JP2015052515A - Rader system and pulse transmission/reception method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パルス信号を観測対象に向けて放射する一方、その観測対象に反射されて戻ってきたパルス信号の反射波を受信することで、その観測対象を検知するレーダ装置及びパルス送受信方法に関するものである。 The present invention relates to a radar apparatus and a pulse transmission / reception method for detecting an observation target by radiating a pulse signal toward the observation target and receiving a reflected wave of the pulse signal reflected and returned from the observation target. Is.
近年、無線通信機器の増加に伴って電波環境が過密化しており、良好な電波環境を維持するために、各無線通信機器の不要輻射に対する規制が厳格化されている。
レーダ装置においては、マグネトロンやクライストロンと比べて、周波数特性が優れている固体化（半導体化）送信機が普及し始めているが、ピーク電力が前者よりも劣るため、最大探知距離を確保する目的で、信号処理段でパルス圧縮処理を行うことが一般的となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, radio wave environments have become denser with the increase in radio communication devices, and regulations on unnecessary radiation of each radio communication device have been tightened in order to maintain a good radio wave environment.
In radar equipment, solid-state (semiconductor) transmitters with better frequency characteristics compared to magnetrons and klystrons have begun to spread, but the peak power is inferior to that of the former, so that the maximum detection distance can be secured. It is common to perform pulse compression processing at the signal processing stage.
レーダ装置におけるパルス圧縮処理は、周波数変調や符号変調が施されているパルス幅が広いパルス信号を観測対象に向けて放射して、その観測対象に反射されて戻ってきたパルス信号の反射波を受信したのち、その反射波に対して実施するものであり、パルス圧縮処理を実施することで、パルス幅が狭い所望のパルス信号が得られる。
レーダ装置では、一般的に、パルス圧縮後のサイドローブレベルの低減や、利得（例えば、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ））の向上を図るため、そのサイドローブレベルや利得などを指標として、観測対象に向けて放射するパルス信号の波形を整形する。
The pulse compression processing in the radar device radiates a pulse signal with a wide pulse width subjected to frequency modulation or code modulation toward the observation target, and reflects the reflected wave of the pulse signal that has been reflected back to the observation target. After receiving, it is performed on the reflected wave, and a desired pulse signal with a narrow pulse width can be obtained by performing pulse compression processing.
In a radar apparatus, in general, in order to reduce the sidelobe level after pulse compression and improve the gain (for example, signal-to-noise ratio (S / N)), Shape the waveform of the pulse signal radiated toward the observation target.
一般的には、パルス圧縮時に窓関数（ウェイティング）をかけることで、パルス圧縮後のサイドローブレベルを低減する方法が用いられるが、以下の特許文献１には、観測対象に向けて放射するパルス信号の波形として、所望のＳ／Ｎ及びサイドローブレベルを満足する圧縮波形の逆特性を持つ波形を用いているレーダ装置が開示されている。
ただし、レーダ装置がパルス信号を観測対象に向けて放射する際、そのパルス信号の送信経路上に存在しているデバイス（例えば、増幅器、周波数変換器、混合器、フィルタなど）の影響でパルス信号の波形に歪みを生じるが、そのパルス信号の波形の歪みを定式化することは一般に困難であるため、圧縮波形の逆特性を得ることも困難である。このため、圧縮波形の逆特性を持つ波形の送信パルス信号を生成することは困難である。
In general, a method of reducing the side lobe level after pulse compression by applying a window function (weighting) at the time of pulse compression is used, but the following
However, when the radar device emits a pulse signal toward the observation target, the pulse signal is affected by the devices (eg, amplifier, frequency converter, mixer, filter, etc.) existing on the transmission path of the pulse signal. However, since it is generally difficult to formulate the waveform distortion of the pulse signal, it is also difficult to obtain the inverse characteristic of the compressed waveform. For this reason, it is difficult to generate a transmission pulse signal having a waveform having an inverse characteristic of the compressed waveform.
また、以下の特許文献２には、パルス信号を送信する最終段の特性をモニタしながら、パルス信号のベースバンド波形を調整（整形）することで、経路上のデバイスの影響を低減しているレーダ装置が開示されている。
このレーダ装置では、パルス信号の波形の歪みを定式化する必要がないため、容易に経路上のデバイスの影響を低減することができるが、実際に観測対象に向けて放射されるパルス信号をフィードバックするものであるため、構成品を連接する前の製造段階では実現できず、もし構成品の一部に問題があり、構成品もしくは装置構成を変更する場合には、多大な時間やコストがかかる。また、送信パルス信号及び経路上のデバイスの特性を同時に調整しながら装置構成を設計する場合には、そもそも特許文献２の方式は適用することは不可能である。
In
In this radar system, it is not necessary to formulate the distortion of the waveform of the pulse signal, so the influence of devices on the path can be easily reduced, but the pulse signal actually radiated toward the observation target is fed back. Therefore, it cannot be realized in the manufacturing stage before connecting the components, and if there is a problem with some of the components, changing the component or device configuration takes a lot of time and cost. . Further, when designing the apparatus configuration while simultaneously adjusting the transmission pulse signal and the characteristics of the devices on the path, it is impossible to apply the method of
従来のレーダ装置は以上のように構成されているので、パルス信号を送信する最終段の特性をモニタしながら、パルス信号のベースバンド波形を調整（整形）する場合（特許文献２）、特許文献１のようにパルス信号の波形の歪みを定式化する必要がないため、容易に経路上のデバイスの影響を低減することができる。しかし、実際に観測対象に向けて放射されるパルス信号をフィードバックするものであるため、構成品を連接する前の製造段階では実現できず、構成品もしくは装置構成を変更する場合には、多大な時間やコストがかかる課題があった。また、送信パルス信号及び経路上のデバイスの特性を同時に調整しながら装置構成を設計する場合には、そもそも特許文献２の方式は適用できない課題があった。
Since the conventional radar apparatus is configured as described above, when adjusting (shaping) the baseband waveform of the pulse signal while monitoring the characteristics of the final stage that transmits the pulse signal (Patent Document 2), Patent Document Since it is not necessary to formulate the distortion of the waveform of the pulse signal as in 1, the influence of the device on the path can be easily reduced. However, since it actually feeds back the pulse signal radiated toward the observation target, it cannot be realized at the manufacturing stage before connecting the components. There was a problem that took time and cost. Further, when designing the apparatus configuration while simultaneously adjusting the characteristics of the transmission pulse signal and the device on the path, there is a problem that the method of
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、所望の特性を満足しているパルス信号だけを放射できるようにするとともに、不要輻射に対する規制を厳守して、所望の性能を満足することができるレーダ装置及びパルス送受信方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and allows only a pulse signal satisfying desired characteristics to be radiated, and strictly observes restrictions on unwanted radiation to achieve desired performance. It is an object of the present invention to obtain a satisfactory radar apparatus and pulse transmission / reception method.
