JP3410575B2 - パルスレーダー - Google Patents
パルスレーダーInfo
- Publication number
- JP3410575B2 JP3410575B2 JP02218295A JP2218295A JP3410575B2 JP 3410575 B2 JP3410575 B2 JP 3410575B2 JP 02218295 A JP02218295 A JP 02218295A JP 2218295 A JP2218295 A JP 2218295A JP 3410575 B2 JP3410575 B2 JP 3410575B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- timing signal
- frequency
- reference time
- time point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、接岸速度計などに利用
されるパルスレーダーに関するものである。
されるパルスレーダーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】接岸速度計などの光学レーダー装置に利
用されているパルス・レーザレーダーでは、本出願人の
先願に係わる特願平 2ー90265 号に開示されているよう
に、時間軸を見かけ上拡大するという特殊な処理により
距離の検出精度と分解能の向上が図られている。このレ
ーザレーダーでは、パルス状のレーザ光が一定周期τo
の送信周期で反復的に送信され続けると共に、接岸中の
船舶などの標的で生じた反射レーザ光が上記送信周期τ
o よりも僅かに大きな一定周期τの受信周期で次々にサ
ンプルホールドされてゆく。
用されているパルス・レーザレーダーでは、本出願人の
先願に係わる特願平 2ー90265 号に開示されているよう
に、時間軸を見かけ上拡大するという特殊な処理により
距離の検出精度と分解能の向上が図られている。このレ
ーザレーダーでは、パルス状のレーザ光が一定周期τo
の送信周期で反復的に送信され続けると共に、接岸中の
船舶などの標的で生じた反射レーザ光が上記送信周期τ
o よりも僅かに大きな一定周期τの受信周期で次々にサ
ンプルホールドされてゆく。
【０００３】上記送信周期と受信周期との微小な差（τ
−τｏ）をδτとすれば、時間軸上のτｏの区間内に反
復して出現する反射レーザ光が時間上で毎回δτずつ遅
延されたタイミングでサンプルホールドされてゆく。す
なわち、検出対象の区間τｏが毎回δτの幅で多数回に
わたって掃引されていく。すなわち、１回の距離測定に
必要な反射パルス光のサンプルホールドはτｏ／δτ回
にわたって反復されることになる。また、反射レーダー
光中の時間幅δτの部分が送信周期τｏに拡大されるた
め、時間軸が見かけ上τo/δτ倍に拡大される。さら
に、光の伝播速度と送信周期τｏとから検出可能な最大
距離すなわち、τｏの時間内にレーザ光が往復可能な距
離が決定される。例えば、送信周期τｏは５μs に固定
されており、この場合、検出可能な最大距離は750 ｍと
なる。そして、１回の距離測定に必要な時間はτｏ×τ
ｏ／δτとなる。
−τｏ）をδτとすれば、時間軸上のτｏの区間内に反
復して出現する反射レーザ光が時間上で毎回δτずつ遅
延されたタイミングでサンプルホールドされてゆく。す
なわち、検出対象の区間τｏが毎回δτの幅で多数回に
わたって掃引されていく。すなわち、１回の距離測定に
必要な反射パルス光のサンプルホールドはτｏ／δτ回
にわたって反復されることになる。また、反射レーダー
光中の時間幅δτの部分が送信周期τｏに拡大されるた
め、時間軸が見かけ上τo/δτ倍に拡大される。さら
に、光の伝播速度と送信周期τｏとから検出可能な最大
距離すなわち、τｏの時間内にレーザ光が往復可能な距
離が決定される。例えば、送信周期τｏは５μs に固定
されており、この場合、検出可能な最大距離は750 ｍと
なる。そして、１回の距離測定に必要な時間はτｏ×τ
ｏ／δτとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記先願のレーザレー
ダーでは、レーザパルスの送信周期τｏが、検出最大距
離に無関係に固定されているため、近距離の物体につい
ても遠距離の物体と同じ検出時間が必要になるという無
駄がある。この無駄を解消するために、距離に応じてパ
ルスレーザ光の送信周期τｏを短縮するという対策が考
えられる。しかしながら、ピーク値100 ワットもの大出
力のパルス状のレーザ光を、近距離の検出のために５μ
s 以下の周期で発生させることは、現状では技術的に極
めて困難である。
ダーでは、レーザパルスの送信周期τｏが、検出最大距
離に無関係に固定されているため、近距離の物体につい
ても遠距離の物体と同じ検出時間が必要になるという無
駄がある。この無駄を解消するために、距離に応じてパ
ルスレーザ光の送信周期τｏを短縮するという対策が考
えられる。しかしながら、ピーク値100 ワットもの大出
力のパルス状のレーザ光を、近距離の検出のために５μ
s 以下の周期で発生させることは、現状では技術的に極
めて困難である。
【０００５】また、技術的に可能であるとしても、ピー
ク値が100 ワットもの大出力のレーザパルスを５μs 以
下の周期で発生させることは、作業者の目の焼損事故を
回避するという安全面からも大きな問題がある。従っ
て、本発明の一つの目的は、一定の送信周期τo のもと
で、近距離ほど検出所要時間の短縮が可能なストローブ
パルス発生回路及びこれを用いたレーザレーダーを提供
することにある。
ク値が100 ワットもの大出力のレーザパルスを５μs 以
下の周期で発生させることは、作業者の目の焼損事故を
回避するという安全面からも大きな問題がある。従っ
て、本発明の一つの目的は、一定の送信周期τo のもと
で、近距離ほど検出所要時間の短縮が可能なストローブ
