JP2618097B2 - パルスレーダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パルス状電波を送受
信して物標の探査を行うパルスレーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】パルス状の電波を発射し、その電波が帰
来するまでの時間によって物標までの距離を測定するパ
ルスレーダにおいて、その送信部は一般に高圧電源回
路、送信パルス発生回路およびマグネトロンから構成さ
れている。送信パルス発生回路は、トリガ信号を受けて
一定パルス幅でパルストランスを駆動するもので、従来
よりＬＣ回路によるパルス成形回路、ハードチューブま
たはＦＥＴなどが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の送信
パルス発生回路は、本来立上り，立下りの急峻な一定パ
ルス幅の送信パルスを発生させる場合に適している。一
定パルス幅のパルス状電波を送受波して物標探知を行え
ば、受信信号強度に係わらず受信パルス幅は一定とな
る。

【０００４】ところが、例えば受信信号の強度に応じて
必要な信号のみ選択する場合には、受信信号を複数ビッ
トのディジタルデータに変換し、その値によって受信信
号レベルを判定しなければならず、例えばアナログ信号
処理によって不要信号の識別を容易にすることはできな
かった。また、従来の送信パルス発生回路では、立上
り，立下りの緩い、任意波形の送信パルスを作成するこ
とは出来なかった。

【０００５】一方、立ち上がりおよび立ち下がりの緩や
かなエンベロープを有する電波を送信するレーダとし
て、特開昭５７−６７８６８号公報および特開昭６３−
１８４４１３号公報が開示されている。しかし、前者の
レーダでは、ＲＦ信号発生器の発生した連続するＲＦ信
号を増幅するとともに、立ち上がりと立ち下がりの緩や
かな波形によりそれを電力変調するものであり、任意の
エンベロープを有するパルス状電波を送信させることは
できない。また、後者のレーダでは連続したＲＦ信号を
発生する信号発生器の信号を、それぞれ位相の異なる変
調ゲート信号によりパルス変調し、それぞれ電力増幅
し、それらを電力合成することによって送信信号を得る
ようにしたものであるため、それぞれの回路が電力信号
を扱うことになって、全体の回路構成が複雑で規模の大
きなものになるという問題があった。この発明の目的
は、送信部の回路を複雑化せずに、立ち上りまたは立ち
下りの緩やかな任意のエンベロープを有するパルス状電
波を送信可能とし、物標からの帰来波を受信する際、目
的信号と不要信号の識別等を容易に行うことのできるパ
ルスレーダを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のパルスレーダ
は、供給電流に応じて、送信される電波の電力が変化す
るマグネトロンと該マグネトロンを駆動するパルストラ
ンスと、基準トリガ信号を受けてそれぞれタイミングの
異なる複数の制御トリガ信号を発生するタイミング制御
回路と、各制御トリガ信号を受けて、最後に現れる制御
トリガ信号の発生タイミングより後まで持続する矩形波
信号をそれぞれ発生する複数の制御パルス発生回路と、
各制御パルス発生回路の出力信号により前記パルストラ
ンスを駆動する複数の駆動回路とを備えて、立ち上がり
または立ち下がりの緩やかなエンベロープを有するパル
ス状電波を送信する送信部と、前記パルス状電波の帰来
波を受信し、検波して受信信号を得る受信回路と、この
受信信号を一定のレベルでスライスして、二値化信号を
得る二値化手段とを備えた受信部、とからなる。

【０００７】

【作用】この発明のパルスレーダでは、送信部における
タイミング制御回路が基準トリガ信号を受けてそれぞれ
タイミングの異なる複数の制御トリガ信号を発生し、制
御パルス発生回路が各制御トリガ信号を受けてそれぞれ
矩形波信号を発生する。またそれぞれの駆動回路は各制
御パルス発生回路の出力信号によってパルストランスを
駆動する。上記制御パルス発生回路の出力する矩形波信
号は最も後に現れる制御トリガ信号の発生タイミングよ
りさらに後まで持続するものであるため、その制御パル
ス発生回路から同時に矩形波信号が発生されていると
き、対応する駆動回路は同時にパルストランスを駆動す
ることになる。このパルストランスを同時に駆動する駆
動回路の数によってマグネトロンへの供給電流が変化
し、それに応じて出力される電波の送信電力が変化す
る。これにより、立ち上りまたは立ち下りの緩やかな任
意のエンベロープを有するパルス状電波が送信可能とな
る。

