JP2640469B2 - 直接拡散スペクトル形レーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スペクトル拡散通信技術の分野に関し、よ
り詳細には、何等かの信号によりスペクトル拡散信号と
して広帯域化（拡散）して変調するにあたり、ビット速
度が比較的大であるデジタル符号変調信号（キャリア）
を用いる直接拡散（DS）変調方式を用いるレーダ装置に
関する。

［発明の概要］ 本発明の直接拡散スペクトル形レーダは第１のシュー
ドノイズを用いて変調された電波を発生する送信器、そ
の反射エコー波を受ける受信器を含んでいる。上記第１
のシュードノイズに対して、同一コード又は相互に同一
コードの逆時間系列の関係にあるコードを持ち、それぞ
れ独立した位相の系列の第２のシュードノイズを用いて
受信信号が復調される。上記第１及び第２のシュードノ
イズのコード位相を変化させながら特定位置からの反射
波の強度が復調出力として順次計測される。

［従来の技術］ 従来のレーダ装置は、一般的に、極めて短い時間のパ
ルス信号を用いてこの信号の伝播径路に存在する物体か
らのエコー信号を繰返し受信することによって周辺の状
況を視覚的に表現する方法が用いられている。この方式
は比較的単純な受信装置をもってして実現することがで
きるが、測定範囲をある程度確保するには瞬間的ではあ
るが無視しがたいレベルのマイクロ波を発信することが
必要で、このためレーダの取扱いには特定の資格が設定
されている等、特定の操作員だけしか使用できないよう
に法的にも規制されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はかかる状況を考慮し、直接拡散方式のスペク
トル拡散技術で生成した極めて低レベルであるが極めて
広い信号帯域を持った電波を用いて比較的長い時間をか
け周辺からのエコー信号を調べることで周囲に電波障害
を与えることなくレーダ映像を作成する方式を構成し、
広く一般のユーザに利用できるレーダ方式を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の直接拡散スペクト
ル形レーダ装置は、第１のシュードノイズ発生器と、第
１のシュードノイズ発生器からの第１のシュードノイズ
により送信情報に応じてキャリアを拡散スペクトル変調
して得られた送信信号を送信する送信手段と、第２のシ
ュードノイズ発生器と、第２のシュードノイズ発生器か
らの第２のシュードノイズにより、上記送信信号に応答
する反射信号を受信して得られた受信信号を逆拡散スペ
クトル復調し復調信号を出力する受信手段と、第１のシ
ュードノイズと第２のシュードノイズの位相差を検出す
る位相差検出回路と、該位相差検出回路からの位相差検
出信号に応じて所定の位相差毎に第２のシュードノイズ
発生器を初期化する初期化制御回路と、上記復調信号の
レベルを測定し、その測定出力に応じてCRT装置のスポ
ットの輝度を制御する輝度制御手段と、前記位相検出信
号に対応する半径方向走査信号と全周走査信号に応じて
CRT装置のスポットを走査する走査制御手段と、を備
え、第２のシュードノイズは第１のシュードノイズに対
してわずかに低速で位相が変化し、かつ第１のシュード
ノイズの循環周期が１回の走査の間に再度循環してくる
ことがない程度に充分長く設定されていることを要旨と
する。

［作用］ 上記シュードノイズとしては、昭和61年10月１日に出
願した同一出願人に係る「拡散スペクトル通信方式」に
て述べられた、拡散符号循環周期の異なりかつ相互に周
期が整数倍の関係にない２種以上のシュードノイズを合
成してなるシュードノイズを使用してもよい。

