JP2597658B2

JP2597658B2 - 目標検出装置

Info

Publication number: JP2597658B2
Application number: JP63160769A
Authority: JP
Inventors: 猛越智
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: JPH0212082A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、例えば航空管制用レーダシステム等に用
いられるモノパルス・レーダの目標検出装置に関する。

（従来の技術）一般に、航空管制用レーダシステム等に用いられるモ
ノパルス・レーダの目標検出装置にあっては、レーダか
ら導かれるレーダトリガ、モノパルスビデオ、方位変化
パルス、方位基準パルス等の信号から目標（例えば航空
機）の距離と方位のデータを検出することを基本機能と
し、特にモノパルス・ビデオ信号を処理して高精度の方
位データを検出する。従来のモノパルス・レーダに用い
られている目標検出装置の一例を第４図に示して以下に
説明する。尚、第４図ではこの発明に係わる方位検出系
についてのみ示してある。

まず、モノパルス・レーダにおいて、レーダ・アンテ
ナのオフボアサイト角θ_Ｏに対する利得、すなわち水平
パターンは第５図（ａ）に示すような特性を有してお
り、和のパターンはオンボアサイト角θ_Ｂで最大、差の
パターンはオンボアサイト角θ_Ｂで最小になる。また、
モノパルス・ビデオ信号の振幅値Ｍは通常アンテナのオ
フボアサイト角θ_Ｏに対して第５図（ｂ）に示すような
特性を有している。第５図（ａ）に示すアンテナの水平
パターンはモノパルス・レーダの受信器で処理され、こ
こで第５図（ｂ）に示すような特性を有するモノパルス
・ビデオ信号が生成されている。

尚、上記の説明において、「オンボアサイト角」と
は、主ビームの方位方向中心の方位基準からの角度をい
う。第６図（ａ）に「オンボアサイト角」の水平面の概
念を示す。「オンボアサイト角」は「オフボアサイト
角」と対比するために使用しており、一般には単に「ボ
アサイト角」と称される。すなわち、「ボアサイト角」
とは、ここではオンボアサイト角と同じ意味で使用して
いる。

「オフボアサイト角」とは、主ビームの方位方向中心
からの角度をいう。第６図（ｂ）に「オフボアサイト
角」の水平面の概念を示す。

このようなモノパルス・レーダに対し、第４図に示す
目標検出装置のアナログ・デジタル変換器１はモノパル
ス・レーダの受信器から導かれるモノパルス・ビデオ信
号（入力端11）をデジタル信号に変換する。

テスト信号発生器２はBITE（Built In Test Equipmen
t）機能として使用するものであり、テスト用ターゲッ
トのモノパルス・ビデオ信号のデジタル信号として一定
のデジタル値（モノパルス・ビデオ信号の振幅中心値）
を発生する。

切換器３はレーダの受信器から導かれるモノパルス・
ビデオ・デジタル信号とテスト用ターゲットのモノパル
ス・ビデオ・デジタル信号のどちらかを選択出力するも
のであり、テスト用ターゲットの発生時にのみテスト信
号発生器２の出力を選択し、それ以外のときにはアナロ
グ・デジタル変換器１の出力を選択する。

ルックアップ・テーブル４は第５図（ｂ）に示すオフ
ボアサイト角θ_Ｏを記憶し、モノパルス・ビデオ信号の
振幅値Ｍをアドレスとしてオフボアサイト角θ_Ｏを読み
出すことができる。

方位計数器５はレーダのアンテナ角度信号発生器から
導かれる方位基準パルス（入力端13）によりリセットさ
れ、同発生器から導かれる方位変化パルス（入力端12）
を計数する。一般に、方位基準パルスはアンテナ１回転
で１個発生され、方位変化パルスはアンテナ１回転でＰ
個発生される。そこで、方位計数器５は計数出力Ｋを θ_Ｂ＝360゜K/P に代入してアンテナのボアサイト角θ_Ｂを求める。

方位検出器６はルックアップ・テーブル４の出力と方
位計数器５の出力から方位データを検出する。ルックア
ップ・テーブル４の出力はモノパルス・ビデオ信号の振
幅値から読み出したオフボアサイト角θ_Ｏであり、方位
計数器５の出力はアンテナのボアサイト角θ_Ｂである。
ターゲット方位θ_Ｔは上記θ_Ｏとθ_Ｂから θ_Ｔ＝θ_Ｂ＋θ_Ｏ …（１）で算出する。

一般に、一つのターゲットに対する受信はＮ回（Ｎは
アンテナ・ビーム幅、アンテナ回転速度及び送信繰返し
周波数により決定する）あるので、より高精度の方位デ
ータθ_Ｔを得るためには、例えばＮ回の受信に対し、そ
れぞれ算出したターゲット方位θ_Ｔを次式により平均す
ればよい。

