JP6242133B2 - レーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機 - Google Patents
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Description
本発明は、レーダ送信回路及び受信回路に関する。特に、２４ＧＨｚ帯及び２６ＧＨｚ帯の周波数帯域で使用され、小型で省電力及び低コストでレーダ装置を構成できるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機に関する。
現在，我が国においては近距離用のレーダとして準ミリ波帯に二つの周波数帯域が割り当てられている。一つは２６ＧＨｚ帯の広帯域（２４．２５〜２９．０ＧＨｚ、帯域幅：４．７５ＧＨｚ）レーダ用であり、他の一つは２４ＧＨｚ帯の狭帯域（２４．０５〜２４．２５ＧＨｚ、帯域幅：０．２ＧＨｚ）レーダ用である。
前者は広帯域であるため分解能が１５ｃｍ程度と良好であるが、出力電力に制約があるため、探知距離は自動車で約３０ｍと短くなっている。
後者は狭帯域となるので分解能は１５０ｃｍ以上となるが、出力電力が高くまたアンテナ利得も大きく設定可能なため、探知距離は自動車で約１５０ｍとなる特長がある。
またレーダモード（方式）としては、前者はインパルスレーダ等のＵＷＢ（Ultra-Wideband）レーダが適用され、後者にはＣＷ（連続波）によるドップラー・レーダ、ＦＭＣＷ（ＦＭ変調波）レーダやパルス（ＲＦパルス）レーダなどの方式が適用されている。
図１は、２４ＧＨｚ帯及び２６ＧＨｚ帯の二つの帯域で適用されるレーダモードの送受信機を実装し、前記レーダモードの切り替えが可能な従来のデュアルモードレーダ１００の構成を表す。
デュアルモードレーダ１００は、２４ＧＨｚ帯の帯域で適用されるレーダモードの送受信機（パルスレーダ）１０１、２６ＧＨｚ帯の帯域で適用されるレーダモードの送受信機（インパルスレーダ）１０２、送信および受信用の広帯域アンテナ１０３、２４ＧＨｚ帯又は２６ＧＨｚ帯の帯域で適用されるレーダモードを切り替えるモード切り替え端子１０４で構成される。図中１０５は遠方にある自動車などの遠距離探知物体（レーダ標的）、１０６はヒトなどの近距離探知物体（レーダ標的）を示す。
２６ＧＨｚ帯の広帯域レーダと２４ＧＨｚ帯の狭帯域レーダのレーダモードを切り替えて利用できれば、近距離では高分解能でかつ探知距離の長いレーダが実現できるが、周波数帯域とレーダモード（方式）が異なり、図１図示のデュアルモードレーダ１００は、基本的に二つの帯域のレーダ送受信機を実装して、アンテナだけ広帯域化して共有する構成となるため、装置が大きくコスト高となる。
なお、レーダのモード切り替えに関しては、下記の特許文献および非特許文献で提案されており、レーダモードを切り替えてレーダの機能を向上する手法そのものは既知である。
特許文献１には、同一周波数帯で単純パルス方式とパルス圧縮方式を交互に切り替える発明が提案されている。
特許文献２には、送信パルス信号の変調方式を相関性の低い変調方式に切り替える発明が提案されている。
特許文献３には、２４ＧＨｚ帯で２周波ＣＷ方式と周波数パルスＣＷ方式などに切り換えてレーダ特性を改善する発明が提案されている。
また、非特許文献には、ＲＦ回路はそのまま（周波通帯域も同一）で、ベースバンドで各種のレーダ変調信号をソフトウェアで処理する方法が提示されている。
このように、レーダ方式（モード）を切り換えてレーダ特性を改善する手法そのものは既に提案されている。しかし、これらの先行技術はいずれも同一の周波数帯域におけるモード切り替えであること、切り替えるレーダ方式にインパルス方式を対象にしていないことがあるためにレーダ特性の改善にも限界がある。
塚田、植松、坪田、矢野、稲田、「ソフトウェアレーダの構築と各種レーダ方式の実験的検証」、電子情報通信学会技術研究報告、2010年11月、SANE2010-117、vol.110 No.308、pp.1-6、
上述したように、従来技術で高分解能かつ探知距離の長い遠近両用レーダを実現するには、二つの帯域の送受信機が必要となるが、装置が大きくコストも高くなる。
そこで、この発明は、高分解能かつ探知距離の長い遠近両用のレーダ装置に適用できるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供することを目的とする。
特に、
１）単純な回路構成で二つ以上のレーダモードを生成可能なレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
２）インパルス方式が適用できるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
３）ＩＣ化が可能でコスト低減が見込めるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
４）レーダモード切り替えが容易であるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
を目的とする。
１）単純な回路構成で二つ以上のレーダモードを生成可能なレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
２）インパルス方式が適用できるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
３）ＩＣ化が可能でコスト低減が見込めるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
４）レーダモード切り替えが容易であるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
を目的とする。
発明者らは、上記課題を解決するため、インパルス発生器とそれを駆動するトリガ発振器、トリガ発振器の出力に設けられたトリガー制御回路で構成される回路において、トリガ制御回路でトリガ発振器の出力を時間制御することでインパルス発生器よりインパルス波、パルス波、ＣＷ（連続波）、ＦＭＣＷ（周波数数変調連続波）を生成することに成功し、本発明を完成させた。
すなわち、請求項１の発明は、
トリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力をインパルス発生器に接続して構成されるインパルス波発生回路を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、同一の前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させるレーダ送信回路であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ送信回路である。
トリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力をインパルス発生器に接続して構成されるインパルス波発生回路を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、同一の前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させるレーダ送信回路であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ送信回路である。
請求項２の発明は、
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項１記載のレーダ送信回路である。
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項１記載のレーダ送信回路である。
請求項３の発明は、
トリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力をインパルス発生器に接続して構成されるインパルス波発生回路を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、同一の前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、これらの信号を基準信号として相関器への一つの入力とし、
前記相関器の他の一つの入力を受信アンテナからの受信信号とし、
前記二つの入力信号の相関をとり距離情報を得るレーダ受信回路であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ受信回路である。
トリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力をインパルス発生器に接続して構成されるインパルス波発生回路を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、同一の前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、これらの信号を基準信号として相関器への一つの入力とし、
前記相関器の他の一つの入力を受信アンテナからの受信信号とし、
前記二つの入力信号の相関をとり距離情報を得るレーダ受信回路であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ受信回路である。
請求項４の発明は、
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項３記載のレーダ受信回路である。
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項３記載のレーダ受信回路である。
請求項５の発明は、
変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力に遅延時間が同一な（N-1）個（Nは2以上の整数）の固定遅延線を直列に接続するとともに、前記固定遅延線の入出力および接続部に同一特性を有するN個のインパルス発生器を接続し、当該インパルス発生器の各出力にN個のアレイアンテナ素子を接続して構成されるレーダ送信部を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、
前記トリガ信号発生器の周波数を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナの送信ビームを制御するレーダ送信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ送信機である。
変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力に遅延時間が同一な（N-1）個（Nは2以上の整数）の固定遅延線を直列に接続するとともに、前記固定遅延線の入出力および接続部に同一特性を有するN個のインパルス発生器を接続し、当該インパルス発生器の各出力にN個のアレイアンテナ素子を接続して構成されるレーダ送信部を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、
前記トリガ信号発生器の周波数を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナの送信ビームを制御するレーダ送信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ送信機である。
請求項６の発明は、
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項５記載のレーダ送信機である。
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項５記載のレーダ送信機である。
請求項７の発明は、
変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力にN個（Nは2以上の整数）の可変遅延線を並列に接続するとともに、前記可変遅延線の出力にN個のインパルス発生器を接続し、当該インパルス発生器の各出力にN個のアレイアンテナ素子を接続して構成されるレーダ送信部を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、
前記可変遅延線の遅延時間を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナの送信ビームを制御するレーダ送信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ送信機である。
変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力にN個（Nは2以上の整数）の可変遅延線を並列に接続するとともに、前記可変遅延線の出力にN個のインパルス発生器を接続し、当該インパルス発生器の各出力にN個のアレイアンテナ素子を接続して構成されるレーダ送信部を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、
