JP2933454B2 - 電波高度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば飛翔体等に搭載
し、外部からの妨害信号等の影響を受けることなく正確
に、自機の高度情報を取得できる電波高度計に関するも
のである。更に、本発明は、例えば超低空を低速度から
高速度にわたり飛行する飛翔体等に搭載し、外部からの
妨害信号等の影響をうけることなく正確に直下方向の高
度を計算できる電波高度計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の一般的な高度計としては周波
数変調方式（以下ＦＭ−ＣＷ方式と呼称する）があり、
特開昭５８−８６４７１号公報に詳細に述べられてい
る。これには図１３に示されているように三角波発生器
２０１からの三角波形あるいはのこぎり波形を電圧制御
発振器２０２によって周波数変調した信号を増幅器２０
３を経てアンテナＡ１から海面あるいは地面に向けて送
信する一方、該送信信号とアンテナＡ２により受信し増
幅器２０４を経て得た受信信号をミキサ２０５により混
合することにより、往復の伝播距離に相当した周波数差
を有するビート信号を得、このビート信号を増幅器２０
６で増幅後、高度電圧発生器２０７において直接計数す
ることにより高度を算出する方法、あるいは、図１４に
示すように、このビート信号が常に一定になるように周
波数弁別器２１１の弁別出力をフィードバックして電圧
制御発振器２０２における変調信号の周期を制御し、そ
の周期を高度電圧発生器２０７において計数することに
より高度を算出する方法等がある。

【０００３】なお、図１３には高度の高低を高低検出器
２０９で検出し、その検出結果に対応して追尾電圧発生
器２１０により受信信号のレベルを制御する構成が付加
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば空対艦ミサイル
のように超低高度においては高精度な高度情報を必要と
し、超低空以外においては自機の誘導のためにあらかじ
め決められた高度に達したかどうかの情報が必要となる
高速飛しょう体に対し、上記従来の電波高度計では高度
が超低空の場合、送受信間の時間差が限りなくゼロに近
づくにつれビート信号の繰り返しが極端に増加し、一方
周期が極端に短くなり装置の高速化が必要となる。

【０００５】これに対し、超低空以外ではそれが逆にな
るため必然的に超低空の高度を高精度で得る装置と超低
空以外の高度を得る装置を同時に実現することが困難と
なってくる。また、飛しょう体が高速になれば必要とす
る高度は飛しょう体直下の高度というより斜め前方の高
度となるが、ビート信号のみでは直下か斜め前方かを区
別することは不可能である。

【０００６】更にまた、上記従来の電波高度計では、高
度が超低空になるにつれて送受信間の時間差は限りなく
ゼロに近づき、時間差から高度を高精度に計算すること
は困難になってくる。特に超低空で海面や地上をかすめ
て飛行する様な場合や回転翼機が夜間低高度をホバリン
グする場合等に問題となる。加えて、ＦＭ−ＣＷ方式は
送信電波のスペクトル密度が高いため敵側に探知され易
いだけでなく、妨害波（例えば単純なＣＷ妨害波におい
ても）の影響を受けやすい。

【０００７】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、高空から超低空の全範囲で使用可
能な対妨害性能及び超低空性能にすぐれた電波高度計を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる電波高度
計は、発振器から発生した信号を２位相ランダム変調
し、サーキュレータ及びアンテナを介して空間へ送信
し、この送信信号が海面または地面に当たって反射した
反射波を上記アンテナで受信し、この受信信号を上記サ
ーキュレータを介してミキサに入力して、受信信号と上
記発振器から発生した信号を混合し、この信号を２分配
した後にそれぞれを発振器から発生した信号を２位相ラ
ンダム変調する際に用いた符号と同じ符号でかつ時間的
にずれた符号で復調し、増幅器及び帯域通過フィルタを
介して振幅検波器で振幅検波し、この二つの検波信号の
差分を積分することによって得られた信号によって上記
符号の発振周波数を制御し、この発振周波数によって高
度情報を得るように構成される。

【０００９】加えて、該電波高度計より受信信号と発振
器から発生した信号を混合して得られたベースバンド復
調信号及び送信信号変調用の２位相ランダム変調符号を
取り出し、前記ベースバンド復調信号を２分配した後に
それぞれを前記２位相ランダム変調符号を時間的にずら
した符号を用いて復調し、増幅器及び帯域通過フィルタ
を介して振幅検波し、この二つの検波信号の信号強度を
比較することによって設定された高度に達したことを検
出することができるように構成される。

