JP2000098025A - 測距レーダ距離校正方法、測距レーダ用距離校正装置及び該装置に使用する距離校正用アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 距離の校正に実目標からの実反射波を利用す
る必要がなく、海上運転に限定されない、常に定常的
で、精度が高い距離校正を可能とする測距レーダ距離校
正方法及び測距レーダ用距離校正装置を提供する。 【解決手段】 測距レーダ（４０）はアンテナ部（２）
へ測距パルス（１０）を送信し、アンテナ部は測距パル
スを受信信号検波出力（１１）として遅延計測部（３）
及び校正信号発生部（４）へ送信し、校正信号発生部
（４）は受信信号検波出力に応答してアンテナ部へ校正
信号（１４）を送信し、アンテナ部は校正信号を疑似レ
ーダ反射波（１５）として測距レーダへ送信すると共に
送信信号検波出力（１６）として遅延計測部へ送信し、
遅延計測部は受信信号検波出力に対する送信信号検波出
力の遅延時間を計測し、測距レーダは遅延時間から算出
された疑似レーダ反射波が表示すべき距離を用いて距離
校正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、艦艇等の測距レー
ダの距離校正方法及び距離校正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】艦艇等の測距レーダは、目標との距離を
正確に計測しなければならないため、距離の校正をする
必要があり、従来より実目標を用いて距離の校正が行わ
れている。例えば、測距レーダが艦上に装備された場
合、実目標と測距レーダアンテナとの距離を計測して、
測距レーダの距離校正を行っている。ここで実目標と測
距レーダアンテナとの距離を計測する手法として、自艦
と実目標である艦艇との間に発生する多重反射を利用す
る方法が、従来より採用されている。

【０００３】図４を用いて多重反射による距離計測方法
を説明すると、この図において、レーダアンテナ５３を
艦上に装備した第１艦艇（自艦）のレーダ送信機５２か
ら発信された電波は、レーダアンテナ５３から第２艦艇
（実目標）に向けて出て行き、第２艦艇で反射して第１
反射波５４が戻ってくる。次に、この第１反射波５４が
第１艦艇において反射して、再び第２艦艇に向けて出て
行き、更に第２艦艇で反射して第２反射波５５が戻って
くる。

【０００４】ここで、実目標である第２艦艇５１からレ
ーダアンテナ５３までの距離をＬ、測距用のレーダ送信
機５２からレーダアンテナ５３までの距離をＬ_０、第１
反射波に表示される距離をｒ１、そして第２反射波に表
示される距離をｒ２とすると、以下の式が成り立つ。 ｒ１＝２・（Ｌ_０＋Ｌ）、 ｒ２＝２・（Ｌ_０＋２Ｌ） ∴Ｌ＝（ｒ２−ｒ１）／２ ここでえられた距離Ｌは、実目標からレーダアンテナ５
３までの距離であるので、 ｒ１＝Ｌ となるように機器の調整を行うことにより、測距レーダ
の距離の校正を行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、艦艇の
レーダ反射低減対策（ステルス化）により、自艦からの
反射が低減されて多重反射が発生し難くなるために、距
離の校正に必要な安定した多重反射波を得ることが困難
になってきているという問題点があった。

【０００６】また、反射波監視用のモニタの表示画面上
に第２反射波を確認するために、背後に他の反射物のな
い海面Ｌ上において反射波の受信を実施していたが、海
面Ｌからの反射により第２反射波がマスクされ、その確
認ができないことが生じるなど、海面上の模様に左右さ
れ易いということが知られていた。

【０００７】従って、本発明は、上述した従来の技術の
問題を解決するためになされたもので、距離の校正に実
目標からの実反射波を利用する必要がないと共に、海上
運転に限定されず、常に定常的で、校正する距離を任意
に設定でき、精度が高い距離校正を可能とする測距レー
ダ距離校正方法及び測距レーダ用距離校正装置を提供す
ることを主な目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の本発明に係る測距レーダ距離校正
方法は、アンテナ部、遅延計測部及び校正信号発生部を
備えた測距レーダ距離校正装置を用いて測距レーダの距
離校正を行うために、測距レーダは前記アンテナ部へ測
距パルスを送信し、前記アンテナ部は受信した前記測距
パルスを受信信号検波出力として前記遅延計測部及び前
記校正信号発生部へ送信し、前記校正信号発生部は受信
した前記受信信号検波出力に応答して前記アンテナ部へ
校正信号を送信し、前記アンテナ部は受信した前記校正
信号を疑似レーダ反射波として前記測距レーダへ送信す
ると共に送信信号検波出力として前記遅延計測部へ送信
し、前記遅延計測部は前記アンテナ部からの前記受信信
号検波出力に対する前記送信信号検波出力の遅延時間を
計測し、前記測距レーダは前記遅延時間から算出された
前記疑似レーダ反射波が表示すべき距離を用いて距離校
正する段階を備えることを特徴とする。

【０００９】また、本発明の別の局面によると、アンテ
ナ部、遅延計測部及び校正信号発生部を備え、前記アン
テナ部は、測距パルスを受信すると、該測距パルスを受
信信号検波出力として前記遅延計測部及び前記校正信号
発生部へ送信し、前記校正信号発生部から校正信号を受
信すると、該校正信号を疑似レーダ反射波として送信す
ると共に送信信号検波出力として前記遅延計測部へ送信
する距離校正用アンテナを備え、前記校正信号発生部
は、前記アンテナ部からの前記受信信号検波出力に応答
してパルスを発生するパルス発生器と、該パルス発生器
からのパルス及び信号発生器からのマイクロ波を変調し
前記アンテナ部へ校正信号を送信するパルスモジュレー
タとを備え、前記遅延計測部は、前記アンテナ部からの
前記受信信号検波出力の波形に対する前記送信信号検波
出力の波形の時間差から遅延時間を計測する遅延観測用
オシロスコープを備えている測距レーダ用距離校正装置
が提供される。

【００１０】前記アンテナ部は、前記遅延計測部及び前
記校正信号発生部とは別個独立であるのが好ましい。

【００１１】さらに、本発明の別の局面によると、距離
校正用アンテナは、送受信アンテナ、受信モニタ回路、
送信モニタ回路及び入力部を備え、前記送受信アンテナ
で受信した測距パルスを前記受信モニタ回路を介して受
信信号検波出力として出力すると共に、前記入力部を介
して入力された校正信号を前記送受信アンテナから疑似
レーダ反射波として送信すると共に前記送信モニタ回路
を介して送信信号検波出力として出力するように配設さ
れたことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施の形態
を、添付図面を参照しながら説明するが、図中、同一符
号は、同一又は対応部分を示すものとする。

【００１３】図１は、本発明に係る測距レーダ距離校正
装置のシステム構成を示す図である。この図において、
測距レーダ距離校正装置１は、距離校正用アンテナ５を
備えるアンテナ部２と、遅延観測用のオシロスコープ６
を備える遅延計測部３と、そしてパルス発生器７、信号
発生器８及びパルスモジュレータ９を備える校正信号発
生部４とから構成されている。

【００１４】距離校正用アンテナ５は、レーダアンテナ
４０から送信された測距パルス１０を受信すると、受信
信号検波出力１１をオシロスコープ６及びパルス発生器
７へ出力する。次に、パルス発生器７は、距離校正用ア
ンテナ５からの受信信号検波出力１１に対応して、校正
信号用パルス１２を発生させ、パルスモジュレータ９へ
出力する。そして、校正信号用パルス１２を受信したパ
ルスモジュレータ９は、信号発生器８で発生したマイク
ロ波１３を変調し、校正信号１４をアンテナ部２の距離
校正用アンテナ５へ出力する。このように、校正信号発
生部４は、アンテナ部５から受信信号検波出力１１を受
信して、アンテナ部５へ校正信号１４を出力するように
なっている。距離校正用アンテナ５は、受信した校正信
号１４を、校正用の疑似レーダ反射波１５としてレーダ
アンテナ４０へ送信すると同時に、校正信号検波出力１
６をオシロスコープ６へ出力する。

【００１５】遅延計測部３のオシロスコープ６は、図３
に示すように、受信信号検波出力１１のパルス波形（測
距パルス１０）に対する校正信号検波出力１６のパルス
波形（疑似レーダ反射波１５）の時間差から、この測距
レーダ距離校正装置１内部において発生した、疑似レー
ダ反射波１５が送信されるまでの総遅延時間τを計測す
る。そしてこの遅延時間から、疑似レーダ反射波１５が
レーダアンテナ４０を介して測距レーダに受信された時
に表示すべき距離を算出する。オシロスコープ６により
観測した受信信号検波出力１１の波形と校正信号検波出
力１６の波形との時間差をτとすると、疑似レーダ反射
波に表示されるべき位置ｒｓは、次式のようになる。 ｒｓ＝Ｌｄ＋τ・ｃ／２ ここで、Ｌｄは、レーダアンテナ４０と距離校正用アン
テナ５との実距離、ｃは光速（３×１０^８ｍ／ｓｅｃ）
である。従って、疑似レーダ反射波１５が位置ｒｓに表
示されるように、測距レーダを調整すれば、測距レーダ
の距離校正が行われる。

【００１６】ここで、上記のように、測距レーダは、レ
ーダ送信機から測距パルス（電波）１０を発信し、目標
からの反射波が帰ってくるまでの時間によって距離を表
示しているため、距離校正用アンテナ５からの疑似レー
ダ反射波１５の発信のタイミングを、測距レーダの測距
パルス１０に正確に同期させる必要がある。

【００１７】この実施形態においては、測距レーダから
送信された測距パルス１０をアンテナ部２で受信し、こ
の測距パルス１０に応じた疑似レーダ反射波１５を一定
時間あえて遅延させてアンテナ部２からレーダアンテナ
４０へ送信することで、正確な同期を取ることができ
る。この遅延は、校正信号発生部４のパルス発生器７内
で行う。すなわち、図３に示すように、測距レーダ距離
校正装置１内部での総遅延時間τは、元来回路状に存在
する遅延時間と、パルス発生器７にて付加した遅延時間
との総和になる。

【００１８】このようなパルス間の総遅延時間τは、測
距レーダにおいて距離として現れるため、付加する遅延
時間を調整することにより、疑似レーダ反射波１５を任
意の距離の点に表示させることができる。その結果、日
々のばらつきや誤差の多い回路上の遅延時間を補正し
て、総遅延時間τを一定に調整することができる。ま
た、総遅延時間τを調整することができるため、測距レ
ーダ調整後に複数の点において、調整結果を確認するこ
ともできる。さらに、疑似レーダ反射波１５の表示する
点に、実際の目標からの反射波がある場合、遅延時間を
調整することにより判別可能な点に移動することもでき
る。

【００１９】なお、測距レーダ距離校正装置１内部での
総遅延時間は、上述したように、遅延計測部３のオシロ
スコープ６が距離校正用アンテナ５から受信した受信信
号検波出力１１と校正信号検波出力１６とのパルス波形
の時間差を観測するだけで計測できるので、測距レーダ
距離校正装置１内部での時間的後れを考慮する必要がな
く、極めて正確な遅延時間を計測できる（距離校正用ア
ンテナ５の内部機能に関係し、この点は、後述する）。

【００２０】また、艦上では、海面反射等の影響を受け
ないようにするため、レーダアンテナ４０を上空に向け
て計測を行うため、測距レーダ距離校正装置１をレーダ
アンテナ４０に極めて近い場所に設置する必要があり、
且つ測距レーダ距離校正装置１とレーダアンテナ４０と
の間隔が十分な精度で計測可能な距離であることが必要
である。

【００２１】この実施形態においては、測距レーダ距離
校正装置１のアンテナ部２を他の遅延計測部３及び校正
信号発生部４から分離・小型化したので、アンテナ部２
の距離校正用アンテナ５を艦上のレーダアンテナ４０の
直下に設置することが可能になる。従って、両者間の物
理的距離を無視して、校正をすることができる。

【００２２】次に、アンテナ部２の距離校正用アンテナ
５の内部機能を説明する。図２は、距離校正用アンテナ
５内部の機能ブロック図であり、この図において、測距
レーダ（図示せず）から送信された測距パルス１０は、
ホーンアンテナ２０によって受信され、第１方向性結合
部２１にて分岐され、一方の信号は、第２方向性結合部
２２及びサーキュレータ部２３を介して疑似負荷部２４
で損失される。第１方向性結合部２１にて分岐された他
方の信号は、第１減衰部２５で信号レベルを調整された
後、第１検波部２６に入り、受信信号検波出力部２７か
ら受信信号検波出力１１となって、遅延計測部３及び校
正信号発生部４へ送られる。

【００２３】受信信号検波出力１１に応じて校正信号発
生部４から送信された校正信号１４は、距離校正用アン
テナ５の校正信号入力部２８に入り、そこから同軸導波
管変換部２９及びサーキュレータ部２３を経て、第２方
向性結合部２２にて分岐され、一部の信号は、第１方向
性結合部２１を介してホーンアンテナ２０から疑似レー
ダ反射波１５として送信される。第２方向性結合部２２
にて分岐された他方の信号は、第２減衰部３０で信号レ
ベルを調整された後、第２検波部３１に入り、校正信号
検波出力部３２から校正信号検波出力１６となって、遅
延計測部３へ送信される。

【００２４】上述したように、ホーンアンテナ２０は、
測距パルス１０を受信すると共に、疑似レーダ反射波１
５を送信するため、送受信アンテナとして機能する。ま
た、第１方向性結合部２１、第１減衰部２５、第１検波
部２６及び受信信号検波出力部２７は、ホーンアンテナ
２０により受信された信号を遅延計測部３の遅延観測用
オシロスコープ６で監視するための信号を出力するの
で、受信モニタ回路として機能する。同様に、第２方向
性結合部２２、第２減衰部３０、第２検波部３１及び送
信信号検波出力部３２は、ホーンアンテナ２０から送信
される信号を遅延計測部３の遅延観測用オシロスコープ
６で監視するための信号を出力するので、送信モニタ回
路として機能する。

【００２５】従って、距離校正用アンテナ５は、測距レ
ーダからの測距パルス１０をホーンアンテナ２０により
受信した直ぐ後で、受信モニタ回路を介して信号を遅延
計測部３に送ると共に、測距レーダへホーンアンテナ２
０から疑似レーダ反射波１５を送信する直前で、送信モ
ニタ回路を介して信号を遅延計測部３へ送るように構成
されているので、遅延計測部３の遅延観測用オシロスコ
ープ６で各波形の時間差を計測する際に、アンテナ部２
内部や校正信号発生部４内部、あるいはこれらの間にお
ける回路上で生じる遅延誤差を最小化することができ、
測定精度を向上させることができる。

【００２６】本発明に係る測距レーダ用距離校正装置に
より疑似レーダ反射波を発信させて、安定した反射波を
得ることにより、測距レーダの距離校正を行うのに、実
目標からの実反射を利用することがなく、定量的な距離
校正を行うことができる。また、上空に測距レーダを向
けて計測を行うため、海面による反射等の影響を受ける
ことがなく、距離校正の精度がより高くなる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明に係る測距レー
ダ距離校正方法は、アンテナ部、遅延計測部及び校正信
号発生部を備えた測距レーダ距離校正装置を用いて測距
レーダの距離校正を行うために、測距レーダは前記アン
テナ部へ測距パルスを送信し、前記アンテナ部は受信し
た前記測距パルスを受信信号検波出力として前記遅延計
測部及び前記校正信号発生部へ送信し、前記校正信号発
生部は受信した前記受信信号検波出力に応答して前記ア
ンテナ部へ校正信号を送信し、前記アンテナ部は受信し
た前記校正信号を疑似レーダ反射波として前記測距レー
ダへ送信すると共に送信信号検波出力として前記遅延計
測部へ送信し、前記遅延計測部は前記アンテナ部からの
前記受信信号検波出力に対する前記送信信号検波出力の
遅延時間を計測し、前記測距レーダは前記遅延時間から
算出された前記疑似レーダ反射波が表示すべき距離を用
いて距離校正する段階を備えているので、測距レーダ
は、測距レーダ距離校正装置より疑似レーダ反射波とい
う安定した反射波を得られると共に、遅延計測部で計測
された遅延時間量から算出された疑似レーダ反射波が表
示すべき距離を用いて、距離の校正が正確に行える。

【００２８】請求項２に記載の本発明に係る測距レーダ
用距離校正装置は、アンテナ部、遅延計測部及び校正信
号発生部を備え、前記アンテナ部は、測距パルスを受信
すると、該測距パルスを受信信号検波出力として前記遅
延計測部及び前記校正信号発生部へ送信し、前記校正信
号発生部から校正信号を受信すると、該校正信号を疑似
レーダ反射波として送信すると共に送信信号検波出力と
して前記遅延計測部へ送信する距離校正用アンテナを備
え、前記校正信号発生部は、前記アンテナ部からの前記
受信信号検波出力に応答してパルスを発生するパルス発
生器と、該パルス発生器からのパルス及び信号発生器か
らのマイクロ波を変調し前記アンテナ部へ校正信号を送
信するパルスモジュレータとを備え、前記遅延計測部
は、前記アンテナ部からの前記受信信号検波出力の波形
に対する前記送信信号検波出力の波形の時間差から遅延
時間を計測する遅延観測用オシロスコープを備えている
ので、測距パルスに応じた疑似レーダ反射波を測距レー
ダへ送信できる共に、遅延計測部の遅延観測用オシロス
コープにより送受信された信号の遅延時間を容易に計測
できるので、測距レーダの距離校正を確実に行わせるこ
とができる。

【００２９】請求項３に記載の本発明に係る測距レーダ
用距離校正装置は、前記アンテナ部が、前記遅延計測部
及び前記校正信号発生部とは別個独立であるので、測距
レーダのレーダアンテナに近接してアンテナ部を設置す
ることができ、海面反射等の影響のない上空に向けて距
離校正の計測を行うことができる。

【００３０】請求項４に記載の本発明に係る距離校正用
アンテナは、送受信アンテナ、受信モニタ回路、送信モ
ニタ回路及び入力部を備え、前記送受信アンテナで受信
した測距パルスを前記受信モニタ回路を介して受信信号
検波出力として出力すると共に、前記入力部を介して入
力された校正信号を前記送受信アンテナから疑似レーダ
反射波として送信すると共に前記送信モニタ回路を介し
て送信信号検波出力として出力するように配設されてい
るので、測距パルスの受信と疑似レーダ反射波の送信と
を送受信する送受信アンテナ近傍から受信信号検波出力
及び送信信号検波出力とを取り出すことができるため、
測距レーダ用距離校正装置内部での時間的後れを考慮す
る必要なく、極めて正確な各出力の時間差を計測するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る測距レーダ距離校正装置のシス
テム構成を示す図である。

【図２】 図１の測距レーダ距離校正装置に使用する距
離校正用アンテナ内部の機能ブロック図である。

【図３】 遅延観察用オシロスコープにおける波形を示
す図である。

【図４】 多重反射波を利用した従来の測距レーダの距
離校正の概念を示す図である。

【符号の説明】

１…測距レーダ距離校正装置、２…アンテナ部、３…遅
延計測部、４…校正信号発生部、５…距離校正用アンテ
ナ、６…遅延観測用オシロスコープ、７…パルス発生
器、８…信号発生器、９…パルスモジュレータ、１０…
測距パルス、１１…受信信号検波出力、１２…校正信号
用パルス、１３…マイクロ波、１４…校正信号、１５…
疑似レーダ反射波、１６…校正信号検波出力、２０…ホ
ーンアンテナ、２１…第１方向性結合部、２２…第２方
向性結合部、２３…サーキュレータ部、２４…疑似負荷
部、２５…第１減衰部、２６…第１検波部、２７…受信
信号検波出力部、２８…校正信号入力、２９…同軸導波
管変換部、３０…第２減衰部、３１…第２検波部、３２
…校正信号検波出力、４０…レーダアンテナ、５０…第
１艦艇、５１…第２艦艇、５２…レーダ送信機、５３…
レーダアンテナ、５４…第１反射波、５５…第２反射
波、Ｌ…第２艦艇（実目標）からレーダアンテナまでの
距離、Ｌ_０…測距用のレーダ送信機からレーダアンテナ
までの距離、ｒ１…第１反射波に表示される距離、ｒ２
…第２反射波に表示される距離、ＳＬ…海面、τ…総遅
延時間。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンテナ部、遅延計測部及び校正信号発
   生部を備えた測距レーダ距離校正装置を用いて測距レー
   ダの距離校正を行うために、測距レーダは前記アンテナ
   部へ測距パルスを送信し、前記アンテナ部は受信した前
   記測距パルスを受信信号検波出力として前記遅延計測部
   及び前記校正信号発生部へ送信し、前記校正信号発生部
   は受信した前記受信信号検波出力に応答して前記アンテ
   ナ部へ校正信号を送信し、前記アンテナ部は受信した前
   記校正信号を疑似レーダ反射波として前記測距レーダへ
   送信すると共に送信信号検波出力として前記遅延計測部
   へ送信し、前記遅延計測部は前記アンテナ部からの前記
   受信信号検波出力に対する前記送信信号検波出力の遅延
   時間を計測し、前記測距レーダは前記遅延時間から算出
   された前記疑似レーダ反射波が表示すべき距離を用いて
   距離校正する段階を備えた測距レーダ距離校正方法。
2. 【請求項２】 アンテナ部、遅延計測部及び校正信号発
   生部を備え、前記アンテナ部は、測距パルスを受信する
   と、該測距パルスを受信信号検波出力として前記遅延計
   測部及び前記校正信号発生部へ送信し、前記校正信号発
   生部から校正信号を受信すると、該校正信号を疑似レー
   ダ反射波として送信すると共に送信信号検波出力として
   前記遅延計測部へ送信する距離校正用アンテナを備え、
   前記校正信号発生部は、前記アンテナ部からの前記受信
   信号検波出力に応答してパルスを発生するパルス発生器
   と、該パルス発生器からのパルス及び信号発生器からの
   マイクロ波を変調し前記アンテナ部へ校正信号を送信す
   るパルスモジュレータとを備え、前記遅延計測部は、前
   記アンテナ部からの前記受信信号検波出力の波形に対す
   る前記送信信号検波出力の波形の時間差から遅延時間を
   計測する遅延観測用オシロスコープを備えている測距レ
   ーダ用距離校正装置。
3. 【請求項３】 前記アンテナ部は、前記遅延計測部及び
   前記校正信号発生部とは別個独立である請求項３に記載
   の測距レーダ用距離校正装置。
4. 【請求項４】 送受信アンテナ、受信モニタ回路、送信
   モニタ回路及び入力部を備え、前記送受信アンテナで受
   信した測距パルスを前記受信モニタ回路を介して受信信
   号検波出力として出力すると共に、前記入力部を介して
   入力された校正信号を前記送受信アンテナから疑似レー
   ダ反射波として送信すると共に前記送信モニタ回路を介
   して送信信号検波出力として出力するように配設されて
   いる距離校正用アンテナ。