JPH0321491Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は送受波指向性ビームを回動すると共
に、その指向性ビームから音波電波などの波動パ
ルスを送波し、その波動パルスの反射波を受信し
て反射体を探知する反響探知装置に関する。

「従来の技術」 従来のこの種の反響探知装置においては波動パ
ルスを繰り返し発生するためのトリガパルスや受
信した反射信号を処理して表示器例えば陰極線管
表示器（以下CRT表示器と記す）に表示するた
めのタイミングゲート、或いは受信信号を１度メ
モリに書き込み、これを異なつたクロツク速度で
読み出して一定期間の信号とする、いわゆるリタ
イミングを行うためのゲート信号、更に反射信号
の取り込み期間を決定するゲート信号などの各種
のタイミングゲートを作つて受信処理が行われて
いる。

従来においてはそのような各種のタイミングゲ
ート信号を、クロツク信号源からのクロツク信号
を多くの分周器、ゲート及び単安定マルチバイブ
レータを用いて作つていた。このためかなり複雑
な構造となつておりかつ単安定マルチバイブレー
タによつて得られたタイミングゲート信号は互い
に非同期の関係、つまり基準クロツクと非同期の
関係となつてしまう。更にレーダにおいて探知距
離（レンジ）を変更すると、これに応じて各種の
タイミングゲート信号も異なつたものとなるた
め、これらすべてのタイミングゲート信号を作る
回路は非常に複雑でかつ規模が大きなものとな
り、しかもタイミングを変更する場合はそれら全
体の回路を変更することになり、簡単に変更する
ことは困難であつた。また従来においては多くの
回路を組み合わせて作るため周囲温度の変動によ
つて特性変動が生じたり、経年変化で特性変動が
生じるが、これらの回路が個々に変動するため相
対的なタイミングのずれが発生しやすい欠点があ
つた。

この考案は回路が比較的小規模で、簡単かつ容
易にタイミングの変更も行うことができ、しかも
基本クロツクに同期したタイミングゲートを得る
ことができる反響探知装置を提供することにあ
る。

「問題点を解決するための手段」 この考案によればクロツク信号源のクロツク信
号をアドレスカウンタで計数し、そのアドレスカ
ウンタの計数値をアドレスとしてタイミングメモ
リの内容が読み出される。タイミングメモリには
波動パルスを送波するためのトリガパルスの他に
その反射波受信信号の取り込みゲートやリタイミ
ングを行う場合は読み出しゲート、更に表示に必
要な各種ゲート信号、つまり受信処理に必要な各
種タイミングゲートが探知レンジに応じて異なる
領域に書き込まれてあり、設定された探知レンジ
に応じてこのタイミングメモリの読み出し領域が
決定され、その決定された領域が前記アドレスカ
ウンタの計数値により読み出されて、設定探知レ
ンジに対応した各種タイミングゲートが得られ
る。従つて分周回路やゲート回路、更に単安定マ
ルチバイブレータなどの多くのハードウエアを必
要とせず構成が頗る簡単であり、しかもタイミン
グの変更はタイミングメモリの書き替え或いは交
換により簡単に行うことができる。

「実施例」 以下この考案による反響探知装置の一例をレー
ダに適用した場合につき説明しよう。第１図にお
いてアンテナ１１は鋭い指向特性を持つている。
このアンテナ１１はアンテナユニツト１２内にお
いて例えばモータ１３により連結機構１４を介し
て回転駆動され、例えばアンテナ１１の指向方向
は水平面内で回転される。アンテナユニツト１２
内に送信器１５が設けられ、送信器１５よりの送
信番号パルスはアンテナよりパルス電波として放
射され、その反射波は受信器１６で受信検波され
る。

