JP2011117809A - パフォーマンスモニタ装置およびパフォーマンスモニタが備えられたレーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パフォーマンスチェックに必要なレファレンス信号による映像を指示器画面上に映すことなくパフォーマンスチェックを行うＰＭ機能付きレーダ装置を提供すること。
【解決手段】ＰＭ用電波をレーダアンテナが受信するように送信するＰＭ用アンテナと、レーダ送信信号をレーダアンテナへ供給するかＰＭ用アンテナへ供給するかを切り替える切替回路と有し、ＰＭ用電波は、指示器に表示されないブランク期間に出力し、受信回路で受信処理された信号に基づいてパフォーマンスのチェック処理を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レーダ装置の送信電力や受信感度などの性能の監視を行うパフォーマンスモニタ装置およびそのパフォーマンスモニタ装置が備えられたレーダ装置に関する。

レーダ装置（例、パルスレーダ装置）は、そのアンテナから電波を放射し、その物標からの反射波を受信し、その受信した反射波を画面上に表示する装置である。レーダ装置の送信出力が低下したり、受信性能が低下したりすると、反射波を表示することができなくなる。このような点から、レーダ装置を装備した時に測定した値（基準値）と比較して、動作中に重大な性能低下が発生した場合にこれを容易に知ることができることが要求されている。このため、パフォーマンスモニタ（以下、ＰＭ）がレーダ装置に設けられるようになった。

従来のＰＭ機能を組み込んだレーダ装置の構成図を図４に示し、その受信系のパフォーマンスチェック時の送受信波形を図５に示す。図４に示すように、従来のレーダ装置は、ＰＭ機能を果たすために、ＰＭ用送受信アンテナ６とともに、ＰＭ専用の送受信回路７を設けている（特許文献１）。

この従来のＰＭ機能を組み込んだレーダ装置において、送信系のパフォーマンスをチェックする場合には、マグネトロンＭ等を含む送信回路で発生された送信信号がサーキュレータ２２を通ってレーダアンテナ２１から送信される。この送信信号は、図５（ａ）に示されるように一定の周期Ｔで繰り返し発生される。その送信波の一部がＰＭ用送受信アンテナ６で受信され、ＰＭ用送受信回路７の受信回路で処理されて、送信系パフォーマンス受信信号として制御回路４に入力される。

また、受信系のパフォーマンスをチェックする場合には、制御回路４からの制御に基づいてＰＭ用送受信回路７の送信回路でＰＭ用レファレンス信号が発生され、そのＰＭ用レファレンス信号がＰＭ用送受信アンテナ６から送信される。その送信されたレファレンス信号をレーダアンテナ２１で受信し、受信回路（ＲＥＣ）３で処理し、受信系パフォーマンス受信信号として制御回路４に入力される。このＰＭ用レファレンス信号は、図５（ｃ）に示されるように、それが受信された受信系パフォーマンス受信信号が指示器画面上にＰＰＩ表示されるようなタイミングになるように、レーダ送信信号に同期、遅延して発生される。

指示器５のＰＰＩ画面上に映し出されたＰＭ用レファレンス信号の映像（形状など）によってパフォーマンスをチェックする。また、制御回路４で、送信系パフォーマンス受信信号、受信系パフォーマンス受信信号を、基準値と比較して、劣化の度合いを計算することも行われる。

特開２００３−１４８３４号公報

従来のレーダ装置は、ＰＰＩ画面上には図５（ｄ）に示すように、ＰＭ用レファレンス信号の映像がＰＰＩ画面上でレーダ映像（図５（ｂ））に重畳して映されるから、レファレンス映像が重畳されたエリアはレーダ観測が不能になってしまう。

そこで、本発明は、パフォーマンスチェックに必要なレファレンス信号による映像を指示器画面上に映すことなくパフォーマンスチェックを行うＰＭ機能付きレーダ装置およびそのためのＰＭ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載のレーダ装置は、レーダ電波を送受信するレーダアンテナと、
パフォーマンスモニタ用信号が供給されてパフォーマンスモニタ用電波を前記レーダアンテナが受信するように送信するパフォーマンスモニタ用送信アンテナと、
前記レーダアンテナへ供給するためのレーダ送信信号及び前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するための前記パフォーマンスモニタ用信号となる送信信号を生成するとともに、前記送信信号を、前記レーダ送信信号として前記レーダアンテナへ供給するか、前記パフォーマンスモニタ用信号として前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するかを切り替える、送信回路と、
前記レーダアンテナが受信した信号を受信処理する受信回路と、
前記受信回路で受信処理された信号に基づいてパフォーマンスのチェック処理を行うとともに、制御動作全体を司る制御回路と、
前記制御回路の制御の基にレーダ映像を表示する指示器と、を有し、
前記パフォーマンスモニタ用信号は、前記指示器に表示されないブランク期間に出力される、ことを特徴とする。