この発明に係るレーダ装置は、パルス信号を生成して、そのパルス信号を振幅変調するパルス生成手段と、パルス生成手段による振幅変調後のパルス信号の波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、そのパルス信号の波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、そのパルス信号の波形調整をパルス生成手段に指示して、そのパルス信号の波形を調整させる波形特性判定手段と、波形特性判定手段により許容波形特性の範囲内であると判定された振幅変調後のパルス信号を観測対象に向けて放射する信号送信手段と、信号送信手段により放射されたのち、観測対象に反射されて戻ってきたパルス信号の反射波を受信する信号受信手段とを設け、パルス圧縮手段が、信号受信手段により受信された反射波のパルス波形を圧縮するようにしたものである。 The radar apparatus according to the present invention generates a pulse signal and amplitude-modulates the pulse signal, and an allowable waveform characteristic range in which the waveform characteristics of the pulse signal after amplitude modulation by the pulse generation means are set in advance. If the waveform characteristics of the pulse signal are out of the allowable waveform characteristics range, the pulse generation means is instructed to adjust the waveform of the pulse signal, and the waveform of the pulse signal is Waveform characteristic determining means to be adjusted, signal transmitting means for radiating the pulse signal after amplitude modulation determined to be within the allowable waveform characteristic range by the waveform characteristic determining means, and emitted by the signal transmitting means After that, a signal receiving means for receiving the reflected wave of the pulse signal reflected and returned from the observation target is provided, and the pulse compression means transmits the reflected wave received by the signal receiving means. In which it was to compress the scan waveform.
この発明によれば、パルス信号を生成して、そのパルス信号を振幅変調するパルス生成手段を設け、波形特性判定手段が、パルス生成手段による振幅変調後のパルス信号の波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、そのパルス信号の波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、そのパルス信号の波形調整をパルス生成手段に指示して、そのパルス信号の波形を調整させるように構成したので、所望の特性を満足しているパルス信号だけを放射することができるようになり、その結果、レーダとして所望の性能を有し、かつ、不要輻射に対する規制を厳守することができる効果がある。 According to this invention, the pulse generation means for generating a pulse signal and amplitude-modulating the pulse signal is provided, and the waveform characteristic determining means is preset with the waveform characteristics of the pulse signal after amplitude modulation by the pulse generation means. It is determined whether it is within the allowable waveform characteristic range, and if the pulse signal waveform characteristic deviates from the allowable waveform characteristic range, the pulse generation means is instructed to adjust the pulse signal waveform, Since it is configured to adjust the waveform of the pulse signal, only the pulse signal that satisfies the desired characteristics can be radiated. As a result, the radar has the desired performance and unnecessary radiation. This has the effect of strictly adhering to the regulations.
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置を示す構成図である。
図１において、パルス生成器１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、送信パルス信号を生成して、その送信パルス信号を振幅変調する一方、振幅変調後の送信パルス信号の波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、そのパルス信号の波形特性が許容波形特性の範囲内であれば、振幅変調後の送信パルス信号を送信機２及び信号処理装置６に出力するが、そのパルス信号の波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、そのパルス信号の波形特性が許容波形特性の範囲内になるまで、送信パルス信号の波形を繰り返し調整する処理を実施する。
1 is a block diagram showing a radar apparatus according to
In FIG. 1, a
送信機２はパルス生成器１から出力された振幅変調後の送信パルス信号に対する周波数変換処理や増幅処理等を実施して、処理後の送信パルス信号をＲＦ信号として送受切替器３に出力する処理を実施する。
送受切替器３は送信機２から出力されたＲＦ信号を空中線４に出力する一方、空中線４から出力されたＲＦ信号を受信機５に出力する処理を実施する。
空中線４は送受切替器３から出力されたＲＦ信号を観測対象（空間）に向けて放射する一方、その観測対象に反射されて戻ってきた上記ＲＦ信号の反射波を受信する処理を実施する。
なお、送信機２、送受切替器３及び空中線４から信号送信手段が構成されている。
The
The transmission / reception switch 3 performs processing for outputting the RF signal output from the
The
The
受信機５は送受切替器３から出力されたＲＦ信号に対する増幅処理や周波数変換処理等を実施して、処理後のＲＦ信号を受信パルス信号として信号処理装置６に出力する処理を実施する。
なお、送受切替器３、空中線４及び受信機５から信号受信手段が構成されている。
この実施の形態１では、送信機２と受信機５を実装している例を示しているが、送信機２と受信機５の代わりに、送信機能と受信機能を備えている送受信機を実装するようにしてもよい。この場合、送受切替器３は不要になる。
The receiver 5 performs amplification processing, frequency conversion processing, and the like on the RF signal output from the transmission / reception switch 3, and performs processing for outputting the processed RF signal to the
The transmission / reception switch 3, the
In the first embodiment, an example in which the
信号処理装置６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、受信機５から出力された受信パルス信号のパルス波形を圧縮する処理を実施する。
また、信号処理装置６は圧縮処理後の受信パルス信号に対する不要波抑圧処理や目標検出処理等を実施して、観測対象の検知などを行う。なお、信号処理装置６はパルス圧縮手段を構成している。
表示器７は例えば液晶ディスプレイなどの表示装置であり、信号処理装置６による圧縮処理後の受信パルス信号や、観測対象の検知結果などを表示する。
The
In addition, the
The
図１の例では、レーダ装置の構成要素であるパルス生成器１、送信機２、送受切替器３、空中線４、受信機５、信号処理装置６及び表示器７のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、レーダ装置の全部又は一部がコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、レーダ装置の一部（例えば、パルス生成器１、信号処理装置６、表示器７）がコンピュータで構成されている場合、パルス生成器１、信号処理装置６及び表示器７の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図３はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置の処理内容（パルス送受信方法）を示すフローチャートである。
In the example of FIG. 1, each of the
For example, when a part of the radar device (for example, the
FIG. 3 is a flowchart showing the processing contents (pulse transmission / reception method) of the radar apparatus according to
図２はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置のパルス生成器１を示す構成図である。
図２において、パルス生成部１１は予め基準とする送信波形のパルス幅及び周波数挿引幅が設定されており、そのパルス幅及び周波数挿引幅を有する矩形の送信パルス信号（ベースバンドもしくはＩＦ周波数帯域のパルス信号）を生成する処理を実施する。
なお、周波数挿引幅は、パルス圧縮後の分解能（もしくはパルス幅）を基準に定めるものであり、光の速度を周波数挿引幅で割り、更に２で割ったものがパルス圧縮後の分解能（パルス幅）となることから、周波数挿引幅の代わりに、パルス圧縮後の分解能（パルス幅）を用いてもよい。
ここで、パルス生成部１１は、信号処理装置６が周波数変調波形を用いてパルス圧縮を行う場合、上記の周波数挿引幅を有する送信パルス信号を生成するが、信号処理装置６が符号変調波形を用いてパルス圧縮を行う場合、周波数挿引幅の代わりに、符号系列や符号長に基づいて送信パルス信号を生成する。
FIG. 2 is a block diagram showing a
In FIG. 2, the pulse generator 11 has a pulse width and a frequency interpolation width of a reference transmission waveform set in advance, and a rectangular transmission pulse signal (baseband or IF frequency) having the pulse width and the frequency interpolation width. A process for generating a pulse signal in a band is performed.
The frequency insertion width is determined based on the resolution (or pulse width) after pulse compression. The speed of light is divided by the frequency insertion width, and further divided by 2 is the resolution after pulse compression ( (Pulse width), the resolution (pulse width) after pulse compression may be used instead of the frequency insertion width.
