初に現れる輝点の距離
誤差が少なく、9300MHz近傍のレーダーには、SARTが存
在する距離より約0.4海里後方に映ることになる。
That is, in the case of a SART in which the frequency is swept from a higher frequency to a lower frequency as shown in FIG. 4, the higher the radar operating frequency, the smaller the distance error of the bright spot appearing first in the pulse train, and the vicinity of 9300 MHz Will see about 0.4 nautical miles behind the SART.

このレーダーの受信機通過帯域幅は3MHzで、後述のイ
メージ周波数も受信されている。これは、レーダー受信
機のマイクロ波系にイメージ除去フイルタ(又はSSB Mi
xer)が挿入されていない場合は、その運用周波数によ
つて2波受信できることになり、20輝点列ではなく40輝
点列の影像になることである。
This radar has a receiver pass bandwidth of 3 MHz, and also receives an image frequency described later. This can be done by adding an image rejection filter (or SSB Mi
If xer) is not inserted, two waves can be received at the operating frequency, and an image of a sequence of 40 luminescent spots instead of a sequence of 20 luminescent spots is obtained.

例えば、レーダーの送受信周波数が9375MHzで、中間
周波数が30MHz、局部発振周波数が高い方にセツトされ
た9405MHzであるとすれば、イメージ周波数は9435MHzと
なり、9375MHzと9435MHzの2波分の輝点列が距離方向に
交互に現れることになる。
For example, if the transmitting and receiving frequency of the radar is 9375 MHz, the intermediate frequency is 30 MHz, and the local oscillation frequency is 9405 MHz, which is set to the higher one, the image frequency is 9435 MHz, and two bright spot sequences of 9375 MHz and 9435 MHz are obtained. They will appear alternately in the distance direction.

いずれにしても、このような多数の輝点列が発見され
た場合は、その距離の方向に海難が発生して救助を求め
ていることになる。
In any case, if such a large number of bright spot sequences are found, it means that a sea disaster has occurred in the direction of the distance and rescue is being sought.

レーダー搭載船がその目標に向つて接近するに従つ
て、多数輝点列のPPI影像は、音響モニターのところで
述べたと同じ理由で扇状に広がり、至近距離に至るとほ
ぼ360度全周に現れるようになる。(SART側では音が長
く続くか、浮遊式の場合は点滅式標識灯がほぼ連続点灯
状態となる。) このままではレーダー側でSARTの方位が不明になりや
すいので、レーダー受信機の利得調整を絞つて方位を再
確認すればSARTは直ぐ目の前で発見される筈である。
As the radar-equipped ship approaches its target, the PPI image of the multi-spot sequence will spread out in a fan-like fashion for the same reason as described for the acoustic monitor, and will appear almost 360 degrees around short distances. become. (On the SART side, the sound continues for a long time, or in the case of a floating type, the blinking type indicator light is almost continuously lit.) If the direction of the SART tends to be unknown on the radar side as it is, the gain adjustment of the radar receiver must be adjusted. If you check the direction again, you should find SART right in front of you.

又、IMOの性能要件では、この装置を起動させてから
4日間連続で受信状態を続けた後、繰返周波数1000PPS
のレーダーに連続8時間以上の応答送信能力を要求して
いる。
In addition, according to the performance requirements of IMO, after starting this device, the receiving condition is continued for 4 consecutive days, then the repetition frequency is 1000PPS.
Radars are required to have a response transmission capability of at least 8 hours in a row.

そこでSARTの専用電池は、低温特性や長期保存性等を
鑑みて、リチウム系の電池を用いる傾向にある。リチウ
ム電池は大別して二つの系統があり、一つは素電圧3.6V
の塩化チオニール系、他方は素電圧3.0Vの二酸化マンガ
ン系である。
In view of the low-temperature characteristics and long-term storability, SART dedicated batteries tend to use lithium-based batteries. Lithium batteries are roughly classified into two systems, one of which is a unit voltage of 3.6V.
And a manganese dioxide type with an elementary voltage of 3.0V.

