JP5601856B2

JP5601856B2 - マイクロ波発生装置、レーダ装置、及びマグネトロンの陰極予熱方法

Info

Publication number: JP5601856B2
Application number: JP2010056439A
Authority: JP
Inventors: 大竹元
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: US20110221345A1; CN102194631A; CN102194631B; JP2011191137A; US8664860B2

Description

本発明は、主として、マグネトロンの陰極加熱装置に関する。

従来から、レーダ装置及び電子レンジ等に用いるマイクロ波を発生させる装置として、マグネトロンが知られている。このマグネトロンを適正に動作させるためには、マグネトロンの陰極をある程度以上の温度に上昇させる必要がある。また、マグネトロンの陰極の温度が低過ぎると、陰極を痛めてしまいマグネトロンの寿命が短くなってしまうことがある。そのため、陰極の近傍にヒータを備え、そのヒータに電流を流すことで陰極を加熱してマグネトロンの予熱を行う構成が一般的に知られている。

この余熱が行われている間はマグネトロンを使用できないため、レーダ装置等の機器を動作させることができない。また、陰極の温度が低い状態でマグネトロンが動作することを確実に防止するために、この予熱時間は十分に長い時間が設定されていることが多い。そのため、レーダ装置等の機器の電源を入れてから使用開始状態になるまでに長い待ち時間が生じていた。特許文献１及び特許文献２は、この待ち時間をある程度短縮した構成のレーダ装置を開示する。

特許文献１のレーダ装置は、ＧＰＳ受信機等の測位装置を備え、この測位装置から緯度経度情報と年月情報とを取得可能に構成されている。そして、これらの情報と過去の気象データとに基づいて、自船の周囲の温度を推定している。この推定した温度が高いほど（低緯度又は夏季等）マグネトロンの予熱時間を短く設定しており、推定した温度が低いほど（高緯度又は冬季等）マグネトロンの予熱時間を長く設定している。これにより、周囲の温度に応じた適切な予熱時間を設定して、待ち時間を短縮している。

特許文献２のレーダ装置は、温度検出器を備え、自船の周囲の温度を測定可能に構成されている。そして、周囲の温度に基づいてマグネトロンの予熱時間を設定することで待ち時間を短縮している。

特許第３１９９９０９号公報特開平６−３４２０５８号公報

しかし、特許文献１の構成は、ＧＰＳ受信機等を備える必要があり、更に、このＧＰＳ受信機とレーダ装置とを接続する必要がある。そのため、レーダ装置単独では、予熱時間を短縮させることはできない。また、気象データに基づいて温度を推定しても、気候にはバラツキがあり、予熱時間はそのバラツキを考慮してある程度余裕を持たせざるを得ないため、無駄な予熱時間が発生してしまう。

また、特許文献２の構成は、温度検出器を備える必要があるため高コストとなってしまう。また、マグネトロンの予熱時間には、周囲の温度だけでなく、機器の内部温度やヒータの具合等も関連するため、正確に予熱時間を見積もることは難しい。そのため、ある程度余裕を持たせた予熱時間を設定せざるを得ず、無駄な予熱時間が発生してしまう。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、マグネトロンの予熱時間を良好に短縮することができる陰極加熱装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成のマイクロ波発生装置が提供される。即ち、このマイクロ波発生装置は、マグネトロンと、マグネトロンの陰極加熱装置と、を備える。前記マグネトロンは、マイクロ波を発生させる。前記マグネトロンは、陰極と、前記陰極の周囲に隙間をあけて配置される陽極と、を備える。前記マグネトロンの陰極加熱装置は、ヒータと、ヒータ電流検出部と、制御部と、を備える。前記ヒータは、前記マグネトロンの陰極を加熱する。前記ヒータ電流検出部は、前記ヒータに流れるヒータ電流の電流値を検出する。前記制御部は、ヒータ電流の変化量が所定の閾値以下になったタイミングから、前記ヒータの熱伝導時間と前記マグネトロンの陰極の熱伝導時間とに基づいて求められる所定時間が経過した後に前記マグネトロンの予熱が完了したと判断する。