パルス発生回路及びこれを用いたレーザレーダーを提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のパルスレーダー
は、帰還ループを介してほぼ一定の差周波数の関係に保
たれる主従の発振器と、各発振器の出力を分周した送受
信タイミング信号のそれぞれに同期してパルスを送信し
かつサンプルホールドする送受信手段と、外部から受け
た選択指令に従い、従発振信号を主信号の場合と同一の
分周比率で分周して得た受信タイミング信号を出力する
か又はこの受信タイミング信号の整数倍の周波数の信号
に同期して前記送信タイミング信号を保持することによ
って得た疑似受信タイミング信号を出力すると共に、送
信タイミング信号及び受信タイミング信号が一致する時
点を基準時点として検出し通知するか又は隣接基準時点
間の期間の整数分の１の期間の終端を疑似基準時点とし
て検出し通知する受信制御回路と、この受信制御回路か
ら出力される前記受信タイミング信号又は疑似受信タイ
ミング信号に同期して受信した反射パルス信号を保持す
る受信回路と、この通知された基準時点又は疑似基準時
点の一つからその直後の基準時点又は疑似基準時点の一
つまでの期間にわたって受信回路が保持した反射パルス
信号の出現の時点を検出することを反復することにより
この反射パルス信号を発生させた物体までの距離を算定
する距離算定手段とを備えている。
は、帰還ループを介してほぼ一定の差周波数の関係に保
たれる主従の発振器と、各発振器の出力を分周した送受
信タイミング信号のそれぞれに同期してパルスを送信し
かつサンプルホールドする送受信手段と、外部から受け
た選択指令に従い、従発振信号を主信号の場合と同一の
分周比率で分周して得た受信タイミング信号を出力する
か又はこの受信タイミング信号の整数倍の周波数の信号
に同期して前記送信タイミング信号を保持することによ
って得た疑似受信タイミング信号を出力すると共に、送
信タイミング信号及び受信タイミング信号が一致する時
点を基準時点として検出し通知するか又は隣接基準時点
間の期間の整数分の１の期間の終端を疑似基準時点とし
て検出し通知する受信制御回路と、この受信制御回路か
ら出力される前記受信タイミング信号又は疑似受信タイ
ミング信号に同期して受信した反射パルス信号を保持す
る受信回路と、この通知された基準時点又は疑似基準時
点の一つからその直後の基準時点又は疑似基準時点の一
つまでの期間にわたって受信回路が保持した反射パルス
信号の出現の時点を検出することを反復することにより
この反射パルス信号を発生させた物体までの距離を算定
する距離算定手段とを備えている。
【０００７】
【作用】本発明のパルスレーダーでは、送信タイミング
信号の周期である時間軸上の区間τｏが、送信のたびご
とに、送受信の周期の微小なずれ量δτで掃引されてい
く。この掃引対象の区間τｏは、電気回路の性能や作業
者の安全面などから、検出可能な最大距離を確保するた
めに必要な時間よりも長くなる。そこで、電気回路の性
能や作業者の安全面を考慮してパルスの送信周期τｏは
不変に保たれる一方で、原理的にはτｏの最大区間にわ
たって可能な掃引が最大区間の整数分の１の小区間で打
切られる。この掃引の途中打切りが行われた小区間の後
の区間は、反射パルスが出現しないか、出現しても検出
の対象にならない遠距離の区間に対応するため、この途
中打切りはなんらの検出機能を低下させることがない。
以下、本発明を実施例と共に更に詳細に説明する。
信号の周期である時間軸上の区間τｏが、送信のたびご
とに、送受信の周期の微小なずれ量δτで掃引されてい
く。この掃引対象の区間τｏは、電気回路の性能や作業
者の安全面などから、検出可能な最大距離を確保するた
めに必要な時間よりも長くなる。そこで、電気回路の性
能や作業者の安全面を考慮してパルスの送信周期τｏは
不変に保たれる一方で、原理的にはτｏの最大区間にわ
たって可能な掃引が最大区間の整数分の１の小区間で打
切られる。この掃引の途中打切りが行われた小区間の後
の区間は、反射パルスが出現しないか、出現しても検出
の対象にならない遠距離の区間に対応するため、この途
中打切りはなんらの検出機能を低下させることがない。
以下、本発明を実施例と共に更に詳細に説明する。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明のパルス・レーダーの一実施
例に係わるパルス・レーザレーダーの構成を示すブロッ
ク図であり、１１は主発振器、１２は従発振器、１３は
ミキサー、１４はＮ分周器、１５はＭ分周器、１６は位
相比較器、１７は低域通過濾波器、１８はＮ分周器、１
９は基準時点検出回路、２１は増幅器、２２は発光回路
である。更に、３１は受光回路、３２は増幅器、３３は
サンプルホールド回路、３４は量子化回路、３５はメモ
リ、３６はメモリ制御回路、４０はＣＰＵ、５０は受信
制御回路である。受信制御回路５０は、Ｎ／ｎ分周器５
１乃至５６、セレクタ５７，５８，５９、Ｄフリップフ
ロップ６０，６１、立上り検出回路６２から構成されて
いる。
例に係わるパルス・レーザレーダーの構成を示すブロッ
ク図であり、１１は主発振器、１２は従発振器、１３は
ミキサー、１４はＮ分周器、１５はＭ分周器、１６は位
相比較器、１７は低域通過濾波器、１８はＮ分周器、１
９は基準時点検出回路、２１は増幅器、２２は発光回路
である。更に、３１は受光回路、３２は増幅器、３３は
サンプルホールド回路、３４は量子化回路、３５はメモ
リ、３６はメモリ制御回路、４０はＣＰＵ、５０は受信
制御回路である。受信制御回路５０は、Ｎ／ｎ分周器５
１乃至５６、セレクタ５７，５８，５９、Ｄフリップフ
ロップ６０，６１、立上り検出回路６２から構成されて
いる。
【０００９】主発振器１１は水晶発振器などで構成され
ており、高安定度の周波数Ｆｏの主発振信号を発生す
る。従発振器１２は電圧制御発振器（ＶＣＯ）で構成さ
れており、主発振器１１の発振周波数よりも僅かに低い
