JP2927985B2 - レーダにおける方位パルス信号分解能変換装置 - 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、レーダにおいてアン
テナの回転に伴い発生される方位パルス信号の分解能を
変換する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アンテナを回転させることによって、ア
ンテナの指向方向を順次変化させるとともに、パルス状
電波を発射し、物標からの反射波が帰来するまでの時間
差によって物標までの距離を探知するレーダ装置が船舶
などに用いられている。

【０００３】このようなレーダ装置は船外に装備される
空中線部と船室内に設置される指示部から構成され、空
中線部は、アンテナ、送受信部、駆動機構およびアンテ
ナの向きを検出するためのパルス信号発生器などから構
成されている。このパルス信号発生器は、アンテナが船
首などの基準方向を向いた時に基準パルス信号（ヘディ
ング信号）を発生し、またアンテナが一定角度回転する
毎に方位パルス信号（ベアリング信号，アジマス信号）
を発生する。指示部側ではこの基準パルス信号と方位パ
ルス信号に基づいてアンテナの方向を検知するととも
に、レーダエコー信号をメモリ上に順次書き込んでい
く。ただし、空中線部から送られて来る方位パルス信号
のアンテナ１周当たりのパルス信号数は探知・表示時の
方位方向の分解能に比較して少ないため、アンテナ１周
当たりの方位パルス信号のパルス数をてい倍して、必要
な分解能の方位パルス信号を発生させている。

【０００４】方位パルス信号をてい倍する従来の回路例
を図５に示す。図５において１はＰＬＬ回路であり、周
波数および位相の比較を行う比較器２、ローパスフィル
タ３および電圧制御発振回路４から構成される。また
５，６はそれぞれ分周回路である。ＰＬＬ回路１の入力
に空中線部から送られてきた方位パルス信号（第１方位
パルス信号）が入力されると、このＰＬＬ回路１は、そ
の出力信号の周波数を分周回路５で分周した周波数が第
１方位パルス信号の周波数に等しくなるように制御す
る。分周回路６はその信号を一定分周比で分周して第２
方位パルス信号として発生する。図５の例で、第１方位
パルス信号のアンテナ１周期当たりのパルス数が４５０
であれば、第２方位パルス信号のアンテナ１周当たりの
パルス数は４５０×２０４８／２２５＝４０９６パルス
信号となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
てい倍回路によって方位パルス信号の分解能を変換する
ようにした従来のレーダにおいては、ＰＬＬ回路と２つ
の分周回路が必要であり、比較的回路規模が大きく、コ
ストも嵩む要因となっていた。また、空中線部から送ら
れてくる方位パルス信号の分解能と探知・表示の方位方
向の分解能が一定であるため、てい倍比も固定されてい
る。そのため方位パルス信号の分解能の異なる他の空中
線部を用いることはできず、強いて用いようとすれば、
空中線部より出力される方位パルス信号の分解能を探知
・表示の分解能に変換するための回路を付加しなければ
ならない。

【０００６】この発明の目的は、縮小した回路規模で方
位パルス信号の分解能を変換できるようにしてコストダ
ウンを図ることにある。

【０００７】またこの発明の他の目的は、方位パルス信
号分解能の変換時のてい倍比を可変として、方位パルス
信号分解能の異なる任意の空中線部を使用可能とするこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のレーダにおけ
る方位パルス信号分解能変換装置は、アンテナが一定角
度回転する毎に発生される第１方位パルス信号の１周期
の時間（Ｔｂ）を測定する手段と、アンテナが基準方向
を向く毎に発生される基準パルス信号の１周期間に生じ
る前記第１方位パルスの数（Ｎ）をカウントする手段
と、設定時間周期で第２の方位パルス信号を発生するタ
イマ手段と、必要分解能をＤとして、Ｔｂ＊Ｎ／Ｄの時
間を前記タイマに設定する手段とを設けてなる。

【０００９】

【作用】この発明のレーダにおける方位パルス信号分解
能変換装置では、まず、アンテナが一定角度回転する毎
に発生される第１方位パルス信号の１周期の時間Ｔｂが
測定され、アンテナが基準方向を向く毎に発生される基
準パルス信号の１周期間に生じる第１方位パルスの数Ｎ
がカウントされる。そして、探知・表示などのために必
要な方位パルス信号の分解能をＤとして、Ｔｂ＊Ｎ／Ｄ
の時間がタイマに設定される。タイマ手段は設定された
時間周期で第２の方位パルス信号を発生する。従って分
解能Ｎの第１方位パルス信号が、設定分解能Ｄを有する
第２方位パルス信号に変換される。第１方位パルス信号
の１周期の時間Ｔｂと基準パルス信号の１周期間に生じ
る第１方位パルスの数Ｎはそれぞれ実際に測定され、必
要分解能Ｄを与えることによって任意の分解能を有する
第２方位パルス信号が得られる。