前記可変遅延線の遅延時間を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナの送信ビームを制御するレーダ送信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ送信機である。
請求項８の発明は、
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項７記載のレーダ送信機である
請求項９の発明は、
変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力に遅延時間が同一な（N-1）個（Nは2以上の整数）の固定遅延線を直列に接続するとともに、前記固定遅延線の入出力および接続部に同一特性を有するN個のインパルス発生器を接続して構成されるレーダ受信部を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、これらの信号を基準信号として相関器への一つの入力とし、
前記相関器の他の一つの入力を受信アンテナからの受信信号とし、
前記二つの入力信号の相関をとり距離情報を得て、
前記インパルス発生器の各出力を基準信号としてN個の相関器それぞれの一つの入力とし、前記相関器の他の一つの入力をN個の受信アレイアンテナ素子からの受信信号とし、前記トリガ信号発生器の周波数を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナへの受信ビームを制御するレーダ受信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ受信機である。
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項７記載のレーダ送信機である
請求項９の発明は、
変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力に遅延時間が同一な（N-1）個（Nは2以上の整数）の固定遅延線を直列に接続するとともに、前記固定遅延線の入出力および接続部に同一特性を有するN個のインパルス発生器を接続して構成されるレーダ受信部を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、これらの信号を基準信号として相関器への一つの入力とし、
前記相関器の他の一つの入力を受信アンテナからの受信信号とし、
前記二つの入力信号の相関をとり距離情報を得て、
前記インパルス発生器の各出力を基準信号としてN個の相関器それぞれの一つの入力とし、前記相関器の他の一つの入力をN個の受信アレイアンテナ素子からの受信信号とし、前記トリガ信号発生器の周波数を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナへの受信ビームを制御するレーダ受信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ受信機である。
請求項１０の発明は、
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項９記載のレーダ受信機である。
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項９記載のレーダ受信機である。
請求項１１の発明は、
変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力にN個（Nは2以上の整数）の可変遅延線を並列に接続するとともに、前記可変遅延線の出力にN個のインパルス発生器を接続して構成されるレーダ受信部を備え、
トリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力をインパルス発生器に接続して構成されるインパルス波発生回路を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、これらの信号を基準信号として相関器への一つの入力とし、
前記相関器の他の一つの入力を受信アンテナからの受信信号とし、
前記二つの入力信号の相関をとり距離情報を得て、
前記インパルス発生器の各出力をN個の相関器それぞれの一つの入力とし、前記相関器の他の一つの入力をN個の受信アレイアンテナ素子からの受信信号とし、前記可変遅延線の遅延時間を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナへの受信ビームを制御するレーダ受信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
である ことを特徴とするレーダ受信機である。
変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力にN個（Nは2以上の整数）の可変遅延線を並列に接続するとともに、前記可変遅延線の出力にN個のインパルス発生器を接続して構成されるレーダ受信部を備え、
トリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力をインパルス発生器に接続して構成されるインパルス波発生回路を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、これらの信号を基準信号として相関器への一つの入力とし、
前記相関器の他の一つの入力を受信アンテナからの受信信号とし、
前記二つの入力信号の相関をとり距離情報を得て、
前記インパルス発生器の各出力をN個の相関器それぞれの一つの入力とし、前記相関器の他の一つの入力をN個の受信アレイアンテナ素子からの受信信号とし、前記可変遅延線の遅延時間を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナへの受信ビームを制御するレーダ受信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
である ことを特徴とするレーダ受信機である。
請求項１２の発明は、
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項１１記載のレーダ受信機である。
トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項１１記載のレーダ受信機である。
この発明によれば、高分解能かつ探知距離の長い遠近両用のレーダ装置に適用できるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供することができる。