Here, when the
振幅変調部１２はパルス生成部１１により生成された送信パルス信号を振幅変調する処理を実施する。
なお、パルス生成部１１及び振幅変調部１２からパルス生成手段が構成されている。
The
The pulse generation unit 11 and the
波形特性判定部１３は振幅変調部１２による振幅変調後の送信パルス信号の波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、その送信パルス信号の波形特性が許容波形特性の範囲内であれば、振幅変調後の送信パルス信号を送信機２に出力し、その参照信号を信号処理装置６に出力するが、その送信パルス信号の波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、その送信パルス信号の波形調整をパルス生成部１１又は振幅変調部１２に指示して、その送信パルス信号の波形を調整させる処理を実施する。なお、波形特性判定部１３は波形特性判定手段を構成している。
The waveform
次に動作について説明する。
まず、パルス生成器１のパルス生成部１１は、予め基準とする送信波形のパルス幅Ｐｗ及び周波数挿引幅Ｆｗが設定されており、そのパルス幅Ｐｗ及び周波数挿引幅Ｆｗを有する矩形の送信パルス信号ＰT（ベースバンドもしくはＩＦ周波数帯域のパルス信号）を生成する（図３のステップＳＴ１）。
パルス生成器１の振幅変調部１２は、予め基準とする振幅変調方式（係数）が設定されており、パルス生成部１１が送信パルス信号ＰTを生成すると、その振幅変調方式（係数）で、その送信パルス信号ＰTを振幅変調する（ステップＳＴ２）。
送信パルス信号ＰTの時間波形に対して振幅変調を行うことで、周波数軸上のスペクトル形状が変化する。
振幅変調の方法としては、例えば、Ｈｕｍｍｉｎｇ窓、Ｋａｉｓｅｒ窓、Ｒａｉｓｅｄ−Ｃｏｓｉｎｅ窓などの窓関数を送信パルス信号ＰTに乗ずる方法、任意の時系列を送信パルス信号ＰTに乗ずる方法や、所望の周波数特性を逆フーリエ変換して得られた係数を送信パルス信号ＰTに乗ずる方法などが考えられる。
Next, the operation will be described.
First, the pulse generator 11 of the
The
By performing amplitude modulation on the time waveform of the transmission pulse signal PT , the spectrum shape on the frequency axis changes.
As a method of amplitude modulation, for example, Humming window, Kaiser window, a method of multiplying a window function such as a Raised-Cosine window transmission pulse signal P T, and a method of multiplying an arbitrary time series to the transmission pulse signal P T, desired A method of multiplying the transmission pulse signal P T by a coefficient obtained by performing inverse Fourier transform on the frequency characteristics is conceivable.
パルス生成器１の波形特性判定部１３は、振幅変調部１２から振幅変調後の送信パルス信号ＰTを受けると、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。許容波形特性については、各無線通信機器の不要輻射に対する規制の基準値などが考慮されて事前に設定されているものとする。
送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であるか否かを判定する処理の具体的な内容は後述する。
波形特性判定部１３は、送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であれば、振幅変調後の送信パルス信号ＰTを送信機２に出力し、その参照信号を信号処理装置６に出力する（ステップＳＴ４）。
一方、送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、送信パルス信号ＰTの波形調整をパルス生成部１１又は振幅変調部１２に指示する（ステップＳＴ５）。
例えば、パルス幅Ｐｗ又は周波数挿引幅Ｆｗを変更することで、送信パルス信号ＰTの波形を調整させる場合には、送信パルス信号ＰTの波形調整指示をパルス生成部１１に出力し、振幅変調方式（係数）を変更することで、送信パルス信号ＰTの波形を調整させる場合には、送信パルス信号ＰTの波形調整指示を振幅変調部１２に出力する。
Waveform
The specific contents of the process for determining whether or not the waveform characteristics of the transmission pulse signal PT are within the allowable waveform characteristics will be described later.
Waveform
On the other hand, the waveform characteristics of the transmitted pulse signal P T is if departing from the scope of the allowable waveform characteristics, instructs the waveform adjustment of the transmission pulse signal P T to the pulse generator 11 or the amplitude modulation section 12 (step ST5).
For example, when the waveform of the transmission pulse signal P T is adjusted by changing the pulse width Pw or the frequency interpolation width Fw, a waveform adjustment instruction of the transmission pulse signal P T is output to the pulse generator 11 and the amplitude When adjusting the waveform of the transmission pulse signal P T by changing the modulation method (coefficient), a waveform adjustment instruction of the transmission pulse signal P T is output to the
パルス生成部１１は、波形特性判定部１３から送信パルス信号ＰTの波形調整指示を受けると、予め設定されている基準パルス幅Ｐｗ又は周波数挿引幅Ｆｗを微小量だけ変更し（変更する微小量は予め設定されているものとする）、変更後のパルス幅Ｐｗ及び周波数挿引幅Ｆｗを有する矩形の送信パルス信号ＰTを生成する。
振幅変調部１２は、パルス生成部１１が送信パルス信号ＰTを生成すると、その送信パルス信号ＰTを振幅変調し、振幅変調後の送信パルス信号ＰTを波形特性判定部１３に出力する。
振幅変調部１２は、波形特性判定部１３から送信パルス信号ＰTの波形調整指示を受けると、予め設定されている基準振幅変調方式（係数）を微小量だけ変更し（変更する微小量は予め設定されているものとする）、変更後の振幅変調方式（係数）で送信パルス信号ＰTを振幅変調し、振幅変調後の送信パルス信号ＰTを波形特性判定部１３に出力する。
これにより、送信パルス信号ＰTの波形が調整され（ステップＳＴ６）、波形調整後の送信パルス信号ＰTが波形特性判定部１３に与えられる。
When receiving the waveform adjustment instruction of the transmission pulse signal PT from the waveform
When the
As a result, the waveform of the transmission pulse signal P T is adjusted (step ST6), and the transmission pulse signal P T after the waveform adjustment is given to the waveform
波形特性判定部１３は、振幅変調部１２から波形調整後の送信パルス信号ＰTを受けると、上記と同様に、その送信パルス信号ＰTの波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。
波形特性判定部１３は、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であれば、その送信パルス信号ＰTを送信機２に出力するが（ステップＳＴ４）、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、再度、その送信パルス信号ＰTの波形調整をパルス生成部１１又は振幅変調部１２に指示する（ステップＳＴ５）。
したがって、送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内になるまで、送信パルス信号ＰTの波形を調整する処理が繰り返され、送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内になった時点で、その送信パルス信号ＰTが送信機２に出力される。
Waveform
If the waveform characteristic of the transmission pulse signal P T is within the allowable waveform characteristic range, the waveform
Therefore, until the waveform characteristics of the transmitted pulse signal P T is within the range of allowable waveform characteristics, processing for adjusting the waveform of the transmitted pulse signal P T is repeated, the range of the waveform characteristic allowable waveform characteristics of the transmitted pulse signal P T At that time, the transmission pulse signal P T is output to the
送信機２は、パルス生成器１の波形特性判定部１３から波形調整後の送信パルス信号ＰTを受けると、その送信パルス信号ＰTに対する周波数変換処理や増幅処理等を実施して、処理後の送信パルス信号ＰTをＲＦ信号として送受切替器３に出力する。
送受切替器３は、送信機２からＲＦ信号を受けると、そのＲＦ信号を空中線４に出力する。
これにより、空中線４からＲＦ信号が観測対象（空間）に向けて放射される（ステップＳＴ７）。
また、空中線４から放射されたＲＦ信号の一部は観測対象に反射され、その観測対象に反射されたＲＦ信号（反射波）が空中線４に入射される（ステップＳＴ８）。
When the
When the transmission / reception switch 3 receives the RF signal from the
Thereby, RF signal is radiated | emitted toward the observation object (space) from the antenna 4 (step ST7).