周波数Ｆの従発振信号を発生する。ミキサー１３は、上
記主発振信号と従発振信号とを混合することにより、差
周波δＦ＝（Ｆｏ−Ｆ）のビート信号を発生する。この
ビート信号は、位相ロックループ（ＰＬＬ）を構成する
位相比較器１６の一方の入力端子に供給される。位相比
較器１６の他方の入力端子には、主発振器１１から出力
された主発振信号がＮ分周器１４とＭ分周器１５とを通
過することにより、Ｆｏ／ＭＮの周波数に分周されて供
給される。
ており、高安定度の周波数Ｆｏの主発振信号を発生す
る。従発振器１２は電圧制御発振器（ＶＣＯ）で構成さ
れており、主発振器１１の発振周波数よりも僅かに低い
周波数Ｆの従発振信号を発生する。ミキサー１３は、上
記主発振信号と従発振信号とを混合することにより、差
周波δＦ＝（Ｆｏ−Ｆ）のビート信号を発生する。この
ビート信号は、位相ロックループ（ＰＬＬ）を構成する
位相比較器１６の一方の入力端子に供給される。位相比
較器１６の他方の入力端子には、主発振器１１から出力
された主発振信号がＮ分周器１４とＭ分周器１５とを通
過することにより、Ｆｏ／ＭＮの周波数に分周されて供
給される。
【００１０】位相比較器１６は、各入力端子に供給され
る信号の位相を比較し位相誤差信号を出力する。この位
相誤差信号は、低域通過濾波器１７を経て制御電圧とな
って従発振器１２を構成する電圧制御発振器の制御電圧
入力端子に供給され、従発振信号の周波数を変化させ
る。この周波数制御のための帰還ループでは、ミキサー
１３から出力される差周波δＦが予め定められた一定値
（所定値）に等しくなるように設定されている。
る信号の位相を比較し位相誤差信号を出力する。この位
相誤差信号は、低域通過濾波器１７を経て制御電圧とな
って従発振器１２を構成する電圧制御発振器の制御電圧
入力端子に供給され、従発振信号の周波数を変化させ
る。この周波数制御のための帰還ループでは、ミキサー
１３から出力される差周波δＦが予め定められた一定値
（所定値）に等しくなるように設定されている。
【００１１】Ｎ分周器１４で分周され周波数がＦｏ／Ｎ
＝ｆｏとなった信号は、送信タイミング信号ＴＸとして
増幅器２１を経て発光回路２２に供給される。発光回路
２２は、レーザダイオードを主体に構成され、送信タイ
ミング信号ＴＸに同期して鋭いパルス状のレーザ光を発
生する。このパルス光は、送信レンズによる収束を受け
ながら接岸中の船舶などの標的に向けて発射される。標
的による反射を受けた反射パルス光は、受光レンズによ
る収束を受けながら受光回路３１に入射する。受信回路
３１はアバランシェ・フォトダイオード (ＡＰＤ) を主
体に構成されており、受光パルスの波形に対応した波形
の電気パルス信号を発生する。この電気パルス信号は、
増幅器３２による増幅を受けてサンプルホールド回路３
３に供給される。
＝ｆｏとなった信号は、送信タイミング信号ＴＸとして
増幅器２１を経て発光回路２２に供給される。発光回路
２２は、レーザダイオードを主体に構成され、送信タイ
ミング信号ＴＸに同期して鋭いパルス状のレーザ光を発
生する。このパルス光は、送信レンズによる収束を受け
ながら接岸中の船舶などの標的に向けて発射される。標
的による反射を受けた反射パルス光は、受光レンズによ
る収束を受けながら受光回路３１に入射する。受信回路
３１はアバランシェ・フォトダイオード (ＡＰＤ) を主
体に構成されており、受光パルスの波形に対応した波形
の電気パルス信号を発生する。この電気パルス信号は、
増幅器３２による増幅を受けてサンプルホールド回路３
３に供給される。
【００１２】このサンプルホールド回路３３には、従発
振器１２から出力された従発振信号がＮ分周器１８でＮ
分周されて周波数がＦ／Ｎ＝ｆとなった受信タイミング
信号ＲＸ又はフリップフロップ６０から出力される疑似
受信タイミング信号ｒｘがセレクタ５８を通して供給さ
れる。サンプルホールド回路３３は、増幅器３２から出
力される電気パルス信号を、受信タイミング信号ＲＸ又
は疑似受信タイミング信号ｒｘに同期してサンプルホー
ルドする。このサンプルホールドされた電気パルス信号
はＡ／Ｄ変換器３４でディジタル信号に変換され、書込
みデータとしてメモリ３５に供給される。
振器１２から出力された従発振信号がＮ分周器１８でＮ
分周されて周波数がＦ／Ｎ＝ｆとなった受信タイミング
信号ＲＸ又はフリップフロップ６０から出力される疑似
受信タイミング信号ｒｘがセレクタ５８を通して供給さ
れる。サンプルホールド回路３３は、増幅器３２から出
力される電気パルス信号を、受信タイミング信号ＲＸ又
は疑似受信タイミング信号ｒｘに同期してサンプルホー
ルドする。このサンプルホールドされた電気パルス信号
はＡ／Ｄ変換器３４でディジタル信号に変換され、書込
みデータとしてメモリ３５に供給される。
【００１３】メモリ制御回路３６は、受信制御回路５０
内のセレクタ５９から出力される基準時点検出通知ＲＥ
又は疑似基準時点検出通知ｒｅを受けるたびに、メモリ
３５に供給するアドレス信号を、このメモリ内に互いに
離散して設定された複数の書込領域の先頭アドレスの一
つに設定する。メモリ制御回路３６は、図示しないクロ
ック信号供給回路から受けたクロック信号に同期して、
Ａ／Ｄ変換器３４から出力中のディジタルデータの書込
みを指令する書込みイネーブル信号をメモリ３５に出力
すると共に書込みアドレスを歩進してゆく。
内のセレクタ５９から出力される基準時点検出通知ＲＥ
又は疑似基準時点検出通知ｒｅを受けるたびに、メモリ
３５に供給するアドレス信号を、このメモリ内に互いに
離散して設定された複数の書込領域の先頭アドレスの一
つに設定する。メモリ制御回路３６は、図示しないクロ
ック信号供給回路から受けたクロック信号に同期して、
Ａ／Ｄ変換器３４から出力中のディジタルデータの書込
みを指令する書込みイネーブル信号をメモリ３５に出力
すると共に書込みアドレスを歩進してゆく。
【００１４】まず、図１のパルス・レーザレーダーの受
信制御回路５０内のセレクタ５８と５９のそれぞれが受
