JP2007078462A - 監視レーダ装置のレーダモニタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＰＳＫ変調信号に関する動作確認が可能となり、しかもテスト信号発生回路の簡略化も実現し得る監視レーダ装置のレーダモニタ装置を提供する。
【解決手段】ＤＰＳＫ復調器１８４による質問信号とテスト信号とのＤＰＳＫ復調処理に先立ち、質問信号及びテスト信号をＡ／Ｄ変換器１８１にてアナログ信号からデジタル信号に変換し、Ｉ／Ｑ検波器１８２にてデジタル信号を直交変換し、ＤＰＳＫ復調器１８４にて複素形式でＤＰＳＫ復調処理し、このＤＰＳＫ復調後のテスト信号に基づいて質問信号が正しくＤＰＳＫ変調されているか否かを判定するようにしている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば航空管制用の二次監視レーダ装置のレーダモニタ装置に係り、特に二次監視レーダ装置の動作監視機能を改善する技術に関する。

航空管制用の二次監視レーダ装置は、例えば特許文献１に示されているように、質問信号（１０３０ＭＨｚ）を航空機上のトランスポンダ（応答装置）に送信し、このトランスポンダにより解読された質問信号に対応する応答信号（１０９０ＭＨｚ）を受信することによって航空機の識別を行なうものである。

一方、上記二次監視レーダ装置を運用するためには、安定動作が要求される。そこで従来では、二次監視レーダ装置からの質問信号を受信し、この質問信号に対応する応答信号を二次監視レーダ装置へ送出するＲＰＭ（Radar Performance Monitor）装置を用いて、二次監視レーダ装置の動作確認を行なうようにしている。この動作確認方法は、質問信号と同一の変調テスト信号を用いて行なうようにしている。
特開昭６１−１１６８３号公報。

ところで、上記ＲＰＭ装置では、局部発振器の出力にパルス変調を行うため、ＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying）変調による質問信号を受信する場合に、このＤＰＳＫ変調に関する動作確認を行なえない。また、変調テスト信号を発生するために、専用の局部発振器が必要となり、ハードの構成が複雑で高価となる。

この発明の目的は、ＤＰＳＫ変調信号に関する動作確認が可能となり、しかもテスト信号発生回路の簡略化も実現し得る監視レーダ装置のレーダモニタ装置を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するために、以下のように構成される。
（１）監視レーダ装置から位相変調された質問信号を受信し、受信周波数変換部にてＩＦ周波数に変換した後、位相復調部にて位相復調して得られるビデオ信号から監視レーダ装置からの質問の内容の確認を行ない、当該質問の内容に対する応答信号を発生し、送信周波数変調部にてパルス変調した後、応答信号として監視レーダ装置に向けて送信するレーダモニタ装置において、受信周波数変換部の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、このアナログ／デジタル変換手段により得られるデジタル信号を直交変換して前記位相復調部に出力する直交変換手段と、質問信号と同じく位相変調して生成されるアナログの試験信号を発生する試験信号発生手段と、質問信号と試験信号とを受信系統に送出する信号注入手段と、位相復調部から出力される試験信号に基づいて質問信号が正しく位相復調されているか否かを確認する確認手段とを備えるようにしたものである。

（１）の構成によれば、位相復調部による質問信号と試験信号との位相復調処理に先立ち、質問信号及び試験信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、このデジタル信号を直交変換して複素形式で位相復調処理し、この位相復調後の試験信号に基づいて質問信号が正しく位相復調されているか否かを判定するようにしている。従って、質問信号に関する正確な位相情報を得ることができ、レーダモニタ装置の位相復調に関する動作確認が可能となる。