特に、
１）単純な回路構成で二つ以上のレーダモードを生成可能なレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
２）インパルス方式が適用できるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
３）ＩＣ化が可能でコスト低減が見込めるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
４）レーダモード切り替えが容易であるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
ができる。
１）単純な回路構成で二つ以上のレーダモードを生成可能なレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
２）インパルス方式が適用できるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
３）ＩＣ化が可能でコスト低減が見込めるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
４）レーダモード切り替えが容易であるレーダの送信回路及びこれを備えるレーダ送信機並びにレーダの受信回路及びこれを備えるレーダ受信機を提供すること
ができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
本発明は、トリガ信号で駆動されるインパルス発生器のトリガ信号を制御することで、同一の回路でインパルス波、パルス波、連続波（ＣＷ）、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を生成回路である。
図２は、本発明によるレーダの送信部２００の構成の一例を表す図である。
図示のレーダの送信部２００は、トリガ信号発生器２０１、トリガ信号制御回路２０２、インパルス発生器２０３、２４ＧＨｚと２６ＧＨｚの周波数帯に通過帯域を持つ２４ＧＨｚ／２６ＧＨｚデュアルバンドフィルタ２０４、２４ＧＨｚ帯又は２６ＧＨｚ帯の帯域で適用されるレーダモードを切り替えるレーダモード制御端子２０５、広帯域電力増幅器２０６、広帯域送信アンテナ２０７を備えている。
トリガ信号発生器２０１からの信号はトリガ信号制御回路２０２へ送られ、トリガ信号制御回路２０２で各レーダモードに対応し、時間制御してインパルス発生器２０３を駆動するトリガ信号が生成される。
インパルス発生器２０３の前に図示していないゲート回路を設けることで前記トリガ信号を生成することができる。
インパルス発生器２０３は、トリガ信号制御回路２０２で生成された前記トリガ信号を受け、インパルス波を生成する。
生成されたインパルスは、２４ＧＨｚ／２６ＧＨｚデュアルバンドフィルタ２０４でそれぞれのレーダモードに応じて帯域制限がなされる。帯域制限がなされたインパルス波は、広帯域送信アンテナ２０７から送信波として放射される。
帯域制限がなされ、インパルス波の出力レベルが不足した場合、広帯域電力増幅器２０６で増幅された後、広帯域送信アンテナ２０７から送信波として放射される。
図３（ａ）、（ｂ）はインパルス発生器２０３の動作説明を表す図である。図３（ａ）は回路構成を表すものであり、ゲート回路（ＡＮＤ回路）３０１を備えている。ゲート回路（ＡＮＤ回路）３０１は、図1図示の従来のデュアルモードレーダ１００におけるゲート制御回路（非図示）に相当する機能を果たすものである。
ゲート回路（ＡＮＤ回路）３０１には、トリガ信号入力端子３０２及びゲート制御端子３０３が接続されている。ゲート制御端子３０３は、図1図示の従来のデュアルモードレーダ１００におけるモード切り替え端子１０４に相当するものである。
ゲート回路（ＡＮＤ回路）３０１からの出力は、正相、逆相二つの出力を持つ緩衝増幅器３０４に入力される。緩衝増幅器３０４は、信号の波形整形機能を有している。
緩衝増幅器３０４から正相の出力は、可変遅延線３０５ａ、固定遅延線３０６を介してＡＮＤ回路３０７へ入力される。一方、緩衝増幅器３０４から逆相の出力は、可変遅延線３０５ｂを介してＡＮＤ回路３０７へ入力される。
ＡＮＤ回路３０７からの出力は出力端子３０９を介して出力される。
図３（ｂ）はＡＮＤ回路３０７の入力又は出力側の信号の波形を表す。図３（ｂ）図示の（１）は、緩衝増幅器３０４からの正相の出力が可変遅延線３０５ａ、固定遅延線３０６を介してＡＮＤ回路３０７へ入力される際の時間波形３１０である。図３（ｂ）図示の（２）は、緩衝増幅器３０４からの逆相の出力が可変遅延線３０５ｂを介してＡＮＤ回路３０７へ入力される際の時間波形３１１である。図３（ｂ）図示の（３）は、ＡＮＤ回路３０７から出力されるインパルス波形３１２である。
図３（ａ）図示の回路構成により、緩衝増幅器３０４からの正相の出力が可変遅延線３０５ａ、固定遅延線３０６を介してＡＮＤ回路３０７へ入力するのと、緩衝増幅器３０４からの逆相の出力が可変遅延線３０５ｂを介してＡＮＤ回路３０７へ入力するのとの間の時間差で決定されるパルス幅を持つインパルスを生成できる。
可変遅延線３０５ａ、３０５ｂは時間の微調整を行う回路であり、準ミリ波帯のインパルス波を発生するため、１ｐｓ程度の分解能を持つ必要がある。またパルス幅は２６ＧＨｚ帯では１９．２ｐｓ、２４ＧＨｚ帯では２０．７ｐｓに調整することが望ましい。
このような可変遅延線３０５ａ、３０５ｂ及び固定遅延線３０６はＣＭＯＳ回路で実現できる。そのためインパルス発生器回路はＩＣ化に極めて適している。そこで、回路全体の１チップ化が可能となり、レーダの低コスト化が期待できる。
図４はインパルス波発生を説明するためのタイミングチャートを表す図である。図４には、トリガ信号発生器２０１から出力された信号の波形４０１、インパルス発生のためのゲート信号の波形４０２、インパルス発生器２０３を駆動するトリガ信号の波形４０３が表されている。
トリガ信号の周波数は高いほうが望ましいが、可変遅延線３０５ａ、３０５ｂ、固定遅延線３０６の安定動作や時間制御の精度を考えると１〜２ＧＨｚが適している。
インパルス波発生のためのゲート信号はトリガ信号発生器２０１の周波数の整数分の１に設定され、この時間間隔で周期的にトリガ信号発生器２０１の出力が１個だけ抽出される。この出力がインパルス発生器２０３を駆動するトリガ信号となり周期的なインパルス波の出力が得られる。
インパルス波は２６ＧＨｚ帯で近距離モードのレーダに適用するため、探知距離を３０ｍとすると、インパルス波の周期は２００ｎｓ以下に設定されるので、インパルス波発生のためのインパルス波ゲート信号も２００ｎｓ以下に設定される。