【００１０】このように、本願発明によればＰＬＬ回路
と２つの分周回路が不要となり、各手段を比較的小規模
な回路で構成することができるため、コストダウンを図
ることができる。また、必要分解能Ｄを変更するだけ
で、任意のてい倍比で方位パルス信号の分解能を変換す
ることができるため、方位パルス信号分解能の異なる任
意の空中線部が使用可能となる。

【００１１】

【実施例】この発明の第１の実施例である方位パルス信
号分解能変換装置の構成をブロック図として図１に示
す。図１においてパルス信号周期測定部１１は空中線部
から送られてくる第１方位パルス信号の１周期の時間Ｔ
ｂを測定する。例えば第１方位パルス信号の立ち上がり
を待ち、立ち上がりを検出してからクロックのカウント
を開始し、次の立ち上がりでそのカウントを停止するこ
とにより、第１方位パルス信号の１周期の時間をカウン
タによるカウント数として求め、その結果を演算部１３
へ与える。パルス数カウント部１２は空中線部から送ら
れてくる基準パルス信号の１周期間に発生される第１方
位パルスの数Ｎをカウントする。例えばカウンタとラッ
チ回路から構成し、基準パルス信号の立ち上がりでカウ
ンタをリセットし、基準パルス信号の立ち下がりから第
１方位パルス信号の立ち上がり回数をカウントし、基準
パルス信号の次の立ち上がりでカウンタの内容をラッチ
回路にラッチさせた後、カウンタをリセットする。そし
てラッチ回路の内容を演算部１３へ与える。演算部１３
はパルス周期測定部１１からＴｂを読み取り、パルス数
カウント部１２から値Ｎを読み取り、さらに必要分解能
Ｄを入力部などから読み取って、Ｔｂ＊Ｎ／Ｄの演算を
行い、その結果をタイマ１４に設定する。タイマ１４は
設定時間周期で演算部１３に対し割り込み信号を与え
る。演算部１３はタイマ１４から与えられる割り込み信
号に応答して、割り込み処理によってＸ−Ｙ変換部１５
での処理を行う。このタイマ１４から演算部１３に対し
略一定周期で与えられる割り込み信号が第２方位パルス
信号である。Ｘ−Ｙ変換部１５はレーダエコー信号をア
ンテナの方向に応じてＸＹ座標系のメモリに書き込む処
理を行う。

【００１２】尚、現在の１チップマイクロコンピュータ
では、矩形波信号の周期を測定する機能、パルス信号カ
ウント機能およびタイマ機能（タイマ割込機能）などを
全て備えているため、図１に示したパルス信号周期測定
部１１、パルス数カウント部１２、演算部１３およびタ
イマ１４を全て１チップマイクロコンピュータ１０とし
て構成することができる。

【００１３】図１に示した各部のタイミングを波形図と
して図２に示す。図２において、基準パルス信号はアン
テナが１回転する毎に発生され、第１方位パルス信号
は、アンテナが一定角度回転する毎に発生され、アンテ
ナの１回転の間Ｔｈに発生される第１方位パルスの数Ｎ
（例えば４５０）が図１に示したパルス数カウント部１
２によりカウントされ、第１方位パルス信号の１周期の
時間Ｔｂが図１に示したパルス周期測定部１１により測
定される。そしてタイマ１４に設定された時間ｔの周期
で第２方位パルス信号が発生される。アンテナの回転速
度は略一定であるが、多少の変動があり、基準パルス信
号の１周期Ｔｈはわずかながら変動し、また第１方位パ
ルス信号にはジッタが含まれる。従って、第１方位パル
ス信号の１周期の時間Ｔｂも変動するが、この１周期Ｔ
ｂの測定後、直ちに第２方位パルス信号の周期ｔが修正
される。図２において第１方位パルス信号の周期Ｔｂ１
にから第２方位パルス信号の周期ｔ１が定められ、第１
方位パルス信号の周期Ｔｂ２から第２方位パルス信号の
周期ｔ２が定められる。