【００１０】また、ベースバンド復調信号を復調するた
めの２位相ランダム変調符号を時間的にずらした符号の
うちの一方を、符号遅延制御回路を用いて外部の信号に
より任意に設定することができるようにし、外部から任
意に設定された高度に達したことを検出することができ
るように構成される。更に、本発明は、発振器から発生
した信号を２位相ランダム変調し、サーキュレータ及び
アンテナを介して空間へ送信し、この送信信号が海面ま
たは地面に当たって反射した反射波を上記アンテナで受
信し、この受信信号を上記サーキュレータを介してミキ
サに入力して、受信信号と上記発振器から発生した信号
を混合し、この信号を送信時に２位相ランダム変調する
際に用いた符号と同じで且つ送信信号が海面又は地面に
反射することなく直接反射波と共に受信系に回り込むの
に要した時間分位相が遅れた符号で相関をとり、フィル
タを介することにより送信信号の回り込みを反射波と分
離除去し、再び先に相関をとるために用いた符号と同じ
で且つ位相も同じ符号で変調をかけ増幅器で増幅する。
この信号を２分配した後に、それぞれを発振器から発生
した信号を２位相ランダム変調する際に用いた符号と同
じ符号で、かつ、時間的に遅れた符号で復調し、増幅器
及び帯域通過フィルタを介して振幅検波器で振幅検波
し、この２つの検波信号の差分を積分することによって
得られた信号によって上記符号の発振周波数を制御し、
この発振周波数によって高度情報を得ることができるよ
うに構成される。

【００１１】

【作用】上記した構成によれば、以下に本発明の原理に
ついて説明するように、低高度時には低高度用電波高度
計より高度情報を得るとともに、低高度以外では予め設
定された高度に達したことを、また、外部からの信号に
より設定された任意の高度に達したことを精度よくかつ
妨害されないで検出することが可能である。

【００１２】上記した更に他の構成によれば、直下方向
の高度を精度よくかつ妨害されないで測定することが可
能である。

【００１３】

【発明が基いている原理】海面または地面からの反射信
号に含まれる２位相ランダム変調信号は、送信信号に含
まれる２位相ランダム変調信号に対し、往復の伝播距離
分に相当した時間差を持っている。仮に２位相ランダム
変調信号にＭ系列を用いると、２つの符号の相関は時間
差が０つまり位相差が０の時ピークになり、位相差が増
えるにつれて相関出力も低下し、１クロック以上ずれる
と相関出力はほとんど得られなくなることが "SPREAD S
PECTRUM SYSTEMS by R.C.Dixon" 等に述べられている。

【００１４】このことより反射信号に含まれる２位相ラ
ンダム変調符号に対し、あらかじめ伝播距離分に相当す
る時間分だけ遅らせた、他の２位相ランダム変調符号と
の相関をとると位相差が０となるため相関出力がピーク
となる。したがって、復調用の符号の位相差を設定され
た高度に相当する往復伝播距離分の時間だけ遅らせるこ
とにより、設定された高度の範囲内に達したことを検出
できるようにすることができる。

【００１５】具体的には、設定された高度Ｒ₀ に相当す
る往復伝播距離分の時間が送信信号変調用の符号（Ｎ＋
１）クロック分である時に、受信信号とＮクロック遅れ
た符号とによる相関の出力の関係は図５（Ａ）に示すと
おりになる。従って、符号をＮクロックだけ遅らせるこ
とにより、高度Ｒ₀ を精度よく検出することが可能であ
る。

【００１６】これによれば、例えば高度２０００ｍ通過
の情報を得た後に高度１０００ｍ通過の情報を得るな
ど、複数の設定高度の検出が連続的に可能となる。ま
た、固定の距離の測定のみでなく、低高度時には復調用
の符号の位相差を往復伝播距離分の時間遅れに対応して
可変することにより、任意の距離を測定することが可能
となる。

【００１７】具体的には、送信信号の符号に対し１クロ
ック及び３クロック遅れた符号で受信信号との相関をと
ると二つの出力の差分は図６に示すとおりになる。これ
は高度がＲ₁ の場合、図６（Ｂ）のように差分器の出力
は０となり高度が高くなるとマイナス、高度が逆に低く
なるとプラスの電圧を出力することになる。高度が高く
なると図６（Ａ）のようにクロック周期が長くなり、高
度が低くなると図６（Ｃ）のようにクロック周期が短く
なる。このクロックをカウントすれば低高度を精度よく
測定することが可能である。