即ち、ヒータの温度が上昇すると、ヒータが示す電気抵抗値も上昇する。また、ヒータの温度が上昇するにつれて温度上昇の割合が緩やかになるため、電気抵抗値の上昇も緩やかになり、ヒータ電流が緩やかに減少するようになる。ヒータ電流の変化量の閾値を用いることで、ヒータの温度上昇が緩やかになってヒータが所定の温度以上になったことを精度良く捉えることができる。また、ヒータの熱伝導時間とマグネトロンの陰極の熱伝導時間とに基づいて所定時間を求めることで、ヒータの熱が陰極全体に伝わるまでの時間として、精度の良い値を設定できる。そのため、マグネトロンの予熱が完了したタイミングをより的確に知ることができる。従って、マグネトロンを使用する際の待ち時間を短縮することができる。

前記のマイクロ波発生装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このマイクロ波発生装置は、報知部を備える。前記報知部は、前記制御部の判断に基づいて、マグネトロンの予熱の進捗状況を知らせる。

これにより、ユーザは、マグネトロンの予熱の進捗状況を把握することができるので、どのタイミングでマグネトロンが使用可能になるのかを知ることができる。

前記のマイクロ波発生装置においては、前記ヒータと前記ヒータ電流検出部との間に設けられ、前記マグネトロンの影響によりヒータ電流に発生したノイズをカットするノイズ除去部を備えることが好ましい。

これにより、マグネトロンの影響によりヒータ電流に発生したノイズが、ヒータ電流検出部が検出する電流値に影響を及ぼすことを防止できる。そのため、ヒータ電流の電流値を精度良く検出することができるので、ヒータの温度状況をより正確に知ることができる。そのため、マグネトロンの予熱が完了したタイミングをより的確に知ることができるので、マイクロ波を発生させるための待ち時間を短縮させることができる。

本発明の第２の観点によれば、以下の構成のレーダ装置が提供される。即ち、このレーダ装置は、マイクロ波発生装置と、レーダアンテナと、信号処理部と、を備える。前記レーダアンテナは、前記マイクロ波発生装置が発生させたマイクロ波を送信し、物標からの反射波を受信する。前記信号処理部は、前記レーダアンテナが受信した反射波に基づいて、物標に関する情報を求める。

これにより、起動してから使用可能になるまでの時間を短縮したレーダ装置が実現できる。

本発明の第３の観点によれば、以下のマグネトロンの陰極予熱方法が提供される。即ち、このマグネトロンの陰極予熱方法は、加熱工程と、電流値検出工程と、判断工程と、を含む。前記加熱工程は、陰極と、前記陰極の周囲に隙間をあけて配置された陽極と、を備えるマグネトロンの陰極をヒータによって加熱する。前記電流値検出工程は、前記ヒータに流れるヒータ電流の電流値をヒータ電流検出部によって検出する。前記判断工程は、ヒータ電流の変化量が所定の閾値以下になったタイミングから、前記ヒータの熱伝導時間と前記マグネトロンの陰極の熱伝導時間とに基づいて求められる所定時間が経過した後に前記マグネトロンの予熱が完了したと判断する。なお、上述のノイズ除去を行うノイズ除去工程を追加しても良い。

本発明の一実施形態に係る船舶用レーダ装置の全体的な構成を示すブロック図。信号発生部の構成を示すブロック図。マグネトロンの一部断面斜視図。ヒータの温度とヒータの電気抵抗値との関連を概念的に示すグラフ。ヒータ電流の推移を概念的に示すグラフ。制御部の処理を示すフローチャート。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る船舶用レーダ装置１０の全体的な構成を示すブロック図である。

本実施形態の船舶用レーダ装置（レーダ装置）１０は、いわゆるパルスレーダとして構成され、船舶に搭載されている。この船舶用レーダ装置１０は、鋭い指向性を持った放射信号（パルス状電波）を放射可能であるとともに、自装置周囲にある陸や物標からのエコー信号（反射信号）を受信するように構成されている。そして、この受信されたエコー信号を利用して、自船の周囲の物標（例えば陸地、海上の他船等）の位置及び形状を表示することができる。以下、この船舶用レーダ装置１０の構成について説明する。