信タイミング信号ＲＸと基準時点検出通知ＲＥを選択中
であるものとし、この場合の動作説明を図２の波形図を
参照しながら説明する。図２の（Ａ）に示すように、一
定周期τｏ＝１/ ｆｏで出現する送信タイミング信号Ｔ
Ｘに同期してレーザパルスが放射される。図２の（Ｂ）
に示すように、上記放射の時点から時間τｄだけ遅延し
て反射レーザパルスが受信される。図２の（Ｃ）に示す
ように、上記受信された反射パルスは、τｏよりもわず
かに長い一定周期τ＝１/ ｆで出現する受信タイミング
信号ＲＸに同期してサンプルホールドされる。
信制御回路５０内のセレクタ５８と５９のそれぞれが受
信タイミング信号ＲＸと基準時点検出通知ＲＥを選択中
であるものとし、この場合の動作説明を図２の波形図を
参照しながら説明する。図２の（Ａ）に示すように、一
定周期τｏ＝１/ ｆｏで出現する送信タイミング信号Ｔ
Ｘに同期してレーザパルスが放射される。図２の（Ｂ）
に示すように、上記放射の時点から時間τｄだけ遅延し
て反射レーザパルスが受信される。図２の（Ｃ）に示す
ように、上記受信された反射パルスは、τｏよりもわず
かに長い一定周期τ＝１/ ｆで出現する受信タイミング
信号ＲＸに同期してサンプルホールドされる。
【００１５】τ−τｏ＝δτとおけば、図２の（Ｃ）に
示すように、レーザパルスを放射してからサンプルホー
ルドが行われるまでの時間が０，δτ、２δτ，３δτ
・・・・という具合に、δτずつ順次ずれてゆく。すな
わち、時間軸上の区間τｏが送信のたびごとにδτの幅
で掃引されてゆく。受信パルス信号の幅をＷ(sec) とす
れば、この受信パルス信号について非ゼロのサンプル値
を得る回数はＷ／δτ回となる。そして、各非ゼロのサ
ンプル値はサンプルホールドの周期にわたってホールド
されることによりτ(sec) に伸長される。この結果、受
信パルス信号の幅は、τ×Ｗ／δτ＝（τ／δτ）Ｗと
なり、図２（Ｄ）の波形に例示するように、τ／δτ≒
τｏ／δτ倍だけ伸長されることになる。
示すように、レーザパルスを放射してからサンプルホー
ルドが行われるまでの時間が０，δτ、２δτ，３δτ
・・・・という具合に、δτずつ順次ずれてゆく。すな
わち、時間軸上の区間τｏが送信のたびごとにδτの幅
で掃引されてゆく。受信パルス信号の幅をＷ(sec) とす
れば、この受信パルス信号について非ゼロのサンプル値
を得る回数はＷ／δτ回となる。そして、各非ゼロのサ
ンプル値はサンプルホールドの周期にわたってホールド
されることによりτ(sec) に伸長される。この結果、受
信パルス信号の幅は、τ×Ｗ／δτ＝（τ／δτ）Ｗと
なり、図２（Ｄ）の波形に例示するように、τ／δτ≒
τｏ／δτ倍だけ伸長されることになる。
【００１６】主発振信号の周波数をＦを150 MHz 、従発
振信号との差周波数δＦを２KHz とおけば、一つの完全
な受信信号波形を得るまでに行われるサンプルホールド
の回数は、τo/δτ＝ｆ/(ｆｏ−ｆ) ＝ｆ/(ｆｏ−ｆ）
＝ Nｆ/ (Nｆｏ− Nｆ）＝ F/δＦ＝75,000回となる。
また、測定可能な最大距離を750 ｍとおけば、τｏ＝５
μs であるから、一つの完全な受信信号波形を得るまで
の計測所要時間は、5μs/回×75,000回＝0.375(sec)と
なる。
振信号との差周波数δＦを２KHz とおけば、一つの完全
な受信信号波形を得るまでに行われるサンプルホールド
の回数は、τo/δτ＝ｆ/(ｆｏ−ｆ) ＝ｆ/(ｆｏ−ｆ）
＝ Nｆ/ (Nｆｏ− Nｆ）＝ F/δＦ＝75,000回となる。
また、測定可能な最大距離を750 ｍとおけば、τｏ＝５
μs であるから、一つの完全な受信信号波形を得るまで
の計測所要時間は、5μs/回×75,000回＝0.375(sec)と
なる。
【００１７】次に、図１の受信制御回路５０について説
明する。この受信制御回路５０は、複数の分周器、セレ
クタ、Ｄフリップフロップ、立上り検出回路などの論理
回路から構成されている。この受信制御回路５０は、一
つの完全な受信信号波形を得るまでの所要時間の短縮を
可能とするための回路であり、送信タイミング信号ＴＸ
と、受信タイミング信号ＲＸ又はその整数倍の周波数の
信号ｎＲＸなどに基づき疑似受信タイミング信号ｒｘと
疑似基準時点検出通知ｒｅを生成し、上述した受信部の
サンプルホールド回路３３とメモリ制御回路３６に供給
するように構成されている。
明する。この受信制御回路５０は、複数の分周器、セレ
クタ、Ｄフリップフロップ、立上り検出回路などの論理
回路から構成されている。この受信制御回路５０は、一
つの完全な受信信号波形を得るまでの所要時間の短縮を
可能とするための回路であり、送信タイミング信号ＴＸ
と、受信タイミング信号ＲＸ又はその整数倍の周波数の
信号ｎＲＸなどに基づき疑似受信タイミング信号ｒｘと
疑似基準時点検出通知ｒｅを生成し、上述した受信部の
サンプルホールド回路３３とメモリ制御回路３６に供給
するように構成されている。
【００１８】６個の分周回路５１乃至５６のそれぞれ
は、従発振器１２から出力される副発振信号ＦをＮ／ｎ
分周する（ｎ＝２，３，４，５，６，１０）ことによ
り、受信タイミング信号ＲＸのｎ倍の周波数（ｎｆ）の
高調波信号ｎＲＸを発生する。なお、これらの高調波信
号ｎＲＸは、送信タイミング信号ＴＸをｎ逓倍する周波
数逓倍器に通すことによって発生させてもよい。セレク
タ５７は、図示しないキーボードなどを通してユーザー
が入力するコマンドに従って、分周器５１〜５６のそれ
ぞれから出力される受信タイミング信号の高調波信号ｎ
ＲＸのうちの一つを選択し、これを後段のＤフリップフ
ロップ６０のクロック信号入力端子ＣＫに供給する。
は、従発振器１２から出力される副発振信号ＦをＮ／ｎ
分周する（ｎ＝２，３，４，５，６，１０）ことによ
り、受信タイミング信号ＲＸのｎ倍の周波数（ｎｆ）の
高調波信号ｎＲＸを発生する。なお、これらの高調波信
号ｎＲＸは、送信タイミング信号ＴＸをｎ逓倍する周波
数逓倍器に通すことによって発生させてもよい。セレク