【００１８】一方、アンテナの放射パターンが飛翔体の
直下より斜め前方になるようにすれば、アンテナの直下
方向はアンテナの放射特性が減衰方向となり、更に、海
面あるいは地面からの反射信号にドプラ信号が含まれて
いないため信号処理によりドプラの０成分をカットする
ようにすれば直下方向からの反射波を分離除去すること
が可能となる。これにより、斜め前方の高度があらかじ
め確実に得られることになり超低空を飛行することがで
きる。

【００１９】また、妨害に強いことは先の文献に記述さ
れている。更に、アンテナの放射パターンが飛翔体の直
下である場合には、海面及び地面からの反射波と送信信
号の受信系への回り込みは、ドプラ成分が０であるの
で、これらを周波数で分離することはできない。特にあ
る程度高度が高くなってくると、反射波の電力が送信信
号の受信系への回り込みよりも小さくなってくる。そこ
で、これらの信号の伝播に要する時間差で、これらをそ
れぞれ分離し、送信信号の回り込みのみを除去する。具
体的には、伝播に要する時間差はそれぞれの信号を変調
している２位相ランダム符号の位相差となるので、送信
時に２位相ランダム変調をかけた符号を送信信号が受信
系に回り込むのに要した時間分位相を遅らせたものによ
り、反射波と送信信号の回り込みの相関をとってそれぞ
れを分離し、復調された送信信号の回り込みのみをフィ
ルタで除去する。その出力を相関をとる際に用いた符号
と同じで且つ位相が同じ符号で変調をかけ、増幅器で増
幅後、上述したと同様に処理を行ってドプラ０付近の周
波数成分を抽出すれば、直下方向からの反射波のみを抽
出することが可能となり、直下方向の高度が確実に得ら
れることとなる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明を実施例によ
り詳細に説明する。図１は、本発明による電波高度計の
一実施例の構成を示すブロック図である。図中、発振器
１の出力は送信信号として使用される信号以外に、受信
信号と混合するための信号を分配する方向性結合器２に
接続される。該方向性結合器２からの送信信号は関数発
生器２２により出力を制御される可変減衰器３を通って
変調器４に入力される。該変調器４は符号発生器２０の
符号に従って２位相変調を行うもので、変調された信号
はサーキュレータ５を介した後、送受信アンテナ６から
海面あるいは地面に向けて放射される。

【００２１】次に、海面あるいは地面からの反射波は、
該送受信アンテナ６で受信されサーキュレータ５を介し
てミキサ７に入力される。該ミキサ７は受信信号と方向
性結合器２からのローカル信号の二信号を混合すること
により得られるベースバンド復調信号を分配器８に出力
する。該分配器８は信号を分配し、それぞれ一連のビデ
オ増幅器９、相関器１０、ドプラフィルタアンプ１１、
振幅検波器１２、一連のビデオ増幅器１３、相関器１
４、ドプラフィルタアンプ１５、振幅検波器１６、一連
のビデオ増幅器２３、相関器２４、ドプラフィルタアン
プ２５、振幅検波器２６、並びに一連のビデオ増幅器２
７、相関器２８、ドプラフィルタアンプ２９、振幅検波
器３０に接続される。

【００２２】該ビデオ増幅器９、ビデオ増幅器１３、ビ
デオ増幅器２３及びビデオ増幅器２７は信号処理可能な
レベルまで増幅するものである。該相関器１０、相関器
１４、相関器２４及び相関器２８は符号発生器２０から
の符号にもとづいて相関をとるもので、該符号発生器２
０からの符号は同一符号でかつ送信波に変調器４で変調
を行った符号に対し、それぞれ１クロックの遅れ、３ク
ロックの遅れ、１クロックの進み及びＮクロックの遅れ
を有している。

【００２３】ここで、Ｎは検出すべき高度の往復伝播距
離分の時間遅れに応じてあらかじめ設定される値であ
る。ドプラフィルタアンプ１１、ドプラフィルタアンプ
１５、ドプラフィルタアンプ２５及びドプラフィルタア
ンプ２９は海面及び地面との相対速度により得られるド
プラ信号のみを通過させ増幅するものである。