請求項２に記載のパフォーマンスモニタ装置は、レーダ電波を送受信するレーダアンテナと、前記レーダアンテナへ供給するためのレーダ送信信号となる送信信号を生成するとともに、前記送信信号を前記レーダ送信信号として前記レーダアンテナへ供給する、送信回路と、前記レーダアンテナが受信した信号を受信処理する受信回路と、制御動作全体を司る制御回路と、前記制御回路の制御の基にレーダ映像を表示する指示器と、を備えるレーダ装置のためのパフォーマンスモニタ装置であって、
パフォーマンスモニタ用信号が供給されてパフォーマンスモニタ用電波を前記レーダアンテナが受信するように送信するパフォーマンスモニタ用送信アンテナを有し、
前記送信回路は、前記送信信号として前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するための前記パフォーマンスモニタ用信号をも生成するとともに、前記送信信号を、前記レーダ送信信号として前記レーダアンテナへ供給するか、前記パフォーマンスモニタ用信号として前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するかを切り替え、
前記制御回路は、前記受信回路で受信処理された信号に基づいてパフォーマンスのチェック処理を行い、
前記パフォーマンスモニタ用信号は、前記指示器に表示されないブランク期間に出力される、ことを特徴とする。

本発明によれば、パフォーマンスチェックに必要なレファレンス信号による映像を指示器画面上に映すことなくパフォーマンスチェックを行うから、レーダ運用に支障をきたすことなくパフォーマンスチェックを実施することができる。

本発明を概念的に説明する図 本発明を更に具体的に説明するための構成例を示す図 本発明の受信系パフォーマンスチェック時の送受信波形を示す図 従来のＰＭ機能を組み込んだレーダ装置の構成図 従来の受信系のパフォーマンスチェック時の送受信波形を示す図

このレーダ装置およびパフォーマンスモニタ装置は、パフォーマンスチェックに必要なレファレンス信号による映像を指示器画面上に映すことなくパフォーマンスチェックを行うとともに、パフォーマンスモニタ（以下、ＰＭ）用の送受信回路を簡素化して、ＰＭ機能を簡易な構成で実現できるＰＭ機能付きとして構成することができる。

そのために、レーダ装置は、レーダ電波を送受信するレーダアンテナと、パフォーマンスモニタ用信号が供給されてパフォーマンスモニタ用電波を前記レーダアンテナが受信するように送信するパフォーマンスモニタ用送信アンテナと、前記レーダアンテナへ供給するためのレーダ送信信号及び前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するための前記パフォーマンスモニタ用信号となる送信信号を生成するとともに、前記送信信号を、前記レーダ送信信号として前記レーダアンテナへ供給するか、前記パフォーマンスモニタ用信号として前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するかを切り替える、送信回路と、前記レーダアンテナが受信した信号を受信処理する受信回路と、前記レーダアンテナと前記送信回路の間に設けられ、前記送信回路から前記レーダアンテナへ供給されるレーダ送信信号の一部を取り出す分岐回路と、前記受信回路で受信処理された信号と前記分岐回路で取り出された信号に基づいて送信系パフォーマンス及び受信系パフォーマンスのチェック処理を行うとともに、制御動作全体を司る制御回路と、前記制御回路の制御の基にレーダ映像を表示する指示器と、を有し、前記パフォーマンスモニタ用信号は、前記指示器に表示されないブランク期間に出力される、ように構成される。

