JP3397158B2 - Ｅｃｍレーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域信号を発生
させ、受信パルスの圧縮を行うＥＣＭレーダ装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、広帯域電波を使用したレーダ
装置として、例えば、広帯域のノイズ波を送信し、その
反射波をマッチド・フィルタを用いて受信するものや、
図５に示すレーダ装置が知られている。同図に示す装置
（従来型のレーダ装置）は、波形発生装置１０１、Ｄ／
Ａ変換装置１０３、送信空中線１０４、受信空中線１０
５、受信波圧縮装置１０６からなる。これらの内、波形
発生装置１０１では、レーダ信号に用いる波形を作成す
る。ここで用いる信号発生方式には、大きく分けて、以
下の２種類の方式がある。

【０００３】すなわち、波形発生装置１０１は、（１）
チャープ信号方式、（２）位相変調方式を用いてレーダ
信号波形を生成する。図６は、チャープ信号の波形特性
を示しており、この信号は、その周波数が、時間ととも
に変化する。また、図７は、位相変調信号の特性を示し
ており、その位相が時間とともに、０／π反転するとい
う特徴を有している。

【０００４】一般に、信号周波数や位相を短時間に変化
させると、その信号の周波数帯域は、広帯域性を持つこ
とが知られている。つまり、上記いずれの信号も、短い
時間に、その周波数あるいは位相が変化するので、その
周波数帯域は広帯域性である、という特徴を有する。そ
こで、レーダ信号の帯域をＢ、その繰り返し周期をＷと
すると、このようなレーダ信号は、Ｂ×Ｗ倍に圧縮でき
る。

【０００５】すなわち、上記のような波形のレーダ信号
は、その電波強度が微弱であっても、レーダの受信機中
で、Ｂ×Ｗ倍に増幅でき、その分だけ、遠距離まで探知
することができる。このように変調された信号は、Ｄ／
Ａ変換装置１０３に送られ、ディジタル形式の波形から
アナログ波形に変換された後、送信空中線１０４より空
中へ送信される。

【０００６】一方、レーダ反射波（以下、エコーとい
う）は、受信空中線１０５によって受信され、受信波圧
縮装置１０６へ送られる。この受信波圧縮装置１０６
は、受信した信号の変調方式に対応した「信号圧縮方
式」で、その受信信号を圧縮し、微弱なエコーを検出す
る。なお、上記２種類の変調波をどのように圧縮するか
については、例えば、「レーダ技術」（電子通信学会）
等の文献に記述されているので、ここでは、その説明を
省略する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーダ装置、つまり、広帯域の送信波を送信できる
レーダ装置は、そのレーダ波を妨害電波としても利用す
る（レーダ波と妨害電波の２つの目的で使用する）こと
を目的とした場合、その両立が不可能である。

【０００８】レーダ波を妨害電波として使用する場合、
瞬時広帯域性が要求されるが、従来型のレーダ構成は、
その瞬時広帯域性（通常は、瞬時帯域が５００ＭＨｚ程
度）を有しない。そこで、従来のレーダ構成で、このよ
うな瞬時広帯域性を実現しようとすると、レーダ信号が
チャープ信号と位相変調信号の場合とで、以下に述べる
問題がある。

【０００９】＜チャープ信号の場合＞チャープ信号で瞬
時広帯域信号を生成する場合、チャープの傾斜を大きく
とる必要がある。そして、チャープの傾斜を大きくとる
と、その分、周波数の繰り返し周期が短くなる。上述し
たように、レーダの信号圧縮性能は、Ｂ×Ｗで表される
が、Ｗ＝「周波数の繰り返し周期」が短くなると、圧縮
性能が劣化する。これは、このようなチャープ信号を使
用した場合、瞬時広帯域を実現することが困難である、
ということを意味している。

【００１０】＜位相変調信号の場合＞位相変調信号で瞬
時広帯域信号を生成する場合には、位相変調周期を短く
する必要がある。そこで、この位相変調周期を短くする
と、上記チャープ信号の場合と同じ理由で、繰り返し周
期Ｗが短くなり、レーダとしての圧縮性能が劣化する。

【００１１】このように、従来のレーダ装置には、その
装置を使用して、瞬時広帯域性のある信号を送信しよう
とする場合、レーダとしての性能（信号の圧縮性能）が
劣化するという問題がある。つまり、従来の広帯域送信
を行うレーダ装置では、瞬時広帯域性が実現できず、ま
た、仮に瞬時広帯域性を実現した場合、レーダ送信波の
受信性能が低下し、探知距離が縮小するという問題があ
る。