船舶用レーダ装置１０は、図１に示すように、信号発生部（マイクロ波発生装置）１１と、送受信切替部１３と、変換増幅部１４と、信号処理部１５と、表示部（報知部）１６と、を主要な構成として備えている。

信号発生部１１は、マグネトロン及びマグネトロン駆動回路等を備えており、マイクロ波を発生可能に構成されている。このマイクロ波は適宜の導波路を経由してレーダアンテナ１２まで送られる。なお、この信号発生部１１の詳細な構成については後述する。

レーダアンテナ１２は、マイクロ波を放射信号として送信できるとともに、エコー信号を受信可能に構成されている。また、レーダアンテナ１２は水平面内を回転しながらこの送受信を行っているため、自船周囲の物標を探知することができる。

送受信切替部１３は、例えばサーキュレータにより構成されている。この送受信切替部１３は、信号発生部１１からの高エネルギーの送信パルスが受信側（即ち、変換増幅部１４及び信号処理部１５）に加わらないように、また、エコー信号の受信時には当該エコー信号が全て受信側に入力されるように、信号の経路を適宜切り替えることができる。

変換増幅部１４は、高周波増幅器、ミキサ及び中間周波増幅器等を備えている。この変換増幅部１４は、レーダアンテナ１２が受信したエコー信号を、処理に適した強度及び周波数に変換できるように構成されている。

信号処理部１５は、検波器と、Ａ／Ｄコンバータと、を主要な構成として備えている。信号処理部１５は、変換増幅部１４から入力された信号を検波した上でデジタル信号に変換する。また、信号処理部１５は、レーダアンテナ１２が放射信号を送信したタイミングと、エコー信号を受信したタイミングとの時間差から、物標までの距離を取得する。そして信号処理部１５は、得られた距離と、放射信号発射時のレーダアンテナ１２の向きと、に基づいてレーダ画像を生成し、表示部１６に出力する。

次に、信号発生部１１の詳細な構成について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、信号発生部１１の構成を示すブロック図である。図３は、マグネトロン２５の一部断面斜視図である。

信号発生部１１は、ヒータ電源２１と、電流検出計（ヒータ電流検出部）２２と、ノイズ除去回路（ノイズ除去部）２３と、パルストランス２４と、マグネトロン２５と、ヒータ２６と、制御部２７と、高圧電源２８と、ＦＥＴスイッチ２９と、を備えている。

ヒータ電源２１は、本実施形態では直流電源を用いており、ヒータ２６に電流を流すためのものである。なお、以下の説明では、ヒータ電源２１の出力端子からヒータ２６を経由してヒータ電源２１に戻ってくる電流をヒータ電流と称することがある。

ヒータ２６は、電気抵抗の高い部材を有しており、ヒータ電流が流れることでジュール熱が発生する。ヒータ２６は、このジュール熱によってマグネトロン２５の予熱を行うように構成されている。

マグネトロン２５は、図３に示すように、陰極２５ａと陽極２５ｂとから構成されている。陰極２５ａは、円筒状に形成されており、マグネトロン２５の中央部に配置されている。陰極２５ａの軸部分には、ヒータ２６が陰極２５ａと隙間を有するようにして配置されている。陽極２５ｂは、円筒形状に構成されており、陰極２５ａの外側を覆うように配置されている。なお、陽極２５ｂの内側部分には、軸方向に平行な複数の溝が形成されている。

また、マグネトロン２５には、軸方向に磁場が掛けられている。なお、図３では、この磁場を発生させるための構成を省略しているが、例えば、陽極２５ｂの外側にコイルを形成して電流を流したり、陽極２５ｂの上方及び下方に永久磁石等を配置したりして、磁場を発生させる構成が考えられる。

そして、ヒータ２６により陰極２５ａが十分に加熱されると、陰極２５ａの外周面から熱電子が放出される。この電子は、磁場の影響により陰極２５ａと陽極２５ｂとの間の空間（作用空間）を周回する。特に、陽極２５ｂの内側に形成された溝部分（キャビティ）周辺を電子が通過するときに、高周波の電磁波（マイクロ波）が発生する。