【００２４】振幅検波器１２、振幅検波器１６、振幅検
波器２６及び振幅検波器３０でドプラ信号を検波した
後、該振幅検波器１２及び該振幅検波器１６からの出力
は差分器１７で二つの信号の差分がとられ、該振幅検波
器２６及び該振幅検波器３０からの出力は比較器３１に
おいて検波信号の強度が比較される。積分器１８は差分
器１７の出力を積分し、電圧制御クロック発振器１９に
出力する。

【００２５】該電圧制御クロック発振器１９は積分器１
８の出力電圧により、低高度時には高度に相当したクロ
ック、低高度以外では一定のクロックを発振するもので
ある。符号発生器２０は発振器１により発振された送信
信号を変調器４によって変調させる符号と、受信された
信号との相関をとるための相関器１０、相関器１４、相
関器２４及び相関器２８に供給される符号を発生するも
のである。

【００２６】ここで、発振器１の発振周波数をｆ₀ 、ク
ロック発振器１９の発振周波数をｆ _c 、送受信アンテナ
６により受信された信号に含まれるドプラ周波数成分を
ｆ_dとすると、動作時には、発振器１で発生した信号は
変調器４において図２に示すように拡散され、その状態
で送受信アンテナ６より放射される。ドプラ周波数ｆ_d
を含んだ状態で送受信アンテナ６により受信された信号
は、ミキサ７により図３に示すように復調される。ミキ
サ７により復調され、ビデオ増幅器９、ビデオ増幅器１
３、ビデオ増幅器２３及びビデオ増幅器２７で増幅され
た信号は相関器１０とドプラフィルタアンプ１１、相関
器１４とドプラフィルタアンプ１５、相関器２４とドプ
ラフィルタアンプ２５、及び相関器２８とドプラフィル
タアンプ２９の各組合せにより図４に示すようにドプラ
周波数成分ｆ_dのみが抽出される。

【００２７】この時、受信信号に含まれる妨害信号は相
関器１０、相関器１４、相関器２４及び相関器２８によ
り、逆に抑圧される。このドプラ周波数成分ｆ_d の強度
は、高度との関係によって図５及び図６のように出力さ
れる。また、符号発生器２０から相関器２８への符号は
送信信号を変調させた符号に対して１クロックだけ進ん
でいるため相関がとれることはなく、相関器２４を通過
した受信信号に対するスレッショルドレベルとして図５
（Ｂ）に示すように比較器３１に入力される。さらに、
受信信号に妨害信号が含まれた場合及び低空時に海面あ
るいは地面からの受信信号のレベルが増大した場合にも
相関器２８を通過する信号が、相関器２４を通過した受
信信号に対するスレッショルドレベルとなることはいう
までもない。

【００２８】従って、比較器３１によって得られる振幅
検波器２６及び振幅検波器３０の比較結果により、予め
設定された検出すべき高度Ｒ₀ が正確に検出されること
になり、また、低高度時には差分器１７によって得られ
る振幅検波器１２及び振幅検波器１６の出力の差分を積
分器１８によって積分し、その電圧値Ｖ_c によって電圧
制御クロック発振器１９の発振周波数を制御することに
より、ｆ_c は常に高度Ｒ₁ に追随することになる。

【００２９】低高度時の高度Ｒ₁ は、電圧制御クロック
発振器１９の発振周波数をカウンタ２１で計数すること
によって算出される。また、高度の情報を関数発生器２
２に入力し、その出力に基づいて減衰器３によって送信
出力を調整し、高度の如何にかかわらず受信電力が一定
となるようにすれば、超低空時にも受信系が飽和するこ
となく高度計測が可能となる。

【００３０】図７は、本発明による電波高度計の他の実
施例の構成を示すブロック図であり、図１の実施例と同
様の構成要素には同一の符号を付しており、その詳細な
説明は省略する。この実施例においては、符号発生器２
０からの符号が、同一符号でかつ送信波に変調器４で変
調を行った符号に対し、それぞれ１クロックの遅れ、３
クロックの遅れ、１クロックの進み及び０クロックの遅
れを有している。そして、符号遅延制御回路３２が外部
からの検出高度制御信号に基づいて、該符号発生器２０
から該相関器２４への符号をその間で遅延させるように
設けられている。この符号遅延制御回路３２の遅延時間
は検出すべき高度の往復伝播距離分の時間遅れに対応し
た値である。