【００１２】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、電波妨害装置とレ
ーダ装置の機能を１つのシステムで実現できるＥＣＭレ
ーダ装置を提供することである。換言すれば、本発明の
目的は、レーダとしての信号圧縮性能と、妨害電波装置
としての瞬時広帯域性とを両立させることができるＥＣ
Ｍレーダ装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の発明は、複数の異なる周波数帯域に対応する
複数のチャープ信号を発生する複数の信号発生手段と、
上記複数のチャープ信号を合成する手段と、上記合成後
の信号を空間に送信する手段と、上記送信した信号のエ
コーを受信する手段と、上記エコーを時間的に圧縮する
圧縮手段とを備え、上記圧縮手段は上記複数の信号発生
手段に対応して設けられ、この圧縮手段の圧縮特性は、
上記複数のチャープ信号の時間対周波数変化とは逆の特
性を有するＥＣＭレーダ装置を提供する。

【００１４】第２の発明によれば、複数の異なる周波数
帯域に対応する複数の位相変調信号を発生する複数の信
号発生手段と、上記複数の位相変調信号を合成する手段
と、上記合成後の信号を空間に送信する手段と、上記送
信した信号のエコーを受信する手段と、上記エコーを時
間的に圧縮する圧縮手段とを備え、上記圧縮手段は上記
複数の発生手段に対応して設けられ、この圧縮手段の圧
縮特性は、上記複数の位相変調信号の時間対位相変化の
特性に基づくＥＣＭレーダ装置が提供される。

【００１５】また、第３の発明によれば、上記複数の信
号発生手段に代えて、複数のインパルス信号発生手段
と、これらインパルス信号をチャープ信号変換する拡散
遅延手段とを設けたＥＣＭレーダ装置が提供される。

【００１６】第４の発明によれば、複数の異なる周波数
帯域に対応する複数の連続波を発生する複数の信号発生
手段と、上記複数の連続波を加算する手段と、上記複数
の連続波の共役複素数を生成する手段と、上記加算後の
信号を空間に送信する手段と、上記送信した信号のエコ
ーを受信する手段と、上記エコーと上記連続波の共役複
素数との積を積分する手段とを備え、上記複数の信号発
生手段は、一定時間毎に順次、上記複数の連続波の送信
を停止するＥＣＭレーダ装置が提供される。

【００１７】上記第４の発明において、上記複数の連続
波の波長は全て異なり、かつ、互いの波長は整数倍の関
係にない。また、上記複数の信号発生手段は、上記複数
の連続波の送信波出力を順次、変える。さらには、上記
複数の信号発生手段は、上記複数の連続波の周波数を順
次、停止させる。

【００１８】また、上記複数の信号発生手段は、上記複
数の連続波の周波数を時間分割で切り替える。上記複数
の信号発生手段は、上記複数の連続波の送信波出力を低
下させる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る実施の形態を説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１に係るＥ
ＣＭレーダ装置の構成を示すブロック図である。同図に
示す装置は、後述する特性を有するチャープ信号を発生
する、複数個（ここでは、３個）の波形発生装置１ａ〜
１ｃ、波形合成装置２、Ｄ／Ａ変換装置３、送信空中線
４、受信空中線５、そして、受信波圧縮装置６からな
る。

【００２０】次に、本実施の形態に係るＥＣＭレーダ装
置の動作について説明する。図１に示すように、本ＥＣ
Ｍレーダ装置は、複数の波形発生装置１ａ〜１ｃを備
え、これら複数の波形発生装置１ａ〜１ｃ各々は、上記
従来の波形発生装置と同様のチャープ信号波形を生成す
る。ここで特徴的なのは、本実施の形態に係る個々の波
形発生装置が、互いに異なる周波数帯のチャープ信号を
発生することである。

【００２１】図２は、個々の波形発生装置より生成され
るチャープ信号の波形を示しており、複数の波形発生装
置１ａ〜１ｃ各々が、互いに異なる周波数帯（帯域１〜
３）のチャープ信号を発生する。そして、これらの信号
は、波形合成装置２で加算される。

【００２２】なお、本実施の形態に係るＥＣＭレーダ装
置は、扱う信号波形の形態が正弦波（ｓｉｎｅ）曲線で
表現されるので、これらの信号を合成した場合、重ね合
わせの原理により、各信号の特性をそのまま残した形
で、合成信号を得ることができる。

【００２３】波形合成装置２で合成された上記のチャー
プ信号は、Ｄ／Ａ変換装置３で、アナログ形式の信号に
変換された後、送信空中線４を介して空中に送信され、
そのエコーは、受信空中線５で受信される。そして、こ
の受信波は、後述する動作をする受信波圧縮装置６に送
られる。

【００２４】ここで、チャープ信号を受信する場合に通
常のレーダで使用される、拡散遅延線（ＤＤＬ）と呼ば
れる素子について簡単に説明する。この素子は、周波数
毎に異なる遅延時間を持つ素子であり、チャープ信号の
ように、その周波数が時間とともに変化する信号に対し
て所定の時間遅延を施す場合に使用される。