ノイズ除去回路２３は、コイル及びキャパシタを備えたローパスフィルタ等で構成されている。このノイズ除去回路２３は、電流検出計２２とヒータ２６との間に配置されており、マグネトロン２５に掛けられている磁場や、マイクロ波の影響等によりヒータ電流に発生するノイズを除去している。

電流検出計２２は、ヒータ電流の大きさに比例する信号を出力可能に構成されている。電流検出計２２が出力した信号は、Ａ／Ｄ変換されて電流値信号として制御部２７に入力される。この電流検出計２２の詳細は図示しないが、例えば、直列に配置される電流検出抵抗と、この電流検出抵抗の両端部の電位差を検出する差動増幅器と、この差動増幅器の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、を備えるものが考えられる。

制御部２７は、この電流値信号に基づいてマグネトロン２５の予熱が完了したか否かを判断可能に構成されている。また、制御部２７は、マグネトロン２５の予熱が完了すると、パルス信号を発信可能に構成されている。なお、制御部２７が行う処理の詳細については後述する。

パルストランス２４は、第１巻線２４ａと第２巻線２４ｂと第３巻線２４ｃを備える。第１巻線２４ａの一方の端子は高圧電源２８に接続されており、他方の端子にはＦＥＴスイッチ２９が設けられている。このＦＥＴスイッチ２９は、制御部２７のパルス信号に応じて切り替わるように構成されている。

これにより、第２巻線２４ｂ及び第３巻線２４ｃに、パルス信号と同じパルス幅を有する駆動用パルスが発生する。そして、この駆動用パルスがマグネトロン２５に印加されることで、マグネトロン２５は、パルス変調されたマイクロ波を出力する。

以上の構成により、信号発生部１１は、所定のパルス幅を有するマイクロ波を生成することができる。なお、この信号発生部１１のうちマグネトロン２５を除いた構成は、マグネトロン２５の陰極２５ａの加熱を制御しており、マグネトロンの陰極加熱装置と称することができる。

次に、図４から図６までを参照して、制御部２７の行う処理について説明する。図４は、ヒータ２６の温度の推移とヒータ２６の電気抵抗値との関連を概念的に示すグラフである。図５は、ヒータ電流の推移を示すグラフである。図６は、制御部２７の処理を示すフローチャートである。

始めに、ヒータ電流の電流値に基づいてマグネトロン２５の予熱が完了したことを判断する仕組みについて説明する。ヒータの温度は、図４（ａ）に示すように、ヒータ電流を流し始めると上昇し、ある一定の温度に近づくように推移する。なお、温度変化の変化量は、経過時間が後になるほど小さくなる。また、一般的に、物質の温度が上昇すると、その物質の抵抗温度係数に従って、物質の電気抵抗値が上昇することが知られている。そのため、図４（ｂ）に示すように、ヒータ２６の電気抵抗値の変化は、ヒータ２６の温度の変化と同等となっている。

また、ヒータ電源２１は常に略一定の電圧をヒータ２６に掛けているため、図５（ａ）に示すように、ヒータ電流の電流値は、ヒータ電流を流し始めてから徐々に減少し、ある一定の電流値に近づくように推移する。従って、図５（ｂ）に示すように、ヒータ電流の電流値の変化量は、徐々に減少していく。

このように、ヒータの温度とヒータ電流の電流値の変化量とには関連性があるため、制御部２７は、ヒータ電流の電流値に基づいてマグネトロン２５の予熱が完了したことを判断可能となっている。

ヒータ２６によって陰極２５ａが加熱され始めると、電流検出計２２からの電流値信号が制御部２７に入力される（図６のフローチャートのＳ１０１）。制御部２７は、この電流値信号に基づいて、電流値の変化量を算出している（Ｓ１０２）。具体的には、制御部２７は、現在の電流値（Ｉ_n）と、所定時間（例えば０．１秒）前の電流値（Ｉ_n-1）と、の差（ΔＩ＝Ｉ_n−Ｉ_n-1）を電流値の変化量として算出している。

なお、本実施形態では、電流値の変化量として所定時間あたりの変化量を用いるが、これに代えて単位時間あたりの変化量を電流値の変化量として用いても良い。また、電流値の算出方法としては、検出された電流値と、電流値に対応する時間と、の関係に適宜の近似を適用して電流値関数を求め、この電流値関数を微分することで電流値の変化量を求めても良い。