前者は電力密度,低温特性,長期保存性等全ての点で
勝つているが、万一容器が破れた場合は致死量の有毒ガ
ス発生が懸念されるので、使用環境,取扱者等が予め明
確になつていないSARTの場合は、二酸化マンガン・リチ
ウム電池が推奨される。
The former excels in all aspects such as power density, low-temperature characteristics, and long-term storage characteristics. However, if the container is torn, there is a concern that a lethal amount of toxic gas will be generated. For those SARTs that do not meet the above criteria, lithium manganese dioxide batteries are recommended.

電源スイツチは、救命筏,救命艇用の場合はリードス
イツチを、浮遊式の場合は水銀スイツチがよく用いられ
る。水銀スイツチは容器の中に封じた電極を水銀粒が移
動することによつて開閉しようとするものである。
As a power switch, a reed switch is often used for a life raft or lifeboat, and a mercury switch is often used for a floating type. A mercury switch attempts to open and close an electrode sealed in a container by moving mercury particles.

第3図の浮遊式用の点滅式標識灯は、透明レンズの中
に入れられ、その水平面光度が約1カンデラ程度の白熱
ランプを点滅させるものである。従つて昼間は太陽光を
検出して消燈し、日暮れと共に自動的に点滅させてい
る。しかし、レーダー電波が照射されたときは、昼夜の
別なくそのパルスに応じて割り込み、連続点灯に近ずく
ようになつている。これらを包む容器はレドームを兼ね
た完全防水型となつているが、定期点検時の目安として
内部の相対湿度が異常に上がつたとき警報を出す吸湿表
示灯も備えている。
The flashing indicator lamp for the floating type shown in FIG. 3 is placed in a transparent lens and blinks an incandescent lamp having a horizontal luminous intensity of about 1 candela. Therefore, in the daytime, the sunlight is detected and turned off, and the light is automatically turned on and off with sunset. However, when the radar radio wave is emitted, it interrupts according to the pulse regardless of day or night, and approaches the continuous lighting. The container that wraps them is a completely waterproof type that also serves as a radome, but it also has a moisture absorption indicator that warns when the relative humidity inside rises abnormally as a guide for periodic inspections.

[考案が解決しようとする問題点] 以上説明したように、第3図のマイクロ波FM発振器は
バラクタダイオードを用いているので、直線変化の鋸歯
状波で周波数掃引を与えると所定の周波数掃引範囲内の
特に低減では、前記(1)式で得られる等価パルス幅よ
りも狭くなってレーダーのPPI上での輝点が小さくなる
という欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, since the microwave FM oscillator shown in FIG. 3 uses a varactor diode, when a frequency sweep is given by a linearly changing sawtooth wave, a predetermined frequency sweep range is obtained. In particular, in the reduction, the pulse width becomes narrower than the equivalent pulse width obtained by the equation (1), and the bright spot on the PPI of the radar becomes smaller.

すなわち、バラクタダイオードについては、印加電圧
対容量変化特性を第2図(a)に示し、発振器として用
いたときの印加電圧対周波数変化特性を第2図(b)に
示す。このような特性を有するバラクタダイオードに対
し、第5図(a)に示すような直線的な鋸歯状波電圧
(横軸は時間T、縦軸は電圧V)に対して、バラクタダ
イオードによって周波数掃引を与えると、横軸を時刻
T、縦軸を周波数Fで表せば第2図(b)に示すように
なる。第5図(b)において、レーダーによる所定の受
信帯域幅に対し、低減において等価パルス幅が狭くなる
(第5図(c))。
That is, for the varactor diode, FIG. 2 (a) shows the applied voltage vs. capacitance change characteristics, and FIG. 2 (b) shows the applied voltage vs. frequency change characteristics when used as an oscillator. With respect to the varactor diode having such characteristics, the frequency is swept by the varactor diode with respect to a linear sawtooth voltage (horizontal axis is time T, vertical axis is voltage V) as shown in FIG. If the horizontal axis is represented by time T and the vertical axis is represented by frequency F, the result is as shown in FIG. 2 (b). In FIG. 5 (b), the equivalent pulse width becomes narrower in the reduction with respect to the predetermined reception bandwidth by the radar (FIG. 5 (c)).