A part of the RF signal radiated from the
送受切替器３は、ＲＦ信号（反射波）が空中線４に入射されると、そのＲＦ信号を受信機５に出力する。
受信機５は、送受切替器３からＲＦ信号を受けると、そのＲＦ信号に対する増幅処理や周波数変換処理等を実施して、処理後のＲＦ信号を受信パルス信号ＰRとして信号処理装置６に出力する。
When the RF signal (reflected wave) is incident on the
The receiver 5 receives the RF signal from the duplexer 3, by carrying out amplification processing, frequency conversion processing for the RF signal, output to the
信号処理装置６は、受信機５から受信パルス信号ＰRを受けると、パルス生成器１の波形特性判定部１３から出力された参照信号を用いて、その受信パルス信号ＰRを圧縮する（ステップＳＴ９）。パルス波形の圧縮処理自体は公知の技術であるため詳細な説明は省略する。
また、信号処理装置６は、圧縮処理後の受信パルス信号ＰRに対する不要波抑圧処理や目標検出処理等を実施して、観測対象の検知などを行う。
表示器７は、信号処理装置６による圧縮処理後の受信パルス信号ＰRや、観測対象の検知結果などを表示する。
The
The
以下、波形特性判定部１３による波形特性の判定処理を具体的に説明する。
［波形特性の判定指標として占有周波数帯域幅を用いる場合］
送信パルス信号ＰTの波形特性を判定する際の指標として、例えば、送信パルス信号ＰTの占有周波数帯域幅を用いることができる。
送信パルス信号ＰTの占有周波数帯域幅を用いる場合、波形特性判定部１３は、振幅変調部１２から振幅変調後の送信パルス信号ＰTを受けると、その送信パルス信号ＰTの時間波形をフーリエ変換（ＦＦＴ）してパワースペクトルを求める。
次に、波形特性判定部１３は、パワースペクトルを微小区間に分け、複数の微小区間のピーク位置から両側にパワースペクトルを積算していき、全信号の９９％となったときの周波数の区間を占有帯域幅として推定する。
Hereinafter, the determination process of the waveform characteristic by the waveform
[When occupied frequency bandwidth is used as an indicator of waveform characteristics]
As an index in determining the waveform characteristics of the transmitted pulse signal P T, for example, it can be used occupied bandwidth of the transmitted pulse signal P T.
When using the occupied bandwidth of the transmitted pulse signal P T, the waveform
Next, the waveform
波形特性判定部１３は、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの占有周波数帯域幅を推定すると、その送信パルス信号ＰTの占有周波数帯域幅と、予め設定されている基準占有周波数帯域幅とを比較する。基準占有周波数帯域幅については、各無線通信機器の不要輻射に対する規制の基準値などが考慮されて事前に設定されているものとする。
波形特性判定部１３は、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの占有周波数帯域幅が基準占有周波数帯域幅より狭ければ、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定し、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの占有周波数帯域幅が基準占有周波数帯域幅より広ければ、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していると判定する。
When the waveform
Waveform
なお、パルス圧縮を行うレーダ装置では、パルス幅が広いパルス信号を送信するため、パルス信号の送受信を同じ空中線４で行う場合、レーダ近傍に不観測領域が生じる。そこで、パルス幅が広いパルス信号と、パルス幅が狭いパルス信号とを併用し、近傍の探知性能を確保する方法が用いられる。このようなレーダ装置では、パルス幅が長いパルス信号とパルス幅が短いパルス信号の両方のパワースペクトルから占有周波数帯域幅を推定するようにしてもよい。
Since a radar apparatus that performs pulse compression transmits a pulse signal having a wide pulse width, an unobserved region is generated in the vicinity of the radar when the transmission / reception of the pulse signal is performed using the
［波形特性の判定指標としてパワースペクトルもしくはスペクトル振幅値を用いる場合］
送信パルス信号ＰTの波形特性を判定する際の指標として、例えば、送信パルス信号ＰTのパワースペクトルもしくはスペクトル振幅値を用いることができる。
送信パルス信号ＰTのパワースペクトルもしくはスペクトル振幅値を用いる場合、波形特性判定部１３は、振幅変調部１２から振幅変調後の送信パルス信号ＰTを受けると、その送信パルス信号ＰTの時間波形をフーリエ変換（ＦＦＴ）してパワースペクトルもしくはスペクトル振幅値を求める。以降、スペクトル振幅値を例に説明する。
ここで、図４は送信パルス信号ＰTの周波数とスペクトル振幅値との対応例を示す説明図である。
図４において、実線は送信パルス信号ＰTのスペクトル振幅値を示し、破線は予め設定された不要輻射要求値を示している。不要輻射要求値については、各無線通信機器の不要輻射に対する規制の基準値などが考慮されて事前に設定されているものとする。
[When power spectrum or spectrum amplitude value is used as an indicator of waveform characteristics]
As an index in determining the waveform characteristics of the transmitted pulse signal P T, for example, it can be used a power spectrum or spectral amplitude value of the transmission pulse signal P T.
When the power spectrum or the spectrum amplitude value of the transmission pulse signal P T is used, when the waveform
Here, FIG. 4 is an explanatory diagram showing a correspondence example between the frequency of the transmission pulse signal PT and the spectrum amplitude value.
In FIG. 4, the solid line indicates the spectrum amplitude value of the transmission pulse signal PT , and the broken line indicates a preset unnecessary radiation request value. It is assumed that the unnecessary radiation request value is set in advance in consideration of a reference value for regulation of unnecessary radiation of each wireless communication device.
波形特性判定部１３は、振幅変調後の送信パルス信号ＰTにおけるスペクトル振幅値を算出すると、周波数毎に、当該周波数のスペクトル振幅値と不要輻射要求値を比較する。
波形特性判定部１３は、全ての周波数において、そのスペクトル振幅値が不要輻射要求値より小さければ、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定し、いずれかの周波数において、そのスペクトル振幅値が不要輻射要求値より大きければ、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していると判定する。
After calculating the spectrum amplitude value in the transmission pulse signal PT after amplitude modulation, the waveform
The waveform
［波形特性の判定指標としてパルス幅を用いる場合］
パルス信号の送受信を同じ空中線４で行う場合、パルス信号の送信時間は、パルス信号を受信することができないため、パルス幅は近距離の探知性能に影響する。近距離の探知性能を確保するためには、パルス幅は短いことが望ましい。
よって、送信パルス信号ＰTの波形特性を判定する際の指標として、送信パルス信号ＰTのパルス幅を用いることができる。
送信パルス信号ＰTのパルス値を用いる場合、波形特性判定部１３は、振幅変調部１２から振幅変調後の送信パルス信号ＰTを受けると、例えば、その送信パルス信号ＰTの立ち上がりエッジと立ち下りエッジを検出することで、その送信パルス信号ＰTのパルス幅を特定する。
ここで、図５は送信パルス信号ＰTの時間波形の一例を示す説明図である。
図５において、実線は送信パルス信号ＰTの時間波形を示し、破線は送信パルス信号ＰTのパルス幅を示している。
[When pulse width is used as an indicator of waveform characteristics]
When transmission / reception of a pulse signal is performed using the
Therefore, as an index in determining the waveform characteristics of the transmitted pulse signal P T, it can be a pulse width of the transmitted pulse signal P T.
When using a pulse value of the transmission pulse signal P T, the waveform
Here, FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a time waveform of the transmission pulse signal PT .
5, the solid line shows the time waveform of the transmitted pulse signal P T, a broken line indicates a pulse width of the transmitted pulse signal P T.