次に、制御部２７は、この電流値の変化量を所定の閾値（Ｘ）と比較している（Ｓ１０３）。これは、ヒータの温度が上昇するに従って電流値の変化量が小さくなるため（図４及び図５参照）、適切な閾値を設定することで、ヒータが所定の温度以上になったことを検出できるからである。この閾値の値は、経験的に定めることができる他、実験等をすることによっても求めることができる。また、ヒータ電源２１の電圧値及び抵抗温度係数等に基づいて演算を行って求めることもできる。

そして、制御部２７は、電流値の変化量がこの閾値以下になると（ΔＩ＜Ｘ）、ヒータ２６が所定の温度以上になったと判断する（Ｓ１０４）。図５に示すヒータ電流の推移の例では、経過時間が約２５秒のときに電流値の変化量が閾値以下になっている。

なお、ヒータ２６が所定の温度以上であるか否かを判断する方法は上記の方法に限られない。例えば、ヒータ電源２１の揺らぎ、電流値信号のノイズ、及び外気温の急激な低下等が生じると、ヒータ２６が所定の温度以上でなくとも、電流値の変化量が閾値以下になり得る。この状況を回避するために、所定時間以上電流値の変化量が閾値以下となったときに、ヒータ２６が所定の温度以上になっていると判断する構成にしても良い。

これらの方法の他にも、電流値関数を微分した関数の示す挙動に基づいて、パターンマッチング等を行うことで、ヒータ２６が所定の温度以上になっているか否かを判断する構成にすることもできる。また、カルマンフィルタ等を用いて、外乱を考慮した電流値の変化量を判断して、ヒータ２６が所定の温度以上になっているか否かを判断する構成にすることもできる。

制御部２７は、ヒータ２６が所定の温度以上になっていると判断したタイミングから、所定時間経過後にマグネトロン２５の予熱が完了したと判断している（Ｓ１０５）。この所定時間は、ヒータ２６が所定の温度以上になってから、陰極２５ａが十分な温度となるまでの時間が設定されている。

この所定時間は、ヒータ２６の熱伝導時間と陰極２５ａの熱伝導時間とに基づいて算出された値が制御部２７に設定されている。ヒータ２６の熱伝導時間とは、ヒータ２６の発熱部分が発熱してからヒータ２６の外周面に熱が伝わるまでの時間であり、陰極２５ａの熱伝導時間とは、陰極２５ａの表面に熱が伝わってから陰極２５ａの外周面（即ち、陰極２５ａの全体）に熱が伝わるまでの時間である。

なお、マグネトロン２５の内部はほぼ真空であるため、ヒータ２６から陰極２５ａまでは、熱伝達によってはあまり伝熱せずに、主として熱放射によって伝熱する。そのため、ヒータ２６及び陰極２５ａの放射率を考慮して所定時間を定めても良い。これにより、ヒータ２６の熱がどの程度陰極２５ａへ伝わるかを考慮してより適切な所定時間を設定することができる。

なお、制御部２７はこの所定時間に基づいて、予熱完了までの時間を算出し、表示部１６にその旨を表示させることができる。ユーザは、その表示に基づいて、船舶用レーダ装置１０が使用開始になるまでの時間を知ることができる。なお、予熱完了までの時間をユーザに知らせる方法としては、上記の方法の他にも、棒状のグラフ（バー）等を表示部１６に表示して視覚的に処理の進捗状況を知らせる方法や、処理の進捗状況をパーセント形式で表示部１６に表示する方法を用いることができる、更に、報知部としてのブザー又はランプ等を備え、処理の進捗状況を音声又は光によって知らせる方法を用いることができる。

また、表示部１６が予熱完了までの時間を表示する際には、船舶用レーダ装置１０の動作を開始するための最終確認が行われるようになっている。そして、ユーザが適宜の入力キー操作して船舶用レーダ装置１０の動作の開始を許可すると、制御部２７にレーダ開始指示が送られる。一方、制御部２７は、マグネトロン２５の予熱が完了したと判断した後に、このレーダ開始指示の有無を判定しており（Ｓ１０６）、レーダ開始指示が有った場合は、パルス信号を発生させる（Ｓ１０７）。パルス信号が発生すると、前述のように、パルス状のマイクロ波がレーダアンテナ１２から送信され、船舶用レーダ装置１０の動作が開始する。