（２）試験信号発生手段は、ＩＦ周波数と同一の周波数となる第１の試験信号を生成して応答信号と共用の送信線路に送出する信号生成手段と、送信周波数変調部で用いられる局部発振器により、第１の試験信号を質問信号と同一の周波数となる第２の試験信号に変換する変換手段と、応答信号送出時に、送信線路からの出力を送信周波数変調部に供給し、試験信号送出時に、送信線路からの出力を変換手段に供給する信号供給切替手段とを有し、信号注入手段は、第２の試験信号とＩＦ周波数変換前の質問信号とを受信系統に送出することを特徴とする。

（２）の構成によれば、質問信号と同一の周波数となる第２の試験信号を、応答信号発生用の局部発振器を利用して第１の試験信号から生成するようにしているので、試験信号発生用の局部発振器を応答信号発生用の局部発振器と共用することができ、これにより簡単な回路構成でかつ安価な装置を提供できる。また、第１の試験信号用の送信線路を応答信号用の送信線路と共用されるので、その分装置の配線構造を簡素化することができる。

（３）試験信号発生手段は、ＩＦ周波数と同一の周波数となる第１の試験信号を生成し、応答信号とは別の送信線路に送出する信号生成手段と、送信周波数変調部で用いられる局部発振器により、送信線路から出力される第１の試験信号を質問信号と同一の周波数となる第２の試験信号に変換する変換手段とを有し、信号注入手段は、第２の試験信号とＩＦ周波数変換前の質問信号とを受信系統に送出することを特徴とする。

（３）の構成によれば、（２）と同様の作用効果が得られるとともに、応答信号と第１の試験信号とを切り替えて送出するための切替スイッチが不要となり、その分回路構成を簡略化でき、また切替スイッチの切替制御が不要となる分処理負担も軽減できる。

（４）試験信号発生手段は、ＩＦ周波数と同一の周波数となる試験信号を生成し、送信周波数変調前の応答信号と共用の送信線路に送出する信号生成手段と、応答信号送出時に、送信線路からの出力を送信周波数変調部に供給し、試験信号送出時に、送信線路からの出力を信号注入手段に供給する信号供給切替手段とを有し、信号注入手段は、試験信号と受信周波数変換部の出力信号とをアナログ／デジタル変換手段に送出することを特徴とする。

（４）の構成によれば、ＩＦ周波数帯の試験信号とに基づいて、質問信号の位相復調が正しく行なわれているか否かの確認を行なうようにしているので、上記（２）に比して、回路構成の簡略化を図ることができる。

（５）試験信号発生手段は、ＩＦ周波数と同一の周波数となる試験信号を生成して、応答信号とは別の送信線路に送出し、信号注入手段は、送信線路から出力される試験信号と受信周波数変換部の出力信号とをアナログ／デジタル変換手段に送出することを特徴とする。

（５）の構成によれば、上記（４）と同様の作用効果が得られるとともに、上記（４）に比して、回路構成を簡略化でき、また切替スイッチの切替制御が不要となる分処理負担も軽減できる。

以上詳述したようにこの発明によれば、ＤＰＳＫ変調信号に関する動作確認が可能となり、しかもテスト信号発生回路の簡略化も実現し得る監視レーダ装置のレーダモニタ装置を提供することができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１の実施形態に係わるＲＰＭ装置の構成を示すブロック図である。

図１において、空中線１１にて受信された二次監視レーダ装置（図示せず）からの質問信号（１０３０ＭＨｚ）は、受信系統を構成するサーキュレータ１２及び方向性結合器１３を介して高周波増幅器１４にて増幅され、バンドパスフィルタ１５にて所望の受信周波数を選択し、ミキサ１６によりＩＦ信号に変換され、受信機帯域を決定するバンドパスフィルタ１７を通った後、信号処理部１８に入力される。

信号処理部１８において、ＩＦ信号は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１８１にてデジタル信号に変換された後、Ｉ／Ｑ検波器１８２によりＩ／Ｑ信号を得た後、ビデオ検波器１８３にてビデオ信号を、ＤＰＳＫ復調器１８４によりＤＰＳＫビデオ信号を得る。各ビデオ信号は、応答信号処理器１８５にて応答信号の判定に使用される。この判定結果は、応答信号発生器１８６に供給される。

