JP2580781B2 - レーダービデオ高能率符号化伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、、ディジタル回線を介してレーダービデオ
信号を遠隔地へ伝送するためのレーダービデオ高能率符
号化伝送装置に関する。

〔従来の技術〕

一般にレーダー空中線のビーム幅は航空機などの目標
の大きさ以上に広がっており、さらに送信パルスは航空
機の動きに比べ早く繰り返し放射されるため、レーダー
空中線のビームが一つの目標を横切る間に送信パルスが
複数回その目標に衝突する（これをヒットするとい
う）。この回数は通常ヒット数とよばれ、このヒット数
に相当する分の複数個のレーダースイープにわたってビ
デオ上に目標の機影が存在することになる。このことは
通常のレーダービデオ信号がレーダースイープの間で相
関性が強く情報に冗長性のあるという特徴を有すること
を示している。

通常レーダービデオはその信号帯域が広いためディジ
タル回線で伝送する場合、忠実に伝送するには大容量の
高速ディジタル回線が必要となり、専用回線を使用する
場合の回線使用料や伝送装置製品費など伝送に要するコ
ストが高くなる。しかしながらビデオを目視しながら航
空機を監視する場合などビデオの忠実性をそれほど問わ
ない場合は、レーダービデオの冗長性が高いことを利用
してビデオ信号を適当に間引いて低速度で伝送すること
により伝送コストを下げる方法が採られる。この低速度
伝送方式は、前述のヒット数相当または、それより少な
い数の所定のレーダースイープ間隔（以下この間隔を間
引き間隔という）を単位としてビデオを単に間引くかま
たはその間引き間隔内の全てあるいは一部のスイープの
ビデオを積分・平均化して間引き間隔を代表するビデオ
とし、間引いたことにより生じた空き時間を利用してそ
の代表ビデオを低速度で伝送するものである。また受信
側において同一の間引き間隔内の各レーダースイープ上
では送られた代表ビデオを繰り返して使用することによ
り順次ビデオ再生することができる。

第２図は、この伝送方式を概念的に示した図であり、
本図を用いてさらに説明する。本図ではスイープの間引
き間隔を４スイープとした場合を示しさらに単に間引く
のではなく間隔内の情報をできるだけ再現するため全ス
イープを積分・平均化して伝送する場合を示している。
同図（ａ）は伝送前のレーダービデオを示しており、こ
のビデオを積分・平均化して同図（ｂ）に示すような代
表ビデオを生成する。これによりつぎの間引き間隔での
代表ビデオができるまでの間、すなわち＃５から＃７ま
での間が空き時間となりこの時間も含めて受信側へ伝送
時間として同図（ｃ）に示すように４倍の時間を使って
低速度で伝送する。受信側では送信側での＃７の時間に
この代表ビデオを受信完了するため、この時から次の間
引き間隔での代表ビデオが受信されるまで同図（ｄ）に
示すように同じビデオを繰り返して使用することにより
順次ビデオ再生される。

レーダービデオには、受信信号をそのままビデオ信号
に変換して得られるノーマルビデオや大地からの反射信
号である固定クラッタを抑圧処理して航空機等の移動目
標を表示することができる移動目標表示装置（MTI）の
出力ビデオであるMTIビデオなどの種類がある。航空管
制用のレーダー装置などでは、通常MTIビデオが航空機
などの監視のため用いられ、ノーマルビデオは固定クラ
ッタなどのバックグラウンド情報の表示に用いられる。
従ってMTIビデオは航空機など高速度で移動する物体が
対象であるため１スキャンのビデオ情報をリアルタイム
に伝送する必要があるが、ノーマルビデオは、ほとんど
移動しない固定物体を対象とするためMTIビデオを伝送
するため必要とする時間の２倍以上に低速度で伝送され
ても問題がなく複数のスキャン時間をかけてゆっくりと
伝送することができる。