【００２５】そこで、この素子とは逆特性を持つ素子を
用意することで、エコーを時間的に圧縮することが可能
となる。例えば、レーダ信号が周波数１００ＭＨｚで始
まり、１ミリ秒後には、その周波数が１１０ＭＨｚに変
化する場合、拡散遅延線として、「１００ＭＨｚの信号
は、１ミリ秒遅れて通過し、１１０ＭＨｚの信号は、遅
延なしに即座に通過する」特性のものを選べば、このレ
ーダ信号に対する受信したエコーが時間的に圧縮され
る。結果として、この拡散遅延線の通過後には、全ての
信号が同じタイミングで出力されることになる。

【００２６】本実施の形態に係るＥＣＭレーダ装置の受
信波圧縮装置６は、上述した特性を有する拡散遅延線
を、波形発生装置１に対応させて持っている。そして、
各拡散遅延線で、その特性に対応する波形を時間的に圧
縮することによって、エコーを時間圧縮している。

【００２７】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、複数の異なる周波数帯域のチャープ信号を同時に送
信することによって、瞬時広帯域性を持たせることがで
き、また、帯域を分割したチャープ信号の送信により、
各々の信号の周波数傾斜が大きくならず、周波数繰り返
し周波数が小さくならないため、エコーの圧縮性能の劣
化が発生しない、という効果がある。

【００２８】実施の形態２．以下、本発明の実施の形態
２について説明する。なお、本実施の形態に係るＥＣＭ
レーダ装置は、図１に示す、上記実施の形態１に係る装
置と同じ構成を有するため、ここでは、その図示および
説明を省略する。

【００２９】そこで、本実施の形態に係るＥＣＭレーダ
装置に特徴的な波形発生装置の動作について説明する。
上記実施の形態１に係るレーダ装置の複数の波形発生装
置１ａ〜１ｃは、異なる周波数帯域のチャープ信号を発
生するが、本実施の形態では、それら複数の波形発生装
置１ａ〜１ｃが、以下に説明する位相変調信号を発生さ
せる。

【００３０】複数の波形発生装置１ａ〜１ｃは、分割さ
れた周波数帯域の各帯域毎に位相変調信号を生成する。
これら位相変調信号は、Ｍ系列またはバーカコードと呼
ばれ、波形合成装置２で合成された後、Ｄ／Ａ変換装置
３で、アナログ信号に変換される。そして、最終的に
は、送信空中線４を介して空中に送信される。

【００３１】送信された信号のエコーは、受信空中線５
で受信され、この受信波は、受信波圧縮装置６に送られ
て、各波に対して通常の手法で圧縮が施される。なお、
Ｍ系列またはバーカコードの圧縮手法は、公知の技術で
あり、一般の文献に記載されているので、ここでは、そ
の説明を省略する。

【００３２】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、分割された周波数帯域の各帯域毎に位相変調信号を
生成し、送信することによって、瞬時広帯域性を持たせ
るとともに、エコーの圧縮性能の劣化発生を抑えられる
ため、これら瞬時広帯域性とレーダの波形圧縮率の維持
を両立させることができる。

【００３３】実施の形態３．以下、本発明の実施の形態
３について説明する。図３は、本実施の形態に係るＥＣ
Ｍレーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、同
図に示す、本実施の形態に係るＥＣＭレーダ装置におい
て、図１に示す、上記実施の形態１に係る装置と同じ構
成要素には同一符号を付して、ここでは、それらの説明
を省略する。

【００３４】本実施の形態に係るＥＣＭレーダ装置は、
その波形発生部分に特徴があるため、以降、波形の発生
を中心に説明する。上記実施の形態１に係る装置では、
所定の波形を発生させるのに、例えば、計算機等を利用
してディジタルデータを得ているが、本実施の形態に係
るＥＣＭレーダ装置では、その構成を簡略化するため
に、図３に示すように、複数個の信号発生器、拡散遅延
線を用いる。

【００３５】また、信号発生器７ａ〜７ｃは、インパル
ス信号のような持続時間の非常に短かい、急峻なパルス
信号を、周波数帯域に分割して、複数種類、発生させ、
拡散遅延線８ａ〜８ｃは、その遅延特性を利用して、こ
れら複数のパルス信号を複数のチャープ信号に変換す
る。なお、これ以降の処理は、上記実施の形態に係るＥ
ＣＭレーダ装置における処理と同じであるため、その説
明は省略する。

【００３６】このように構成することで、本実施の形態
に係る装置では、高価な波形発生装置の代わりに、複数
個の信号発生器、拡散遅延線を備えることで、発生波形
に若干の周波数劣化があったとしても、安価にＥＣＭレ
ーダ装置を構成できる、という効果がある。