その受信検波された探知信号（反射信号）は必
要に応じて雨雪除去回路１７を通り、ここで微分
され、更にこの例においては一旦、記憶され、そ
の記憶したものが読み出され、いずれの探知レン
ジに対しても同一の掃引時間で表示する、いわゆ
るリタイミングを行う場合である。即ち雨雪除去
回路１７の出力はAD変換器１８により探知レン
ジに応じた一定周期でサンプリングされ、その各
サンプル値は一定ビツト数のデジタル信号に変換
される。そのデジタル信号の探知信号はビデオメ
モリ１９に記憶される。送信パルス電波に対する
探知信号がビデオメモリ１９に記憶なされた後
に、ビデオメモリ１９が読み出され、その読み出
された信号はDA変換器２１でアナログ信号に変
換され、このようにリタイミングされたアナログ
の探知信号はビデオ合成器２２において図に示し
てないが各種マーカや信号などと合成され、その
合成レーダ信号はビデオ増幅器２３を通じて
CRT表示器２４に表示信号として供給される。

一方モータ１３により駆動されて角度信号発生
器２５から角度信号が発生される。つまりアンテ
ナ１１の指向方向が例えば0.1度回動するごとに
角度信号（パルス）が発生され、この角度信号は
必要において低域通過波器２６で雑音が除去さ
れて角度カウンタ２７に供給されて計数される。
角度カウンタ２７の計数値は例えばこのレーダが
取付けられた船舶の船首方向を基準とするアンテ
ナの指向方向の角度に対応し、その角度を示す計
数値は角度電圧発生器２８においてその角度の余
弦値と正弦値とにそれぞれ対応した電圧が発生さ
れる。これは例えばあらかじめ読み出し専用メモ
リ（ROM）に各角度の余弦値及び正弦値を予め
記憶しておき、このROMを角度カウンタ２７の
計数値をアドレスとして読み出し、その読み出し
出力をアナログ信号に変換することにより容易に
発生される。

この角度の余弦値及び正弦値は掃引信号発生器
２９ｘ，２９ｙに供給され、これらの各電圧がそ
れぞれ積分されて漸次振幅が大きくなり、これら
掃引信号発生器２９ｘ，２９ｙの出力はそれぞれ
増幅器３１ｘ，３１ｙを通じてCRT表示器２４
の偏向回路３２中の水平偏向回路及び垂直偏向回
路にそれぞれ供給され、CRT表示器２４の表示
面においてアンテナ指向方向に半径方向の掃引が
なされる。

この例においては角度信号発生器２５よりの角
度信号を基準として送信トリガパルスを発生する
場合である。この考案では送信トリガパルスの発
生をタイミングメモリを読み出すことによつて発
生し、かつその送信トリガパルスに対し一定位相
を持つた各種ゲート信号をもタイミングメモリか
ら発生する。すなわちタイミングメモリ３３が設
けられ、タイミングメモリ３３として１ワードが
８ビツトのものが用いられ、各ビツトは各種ゲー
ト信号と対応している。

すなわち第１ビツト目は第２図Ａに示すように
トリガパルスTXGが記憶され、第２ビツト目は
第２図Ｂに示すように書き込みゲートWEが記憶
され、第３ビツト目は第２図Ｃに示すように電子
カーソル（可変方向マーカ）オフセツトゲート
SEOGが記憶され、第４ビツト目は第２図Ｄに示
すようにシンボルと電子カーソル用ゲートSEG
が記憶される。第５ビツト目は第２図Ｅに示すよ
うにPPI表示のオフセツトゲートPOGが記憶さ
れ、第６ビツト目は第２図Ｆに示すようにPPI表
示ゲート（読み出しゲート）PGが記憶され、第
７ビツト目は第２図Ｇに示すようにシンボルアン
ブランキング用ゲートSYUBKが記憶され、第８
ビツト目は第２図Ｈに示すようにリミツターゲー
トLGが記憶される。第２図において“１”は高
レベルとして、“０”は低レベルとして示してい
る。またこの例は1/4〜３海里を探知範囲とした
場合である。設定探知レンジにより各ゲート信号
の幅や発生位相が異なり、従つて３〜12海里、24
海里、48及び96海里などの各探知レンンジに対す
る各ゲート信号がタイミングメモリ３３の別の記
憶領域にそれぞれ記憶される。