また、パフォーマンスモニタ装置は、レーダ電波を送受信するレーダアンテナと、前記レーダアンテナへ供給するためのレーダ送信信号となる送信信号を生成するとともに、前記送信信号を前記レーダ送信信号として前記レーダアンテナへ供給する、送信回路と、前記レーダアンテナが受信した信号を受信処理する受信回路と、制御動作全体を司る制御回路と、前記制御回路の制御の基にレーダ映像を表示する指示器と、を備えるレーダ装置のためのパフォーマンスモニタ装置であって、パフォーマンスモニタ用信号が供給されてパフォーマンスモニタ用電波を前記レーダアンテナが受信するように送信するパフォーマンスモニタ用送信アンテナと、前記レーダアンテナと前記送信回路の間に設けられ、前記送信回路から前記レーダアンテナへ供給されるレーダ送信信号の一部を取り出す分岐回路と、を有し、前記送信回路は、前記送信信号として前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するための前記パフォーマンスモニタ用信号をも生成するとともに、前記送信信号を、前記レーダ送信信号として前記レーダアンテナへ供給するか、前記パフォーマンスモニタ用信号として前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するかを切り替え、前記制御回路は、前記受信回路で受信処理された信号と前記分岐回路で取り出された信号に基づいて送信系パフォーマンス及び受信系パフォーマンスのチェック処理を行い、
前記パフォーマンスモニタ用信号は、前記指示器に表示されないブランク期間に出力される、ように構成される。

以下、本発明のＰＭ機能を組み込んだレーダ装置およびそのためのＰＭ装置の実施例を、図を参照して説明する。図１は本発明を概念的に説明する図である。

図１において、レーダ装置は、信号発生回路、送信回路、受信回路、信号処理回路等を含む制御・処理装置１０と、レーダ電波を送受信するレーダアンテナ２１と、レーダ受信信号に基づいて物標位置を例えばＰＰＩ表示する指示器５０と、更にＰＭ用のレファレンス電波（パフォーマンスモニタ用電波）をレーダアンテナ２１が受信するように送信するＰＭ用送信アンテナ６１とを有し、通常のレーダ動作の他、レーダのパフォーマンスをチェックする。

送信回路は、レーダアンテナ２１へ供給するためのレーダ送信信号及びパフォーマンスモニタ用送信アンテナ６１へ供給するためのパフォーマンスモニタ用信号となる送信信号を生成するとともに、この送信信号を、レーダ送信信号としてレーダアンテナ２１へ供給するか、パフォーマンスモニタ用信号としてパフォーマンスモニタ用送信アンテナ６１へ供給するかを切り替えて出力する。この送信回路で生成される送信信号は、レーダ送信信号とパフォーマンスモニタ用信号とで同じものでも良いし、或いは、両者でその特性（例えば、パルス幅、振幅、周波数など）が異なるものでも良い。

送信回路を含む送信系のパフォーマンスチェックは、送信回路からレーダアンテナへ供給されるレーダ送信信号の一部を分岐回路等で取り出して、例えば制御・処理装置１０でその信号レベルを基準値と比較すること等により、行われる。

また、レーダアンテナ２１及び受信回路を含む受信系のパフォーマンスチェックは、送信回路の送信信号をレーダアンテナ２１へ供給する代わりにＰＭ用アンテナ６１へレファレンス信号（パフォーマンスモニタ用信号）を供給するように切り替えて、ＰＭ用アンテナ６１からレファレンス電波を送信し、レーダアンテナ２１で受信させる。このときの受信信号を制御・処理装置１０の受信回路及び信号処理回路で処理し、その信号レベルを基準値と比較すること等により、行われる。

本発明では、このレファレンス信号は、指示器５０に表示されないブランク期間に出力される。即ち、パフォーマンスチェックに必要なレファレンス信号による映像を指示器画面上に映すことなくパフォーマンスチェックを行うことで、レーダ運用に支障をきたすことなくパフォーマンスチェックを実施することができる。

これら送信系、受信系のパフォーマンスチェックの結果は、例えば指示器５０のレーダ映像が表示されない領域に文字や数字等で表示する。また、他の表示手段や印字手段などの出力手段を用いても良い。

このように、パフォーマンスチェックに必要なレファレンス信号による映像を指示器画面上に映すことなくパフォーマンスチェックを行うとともに、送信回路を含む送信系、受信回路を含む受信系及びレーダアンテナのパフォーマンスチェックが極めて簡素化されたＰＭ用送受信回路によって行われる。

図２は本発明を更に具体的に説明するための構成例を示す図であり、図３は本発明の受信系パフォーマンスチェック時の送受信波形を示す図である。図２において、図１におけると同じものには同一の記号を付している。