【０００８】従ってタイミング制御回路が発生する複数
の制御トリガ信号のタイミングのずれと、複数の制御パ
ルス発生回路が発生する各矩形波信号の持続時間との関
係によってパルストランスに対する駆動信号の波形が定
まり、マグネトロンへの供給電流の波形が定まって、立
ち上がりまたは立ち下がりの緩やかな任意のエンベロー
プを有するパルス状電波が送信される。また、受信部に
おける受信回路は受信信号を一定のレベルでスライスす
ることによって二値化信号を得る。上記送信パルスは立
ち上がりまたは立ち下がりの緩やかなエンベロープを有
するため、受信信号の強度が高い程、二値化信号の幅は
広くなり、逆に受信信号の強度が低い程、二値化信号の
幅は狭くなる。従って、この二値化信号の幅によって、
受信信号の強度を判定することができ、受信信号強度に
応じて目的信号と不要信号の識別を容易に行うことがで
きる。例えば上記二値化信号を映像表示した際、表示さ
れたレーダ映像の距離方向の幅によって受信信号強度を
把握することができる。

【０００９】

【実施例】この発明の実施例に係るパルスレーダの送信
部の構成をブロック図として図１に示す。図１において
１００は送信パルス発生回路である。送信部は基準トリ
ガ信号発生回路１、送信パルス発生回路１００、パルス
トランスなどの負荷５、およびマグネトロンなどの送信
回路６から構成される。基準トリガ信号発生回路１は送
信パルス発生回路１００に対し基準トリガ信号を与え
る。送信パルス発生回路１００は基準トリガ信号に同期
して予め定められたパルス波形信号で負荷５を駆動す
る。これにより送信回路６は負荷５を介して電流供給を
受け所定波形のパルス状電波を送信する。

【００１０】図１において送信パルス発生回路１００の
構成および動作は次の通りである。

【００１１】タイミング制御回路２は基準トリガ信号発
生回路１から基準トリガ信号ａを受けてそれぞれタイミ
ングの異なる複数の制御トリガ信号ｂ１，ｂ２・・・ｂ
５を発生する。このタイミング制御回路２は、アナログ
回路であれば、基準トリガ信号ａにトリガされてそれぞ
れ予め定められた時間持続するワンショット回路と、各
ワンショット回路の立下り時に制御トリガ信号を発生す
る回路とによって構成することができる。またディジタ
ル回路であれば、クロック信号発生回路と、クロック信
号をカウントして一定時間経過後に制御トリガ信号を発
生するカウンタとにより構成することもできる。制御パ
ルス発生回路３１，３２・・・３５は制御トリガ信号を
受けて、それぞれ予め定められた一定時間の矩形波信号
を制御パルスｃ１，ｃ２・・・ｃ５として発生する。こ
れらの制御パルス発生回路はアナログ回路であればワン
ショット回路により構成することができ、またディジタ
ル回路であればクロック信号を一定時間カウントするカ
ウンタにより構成することができる。駆動回路４１，４
２・・・・４５は発生された各制御パルスｃ１，ｃ２・
・・ｃ５によって負荷５を駆動する。負荷５が例えばパ
ルストランスである場合、駆動回路４１，４２・・・・
４５はパルストランスの一次側をそれぞれ定電流駆動す
る。従ってパルストランスは駆動回路４１〜４５のうち
同時に動作する駆動回路により重畳駆動される。

【００１２】次に、図１に示した各部の波形を図２に示
す。図のように基準トリガ信号ａが発生されてからそれ
ぞれタイミングの異なる複数の制御トリガ信号ｂ１〜ｂ
５が発生される。この例では制御トリガ信号ｂ１は基準
トリガ信号ａと同一タイミングに発生する。図１に示し
た制御パルス発生回路３１は制御トリガ信号ｂ１の立上
りから一定時間Ｔ１だけ持続する矩形波信号ｃ１を制御
パルスとして発生する。制御パルス発生回路３２は制御
トリガ信号ｂ２から一定時間Ｔ２持続する制御パルスｃ
２を発生し、同様にして制御パルス発生回路３５は制御
トリガ信号ｂ５から一定時間Ｔ５持続する制御パルスｃ
５を発生する。同図に示すように制御パルスｃ１〜ｃ５
の立下りタイミングは何れも、最後に現れる制御トリガ
信号ｂ５より後まで持続し、またこの例では各制御パル
スが制御パルスｃ５を中心として時間軸上で対称となる
ように制御トリガ信号ｂ１〜ｂ５の発生タイミングと制
御パルスｃ１〜ｃ５の持続時間を定めている。この信号
により時刻ｔ１からｔ５まで負荷駆動電流が順次上昇
し、ｔ５からｔ９まで負荷駆動電流が順次減少してい
く。その結果、送信回路（マグネトロン）の供給電流
は、ｅに示すように略三角波で変化し、図３に示すよう
にエンベロープ変化するパルス状電波が送信される。