このタイミングメモリ33の読み出しは先に述べ
たように角度信号AZPを基準として行うことに
より、角度信号AZPを基準とした各種ゲート信
号を得る。このため波器２６よりの角度信号は
角度同期回路３４を通じてゲート３５へ供給され
る。一方水晶発信器などのクロツク発信器３６よ
りのクロツクが分周器３７と分周されてゲート３
５に供給され、ゲート３５は各角度信号ごとにこ
れを基準として一定期間開かれてゲート３５を通
過したクロツクがアドレスカウンタ３８へ供給さ
れて計数される。アドレスカウンタ３８の計数値
をアドレスとしてタイミングメモリ３３の内容が
読み出される。この読み出された各ワードの８ビ
ツトはラツチ回路３９にラツチされる。ラツチ回
路３９の端子Ａ〜Ｈから第２図Ａ〜Ｈにそれぞれ
で示した信号が出力される。

トリガパルスTXGは端子Ａからゲート４１を
通じて、トリガパルス遅延調整回路４２を通じて
送信器１５へ供給される。一方書き込みゲート
WEは端子Ｂよりゲート４３を通じてメモリ制御
回路４４に供給され、この書き込みゲートWEの
期間、ビデオメモリ１９に対する書き込みが行わ
れる。この場合その書き込み期間中において設定
探知レンジに拘らずサンプリング数が一定値とさ
れる。電子カーソルオフセツト信号SEOGは端子
Ｃからゲート論理回路４５へ供給され、これより
掃引信号発生器２９ｘ，２９ｙに入力され、
CRT表示器２４の表示面における電子カーソル
の掃引中心がオフセツトされる。書き込みゲート
WEの終わりから一定期間電子カーソルゲート
SEGが端子Ｄよりゲート論理回路４５に供給さ
れ、この電子カーソルゲートSEGはゲート論理
回路４５からゲート４９を通じ更に掃引遅延調整
回路５１を通じて掃引信号発生器２９ｘ，２９ｙ
へ供給され、そのゲート期間、設定した電子カー
ソルの方位を示すデータが角度電圧発生器２８へ
供給されて電子カーソルがCRT表示器２４の表
示面に掃引され、この時、このゲートSEGはア
ンブランキング混合回路４７を通じ、更にアンブ
ランキング増幅器４８を通じてCRT表示器２４
にアンブランキング信号として供給される。

第２図Ｆの読み出しゲートPGと対応してこれ
がラツチ回路３９の端子Ｆより同様にゲート論理
回路４５に入力され、これよりゲート４９−掃引
遅延調整回路５１を通じて掃引信号発生器２９
ｘ，２９ｙに供給されて、このゲートPGの期間、
掃引信号が発生される。第２図ＥのPPIオフセツ
トを示すゲートPOGは端子Ｅよりゲート論理回
路４５に供給され、これより掃引信号発生器２９
ｘ，２９ｙに供給され、PPI表示のオフセツトを
与える。またゲートPGはアンブランキング混合
回路４７へも供給されてCRT表示器２４がアン
ブランキング制御される。オフセツトゲート
SEOGやPOGは掃引信号発生器２９ｘ，２９ｙ
でそのオフセツト値と対応した直流を、そのゲー
ト期間、掃引信号に重畳することによりオフセツ
ト表示を行う。シンボルアンブランキング信号
SYUBKは端子Ｇよりアンブランキング混合回路
４７に供給され、これより増幅器４８を通じて
CRT表示器２４に供給され、アンブランキング
動作が行われる。このアンブランキングはプロツ
ト用円形シンボルを表示させるためのものであ
る。第２図ＨのリミツタゲートLGは端子Ｈより
角度同期回路３４に供給される。リミツタゲート
LGの作用は後述する。ゲート論理回路４５は操
作部４６の操作に応じて各種ゲート信号の送出が
制御される。