図２において、制御回路４０は、レーダ信号の処理、パフォーマンスのチェック処理や、レーダの制御動作全体を司る。

送信系（送信回路を含む）は、制御回路４０から出力される送信中間周波数信号ＩＦｉｎを増幅する中間周波数増幅器１１、局部発振周波数と混合して周波数変換するミキサ４２、所定周波数特性のフィルタ１３、第２段増幅器１４，最終段増幅器１５を含んで構成される。最終段増幅器１５の出力がサーキュレータ２２を通過して、レーダ送信信号ＲＦｏｕｔとしてレーダアンテナ２１に供給されて、レーダ電波が送信される。この送信系の各回路は、通常のレーダのものであり、ＰＭのために新たに設けるものは無い。

この送信系にＰＭのために切替回路６２が設けられる。この例では、切替回路６２は、第２段増幅器１４と最終段増幅器１５との間に設けられているが、レーダ送信信号が通過する箇所であれば他の場所に設けても良い。切替回路６２は、通常のレーダ動作時及び送信系ＰＭのときには、レーダアンテナ２１へレーダ送信信号ＲＦｏｕｔが供給されるようになっている。受信系ＰＭのときに、切替回路６２は、ＰＭ用送信アンテナ６１へレファレンス信号Ｒｅｆｏｕｔが供給されるように切り替えられる。レファレンス信号Ｒｅｆｏｕｔは、レーダ送信信号ＲＦｏｕｔと同じ周波数であり、送信系のどこから取り出されるかによってそのレベルが異なることがある。この切替回路６２の切り替えは、制御回路４０からの制御信号により行われる。なお、レーダ送信信号とパフォーマンスモニタ用信号とは、同じものでも良いし、或いは、両者でその特性（例えば、パルス幅、振幅、周波数など）が異なるものでも良い。

レーダ送信信号（送信波形）ＲＦｏｕｔが図３（ａ）に示すように、一定の周期Ｔでレーダ送信信号が繰り返し発生される。本発明でのレファレンス信号（ＰＭレファレンス送信波形）Ｒｅｆｏｕｔは、図３（ａ）に示すように、レーダ送信信号ＲＦｏｕｔに同期して且つその周期ＴのうちのＰＰＩ表示エリアとして使用されない、ブランクタイム（指示器に表示されないブランク期間）に発生される。このレファレンス信号Ｒｅｆｏｕｔは、既知の所定方位で且つ指示器５０に表示されないレンジビンに発生するように制御される。そして、その方位、レンジビンに対応するデータ列の振幅値を参照することによりパフォーマンスをチェックする。

レーダアンテナ２１と送信系の間、この例ではレーダアンテナ２１とサーキュレータ２２の間、に、レーダアンテナ２１へ供給されるレーダ送信信号の一部を取り出す分岐回路としての方向性結合器６３が設けられる。この方向性結合器６３によって、レーダ送信信号の一部が取り出される。この例では、取り出されたレーダ送信信号が、検波回路６４によって直流信号に変換されて検出信号Ｄｅｔｏｕｔとして制御回路４０に入力される。なお、これに代えて、検波回路６４を削除し、取り出されたレーダ送信信号を直接制御回路４０に入力しても良い。この場合には、例えば制御回路４０の内部に設けられている、受信信号のための検波手段などを兼用することで対応できる。

受信系（受信回路を含む）は、レーダアンテナ２１で受信しサーキュレータ２２を通過したレーダ受信信号を増幅する高周波増幅器３１、所定周波数特性のフィルタ３２、局部発振周波数と混合して中間周波数に周波数変換するミキサ４２、中間周波数増幅器１１を含んで構成される。中間周波数増幅器１１の出力は、受信中間周波数信号ＩＦｏｕｔとして、制御回路４０に入力される。この受信系の各回路は、通常のレーダのものであり、ＰＭのために新たに設けるものは無い。

この本発明のＰＭ機能を組み込んだレーダ装置において、レーダ動作は通常のレーダと同様に行われるので、説明は省略する。

送信系のパフォーマンスチェックにおいては、切替回路６２は図示の状態にあり、レーダ送信信号の一部が方向性結合器６３により取り出され、検波回路６４で検波されて検出信号Ｄｅｔｏｕｔとして制御回路４０に入力される。制御回路４０では、検出信号Ｄｅｔｏｕｔに基づいて、例えば基準値（レーダ装置を装備した時に測定した値）と比較して、劣化の度合いを計算し、レーダ映像信号とともに指示器５０にその劣化度合いを表示する。これにより、増幅器１１乃至サーキュレータ２２までの送信系のＰＭが行われる。