【００３１】従って、図１の実施例について動作説明し
たように、比較器３１によって得られる振幅検波器２６
及び振幅検波器３０の出力の比較結果により、外部から
の検出高度設定信号によって設定された検出すべき高度
Ｒ₀ が正確に検出されることとなり、また、低高度時に
は差分器１７によって得られる振幅検波器１２及び振幅
検波器１６の出力の差分を積分器１８によって積分し、
その電圧値Ｖ_c によって電圧制御クロック発振器１９の
発振周波数を制御することにより、ｆ_c は常に高度Ｒ₁
に追随することになる。

【００３２】図８は、超低空における高度計測のための
更に他の実施例の構成を示すブロック図である。図にお
いて、発振器１０１の出力は送信信号として使用される
信号以外に、受信信号と混合するための信号を分配する
方向性結合器１０２に接続される。該方向性結合器１０
２からの送信信号は関数発生器１２６により出力を制御
される可変減衰器１０３を通って変調器１０４に入力さ
れる。該変調器１０４は符号発生器１２４の符号に従っ
て２位相変調を行うもので、変調された信号はサーキュ
レータ１０５を介した後、送受信アンテナ１０６から海
面あるいは地面に向けて放射される。

【００３３】次に海面あるいは地面からの反射波は、該
送受信アンテナ１０６で受信され、サーキュレータ１０
５を介してミキサ１０７に入力される。該ミキサ１０７
は、受信信号と方向性結合器１０２からのローカル信号
の二信号を混合することにより得られるＩＦ信号を相関
器１０８に出力する。該相関器１０８は送信信号の受信
系への回り込みと反射波からなる混合信号の相関をとる
ものであり、これらの送信信号と、送信時に２位相ラン
ダム変調をかけた符号と同じで且つ送信信号が受信系へ
回り込むのに要した時間分位相が遅れた符号で相関をと
ることにより、送信信号の受信系への回り込みのみを復
調し、フィルタ１０９に出力する。該フィルタ１０９
は、相関器１０８で復調された送信信号の受信系への回
り込みを除去するもので、復調されたドプラ０の成分を
除去し、反射波のみを変調器１１０に出力する。該変調
器１１０は、相関器１０８で相関をとった２位相ランダ
ム符号と同じで且つ時間的にも同位相の符号で反射波を
変調し、相関器１０８に入力する前の反射波の状態に戻
し増幅器１１１に出力する。該増幅器１１１は、反射波
を増幅し、分配器１１２に出力する。

【００３４】該分配器１１２は信号を２分配するもの
で、それぞれ一連のビデオ増幅器１１３、相関器１１
４、ドプラフィルタアンプ１１５、振幅検波器１１６、
並びに一連のビデオ増幅器１１７、相関器１１８、ドプ
ラフィルタアンプ１１９、振幅検波器１２０に接続され
る。該ビデオ増幅器１１３、ビデオ増幅器１１７は信号
処理可能なレベルまで増幅するものである。相関器１１
４、相関器１１８は符号発生器１２４からの符号に基づ
いて相関をとるもので、該符号発生器１２４からの符号
は同一符号でかつ送信波に変調器１０４で変調を行った
符号に対し、それぞれ１クロック及び３クロック遅れて
いる。ドプラフィルタアンプ１１５、ドプラフィルタア
ンプ１１９は海面及び地面との相対速度０付近より得ら
れるＤＣ成分及びドプラ信号のみを通過させ増幅するも
のである。

【００３５】振幅検波器１１６、振幅検波器１２０でＤ
Ｃ成分及びドプラ信号の振幅を検出した後、差分器１２
１で二つの信号の差分がとられる。積分器１２２は差分
器１２１の出力を積分し、電圧制御クロック発振器１２
３に出力する。該電圧制御クロック発振器１２３は積分
器１２２の出力電圧により、高度に相当したクロックを
発振するものである。符号発生器１２４は発振器１０１
により発振された送信信号を変調器１０４によって変調
させる符号と受信された信号との相関をとるための相関
器１１４、相関器１１８の符号を発生するものである。
一方電圧制御クロック発振器１２３の出力はカウンタ１
２５に接続され、高度に相当したクロックをカウントし
高度情報として外部に出力される。高度情報は関数発生
器１２６に接続され、該関数発生器１２６は高度変化に
対し、常に受信レベルが一定になるように送信信号を可
変減衰器１０３で制御する信号を出力する。