これらタイミングメモリ３３に記憶されている
各種ゲート信号の内容は先に述べたように設定探
知レンジによりタイミングメモリ３３の読み出し
領域を選定する。このためレンジスイツチ５２を
操作し、それをレンジアツプ側に制御するとレン
ジコード発生器５３の出力探知レンジが長くな
り、レンジダウン側に制御するとレンジコード発
生器５３により発生する探知レンジは短くなる。
レンジコード発生器５３の出力はレンジコードデ
コーダ５４でデコードされ、レンジコード発生器
５３に対して設定されたレンジが例えば４つのレ
ンジ領域のいずれに属するかが判定され、その判
定結果に対応した記憶領域を読み出すように上位
ビツトアドレスとしてタイミングメモリ３３に供
給される。このレンジデコーダ５４からの長レン
ジに対する出力はゲート４０へ供給され、またラ
ツチ回路２０の端子Ｂの出力ゲートWEは２分の
１分周器５０へ供給されるその分周出力がゲート
４０へ供給される。ゲート４０の出力は禁止ゲー
ト信号としてゲート４１，４３へ供給される。こ
の結果、長探知レンジではトリガパルス、書き込
みゲートはラツチ回路３９の出力の２回に１回発
生される。

このような構成になつているため角度信号
AZPが発生するごとに、これを基準としてタイ
ミングメモリ３３が読み出される。例えばその方
位の基準はアンテナ１１の指向方向が船首方向に
向いた時は０とされ、つまり船首方位信号で角度
カウンタ２７はリセツトされる。これは従来から
行われている。例えば第３図Ａに示すように角度
信号ANZが発生すると、それを基準として第３
図Ｂに示すように角度信号AZPの前縁よりトリ
ガパルスTXGが発生し、更に第３図Ｃに示すよ
うに書き込みゲートWEが発生し、その後読み出
しゲートPGが第３図Ｄに示すように発生する。
その後読み出しゲートPGに応じて掃引信号が第
３図Ｅに示すように発生し偏向回路３２に供給さ
れる。またこの期間アンブランキング信号UBK
がCRT表示器２４に供給されて表示が行れる。
第３図ＧはトリガパルスTXGに基づく送信パル
ス電波に対する反射波の受信検波出力であり、第
３図Ｈは読み出しゲートPGの間にビデオメモリ
１９から読み出されてアナログ信号に変換されて
いる。

先の説明から、理解されるようにアドレスカウ
ンタ３８は角度信号AZPごとにリセツトされた
後、タイミングメモリ３３が読み出される。１つ
のトリガパルスTXGが発生し、第３図に示した
ような所定の動作をし、すなわちその設定した探
知レンジについて第２図に示したようなタイミン
グ信号の一組の一周期分を全部読み出し終らない
と正しい動作をしなくなる。何らかの理由により
タイミングメモリの読み出し途中で角度信号が生
じるようなことがあると誤動作となる。このよう
な誤動作を避けるために前述したリミツタゲート
LGが用いられ、例えば第４図に示すように構成
される。すなわち、端子１０１から角度信号が単
安定マルチバイブレータ１０２に与えられ、その
単安定マルチバイブレータ１０２の出力はアンド
ゲート１０３に供給される。一方アンドゲート１
０３にはラツチ回路３９の端子Ｈから第２図Ｈの
リミツタゲートLGが供給される。リミツタゲー
トLGは第２図Ｈよりわかるようにトリガパルス
TXGが発生した後に低レベルとなり、その探知
レンジにおける受信処理に必要とする全てのタイ
ミングゲート信号を読み出し終つた後において高
レベルとなるものである。ゲート１０３の出力は
単安定マルチバイブレータ１０４に供給される。
単安定マルチバイブレータ１０４が駆動されると
その出力が低レベルとなつてＤ型フリツプフロ
ツプ１０５がプリセツトされてそのＱ出力が高レ
ベルとなり、分周回路３７からの次のクロツクに
よつて、Ｄ型フリツプフロツプ１０６にその高レ
ベルが読み込まれる。よつてそのフリツプフロツ
プ１０６のＱ出力によりアンドゲート３５が開か
れ、アンドゲート３５を分周回路３７のクロツク
が通過し、そのクロツクはインバータ１０８を通
じてアドレスカウンタ３８に供給される。このよ
うにしてアドレスカウンタ３８のアドレス（計数
値）はクロツクごとに順次歩進する。その後、タ
イミングメモリ３３から読み出されるリミツタゲ
ートLGはすべてのタイミングゲート信号が終わ
るまで低レベルを維持する。従つてそのリミツタ
ゲートLGが低レベルの間にゲート１０３がとじ
ており、その間に角度信号AZPが再び来ても、
ゲート１０３で阻止され、アドレスカウンタ３８
が途中でリセツトされ、再び計数を開始するおそ
れはない。