また、前述したようにインパルス発生器２０３のパルス幅は１９．２ｐｓに調整することが望ましい。
図５はパルス波発生を説明するためのタイミングチャートを表す図である。図５には、トリガ信号発生器２０１から出力された信号の波形４０１、パルス波発生のためのゲート信号の波形５０１、インパルス発生器２０３を駆動するトリガ信号の波形５０２が表されている。図５中、５０３はパルス波ゲート信号のパルス幅、５０４はパルス波ゲート信号のパルス間隔を示している。
インパルス波の場合と異なり、パルス波ゲート信号がＯＮのときだけ連続した信号がトリガ信号発生器２０１から出力される。この信号でインパルス発生器２０３を駆動すると、繰り返し周期の短いインパルス波が発生し、パルス間隔５０４周期のＲＦパルスが得られる。
パルスレーダの場合は、２４ＧＨｚ帯を適用し探知距離は１５０ｍ程度に長くなるため、パルス間隔５０４は１μｓ以下に設定され、インパルス発生器２０３のパルス幅は２０．７ｐｓ程度に設定するほうが望ましい。
パルスレーダの場合は、２４ＧＨｚ帯を適用し探知距離は１５０ｍ程度に長くなるため、パルス間隔５０４は１μｓ以下に設定され、インパルス発生器２０３のパルス幅は２０．７ｐｓ程度に設定するほうが望ましい。
図６は、本発明の回路方式を用いて生成したインパルス信号およびパルス信号の周波数スペクトルの出力結果を示す。
図６において、６０１は２６ＧＨｚ帯におけるインパルス信号の周波数スペクトル、６０２は２４ＧＨｚ帯におけるパルス信号の周波数スペクトル、６０３は２６ＧＨｚ帯のＵＷＢ帯域幅、６０４は２４ＧＨｚ帯の狭帯域(０．２ＧＨＺ)の帯域幅を表す。
この例ではトリガ信号発生器２０１の周波数を１．５ＧＨｚとし、インパルス波ゲート信号４０２の周波数を０．３ＧＨｚ（３．３ｎｓ）とした。
インパルス信号の周波数スペクトル６０１から、インパルス波のスペクトルが０．３ＧＨｚの周波数成分を持って広い帯域に分布していることが確認できる。レーダ信号として利用する場合は、この信号より帯域幅４．７ＧＨｚを持つ広帯域フィルタで帯域制限して用いる必要がある。
また、パルス波の場合は、トリガ信号発生器２０１の周波数は１．５ＧＨｚで同一であるが、パルス幅を４００ｎｓ、パルス間隔を８００ｎｓとした。
パルス信号の周波数スペクトル６０２から、パルス信号は２４ＧＨｚを中心に１．５ＧＨｚ間隔で分布し、源信（トリガ信号発生器２０１）の逓倍波となっていることが確認できる。２４ＧＨｚ帯は狭帯域レーダであるから、レーダ波に適用する場合はこの信号を０．２ＧＨｚ帯域のフィルタで抽出して用いることになる。
本発明によるマルチモードレーダの実施形態に関わる他の回路構成について図７を参照して説明する。
図２図示の形態では、２６ＧＨｚ帯のインパルス信号波と２４ＧＨｚ帯のパルスレーダ波それぞれのレーダモードで使用するデュアルモードレーダの送信回路の構成例について説明した。
本発明はその他、２６ＧＨｚ帯インパルスレーダと２４ＧＨｚ帯ＣＷレーダ、ＦＭＣＷレーダなど２４ＧＨｚ帯の他のレーダ方式との組み合わせによるデュアルモード、あるいは２６ＧＨｚ帯インパルスレーダと２４ＧＨｚ帯のパルスレーダ、ＣＷレーダ、ＦＭＣＷレーダなどの複数の組み合わせによるマルチモードレーダにも拡張できる。
図７は、本発明におけるマルチモードレーダ信号送信回路７００の構成を表す図である。
マルチモードレーダ信号送信回路７００は、変調端子を有するトリガ信号発生器７０１、変調制御端子７０２、トリガ信号制御回路２０２、インパルス発生器２０３、モード制御端子２０５、２４ＧＨｚ／２６ＧＨｚデュアルバンドフィルタおよび増幅機能を有する回路７０３、インパルス/パルス信号出力端子７０４を備える。
マルチモードレーダ信号送信回路７００を用いて２６ＧＨｚ帯のインパルス波を生成させる場合は、トリガ信号発生器７０１を無変調に設定して用いる。回路の動作制御は図２、図３図示の形態での説明と同一であるからその説明を省略する。
マルチモードレーダ信号送信回路７００を用いて２４ＧＨｚ帯のパルス波を生成する場合は、トリガ信号発生器７０１を無変調に設定して、インパルス発生器２０３のモード制御信号でインパルス発生器２０３の入力ゲートを常時ＯＮにすることで生成することができる。
マルチモードレーダ信号送信回路７００を用いて連続波（ＣＷ）を生成する場合は、インパルス発生器２０３のモード制御信号でインパルス発生器２０３のゲート制御を行うことで生成することができる。
マルチモードレーダ信号送信回路７００を用いて周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を生成する場合は、モード制御信号でインパルス発生器２０３のゲート制御を行い、図５図示のパルス幅５０３の周期でトリガ信号発生器７０１に周波数変調を行わせることで得られる。
また、トリガ信号発生器７０１の変調を連続的に変化させる周波数変調のほかに、周波数をステップ状に変化させるステップ周波数変調も適用可能となる。
したがって、２４ＧＨｚ帯ではレーダ方式として多様な選択が可能となり、１方式ではなく上述した複数の周波数帯を組み合わせた方式を選択できるレーダ送信回路とすることができる。
本発明によるマルチモードレーダの実施形態に関わる他の回路構成について図８を参照して説明する。
これまではレーダ送信機に本発明が適用されている実施形態・実施例を説明してきたが、本発明はレーダ受信機にも適用できる。
図８は、本発明をレーダ受信機に適用した場合のレーダの受信回路８００の構成の一例を表す図である。
レーダの受信回路８００は、トリガ信号発生器２０１、インパルス／パルス発生器２０３、２４ＧＨｚ及び２６ＧＨｚ帯デュアルバンドフィルタ２０４、モード制御端子２０５を備えている。これらの回路構成は、図２を用いて説明した送信部の回路構成を基本的に同一である。
図８図示のレーダの受信回路８００は、更に、低雑音増幅器８０１、広帯域受信アンテナ８０２、相関器８０３、ＩＦ（相関器検波）出力端子８０４を備える。
２４ＧＨｚ/２６ＧＨｚデュアルバンドフィルタ８０４の出力として得られるインパルス波あるいはパルス波の信号は基準信号として相関器８０３への一つの入力信号となり、広帯域受信アンテナ８０２で受信され、低雑音増幅器８０１で増幅された受信波と相関検波されて、ＩＦ出力端子８０４から遠距離探知物体１０５等の距離情報等が出力される。
図９を参照して、本発明の実施例１を説明する。図９は、ビーム走査が可能なアレイアンテナレーダ送信部９００を表す。なお、本実施例において、出願人によって提案されている特許文献４に記載のインパルスアレイアンテナのビーム制御技術を利用している。