このためノーマルビデオを伝送する場合、前述の方式
において一つの代表ビデオをその間引き間隔以上の時間
をかけて伝送することができる。例えば４スイープ分の
ビデオを倍の８スイープ分の時間をかけて送った場合、
４スイープの場合に比べ半分の伝送速度でよいことにな
る。但しこの方式の場合１スキャン全部のビデオを伝送
するには第２図の場合に比べ倍の２スキャンを要する。
第３図は、この様子を示したものであり、送信側では同
図（ｂ）に示すように１間引き間隔置きに飛び越して伝
送スキャン目で残りの間隔の分のビデオを伝送すること
になる。また受信側では２スキャン経ってはじめて１ス
キャン分のビデオが揃うことになるため、１間引き間隔
置きに伝送されるビデオをメモリ等に記憶して順次読み
出しながらビデオ再生することが必要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第４図はレーダースコープ上のビデオがｎスイープ単
位で間引かれて伝送される様子を概念的に表わしたもの
であるが、従来のこの種のレーダービデオ伝送装置は、
第４図に示すように一定のスイープ数を間引き間隔とし
てビデオを間引いて伝送する方式である。しかしながら
通常レーダーが一回転（スキャン）する間の総スイープ
数は、間引き間隔内のスイープ数の整数倍ではなくしか
もスキャン毎に若干変動するものである。このため例え
ば第４図に示したようにあるスキャンでレーダー方位の
北（図中のＮの方位）からｎスイープ毎に間引き伝送し
始めた場合、そのスキャンの最後のスイープで都合よく
最後の間引き間隔が終わることはなく、むしろ次のスキ
ャンにまでわたることの方が多い。第５図は、レーダー
スコープの上方を拡大して模式的にこの様子を示したも
のであり、同図（ｂ）は同図（ａ）の次のスキャンでの
間引き間隔を示している。このため前述したように間引
き間隔を一定のスイープ数で決定していた従来方式で
は、１スキャン分の伝送ビデオをメモリに記憶する場
合、第５図（ａ）及び（ｂ）に示したように間引き間隔
の位置が前のスキャンと次のスキャンとでずれるためメ
モリへのビデオの入力制御方式が複雑になるなどの欠点
があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明のレーダービデ
オ高能率符号化伝送装置は、レーダービデオ信号をディ
ジタル回線を介して送信手段から受信手段へ伝送する伝
送装置であって、前記送信手段は、方位制御信号と距離
制御信号とに基づいて全領域を方位方向に均等な角度を
有する小領域に分割し、各小領域に入るレーダースイー
プ数を計測する手段と、前記小領域毎に、前記レーダー
スイープ上のビデオ信号を積分して積分ビデオデータを
出力する手段と、前記小領域毎に、前記積分ビデオデー
タを計測された前記レーダースイープ数で除算し平均化
ビデオデータを出力する手段と、前記平均化ビデオデー
タを、前記方位制御信号から作成した方位制御データと
ともにディジタル回転を介して順次送信する手段とを備
え、前記受信手段は、前記小領域毎の平均化ビデオデー
タを一時的に記憶するとともに前記方位制御データに基
づいて小領域毎に記憶した前記平均化ビデオデータを読
み出して元のレーダースイープ上のビデオ信号を再生す
る手段を備えるものである。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明によるレーダービデオ伝送装置の１
実施例を示すブロック図であり、第６図は、本発明の動
作概念を示す説明図である。

まず、本発明の概要について第６図を参照して説明す
る。

本発明によるレーダービデオ伝送装置は、本図に示す
ように１スキャンの全領域を均等に分割しセクタと呼ぶ
小領域を設定し、送信側における間引き処理や受信側に
おけるビデオ再生処理は全てこのセクタ単位で行う方式
である。すなわち送信側では、各セクタ内に入るスイー
プのビデオを間引きの対象として全てまたはそのうちの
一部を前述のような間引き処理して代表ビデオを作成す
るものである。また受信側では、順次送られる代表ビデ
オを記憶するとともに受信側のスイープに合わせてその
代表ビデオを順次読み出してビデオ再生するものであ
る。なお前述のようにセクタは全方位を均等に分割した
小領域であり、かつまた１スキャン内の総スイープ数は
セクタ総数の整数倍となるとは限らないため同図に示す
ように各セクタ内に入るスイープ数は若干異なる。