しかしすべてのタイミングゲートの読み出しが
終つた後に、リミツタゲートLGが高レベルとな
り、その際にＤ型フリツプフロツプ１０５に低レ
ベルが読み込まれて、そのＱ出力が低レベルとな
り、次のクロツクによつてフリツプフロツプ１０
６に低レベルが読み込まれて、その出力は高レ
ベルとなり、その高レベルによつて、アドレスカ
ウンタ３８はリセツトされる。またＤ型フリツプ
フロツプ１０６のＱ出力は低レベルとなつてゲー
ト３５が閉じてアドレスカウンタ３８はリセツト
状態に保持されたままとなる。次に角度信号が端
子１０１に供給されると、再び同様の動作を行
う。

このようにして角度信号AZPが一回入力され
ると、所定のタイミングゲート信号を発生し終わ
るまでは角度信号AZPによつて、この回路が再
び駆動されるのが阻止される。また所定のタイミ
ングゲート信号を発生した後に、アドレスカウン
タ３８はリセツトされて次の角度信号AZPを待
期する状態となる。

先に述べたように探知レンジに応じて発生する
タイミングゲートが異なるが、これら各レンジご
との各種タイミングゲートは例えば第５図に示す
ように領域３３ａ〜３３ｄにそれぞれ４つの探知
レンジに対応したタイミング信号を記憶し、レン
ジコードデコーダ５４の出力に応じて、つまり設
定したレンジに応じてこれら領域のいずれかを選
択してタイミングゲート信号を発生する。

タイミングメモリ３３として上述においては１
ワード８ビツトのメモリを使用したが、発生すべ
きタイミングゲート信号が多い場合には、１ワー
ク８ビツト以上のメモリを使用し、或いはROM
の場合は一般に１ワード８ビツトの場合が多く、
１ワード８ビツトのROMを例えば２つ設けて、
同一アドレスによつて同時に両ROMをアクセス
して読み出すことによつて８つ以上のタイミング
ゲート信号を発生させることができる。或いは第
６図に示すように８ビツトのROM３３を用い、
発生すべきタイミングゲートを、例えば２ワード
16ビツトの各カツトに割り当てその読み出しラツ
チ回路として３９ａ，３９ｂの２つを設け、タイ
ミングメモリ３３を読み出すごとにラツチ制御回
路６１によつてラツチ回路３９ａ，３９ｂに交互
にラツチし、これらラツチ回路３９ａ，３９ｂの
16ビツトにより16通りのタイミングゲート信号を
得るようにする。

上述においてはトリガパルスTXGの発生を角
度信号AZPをもとに、これと同期して発生させ
たが角度信号AZPとトリガパルスTXGとの発生
とを無関係に行うこともできる。その場合の例を
第７図に第２図と対応する部分に同一符号をつけ
て示す。すなわちこの例においては送信繰返しパ
ルス発振器６２が設けられ、このパルス発振器６
２から送信繰り返しパルスPRFが同期回路３４
に供給される。この場合は同期回路３４にはタイ
ミングメモリ３３からリミツタゲートLGは供給
されず、また角度信号発生器２５よりの角度信号
AZPは供給されない。送信繰り返しパルスPRF
と同期してゲート３５へゲート信号が供給され
る。繰り返しパルス発振器６２に調整器６３が付
加され、調整器６３を調整して探知レンジに応じ
て、送信繰り返しパルスPRFの周波数が調整さ
れる。その他は第２図の場合と同様である。