特許文献４に記載のインパルスアレイアンテナのビーム制御技術は、占有帯域が５００ＭＨｚ以上もあるＵＷＢレーダとして採用できる電子走査アレイアンテナに関するものである。電子走査アレイアンテナを構成する複数のアンテナ素子のそれぞれにインパルス発生器を接続し、前記各アンテナ素子に接続されている各インパルス発生器への送信トリガ時間を変化させることにより、等価的にアンテナから放射される電波の位相を変化させる。また、送信トリガの繰返し間隔を変化させることによりアレイアンテナから放射されるビームの方向を制御する。各アンテナ素子に接続されている各インパルス発生器への送信トリガタイミングを変化させる手段として、送信トリガパルスの周波数を変化させる方式とパルスポジションを変化させる方式を採用するようになっている。
このような特許文献４に記載のインパルスアレイアンテナのビーム制御技術を利用することにより、ビーム走査が可能なデュアルモードレーダ装置を実現させている。
図９図示のアレイアンテナレーダ送信部９００は、ビーム制御端子９０１を有するトリガ信号発生器２０１、モード制御端子２０５を有するトリガ信号制御回路（ゲート回路）２０２、ｎ個のインパルス発生器２０３−１〜２０３−ｎ、（ｎ-１)個の同一の遅延時間を有する個数固定遅延線９０２−１〜９０２-(ｎ-1)、デュアルバンドフィルタと増幅器を備えるｎ個の回路９０３−１〜９０３−ｎ、送信アレイアンテナ９０４、アレイアンテナを構成するｎ個の送信アレイアンテナ素子９０５−１〜９０５−ｎを備える。
送信アレイアンテナ素子９０５−１〜９０５−ｎにはそれぞれインパルス発生器２０３−１〜２０３−ｎと、デュアルバンドフィルタと増幅器を備える回路９０３−１〜９０３−ｎが直列に接続されている。
各インパルス発生器２０３−１〜２０３−ｎの入力はそれぞれ固定遅延線９０２−１〜９０２-(ｎ-1)を介して並列に接続されている。
トリガ信号制御回路（ゲート回路）２０２からの出力信号は、インパルス発生器２０３−１には直接送られ、他のインパルス発生器２０３−２〜２０３−ｎには通過する固定遅延線９０２−１〜９０２-(ｎ-1)の数に比例した遅延時間の遅れで送られ、それぞれのインパルス発生器を駆動する。この遅延時間により送信アレイアンテナ素子９０５−１〜９０５−ｎからは一定の時間間隔で電波が放射される。
放射方向は放射される時間を制御することで変えることが可能で、この実施例では特許文献４に記載されているように、トリガ信号発生器２０１のトリガ周波数を変えて電波の放射方向を制御する。
特許文献４ではインパルス波のビーム制御についてのみ言及しているが、パルス波であっても送信アレイアンテナ素子９０５−１〜９０５−ｎからの放射電波の時間制御は可能である。したがって、２６ＧＨｚ帯インパルスレーダのレーダモード又は２４ＧＨｚ帯ＣＷレーダ、ＦＭＣＷレーダなど２４ＧＨｚ帯のレーダモードどちらのレーダモード（方式）であってもビーム制御は可能である。
図１０を参照して、本発明の実施例２を説明する。図１０は、ビーム走査が可能なアレイアンテナレーダ受信部１０００を表す。インパルスアレイアンテナのビーム制御技術に関しては、前述した特許文献４に記載されている技術ではなく、出願人によって提案されている特許文献５に記載のインパルスアレイアンテナのビーム制御技術を利用することもできる。この実施例では、している。特許文献５に記載されているインパルスアレイアンテナのビーム制御技術を利用している。
特許文献５に記載されているインパルスアレイアンテナのビーム制御技術は、高価な広帯域移相器及び移相器のコントローラが不要で、送信トリガ間隔でビーム方向を走査でき低価格なトリガ周期でビーム制御するアレイアンテナに関するものである。各素子に移相器の代わりにインパルス発生器を接続し、さらに可変遅延線を接続した構成をとる。インパルス発生タイミングをコントロールするため、送信トリガを可変遅延線の遅延時間を変えることで対応するようにした。可変遅延線は５から６ビットのプログラマブル遅延線が適用でき、高速制御が可能で、送信スペクトルが変化せず、かつ低コストなＵＷＢアレイアンテナのビーム制御回路を実現できるものである。
特許文献５に記載されているインパルスアレイアンテナのビーム制御技術を利用することにより、前述したように、特許文献４に記載されているインパルスアレイアンテナのビーム制御技術を利用する場合と同じく、ビーム走査が可能なデュアルモードレーダ装置を実現させることができる。
アレイアンテナレーダ受信部１０００は、トリガ信号発生器２０１、モード制御端子２０５を有するトリガ信号制御回路（ゲート回路）２０２、ｎ個のインパルス発生器２０３−１〜２０３−ｎ、ｎ個の可変遅延線１００１−１〜１００１-ｎ、ビーム制御端子９０１、ｎ個の相関器８０３−１〜８０３-ｎ、ｎ個のＩＦ端子８０４、ｎ個の低雑音増幅器８０１−１〜８０１−ｎ、受信アレイアンテナ１００２、アレイアンテナを構成するｎ個の受信アレイアンテナ素子１００３−１〜１００３−ｎを備える。
受信アレイアンテナ素子１００３−１〜１００３−ｎにはそれぞれ低雑音増幅器８０１−１〜８０１−ｎが直列に接続されている。各低雑音増幅器８０１−１〜８０１−ｎの出力は各相関器８０３−１〜８０３-ｎの入力となる。
各インパルス発生器２０３−１〜２０３−ｎの出力は各相関器８０３−１〜８０３-ｎの入力となる。また、インパルス発生器２０３−１〜２０３−ｎの入力には可変遅延線１００１−１〜１００１-ｎが接続されている。
トリガ信号発生器２０１からの信号は、トリガ信号制御回路（ゲート回路）２０２でレーダモードに対応した出力となり、すべての可変遅延線１００１−１〜１００１-ｎに同一のタイミングで入力される。
ビーム制御端子９０１からは可変遅延線１００１−１〜１００１-ｎに、それぞれ別個に遅延時間を設定する情報が供給され、可変遅延線１００１−１〜１００１-ｎからの出力でインパルス発生器２０３−１〜２０３−ｎを駆動させる。
それぞれの相関器８０３−１〜８０３-ｎには各可変遅延線１００１−１〜１００１-ｎに設定された相対的な時間差を持つ信号が入力される。前記相対的な時間差は自由に制御可能となっており、受信アレイアンテナ素子１００３−１〜１００３−ｎとの相関をとることで、受信電波の方向を知ることができる。これは可変遅延線１００１−１〜１００１-ｎの遅延時間を設定して受信アンテナビームの制御が可能であることを意味している。
特許文献５では図９の例と同じくインパルス波のビーム制御についてのみ言及しているが、パルス波であっても受信アレイアンテナ素子１００３−１〜１００３−ｎへの放射電波の時間制御は可能である。したがって、２６ＧＨｚ帯インパルスレーダのレーダモード又は２４ＧＨｚ帯ＣＷレーダ、ＦＭＣＷレーダなど２４ＧＨｚ帯のレーダモードどちらのレーダモード（方式）であってもビーム制御は可能である。