波形特性判定部１３は、送信パルス信号ＰTのパルス幅を特定すると、その送信パルス信号ＰTのパルス幅と予め設定された基準パルス幅を比較する。基準パルス幅については、各無線通信機器の設計値などが考慮されて事前に設定されているものとする。
波形特性判定部１３は、その送信パルス信号ＰTのパルス幅が基準パルス幅より狭ければ、もしくは、その送信パルス信号ＰTのパルス幅と基準パルス幅との差が所定値未満であれば、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定し、その送信パルス信号ＰTのパルス幅が基準パルス幅より広ければ、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していると判定する。
When specifying the pulse width of the transmission pulse signal P T , the waveform
If the pulse width of the transmission pulse signal PT is narrower than the reference pulse width, or the difference between the pulse width of the transmission pulse signal PT and the reference pulse width is less than a predetermined value, the waveform
［波形特性の判定指標としてパルス立ち上がり時間／立ち下がり時間を用いる場合］
近距離の探知性能を確保するためには、パルス幅が短い方が望ましいことは先に言及しているが、パルス立ち上がり時間やパルス立ち下がり時間についても短い方が望ましい。
よって、送信パルス信号ＰTの波形特性を判定する際の指標として、送信パルス信号ＰTのパルス立ち上がり時間又はパルス立ち下がり時間を用いることができる。
送信パルス信号ＰTのパルス立ち上がり時間又はパルス立ち下がり時間を用いる場合、波形特性判定部１３は、振幅変調部１２から振幅変調後の送信パルス信号ＰTを受けると、その送信パルス信号ＰTの立ち上がりエッジを検出して、その立ち上がりに要している時間（パルス立ち上がり時間）を特定する。
また、その送信パルス信号ＰTの立ち下がりエッジを検出して、その立ち下がりに要している時間（パルス立ち下がり時間）を特定する。
[When pulse rise time / fall time is used as an indicator of waveform characteristics]
In order to ensure short-range detection performance, it has been mentioned earlier that a shorter pulse width is desirable. However, shorter pulse rise time and pulse fall time are also desirable.
Therefore, as an index in determining the waveform characteristics of the transmitted pulse signal P T, can be used a pulse rise time or pulse fall time of the transmitted pulse signal P T.
When the pulse rise time or the pulse fall time of the transmission pulse signal P T is used, the waveform
Further, the falling edge of the transmission pulse signal PT is detected, and the time required for the falling (pulse falling time) is specified.
波形特性判定部１３は、送信パルス信号ＰTのパルス立ち上がり時間及びパルス立ち下がり時間を特定すると、そのパルス立ち上がり時間と予め設定された基準時間を比較し、また、そのパルス立ち下がり時間と予め設定された基準時間を比較する。
基準時間については、各無線通信機器の不要輻射に対する規制の基準値などが考慮されて事前に設定されているものとする。なお、パルス立ち上がり時間に対する基準時間と、パルス立ち下がり時間に対する基準時間とは、同一の時間であってもよいし、異なる時間であってもよい。
波形特性判定部１３は、その送信パルス信号ＰTのパルス立ち上がり時間及びパルス立ち下がり時間の双方が基準時間より短ければ、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定し、その送信パルス信号ＰTのパルス立ち上がり時間又はパルス立ち下がり時間のいずれか一方が基準時間より長ければ、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していると判定する。
ここでは、パルス立ち上がり時間及びパルス立ち下がり時間の双方が基準時間より短い場合に、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定する例を示しているが、どちらか一方だけが基準時間より短ければ、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定するようにしてもよい。もしくは、パルス立ち上がり時間と予め設定された基準パルス立ち上がり時間との差が所定値未満、あるいは、パルス立ち下がり時間と予め設定された基準パルス立ち下がり時間との差が所定値未満であれば、許容波形特性の範囲内であると判定するようにしてもよい。
When the waveform
It is assumed that the reference time is set in advance in consideration of the reference value of regulation for unnecessary radiation of each wireless communication device. The reference time for the pulse rise time and the reference time for the pulse fall time may be the same time or different times.
If both the pulse rise time and the pulse fall time of the transmission pulse signal P T are shorter than the reference time, the waveform
In this example, when both the pulse rise time and the pulse fall time are shorter than the reference time, it is determined that the waveform characteristic of the transmission pulse signal PT is within the allowable waveform characteristic range. If only one of them is shorter than the reference time, it may be determined that the waveform characteristics of the transmission pulse signal PT are within the allowable waveform characteristics. Alternatively, if the difference between the pulse rise time and the preset reference pulse rise time is less than the predetermined value, or the difference between the pulse fall time and the preset reference pulse fall time is less than the predetermined value, it is acceptable. You may make it determine with it being in the range of a waveform characteristic.
［波形特性の判定指標としてパルス圧縮後のパルス幅を用いる場合］
送信パルス信号ＰTの波形特性を判定する際の指標として、パルス圧縮後のパルス幅を用いることができる。
ここでは、パルス圧縮後のパルス幅として、例えば、圧縮波形のピークから３ｄＢ下がっている位置のパルス幅を用いるものとする。
波形特性判定部１３は、送信パルス信号ＰTと参照波形を用いて相関演算を実施し、得られた波形（振幅）のピーク値から３ｄＢ下がっている位置の幅を求めることで、パルス圧縮後のパルス幅を推定する。
[When pulse width after pulse compression is used as an indicator of waveform characteristics]
As an index for determining the waveform characteristics of the transmission pulse signal PT , the pulse width after pulse compression can be used.
Here, as the pulse width after pulse compression, for example, the pulse width at a position 3 dB down from the peak of the compressed waveform is used.
The waveform
波形特性判定部１３は、パルス圧縮後のパルス幅を推定すると、パルス圧縮後のパルス幅と予め設定された基準パルス幅を比較する。基準パルス幅については、各無線通信機器の設計値などが考慮されて事前に設定されているものとする。
波形特性判定部１３は、パルス圧縮後のパルス幅が予め設定された基準パルス幅より狭ければ、もしくは、パルス圧縮後のパルス幅と基準パルス幅との差が所定値未満であれば、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定し、パルス圧縮後のパルス幅が予め設定された基準パルス幅より広ければ、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していると判定する。
When estimating the pulse width after pulse compression, the waveform
If the pulse width after pulse compression is narrower than a preset reference pulse width, or if the difference between the pulse width after pulse compression and the reference pulse width is less than a predetermined value, the waveform
［波形特性の判定指標としてパルス圧縮後のサイドローブレベルを用いる場合］
送信パルス信号ＰTの波形特性を判定する際の指標として、パルス圧縮後のサイドローブレベルを用いることができる。
パルス圧縮後のサイドローブレベルとして、全てのサイドローブの中で、最も高いピークサイドローブレベル（ＰＳＬ）を用いることができるが、サイドローブが及ぶ全領域におけるサイドローブを表す指標として、インテグレーティドサイドローブレベル（ＩＳＬ）を用いることもできる。
波形特性判定部１３は、波形特性の判定指標として、ＰＳＬを用いる場合、パルス圧縮波形のメインローブ以外で、最も高い振幅値を持つ位置を検出し、その振幅値とメインローブのピーク値との差をＰＳＬとして算出する。
また、波形特性判定部１３は、波形特性の判定指標として、ＩＳＬを用いる場合、メインローブ以外の全領域の振幅値を積算することでＩＳＬを算出する。
[When sidelobe level after pulse compression is used as an indicator of waveform characteristics]
The side lobe level after pulse compression can be used as an index when determining the waveform characteristics of the transmission pulse signal PT .
As the side lobe level after pulse compression, the highest peak side lobe level (PSL) among all side lobes can be used, but the integrated side is used as an index representing the side lobe in the entire region covered by the side lobe. A lobe level (ISL) can also be used.
When PSL is used as a waveform characteristic determination index, the waveform
Moreover, the waveform
波形特性判定部１３は、パルス圧縮後のサイドローブレベルを算出すると、そのサイドローブレベルと予め設定された基準サイドローブレベルを比較する。基準サイドローブレベルについては、各無線通信機器の設計値などが考慮されて事前に設定されているものとする。
波形特性判定部１３は、パルス圧縮後のサイドローブレベルが基準サイドローブレベルより小さければ、もしくは、取り得るパルス信号の中で、サイドローブレベルが最小となるときの、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定し、パルス圧縮後のサイドローブレベルが基準サイドローブレベルより大きければ、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していると判定する。
After calculating the side lobe level after pulse compression, the waveform
The waveform
［波形特性の判定指標としてパルス圧縮後の反射波の利得（または損失）を用いる場合］
波形特性の判定指標としてパルス圧縮後の反射波の利得（または損失）を用いることができる。
反射波の利得は、送信パルス信号ＰTのパルス幅と周波数挿引幅の積から、その送信パルス信号ＰTに施している振幅変調に伴う損失を減じたものである。ただし、パルス波形生成器１から送信機２に出力される振幅変調後の送信パルス信号ＰTの送信波形と、パルス波形生成器１から信号処理装置６に出力される振幅変調後の送信パルス信号ＰTの参照波形とが異なる場合は、さらに、その送信波形と参照波形のミスマッチ損失を減じたものとなる。
反射波の損失は、送信パルス信号ＰTに施している振幅変調に伴う損失と、上記のミスマッチ損失とを加算したものである。
[When the gain (or loss) of the reflected wave after pulse compression is used as an indicator of waveform characteristics]
The gain (or loss) of the reflected wave after pulse compression can be used as an index for determining the waveform characteristics.
The gain of the reflected wave is obtained by subtracting the loss due to the amplitude modulation applied to the transmission pulse signal P T from the product of the pulse width of the transmission pulse signal P T and the frequency insertion width. However, the transmission waveform of the transmission pulse signal PT after amplitude modulation output from the
The loss of the reflected wave is the sum of the loss due to the amplitude modulation applied to the transmission pulse signal P T and the mismatch loss described above.
波形特性判定部１３は、反射波の利得を算出すると、その反射波の利得と予め設定された基準利得を比較する。基準利得については、各無線通信機器の設計値などが考慮されて事前に設定されているものとする。
波形特性判定部１３は、反射波の利得が予め設定された基準利得より高ければ、もしくは、取り得るパルス信号の中で、利得が最大となるときの、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定し、反射波の利得が予め設定された基準利得より低ければ、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していると判定する。
After calculating the gain of the reflected wave, the waveform
If the gain of the reflected wave is higher than a preset reference gain, or if the gain is the maximum among the possible pulse signals, the waveform
また、波形特性判定部１３は、反射波の損失を算出すると、その反射波の損失と予め設定された基準損失を比較する。基準損失については、各無線通信機器の設計値などが考慮されて事前に設定されているものとする。
波形特性判定部１３は、反射波の損失が予め設定された基準損失より小さければ、もしくは、取り得るパルス信号の中で、損失が最小となるときの、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定し、反射波の損失が予め設定された基準損失より大きければ、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していると判定する。
When the waveform
The waveform
［波形特性の判定指標として干渉波との干渉特性を用いる場合］
当該レーダ自信も含め、当該レーダに対して干渉の可能性がある無線通信機器が存在する場合は、波形特性の判定指標として干渉波との干渉特性を用いることができる。
波形特性判定部１３は、送信パルス信号ＰTと当該レーダに対して干渉の可能性がある信号を用いて相関演算を実施し、得られた波形（振幅）のピーク値を求めることで、干渉特性を推定する。
波形特性判定部１３は、干渉特性を推定すると、その干渉特性の値と予め設定された基準の干渉特性の値を比較する。基準の干渉特性については、各無線通信機器の設計値などが考慮されて事前に設定されているものとする。
波形特性判定部１３は、干渉特性の値が予め設定された基準の干渉特性の値より小さければ、もしくは、取り得る干渉特性の値の中で最小であれば、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であると判定し、干渉特性の値が予め設定された基準の干渉特性の値より大きければ、振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していると判定する。
[When using interference characteristics with interference waves as an indicator of waveform characteristics]
When there is a wireless communication device that may interfere with the radar, including the radar confidence, the interference characteristic with the interference wave can be used as a waveform characteristic determination index.
The waveform
When the interference characteristic is estimated, the waveform
When the interference characteristic value is smaller than a preset reference interference characteristic value or the smallest possible interference characteristic value, the waveform
波形特性判定部１３が波形特性の判定処理に用いる指標の例を上記に挙げているが、これらの指標は、各々単独で用いることの他に、組み合わせて用いることもできる。
複数の指標を組み合わせて用いる場合には、例えば、パルス立ち上がり時間を短くして、矩形に近くなるほど、パルス圧縮後のＰＳＬが増大するなど、トレードオフの関係となる指標があることから、指標毎に優先度を設けて、所望の波形を生成するようにする。
Although the example of the parameter | index which the waveform
When using a plurality of indices in combination, for example, there is an index that has a trade-off relationship, such as shortening the pulse rise time and increasing the PSL after pulse compression as it becomes closer to a rectangle. A priority is set to generate a desired waveform.
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、パルス生成部１１により生成された送信パルス信号ＰTを振幅変調する振幅変調部１２を設け、波形特性判定部１３が、振幅変調部１２による振幅変調後の送信パルス信号ＰTの波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、その送信パルス信号ＰTの波形調整をパルス生成部１１又は振幅変調部１２に指示して、その送信パルス信号ＰTの波形を調整させるように構成したので、所望の特性を満足している送信パルス信号ＰTだけを放射することができるようになり、その結果、不要輻射に対する規制を厳守することができる効果を奏する。
また、この実施の形態１によれば、一般のレーダ装置ではフィルタを用いることで実現していた不要輻射の低減や、パルス圧縮時のＰＳＬの低減などを、送信パルス信号ＰTの振幅変調を行うことで実現できるため、装置規模を小さくすることができるとともに、コストや消費電力の低減を図ることができる。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the
Further, according to the first embodiment, the amplitude modulation of the transmission pulse signal PT is performed to reduce unnecessary radiation, which has been realized by using a filter in a general radar apparatus, and to reduce PSL during pulse compression. Since this can be realized by performing, the scale of the apparatus can be reduced, and the cost and power consumption can be reduced.
