JP2551337B2 - 二次監視レーダ装置 - Google Patents

二次監視レーダ装置

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JP2551337B2 JP5181865A JP18186593A JP2551337B2 JP 2551337 B2 JP2551337 B2 JP 2551337B2 JP 5181865 A JP5181865 A JP 5181865A JP 18186593 A JP18186593 A JP 18186593A JP 2551337 B2 JP2551337 B2 JP 2551337B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、SSRを単独局として
運用する場合のSSRでの観測目標物体(飛行機)の位
置精度の確認を近傍に配置したモニタ送信によって行う
二次監視レーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、航空管制システムには、二次監視
レーダ装置(SSR:Secondayr Surveillance Radar)
が用いられている。このSSRは、一次レーダ(PS
R)に同期して用いられ、地上質問機からの質問に対し
て、管制対象の航空機に搭載したトランスポンダ(RP
M)が応答し、この応答情報である航空機識別番号、便
名等を表示装置(PPI)上に、PSRからの位置情報
及び航空管制支援コンピュータからの情報などとともに
画像表示している。
【0003】このようなSSRは、飛行機の位置を観測
するPSRと併設しない単独局として運用する場合があ
る。この単独局のSSRでは、飛行機の位置精度を確認
できない。このように単独局のSSRではPSR以外の
情報支援によって飛行機の位置精度を確認できない場
合、飛行状況情報の提供以外の目的に使用しないという
管制方式基準が適用される。このためSSRを単独局と
して用いる場合、このSSRからの遠方地点に航空機搭
載用トランスポンダと同等の機能及び性能を備えるモニ
タ用トランスポンダを設置し、このモニタ用トランスポ
ンダからの応答情報を用いてSSRでの位置精度を確認
している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように上述した従
来の二次監視レーダ装置では、遠方にモニタ用トランス
ポンダを設置してSSRでの位置精度を確認している。
この場合、RPMの設置条件に制約が多く設置場所の選
定に困難を伴う。さらに、RPMを遠方に設置した場合
のRPMの保守点検の実施に多くの時間を必要とする欠
点もあった。
【0005】このようなSSRに関する提案として、特
開平2ー198381号公報、特開平1ー013486
号公報等を挙げることが出来るが、いずれもモニタ用ト
ランスポンダからの応答情報を容易に得る記載は見当た
らない。
【0006】本発明は、上述した事情にかんがみてなさ
れたものであり、SSRを単独局として運用する場合の
SSRでの位置精度の確認を行うための目標応答装置の
設置が容易に出来る二次監視レーダ装置の提供を目的と
する。
【0007】さらに、SSRの近傍に配置した目標応答
装置が出力する応答送信信号を受信して処理する際に、
正確にSSRでの位置精度の確認が可能になる二次監視
レーダ装置の提供を他の目的とする。
【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、本発明の二次監視レーダ装置は、指向放射特性を備
えかつ回転する二次監視レーダ空中線と、前記二次監視
レーダ空中線を通じて二次監視レーダの送受信処理を行
う送受信処理手段とを有する二次監視レーダ部、送信信
号を放射するモニタ空中線と、目標応答と等しい応答信
号で変調した前記送信信号を出力する送信手段とを有す
るモニタ送信部、前記二次監視レーダ部での送受信処理
における受信期間の最後に前記モニタ送信部からの送信
信号を送信するタイミング制御を行なう制御部とを備え
るとともに、前記二次監視レーダ部の送受信処理手段
が、二次監視レーダ空中線からの受信信号を分岐し又は
送信信号を分岐するサーキュレータと、前記サーキュレ
ータからの受信信号を周波数変換する受信部と、モニタ
空中線を通じた近距離でのモニタ受信に対する位相及び
