JP2001174542A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信直後の受信を可能とするレーダ装置を得
る。 【解決手段】 発振器１３の出力信号を送信系統を通し
た後サーキュレータ２を介してアンテナ１から電波を輻
射し、目標物から反射した反射波を再びアンテナ１で受
信し、サーキュレータ２から受信系統を通して受信信号
を得るレーダ装置において、上記受信系統にＳＴＣ(Sen
sitivity Time Control)可変減衰器４ａを挿入し、この
可変減衰器４ａの最大減衰量を、受信系統に最大レベル
の信号が入力した場合でも受信系統を飽和させないよう
な値とし、送信期間中に可変減衰器４ａの減衰量が最大
になるようにして送信信号の漏れ込みによる受信系統の
飽和を防ぐようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーダ装置の送
受信回路において、送信直後の受信を可能にして近距離
受信を可能としたレーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来のレーダ装置に用いられる
送受信回路のブロック構成図で、電波を送受信するアン
テナ１と、送受信信号の方向を制御するサーキュレータ
２と、受信部に大電力が入力するのを防ぐＴＲリミッタ
３と、受信信号の飽和を防ぐためのＳＴＣ(Sensitivity
Time Control)用減衰器４と、受信信号を低雑音増幅す
る低雑音増幅器５と、不要な受信信号を取り除くバンド
パスフィルタ６と、受信信号をダウンコンバートするミ
キサ７と、ダウンコンバートしたＩＦ信号を増幅する増
幅器８と、受信ＩＦ信号を最適な帯域に制限するバンド
パスフィルタ９と、Ａ／Ｄコンバータ１０と、ローカル
発振器１２と、ミキサに入力するローカル信号を制御す
るスイッチ１１と、基準信号発生器１３と、基準信号を
パルス変調するスイッチ１４と、基準信号をアップコン
バートするミキサ１５と、パルス変調された送信種信号
を帯域制限するバンドパスフィルタ１６を備えている。

【０００３】アンテナ１で受信された信号は、サーキュ
レータ２、ＴＲリミッタ３を通り、ＳＴＣ用減衰器４を
ＳＴＣ特性を持たせるように制御し、近傍の大きいクラ
ッタによる受信回路の飽和を防ぐ。その後、低雑音増幅
器５で低雑音増幅し、バンドパスフィルタ６で不要信号
を除去し、ミキサ７でＩＦ（中間周波数）信号に変換す
る。ＩＦ信号は増幅器８で所望のレベルまで増幅され、
バンドパスフィルタ９で最適な帯域制限された後、Ａ／
Ｄコンバータ１０でＡ／Ｄ変換され、デジタル受信信号
として信号処理装置へ送られる。

【０００４】１２はアップコンバート、ダウンコンバー
ト用ローカル発振器で、スイッチ１１でミキサの周波数
変換動作を制御する。１３は基準信号発振器で、この信
号はスイッチ１４でパルス変調され、ミキサ１５でアッ
プコンバートされ、バンドパスフィルタ１６で帯域制限
された後、サーキュレータ２を通って、送信信号がアン
テナ１から輻射される。

【０００５】送信波は、サーキュレータ２を通って受信
回路に漏れ込む。漏れ込んだ信号は受信回路を壊さない
ようＴＲリミッタ３でレベル制限される。ＴＲリミッタ
は送信波の大きなレベルの信号を受信回路が壊れないレ
ベルまで制限するものであり、受信回路の飽和を防止す
るものではない。そのため送信直後は受信回路が飽和
し、飽和の影響でしばらくは受信が出来ない。また、近
くに大きいターゲットがあった場合は、同様に受信回路
が飽和してしまう。

【０００６】その飽和を避けるためにＳＴＣ用減衰器４
を設けている。ただし、通常のレーダでは、アンテナか
ら１００ｍ、２００ｍといった近距離を受信する必要は
ほとんどないため、送信波による受信回路の飽和は今ま
で大きな問題にはならなかった。ところが、システムに
よっては１００ｍ、２００ｍといった近距離受信を要求
されるため、この飽和を防止する必要がある。この防止
策を行った回路もあるが、防止策によってノイズを発生
することもあり、高感度な受信機ではそのノイズが偽の
信号として検出され問題となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
ては、送信信号による漏れ込みにより受信回路が飽和す
る。受信回路が飽和した場合、受信信号が測定できない
だけでなく、飽和により信号が延ばされ、すでに信号が
無いにも関わらず信号が存在し、偽の信号を検出してし
まう可能性がある。ただし、通常のレーダでは、送信直
後から受信を開始することはあまりないため、それほど
問題にはならない。