さて、上述した従来の目標検出装置では、BITEのため
に使用するテスト用ターゲットのモノパルス・ビデオ・
デジタル信号がモノパルス・ビデオ信号の振幅値の中心
値（つまりθ_Ｏ＝０）であるため、Ｎ回受信の平均値を
とった場合のテスト用ターゲットの方位θ_Ｔは、（２）
式よりとなり、テスト用ターゲットとして発生した方位のほぼ
中心を得ることができる。しかしながら、テスト用ター
ゲットの各受信に対するターゲット方位θ_Ｔとしては、
（１）式でθ_Ｏ＝０となるので θ_Ｔ＝θ_Ｂとなり、θ_Ｏの誤差を生ずることになる。

尚、上記の説明において、モノパルス・ビデオ信号の
振幅値は、両極性の振幅を有し、中心値が０となるよう
に生成されるものである。ここで、振幅中心値（値０）
がオンボアサイト角に相当し、オフボアサイト角は０で
ある。このことは第５図（ｂ）示す特性図から明らかで
ある。

また、振幅中心値（値０）のテスト信号を発生するこ
とは、以下のような意味がある。

すなわち、ルックアップ・テーブル４は、モノパルス
・ビデオ信号の振幅値からオフボアサイト角を出力する
ものであり、振幅値が０の場合にはオフボアサイト角と
して０を出力する。但し、この動作は振幅値及びオフボ
アサイト角がたまたま０であるということであり、振幅
値が０以外の場合と全く同様に動作する。したがって、
振幅値が０のテスト信号も０以外のテスト信号と同様に
十分意味がある。言い換えれば、振幅値０の場合は、振
幅値が０のときとオフボアサイト角が正しく０になるこ
とをテストすることになる。

ところで、最近のレーダ・システムでは精密なBITE機
能が不可欠であり、航空管制用レーダシステム等におい
ては方位検出系のBITE機能が特に重要であるが、上述し
たテスト用ターゲットの方位検出誤差の発生がBITE機能
の高精度化に対して大きな障害となっている。

（発明が解決しようとする課題）以上述べたように従来の目標検出装置では、BITE機能
のために使用するテスト用ターゲットのモノパルス・ビ
デオ・デジタル信号がモノパルス・ビデオ信号の振幅値
の中心値（一定値）であるため、テスト用ターゲットの
各受信に対するターゲット方位の検出に誤差を生じ、BI
TE機能の高精度化に大きな障害となるという問題があ
る。

そこでこの発明は上記の欠点を除去すべくなされたも
ので、テスト用ターゲットの各受信に対するターゲット
方位の検出誤差が小さく、BITE機能の高精度化に寄与す
ることのできる目標検出装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するためにこの発明に係る目標検出装
置は、レーダ・アンテナ入力からモノパルス・ビデオ信
号を生成すると共に前記レーダ・アンテナの回転に応じ
て方位基準パルス及び方位変化パルスを発生するモノパ
ルス・レーダに用いられ、このモノパルス・レーダから
導かれるモノパルス・ビデオ信号をデジタル信号に変換
してモノパルス値とするアナログ・デジタル変換器と、
このアナログ・デジタル変換器から出力されるモノパル
ス値をオフボアサイト角に変換するルックアップ・テー
ブルと、前記モノパルス・レーダから導かれる方位基準
パルスによりリセットされ前記モノパルス・レーダから
導かれる方位変化パルスを計数する方位計数器と、前記
ルックアップ・テーブルの出力と前記方位計数器の出力
からターゲットの方位を検出する方位検出器とを有する
ものにおいて、テスト用ターゲットのオフボアサイト角
を発生するオフボアサイト角発生器と、前記ルックアッ
プ・テーブルに対して逆変換機能を有し前記オフボアサ
イト角発生器で発生されるオフボアサイト角をモノパル
ス値に変換するモノパルス値テーブルと、前記テスト用
ターゲットの有無に応じて前記ルックアップ・テーブル
の入力を前記アナログ・デジタル変換器の出力から前記
モノパルス値テーブルの出力に切換える切換器とを具備
して構成される。

（作用）上記構成による目標検出装置では、テスト用ターゲッ
トをオフボアサイト角として発生し、ルックアップ・テ
ーブルに対して逆変換したモノパルス値テーブルで、例
えばテスト用ターゲットのオフボアサイト角をアドレス
としてモノパルス・ビデオ信号の振幅値を読み出すこと
により、テスト用ターゲットのオフボアサイト角をモノ
パルス値に変換し、テスト用ターゲット発生時にアナロ
グ・デジタル変換器の出力に代わってモノパルス値テー
ブルの出力をルックアップ・テーブルに入力する。この
場合、ルックアップ・テーブルとモノパルス値テーブル
とは逆変換関係にあるので、ルックアップ・テーブルか
ら出力されるオフボアサイト角はテスト用ターゲットの
オフボアサイト角と一致する。このため、方位検出器で
はテスト用ターゲットの各受信に対するターゲット方位
に誤差を生ずることなく、高精度の方位データを検出す
ることができる。

（実施例）以下、第１図乃至第３図を参照してこの発明の一実施
例を説明する。

第１図は第４図に示した目標検出装置の方位検出系に
この発明を適用した場合の構成を示すものである。第１
図において、テスト信号発生器20はこの発明の特徴とす
る部分であり、オフボアサイト角発生器21とモノパルス
値テーブル22で構成される。他の部分は第４図と同一で
あるので第４図と同一符号を付して示し、その説明を省
略する。

上記オフボアサイト角発生器21は、第２図に示すよう
に、計数器211、1/2倍器212、減算器213で構成され、前
記レーダのアンテナ角度信号発生器で発生される方位変
化パルス、目標検出装置の別の場所で生成されるアジマ
ス・ゲート及びビーム幅データＷを入力する。アジマス
・ゲートはテスト用ターゲットの方位方向の幅を示すビ
ーム幅Ｗ（単位は方位変化パルスの１周期に対応）を規
定する信号である。第３図（ａ）に方位変化パルスを示
し、同図（ｂ）にアジマス・ゲート及びビーム幅Ｗを示
す。

計数器211は、第３図（ｃ）に示すように、アジマス
・ゲート（入力端14）が“1"のときに方位変化パルス
（入力端12）を計数し、アジマス・ゲートが“0"のとき
に計数値をクリアする。1/2倍器212はビーム幅Ｗを1/2
倍する。減算器213は1/2倍器212の出力Ｂから計数器211
の出力Ａを減算し、第３図（ｄ）に示すようなテスト用
ターゲットのオフボアサイト角を得る。

モノパルス値テーブル22はルックアップ・テーブル４
を逆変換したテーブルであり、オフボアサイト角をアド
レスとしてモノパルス値（モノパルス・ビデオ信号の振
幅値）を出力する。モノパルス値テーブル22の入力は上
述したオフボアサイト角発生器21の出力、つまりテスト
用ターゲットのオフボアサイト角としているので、モノ
パルス値テーブル22はテスト用ターゲットのモノパルス
・ビデオ信号の振幅値を出力することになる。

すなわち上記構成では、モノパルス値テーブル22の出
力が切換器３を経由してルックアップ・テーブル４に導
かれると、ルックアップ・テーブル４は入力（モノパル
ス・ビデオ信号の振幅値）をアドレスとしてオフボアサ
イト角を読出し出力するが、モノパルス値テーブル22が
ルックアップ・テーブル４を逆変換したものであるの
で、ルックアップ・テーブル４の出力（オフボアサイト
角）はオフボアサイト角発生器21の出力（オフボアサイ
ト角）と一致する。このため、方位検出器６ではテスト
用ターゲットの各受信に対するターゲット方位に誤差を
生ずることなく、高精度の方位データを検出することが
できる。

したがって、上記構成による目標検出装置は、ルック
アップ・テーブルから出力されるオフボアサイト角をテ
スト用ターゲットのオフボアサイト角に一致させること
ができるので、テスト用ターゲットの方位検出精度を高
めることができ、これによって精密なBITE機能を持たす
ことができ、航空管制用レーダ・システム等に極めて好
適なものとなる。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、テスト用ターゲット
の各受信に対するターゲット方位の検出誤差が小さく、
BITE機能の高精度化に寄与することのできる目標検出装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る目標検出装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は同実施例のオフボアサイト角発生
器の構成を示すブロック図、第３図は第２図のオフボア
サイト角発生器の動作を説明するためのタイミング図、
第４図は従来の目標検出装置の構成を示すブロック図、
第５図はこの発明が適用されるモノパルス・レーダの動
作を説明するための波形図、第６図は水平面におけるボ
アサイト角、オフボアサイト角の概念を示す主ビームの
パターン図である。１……アナログ・デジタル変換器、２……テスト信号発
生器、３……切換器、４……ルックアップ・テーブル、
５……方位計数器、６……方位検出器、20……テスト信
号発生器、21……オフボアサイト角発生器、211……計
数器、212……1/2倍器、213……減算器、22……モノパ
ルス値テーブル。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーダ・アンテナ入力からモノパルス・ビ
デオ信号を生成すると共に前記レーダ・アンテナの回転
に応じて方位基準パルス及び方位変化パルスを発生する
モノパルス・レーダに用いられ、このモノパルス・レー
ダから導かれるモノパルス・ビデオ信号をデジタル信号
に変換してモノパルス値とするアナログ・デジタル変換
器と、このアナログ・デジタル変換器から出力されるモ
ノパルス値をオフボアサイト角に変換するルックアップ
・テーブルと、前記モノパルス・レーダから導かれる方
位基準パルスによりリセットされ前記モノパルス・レー
ダから導かれる方位変化パルスを計数する方位計数器
と、前記ルックアップ・テーブルの出力と前記方位計数
器の出力からターゲットの方位を検出する方位検出器と
を有する目標検出装置において、テスト用ターゲットの
オフボアサイト角を発生するオフボアサイト角発生器
と、前記ルックアップ・テーブルに対して逆変換機能を
有し前記オフボアサイト角発生器で発生されるオフボア
サイト角をモノパルス値に変換するモノパルス値テーブ
ルと、前記テスト用ターゲットの有無に応じて前記ルッ
クアップ・テーブルの入力を前記アナログ・デジタル変
換器の出力から前記モノパルス値テーブルの出力に切換
える切換器とを具備する目標検出装置。