[問題点を解決するための手段] この考案に係るレーダ・トランスポンダは、レーダか
らのパルスレーダの電波を受信する空中線と、この空中
線により受信されたマイクロ波を検波する検波器と、こ
の検波器の出力を増幅するビデオ増幅器と、このビデオ
増幅器からの出力により送信信号の送信時間を決定する
ためのパルス列信号を発生するパルス発生回路と、この
パルス発生回路からのパルス列信号を分周してパルス信
号を生成する分周器と、この分周器からのパルス信号が
入力されたときに、駆動パルスを発生する電子スイッチ
回路と、上記パルス発生回路からのパルス列信号が供給
されて鋸歯状波電圧を発生する鋸歯状波発生器と、上記
電子スイッチ回路からの駆動パルスが入力されたとき、
上記鋸歯状波電圧に基づいて所定周波数範囲の周波数掃
引を行なうバラクタダイオードを用いた発振器と、この
発振器により掃引された送信信号を空間に放射する空中
線とを備え、上記鋸歯状波発生器は、上記パルス発生器
からのパルス電圧を昇圧し、かつ、インピーダンス変換
をするパルストランス、このパルストランスの出力を充
放電する充放電回路及びこの充放電回路に接続されたペ
デスタル電圧を設定し、かつ、上記バラクタダイオード
の温度特性を補償する温度補償回路を具備し、この温度
補償回路により上記ペデスタル電圧を可変とし、上記充
放電回路による充放電信号を上記発振器に供給して上記
所定周波数範囲において上記レーダの受信帯域幅に対す
る等価パルス幅を均等にするようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] A radar transponder according to the present invention includes an antenna for receiving a pulse radar radio wave from a radar, a detector for detecting a microwave received by the antenna, and a detector for detecting the microwave. A video amplifier that amplifies the output of the video amplifier, a pulse generation circuit that generates a pulse train signal for determining the transmission time of the transmission signal based on the output from the video amplifier, and a pulse train obtained by dividing the pulse train signal from the pulse generation circuit A frequency divider that generates a signal, an electronic switch circuit that generates a drive pulse when a pulse signal is input from the frequency divider, and a pulse train signal that is supplied from the pulse generation circuit to generate a sawtooth voltage And a drive pulse from the electronic switch circuit is input,
An oscillator using a varactor diode that performs a frequency sweep in a predetermined frequency range based on the sawtooth voltage, and an antenna that radiates a transmission signal swept by the oscillator into space, the sawtooth generator includes: A pulse transformer for boosting the pulse voltage from the pulse generator, and performing impedance conversion, a charge / discharge circuit for charging / discharging the output of the pulse transformer, and setting a pedestal voltage connected to the charge / discharge circuit, and A temperature compensating circuit for compensating a temperature characteristic of the varactor diode, the temperature compensating circuit varying the pedestal voltage, supplying a charge / discharge signal from the charge / discharge circuit to the oscillator, and setting the radar in the predetermined frequency range; , The equivalent pulse width with respect to the reception bandwidth is equalized.

[作用] この考案に係るレーダ・トランスポンダにおけるパル
ストランスは、所望の掃引電圧に昇圧し、温度補償回路
は上記鋸歯状波電圧を任意に可変調整でき、消費電流も
低減できる。
[Operation] The pulse transformer in the radar transponder according to the present invention boosts the voltage to a desired sweep voltage, the temperature compensation circuit can arbitrarily adjust the sawtooth voltage, and the current consumption can be reduced.