【００３６】ここで、発振器１０１の発振周波数を
ｆ₀ 、電圧制御クロック発振器１２３の初期設定発振周
波数をｆ_c 、送受信アンテナ１０６により受信された信
号に含まれるドプラ周波数成分をほとんど０とすると、
動作時には、発振器１０１で発生された信号は、変調器
１０４で図１の実施例と同様に図２に示すように拡散さ
れた状態で送受信アンテナ１０６から放射される。送信
信号のまわり込みを含んだ状態で送受信アンテナ１０６
より受信された信号は、ミキサ１０７により図９（Ａ）
および（Ｂ）に示すように復調される。

【００３７】ミキサ１０７により復調された信号は、相
関器１０８において図１０（Ａ）および（Ｂ）に示すよ
うに送信信号の受信系への回り込みのみが復調される。
復調された送信信号の受信系への回り込みは、図１１
（Ａ）および（Ｂ）に示すようにフィルタ１０９におい
て除去され、反射波だけが変調器１１０で相関器に入力
される前の状態に戻されて増幅器１１１で増幅される。
増幅器１１１で増幅された後、ビデオ増幅器１１３及び
ビデオ増幅器１１７で増幅された信号は、相関器１１４
とドプラフィルタアンプ１１５及び相関器１１８、ドプ
ラフィルタアンプ１１９により、図１２（Ａ）および
（Ｂ）に示すように反射波によるドプラ周波数成分のみ
が抽出される。この時、受信信号に含まれる妨害信号
は、相関器１１４及び相関器１１８の働きにより、逆に
抑圧される。

【００３８】これら２系統の相関器とドプラフィルタで
抽出されたドプラ周波数成分は、差分器１２１で互いの
差がとられ、電圧制御クロック発振器１２３の発振周波
数ｆ _c と高度との関係によって、図１の実施例と同様に
図６に示されるように出力される。従って、差分器１２
１によって得られる振幅検波器１１６及び振幅検波器１
２０の出力の差分を積分器１２２によって積分し、その
電圧値Ｖ_c によって電圧制御クロック発振器１２３の発
振周波数を制御することにより、ｆ_c は常に高度Ｒ ₁ に
追随することになる。

【００３９】この時の高度Ｒ₁ は、電圧制御クロック発
振器１２３の発振周波数をカウンタ１２５で計数するこ
とによって算出される。また、積分器１２２の出力
Ｖ_c 、すなわち高度の情報を関数発生器１２６に入力
し、その出力に基づいて減衰器１０３によって送信出力
を調整し、高度の如何にかかわらず受信電力が一定とな
るようにすれば、超低空時にも受信系が飽和することな
く高度計測が可能となる。

【００４０】この実施例における超低空における高度計
測のための構成を、前述した実施例（図１および図７参
照）における設定高度検出のための構成、すなわち、そ
れぞれ一対の相関器（２４，２８）、ドプラフィルタア
ンプ（２５，２９）および振幅検波器（２６，３０）
と、それらの検波出力を比較する比較器（３１）とから
なる構成を組み合わせることができることはいうまでも
ない。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、海面または地面からの
反射信号に含まれるドプラ信号のみを抽出・増幅し、発
振器１の発振周波数ｆ₀ 、符号発生器２０，１２４で生
成される符号及び電圧制御クロック発振器１９，１２３
の発振周波数ｆ_c の全てが正確に一致しない限りは、妨
害信号並びに雑音等の影響を排除することができる。

【００４２】この結果、対妨害性及び超低空性能が優
れ、更に低速度から高速度にわたって、高精度な電波高
度計を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電波高度計の一実施例の構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明の電波高度計における送信信号の信号波
形を示す特性図である。