上記一方及び上記他方のシュードノイズの出力位相差
を検出する回路を設けて、これによって得られる位相差
信号を用いてCRT装置の半径方向走査が行われてもよ
い。

この位相差があるスレッショルドに達した時点で、少
なくとも一方のシュードノイズ発生器のコードやクロッ
クを初期化する構成を有してもよい。

この初期化時のそれぞれのシュードノイズの位相差は
任意に調節されてもよい。

これらシュードノイズの位相差と検出方向が予め想定
された条件に合致した時のみ、観測値がサンプリングさ
れることができる。

この合致の条件として観測領域に想定された格子状の
部分領域を割り当てられてもよい。

この格子状の部分領域の中心部を観測するように検査
方向に対して予め計算された補正を加える機能を付加す
ることも可能である。

［実施例］ 第１図は本発明に係る直接拡散スペクトル形レーダ装
置の一実施例を示す。このレーダ装置は２つのシュード
ノイズ発生器（１）及び（２）10及び12を使用する。こ
れらシュードノイズ発生器10及び12は同一のコードに従
ってそれぞれＫ系列に属するシュードノイズN1,N2を発
生するが、これらの位相は一般的に一致していない。こ
の実施例装置においては、シュードノイズN1を送信信号
の符号変調に用い、シュードノイズN2は受信側のエコー
検出用の参照信号として使用される。即ち、シュードノ
イズN1はキャリアＦと、次いでトーン信号などの送信情
報と共に変調され、送信器14に与えられ、アンテナ16に
より送出される。また、他方のシュードノイズN2はアン
テナ18、受信器20で受けた受信信号とキャリアＦと関連
して復調されて復調信号が得られる。

この実施例においては、シュードノイズN2のチップレ
ートをN1のそれに対してわずかに低速となるように設定
してあるため、シュードノイズN1及びN2を受ける位相差
検出回路22の出力に応じる初期化制御回路24による初期
化後徐々に位相ずれが生じていくことになり、言い替え
れば観測対象地点が徐々に遠のく仕組となっている。

復調信号はレベル測定回路26及びスポット輝度制御回
路28を介してCRT装置30に与えられる。即ち、受信した
信号はミキサ即ち平衡変調器などを介して参照ノイズN2
によって復調を受けるが、もし受信信号中にその観測対
象地点で発生した反射波がない場合は、一般に、送信情
報が含まれていないので復調結果はノイズが得られるだ
けである。逆に、何等かの反射波を含んでいる場合、復
調結果には主として反射の強度と距離に関連したレベル
の送信情報が含まれている。これはレベル測定回路26に
よって測定され、この出力により、CRT装置30のためス
ポット輝度制御回路28が制御される。従って、ほぼ同じ
方向にアンテナを向けた状態で中心から半径方向に向け
て時間走査を行っているCRDのスポット輝度をこの復調
信号を含んだ信号で変調することによりその走査線上で
の反射量が表示でき、これを従来のレーダ方式と同様に
前方向に向かって実行することでレーダ映像を得ること
ができる。このために、アンテナ方向制御回路32は全周
走査を表す信号を走査システム34に与え、この走査シス
テム34は上述した位相差検出回路22からの半径方向走査
を表す信号を受け、出力をCRT装置30に出力する。

第２図は第１図に示す実施例の動作を時間の経過と共
に示す図である。第２図（ａ）はt₁及びt₂でシュードノ
イズ発生器12のシュードノイズN2のN1に対する位相遅れ
ΦN2が初期化制御回路24によってリセットされる状態を
示す。即ち、シュードノイズN2の位相は初期化後はN1の
それに対して一定の関係となるように強制的に合せら
れ、それ以後のクロックずれに従って徐々に位相遅れが
信号していく。第２図（ｂ）は反射波中の送信信号成分
の波形を示し、第２図（ｃ）は第２図（ｂ）の波形を距
離補正した結果Ｓ^＊を示し、第２図（ｄ）はCRT上の表
示を示す。ここで、N1のコードの循環周期が充分長く、
１回の走査の間に再度循環してくることがないとすれ
ば、N2の位相遅れ量と検査方向に測った観測対象点まで
の距離の間には１対１の対応関係が保証される。つま
り、ある位相遅れを持ったN2を参照信号として受信信号
を調べることにより検査方向上のただ一点からの反射波
レベルを知ることができるわけである。この実施例では
N2の位相遅れが一定のスレッショルド値に達するとN2の
コードがN1の位相に対して一定の位置に復帰するように
構成されており、このスレッショルド値を変更すること
によって測定範囲を自由に変えることが可能となる。