以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
本発明によれば、以下に示す効果が発揮される。
１）２６ＧＨｚ帯又は２４ＧＨｚ帯の二つの帯域で、異なるレーダ方式を用いたマルチモードレーダ装置が実現できる。
２）近距離で高分解能特性を持ち、かつ探知距離の長い遠近両用のレーダが実現可能である。
３）同一の手法でマルチモードレーダのビーム制御が可能である。
４）同一の回路でマルチモードに対応可能であるためレーダ装置の低コスト化が可能である。
１００ デュアルモードレーダ
１０１ ２４ＧＨｚ帯送受信機（パルスレーダ）
１０２ ２６ＧＨｚ帯送受信機（インパルスレーダ）
１０３ 広帯域アンテナ
１０４ モード切り替え端子
１０５ 遠距離探知物体（レーダ標的）
１０６ 近距離探知物体（レーダ標的）
２００ レーダの送信部
２０１ トリガ信号発生器
２０２ トリガ信号制御回路
２０３、２０３−１〜２０３−ｎ インパルス発生器
２０４ ２４ＧＨｚ/２６ＧＨｚデュアルバンドフィルタ
２０５ モード制御端子
２０６ 広帯域電力増幅器
２０７ 広帯域送信アンテナ
３０１ ゲート回路（ＡＮＤ回路）
３０２ トリガ信号入力端子
３０３ ゲート制御端子
３０４ 緩衝増幅器
３０５ａ、３０５ｂ 可変遅延線
３０６ 固定遅延線
３０７ ＡＮＤ回路
３０９ 出力端子
３１０ トリガ信号の一の時間波形
３１１ トリガ信号の他の時間波形
３１２ インパルス波形
４０１ トリガ信号発生器から出力された信号の波形
４０２ インパルス波ゲート信号の波形
４０３ トリガ信号の波形
４０４ インパルス間隔
５０１ パルス波ゲート信号の波形
５０２ トリガ信号の波形
５０３ パルス幅
５０４ パルス間隔
６０１ インパルス波周波数スペクトル
６０２ パルス波周波数スペクトル
６０３ インパルス波帯域（ＵＷＢ帯域）
６０４ パルス波帯域
７００ マルチモードレーダ信号送信回路
７０１ 変調端子を持つトリガ信号発生器
７０２ 変調制御端子
７０３ デュアルバンドフィルタと増幅器を備える回路
７０４ インパルス/パルス信号出力端子
８００ レーダの受信部
８０１、８０１−１〜８０１-ｎ 低雑音増幅器
８０２ 広帯域受信アンテナ
８０３、８０３−１〜８０３-ｎ 相関器
８０４ ＩＦ（相関器）出力端子
８０５ インパルス／パルス発生器
９００ アレイアンテナレーダ送信部
９０１ ビーム制御端子
９０２−１〜９０２-(ｎ-1) 固定遅延線
９０３−１〜９０３-ｎ デュアルバンドフィルタと増幅器を備える回路
９０４ 送信アレイアンテナ
９０５−１〜９０５-ｎ 送信アレイアンテナ素子
１０００ アレイアンテナレーダ受信部
１００１−１〜１００１−ｎ 可変遅延線
１００２ 受信アレイアンテナ
１００３−１〜１００３−ｎ 受信アレイアンテナ素子
１０１ ２４ＧＨｚ帯送受信機（パルスレーダ）
１０２ ２６ＧＨｚ帯送受信機（インパルスレーダ）
１０３ 広帯域アンテナ
１０４ モード切り替え端子
１０５ 遠距離探知物体（レーダ標的）
１０６ 近距離探知物体（レーダ標的）
２００ レーダの送信部
２０１ トリガ信号発生器
２０２ トリガ信号制御回路
２０３、２０３−１〜２０３−ｎ インパルス発生器
２０４ ２４ＧＨｚ/２６ＧＨｚデュアルバンドフィルタ
２０５ モード制御端子
２０６ 広帯域電力増幅器
２０７ 広帯域送信アンテナ
３０１ ゲート回路（ＡＮＤ回路）
３０２ トリガ信号入力端子
３０３ ゲート制御端子
３０４ 緩衝増幅器
３０５ａ、３０５ｂ 可変遅延線
３０６ 固定遅延線
３０７ ＡＮＤ回路
３０９ 出力端子
３１０ トリガ信号の一の時間波形
３１１ トリガ信号の他の時間波形
３１２ インパルス波形
４０１ トリガ信号発生器から出力された信号の波形
４０２ インパルス波ゲート信号の波形
４０３ トリガ信号の波形
４０４ インパルス間隔
５０１ パルス波ゲート信号の波形
５０２ トリガ信号の波形
５０３ パルス幅
５０４ パルス間隔
６０１ インパルス波周波数スペクトル
６０２ パルス波周波数スペクトル
６０３ インパルス波帯域（ＵＷＢ帯域）
６０４ パルス波帯域
７００ マルチモードレーダ信号送信回路
７０１ 変調端子を持つトリガ信号発生器
７０２ 変調制御端子
７０３ デュアルバンドフィルタと増幅器を備える回路
７０４ インパルス/パルス信号出力端子
８００ レーダの受信部
８０１、８０１−１〜８０１-ｎ 低雑音増幅器
８０２ 広帯域受信アンテナ
８０３、８０３−１〜８０３-ｎ 相関器
８０４ ＩＦ（相関器）出力端子
８０５ インパルス／パルス発生器
９００ アレイアンテナレーダ送信部
９０１ ビーム制御端子
９０２−１〜９０２-(ｎ-1) 固定遅延線
９０３−１〜９０３-ｎ デュアルバンドフィルタと増幅器を備える回路
９０４ 送信アレイアンテナ
９０５−１〜９０５-ｎ 送信アレイアンテナ素子
１０００ アレイアンテナレーダ受信部
１００１−１〜１００１−ｎ 可変遅延線
１００２ 受信アレイアンテナ
１００３−１〜１００３−ｎ 受信アレイアンテナ素子
Claims (12)
- トリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力をインパルス発生器に接続して構成されるインパルス波発生回路を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、同一の前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させるレーダ送信回路であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ送信回路。 - トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項１記載のレーダ送信回路。 - トリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力をインパルス発生器に接続して構成されるインパルス波発生回路を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、同一の前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、これらの信号を基準信号として相関器への一つの入力とし、
前記相関器の他の一つの入力を受信アンテナからの受信信号とし、