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２によるレーダ装置のパルス生成器１を示す構成図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
波形特性模擬部１４は送信パルス信号ＰTにおける送信経路上のデバイスの入出力特性（例えば、送信機２に実装されている周波数変換器、増幅器及びフィルタ、送受切替器３、空中線４などの入出力特性）を考慮して、パルス生成器１により振幅変調された送信パルス信号ＰTが送信機２に入力された場合に、空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの波形特性を模擬する処理を実施する。
なお、波形特性模擬部１４が考慮する入出力特性としては、例えば、送信機２に入力される送信パルス信号ＰTの振幅と空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの振幅との関係、送信機２に入力される送信パルス信号ＰTの振幅と空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの位相変動量との関係、送信機２に入力される送信パルス信号ＰTの振幅と空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの周波数変動量との関係などが考えられる。
FIG. 6 is a block diagram showing a
The waveform
As consider input-output characteristic waveform
波形特性判定部１５は波形特性模擬部１４により模擬された送信パルス信号ＰTの波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲内であれば、振幅変調部１２による振幅変調後の送信パルス信号ＰTを送信機２に出力するが、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、送信パルス信号ＰTの波形調整をパルス生成部１１又は振幅変調部１２に指示して、その送信パルス信号ＰTの波形を調整させる処理を実施する。なお、波形特性判定部１５は波形特性判定手段を構成している。
The waveform
次に動作について説明する。
ただし、波形特性模擬部１４及び波形特性判定部１５以外は上記実施の形態１と同様であるため、ここでは、波形特性模擬部１４及び波形特性判定部１５の処理内容だけを説明する。
Next, the operation will be described.
However, since the components other than the waveform
波形特性模擬部１４は、振幅変調部１２から振幅変調後の送信パルス信号ＰTを受けると、その送信パルス信号ＰTにおける送信経路上のデバイスの入出力特性を考慮して、その送信パルス信号ＰTが送信機２に入力された場合に、空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの波形特性を模擬する。
ここで、図７は送信機２に入力される送信パルス信号ＰTの振幅（電力）と空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの振幅（電力）との関係（入出力特性）を示す説明図である。
例えば、波形特性模擬部１４は、図７に示すような入出力特性を事前に取得して、その入出力特性をデータベース化して保持しており、あるいは、図７に示すような入出力特性を示す近似式を保持しており、振幅変調部１２から振幅変調後の送信パルス信号ＰTを受けると、そのデータベースを参照して、その送信パルス信号ＰTの入力振幅（電力）に対応する出力振幅（電力）を模擬する。あるいは、振幅変調部１２から出力された送信パルス信号ＰTを近似式に代入して、その送信パルス信号ＰTの入力振幅（電力）に対応する出力振幅（電力）を模擬する。
When the waveform
FIG. 7 shows the relationship (input / output characteristics) between the amplitude (power) of the transmission pulse signal P T input to the
For example, the waveform
波形特性判定部１５は、波形特性模擬部１４が送信パルス信号ＰTの入力振幅（電力）に対応する出力振幅（電力）を模擬すると、その送信パルス信号ＰTの出力振幅（電力）の特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定する。許容波形特性については、上記実施の形態１と同様に、各無線通信機器の不要輻射に対する規制の基準値などが考慮されて事前に設定されているものとする。
波形特性判定部１５は、その送信パルス信号ＰTの出力振幅（電力）の特性が許容波形特性の範囲内であれば、振幅変調部１２による振幅変調後の送信パルス信号ＰTを送信機２に出力するが、その送信パルス信号ＰTの出力振幅（電力）の特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、送信パルス信号ＰTの波形調整をパルス生成部１１又は振幅変調部１２に指示して、その送信パルス信号ＰTの波形を調整させる。
パルス生成部１１又は振幅変調部１２による送信パルス信号ＰTの波形調整は、上記実施の形態１と同様である。
When the waveform
When the output amplitude (power) characteristic of the transmission pulse signal P T is within the allowable waveform characteristic range, the waveform
The waveform adjustment of the transmission pulse signal PT by the pulse generation unit 11 or the
ここでは、波形特性模擬部１４が、送信機２に入力される送信パルス信号ＰTの振幅と空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの振幅との関係を考慮するものを示したが、送信機２に入力される送信パルス信号ＰTの振幅と空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの位相変動量との関係を考慮するようにしてもよい。
図８は送信機２に入力される送信パルス信号ＰTの振幅（電力）と空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの位相変動量との関係を示す説明図である。
Here, the waveform
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the amplitude (power) of the transmission pulse signal P T input to the
例えば、波形特性模擬部１４は、図８に示すような入力振幅（電力）と位相変動量の関係を事前に取得して、その入出力特性をデータベース化して保持しており、あるいは、図８に示すような入力振幅（電力）と位相変動量の関係を示す近似式を保持しており、振幅変調部１２から振幅変調後の送信パルス信号ＰTを受けると、そのデータベースを参照して、その送信パルス信号ＰTの入力振幅（電力）に対応する位相変動量を模擬し、その位相変動量から送信パルス信号ＰTの出力波形を算出する。あるいは、振幅変調部１２から出力された送信パルス信号ＰTを近似式に代入して、その送信パルス信号ＰTの入力振幅（電力）に対応する位相変動量を模擬し、その位相変動量から送信パルス信号ＰTの出力波形を算出する。
For example, the waveform
波形特性判定部１５は、その送信パルス信号ＰTの出力波形の特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、その送信パルス信号ＰTの出力波形の特性が許容波形特性の範囲内であれば、振幅変調部１２による振幅変調後の送信パルス信号ＰTを送信機２に出力するが、その送信パルス信号ＰTの出力波形の特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、送信パルス信号ＰTの波形調整をパルス生成部１１又は振幅変調部１２に指示して、その送信パルス信号ＰTの波形を調整させる。
Waveform
また、波形特性模擬部１４は、送信機２に入力される送信パルス信号ＰTの振幅と空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの周波数変動量との関係を考慮するようにしてもよい。
図９は送信機２に入力される送信パルス信号ＰTの振幅（電力）と空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの周波数変動量との関係を示す説明図である。
Further, the waveform
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the amplitude (power) of the transmission pulse signal P T input to the
例えば、波形特性模擬部１４は、図９に示すような入力振幅（電力）と周波数変動量の関係を事前に取得して、その入出力特性をデータベース化して保持しており、あるいは、図９に示すような入力振幅（電力）と周波数変動量の関係を示す近似式を保持しており、振幅変調部１２から振幅変調後の送信パルス信号ＰTを受けると、そのデータベースを参照して、その送信パルス信号ＰTの入力振幅（電力）に対応する周波数変動量を模擬し、その周波数変動量から送信パルス信号ＰTの出力波形を算出する。あるいは、振幅変調部１２から出力された送信パルス信号ＰTを近似式に代入して、その送信パルス信号ＰTの入力振幅（電力）に対応する周波数変動量を模擬し、その周波数変動量から送信パルス信号ＰTの出力波形を算出する。
For example, the waveform
波形特性判定部１５は、その送信パルス信号ＰTの出力波形の特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、その送信パルス信号ＰTの出力波形の特性が許容波形特性の範囲内であれば、振幅変調部１２による振幅変調後の送信パルス信号ＰTを送信機２に出力するが、その送信パルス信号ＰTの出力波形の特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、送信パルス信号ＰTの波形調整をパルス生成部１１又は振幅変調部１２に指示して、その送信パルス信号ＰTの波形を調整させる。
Waveform
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、送信パルス信号ＰTにおける送信経路上のデバイスの入出力特性を考慮して、パルス生成器１により振幅変調された送信パルス信号ＰTが送信機２に入力された場合に、空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの波形特性を模擬する波形特性模擬部１４を設け、波形特性判定部１５が、波形特性模擬部１４により模擬された送信パルス信号ＰTの波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、その送信パルス信号ＰTの波形特性が許容波形特性の範囲を逸脱していれば、送信パルス信号ＰTの波形調整をパルス生成部１１又は振幅変調部１２に指示して、その送信パルス信号ＰTの波形を調整させるように構成したので、定式化が困難な送信経路上のデバイス特性を加味して、送信パルス信号ＰTの波形を適切に調整することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the second embodiment, the transmission pulse signal P T amplitude-modulated by the
この実施の形態２では、波形特性模擬部１４が、送信パルス信号ＰTにおける送信経路上のデバイスの入出力特性を考慮して、パルス生成器１により振幅変調された送信パルス信号ＰTが送信機２に入力された場合に、空中線４から放射される送信パルス信号ＰTの波形特性を模擬するものを示したが、送信パルス信号ＰTにおける送信経路上のデバイスだけでなく、受信パルス信号ＰRおける受信経路上のデバイスの入出力特性（例えば、受信機５に実装されている周波数変換器、増幅器、フィルタ及び混合器、送受切替器３、空中線４などの入出力特性）を考慮して、パルス生成器１により振幅変調された送信パルス信号ＰTが送信機２に入力された場合に、受信機５から信号処理装置６に出力される受信パルス信号ＰRの波形特性を模擬するようにしてもよい。
この場合、定式化が困難な送信経路及び受信経路上のデバイス特性を加味して、送信パルス信号ＰTの波形を適切に調整することができる効果を奏する。
In the second embodiment, the waveform
In this case, there is an effect that the waveform of the transmission pulse signal PT can be appropriately adjusted in consideration of device characteristics on the transmission path and the reception path that are difficult to formulate.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
１ パルス生成器、２ 送信機（信号送信手段）、３ 送受切替器（信号送信手段、信号受信手段）、４ 空中線（信号送信手段、信号受信手段）、５ 受信機（信号受信手段）、６ 信号処理装置（パルス圧縮手段）、７ 表示器、１１ パルス生成部（パルス生成手段）、１２ 振幅変調部（パルス生成手段）、１３ 波形特性判定部（波形特性判定手段）、１４ 波形特性模擬部、１５ 波形特性判定部（波形特性判定手段）。 1 pulse generator, 2 transmitter (signal transmission means), 3 transmission / reception switch (signal transmission means, signal reception means), 4 antenna (signal transmission means, signal reception means), 5 receiver (signal reception means), 6 Signal processor (pulse compression means), 7 display, 11 pulse generation section (pulse generation means), 12 amplitude modulation section (pulse generation means), 13 waveform characteristic determination section (waveform characteristic determination means), 14 waveform characteristic simulation section , 15 Waveform characteristic determination unit (waveform characteristic determination means).