【図３】本発明の電波高度計における受信信号の復調信
号波形を示す特性図である。

【図４】受信信号から所望のドプラ周波数成分を抽出し
た際に得られる信号を示す特性図である。

【図５】比較器に入力される信号の信号波形を示す特性
図である。

【図６】差分器から出力される信号を示す信号波形図で
ある。

【図７】本発明による電波高度計の他の実施例の構成を
示すブロック図である。

【図８】本発明による電波高度計の更に他の実施例の構
成を示すグロック図である。

【図９】図８の実施例における受信信号を復調した際に
得られる信号の信号波形を示す特性図である。

【図１０】図８の実施例における送信信号の受信系への
回り込みと反射波を分離するための相関器を通した際に
得られる信号の信号波形を示す特性図である。

【図１１】図８の実施例における復調された送信信号の
受信系への回り込みを除去するためのフィルタを通した
際に得られる信号の信号波形を示す特性図である。

【図１２】図８の実施例における受信信号から所望のド
プラ周波数成分を抽出した際に得られる信号の信号波形
を示す特性図である。

【図１３】従来の方法による電波高度計の一実施例の構
成を示すブロック図である。

【図１４】従来の方法による電波高度計の他の実施例の
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，１０１…発振器 ２，１０２…方向性結合器 ３，１０３…可変減衰器 ４，１０４，１１０…変調器 ５，１０５…サーキュレータ ６，１０６…送受信アンテナ ７，１０７…ミキサ ８，１１２…分配器 ９，１３，２３，２７，１１３，１１７…ビデオ増幅器 １０，１４，２４，２８，１０８，１１４，１１８…相
関器 １１，１５，２５，２９，１１５，１１９…ドプラフィ
ルタアンプ １２，１６，２６，３０，１１６，１２０…振幅検波器 １７，１２１…差分器 １８，１２２…積分器 １９，１２３…電圧制御クロック発振器 ２０，１２４…符号発生器 ２１，１２５…カウンタ ２２，１２６…関数発生器 ３１…比較器 ３２…符号遅延制御回路 １０９…フィルタ １１１…増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−256936（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−281340（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−107350（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−205882（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変調器（４）において発振器（１）から
   発生した信号を発振周波数（ｆ_c ）でランダム符号を発
   生する符号発生器（２０）からの符号により２位相ラン
   ダム変調し、その変調信号をサーキュレータ（５）及び
   アンテナ（６）を介して空間に送信し、この送信信号の
   反射波を該アンテナ（６）で受信し、該サーキュレータ
   （５）を介してミキサ（７）でこの受信信号を該発振器
   （１）から発生した信号と混合し、分配器（８）でその
   出力信号は分配され、その各々の信号は対応する複数の
   相関器（１０，１４，２４，２８）において発振器
   （１）から発生した信号を２位相ランダム変調する際に
   用いられた符号と同じ符号でかつ時間的にずれた符号で
   復調され、その各々の出力信号はそれぞれの帯域通過と
   増幅機能を有するフィルタ（１１，１５，２５，２９）
   を介して振幅検波器（１２，１６，２６，３０）で振幅
   検波され、このうち少くとも二つの検波信号はその差分
   をとる差分器（１７）と差分信号の累積値を与える積分
   器（１８）によって得られた信号として該符号発生器
   （２０）からの符号の発振周波数（ｆ_c ）を制御する電
   圧制御クロック発振器（１９）を制御し、そしてカウン
   タ（２１）で該発振周波数（ｆ_c ）を計数することによ
   り低空での高度情報を得ることを特徴とする電波高度
   計。
2. 【請求項２】 分配器（８）からの信号を相関器（２
   ４，２８）及び帯域通過と増幅機能を有するフィルタ
   （２５，２９）を介して振幅検波器（２６，３０）で振
   幅検波し、この二つの検波信号を比較器（３１）に入力
   し、この比較器の出力により低空に限らず予め設定され
   た高度を検出することを特徴とする請求項１に記載の電
   波高度計。
3. 【請求項３】 変調器（４）において発振器（１）から
   発生した信号を発振周波数（ｆ_c ）でランダム符号を発
   生する符号発生器（２０）からの符号により２位相ラン
   ダム変調し、その変調信号をサーキュレータ（５）及び
   アンテナ（６）を介して空間に送信し、この送信信号の