一方、受信系のパフォーマンスチェックにおいては、切替回路６２は図示の状態とは逆の状態に切り替えられる。従って、第２段増幅器１４の出力が、レファレンス信号としてＰＭ用送信アンテナ６１に供給され、ＰＭ用送信アンテナ６１からレファレンス電波を送信し、レーダアンテナ２１で受信させる。レファレンス信号Ｒｅｆｏｕｔは、レーダ送信信号が繰り返し発生される周期ＴのうちのＰＰＩ表示エリアとして使用されない、ブランクタイムに発生される。

したがって、レーダアンテナ２１のレファレンス電波によるレーダ受信信号ＲＦｏｕｔは、図３（ｂ）に示すようにＰＰＩ表示エリアに映されるレーダ映像と重なることなく、ブランクタイムに受信される。このレーダ受信信号ＲＦｏｕｔは、通常のレーダ動作時と同様に受信中間周波数信号ＩＦｏｕｔとして制御回路４０に入力される。制御回路４０では、レファレンス電波による受信中間周波数信号ＩＦｏｕｔに基づいて、例えば基準値と比較すること等により、劣化の度合いを判定する。これら送信系、受信系のパフォーマンスチェックの結果は、例えば指示器５０のレーダ映像が表示されない領域に文字や数字等で表示する。

このように、パフォーマンスチェックに必要なレファレンス信号による映像を指示器画面上に映すことなくパフォーマンスチェックを行うとともに、送信回路を含む送信系、受信回路を含む受信系及びレーダアンテナのパフォーマンスチェックが極めて簡素化されたＰＭ用送受信回路によって行われる。

１０：制御・処理装置、
２１：レーダアンテナ、
４０：制御回路、
５０：指示器、
６１；ＰＭ用送信アンテナ、
６２：切り替え回路、
６３：方向性結合器、
６４：検波回路

Claims (2)

1. レーダ電波を送受信するレーダアンテナと、
   パフォーマンスモニタ用信号が供給されてパフォーマンスモニタ用電波を前記レーダアンテナが受信するように送信するパフォーマンスモニタ用送信アンテナと、
   前記レーダアンテナへ供給するためのレーダ送信信号及び前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するための前記パフォーマンスモニタ用信号となる送信信号を生成するとともに、前記送信信号を、前記レーダ送信信号として前記レーダアンテナへ供給するか、前記パフォーマンスモニタ用信号として前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するかを切り替える、送信回路と、
   前記レーダアンテナが受信した信号を受信処理する受信回路と、
   前記受信回路で受信処理された信号に基づいてパフォーマンスのチェック処理を行うとともに、制御動作全体を司る制御回路と、
   前記制御回路の制御の基にレーダ映像を表示する指示器と、を有し、
   前記パフォーマンスモニタ用信号は、前記指示器に表示されないブランク期間に出力される、ことを特徴とする、レーダ装置。
2. レーダ電波を送受信するレーダアンテナと、前記レーダアンテナへ供給するためのレーダ送信信号となる送信信号を生成するとともに、前記送信信号を前記レーダ送信信号として前記レーダアンテナへ供給する、送信回路と、前記レーダアンテナが受信した信号を受信処理する受信回路と、制御動作全体を司る制御回路と、前記制御回路の制御の基にレーダ映像を表示する指示器と、を備えるレーダ装置のためのパフォーマンスモニタ装置であって、
   パフォーマンスモニタ用信号が供給されてパフォーマンスモニタ用電波を前記レーダアンテナが受信するように送信するパフォーマンスモニタ用送信アンテナを有し、
   前記送信回路は、前記送信信号として前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するための前記パフォーマンスモニタ用信号をも生成するとともに、前記送信信号を、前記レーダ送信信号として前記レーダアンテナへ供給するか、前記パフォーマンスモニタ用信号として前記パフォーマンスモニタ用送信アンテナへ供給するかを切り替え、
   前記制御回路は、前記受信回路で受信処理された信号に基づいてパフォーマンスのチェック処理を行い、
   前記パフォーマンスモニタ用信号は、前記指示器に表示されないブランク期間に出力される、ことを特徴とする、パフォーマンスモニタ装置。