更にこの考案はリタイミングをとらないアナロ
グ式のレーダにも適用することができ、その例を
第８図に第６図、第７図と対応する部分に同一符
号をつけて示す。この例においては送信繰り返し
パルスPRFを発生する発信器６２の出力は分周
回路６４に供給され、その分周出力と発振器６２
の出力とが繰り返し送信パルス選択回路６５に供
給される。繰り返し送信パルス選択回路６５で
は、設定した探知レンジに対応してレンジコード
デコーダ５４の出力によつて一つが選択される。
この選択された送信繰り返しパルスPRFの出力
がゲート３５に供給される。この場合はリタイミ
ングを行わないから、雨雪除去回路１７の出力は
干渉除去回路６６を通じてビデオ合成回路２２へ
供給される。タイミングメモリ３３から反射受信
検波出力を取り込む期間（第３図Ｂの書き込みゲ
ートWEと対応）と対応してPPIゲートPGが掃引
遅延調整回路５１へ供給され、PPIゲートPGと
対応してアンブランキング信号UBKが増幅器４
８へ供給される。この場合は固定距離マーカゲー
トFMもタイミングメモリ３３に記憶しておき、
その読み出した距離マーカゲートFM発生回路７
３へ供給し、これよりマーカゲートFMをビデオ
合成回路２２へ供給される。なお、PPIゲート
PGは掃引遅延調整回路５１に供給されその出力
は積分器６７により積分され、三角波状の掃引信
号CRT表示器３２の偏向器６８に供給される。
一方角度信号発生器２５よりの角度信号は回転同
期回路６９を通じてパルスモータ７１に供給さ
れ、パルスモータ７１によつて偏向器６８がその
角度に応じて回転されて、全体としてPPI表示が
行われる。

「考案の効果」 以上述べたように、この考案による反響探知装
置によればその基準となる送信トリガのタイミン
グパルスや受信処理のタイミングゲートの少くと
も一部がタイミングメモリ３３から読み出して得
るようにしたため、回路規模がすこぶる簡単で占
有面積も小さく、小型にすることができ、しかも
タイミングを変更したい場合はタイミングメモリ
３３を書き替え、或いは取り替えればよく、簡単
に行うことができる。又多くの種類のタイミング
ゲート信号を探知レンジに応じて異なる記憶領域
に記憶することによつて簡単に選択することが可
能である。更にラツチ回路３９にラツチして処理
しているため、全てのタイミング信号はクロツク
と同期したものとなりその相互のずれが生じる恐
れはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による反響探知装置をレーダ
に適用した例を示すブロツク図、第２図はそのタ
イミングメモリ３３の記憶内容の例を示す図、第
３図は第１図の動作を説明するための図、第４図
は第１図中の角度同期回路３４の具体例を示す
図、第５図はタイミングメモリ用の複数の領域に
各探知レンジを対応させた例を示す図、第６図は
タイミングメモリ３３の１ワードのビツト数以上
のタイミング信号を発生する例を示すブロツク
図、第７図は角度信号と送信繰り返しパルスとが
非同期のレーダにこの考案を適用した例を示すブ
ロツク図、第８図はリタイミングを行わないレー
ダにこの考案を適用した例を示すブロツク図であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 送受波指向性ビームを回動すると共に指向性ビ
   ームから波動パルスを送波しその波動パルスの反
   射波を受波する反響探知装置において、クロツク
   信号を発生するクロツク信号源と、そのクロツク
   信号を計数してアドレスを発生し、上記送受波指
   向性ビームが所定角度回動するごとにリセツトさ
   れるアドレスカウンタと、設定された探知レンジ
   に応じて読み出し領域が決定され、その決定され
   た読み出し領域が上記アドレスにより読み出さ
   れ、上記波動パルスを発生するためのトリガパル
   ス、上記受信した反射波の信号を処理するタイミ
   ングゲートを発生するタイミングメモリとを具備
   することを特徴とする反響探知装置。