Claims (14)
前記パルス生成手段による振幅変調後のパルス信号の波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、前記パルス信号の波形特性が前記許容波形特性の範囲を逸脱していれば、前記パルス信号の波形調整を前記パルス生成手段に指示して、前記パルス信号の波形を調整させる波形特性判定手段と、
前記波形特性判定手段により許容波形特性の範囲内であると判定された振幅変調後のパルス信号を観測対象に向けて放射する信号送信手段と、
前記信号送信手段により放射されたのち、前記観測対象に反射されて戻ってきた前記パルス信号の反射波を受信する信号受信手段と、
前記信号受信手段により受信された反射波のパルス波形を圧縮するパルス圧縮手段と
を備えたレーダ装置。 Pulse generating means for generating a pulse signal and modulating the amplitude of the pulse signal;
It is determined whether or not the waveform characteristic of the pulse signal after amplitude modulation by the pulse generating means is within a preset allowable waveform characteristic range, and the pulse signal waveform characteristic deviates from the allowable waveform characteristic range. If so, a waveform characteristic determination unit that instructs the pulse generation unit to adjust the waveform of the pulse signal and adjusts the waveform of the pulse signal;
Signal transmitting means for radiating the pulse signal after amplitude modulation determined to be within the range of allowable waveform characteristics by the waveform characteristic determining means toward the observation target;
A signal receiving means for receiving a reflected wave of the pulse signal which is radiated by the signal transmitting means and then reflected and returned to the observation target;
A radar apparatus comprising: pulse compression means for compressing a pulse waveform of the reflected wave received by the signal reception means.
前記波形特性模擬部により模擬されたパルス信号の波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、前記パルス信号の波形特性が前記許容波形特性の範囲を逸脱していれば、前記パルス信号の波形調整を前記パルス生成手段に指示して、前記パルス信号の波形を調整させることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。 The waveform characteristic determination means is radiated from the signal transmission means when the pulse signal amplitude-modulated by the pulse generation means is input to the signal transmission means in consideration of the input / output characteristics of the signal transmission means. A waveform characteristic simulator that simulates the waveform characteristics of the pulse signal
It is determined whether the waveform characteristic of the pulse signal simulated by the waveform characteristic simulation unit is within a preset allowable waveform characteristic range, and the pulse signal waveform characteristic deviates from the allowable waveform characteristic range. 2. The radar apparatus according to claim 1, wherein the pulse generator is instructed to adjust the waveform of the pulse signal to adjust the waveform of the pulse signal.
前記波形特性模擬部により模擬されたパルス信号の波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、前記パルス信号の波形特性が前記許容波形特性の範囲を逸脱していれば、前記パルス信号の波形調整を前記パルス生成手段に指示して、前記パルス信号の波形を調整させることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。 The waveform characteristic determination means takes into account the input / output characteristics of the signal transmission means and the signal reception means, and when the pulse signal amplitude-modulated by the pulse generation means is input to the signal transmission means, A waveform characteristic simulating unit for simulating the waveform characteristic of the pulse signal output from the receiving means to the pulse compression means;
It is determined whether the waveform characteristic of the pulse signal simulated by the waveform characteristic simulation unit is within a preset allowable waveform characteristic range, and the pulse signal waveform characteristic deviates from the allowable waveform characteristic range. 2. The radar apparatus according to claim 1, wherein the pulse generator is instructed to adjust the waveform of the pulse signal to adjust the waveform of the pulse signal.
波形特性判定手段が、前記パルス生成処理ステップによる振幅変調後のパルス信号の波形特性が予め設定された許容波形特性の範囲内であるか否かを判定し、前記パルス信号の波形特性が前記許容波形特性の範囲を逸脱していれば、前記パルス信号の波形調整を前記パルス生成手段に指示して、前記パルス信号の波形を調整させる波形特性判定処理ステップと、
信号送信手段が、前記波形特性判定処理ステップで許容波形特性の範囲内であると判定された振幅変調後のパルス信号を観測対象に向けて放射する信号送信処理ステップと、
信号受信手段が、前記信号送信処理ステップによって放射されたのち、前記観測対象に反射されて戻ってきた前記パルス信号の反射波を受信する信号受信処理ステップと、
パルス圧縮手段が、前記信号受信処理ステップで受信された反射波のパルス波形を圧縮するパルス圧縮処理ステップと
を備えたパルス送受信方法。 A pulse generation unit that generates a pulse signal and amplitude-modulates the pulse signal; and
Waveform characteristic determining means determines whether or not the waveform characteristic of the pulse signal after amplitude modulation in the pulse generation processing step is within a preset allowable waveform characteristic range, and the waveform characteristic of the pulse signal is If it deviates from the range of the waveform characteristics, the waveform generation determination processing step for instructing the pulse generation means to adjust the waveform of the pulse signal and adjusting the waveform of the pulse signal;
A signal transmission processing step for radiating the pulse signal after amplitude modulation determined to be within the allowable waveform characteristics in the waveform characteristics determination processing step toward the observation target;
A signal reception processing step for receiving a reflected wave of the pulse signal that has been reflected by the observation object and then returned after being emitted by the signal transmission processing step;
A pulse transmission / reception method comprising: a pulse compression processing step in which pulse compression means compresses a pulse waveform of the reflected wave received in the signal reception processing step.
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