タ５７は、図示しないキーボードなどを通してユーザー
が入力するコマンドに従って、分周器５１〜５６のそれ
ぞれから出力される受信タイミング信号の高調波信号ｎ
ＲＸのうちの一つを選択し、これを後段のＤフリップフ
ロップ６０のクロック信号入力端子ＣＫに供給する。
【００１９】Ｄフリップフロップ６０の信号入力端子Ｄ
には、送信タイミング信号ＴＸが供給されている。この
送信タイミング信号ＴＸは、クロック信号入力端子ＣＫ
に供給される受信タイミング信号の高調波信号ｎＲＸに
同期してＤフリップフロップ６０に保持され、そのＱ出
力端子から疑似受信タイミング信号ｒｘとしてセレクタ
５８の一方の入力端子と、後段のＤフリップフロップ６
１のクロック信号入力端子ＣＫに供給される。Ｄフリッ
プフロップ６１の信号入力端子Ｄには、立上り検出回路
６０を通過した送信タイミング信号ＴＸの立上り検出信
号αが供給されている。この立上り検出信号αは、クロ
ック信号入力端子ＣＫに供給される疑似受信タイミング
信号ｒｘに同期してＤフリップフロップ６１に保持さ
れ、そのＱ出力端子から疑似基準時点検出通知ｒｅとし
て出力される。
には、送信タイミング信号ＴＸが供給されている。この
送信タイミング信号ＴＸは、クロック信号入力端子ＣＫ
に供給される受信タイミング信号の高調波信号ｎＲＸに
同期してＤフリップフロップ６０に保持され、そのＱ出
力端子から疑似受信タイミング信号ｒｘとしてセレクタ
５８の一方の入力端子と、後段のＤフリップフロップ６
１のクロック信号入力端子ＣＫに供給される。Ｄフリッ
プフロップ６１の信号入力端子Ｄには、立上り検出回路
６０を通過した送信タイミング信号ＴＸの立上り検出信
号αが供給されている。この立上り検出信号αは、クロ
ック信号入力端子ＣＫに供給される疑似受信タイミング
信号ｒｘに同期してＤフリップフロップ６１に保持さ
れ、そのＱ出力端子から疑似基準時点検出通知ｒｅとし
て出力される。
【００２０】セレクタ５７が分周器５１〜５６のいずれ
の出力も選択していない期間内は、セレクタ５８は分周
器１８から出力される受信タイミング信号ＲＸを選択し
て受信部に供給すると共に、セレクタ５９はフリップフ
ロップ１９から出力される基準時点検出通知ＲＥを選択
してメモリ制御回路３６に供給する。図３は、上記期間
内の受信制御回路５０の動作を説明するための波形図で
ある。この波形図では、周期τｏの送信タイミング信号
ＴＸと、周期τの受信タイミング信号ＲＸとが１１τｏ
の周期で同相になる場合、すなわちτｏ／δτ＝１１の
場合が例示されている。メモリ制御回路３６は基準時点
検出通知ＲＥのハイへの立上り時点を検出し、ディジタ
ル信号の格納アドレスを初期位置に設定する。なお、前
述のように、実際には、τｏ／δτは数万の桁である。
の出力も選択していない期間内は、セレクタ５８は分周
器１８から出力される受信タイミング信号ＲＸを選択し
て受信部に供給すると共に、セレクタ５９はフリップフ
ロップ１９から出力される基準時点検出通知ＲＥを選択
してメモリ制御回路３６に供給する。図３は、上記期間
内の受信制御回路５０の動作を説明するための波形図で
ある。この波形図では、周期τｏの送信タイミング信号
ＴＸと、周期τの受信タイミング信号ＲＸとが１１τｏ
の周期で同相になる場合、すなわちτｏ／δτ＝１１の
場合が例示されている。メモリ制御回路３６は基準時点
検出通知ＲＥのハイへの立上り時点を検出し、ディジタ
ル信号の格納アドレスを初期位置に設定する。なお、前
述のように、実際には、τｏ／δτは数万の桁である。
【００２１】セレクタ５７が分周器５１乃至５６のうち
の一つの出力を選択中の期間は、セレクタ５８ではフリ
ップフロップ６０から出力される疑似受信タイミング信
号ｒｘが選択され、これが受信部のサンプルホールド回
路３３とメモリ制御回路３６とに供給される。また、セ
レクタ５９ではフリップフロップ６１から出力される疑
似基準時点検出通知ｒｅが選択され、これが受信部のメ
モリ選択回路３６に供給される。
の一つの出力を選択中の期間は、セレクタ５８ではフリ
ップフロップ６０から出力される疑似受信タイミング信
号ｒｘが選択され、これが受信部のサンプルホールド回
路３３とメモリ制御回路３６とに供給される。また、セ
レクタ５９ではフリップフロップ６１から出力される疑
似基準時点検出通知ｒｅが選択され、これが受信部のメ
モリ選択回路３６に供給される。
【００２２】図４は、セレクタ５７によって分周器５１
の出力２ＲＸが選択されている期間内の受信制御回路５
０の動作を説明するための波形図である。この波形図で
は、周期τｏの送信タイミング信号ＴＸと、周期τの受
信タイミング信号ＲＸとが１２τｏの周期で同相になる
場合、すなわちτｏ／δτ＝１２の場合が例示されてい
る。この場合、Ｄフリップフロップ６０から出力される
疑似受信タイミング信号ｒｘは、１２τｏの全周期の前
半部分では受信タイミング信号ＲＸと完全に同相の関係
にあり、後半部分では受信タイミング信号ＲＸと完全に
逆相の関係にある。また、Ｄフリップフロップ６１から
出力される疑似基準時点検出通知ｒｅは６τｏの周期、
すなわち、τｏ／δτ半分の周期を有しており、これが
セレクタ５９を経て受信部のメモリ制御回路３６に供給
される。
の出力２ＲＸが選択されている期間内の受信制御回路５
０の動作を説明するための波形図である。この波形図で
は、周期τｏの送信タイミング信号ＴＸと、周期τの受
信タイミング信号ＲＸとが１２τｏの周期で同相になる
場合、すなわちτｏ／δτ＝１２の場合が例示されてい
る。この場合、Ｄフリップフロップ６０から出力される
疑似受信タイミング信号ｒｘは、１２τｏの全周期の前
半部分では受信タイミング信号ＲＸと完全に同相の関係
にあり、後半部分では受信タイミング信号ＲＸと完全に
逆相の関係にある。また、Ｄフリップフロップ６１から
出力される疑似基準時点検出通知ｒｅは６τｏの周期、
すなわち、τｏ／δτ半分の周期を有しており、これが
セレクタ５９を経て受信部のメモリ制御回路３６に供給