[実施例] 以下、この考案の一実施例を第1図及び第5図を用い
て詳細に説明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. 1 and 5.

第1図において、(1)は第3図の櫛状パルス列
(d)が加えられる入力端子、(2)は回路電流の入力
端子で、共に正極性で加えられる。(3)はNPN型トラ
ンジスタ(10)のベースバイアス抵抗器、(4)はエミ
ッタ電流の制限抵抗器、(5)は放電用抵抗器、(6)
は抵抗器(7),抵抗器(8),サーミスタ(9)と共
に前置歪を与えた鋸歯状波電圧のペデスタル電圧を保つ
ための抵抗器で、これらの組合わせで第3図のマイクロ
波FM発振器の温度補償回路を構成している。
In FIG. 1, (1) is an input terminal to which the comb-shaped pulse train (d) of FIG. 3 is applied, and (2) is an input terminal of a circuit current, both of which are applied with a positive polarity. (3) is a base bias resistor of the NPN transistor (10), (4) is a resistor for limiting the emitter current, (5) is a resistor for discharging, (6)
Is a resistor for maintaining the pedestal voltage of the sawtooth wave voltage with predistortion together with the resistor (7), the resistor (8) and the thermistor (9). It constitutes the temperature compensation circuit of the FM oscillator.

(11)はパルストランスで、インピーダンス変換とパ
ルス電圧の昇圧を兼ねている。
(11) is a pulse transformer, which performs both impedance conversion and pulse voltage boosting.

ここにパルストランス(11)を用いれば、バラクタダ
イオード(17)に加えるべき周波数掃引用の電圧が、電
源電圧より多く必要とする場合でも比較的自由度が得ら
れる。
If the pulse transformer (11) is used here, a relatively high degree of freedom can be obtained even when the frequency sweep voltage to be applied to the varactor diode (17) needs to be higher than the power supply voltage.

なお、・印はパルストランスの極性を示している。 In addition, the mark indicates the polarity of the pulse transformer.

(12)、(13)はシリコンダイオードで、(12)はア
イソレータ、(13)はクリッパとして作用する。(1
4)、(15)はバイパスコンデンサ、(16)は充電用コ
ンデンサで、放電用抵抗器(5)と共に充放電回路を構
成する。
(12) and (13) are silicon diodes, (12) acts as an isolator, and (13) acts as a clipper. (1
4) and (15) are bypass capacitors, and (16) is a charging capacitor, which constitutes a charging / discharging circuit together with the discharging resistor (5).

バラクタダイオード(17)は、従来の第3図のマイク
ロ波FM発振器の説明のところで述べたように、マイクロ
・ストリップラインやGaAs−FET等と共に電子同調発振
器を構成する。
The varactor diode (17) constitutes an electronically tuned oscillator together with a micro strip line, GaAs-FET, etc., as described in the description of the conventional microwave FM oscillator in FIG.