【００１４】また、第１方位パルス信号を発生するパル
ス信号発生器は通常、スリット円板を用い、フォトイン
タラプタによってアンテナの一定角度の回転を検出する
ようにしている。このスリット円板はモータ軸などに取
り付けられるため、塵やグリスなどよりスリットが目詰
まりをおこし、パルス信号発生に抜けが生じる場合があ
った。例えば１つのスリットが目詰まりすれば、図３に
示すように、第１方位パルス信号の発生途中で１つのパ
ルス信号が消失する。その結果、第１方位パルス信号の
１周期の時間Ｔｂが２倍となる。しかし、図１に示した
演算部１３はパルス周期測定部１１の測定結果が前回の
測定値またはそれまでの平均値と比較して著しく異なる
場合に、その状態を検知して、パルス信号発生器に何ら
かの故障があるものと判定することができ、警報を発し
て注意を促すことができる。あるいは、第１方位パルス
信号の１周期の時間が平均値の約２倍となれば、その区
間はスリットの目詰まりが生じているものと見なして、
その周期のみタイマ１４に対する設定値ｔを更新しなけ
れば、レーダとしては実質上支障なく動作させることが
できる。

【００１５】次に、第２の実施例に係るレーダにおける
方位パルス信号分解能変換装置の要部の構成をブロック
図として図４に示す。図１に示した第１の実施例と異な
る点は演算部１３がタイマ１４に対し時間ｔを設定する
だけでとして、タイマ１４の出力信号によって直接座標
変換を行うようにしたことである。すなわちパルス周期
測定部１１、パルス数カウント部１２の機能は図１に示
したものと同一であり、演算部１３はパルス周期測定部
１１の測定結果Ｔｂ、パルス数カウント部１２のカウン
ト値Ｎおよび探知・表示分解能設定部２１の設定値Ｄに
基づいて第２方位パルス信号の周期ｔを求め、これをタ
イマ１４に設定する。タイマ１４はｔの周期でθカウン
タ１６をカウントアップさせる。このθカウンタ１６は
基準パルス信号によりリセットされ、タイマ１４の出力
信号によりカウントアップを行い、ＲＯＭ１８の上位ア
ドレスを指定する。Ｒカウンタ１７は一次メモリ２０に
書き込まれた１スイープ分のレーダエコーデータを読み
出す際のクロックによってカウントアップを行い、１ス
イープ分の読出を完了する毎にリセットされ、ＲＯＭ１
８の下位アドレスを指定する。ＲＯＭ１８はθカウンタ
１６とＲカウンタ１７をアドレスとして二次メモリ１９
のアドレス信号を発生する。このＲＯＭ１８にはＲカウ
ンタ１７，θカウンタ１６の値をＲ，θ座標値として、
それに対応するＸ，Ｙ座標値に変換するデータが予め書
き込まれている。二次メモリ１９はＲＯＭ１８の出力を
アドレスとして一次メモリ２０の出力データを書き込
む。一次メモリ２０は書き込み時のクロック信号に同期
してレーダエコー信号のディジタルデータを１スイープ
分記憶し、次の送信トリガパルス信号が発生されるまで
の間に、読出クロックに同期してその内容を二次メモリ
１９へ出力する。このようにしてθカウンタ１６にはア
ンテナの方向に対応した値が求められ、その方向のレー
ダエコーデータが二次メモリ１９に書き込まれることに
なる。

【００１６】

【発明の効果】この発明によれば、次に挙げる効果を奏
する。

【００１７】従来必要であったＰＬＬ回路と２つの分
周回路が不要になり、小規模の回路構成で方位パルス信
号の分解能を変換することができ、低コスト化される。

【００１８】空中線部から発生される方位パルス信号
に対する、必要な探知・表示のための方位パルス信号の
てい倍比を任意に設定することができ、しかもそのため
の回路およびプログラムの変更も不要である。

【００１９】空中線部の方位パルス信号発生器の分解
能を指示部側の要求するパルス数に合わせる必要がな
く、任意の最適な方位パルス信号発生器を設計するがで
きる。

【００２０】さらに異なった空中線部と指示部とを組
み合わせる際に、従来用いられていた方位パルス信号変
換回路が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る方位パルス信号分解能変換
装置の主要部のブロック図である。

【図２】図１中各部の波形図である。

【図３】方位パルス信号発生器の故障による第１方位パ
ルス信号の波形図である。

【図４】第２の実施例に係る方位パルス信号分解能変換
装置の主要部のブロック図である。

【図５】従来の方位パルス信号分解能変換装置のブロッ
ク図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アンテナが一定角度回転する毎に発生され
   る第１方位パルス信号の１周期の時間（Ｔｂ）を測定す
   る手段と、アンテナが基準方向を向く毎に発生される基
   準パルス信号の１周期間に生じる前記第１方位パルスの
   数（Ｎ）をカウントする手段と、設定時間周期で第２の
   方位パルス信号を発生するタイマ手段と、必要分解能を
   Ｄとして、Ｔｂ＊Ｎ／Ｄの時間を前記タイマに設定する
   手段とを設けてなる、レーダにおける方位パルス信号分
   解能変換装置。