応答信号発生器１８６は、応答信号処理器１８５からの判定結果に基づいて応答信号のパターンを作成する。この応答信号発生器１８６の出力信号は、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器１８７にデジタル信号からアナログ信号に変換されて変調ビデオ信号となり、切替スイッチ１９を介してパルス変調器２０に供給され、局部発振器２１の出力信号によりパルス変調がなされ、高周波増幅器２２にて増幅された後、空中線１１から送信される。

また、ＲＰＭ装置の動作確認を行うことを目的とし、信号処理部１８のテスト信号発生器１８８にてテスト信号が作成される。このテスト信号は、Ｄ／Ａ変換器１８７によりデジタル信号からアナログ信号に変換されてＩＦテスト信号となり、切替スイッチ１９を介してミキサ２３に供給される。

ＩＦテスト信号は、ミキサ２３にて局部発振器２１の出力信号を用いて周波数変換が行われ、バンドパスフィルタ２４により所望の周波数信号が選択されることにより、ＲＦテスト信号（１０３０ＭＨｚ）が得られる。ＲＦテスト信号は方向性結合器１３を通して受信系統に入力される。

上記切替スイッチ１９は、タイミング発生器１８９からの試験ＯＮ／ＯＦＦを示す切替信号に応じて出力系統を切り替えるもので、試験ＯＮ時には信号処理部１８から出力されるＩＦテスト信号をミキサ２３に導出し、試験ＯＦＦ時には信号処理部１８から出力される変調ビデオ信号をパルス変調器２０に導出する。

そして、応答信号処理器１８５は、ビデオ検波器１８３及びＤＰＳＫ復調器１８４から出力される試験用のビデオ信号に基づいて、質問信号が正しくＤＰＳＫ復調されているか否かの判定を行なう。なお、この判定結果は、図示しない表示器等に表示される。

次に、上記構成における動作について説明する。
以前は、ＲＰＭ装置として、図２に示すような構成の装置が考えられていた。なお、図２において、上記図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図２のＲＰＭ装置では、信号処理部３１から出力される変調テスト信号を、局部発振器２１とは別に、専用の局部発振器３２を用いてパルス変調器３３によりパルス変調を施していた。この場合、パルス変調器３３にて変調テスト信号をパルス変調しているので、ＤＰＳＫ変調に関する動作確認は行なえない。また、専用の局部発振器３２を用いているために、回路構成が複雑化してしまうことになる。

そこで、本第１の実施形態では、ＤＰＳＫ復調器１８４による質問信号とテスト信号との位相復調処理に先立ち、Ａ／Ｄ変換器１８１にて質問信号及びテスト信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、Ｉ／Ｑ検波器１８２にてデジタル信号をＩ／Ｑ信号に直交変換し、その後でＤＰＳＫ復調器１８４により複素形式で位相復調処理するようにしている。また、専用の局部発振器を削除して、応答信号用の局部発振器２１により共用するようにしている。

まず、通常の運用時においては、試験ＯＦＦを示す切替信号により切替スイッチ１９をパルス変調器２０側に設定し、応答信号の送出を行なう。このとき、タイミング発生器１８９により応答信号発生器１８６を駆動させている。

次に、質問信号の休止時に、試験ＯＮを示す切替信号により切替スイッチ１９をミキサ２３側に設定し、ＩＦテスト信号をミキサ２３に送出させ、受信系統に入力させる。そして、ＩＦテスト信号は、信号処理部１８に供給され、Ａ／Ｄ変換器１８１でデジタル信号に変換され、Ｉ／Ｑ検波器１８２で直交変換された後、ＤＰＳＫ復調器１８４でＤＰＳＫ復調される。これにより、応答信号処理器１８５にてテスト信号に基づいて、ＤＰＳＫ復調に関する動作確認を行なうことができる。