振幅を補正し、かつ、モニタ空中線に対する二次監視レ
ーダ空中線の受信感度パターンを一定化するために受信
部からのモニタ受信信号を制御する中間周波信号処理部
と、前記中間周波信号処理部からの信号を目標データに
処理して出力する信号処理部と、二次監視レーダとして
の送信電力を送出するレーダ送信部2とを備えるととも
に、前記制御部が、二次監視レーダ部での送受信処理に
おける二次監視レーダの受信信号とモニタ受信信号との
切り分け、及び二次監視レーダ空中線の回転に伴って変
化するモニタ受信信号の位相及び振幅を一定の値に制御
させる制御信号を出力する構成としてある。
【0009】この構成において、中間周波信号処理部
は、モニタ受信信号の位相を、制御部からの位相制御信
号に基づいて一定に制御して出力する移相器を備える構
成としてある。
【0010】また、中間周波信号処理部は、モニタ空中
線に対する二次監視レーダ空中線の回転に伴う距離の変
化で生じるモニタ受信信号の振幅変化を、制御部からの
振幅制御信号に基づいて、一定に制御して出力する可変
減衰器を備える構成としてある。
【0011】さらに中間周波信号処理部は、近距離から
のモニタ受信信号を、遠距離からのモニタ受信信号と等
価な受信特性に変換するフーリエ変換器を備える構成と
してある。
【0012】また、得られた目標データと、制御部が行
う制御内容に対応した期待値とを比較し、不一致の場合
には警報を発生する動作監視部を備える構成としてあ
る。
【0013】
【実施例】次に、本発明の二次監視レーダ装置の実施例
について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の
二次監視レーダ装置の実施例の構成を示すブロック図で
ある。図1において、この二次監視レーダ装置はモニタ
受信用の電波Wbを放射するモニタ空中線1と、SSR
における質問モードの送信電力をSSR送信制御信号
(トリガ信号)C1に基づいて送出するレーダ送信部2
とを有している。さらに、モニタ空中線1へ、従来、遠
方に配置していたトランスポンダ(RPM)からの応答
情報と等価な応答信号で変調した送信信号をモニタ送信
制御信号C2に基づいて送出するモニタ送信部3と、あ
とで説明するようにモニタ送信及びSSRにおける送信
信号と、その受信信号のタイミング制御を行うタイミン
グ制御部4とを有している。
【0014】さらに、この二次監視レーダ装置には、モ
ニタ信号における情報が期待値と一致しているか否かを
判定し、期待値と一致していない場合に警報を報知する
動作監視部5と、レーダ送信部2からの送信電力を電波
Waとして放射し、回転かつ所定の放射パターンを備え
たパラボラ型などのSSR空中線6と、受信ゲート制御
信号C6に基づいてSSRにおける受信期間の受信信号
を処理して中間周波信号S1に変換する受信部7とを有
している。
【0015】また、この二次監視レーダ装置には以降の
図2に示す構成を備え、ビデオ信号S2を出力し、か
つ、切り替え制御信号C3で、SSRにおける受信信号
とモニタ受信信号に切り分けるとともに、位相制御信号
C4及び振幅制御信号C5に基づいてモニタ受信信号の
位相及び振幅を補正し、さらに、近距離受信を遠距離受
信の受信特性に置換するためのフーリエ変換処理などを
行う中間周波信号処理部8とを有している。さらに、S
SRとしてのビデオ信号と、モニタ受信信号におけるビ
デオ信号を処理してSSR目標データS7を出力する信
号処理部9と、レーダ送信部2からの送信電力をSSR
空中線6に送出し、またSSR空中線6からの受信信号
を受信部7に分岐して出力するサーキュレータ10とを
有している。
【0016】図2は、中間周波信号処理部8の詳細な構
成を示すブロック図である。図2において、この中間周
波信号処理部8は、中間周波信号S1をタイミング制御
部4からの切り替え制御信号C3で、SSRにおける受
信信号とモニタ受信信号とに時間軸で切り分ける切り替
えスイッチ11とを有している。さらに、切り替えスイ
ッチ11からのSSR受信信号を増幅する中間周波増幅
器12と、信号処理部9にビデオ信号S2を生成し出力
するビデオ信号発生器13と、切り替えスイッチ11か
らのモニタ受信信号の位相をタイミング制御部4からの
位相制御信号C4に基づいてシフトする移相器14とを
有している。
【0017】さらに、この中間周波信号処理部8には、