【００３７】以下、本発明の実施の形態４について説明
する。図４は、本実施の形態に係るＥＣＭレーダ装置の
構成を示すブロック図である。 上記実施の形態１〜３
に係る装置は、送信波を周波数帯域に分割して利用する
方式をとっているが、以降の実施の形態では、その方式
とは異なる原理を使用して、「瞬時広帯域性」と「レー
ダの波形圧縮率の維持」を両立させる。

【００３８】ここで、本実施の形態の核となる技術につ
いて、数式を用いて説明する。一般的に電波は、ｉを虚
数単位、ｆを周波数、ｔを時間とした場合、 ｓ（ｔ）＝ｅｘｐ（２πｉ・ｆ・ｔ） …（１） で表現できる。

【００３９】また、エコーは、距離に応じた時間遅れが
あり、この時間遅れは、電波の位相遅れになるため、 ｅ（ｔ）＝ｅｘｐ（２πｉ・ｆ・ｔ＋ｉ・Δ） …（２） となる。ここで、Δは、０〜２πの値をとり、レーダと
目標物の相対距離が、波長以上離れている場合には、あ
いまいさが発生する。

【００４０】そして、レーダ側では、送信波の共役複素
数（ｅｘｐ（−２πｉ・ｆ・ｔ））を準備しておき、上
記エコーと混合（掛け算に相当する演算）する。その結
果、 ｅ（ｔ）・ｓ（ｔ）^* ＝ｅｘｐ（２πｉ・ｆ・ｔ＋ｉ・Δ）ｅｘｐ（−２πｉ・ｆ・ｔ） ＝ｅｘｐ（ｉ・Δ） …（３） となるので、これより、Δの値が求まる。

【００４１】しかし、上述したように、一般的には、
「目標とレーダの相対距離」＞「レーダ波長」であるた
め、Δの値から相対距離を求めることはできない。そこ
で、本実施の形態４では、複数のＣＷ波（連続波）を用
いて、本発明の目的である「瞬時広帯域性」と「レーダ
の波形圧縮率の維持」を確保する。

【００４２】図４に示す、本実施の形態に係るＥＣＭレ
ーダ装置は、その構成自体は、上記実施の形態に係る装
置と同じであるが、各構成要素の機能は異なる。すなわ
ち、複数の波形発生装置４１ａ〜４１ｃは、複数のＣＷ
波（連続波）を生成する。なお、これらＣＷ波の波長は
全て異なり、かつ、互いの波長は、２倍，３倍というよ
うな整数倍の関係にないものとする。

【００４３】波形合成装置４２は、上記波形発生装置４
１ａ〜４１ｃからの複数の波形を加算する。それらの波
形は、Ｄ／Ａ変換装置４３でアナログ信号に変換された
後、送信空中線４４を介して、空中に送信される。そし
て、エコー信号は、受信空中線４５で受信され、受信波
圧縮装置４６へ送られる。なお、この受信波圧縮装置４
６の動作は、以下に説明するように、上記実施の形態に
係る装置のそれとは異なる。

【００４４】すなわち、受信波圧縮装置４６は、波形合
成装置４２から送信信号を引き込み、その波形（複素
数）の共役複素数を作成する。そして、エコー信号と、
この共役複素数信号を掛け合わせた上で、積分する。本
実施の形態では、複数のＣＷ信号を重ね合わせて送信
し、個々のＣＷ信号は狭帯域であるが、周波数が異なる
複数のＣＷ信号を同時に送信することにより、広帯域性
を実現している。

【００４５】また、レーダの波形圧縮は、以下の原理に
基づいて行う。送信信号は、 ｓ（ｔ） ＝Ａ１・ｅｘｐ（２πｉ・ｆ１・ｔ）＋Ａ２・ｅｘｐ（２πｉ・ｆ２・ｔ） ＋…＋Ａｎ・ｅｘｐ（２πｉ・ｆｎ・ｔ） …（４） と表現できる。

【００４６】また、エコーについては、 ｅ（ｔ）＝Ａ１・ｅｘｐ（２πｉ・ｆ１・ｔ＋ｉ・Δ１） ＋Ａ２・ｅｘｐ（２πｉ・ｆ２・ｔ＋ｉ・Δ２） ＋…＋Ａ１・ｅｘｐ（２πｉ・ｆｎ・ｔ＋ｉ・Δｎ） …（５） と表すことができる。