   反射波を該アンテナ（６）で受信し、該サーキュレータ
   （５）を介してミキサ（７）でこの受信信号を該発振器
   （１）から発生した信号と混合し、分配器（８）でその
   出力信号は分配され、その各々の信号は対応する複数の
   相関器（１０，１４，２４，２８）において発振器
   （１）から発生した信号を２位相ランダム変調する際に
   用いられた符号と同じ符号でかつ時間的にずれた符号及
   び外部からの検出高度設定信号に従って符号遅延制御回
   路（３２）において遅延させられた符号で復調され、そ
   の各々の出力信号はそれぞれの帯域通過と増幅機能を有
   するフィルタ（１１，１５，２５，２９）を介して振幅
   検波器（１２，１６，２６，３０）で振幅検波され、こ
   のうち少くとも二つの検波信号はその差分をとる差分器
   （１７）と差分信号の累積値を与える積分器（１８）に
   よって得られた信号として該符号発生器（２０）からの
   符号の発振周波数（ｆ_c ）を制御する電圧制御クロック
   発振器（１９）を制御し、そしてカウンタ（２１）で該
   発振周波数（ｆ_c ）を計数することにより低空での高度
   情報を得ることを特徴とする電波高度計。
4. 【請求項４】 分配器（８）からの信号を、外部からの
   検出高度設定信号に従って符号遅延制御回路（３２）に
   おいて遅延させられた符号により復調する相関器（２
   ４，２８）及び帯域通過と増幅機能を有するフィルタ
   （２５，２９）を介して振幅検波器（２６，３０）で振
   幅検波し、この二つの検波信号を比較器（３１）に入力
   するようにし、符号発生器（２０）から発生する符号の
   時間的ずれを外部からの信号に従って該符号遅延制御回
   路（３２）において制御することにより、該比較器（３
   １）の出力から任意の高度を検出することを特徴とする
   請求項３に記載の電波高度計。
5. 【請求項５】 変調器（１０４）において発振器（１０
   １）から発生した信号を発振周波数（ｆ_c ）でランダム
   符号を発生する符号発生器（１２４）からの符号により
   ２位相ランダム変調し、その変調信号をサーキュレータ
   （１０５）及びアンテナ（１０６）を介して空間に送信
   し、この送信信号の反射波を該アンテナ（１０６）で受
   信し、該サーキュレータ（１０５）を介してミキサ（１
   ０７）でこの受信信号を該発振器（１０１）から発生し
   た信号と混合し、相関器（１０８）において、送信信号
   を２位相ランダム変調する際に用いられた符号と同じで
   且つ送信信号が海面又は地面に反射することなく反射波
   と共に受信系にまわり込むのに要した時間分位相が遅れ
   た符号で相関をとり、その出力信号はフィルタ（１０
   ９）を介して変調器（１１０）で相関器（１０８）で用
   いた符号と同じで且つ位相も同じ符号で変調をかけ、増
   幅器（１１１）で増幅された後に、分配器（１１２）で
   その出力信号は２分配され、その各々の分配信号は対応
   する相関器（１１４，１１８）において発振器（１０
   １）から発生した信号を２位相ランダム変調する際に用
   いられた符号と同じ符号で且つ時間的に遅れた符号で復
   調され、その各々の出力信号はそれぞれの帯域通過と増
   幅機能を有するフィルタ（１１５，１１９）を介して振
   幅検波器（１１８，１２０）で振幅検波され、この二つ
   の検波信号はその差分をとる差分器（１２１）とその差
   分信号の累積値を与える積分器（１２２）によって得ら
   れた信号として該符号発生器（１２４）からの符号の発
   振周波数（ｆ_c ）を制御する電圧制御クロック発振器
   （１２３）を制御し、そしてカウンタ（１２５）で該発
   振周波数（ｆ_c ）を計数することにより高度情報を得る
   ことを特徴とする電波高度計。
6. 【請求項６】 送信信号が海面又は地面に反射すること
   なく受信系にまわり込む信号と反射波を、相関器（１０
   ８）及びフィルタ（１０９）を介することにより分離、
   除去することを特徴とする請求項５に記載の電波高度
   計。
7. 【請求項７】 分配器（１１２）からの信号を、更に、
   相関器（２４，２８）により２位相ランダム変調する際
   に用いられた符号と同じ符号でかつ時間的にずれた符号
   で復調し、帯域通過と増幅機能を有するフィルタ（２
   ５，２９）を介して振幅検波器（２６，３０）で振幅検
   波し、この二つの検波信号を比較器（３１）に入力し、
   該比較器の出力により設定された高度を検出することを
   特徴とする請求項５に記載の電波高度計。
8. 【請求項８】 得られた高度情報を関数発生器（２２）
   に入力し、その出力に基づいて制御される減衰器（３）
   によって送信電力を調整し、高度にかかわらず受信電力
   を一定となるようにすることを特徴とする請求項１乃至
   請求項７のいずれかに記載の電波高度計。