第３図は以上で述べた実施例の出力信号を利用してレ
ーダ画像をデジタルデータとして収集する例を説明する
ための図である。第３図は半径方向にレーダ設置位置０
からN2の位相遅れをビット単位で示し領域Ｒは観測対象
範囲を示し、この範囲に設定された格子上の部分領域に
対して観測が選択的に実施されることが示される。図で
は便宜上観測点を少なく選択して示してあるが、実際上
はこの格子数は数千を越す。

第４図は実施例装置のシステム作動のフローチャート
を示し、第５図は（ａ）で回転走査番号０〜11につい
て、観測開始点と終了点をプログラム制御されたシステ
ムでのN2の位相遅れの変化として検出することを示し、
第５図（ｂ）は観測精度を向上させるため格子状の部分
領域の中心部を観測するように検査方向に対して予め計
算された補正量を示す。

第５図（ａ）のデータサンプル点の出力データはＡ−
Ｄ変換して御邸のマス目に対応したメモリに記憶される
ことができる。

［発明の効果］ 以上、本発明の構成をもってすれば、従来のレーダで
は単一のパルスを利用しているため１回の走査の間に他
のパルスを送信することはパルスに何等かの識別手段を
こうじるにしても実際は極めて困難なことであったが、
本発明によれば連続してコードを含んだ電波を出し続け
ることも可能であり、参照コードを制御することによっ
て検査方向がぼ同じ場合には任意の地点から任意の地点
までいつでも反射波を観測することができるため、観測
領域を無駄なく調べることができる。例えば従来は何度
も観測するしかなかった近距離の領域については走査を
省略して直接遠隔領域にアクセスすることも可能で、場
合によっては遠隔領域に設定した閉両域内だけを観測す
ることもできる。これは無駄な観測を省くことで観測速
度の向上を測る上で重要であるが、限られた領域を集中
的に観測できるようになるため、極めて有効な技術的手
段となり得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図
（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は本発明の動作を説
明するための図、第３図は本発明に従ってレーダ画像を
デジタルデータとして収集する機能を説明するための
図、第４図は第３図の機能フローチャー、第５図（ａ）
及び（ｂ）は第４図のフローチャートの動作に関連した
波形図である。 図で、10,12はシュードノイズ発生器、14は送信器、20
は受信器、26はレベル測定回路、30はCRT装置を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のシュードノイズ発生器と、第１のシ
   ュードノイズ発生器からの第１のシュードノイズにより
   送信情報に応じてキャリアを拡散スペクトル変調して得
   られた送信信号を送信する送信手段と、第２のシュード
   ノイズ発生器と、第２のシュードノイズ発生器からの第
   ２のシュードノイズにより、上記送信信号に応答する反
   射信号を受信して得られた受信信号を逆拡散スペクトル
   復調し復調信号を出力する受信手段と、第１のシュード
   ノイズと第２のシュードノイズの位相差を検出する位相
   差検出回路と、該位相差検出回路からの位相差検出信号
   に応じて所定の位相差毎に第２のシュードノイズ発生器
   を初期化する初期化制御回路と、上記復調信号のレベル
   を測定し、その測定出力に応じてCRT装置のスポットの
   輝度を制御する輝度制御手段と、前記位相検出信号に対
   応する半径方向走査信号と全周走査信号に応じてCRT装
   置のスポットを走査する走査制御手段と、を備え、第２
   のシュードノイズは第１のシュードノイズに対してわず
   かに低速で位相が変化し、かつ第１のシュードノイズの
   循環周期が１回の走査の間に再度循環してくることがな
   い程度に充分長く設定されていることを特徴とする直接
   拡散スペクトル形レーダ装置。