【００４７】受信波圧縮装置４６は、上述のように、送
信信号の共役複素数とエコー信号を掛け合わせた上で、
積分するので、 ｓ（ｔ）^*ｅ（ｔ） ＝∫｛Ａ１・ｅｘｐ（−２πｉ・ｆ１・ｔ） ＋Ａ２・ｅｘｐ（−２πｉ・ｆ２・ｔ） ＋…＋Ａｎ・ｅｘｐ（−２πｉ・ｆｎ・ｔ）｝ ×｛（Ａ１・ｅｘｐ（２πｉ・ｆ１・ｔ＋ｉ・Δ１） ＋Ａ２・ｅｘｐ（２πｉ・ｆ２・ｔ＋ｉ・Δ２） ＋…＋Ａ１・ｅｘｐ（２πｉ・ｆｎ・ｔ＋ｉ・Δｎ）｝ ＝｛Ａ１²ｅｘｐ（ｉ・Δ１）＋Ａ２²ｅｘｐ（ｉ・Δ２） ＋…＋Ａｎ²ｅｘｐ（ｉ・Δｎ）｝×Ｔ …（６） となる。ただし、Ｔは積分時間である。

【００４８】なお、上記の計算で、周波数が異なる信号
を掛け合わせた項がなくなっているのは、信号としての
無相関性から、積分をした場合に、それが０になる性質
を利用しているからである。

【００４９】上記の値は、信号の積分時間（Ｔ）を長く
するだけで、大きくすることができる。従って、受信波
圧縮装置４６において、十分に長い時間、積分すること
によって、レーダ波形を圧縮でき、受信波が、たとえ微
弱なエコーであっても、信号検出が可能となる。

【００５０】以下、上記の構成で、目標とレーダ間の相
対距離を求める方法について説明する。本実施の形態に
係る受信波圧縮装置４６の出力は、式（６）に示すよう
に、 Ａ１²ｅｘｐ（ｉ・Δ１）＋Ａ２²ｅｘｐ（ｉ・Δ２）＋
…＋Ａｎ²ｅｘｐ（ｉ・Δｎ） であり、これより、Δ１〜Δｎを求めることができれ
ば、レーダと目標の相対距離が求まることになる。

【００５１】Δ１〜Δｎより、レーダと目標の相対距離
が求まるのは、以下の理由による。すなわち、レーダと
目標の相対距離をＲとすれば、 Ｒ ％ Ｃ／ｆ１ ＝ Δ１ Ｒ ％ Ｃ／ｆ２ ＝ Δ２ ： Ｒ ％ Ｃ／ｆｎ ＝ Δｎ という連立方程式が成立する。ここで、Ｃは光速であ
り、Ａ％Ｂ＝Ｄとは、ＡをＢで割った余りがＤであるこ
とを示している。

【００５２】上述のように、前提条件として、Ｃ／ｆｎ
（波長）が互いに整数倍の関係にないため、このような
方程式の数が十分あれば、Ｒを求めることができること
は、数学的に証明されている。

【００５３】そこで、受信波圧縮装置４６の出力から、
Δ１，Δ２…Δｎを求める方法を説明する。すなわち、
Δ１，Δ２…Δｎを求めるため、波形発生装置４１ａ〜
４１ｃは、一定時間毎に特定の波形の送信を停止する。
そして、これらの波形発生装置は、通常は全周波数を送
信しているので、受信波圧縮装置４６の出力は、 Ａ１²ｅｘｐ（ｉ・Δ１）＋Ａ２²ｅｘｐ（ｉ・Δ２） ＋…＋Ａｎ²ｅｘｐ（ｉ・Δｎ） …（７） であるが、例えば、周波数（ｆ１）の送信を停止すれ
ば、受信波圧縮装置４６の出力は、 Ａ２²ｅｘｐ（ｉ・Δ２）＋…＋Ａｎ²ｅｘｐ（ｉ・Δｎ） …（８） となる。

【００５４】そして、これらの式（７），（８）の差分
よりＡ１²ｅｘｐ（ｉ・Δ１）を求め、この複素数を正
規化してｅｘｐ（ｉ・Δ１）を得、これからΔ１を求め
る。他のΔ２〜Δｎについても、順次、対応する周波数
を停止することにより、Δ１と同様の方法によって求め
る。

【００５５】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、個々には狭帯域で、周波数の異なる複数の連続波を
重ね合わせて同時に送信することにより、広帯域性を実
現でき、また、波形合成装置から送信信号を引き込み、
その波形の共役複素数を作成して、それにエコー信号を
掛け合わせた上で積分することで、微弱なエコー波形を
圧縮することができる。

【００５６】さらに、通常は、全周波数を送信している
波形発生装置の周波数を、一定時間毎に順次、停止し、
全周波数送信時と、周波数を順次、停止したときの受信
波圧縮装置の出力の差より、Δ１〜Δｎを求めること
で、目標とレーダ間の相対距離を求めることができる。

【００５７】実施の形態５．以下、本発明の実施の形態
５について説明する。なお、本実施の形態に係るＥＣＭ
レーダ装置は、図４に示す、上記実施の形態４に係る装
置と同じ構成を有するため、ここでは、その図示および
説明を省略する。