【０００８】しかし、システムによっては送信直後から
受信を開始しなければならないため、送信波の漏れ込み
による受信回路の飽和を避ける必要がある。さらに、高
感度な受信機ではその対策の際に発生するノイズが偽の
受信信号として検出されるので、これを防がねばならな
い。このように特にレーダの送信直後には受信が出来な
い状態があり、それを解決する必要がある。

【０００９】この発明は、上記問題を解決するためにな
されたもので、送信波の漏れ込みによる受信回路の飽和
を防ぎ、送信直後の受信を可能にする。また、送信波の
漏れ込み防止の際に発生したノイズを除去し、送信直後
の受信を可能とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係るレーダ装
置は、発振器の出力信号をパルス変調し、ローカル発振
器の出力によりアップコンバート用ミキサでアップコン
バートする送信系統を通した後サーキュレータを介して
アンテナから電波を輻射し、目標物から反射した反射波
を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、ＴＲリミッ
タを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記ローカル発
振器の出力によりダウンコンバート用ミキサでダウンコ
ンバートする受信系統を通して受信信号を得るものにお
いて、上記受信系統にＳＴＣ(Sensitivity Time Contro
l)可変減衰器を挿入し、この可変減衰器の最大減衰量
を、受信系統に最大レベルの信号が入力した場合でも受
信系統を飽和させないような値とし、送信期間中に上記
可変減衰器の減衰量が最大になるようにして送信信号の
漏れ込みによる受信系統の飽和を防ぐようにしたもので
ある。

【００１１】また、発振器の出力信号をパルス変調し、
ローカル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサ
でアップコンバートする送信系統を通し、サーキュレー
タを介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射
した反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、
ＴＲリミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記
ローカル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサ
でダウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得
るレーダ装置において、ローカル発振器と、アップコン
バート用ミキサとの間に送信期間中のみ閉合するスイッ
チを挿入したものである。

【００１２】また、発振器の出力信号をパルス変調し、
ローカル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサ
でアップコンバートする送信系統を通し、サーキュレー
タを介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射
した反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、
ＴＲリミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記
ローカル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサ
でダウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得
るレーダ装置において、上記受信系統に受信系統の飽和
を防止するリミッタを挿入したものである。

【００１３】また、発振器の出力信号をパルス変調し、
ローカル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサ
でアップコンバートする送信系統を通し、サーキュレー
タを介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射
した反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、
ＴＲリミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記
ローカル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサ
でダウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得
るレーダ装置において、上記受信系統に受信系統の飽和
を防止する可変減衰器を挿入したものである。

【００１４】また、発振器の出力信号をパルス変調し、
ローカル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサ
でアップコンバートする送信系統を通し、サーキュレー
タを介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射
した反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、
ＴＲリミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記
ローカル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサ
でダウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得
るレーダ装置において、ダウンコンバート用ミキサのロ
ーカル入力段にあるスイッチとミキサとの間にバンドパ
スフィルタを挿入したものである。