される。
【００２３】図５は、セレクタ５７によって分周器５２
の出力３ＲＸが選択されている期間内の受信制御回路５
０の動作を説明するための波形図である。この波形図で
は、周期τｏの送信タイミング信号ＴＸと、周期τの受
信タイミング信号ＲＸとが１５τｏの周期で同相になる
場合、すなわち、τｏ／δτ＝１５の場合が例示されて
いる。この場合、Ｄフリップフロップ６０から出力され
る疑似受信タイミング信号ｒｘの位相は、１５τｏの全
周期の最初の１／３の５τｏにわたる期間内は受信タイ
ミング信号ＲＸと完全に同相の関係にあり、次の１／３
の５τｏにわたる期間内は受信タイミング信号ＲＸより
も120 o 進んだ関係にあり、最後の１／３の５τｏにわ
たる期間内は受信タイミング信号ＲＸよりも240 o 進ん
だ関係にある。Ｄフリップフロップ６１から出力される
疑似タイミング信号ｒｅは、５τｏの周期、すなわちτ
ｏ／δτの１／３の周期でハイに立上がる。
の出力３ＲＸが選択されている期間内の受信制御回路５
０の動作を説明するための波形図である。この波形図で
は、周期τｏの送信タイミング信号ＴＸと、周期τの受
信タイミング信号ＲＸとが１５τｏの周期で同相になる
場合、すなわち、τｏ／δτ＝１５の場合が例示されて
いる。この場合、Ｄフリップフロップ６０から出力され
る疑似受信タイミング信号ｒｘの位相は、１５τｏの全
周期の最初の１／３の５τｏにわたる期間内は受信タイ
ミング信号ＲＸと完全に同相の関係にあり、次の１／３
の５τｏにわたる期間内は受信タイミング信号ＲＸより
も120 o 進んだ関係にあり、最後の１／３の５τｏにわ
たる期間内は受信タイミング信号ＲＸよりも240 o 進ん
だ関係にある。Ｄフリップフロップ６１から出力される
疑似タイミング信号ｒｅは、５τｏの周期、すなわちτ
ｏ／δτの１／３の周期でハイに立上がる。
【００２４】上述のように、分周器５１乃至５６から出
力される周波数ｎｆの信号ｎＲＸの一つを選択すること
により、疑似基準時点の間隔、すなわち１回の計測所要
時間を従来の固定期間τｏ／δτのｎ分の１に変更する
ことができる。すなわち、上記ｎの値を変更した場合の
測定可能な最大距離とＲmax と基準時点の間隔、すなわ
ち計測所要時間Ｔとの関係は以下のようになる。
力される周波数ｎｆの信号ｎＲＸの一つを選択すること
により、疑似基準時点の間隔、すなわち１回の計測所要
時間を従来の固定期間τｏ／δτのｎ分の１に変更する
ことができる。すなわち、上記ｎの値を変更した場合の
測定可能な最大距離とＲmax と基準時点の間隔、すなわ
ち計測所要時間Ｔとの関係は以下のようになる。
【００２５】
上記最大検出距離のレンジ切替えは、キーボードや表示
パネルなどからレンジ指定信号を入力させ、図１のセレ
クタ５７，５８及び５９の選択状態を変更することによ
って行われる。
パネルなどからレンジ指定信号を入力させ、図１のセレ
クタ５７，５８及び５９の選択状態を変更することによ
って行われる。
【００２６】従って、受信制御回路を追加し、検出可能
な最大距離に応じて最適のｎを設定することにより、検
出対象の物体が近ずくにつれて短い計測所要時間Ｔのも
とにその物体までの距離や、検出距離に基づく接近速度
の検出を行うことができる。特に、接岸速度計などの接
近検出装置では、接近中の船舶などの物体が近距離にな
るほど桟橋側の迅速な対応が必要になるため、検出所要
時間が短縮できることは大きな利点になる。
な最大距離に応じて最適のｎを設定することにより、検
出対象の物体が近ずくにつれて短い計測所要時間Ｔのも
とにその物体までの距離や、検出距離に基づく接近速度
の検出を行うことができる。特に、接岸速度計などの接
近検出装置では、接近中の船舶などの物体が近距離にな
るほど桟橋側の迅速な対応が必要になるため、検出所要
時間が短縮できることは大きな利点になる。
【００２７】以上、基準時点検出回路として複数の分周
器、セレクタ、立上り検出回路などを利用する構成を例
示した。しかしながら、送信タイミング信号と受信タイ
ミング信号の一致を検出する適宜な回路を設置し、この
一致した時点から送信タイミング信号のカウントを開始
しこのカウント値が所定値に達したことをもって疑似基
準時点を検出する構成など、他の適宜な構成を採用でき
る。
器、セレクタ、立上り検出回路などを利用する構成を例
示した。しかしながら、送信タイミング信号と受信タイ
ミング信号の一致を検出する適宜な回路を設置し、この
一致した時点から送信タイミング信号のカウントを開始
しこのカウント値が所定値に達したことをもって疑似基
準時点を検出する構成など、他の適宜な構成を採用でき
る。
【００２８】また、レーザレーダーの場合を例示した。
しかしながら、電波を送信しその反射波を受信する電波
式のレーダーや超音波レーダーなど他の波動を利用する
パルスレーダーに本発明を適用できる。
しかしながら、電波を送信しその反射波を受信する電波
式のレーダーや超音波レーダーなど他の波動を利用する
パルスレーダーに本発明を適用できる。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のパ
ルスレーダーは、受信制御回路を導入することにより、
パルスの送信周期τｏを不変に保ちながらその区間内の
掃引をその整数分の１の区間で打切ってしまい直ちに次
の掃引を開始する構成であるから、検出対象の物体が近
付くにつれてより短時間でその物体までの距離を検出で
きるので迅速な対応が可能になり、レーダーとしての機
能が大幅に向上するという効果が奏される。
ルスレーダーは、受信制御回路を導入することにより、
パルスの送信周期τｏを不変に保ちながらその区間内の
掃引をその整数分の１の区間で打切ってしまい直ちに次
の掃引を開始する構成であるから、検出対象の物体が近
付くにつれてより短時間でその物体までの距離を検出で
きるので迅速な対応が可能になり、レーダーとしての機
能が大幅に向上するという効果が奏される。