【００５８】そこで、本実施の形態に係るＥＣＭレーダ
装置に特徴的な部分の動作について説明する。本実施の
形態に係る装置と、上記実施の形態４に係る装置との違
いは、Δ１〜Δｎを求める手法にある。すなわち、上記
実施の形態４では、Δ１〜Δｎを求めるために、送信波
を順次、停止しているが、この方法では、妨害波中の周
波数成分が減少するため、妨害波の効果が低減する恐れ
がある。

【００５９】本実施の形態では、この問題を解決するた
め、送信波の個々の周波数に対応する出力の大きさ（送
信波出力）を変化させて、Δ１〜Δｎを求める。具体的
には、受信波圧縮装置４６の出力は、上記実施の形態に
おいても示したように、 Ａ１²ｅｘｐ（ｉ・Δ１）＋Ａ２²ｅｘｐ（ｉ・Δ２） ＋…＋Ａｎ²ｅｘｐ（ｉ・Δｎ） …（７’） であるが、例えば、周波数（ｆ１）の送信波の出力を、
通常の１／２にすれば、受信波圧縮装置４６の出力は、 （１／２）Ａ１²ｅｘｐ（ｉ・Δ１）＋Ａ２²ｅｘｐ（ｉ・Δ２） ＋…＋Ａｎ²ｅｘｐ（ｉ・Δｎ） …（９） となる。

【００６０】そこで、本実施の形態に係る装置では、こ
れらの式（７），（９）で示される値の差分から、（１
／２）Ａ１²ｅｘｐ（ｉ・Δ１）を求める。そして、こ
の複素数を正規化して、ｅｘｐ（ｉ・Δ１）を求め、こ
れからΔ１を求める。他のΔ２〜Δｎについても、対応
する周波数の送信波の出力を、通常の１／２にすること
により、Δ１と同様に求める。

【００６１】このように、本実施の形態では、送信波の
個々の周波数に対応する出力の大きさを変化させて、Δ
１〜Δｎを順次、求めることで、妨害波中の周波数成分
の減少による、妨害波の効果を低減させることなく、目
標とレーダ間の相対距離を求めることができる。

【００６２】実施の形態６．以下、本発明の実施の形態
６について説明する。なお、本実施の形態に係るＥＣＭ
レーダ装置は、図４に示す、上記実施の形態４に係る装
置と同じ構成を有するため、ここでは、その図示および
説明を省略する。

【００６３】そこで、本実施の形態に係るＥＣＭレーダ
装置に特徴的な部分の動作について説明する。本実施の
形態に係る装置と、上記実施の形態４に係る装置との違
いは、Δ１〜Δｎを求める手法にある。すなわち、上記
実施の形態４では、Δ１〜Δｎを求めるために、送信波
を順次、停止しているが、この方法では、実施の形態５
において説明したように、妨害波中の周波数成分が減少
し、妨害波としての効果が低減する。

【００６４】本実施の形態は、この問題を解決するた
め、波形合成装置４２からの信号波の周波数を一部停止
させて、Δ１〜Δｎを求める。具体的には、受信波圧縮
装置４６の出力は、 Ａ１²ｅｘｐ（ｉ・Δ１）＋Ａ２²ｅｘｐ（ｉ・Δ２） ＋…＋Ａｎ²ｅｘｐ（ｉ・Δｎ） …（７”） であるが、波形合成装置４２の周波数（例えば、ｆ１）
の信号波の出力を停止すれば、受信波圧縮装置４６の出
力は、 Ａ２²ｅｘｐ（ｉ・Δ２）＋…＋Ａｎ²ｅｘｐ（ｉ・Δｎ） …（８’） となる。

【００６５】そして、これらの式（７”），（８’）で
示される値の差分から、Ａ１²ｅｘｐ（ｉ・Δ１）を求
め、この複素数を正規化することで、ｅｘｐ（ｉ・Δ
１）を求める。結局、このｅｘｐ（ｉ・Δ１）から、Δ
１を求めることができる。他のΔ２〜Δｎについても、
波形合成装置４２より、対応する周波数の送信波の出力
を停止することで、Δ１と同様に求める。

【００６６】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、波形合成装置の信号波の出力を周波数毎に停止し
て、Δ１〜Δｎを順次、求めることで、送信信号の周波
数は、常時、送信されるため、妨害波としての効果を低
減させることなく、目標とレーダ間の相対距離を求める
ことができる。

【００６７】実施の形態７．以下、本発明の実施の形態
７について説明する。なお、本実施の形態に係るＥＣＭ
レーダ装置は、図４に示す、上記実施の形態４に係る装
置と同じ構成を有するため、ここでは、その図示および
説明を省略する。