【００１３】次に、パルスレーダの受信部の構成例およ
び波形図を図４および図５に示す。

【００１４】図４においてミキサ回路１０は局部発振回
路１１の信号とアンテナ受信信号を混合して中間周波信
号を作成し、中間周波増幅回路１２はゲイン調整回路１
３に応じた利得で増幅し、検波回路１４はこれを検波し
て映像信号を出力する。同図において１５はコンパレー
タであり、基準電圧Ｖｒを基準にして検波回路１４の出
力信号ｖを二値化する。

【００１５】図５は図４に示したコンパレータ１５の入
出力信号の波形である。受信信号強度の高いエコーＳ１
は幅の広い信号として得られるのに対し、受信信号強度
の低いエコーＳ２は幅の短い信号となる。

【００１６】次に第２の実施例に係る送信パルス発生回
路の動作について述べる。図６は回路各部の波形であ
る。なお回路構成は図１に示したものと同様である。第
１の実施例と異なる点は、制御パルス発生回路３１，３
２・・・３５の動作である。制御パルス発生回路３１は
図６に示すように制御トリガ信号ｂ１の立上りから一定
時間Ｔ持続する制御パルスｃ１を発生し、制御パルス発
生回路３２は制御トリガ信号ｂ２の立上りから一定時間
Ｔ持続する制御パルスｃ２を発生する。同様に制御パル
ス発生回路３５は制御トリガ信号ｂ５の立上りから一定
時間Ｔ持続する制御パルスｃ５を発生する。このように
各制御パルスｃ１〜ｃ５の持続時間Ｔはすべて一定であ
り、最初に発生した制御パルスｃ１は最後に発生した制
御トリガ信号ｂ５の立上りより後まで持続する。このよ
うに構成したことにより、時刻ｔ１からｔ５までは負荷
（パルストランス）の駆動電流が順次増大し、時刻ｔ５
からｔ９の間にその駆動電流が順次減少する。従って第
１の実施例と同様に図３に示すようなパルス状電波が送
信される。

【００１７】この第２の実施例によれば、各制御パルス
ｃ１〜ｃ５により負荷を駆動する駆動回路の電力損失が
等しいため、駆動回路を構成する各素子の定格容量を有
効に利用することができる。

【００１８】なお、第１・第２の実施例では駆動回路４
１〜４５が負荷５に対しそれぞれ等しく定電流を供給す
るようにしたが、各駆動回路にそれぞれ重みを付けて重
みに応じて負荷を駆動するように構成してもよい。

【００１９】

【発明の効果】この発明によれば、連続したＲＦ信号を
電力変調する際にそのエンベロープを成形するのではな
く、また連続したＲＦ信号をパルス変調して電力増幅の
後電力合成するのではなく、送信信号を発生するマグネ
トロンを駆動するパルストランスに対する駆動信号を、
立ち上がりまたは立ち下がりの緩やかな信号により駆動
するようにしたため、即ち、ＲＦ信号に対する分配また
は合成を行わないため、全体の回路構成が複雑化せず、
多数の電力増幅回路や電力合成回路も不要であるため低
コストに実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るパルスレーダの送信部のブロック
図である。

【図２】第１の実施例に係る送信パルス発生回路各部の
波形図である。

【図３】実施例により得られる送信電波の例を示す図で
ある。

【図４】受信部の主要部の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】図４における各部の波形図である。

【図６】第２の実施例に係る送信パルス発生回路各部の
波形図である。

【符号の説明】

１５ コンパレータ １００ 送信パルス発生回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−67868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−184413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−39806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−128517（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−170079（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−85383（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給電力に応じて、送信される電波の電
   力が変化するマグネトロンと該マグネトロンを駆動する
   パルストランスと、基準トリガ信号を受けてそれぞれタ
   イミングの異なる複数の制御トリガ信号を発生するタイ
   ミング制御回路と、各制御トリガ信号を受けて、最後に
   現れる制御トリガ信号の発生タイミングより後まで持続
   する矩形波信号をそれぞれ発生する複数の制御パルス発
   生回路と、各制御パルス発生回路の出力信号により前記
   パルストランスを駆動する複数の駆動回路とを備えて、
   立ち上がりまたは立ち下がりの緩やかなエンベロープを
   有するパルス状電波を送信する送信部と、 前記パルス状電波の帰来波を受信し、検波して受信信号
   を得る受信回路と、この受信信号を一定のレベルでスラ
   イスして、二値化信号を得る二値化手段とを備えた受信
   部、 とからなるパルスレーダ。