切り替えスイッチ11からのモニタ受信信号の振幅をタ
イミング制御部4からの振幅制御信号C5に基づいて可
変する可変減衰器15と、移相器14及び可変減衰器1
5を通じで処理されたモニタ受信信号を増幅かつ検波す
る増幅検波器16と、増幅検波器16からのモニタ受信
信号をデジタル化するA/D変換器17とを有してい
る。さらに、近距離からのモニタ受信信号を、従来、遠
方に配置していたトランスポンダ(RPM)からの応答
情報と等価なビデオ信号の特性にフーリエ変換で置換す
るフーリエ変換器18と、フーリエ変換器18からのモ
ニタ受信信号をアナログ信号に変換してビデオ信号発生
器13に出力するD/A変換器19とを有している。
【0018】次に、この実施例の構成における動作につ
いて説明する。図3は、この動作の処理タイミングを示
すタイミングチャートである。図1〜図3において、ま
ずSSRが動作する。すなわち、図3(a)に示すタイ
ミング制御部4からSSR送信制御信号(トリガ信号)
C1がレーダ送信部2に送出される。レーダ送信部2か
らは、図3(b)に示すように航空機のトランスポンダ
(RPM)への質問モードにおける送信電力(送信パル
ス)がサーキュレータ10,SSR空中線6を通じて電
波Waとして送出される。次に、タイミング制御部4か
らの受信ゲート制御信号C6に基づいて受信部7が受信
動作する。
【0019】この受信動作では図3(c)に示すように
質問モードにおける送信パルスの送出終了後に受信ゲー
ト(時間RXT及びMT)を開く制御が行われる。受信
ゲートにおける時間RXT及びMTを切り替え制御信号
C3で切り分ける。すなわち、SSRにおける受信信号
とモニタ受信信号に時間軸上で切り分けて、SSRにお
ける受信信号を処理したビデオ信号S2を出力し、ま
た、モニタ受信信号の位相及び振幅を補正し、さらに、
近距離受信を遠距離受信の特性に置換するためのフーリ
エ変換処理を行って、ビデオ信号S2を出力する。
【0020】次に、遠方に配置されていたトランスポン
ダ(RPM)に代えたモニタ受信の処理が行われる。受
信ゲートが開いた最後の時間MTでは、タイミング制御
部4からのモニタ送信制御信号C2でトランスポンダ
(RPM)からの応答情報と等価な応答信号で変調した
送信信号をモニタ送信部3、モニタ空中線1を通じて電
波Wbとして送信する。
【0021】この電波Wbは、SSR空中線6で受信さ
れ、この受信信号がサーキュレータ10を通じて受信部
7に入力される。この受信信号は受信部7での受信ゲー
ト(時間MT)が開く時間中に周波数変換され、その中
間周波信号S1が中間周波信号処理部8に供給される。
中間周波信号処理部8では、実際の航空機のトランスポ
ンダ(RPM)に代えて、モニタ空中線1を通じた近距
離でのモニタ受信に対する位相及び振幅を補正し、さら
に、近距離受信を遠距離受信の受信特性に置換する。す
なわち、モニタ空中線1に対するSSR空中線6の受信
感度パターンを一定に置換するフーリエ変換処理などを
行う。
【0022】ここでSSR空中線6の近くに配置される
モニタ空中線1について説明する。図4は、SSR空中
線6の開口面とモニタ空中線1との相対距離を説明する
ための図である。図4において、SSR空中線6は上部
から見て、矢印方向mに中心軸Oを支点にして回転す
る。モニタ空中線1は、従来のようにSSR空中線6か
ら遠く離れた位置に配置されず、設置が容易なSSR空
中線6の近くに固定して配置される。この場合 SSR
空中線6とモニタ空中線1との距離は、SSR空中線6
の回転にともなって図4中に示すように距離r1a,r
1b又は距離r2a,r2bに変化する。この距離r1
a,r1b又は距離r2a,r2bの変化にともなって
モニタ空中線1からの電波Wbを受信するSSR空中線
6における受信感度パターン特性(電界強度)も変化す
る。
【0023】図5は、SSR空中線6の回転に伴う受信
感度パターン特性を示す図である。図5おいて、SSR
空中線6の受信感度パターンは、中心軸Oに最大感度を
有し、図5中の受信感度パターンP1,P2に示すよう
に最大感度点がSSR空中線6の回転に伴って回転す
る。したがって、SSR空中線6でモニタ空中線1から
の電波Wbを受信した際の受信信号の位相及び振幅が変
化するため中間周波信号処理部8で位相及び振幅を補正
し、さらに、フーリエ変換してモニタ空中線1に対する
SSR空中線6の受信感度パターンを一定に置換する。
【0024】この位相及び振幅の補正並びにフーリエ変
換を行う中間周波信号処理部8では、中間周波信号S1
における図3(c)に示した受信ゲートにおける時間R
XT及びMTをタイミング制御部4からの切り替え制御
信号C3で切り分ける。時間RXTにおける中間周波信
号S1は、中間周波増幅器12で増幅された後にビデオ
信号発生器13からビデオ信号S2として出力される。
【0025】また時間MTにおける中間周波信号S1、
すなわち、図3(d)に示すモニタ送信部3からの出力
信号を受信したモニタ受信信号の位相をタイミング制御
部4からの位相制御信号C4に基づいて移相器14でシ
フトして進相又は遅相のない位相に制御する。この場合
のタイミング制御部4からの位相制御信号C4は、図4
及び図5に示すようにモニタ空中線1に対するSSR空
中線6の回転に伴う距離の変化に対する位相変化を予め
考慮して進相又は遅相のない一定の位相に制御するよう
に設定する。
【0026】移相器14で位相を補正したモニタ受信信
号は、その振幅をタイミング制御部4からの振幅制御信
号C5に基づいて可変減衰器15で可変する。すなわ
ち、タイミング制御部4からの振幅制御信号C5によっ
て、図4及び図5に示すようにモニタ空中線1に対する
SSR空中線6の回転に伴う距離の変化に対する受信感
度パターンの変化を補正する。この場合も振幅制御信号
C5は、モニタ空中線1に対するSSR空中線6の回転
に伴う距離の変化に対する受信感度パターンの変化を予
め考慮して、モニタ受信信号の振幅を一定化する制御を
行うように設定する。
【0027】次に、位相及び振幅を補正したモニタ受信
信号は、増幅検波器16で増幅かつ検波し、さらにA/
D変換器17でデジタル化される。この信号がフーリエ
変換器18に入力され、このフーリエ変換器18でフー
リエ変換による置換を行って、遠方からのモニタ受信信
号と同様な受信信号に変換して信号処理部9に供給す
る。すなわち、モニタ空中線1からの電波Wbを処理し
た近傍界測定による受信感度パターンを、従来、遠距離
に配置したトランスポンダ(RPM))からモニタ受信
信号を得る場合の遠方界測定と同様の受信感度パターン
に置換するものである。この置換は、いわゆる、近傍界
測定におけるマルチパスによる受信感度パターンの乱れ
を遠方界測定と等価に変換するために多用されている。
【0028】図6は、この補正した受信感度パターンを
示す図である。図6において、この補正前の図5に示す
ように中心軸Oに最大感度を有するSSR空中線6の受
信感度パターンP1,P2に対して、図6中のSSR空
中線6に平行に沿った受信感度パターンP4が形成され
る。
【0029】このようにして中間周波信号処理部8で位
相及び振幅の補正並びにフーリエ変換を行った信号はD
/A変換器19でアナログモニタ受信信号に変換して信
号処理部9に入力し、信号処理部9からSSR目標デー
タS7として出力される。
【0030】このSSR目標データS7はタイミング制
御部4からの制御信号S6とともに動作監視部5に入力
される。この制御信号S6はタイミング制御部4が行う
制御内容に対応するものであり、得られたSSR目標デ
ータS7と動作監視部9で比較される。すなわち、制御
信号S6は期待値であり、この期待値とSSR目標デー
タS7とを動作監視部9で比較して、SSRとしての送
受信処理及びモニタ受信処理が正常に行われたか否かが
監視される。SSR目標データS7が期待値と不一致の
場合には警報を発生する。
【0031】このようにして、SSRを単独局として運
用する場合のSSRでの位置精度の確認を行う際に、S
SRとモニタ送信装置を近傍に配置できるため、その設
置が容易になるとともに、SSR空中線6での受信感度
パターンが、遠方界測定と等価に補正され、さらに、S
SR目標データS7が期待値と不一致の場合には警報を
発生するようにしているためSSRでの正確な位置精度
の確認が可能になる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の二次監視
レーダ装置によれば、SSRを単独局として運用する場
合の二次監視レーダでの位置精度の確認を行うための目
標応答装置の設置が容易になる。
【0033】また、SSRの近傍に配置した目標応答装
置が出力する応答送信信号を受信して処理する際に、正
確な二次監視レーダでの位置精度の確認が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の二次監視レーダ装置の実施例における
構成を示すブロック図である。
【図2】図1中に示す中間周波受信部の詳細な構成を示
すブロック図である。
【図3】実施例における動作の処理タイミングを示すタ
イミングチャートである。
【図4】実施例におけるSSR空中線の開口面とモニタ
空中線との相対距離を説明するための図である。
【図5】実施例におけるSSR空中線の回転に伴う受信
感度パターン特性を示す図である。
【図6】実施例におけるSSR空中線の補正受信感度パ
ターンを示す図である。
【符号の説明】
1 モニタ空中線 3 モニタ送信部 4 タイミング制御部 6 SSR空中線 7 受信部 8 中間周波信号処理部 11 切り替えスイッチ 12 中間周波増幅器 14 移相器 15 可変減衰器 18 フーリエ変換器

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 指向放射特性を備えかつ回転する二次監
    視レーダ空中線と、前記二次監視レーダ空中線を通じて
    二次監視レーダの送受信処理を行う送受信処理手段とを
    有する二次監視レーダ部、 送信信号を放射するモニタ空中線と、目標応答と等しい
    応答信号で変調した前記送信信号を出力する送信手段と
    を有するモニタ送信部、 前記二次監視レーダ部での送受信処理における受信期間
    の最後に前記モニタ送信部からの送信信号を送信するタ
    イミング制御を行なう制御部とを備えるとともに、 前記二次監視レーダ部の送受信処理手段が、二次監視レ
    ーダ空中線からの受信信号を分岐し又は送信信号を分岐
    するサーキュレータと、前記サーキュレータからの受信
    信号を周波数変換する受信部と、モニタ空中線を通じた
    近距離でのモニタ受信に対する位相及び振幅を補正し、
    かつ、モニタ空中線に対する二次監視レーダ空中線の受
    信感度パターンを一定化するために受信部からのモニタ
    受信信号を制御する中間周波信号処理部と、前記中間周
    波信号処理部からの信号を目標データに処理して出力す
    る信号処理部と、二次監視レーダとしての送信電力を送
    出するレーダ送信部2とを備えるとともに、 前記制御部が、二次監視レーダ部での送受信処理におけ
    る二次監視レーダの受信信号とモニタ受信信号との切り
    分け、並びに二次監視レーダ空中線の回転に伴って変化
    するモニタ受信信号の位相及び振幅を一定の値に制御さ
    せる制御信号を出力することを特徴とする二次監視レー
    ダ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の構成において、中間周波
    信号処理部は、モニタ受信信号の位相を、制御部からの
    位相制御信号に基づいて一定に制御して出力する移相器
    を備えることを特徴とする二次監視レーダ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の構成において、中間周波
    信号処理部は、モニタ空中線に対する二次監視レーダ空
    中線の回転に伴う距離の変化で生じるモニタ受信信号の
    振幅変化を、制御部からの振幅制御信号に基づいて、一
    定に制御して出力する可変減衰器を備えることを特徴と
    する二次監視レーダ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の構成において、中間周波
    信号処理部は、近距離からのモニタ受信信号を、遠距離
    からのモニタ受信信号と等価な受信特性に変換するフー
    リエ変換器を備えることを特徴とする二次監視レーダ装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の構成に加えて、得られた
    目標データと、制御部が行う制御内容に対応した期待値
    とを比較し、不一致の場合には警報を発生する動作監視
    部を備えることを特徴とする二次監視レーダ装置。
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