【００６８】本実施の形態に係る装置と、上記実施の形
態４に係る装置との違いは、目標とレーダ間の相対距離
を求める方法にある。すなわち、上記実施の形態４で
は、実施の形態４で示した連立方程式を解くために、よ
り多くのデータが必要である、という理由から、波形発
生装置４１で多数の周波数を作成し、それらを同時に送
信している。

【００６９】しかし、実施の形態４で示した方法では、
複数の波形を作成し、それらを合成、出力するため、装
置のハードウエア（Ｈ／Ｗ）規模も大きくなる。そこ
で、本実施の形態は、この点を改善するため、時間分割
で周波数を切り替え、瞬時には、より数の少ない波を送
信しても、総合的には、目標とレーダ間の相対距離を求
めることができる構成を提供する。

【００７０】具体的に説明すると、本実施の形態では、
最初の段階でｆ１，ｆ２，…ｆｍの周波数で電波の送信
を行い、その後、ｆｍ＋１，ｆｍ＋２，…ｆｎの周波数
で送信する。そして、各々の送信時に、上記実施の形態
４と同様、Δ１，Δ２，…Δｍ、およびΔｍ＋１，Δｍ
＋２，…Δｎを求め、これらを総合して相対距離を求め
る方程式を解く。

【００７１】ただし、本実施の形態においても、上記実
施の形態４と同様、連続波の送信／停止操作を実施す
る。

【００７２】このように、送信周波数を時間で切り替え
て電波を送信することで、同時に送信する電波数を減ら
すことができ、瞬時には、少ない波を送信しても、最終
的には、目標とレーダ間の相対距離を求めることができ
る。

【００７３】なお、本実施の形態では、Δを求める際、
送信波の周波数を１部停止しているが、これには限定さ
れず、妨害効果を維持するために、送信波の出力を低下
させる（送信出力を弱める操作をする）ようにしてもよ
い。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明に係る
ＥＣＭレーダ装置は、複数の異なる周波数帯域に対応す
る複数のチャープ信号を発生する複数の信号発生手段
と、上記複数のチャープ信号を合成する手段と、上記合
成後の信号を空間に送信する手段と、上記送信した信号
のエコーを受信する手段と、上記エコーを時間的に圧縮
する圧縮手段とを備え、上記圧縮手段は上記複数の信号
発生手段に対応して設けられ、この圧縮手段の圧縮特性
は、上記複数のチャープ信号の時間対周波数変化とは逆
の特性を有することで、エコーの圧縮性能の劣化を発生
させず、レーダとしての信号圧縮性能と、電波妨害装置
としての瞬時広帯域性を両立させることができる。

【００７５】第２の発明に係るＥＣＭレーダ装置は、複
数の異なる周波数帯域に対応する複数の位相変調信号を
発生する複数の信号発生手段と、上記複数の位相変調信
号を合成する手段と、上記合成後の信号を空間に送信す
る手段と、上記送信した信号のエコーを受信する手段
と、上記エコーを時間的に圧縮する圧縮手段とを備え、
上記圧縮手段は上記複数の発生手段に対応して設けら
れ、この圧縮手段の圧縮特性は、上記複数の位相変調信
号の時間対位相変化の特性に基づくものとすることで、
瞬時広帯域性を持たせるとともに、エコーの圧縮性能の
劣化発生を抑えられ、これら瞬時広帯域性とレーダの波
形圧縮率の維持を両立できる。

【００７６】また、第３の発明に係るＥＣＭレーダ装置
によれば、高価な複数の信号発生手段に代えて、複数の
インパルス信号発生手段と、これらインパルス信号をチ
ャープ信号変換する拡散遅延手段とを設けることで、安
価にＥＣＭレーダ装置を構成できる。

【００７７】第４の発明に係るＥＣＭレーダ装置によれ
ば、複数の異なる周波数帯域に対応する複数の連続波を
発生する複数の信号発生手段と、上記複数の連続波を加
算する手段と、上記複数の連続波の共役複素数を生成す
る手段と、上記加算後の信号を空間に送信する手段と、
上記送信した信号のエコーを受信する手段と、上記エコ
ーと上記連続波の共役複素数との積を積分する手段とを
備え、上記複数の信号発生手段は、一定時間毎に順次、
上記複数の連続波の送信を停止することで、微弱なエコ
ー波形を圧縮できるとともに、目標とレーダ間の相対距
離を求めることもできる。すなわち、「広帯域信号」か
つ「微弱なエコーを圧縮して受信する」ことが可能とな
り、電波妨害装置の運用において、レーダ装置を用いる
ことなく目標との相対距離を得ることができる。