以上のように上記第１の実施形態では、ＤＰＳＫ復調器１８４による質問信号とテスト信号とのＤＰＳＫ復調処理に先立ち、質問信号及びテスト信号をＡ／Ｄ変換器１８１にてアナログ信号からデジタル信号に変換し、Ｉ／Ｑ検波器１８２にてデジタル信号を直交変換し、ＤＰＳＫ復調器１８４にて複素形式でＤＰＳＫ復調処理し、このＤＰＳＫ復調後のテスト信号に基づいて質問信号が正しくＤＰＳＫ復調されているか否かを判定するようにしている。従って、質問信号に関する正確な位相情報を得ることができ、これによりＲＰＭ装置のＤＰＳＫ復調に関する動作確認が可能となる。

また、上記第１の実施形態では、ミキサ２３により応答信号発生用の局部発振器２１を利用してＩＦテスト信号からＲＦテスト信号を生成するようにしているので、テスト信号専用の局部発振器を応答信号発生用の局部発振器２１と共用することができ、これにより簡単な回路構成でかつ安価なＲＰＭ装置を提供できる。また、切替スイッチ１９を用いてテスト信号用の送信線路を応答信号用の送信線路と共用するようにしているので、その分ＲＰＭ装置の配線構造を簡素化することができる。

（第２の実施形態）
図３は、この発明の第２の実施形態に係わるＲＰＭ装置の構成を示すブロック図である。なお、図３において、上記図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

この第２の実施形態では、切替スイッチ１９を削除して、応答信号用の送信線路とは別に専用の送信線路によりＩＦテスト信号をミキサ２３に供給するようにしている。

このような第２の実施形態であれば、上記第１の実施形態と同様の作用効果が得られるとともに、変調ビデオ信号とＩＦテスト信号とを切り替えて送出するための切替スイッチ１９が不要となり、その分回路構成を簡略化でき、また切替スイッチ１９の切替制御が不要となる分処理負担も軽減できる。

（第３の実施形態）
図４は、この発明の第３の実施形態に係わるＲＰＭ装置の構成を示すブロック図である。なお、図４において、上記図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

この第３の実施形態では、バンドパスフィルタ１７と信号処理部１８との間に、方向性結合器１３を介挿接続している。また、信号処理部１８とパルス変調器２０との間に、切替スイッチ４１を介挿接続している。

切替スイッチ４１は、タイミング発生器１８９からの試験ＯＮ／ＯＦＦを示す切替信号に応じて出力系統を切り替えるもので、試験ＯＮ時には信号処理部１８から出力されるＩＦテスト信号を方向性結合器１３に導出し、試験ＯＦＦ時には信号処理部１８から出力される変調ビデオ信号をパルス変調器２０に導出する。

このように上記第３の実施形態であれば、ＩＦ帯のテスト信号に基づいて、質問信号のＤＰＳＫ復調が正しく行なわれているか否かの確認を行なうようにしているので、上記第１の実施形態に比して、回路構成の簡略化を図ることができる。

（第４の実施形態）
図５は、この発明の第３の実施形態に係わるＲＰＭ装置の構成を示すブロック図である。なお、図５において、上記図４と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

この第４の実施形態では、切替スイッチ４１を削除して、応答信号用の送信線路とは別に専用の送信線路によりＩＦテスト信号を方向性結合器１３に供給するようにしている。

このような第４の実施形態であれば、上記第３の実施形態と同様の作用効果が得られるとともに、上記第３の実施形態に比して、回路構成を簡略化でき、また切替スイッチ４１の切替制御が不要となる分処理負担も軽減できる。

（その他の実施形態）
なお、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

また、本発明は一般的な監視レーダでも適用可能である。

この発明の第１の実施形態に係わるＲＰＭ装置の構成を示すブロック図 以前に考えられていたＰＲＭ装置の構成を示すブロック図。 この発明の第２の実施形態に係わるＲＰＭ装置の構成を示すブロック図。 この発明の第３の実施形態に係わるＲＰＭ装置の構成を示すブロック図。 この発明の第４の実施形態に係わるＲＰＭ装置の構成を示すブロック図。