前記二つの入力信号の相関をとり距離情報を得るレーダ受信回路であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ受信回路。 - トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項３記載のレーダ受信回路。 - 変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力に遅延時間が同一な（N-1）個（Nは2以上の整数）の固定遅延線を直列に接続するとともに、前記固定遅延線の入出力および接続部に同一特性を有するN個のインパルス発生器を接続し、当該インパルス発生器の各出力にN個のアレイアンテナ素子を接続して構成されるレーダ送信部を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、
前記トリガ信号発生器の周波数を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナの送信ビームを制御するレーダ送信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ送信機。 - トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項５記載のレーダ送信機。 - 変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力にN個（Nは2以上の整数）の可変遅延線を並列に接続するとともに、前記可変遅延線の出力にN個のインパルス発生器を接続し、当該インパルス発生器の各出力にN個のアレイアンテナ素子を接続して構成されるレーダ送信部を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、
前記可変遅延線の遅延時間を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナの送信ビームを制御するレーダ送信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ送信機。 - トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項７記載のレーダ送信機。 - 変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力に遅延時間が同一な（N-1）個（Nは2以上の整数）の固定遅延線を直列に接続するとともに、前記固定遅延線の入出力および接続部に同一特性を有するN個のインパルス発生器を接続して構成されるレーダ受信部を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、これらの信号を基準信号として相関器への一つの入力とし、
前記相関器の他の一つの入力を受信アンテナからの受信信号とし、
前記二つの入力信号の相関をとり距離情報を得て、
前記インパルス発生器の各出力を基準信号としてN個の相関器それぞれの一つの入力とし、前記相関器の他の一つの入力をN個の受信アレイアンテナ素子からの受信信号とし、前記トリガ信号発生器の周波数を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナへの受信ビームを制御するレーダ受信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
であることを特徴とするレーダ受信機。 - トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項９記載のレーダ受信機。 - 変調端子を備えるトリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力にN個（Nは2以上の整数）の可変遅延線を並列に接続するとともに、前記可変遅延線の出力にN個のインパルス発生器を接続して構成されるレーダ受信部を備え、
トリガ信号発生器の出力にトリガ信号制御回路が接続され、当該トリガ信号制御回路の出力をインパルス発生器に接続して構成されるインパルス波発生回路を備え、
前記トリガ信号制御回路を制御して、前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号が出力されることで、前記インパルス発生器からインパルス波もしくはパルス波又は連続波（ＣＷ）を発生させ、これらの信号を基準信号として相関器への一つの入力とし、
前記相関器の他の一つの入力を受信アンテナからの受信信号とし、
前記二つの入力信号の相関をとり距離情報を得て、
前記インパルス発生器の各出力をN個の相関器それぞれの一つの入力とし、前記相関器の他の一つの入力をN個の受信アレイアンテナ素子からの受信信号とし、前記可変遅延線の遅延時間を変え、前記インパルス発生器から発生する信号の発生タイミングを変化させることで、アレイアンテナへの受信ビームを制御するレーダ受信機であって、
前記トリガ信号制御回路を制御して出力される前記インパルス発生器を駆動させる異なるトリガ信号は、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間間隔で周期的に１個だけ抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記インパルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力が所定の時間にわたって複数個抽出されて前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記パルス波を発生させるトリガ信号、
前記トリガ信号発生器からの連続している出力がそのまま前記インパルス発生器に入力されることで前記インパルス発生器から前記連続波を発生させるトリガ信号
である ことを特徴とするレーダ受信機。 - トリガ信号発生器に変調制御手段としての変調端子を設け、
当該変調制御手段で前記トリガ信号発生器を無変調に設定することで前記インパルス発生器からインパルス波を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器に連続的な周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を発生させ、
前記変調制御手段により前記所定の時間周期で前記トリガ信号発生器にステップ状周波数変調を行わせることで前記インパルス発生器から周波数ステップ変調波を発生させ
ることを特徴とする請求項１１記載のレーダ受信機。
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