【００７８】上記第４の発明において、上記複数の連続
波の波長は全て異なり、かつ、互いの波長は整数倍の関
係にない。また、上記複数の信号発生手段は、上記複数
の連続波の送信波出力を順次、変える。さらには、上記
複数の信号発生手段は、上記複数の連続波の周波数を順
次、停止させる。このように構成することで、妨害波中
の周波数成分の減少による、妨害波の効果を低減させる
ことなく、目標とレーダ間の相対距離を求めることがで
きる。

【００７９】また、上記複数の信号発生手段は、上記複
数の連続波の周波数を時間分割で切り替えたり、上記複
数の連続波の送信波出力を低下させることで、同時に送
信する電波数を減らすことができ、瞬時には、少ない波
を送信しても、最終的には、目標とレーダ間の相対距離
を求めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１，２に係るＥＣＭレー
ダ装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 実施の形態１に係るＥＣＭレーダ装置を構成
する個々の波形発生装置より生成されるチャープ信号の
波形を示す図である。

【図３】 本発明の実施の形態３に係るＥＣＭレーダ装
置の構成を示すブロック図である。

【図４】 本発明の実施の形態４〜７に係るＥＣＭレー
ダ装置の構成を示すブロック図である

【図５】 従来のレーダ装置の構成を示す図である。

【図６】 従来装置に係るチャープ信号の波形特性を示
す図である。

【図７】 従来装置に係る位相変調信号の特性を示す図
である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ，４１ａ〜４１ｃ，１０１…波形発生装置、
２，４２…波形合成装置、３，４３，１０３…Ｄ／Ａ変
換装置、４，４４，１０４…送信空中線、５，４５，１
０５…受信空中線、６，１０６…受信波圧縮装置、７ａ
〜７ｃ…信号発生器、８ａ〜８ｃ…拡散遅延線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−238484（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−258427（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−109833（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−151786（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−118479（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−24636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−93968（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−281397（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の異なる周波数帯域に対応する複数
   のチャープ信号を発生する複数の信号発生手段と、 前記複数のチャープ信号を並列に合成する手段と、 前記合成後の信号を空間に送信する手段と、 前記送信した信号のエコーを受信する手段と、 前記エコーを時間的に圧縮する圧縮手段とを備え、 前記圧縮手段は前記複数の信号発生手段に対応して設け
   られ、この圧縮手段の圧縮特性は、前記複数のチャープ
   信号の時間対周波数変化とは逆の特性であることを特徴
   とするＥＣＭレーダ装置。
2. 【請求項２】 複数の異なる周波数帯域に対応する複数
   の位相変調信号を発生する複数の信号発生手段と、 前記複数の位相変調信号を並列に合成する手段と、 前記合成後の信号を空間に送信する手段と、 前記送信した信号のエコーを受信する手段と、 前記エコーを時間的に圧縮する圧縮手段とを備え、 前記圧縮手段は前記複数の発生手段に対応して設けら
   れ、この圧縮手段の圧縮特性は、前記複数の位相変調信
   号の時間対位相変化の特性に基づくことを特徴とするＥ
   ＣＭレーダ装置。
3. 【請求項３】 前記複数の信号発生手段に代えて、複数
   のインパルス信号発生手段と、これらインパルス信号を
   チャープ信号へ変換する拡散遅延手段とを設けたことを
   特徴とする請求項１記載のＥＣＭレーダ装置。
4. 【請求項４】 複数の異なる周波数帯域に対応する複数
   の連続波を発生する複数の信号発生手段と、 前記複数の連続波を並列に加算する手段と、 前記複数の連続波の共役複素数を生成する手段と、 前記加算後の信号を空間に送信する手段と、 前記送信した信号のエコーを受信する手段と、 前記エコーと前記連続波の共役複素数との積を積分する
   手段とを備え、 前記複数の信号発生手段は、一定時間毎に順次、前記複
   数の連続波の送信を停止することを特徴とするＥＣＭレ
   ーダ装置。
5. 【請求項５】 前記複数の連続波の波長は全て異なり、
   かつ、互いの波長は整数倍の関係にないことを特徴とす
   る請求項４記載のＥＣＭレーダ装置。
6. 【請求項６】 前記複数の信号発生手段は、前記複数の
   連続波の送信波出力を順次、変えることを特徴とする請
   求項４記載のＥＣＭレーダ装置。
7. 【請求項７】 前記複数の信号発生手段は、前記複数の
   連続波の周波数を順次、停止させることを特徴とする請
   求項４記載のＥＣＭレーダ装置。
8. 【請求項８】 前記複数の信号発生手段は、前記複数の
   連続波の周波数を時間分割で切り替えることを特徴とす
   る請求項７記載のＥＣＭレーダ装置。
9. 【請求項９】 前記複数の信号発生手段は、前記複数の
   連続波の送信波出力を低下させることを特徴とする請求
   項８記載のＥＣＭレーダ装置。