第1図に示す入力端子(1)には、第4図に示すよう
な櫛状のパルス列信号(d)が入力される。この櫛状の
パルス列信号(d)は、例えば第4図に示すように、5
μsで20個のパルス列信号である。このようなパルス列
信号(d)が入力端子に加えられると、トランジスタ
(10)を通してパルストランス(11)で昇圧され、ダイ
オード(12)を介して放電用抵抗器(5)及び充電用コ
ンデンサ(16)から構成される充放電回路に加えられ
る。このとき、充放電回路の出力は、第6図に示すよう
な放電特性が得られる。このような放電特性は時定数RC
によって変化する。第6図に示すような信号がバラクタ
ダイオード(17)に加えられる。ここで、バラクタダイ
オード(17)の特性は従来における第5図(a)(b)
で述べたような特性を呈しているので、第6図に示す特
性波形をバラクタダイオード(17)に加えることによ
り、バラクタダイオード(17)の等化器として作用され
ることができ、第4図の周波数変化特性(k)、
(k′)のように直線化することができる。なお、バラ
クタダイオード(17)の特性に対応させて光放電回路の
時定数を適当に選ぶことによって直線化することが可能
である。また、第4図、波形(n)の連続した鋸歯状波
の最低電圧(前記ペデスタル電圧)部分は、前述の当該
温度補償回路部の諸元値、特に抵抗器(8)を可変すれ
ば比較的任意に調整できるし、この部分へ分流させてい
る電流は当該抵抗器群の値を全体に大きくすれば消費電
流を無視し得るほどに減少させることができる。
A comb-shaped pulse train signal (d) as shown in FIG. 4 is input to the input terminal (1) shown in FIG. This comb-shaped pulse train signal (d) is, for example, as shown in FIG.
This is 20 pulse train signals in μs. When such a pulse train signal (d) is applied to the input terminal, the voltage is boosted by the pulse transformer (11) through the transistor (10), and the discharging resistor (5) and the charging capacitor (16) are passed through the diode (12). ). At this time, the output of the charge / discharge circuit has a discharge characteristic as shown in FIG. Such a discharge characteristic has a time constant RC
Varies by. A signal as shown in FIG. 6 is applied to the varactor diode (17). Here, the characteristics of the varactor diode (17) are shown in FIGS.
Since the characteristics shown in FIG. 6 are exhibited, by adding the characteristic waveform shown in FIG. 6 to the varactor diode (17), the varactor diode (17) can function as an equalizer. Frequency change characteristics (k) of
It can be linearized as in (k '). The linearity can be obtained by appropriately selecting the time constant of the photodischarge circuit in accordance with the characteristics of the varactor diode (17). In FIG. 4, the lowest voltage (the pedestal voltage) portion of the continuous sawtooth waveform of the waveform (n) can be compared by changing the above-mentioned specification values of the temperature compensation circuit section, particularly, by changing the resistor (8). The current diverted to this portion can be reduced to a negligible level by increasing the value of the resistor group as a whole.

なぜならバラクタダイオード(17)には該電圧だけが
必要で、電流消費がないので、この周波数掃引信号の周
波数帯からみてインピーダンスは無限大に近いとみなす
ことができるからにある。また、トランジスタ(10)は
櫛状パルス列(d)のパルスで自動的にバイアスされる
ため、このパルス以外の時間帯は電流は流れないという
利点がある。
This is because the varactor diode (17) requires only the voltage and consumes no current, so that the impedance can be considered to be close to infinity in the frequency band of the frequency sweep signal. Further, since the transistor (10) is automatically biased by the pulse of the comb-shaped pulse train (d), there is an advantage that no current flows during a time period other than this pulse.