以上に説明したように、本実施形態のマグネトロンの陰極加熱装置は、ヒータ２６と、電流検出計２２と、制御部２７と、を備える。ヒータ２６は、マグネトロン２５の陰極２５ａをジュール熱によって加熱する。電流検出計２２は、ヒータ２６に流れるヒータ電流の電流値を検出する。制御部２７は、ヒータ電流の変化量に基づいて、マグネトロン２５の予熱の完了を判断する。

これにより、マグネトロン２５の予熱が完了したタイミングを的確に知ることができる。従って、マグネトロン２５を使用する際の待ち時間を短縮することができる。具体的には、従来のレーダ装置では寒冷地での使用を考慮して１８０秒の予熱時間が設定されることが多いが、本発明を用いることにより常温で１５秒から２５秒程度にまで短縮することができる。

また、本実施形態のマグネトロンの陰極加熱装置において、制御部２７は、ヒータ電流の変化量が所定の閾値以下になったタイミングに基づいて、マグネトロン２５の予熱の完了を判断する。

これにより、ヒータ２６の温度上昇が緩やかになってヒータ２６が所定の温度以上であることを精度良く捉えることができるため、マグネトロン２５の予熱が完了したタイミングをより的確に知ることができる。

また、本実施形態のマグネトロンの陰極加熱装置において、制御部２７は、ヒータ電流の変化量が所定の閾値以下になったタイミングから、所定時間が経過した後にマグネトロン２５の予熱が完了したと判断する。

これにより、ヒータ２６の温度状況に加え、そのヒータ２６の熱が陰極２５ａ全体に伝わるまでの時間を考慮することができるので、マグネトロン２５の予熱が完了したタイミングをより的確に知ることができる。

また、本実施形態のマグネトロンの陰極加熱装置において、所定時間は、ヒータ２６の熱伝導時間と、マグネトロン２５の陰極２５ａの熱伝導時間と、のうち少なくとも何れか一方に基づいて定められる。

これにより、ヒータ２６の熱が陰極２５ａ全体に伝わるまでの時間として、精度の良い値を設定できるため、マグネトロン２５の予熱が完了したタイミングをより的確に知ることができる。

また、本実施形態のマグネトロンの陰極加熱装置は、表示部１６を備える。表示部１６は、制御部２７の判断に基づいて、マグネトロン２５の予熱の進捗状況をユーザに知らせる。

これにより、ユーザは、マグネトロン２５の予熱の進捗状況を把握することができるので、どのタイミングで船舶用レーダ装置１０が使用可能になるのかを知ることができる。

また、本実施形態の信号発生部１１は、マグネトロン２５と、マグネトロンの陰極加熱装置と、を備える。マグネトロン２５は、陰極２５ａと、陰極２５ａの周囲に隙間をあけて配置された陽極２５ｂと、を備える。マグネトロンの陰極加熱装置は、ノイズ除去回路２３を備える。ノイズ除去回路２３は、ヒータ２６と電流検出計２２との間に設けられ、マグネトロン２５の影響によりヒータ電流に発生したノイズをカットする。

これにより、マグネトロン２５の影響によりヒータ電流に発生したノイズが、電流検出計２２が検出する電流値に影響を及ぼすことを防止できる。そのため、ヒータ電流の電流値を精度良く検出することができるので、ヒータ２６の温度状況をより正確に知ることができる。そのため、マグネトロンの予熱が完了したタイミングをより的確に知ることができるので、マイクロ波を発生させるための待ち時間を短縮させることができる。

また、本実施形態の船舶用レーダ装置１０は、マイクロ波発生装置と、レーダアンテナ１２と、信号処理部１５と、を備える。レーダアンテナ１２は、マイクロ波発生装置が発生させたマイクロ波を送信し、物標からの反射波を受信する。信号処理部１５は、レーダアンテナ１２が受信した反射波に基づいて、物標に関する情報を求める。