【図１】本発明の一実施例のパルス・レーザレーダーの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】図１のパルス・レーザレーダーの動作を説明す
るための波形図である。
るための波形図である。
【図３】図１の受信制御回路の動作を説明するための波
形図である。
形図である。
【図４】図１の受信制御回路の動作を説明するための波
形図である。
形図である。
【図５】図１の受信制御回路の動作を説明するための波
形図である。
形図である。
11 主発振器
12 従発振器
13 ミキサー
14,15 分周器
16 位相比較器
22 発光回路( レーザダイオード)
31 受光回路(APD)
33 サンプルホールド回路
50 基準時点検出回路
51〜56 分周器
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−228579（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−254397（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−289584（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−25079（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−73281（ＪＰ，Ａ)
実開 昭61−112283（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 7/00 - 7/51
G01S 13/00 - 13/95
G01S 17/00 - 17/95
Claims (3)
- 【請求項１】ほぼ一定の周波数の主発振信号を出力する
主発振器と、 前記主発振信号の周波数よりもわずかに低い周波数の従
発振信号を出力する可変発振周波数の従発振器と、 前記主発振信号及び従発振信号の周波数の差と前記主発
振信号の周波数の整数分の１とがほぼ一致するように前
記従発振信号の周波数を変化させる帰還ループと、 前記主発振信号を分周して得た送信タイミング信号に同
期してパルス信号を送信する送信手段と、 外部から受けた選択指令に従い、前記従発振信号を前記
主信号の場合と同一の分周比率で分周して得た受信タイ
ミング信号を出力するか、又はこの受信タイミング信号
の整数倍の周波数の信号に同期して前記送信タイミング
信号を保持することによって得た疑似受信タイミング信
号を出力すると共に、前記送信タイミング信号及び受信
タイミング信号が一致する時点を基準時点として検出し
通知するか、又は隣接基準時点間の期間の整数分の１の
期間の終端を疑似基準時点として検出し通知する受信制
御回路と、 この受信制御回路から出力される前記受信タイミング信
号又は疑似受信タイミング信号に同期して受信した反射
パルス信号を保持する受信回路と、 前記通知された基準時点からその直後の基準時点までの
期間又は前記通知された疑似基準時点からその直後の疑
似基準時点までの期間にわたって前記受信回路が保持し
た反射パルス信号の出現の時点を検出することを反復す
ることによりこの反射パルス信号を発生させた物体まで
の距離を算定する距離算定手段とを備えたことを特徴と
するパルスレーダー。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記基準時点検出手段は、 前記受信タイミング信号のｎ倍（ｎは自然数）の周波数
の第１の信号を得る手段と、 この第１の信号に同期して前記送信タイミング信号を保
持し前記疑似受信タイミング信号として出力する第１の
保持手段と、 前記送信タイミング信号の立上り時点の検出信号を前記
疑似受信タイミング信号に同期して保持し前記疑似基準
時点の検出を通知する信号として出力する第２の保持手
段とを備えたことを特徴とするパルスレーダー。 - 【請求項３】 請求項１及び２のそれぞれにおいて、 前記送信手段はパルス状のレーザ光を送信するレーザダ
イオードを備え、前記受信手段は反射レーザ光を受信す
る受光ダイオードを備えたことを特徴とするパルスレー
ダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02218295A JP3410575B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | パルスレーダー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02218295A JP3410575B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | パルスレーダー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08194062A JPH08194062A (ja) | 1996-07-30 |
| JP3410575B2 true JP3410575B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=12075658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02218295A Expired - Lifetime JP3410575B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | パルスレーダー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3410575B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6122602A (en) * | 1997-05-02 | 2000-09-19 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Method and arrangement for electromagnetic wave distance measurement by the pulse transit time method |