[考案の効果] 以上のように、この考案に係るレーダー・トランスポ
ンダは、バラクタダイオードに充放電信号を供給するよ
うにしたので、バラクタダイオードの特性を充放電回路
によって相殺することにより、応答送信電波の全周波数
帯に渡って均等な等価パルス幅を得ることができる。ま
た、簡素な回路と共に省エネルギー化が図れる等実用的
価値は大きい。
[Effects of the Invention] As described above, the radar transponder according to the present invention supplies the charge / discharge signal to the varactor diode. , It is possible to obtain a uniform equivalent pulse width over the entire frequency band. In addition, the practical value is large, for example, energy saving can be achieved with a simple circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本考案の一実施例を示す回路図、第2図(a)
(b)は第1図の周波数掃引用バラクタダイオードの静
特性図及びこれを用いた発振器の周波数変化特性図、第
3図は従来のレーダ・トランスポンダの系統図、第4図
は第3図の系統図の各部動作を説明するための主要各部
波形図、第5図(b)(c)は第5図(a)の波形図に
対してバラクタダイオードによる周波数特性図及び等価
パルス幅を説明するための説明図、第6図はこの考案に
係る充放電回路の出力波形図である。 第1図において、(3)〜(8)は抵抗器、(9)はサ
ーミスタ、(10)はNPN型トランジスタ、(11)はパル
ストランス、(12)、(13)はシリコンダイオード、
(14)〜(16)はコンデンサである。 なお、これらの図中において、同一符号は同一または相
当部分を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
(B) is a static characteristic diagram of the frequency-swept varactor diode of FIG. 1 and a frequency change characteristic diagram of an oscillator using the same, FIG. 3 is a system diagram of a conventional radar transponder, and FIG. 4 is a diagram of FIG. 5 (b) and 5 (c) illustrate a frequency characteristic diagram by a varactor diode and an equivalent pulse width with respect to the waveform diagram of FIG. 5 (a) for explaining the operation of each portion of the system diagram. FIG. 6 is an output waveform diagram of the charge / discharge circuit according to the present invention. In FIG. 1, (3) to (8) are resistors, (9) is a thermistor, (10) is an NPN transistor, (11) is a pulse transformer, (12) and (13) are silicon diodes,
(14) to (16) are capacitors. In these drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】レーダからのパルスレーダの電波を受信す
る空中線と、この空中線により受信されたマイクロ波を
検波する検波器と、この検波器の出力を増幅するビデオ
増幅器と、このビデオ増幅器からの出力により送信信号
の送信時間を決定するためのパルス列信号を発生するパ
ルス発生回路と、このパルス発生回路からのパルス列信
号を分周してパルス信号を生成する分周器と、この分周
器からのパルス信号が入力されたときに、駆動パルスを
発生する電子スイッチ回路と、上記パルス発生回路から
のパルス列信号が供給されて鋸歯状波電圧を発生する鋸
歯状波発生器と、上記電子スイッチ回路からの駆動パル
スが入力されたとき、上記鋸歯状波電圧に基づいて所定
周波数範囲の周波数掃引を行なうバラクタダイオードを
用いた発振器と、この発振器により掃引された送信信号
を空間に放射する空中線とを備え、上記鋸歯状波発生器
は、上記パルス発生器からのパルス電圧を昇圧し、か
つ、インピーダンス変換をするパルストランス、このパ
ルストランスの出力を充放電する充放電回路及びこの充
放電回路に接続されたペデスタル電圧を設定し、かつ、
上記バラクタダイオードの温度特性を補償す温度補償回
路を具備し、この温度補償回路により上記ペデスタル電
圧を可変とし、上記充放電回路による充放電信号を上記
発振器に供給して上記所定周波数範囲において上記レー
ダの受信帯域幅に対する等価パルス幅を均等にすること
を特徴とするレーダ・トランスポンダ。
1. An antenna for receiving radio waves of a pulse radar from a radar, a detector for detecting microwaves received by the antenna, a video amplifier for amplifying an output of the detector, and a signal from the video amplifier. A pulse generation circuit for generating a pulse train signal for determining the transmission time of the transmission signal based on the output, a frequency divider for dividing the pulse train signal from the pulse generation circuit to generate a pulse signal, and An electronic switch circuit for generating a drive pulse when a pulse signal is input, a sawtooth wave generator receiving a pulse train signal from the pulse generation circuit to generate a sawtooth voltage, and the electronic switch circuit An oscillator using a varactor diode that performs a frequency sweep in a predetermined frequency range based on the sawtooth voltage when the drive pulse is input from the An antenna that radiates a transmission signal swept by an oscillator to a space, wherein the saw-tooth wave generator boosts a pulse voltage from the pulse generator and performs impedance conversion. A charge / discharge circuit for charging / discharging the output of the device and a pedestal voltage connected to the charge / discharge circuit; and
A temperature compensating circuit for compensating a temperature characteristic of the varactor diode, the temperature compensating circuit varying the pedestal voltage, supplying a charge / discharge signal from the charge / discharge circuit to the oscillator, and providing the radar in the predetermined frequency range. A radar transponder for equalizing an equivalent pulse width with respect to a receiving bandwidth of the radar.
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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「造船技術」Vol.8.No.11P.44〜47

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