これにより、起動してから使用可能になるまでの時間を短縮した船舶用レーダ装置１０が実現できる。

また、本実施形態では、マグネトロン２５の陰極予熱方法として、加熱工程と、電流値検出工程と、判断工程と、を含む。加熱工程は、ヒータ２６によってマグネトロン２５の陰極２５ａを加熱する。電流値検出工程は、ヒータ２６に流れる電流値を検出する。判断工程は、ヒータ電流の変化量に基づいて、マグネトロン２５の予熱の完了を判断する。なお、上記で説明したように、各工程を行う順序は定められておらず、各工程が同時に行われることもある。

これにより、マグネトロン２５の予熱が完了したタイミングを的確に知ることができる。従って、マグネトロン２５を使用する際の待ち時間を短縮することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記では、マグネトロンの陰極加熱装置及びマイクロ波発生装置をレーダ装置に適用する例を示したが、レーダ装置以外にも、マイクロ波を用いて通信を行う通信機器等に適用することができる。

レーダ装置は、船舶用レーダ装置に限らず、他の用途のレーダ装置にも適用することができる。また、本発明のレーダ装置はパルスレーダ装置に限るものではなく、例えばＦＭＣＷレーダなど、他の形式のレーダ装置にも適用することができる。

本実施形態では、デジタル制御によってマグネトロンの予熱の完了を判断しているが、アナログ回路を用いて判断することもできる。

１０船舶用レーダ装置（レーダ装置）
１１信号発生部（マイクロ波発生装置）
１２レーダアンテナ
２２電流検出計（ヒータ電流検出部）
２３ノイズ除去回路（ノイズ除去部）
２５マグネトロン
２５ａ陰極
２５ｂ陽極
２６ヒータ
２７制御部

Claims

マイクロ波を発生させるマグネトロンと、
マグネトロンの陰極加熱装置と、
を備え、
前記マグネトロンは、
陰極と、
前記陰極の周囲に隙間をあけて配置された陽極と、
を備え、
前記マグネトロンの陰極加熱装置は、
前記マグネトロンの陰極を加熱するヒータと、
前記ヒータに流れるヒータ電流の電流値を検出するヒータ電流検出部と、
ヒータ電流の変化量が所定の閾値以下になったタイミングから、前記ヒータの熱伝導時間と前記マグネトロンの陰極の熱伝導時間とに基づいて求められる所定時間が経過した後に前記マグネトロンの予熱が完了したと判断する制御部と、
を備えることを特徴とするマイクロ波発生装置。
請求項１に記載のマイクロ波発生装置であって、
報知部を備え、
前記報知部は、前記制御部の判断に基づいて、前記マグネトロンの予熱の進捗状況を知らせることを特徴とするマイクロ波発生装置。
請求項１又は２に記載のマイクロ波発生装置であって、
前記ヒータと前記ヒータ電流検出部との間に設けられ、前記マグネトロンの影響によりヒータ電流に発生したノイズをカットするノイズ除去部を備えることを特徴とするマイクロ波発生装置。
請求項１から３までの何れか一項に記載のマイクロ波発生装置と、
前記マイクロ波発生装置が発生させたマイクロ波を送信し、物標からの反射波を受信するレーダアンテナと、
前記レーダアンテナが受信した反射波に基づいて、物標に関する情報を求める信号処理部と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
陰極と、前記陰極の周囲に隙間をあけて配置された陽極と、を備えるマグネトロンの陰極をヒータによって加熱する加熱工程と、
前記ヒータに流れるヒータ電流の電流値をヒータ電流検出部によって検出する電流値検出工程と、
ヒータ電流の変化量が所定の閾値以下になったタイミングから、前記ヒータの熱伝導時間と前記マグネトロンの陰極の熱伝導時間とに基づいて求められる所定時間が経過した後に前記マグネトロンの予熱が完了したと判断する判断工程と、
を含むことを特徴とするマグネトロンの陰極予熱方法。
請求項５に記載のマグネトロンの陰極予熱方法であって、
前記ヒータと前記ヒータ電流検出部との間に設けられたノイズ除去部によって、前記マグネトロンの影響によりヒータ電流に発生したノイズをカットするノイズ除去工程を含むことを特徴とするマグネトロンの陰極予熱方法。