【００１５】また、アップコンバート用ミキサとローカ
ル入力段にあるスイッチとの間にバンドパスフィルタを
挿入したものである。

【００１６】また、発振器の出力信号をパルス変調し、
ローカル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサ
でアップコンバートする送信系統を通し、サーキュレー
タを介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射
した反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、
ＴＲリミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記
ローカル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサ
でダウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得
るレーダ装置において、送信系統に可変減衰器を挿入し
たものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック構成図で
ある。図において、１は電波を送受信するアンテナ、２
は送受信信号の方向を制御するサーキュレータ、３は受
信部に大電力が入力するのを防ぐＴＲリミッタ、４ａは
受信信号の飽和を防ぐためのＳＴＣ(Sensitivity Time
Control)用減衰器、５は受信信号を低雑音増幅する低雑
音増幅器、６は不要な受信信号を取り除くバンドパスフ
ィルタ、７は受信信号をダウンコンバートするミキサ、
８はダウンコンバートしたＩＦ信号を増幅する増幅器、
９は受信ＩＦ信号を最適な帯域に制限するバンドパスフ
ィルタ、１０はＡ／Ｄコンバータ、１２はローカル発振
器、１１はミキサ７に入力するローカル発振器１２の信
号を制御するスイッチ、１３は基準信号発生器、１４は
基準信号をパルス変調するスイッチ、１５は基準信号を
アップコンバートするミキサ、１６はパルス変調された
送信種信号を帯域制限するバンドパスフィルタであり、
図９に示す従来装置の構成とは、ＳＴＣ用減衰器４ａを
除いて他は同じである。

【００１８】上記レーダ装置の基本動作は図９に示す従
来の装置と同じであるが、この発明ではＳＴＣ用の可変
減衰器４ａを従来のものと異なる特性にした点に特徴が
ある。すなわち、通常、受信ラインに置かれたＳＴＣ用
減衰器は、送信後所定の時間を経てからその減衰量を大
から小へと動作させるが、この発明の実施の形態１で
は、ＳＴＣ用減衰器４ａの最大減衰量を受信回路に最大
レベルの信号が入力した場合でも受信回路が飽和しない
ような値とし、送信期間中には減衰量が最大になるよう
にすることで、送信信号の漏れ込みによる受信回路の飽
和を防ぎ、送信直後の受信を可能にしている。

【００１９】図２は、この発明の実施の形態１に係る受
信信号の飽和を防止する制御回路を備えた受信装置の制
御方法を示す図で、（ａ）は送信波の送信期間、（ｂ）
は通常のＳＴＣ動作時の減衰量、（ｃ）は実施の形態１
のＳＴＣ動作時の減衰量をそれぞれ示している。通常の
ＳＴＣ動作では送信期間中の減衰動作を行っていないた
め、送信波の漏れ込みにより受信回路が飽和して、送信
直後の期間Ｔでは受信ができない。これに対して、本実
施の形態のＳＴＣ用減衰器４ａでは、図２（ｃ）に示す
ように、送信時に最大の減衰量、すなわち受信回路に最
大レベルの信号が入力した場合でも受信回路が飽和しな
いようなレベルに抑える減衰量となるように設定して、
受信回路の飽和を防止しているので、送信直後の期間Ｔ
においても受信が可能となる。

【００２０】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２を示すブロック構成図であり、図９に示す従来装置
と異なるのはローカル発振器１２とアップコンバート用
ミキサ１５との間にスイッチ１７を挿入した点である。
このスイッチ１７を送信期間中のみ閉合する制御を行
い、送信期間中のみアップコンバート用ミキサ１５を動
作させることで、送信期間中以外に不要な信号やノイズ
が発生することを防ぐ。

【００２１】これにより、送信時以外に発生した不要な
信号が受信回路に回り込むことを防止する。送信直後か
ら受信回路に不要信号が回り込むことがなくなるため、
送信直後からの受信が可能になる。

【００２２】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３を示すブロック構成図であり、図９に示す従来装置
と異なるのは、リミッタ１８を例えばダウンコンバート
用ミキサ７とＩＦ信号増幅器８との間に挿入した点であ
る。このリミッタ１８により受信回路が飽和することを
防ぐ。

【００２３】リミッタ１８は受信回路のどの部分に挿入
しても構わないが、受信回路が飽和することによる影響
を取り除ける位置に挿入しなければならない。受信回路
が飽和しなければ、飽和による影響がなくなるため、送
信直後の受信を可能に出来る。

【００２４】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４を示すブロック構成図であり、図９に示す従来装置
と異なるのは、可変減衰器１９を例えばダウンコンバー
ト用ミキサ７とＩＦ信号増幅器８との間に挿入した点で
ある。この可変減衰器１９により送信期間中のみ受信回
路が飽和すことを防ぐ。

【００２５】送信期間中、この可変減衰器１９を動作さ
せ、受信回路の飽和を防止する。受信回路が飽和しなけ
れば、飽和による影響がなくなるため、送信直後の受信
が可能になる。

【００２６】実施の形態５．図６はこの発明の実施の形
態５を示すブロック構成図であり、図９に示す従来装置
と異なるのは、バンドパスフィルタ２０をスイッチ１１
とダウンコンバート用ミキサ７との間に挿入した点であ
る。このバンドパスフィルタ２０により、受信回路のダ
ウンコンバート用ミキサ７に入力するローカル発振器１
２を制御しているスイッチ１１の制御の際に発生するノ
イズを除去できると共に、ミキサ７がオン・オフする際
にノイズが発生することを防ぐ。

【００２７】従来のレーダ構成図に比べバンドパスフィ
ルタ２０を挿入し、受信回路のダウンコンバート用ミキ
サ７に入力するローカル発振器を制御しているスイッチ
１１の制御の際に発生するノイズを除去する。さらに、
ミキサ７がオン・オフする際に発生するノイズの量を減
少させる。スイッチ制御でローカル信号が供給されたミ
キサ７は、ローカル信号が急激にミキサ７に供給される
と、ミキサ７のオン・オフ動作がミキサ内のダイオード
のオン・オフ動作となり、急激なスイッチのオン・オフ
動作のようにノイズを発生する。バンドパスフィルタ２
０を挿入することで、ローカル信号のエネルギーを緩や
かにミキサ７に供給でき、ミキサ７のオン・オフ動作に
よるノイズの発生量を減少させる。送信直後のノイズの
発生を抑えることで、受信回路に回りこむ不要な信号を
無くし、送信直後の受信を可能にする。

【００２８】実施の形態６．図７はこの発明の実施の形
態６を示すブロック構成図であり、図３に示す実施の形
態２の装置にさらにバンドパスフィルタ２１をスイッチ
１７とアップコンバート用ミキサ１５との間に挿入した
点である。このバンドパスフィルタ２１により、受信回
路ではなく、送信信号生成回路でスイッチ１７の制御の
際に発生するノイズを除去すると共に、ミキサ１５がオ
ン・オフする際にノイズが発生することを防ぐ。

【００２９】従来のレーダ構成図に比べバンドパスフィ
ルタ２１を挿入し、送信信号生成回路のアップコンバー
ト用ミキサ１５に入力するローカル発振器を制御してい
るスイッチ１７の制御の際に発生するノイズを除去す
る。さらに、ミキサがオン・オフする際に発生するノイ
ズの量を減少させる。上記実施の形態５と同様の効果で
はあるが、受信回路ではなく、送信信号生成回路でノイ
ズ発生を抑え、受信回路に回りこむ不要な信号を無く
し、送信直後の受信を可能にする。

【００３０】実施の形態７．図８はこの発明の実施の形
態７を示すブロック構成図であり、図９に示す従来装置
と異なるのは、送信信号の生成回路に可変減衰器２２を
挿入した点である。この可変減衰器２２を制御し、送信
信号の立ち下がりをなまらせる。

【００３１】送信種信号の生成回路に可変減衰器２２を
挿入し、この減衰器を制御することで送信信号の立ち下
がりをなまらせる。送信終了直前は、矩形波に比べ、送
信波のレベルが減少しているので、当然漏れ込みレベル
も減少し、受信回路の飽和期間は通常の回路よりも短く
なるので、送信直後の受信を可能に出来る。

【００３２】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、送信波
の漏れ込みによる受信回路の飽和を防ぎ、送信直後の受
信を可能にする。

【００３３】また、送信波の漏れ込み防止の際に発生し
たノイズを除去し、送信直後の受信を可能とするもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を
示すブロック構成図である。

【図２】 実施の形態１に係るレーダ装置の受信信号飽
和防止回路制御の制御概念図である。

【図３】 この発明の実施の形態２に係るレーダ装置を
示すブロック構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態３に係るレーダ装置を
示すブロック構成図である。

【図５】 この発明の実施の形態４に係るレーダ装置を
示すブロック構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態５に係るレーダ装置を
示すブロック構成図である。

【図７】 この発明の実施の形態６に係るレーダ装置を
示すブロック構成図である。

【図８】 この発明の実施の形態７に係るレーダ装置を
示すブロック構成図である。

【図９】 従来のレーダ装置を示すブロック構成図であ
る。

【符号の説明】

１ アンテナ、 ２ サーキュレー
タ、３ ＴＲリミッタ、 ４ ＳＴＣ用
可変減衰器、５ 低雑音増幅器、 ６
バンドパスフィルタ、７ ダウンコンバート用ミキサ、
８ 増幅器、９ 最適帯域制限用バンドパスフィル
タ、１０ Ａ／Ｄ変換器、１１ 受信系ローカル信号制
御用スイッチ、１２ ローカル発振器、 １
３ 基準信号発振器、１４ パルス変調用スイッチ、
１５ アップコンバート用ミキサ、１６ 送信種信
号用帯域制限バンドパスフィルタ、１７ 送信系ローカ
ル信号制御用スイッチ、１８ リミッタ、
１９ 可変減衰器、２０ バンドパスフィルタ、
２１ バンドパスフィルタ、２２ 可変減衰
器。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発振器の出力信号をパルス変調し、ロー
   カル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサでア
   ップコンバートする送信系統を通した後サーキュレータ
   を介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射し
   た反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、Ｔ
   Ｒリミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記ロ
   ーカル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサで
   ダウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得る
   レーダ装置において、上記受信系統にＳＴＣ(Sensitivi
   ty Time Control)可変減衰器を挿入し、この可変減衰器
   の最大減衰量を、受信系統に最大レベルの信号が入力し
   た場合でも受信系統を飽和させないような値とし、送信
   期間中に上記可変減衰器の減衰量が最大になるようにし
   て送信信号の漏れ込みによる受信系統の飽和を防ぐよう
   にしたことを特徴とするレーダ装置。
2. 【請求項２】 発振器の出力信号をパルス変調し、ロー
   カル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサでア
   ップコンバートする送信系統を通し、サーキュレータを
   介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射した
   反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、ＴＲ
   リミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記ロー
   カル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサでダ
   ウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得るレ
   ーダ装置において、ローカル発振器と、アップコンバー
   ト用ミキサとの間に送信期間中のみ閉合するスイッチを
   挿入したことを特徴とするレーダ装置。
3. 【請求項３】 発振器の出力信号をパルス変調し、ロー
   カル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサでア
   ップコンバートする送信系統を通し、サーキュレータを
   介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射した
   反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、ＴＲ
   リミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記ロー
   カル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサでダ
   ウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得るレ
   ーダ装置において、上記受信系統に受信系統の飽和を防
   止するリミッタを挿入したことを特徴とするレーダ装
   置。
4. 【請求項４】 発振器の出力信号をパルス変調し、ロー
   カル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサでア
   ップコンバートする送信系統を通し、サーキュレータを
   介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射した
   反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、ＴＲ
   リミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記ロー
   カル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサでダ
   ウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得るレ
   ーダ装置において、上記受信系統に受信系統の飽和を防
   止する可変減衰器を挿入したことを特徴とするレーダ装
   置。
5. 【請求項５】 発振器の出力信号をパルス変調し、ロー
   カル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサでア
   ップコンバートする送信系統を通し、サーキュレータを
   介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射した
   反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、ＴＲ
   リミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記ロー
   カル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサでダ
   ウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得るレ
   ーダ装置において、ダウンコンバート用ミキサのローカ
   ル入力段にあるスイッチとミキサとの間にバンドパスフ
   ィルタを挿入したことを特徴とするレーダ装置。
6. 【請求項６】 アップコンバート用ミキサとローカル入
   力段にあるスイッチとの間にバンドパスフィルタを挿入
   したことを特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
7. 【請求項７】 発振器の出力信号をパルス変調し、ロー
   カル発振器の出力によりアップコンバート用ミキサでア
   ップコンバートする送信系統を通し、サーキュレータを
   介してアンテナから電波を輻射し、目標物から反射した
   反射波を再びアンテナで受信し、サーキュレータ、ＴＲ
   リミッタを経由して低雑音増幅、帯域制限後、上記ロー
   カル発振器の出力によりダウンコンバート用ミキサでダ
   ウンコンバートする受信系統を通して受信信号を得るレ
   ーダ装置において、送信系統に可変減衰器を挿入したこ
   とを特徴とするレーダ装置。