符号の説明

１１…空中線、１２…サーキュレータ、１３…方向性結合器、１４，２２…高周波増幅器、１５，１７，２４…バンドパスフィルタ、１６、２３…ミキサ、１８…信号処理部、１８１…Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器、１８２…Ｉ／Ｑ検波器、１８３…ビデオ検波器、１８４…ＤＰＳＫ復調器、１８５…応答信号処理器、１８６…応答信号発生器、１８７…Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器、１８８…テスト信号発生器、１８９…タイミング発生器、１９…切替スイッチ、２０…パルス変調器、２１…局部発振器。

Claims (5)

1. 監視レーダ装置から位相変調された質問信号を受信し、受信周波数変換部にてＩＦ周波数に変換した後、位相復調部にて位相復調して得られるビデオ信号から前記監視レーダ装置からの質問の内容の確認を行ない、当該質問の内容に対する応答信号を発生し、送信周波数変調部にてパルス変調した後、応答信号として前記監視レーダ装置に向けて送信するレーダモニタ装置において、
   前記受信周波数変換部の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
   このアナログ／デジタル変換手段により得られるデジタル信号を直交変換して前記位相復調部に出力する直交変換手段と、
   前記質問信号と同じく位相変調して生成されるアナログの試験信号を発生する試験信号発生手段と、
   前記質問信号と前記試験信号とを受信系統に送出する信号注入手段と、
   前記位相復調部から出力される前記試験信号に基づいて前記質問信号が正しく位相復調されているか否かを確認する確認手段とを具備したことを特徴とするレーダモニタ装置。
2. 前記試験信号発生手段は、
   前記ＩＦ周波数と同一の周波数となる第１の試験信号を生成して前記応答信号と共用の送信線路に送出する信号生成手段と、
   前記送信周波数変調部で用いられる局部発振器により、前記第１の試験信号を前記質問信号と同一の周波数となる第２の試験信号に変換する変換手段と、
   応答信号送出時に、前記送信線路からの出力を前記送信周波数変調部に供給し、試験信号送出時に、前記送信線路からの出力を前記変換手段に供給する信号供給切替手段とを有し、
   前記信号注入手段は、前記第２の試験信号とＩＦ周波数変換前の質問信号とを受信系統に送出することを特徴とする請求項１記載のレーダモニタ装置。
3. 前記試験信号発生手段は、
   前記ＩＦ周波数と同一の周波数となる第１の試験信号を生成し、前記応答信号とは別の送信線路に送出する信号生成手段と、
   前記送信周波数変調部で用いられる局部発振器により、前記送信線路から出力される第１の試験信号を前記質問信号と同一の周波数となる第２の試験信号に変換する変換手段とを有し、
   前記信号注入手段は、前記第２の試験信号とＩＦ周波数変換前の質問信号とを受信系統に送出することを特徴とする請求項１記載のレーダモニタ装置。
4. 前記試験信号発生手段は、
   前記ＩＦ周波数と同一の周波数となる試験信号を生成し、前記送信周波数変調前の応答信号と共用の送信線路に送出する信号生成手段と、
   応答信号送出時に、前記送信線路からの出力を前記送信周波数変調部に供給し、試験信号送出時に、前記送信線路からの出力を前記信号注入手段に供給する信号供給切替手段とを有し、
   前記信号注入手段は、前記試験信号と前記受信周波数変換部の出力信号とを前記アナログ／デジタル変換手段に送出することを特徴とする請求項１記載のレーダモニタ装置。
5. 前記試験信号発生手段は、前記ＩＦ周波数と同一の周波数となる試験信号を生成して、前記応答信号とは別の送信線路に送出し、
   前記信号注入手段は、前記送信線路から出力される試験信号と前記受信周波数変換部の出力信号とを前記アナログ／デジタル変換手段に送出することを特徴とする請求項１記載のレーダモニタ装置。

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