次に本発明の１実施例についてその構成と動作原理を
第１図、第６図及び第７図を参照して説明する。

第１図においてアジマスカウンタA5は、レーダーが北
を向いた時に発生され方位の基準パルスとなるARP（ア
ジマスリファレンスパルス）とレーダー方位が所定の角
度変わる度に発生され方位の変化を示すACP（アジマス
チェンジパルス）を外部より受けてレーダーの方位を示
す方位カウント値を出力する。レンジカウンタ６は、レ
ーダースイープの始まりを示すスイープトリガと距離最
小単位を示すクロックとによりレーダーからの距離を示
す距離カウント値を出力する。スイープカウンタ８は、
アジマスカウンタA5からの方位カウント値と外部からの
スイープトリガとから第６図に示すようなセクタ内に入
るスイープ数を各セクタ毎に計測し平均化器７に出力す
る。

入力されたアナログビデオは、外部からのクロックを
距離方向の量子化基準としてA/D変換器１によりディジ
タル信号に変換され加算器２及びメモリ制御器A4を介し
てメモリA3に送られ記憶される。

代表ビデオを作成するためのビデオ積分は、加算器２
とメモリA3との間でビデオの加算と記憶とを繰り返すこ
とにより行われる。第７図はビデオ積分の方法を概念的
に示したものである。同図において各スイープのビデオ
を該当するセクタ番号のメモリ記憶領域に距離区分毎に
記憶し同一セクタ内の次のスイープのビデオが入力され
ると記憶したビデオを読み出して加算し再び該当記憶領
域に入力する。このことをセクタ内で繰り返すことによ
りビデオ積分が実行される。メモリ制御器A4はメモリA3
の記憶領域のうち方位カウンタ５の出力でありセクタ番
号を示す方位カウント値と距離カウンタA6の出力である
距離カウント値とから決定される記憶領域に対してビデ
オ信号を記憶または読み出すための入出力制御機能を有
する。同一セクタ内でのビデオ積分は、アジマスカウン
タ５から方位カウント値が次のセクタ番号に変化するま
で続けられ、その間の積分回数は、スイープカウンタ８
において数えられる。前述のようにセクタ内に入るスイ
ープ数は各セクタ毎に異なるため平均化器７は、同一セ
クタ内に入ったスイープのビデオ積分が完了する都度、
メモリ制御器４から出力される積分ビデオをスイープカ
ウンタ８から出力されるスイープカウント値で除算する
事により平均値が算出されセクタ内の平均化ビデオを出
力する。

以上説明したビデオ積分・平均化は、代表ビデオを作
成するために行うひとつの方法であるが前述のようにセ
クタ内の全スイープでのビデオのうち例えば最後のスイ
ープのビデオを残して他のビデオを間引く方法もある。
この場合は加算器２は不用となり入力されるビデオをメ
モリA3に上書きすれば自然に最後のビデオが残ることに
なる。本発明による伝送装置は何れの方法によってもよ
い。

平均化器７から出力された平均化ビデオは、セクタ内
の代表ビデオとしてデータ作成器９に送られて、アジマ
スカウンタ５から送られ代表ビデオのセクタ番号を示す
方位カウント値とで組み合わされてビデオデータが作成
される。またデータ作成器９は、前出のARPを受けて方
位が北であることを示すノースデータも作成する機能を
有する。これらのビデオデータ及びノースデータは、デ
ィジタル回線インタフェースA10に送られて高速ディジ
タル回線11の伝送規約に合った信号に変換された後、同
回線を介して受信側へ送られる。

受信側では、受信されたビデオデータ及びノースデー
タは、ディジタル回線インタフェースB12により受信側
回路の規約に合ったディジタル信号に変換された後、デ
ータ分離器13に送られる。データ分離器13では、ビデオ
データとノースデータが識別・分離された後、ビデオデ
ータはメモリ制御器B15に送られ、ノースデータはアジ
マスカウンタB16に送られる。またデータ分離器13は、
ビデオデータが受信された時、自動的にスイープトリガ
を発生しレンジカウンタB17へ出力する機能を有する。