| US6609077B1 (en) * | 2000-05-31 | 2003-08-19 | Teradyne, Inc. | ATE timing measurement unit and method |
| WO2005076035A1 (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Anritsu Corporation | レーダ装置 |
| JP2006053076A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Nikon Vision Co Ltd | 測距装置 |
| JP4857575B2 (ja) * | 2005-03-17 | 2012-01-18 | パナソニック電工株式会社 | パルスレーダ装置 |
| JP4924434B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2012-04-25 | 富士通株式会社 | レーダ装置及びその処理方法 |
-
1995
- 1995-01-17 JP JP02218295A patent/JP3410575B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08194062A (ja) | 1996-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7619558B2 (en) | Clock pulse control device of a microwave pulse radar | |
| KR100704216B1 (ko) | 펄스 레이더 장치 | |
| US6757054B2 (en) | Time measurement apparatus, distance measurement apparatus, and clock signal generating apparatus usable therein | |
| JP2665834B2 (ja) | Ｆｍレーダ | |
| JP2909742B2 (ja) | 遅延時間測定装置 | |
| EP2495634B1 (en) | A time base generator and method for providing a first clock signal and a second clock signal | |
| JP3410575B2 (ja) | パルスレーダー | |
| CN109085543B (zh) | 线性调频信号发生器 | |
| US5745442A (en) | Digital time interval measurement engine for a time of flight system | |
| EP2444818A1 (en) | A pulse-echo ranging system and method | |
| US6914556B1 (en) | Method and apparatus for magnetron coherence | |
| JP2535816Y2 (ja) | レーダ装置 | |
| US4065768A (en) | Radar apparatus | |
| JP2002196087A (ja) | 時間測定回路 | |
| EP0154054A2 (en) | HF arrangement for coherent pulse radar | |
| EP3479137B1 (en) | Fmcw radar level gauge with enhanced timing control | |
| JP2002267752A (ja) | 時間測定装置及び距離測定装置 | |
| US20240192365A1 (en) | Optical Comb Generation Device | |
| CN110376576B (zh) | 一种多基地协同无线电探测系统及探测方法 | |
| US2977589A (en) | Electromagnetic detecting and tracking devices | |
| EP1882194B1 (en) | Clock pulse control device of a microwave pulse radar | |
| EP0933647B1 (en) | Pulse radar system | |
| US20240126137A1 (en) | Low Relative Phase Noise Optical Comb Generation Device | |
| JP2005241264A (ja) | レーダ装置 | |
| RU2319979C1 (ru) | Способ синхронного детектирования в обнаружителях движущихся целей |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110320 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120320 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130320 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140320 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |