JP2606656B2 - レーダ空中線送信パターン測定方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーダ空中線送信パター
ン測定方式に関し、特に送信パターンを測定するレーダ
装置の被測定空中線の送出する送信波を遠隔地に配備し
た標準アンテナで受信し、遠隔制御によりレーダ空中線
の送信パターンを測定するレーダ空中線送信パターン測
定方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーダ空中線送信パターン測定方
式は、図３に示すように、送信パターンを測定すべき被
測定空中線２から放射した送信波２４を受信する標準ア
ンテナとしての標準ホーン３と、固定周波数で掃引し一
掃引ごとのデータホールド機能を有するスペクトルアナ
ライザ２５と、スペクトルアナライザ２５を遠隔制御
し、かつデータ収集及び制御指令をＧＰＩＢ（Ｇｅｎｅ
ｒａｌ ＰｕｒｐｏｓｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ Ｂｕｓ）
３０ａ，ｂを介して行なう計算機２６と、ＧＰＩＢ３
ａ，ｂを介して遠隔地の標準ホーン３に遠隔制御のため
の指令を送出し、また取得データを伝送するためのデー
タ変換器２７および２８と、光ケーブル２９とを備え
る。

【０００３】次に、この従来のレーダ空中線送信パター
ン測定方式の動作について数値例で説明する。例えば、
運用回転数が４．８ｒｐｍの被測定空中線２と、一掃引
時間が１２．５秒に設定されたディスプレイのＸ方向が
１０目盛の表示内容を有するスペクトルアナライザ２５
とで送信パターンを取得しようとした場合を考えてみ
る。回転しながら送信している被測定空中線２のスペク
トルアナライザ２５の掃引時間１２．５秒間における移
動回転角度は（３６０°×４．８ｒｐｍ／６０秒）×１
２．５秒＝３６０°となる。

【０００４】図４に示すスペクトルアサライザ２５の表
示画面３０における一目盛の角度θは、次の（１）式で
示される。

【０００５】θ＝（６×Ｒ×Ｓ）／Ｍ …（１） （１）式において、Ｍはスペクトルアナライザ２５の表
示におけるＸ軸方向（水平方向）の目盛数、Ｒは被測定
空中線２の回転数（ｒｐｍ）、またＳは一掃引時間
（秒）である。この（１）式による上述した数値例での
θは３６度となり、一目盛３６度で量子化される。今、
スペクトルアナライザ２５が受信用の標準ホーン３によ
って回転運用する被測定空中線２の送信波２４を連続的
に受信している時、掃引開始命令を任意のタイミングで
スペクトルアナライザ２５に与えると、スペクトルアナ
ライザ２５は掃引時間１２．５秒の間にディスプレイ上
に時時刻刻と受信強度を左端から右端へ図４に示す如く
表示する。スペクトルアナライザ２５の掃引時間は１
２．５秒であり、これは被測定空中線２の一回転の時間
でもあるので図４の表示画面３０に示される表示内容は
被測定空中線２の一回転の指向特性であり、表示画面１
０において１目盛３６°で量子化した相対角度のみが判
別可能な送信パターンとなる。また、計算機２６は、遠
方に配置したスペクトルアナライザ２５に対して、掃引
時間を取得したい角度範囲にわたって計算、制御し、受
信結果をＧＰＩＢ３０ａ，ｂを通して収集、処理するこ
とをデータ変換器２７，２８と光ケーブル２９とを利用
して行なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の空中線
送信パターン測定方式では、測定開始点（掃引開始点）
の空中線方位角を得る手段がない為、得られた送信パタ
ーンからはビームの方位角を直接測定することができな
い。

【０００７】また、得られる送信パターンの表示におけ
る一目盛の量子角度は、（１）式で示されるように、精
度がＲ被測定空中線２の回転数とＳ（スペクトルアナラ
イザ１の一掃引時間）との動作精度と測定精度の複合要
因を持つ為きわめて悪いものになる。

【０００８】さらに、被測定空中線２の遠方界での指向
特性を得るために被測定空中線２と受信側の標準ホーン
３との測定距離を充分にとる必要がある場合、データ変
換器２７，２８と光ケーブル２９による遠隔伝送システ
ムを確保しなければならないが、通常の運用レーダサイ
トの地理的条件を考慮すると光ケーブルの布設は困難な
場合が多く、たとえ設置が可能であるとしても測定地の
変更は容易には行なえないといったさまざまな問題点が
あった。

【０００９】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
取得した送信パターンからレーダ送信波の方位角を求め
ることができ、角度分解能を大幅に向上させ、かつレー
ダサイトの地理的条件に関せず設置と移動の容易なレー
ダ空中線送信パターン測定方式を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の方式は、所定の
回転数で旋回するレーダ空中線から送出される送信波を
標準のアンテナで受信して前記レーダ空中線の送信パタ
ーンを測定するレーダ空中線送信パターン測定方式にお
いて、前記レーダ空中線の方位角情報をディジタル角度
信号で入力し所要の送信パターン測定期間にわたって前
記レーダ空中線の走査角に対応した走査角パルス列を前
記送信パターンの測定に必要な角度分解能を確保して発
生する走査角パルス列発生手段と、前記送信波を励振し
かつ前記走査角パルス列とは非同期な励振パルス列と前
記走査角パルス列とを入力し前記走査角パルス列の同一
パルス間隔内に存在しかつ先行する少なくとも一つの前
記励振パルス列の含む励振パルスを前記走査角パルス列
と関係づけて指定しこれを前記走査角パルス列との同期
を確保した前記送信パターン取得における時間基準のサ
ンプリングトリガとして出力するサンプリングトリガ発
生手段と、前記サンプリングトリガのタイミングで前記
送信波を遠方界で受信して得られる送信パターンデータ
をＧＰＩＢデータとして出力する受信手段と、前記受信
手段に対する前記サンプリングトリガの送信と前記受信
手段による送信パターンのＧＰＩＢデータの受信とを行
なう無線伝送手段と、前記送信パターンデータと前記レ
ーダ空中線からの走査角情報とにもとづいて前記送信パ
ターンを作成するとともに前記受信手段の動作を遠隔制
御する送信パターン作成手段とを備える。

【００１１】また本発明の方式は、前記無線伝送手段
が、前記サンプリングトリガを前記サンプリングトリガ
発生手段から前記受信手段へ片方向伝送により送信し、
かつ前記ＧＰＩＢデータの前記送信パターンへの送出な
らびに前記受信手段の動作の遠隔制御の指令は双方向伝
送により送受信する構成を有する。

【００１２】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の構成図である。本実施例
は、送信パターンを測定すべき被測定空中線２と、被測
定空中線２の送信波２４を遠方界で受信する標準ホーン
３と、被測定空中線２の方位角情報を量子化したディジ
タル角度信号４として入力し、所要の送信パターン測定
期間の角度変化に対応した走査角パルス列６を出力する
走査角パルス列発生器５と、送信部１８と、走査角パル
ス列発生器５からの走査角パルス列６および送信部１８
から送出され走査角パルス列６とは非同期の送信用の励
振パルス列７とを入力し、走査角パルス列６と励振パル
ス列７との同期を確保して送信パターンデータと被測定
空中線２の方位角情報とを整合するサンプリングトリガ
９を出力するサンプリングトリガ発生器８と、サンプリ
ングトリガ９のタイミングで送信波２４を受信しＧＰＩ
Ｂデータ１７として出力するＡ／Ｄ変換型の受信機１
と、受信機１に対するサンプリングトリガ９の送信およ
び遠隔制御指令とＧＰＩＢデータ１７の送受信を行う無
線伝送システム１０と、無線伝送に必要なサンプリング
トリガ９のレベル変換を行なう一対のレベル変換器
（Ａ）１１および（Ｂ）１２と、無線伝送に必要な遠隔
制御指令及びＧＰＩＢデータ１７のデータ変換を行なう
一対のデータ変換器（Ａ）１３および（Ｂ）１４と、受
信機１からの送信パターンデータと被測定空中線２から
の走査角（方位角）情報を入力し送信パターンを作成、
記録しかつ表示するとともに受信系に対する遠隔制御指
令を送出する計算機１５とを備える。

【００１３】また、無線伝送システム１０は、サンプリ
ングトリガ９伝送用の一対の送信用の片方向（ＴＸ）伝
送装置２０および受信用の片方向（ＲＸ）伝送装置２１
と、ＧＰＩＢデータ送受信用の一対の双方向伝送装置２
２および２３を有する。

【００１４】これら構成要素中、被測定空中線２と走査
角パルス列発生器５とが走査角パルス列発生手段を構成
し、送信部１８、サンプリングトリガ発生器８およびレ
ベル変換器（Ａ）１１がサンプリングトリガ発生手段を
構成し、標準ホーン３、同軸ケーブル２５、受信機１、
レベル変換器（Ｂ）１２およびデータ変換器（Ｂ）１４
が受信手段を構成し、無線伝送システム１０が無線伝送
手段を構成し、データ変換器（Ａ）１３と計算機１５と
が送信パターン作成手段を構成する。

【００１５】次に、本実施例の動作について説明する。
回転運用する被測定空中線２の出力するディジタル角度
信号４を走査角パルス列発生器５に入力する。走査角パ
ルス列発生器５は、ディジタル角度信号４を量子化して
いる複数のビットからパターン測定に必要な角度分解能
を有するビットを選択し、さらにディジタル角度信号４
を監視して所要測定角度範囲の間、前述した選択ビット
の立上りおよび立下りに同期した幅１０μ／ｓ程度の走
査角パルス列６を出力する。

【００１６】次に、走査角パルス列６と、送信部１８か
ら出力され空中線２を経て送信される送信波２４に同期
している励振パルス列７とをサンプリングトリガ発生器
８に入力する。

【００１７】サンプリングトリガ発生器８は、互いに非
同期の走査角パルス列６と励振パルス列７とを利用し、
走査角パルス列６を基準としてパルス列７の相関を確保
し、走査角パルス６の同一パルス間隔内において指定し
た特定数の励振パルスを走査角パルス列６に関係づけた
サンプリングトリガ９として励振パルス同期で出力す
る。

【００１８】サンプリングトリガ９は、レベル変換器
（Ａ）１１に入力される。レベル変換器（Ａ）１１は、
無線伝送システム１０の片方向（ＴＸ）伝送装置２０へ
サンプリングトリガ９を電圧変換して入力する。片方向
（ＴＸ）伝送装置２０は、遠隔地の片方向（ＲＸ）伝送
装置２１へサンプリングトリガ９を高周波で送信する。
片方向（ＲＸ）伝送装置２１は、受信したサンプリング
トリガを電気信号でレベル変換器（Ｂ）１２へ送出す
る。レベル変換器（Ｂ）１２は、受信機１の外部サンプ
リングトリガ入力の仕様に適合する電圧に変換して受信
機１へサンプリングトリガ１６を送出する。

【００１９】一方、被測定空中線２は、送信信号１９を
受けて空間に送信波２４を放射する。放射された送信波
２４は、遠隔地の標準ホーン３と同軸ケーブル２５を経
て受信機１へ入力される。受信機１は、サンプリングト
リガ１６をレベル変換器（Ｂ）１２から受け取ったタイ
ミングよりもあらかじめ設定した時間遅延後に現在受信
しているパルス送信波２４の電界振幅を測定し、測定結
果をＧＰＩＢデータ１７としてデータ変換器（Ｂ）１４
へ送る。データ変換器（Ｂ）１４は、無線伝送システム
１０の双方向伝送装置２３へＧＰＩＢデータをシリアル
データに変換し、さらに電圧変換してＧＰＩＢシリアル
データ１４１として送出する。双方向伝送装置２３は受
け取ったＧＰＩＢシリアルデータ１４１をレーダサイト
側の双方向伝送装置２２へ高周波で送信する。双方向伝
送装置２２は、受信したＧＰＩＢシリアルデータ１４１
をデータ変換器（Ａ）１３へ電気信号で送出する。デー
タ変換器（Ａ）１３は受け取ったＧＰＩＢシリアルデー
タ１４１をＧＰＩＢ標準フォーマット２６に変換して計
算機１５へ送出する。

【００２０】計算機１５は、受取ったＧＰＩＢデータ２
６を受取った順でメモリへ記録し、さらに測定終了を受
け取ったＧＰＩＢのデータ数（即ち受信データ数）で判
断する。次に計算機１５は、測定終了後、結果をディス
プレイ装置もしくはＸＹプロッタにＸ軸を角度、Ｙ軸受
信データとしてグラフ表示する。

【００２１】図２は、本実施例のサンプリングトリガ生
成を説明するためのタイミングチャートである。

【００２２】図２に示した例は、図１における被測定空
中線２から送出する角度信号４を量子化する複数のビッ
トを１２ビットとし、パターン測定に必要な角度分解能
を有する量子化ビットを１１ＳＢ（量子化量０．１７６
°）とし、測定開始角度を０°、終了角度を１８０°と
している。これを図２（ａ）に示す。図２（ｂ）の走査
角パルス列６は、図２（ａ）の０．１７６°の量子化ビ
ットθ１１ＳＢの立上りおよび立下りに同期している。
図２（ｃ）の励振パルス列７は、図２（ｂ）の走査角パ
ルス列６に同期していない。これら非同期の二つのパル
ス列を図１のサンプリングトリガ発生器８において相関
を確保させ、この図２の例では先に相関性を確保した点
線で囲む二つの励振パルスを図２（ｄ）のサンプリング
トリガ９として走査角パルス列６のパルス間隔内で２つ
だけ指定して出力している。これにより発生した図２
（ｆ）に拡大して示すサンプリングトリガ９で被測定空
中線２の回転走査角度信号が０°〜０．１７６°に変化
する時間内に被測定空中線２から放射された図２（ｅ）
の走査角パルス列６のパルス間隔内で相関性を確保した
図２（ｇ）の送信波２４の４つの内の先の２つだけ受信
機１において図２（ｈ）の計測タイミングで測定し、Ｇ
ＰＩＢを通し、図２（ｉ）のデータ転送タイミングで送
出する。この図２の例で得られるデータは、測定開始角
度０°を基準に２つおきに角度信号が０．１７６°（正
確には３６０°／２¹¹）ずつ増加する角度情報を有する
パターンデータとすることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、レーダ空
中線送信パターン測定方式において、被測定空中線の指
向方位を示す空中線角度信号と非同期の送信波を、空中
線角度信号と相関関係にある送信波のみ受信するサンプ
リングトリガを発生させて受信することにより、被測定
空中線から見た絶対ビーム角度を検出することができ、
かつ空中線の角度情報にもとづいてサンプリングする為
角度分解能力も向上する効果がある。

【００２４】また、サンプリングトリガの伝送や受信デ
ータの伝送を行う無線伝送システムを備えることにより
レーダ装置の配備条件に左右されず設置が容易で、更に
測定サイトの移動も容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】図１のサンプリングトリガ生成を説明するため
のタイミングチャートである。

【図３】従来の空中線送信パターン測定方式を示す構成
図である。

【図４】空中線送信パターンの表示例を示す図である。

【符号の説明】

１ 受信機 ２ 被測定空中線 ３ 標準ホーン ５ 走査角パルス列発生器 ８ サンプリングトリガ発生器 １０ 無線伝送システム １１ レベル変換器（Ａ） １２ レベル変換器（Ｂ） １３ データ変換器（Ａ） １４ データ変換器（Ｂ） １５ 計算器 １８ 送信部 ２０ 片方向（ＴＸ）伝送装置 ２１ 片方向（ＲＸ）伝送装置 ２２ 双方向伝送装置（Ａ） ２３ 双方向伝送装置（Ｂ）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の回転数で旋回するレーダ空中線か
   ら送出される送信波を標準のアンテナで受信して前記レ
   ーダ空中線の送信パターンを測定するレーダ空中線送信
   パターン測定方式において、前記レーダ空中線の方位角
   情報をディジタル角度信号で入力し所要の送信パターン
   測定期間にわたって前記レーダ空中線の走査角に対応し
   た走査角パルス列を前記送信パターンの測定に必要な角
   度分解能を確保して発生する走査角パルス列発生手段
   と、前記送信波を励振しかつ前記走査角パルス列とは非
   同期な励振パルス列と前記走査角パルス列とを入力し前
   記走査角パルス列の同一パルス間隔内に存在しかつ先行
   する少なくとも一つの前記励振パルス列の含む励振パル
   スを前記走査角パルス列と関係づけて指定しこれを前記
   走査角パルス列との同期を確保した前記送信パターン取
   得における時間基準のサンプリングトリガとして出力す
   るサンプリングトリガ発生手段と、前記サンプリングト
   リガのタイミングで前記送信波を遠方界で受信して得ら
   れる送信パターンデータをＧＰＩＢデータとして出力す
   る受信手段と、前記受信手段に対する前記サンプリング
   トリガの送信と前記受信手段による送信パターンのＧＰ
   ＩＢデータの受信とを行なう無線伝送手段と、前記送信
   パターンデータと前記レーダ空中線からの走査角情報と
   にもとづいて前記送信パターンを作成するとともに前記
   受信手段の動作を遠隔制御する送信パターン作成手段と
   を備えることを特徴とするレーダ空中線送信パターン測
   定方式。
2. 【請求項２】 前記無線伝送手段が、前記サンプリング
   トリガを前記サンプリングトリガ発生手段から前記受信
   手段へ片方向伝送により送信し、かつ前記ＧＰＩＢデー
   タの前記送信パターンへの送出ならびに前記受信手段の
   動作の遠隔制御の指令は双方向伝送により送受信するこ
   とを特徴とする請求項１記載のレーダ空中線送信パター
   ン測定方式。