アジマスカウンタB16では、ノースデータを受けたな
らばそれをスタート信号として内部のカウンタを駆動し
始め、送信側のアジマスカウンタA5と同じ周期で方位カ
ウント値をメモリ制御器B15へ出力する。同様にレンジ
カウンタB17は、データ分離器13からのスイープトリガ
により送信側のレンジカウンタA6と同じ周期で連続して
距離カウント値をメモリ制御器B15へ出力する。

メモリ制御器B15は、データ分離器13からのビデオデ
ータを受けデータ内のセクタ番号値を調べてメモリB14
上の記憶領域のうちセクタ番号値に該当する記憶領域に
ビデオデータ内の代表ビデオを記憶させる入力制御機能
を有する。またすでに記憶されている代表ビデオのうち
アジマスカウンタB16からの方位カウンタ値とレンジカ
ウンタB17からの距離カウンタ値を受けて該当する記憶
領域の代表ビデオをD/A変換器18へ出力させる出力制御
機能を有する。

こうして受信側では２スキャンに亘り１セクタ置きに
送られてくる代表ビデオをメモリB14に記憶するととも
にメモリB14にすでに記憶されている代表ビデオに対し
て同一セクタ内では同一の代表ビデオが出力されるよう
順次読み出すことにより全方位のビデオを再生すること
ができる。こうして読み出されたディジタルのビデオ
は、D/A変換器18によりアナログ信号に変換され出力さ
れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、レーダービデオ伝送装
置においてレーダー１スキャンの全領域をセクタと呼ば
れる均等な角度を持つ小領域に分割して送信側における
間引き処理や受信側におけるビデオ再生処理をすべてこ
のセクタ単位で行う方式である。このため間引き処理す
る間隔が必ずそのスキャン最後で終了することになり従
来方式のようにスキャン毎にずれて受信側でのビデオ信
号のメモリへの記憶及びメモリからの読み出し・再生制
御が複雑となるような欠点がなく容易に回路構成できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図及
び第３図は一般的なレーダービデオ高能率符号化伝送方
式での時間的な動きを示すタイミング図、第４図及び第
５図は同方式でのレーダースイープ上の動作を示す説明
図、第６図及び第７図は本発明での動作を示す概念図で
ある。 １……A/D変換器、２……加算器、３……メモリＡ、４
……メモリ制御器Ａ、５……アジマスカウンタＡ、６…
…レンジカウンタＡ、７……平均化器、８……スイープ
カウンタ、９……データ作成器、10……ディジタル回線
インタフェースＡ、11……高速ディジタル回線、12……
ディジタル回線インタフェースＢ、13……データ分離
器、14……メモリＢ、15……メモリ制御器Ｂ、16……ア
ジマスカウンタＢ、17……レンジカウンタＢ、18……D/
A変換器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーダービデオ信号をディジタル回線を介
   して送信手段から受信手段へ伝送する伝送装置であっ
   て、 前記送信手段は、 方位制御信号と距離制御信号とに基づいて全領域を方位
   方向に均等な角度を有する小領域に分割し、各小領域に
   入るレーダースイープ数を計測する手段と、 前記小領域毎に、前記レーダースイープ上のビデオ信号
   を積分して積分ビデオデータを出力する手段と、 前記小領域毎に、前記積分ビデオデータを計測された前
   記レーダースイープ数で除算し平均化ビデオデータを出
   力する手段と、 前記平均化ビデオデータを、前記方位制御信号から作成
   した方位制御データとともにディジタル回線を介して順
   次送信する手段とを備え、 前記受信手段は、 前記小領域毎の平均化ビデオデータを一時的に記憶する
   とともに前記方位制御データに基づいて小領域毎に記憶
   した前記平均化ビデオデータを読み出して元のレーダー
   スイープ上のビデオ信号を再生する手段を備えることを
   特徴とするレーダービデオ高能率符号化伝送装置。