JPH0531117B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はレーダー装置に関する。 従来の舶用レーダー装置においては、長距離の物
標はPPI（Plan Position Indicator：物標までの
距離と方位を極座標表示する）装置で視覚的に検
出するのが困難であつた。与えられた１つの距離
目盛設定に対しては、長距離からのエコーは短距
離からのエコーよりもはるかに弱い。従つて、何
らの処理補償もしなければ、長距離に対し、PPI
表示装置に伝えられるビデオ信号は短距離の強度
と比較して発光体を照射するにの充分な電子ビー
ムエネルギーを生じさせない。更に、PPI表示装
置がスレツシヨルド検出の結果として生ずる個別
的レベルを有する表示信号を提供されるときに
は、長距離ほどエコーは弱くスレツシヨルド値よ
りも高くとどまつている時間は短いという理由で
異なる距離の同じ物標は異なる持続時間の間表示
される。長距離の物標は細い弧として現われるだ
けであり視覚的に検出困難である。 従来技術では短距離に対する受信機利得を減ら
して物標からのエコーが強い海面クラツターの存
在する下でも検出できるようにするため時間的感
度制御器（STC）が用いられている。STCの主
要な目的はPPI表示装置の中心近くの全領域を照
射する強い海面クラツターの効果を補正するため
であつたけれども、それは異なる振幅を有する異
なる距離からのエコーに対して補償を行なうのに
も有効であつた。しかしながら、受信機のダイナ
ミツクレンジは限定されているので、STCは長
距離からの振幅の変化するエコーに対し補償を行
なう有効な方法ではない。 従来の舶用レーダーにおいては、送信パルスの
幅は長距離設定に対しては増された。このような
長いパルスは短距離の物標に対する大な精細度を
犠牲にするとしても、長距離の物標に対し許容で
きるSN比を得るために必要である。長い送信パ
ルス幅は長距離の物標に対してはPPI表示装置を
かなりに改良するけれども、それは短距離の物標
の表示の持続時間を等しく増大させるという理由
で表示装置全体を改良する効果的な解決法ではな
い。 長距離の物標の視覚表示を改良するもう１つの
方法が米国特許第2472209号明細書に示されてお
り、そこでは表示信号のパルスは長距離の物標の
検出可能度を増すために持続時間を増されてい
る。しかしながら、長距離の物標の視覚表示に対
するこの解決法は処理前には正しい表示に対する
充分な強度を有していた短距離の視覚表示をひず
ませてしまう。 本発明によれば、レーダー装置は、レーダーエ
コー信号を複数の離散的電圧レベルを有する電圧
波形に変換する変換手段を具備し、この変換手段
に距離に比例する関数として一つのレベルの持続
時間を増加する持続時間増加手段に結合され、更
に、前記持続時間増加手段の出力の視覚表示を与
える視覚表示手段を具備する。持続時間増加手段
は１つのレベルの始めに距離に関係したデータを
カウンタにロードしそしてけた上げパルスがその
１つのレベルの維持を終了。させるまで計数する
ことによつてその出力におけるその１つのレベル
の持続時間を増すのが好ましい。視覚表示手段は
PPIモードで動作する陰極線管表示装置からなる
のが好ましい。 このレーダー装置は第１の期間中に電圧波形の
デイジタル表現信号を記憶しそしてレーダー距離
目盛設定の少なくとも１つの短距離目盛設定に対
してはその第１の期間よりも長い第２の期間中に
はこれらのデイジタル表示信号を読出す手段を具
備するのが好ましい。 また、このレーダー装置は持続時間増加手段へ
の結合の前に上記電圧波形における干渉を除去す
るための干渉除去手段を更に含むのが好ましい。
好ましくは、この干渉除去手段は、電圧波形のデ
イジタル化表現を記憶し、２つの相続く送信パル
スからの対応する距離表現を比較し、比較される
両表現が有効であるときのみ有効信号表現を提供
する手段から構成される。 また、変換手段はエコー波形をエコー波形の少
なくとも２つの異なる振幅レベルを表わす２つの
信号に変換すること、および、持続時間増加手段
はエコー波形の使い方の振幅レベルを表わす信号
によつて開始させられることが好ましい。 以下図面を参照して本発明を説明する。 まず第１図を参照すれば、本発明の教えに従つ
て構成された舶用PPIレーダー装置の基本的ブロ
ツク図が示されている。レーダーパルスの送信は
パルス発生器１００によつて開始させられ、この
パルス発生器１００は同時にレーダートリガーパ
ルスを変調器１０２およびレーダービデオデイジ
タル処理装置１１６に結合する。変調器１０２は
送信されるべき波形を発生してそれを変成器１０
４を介してマグネトロン１０６に結合し、そこで
それは好ましくはパルス化マイクロ波電力に変換
される。パルス発生器１００、変調器１０２変成
器１０４およびマグネトロン１０６は送信機１０
８を構成する。送受切換器１１０はレーダーパル
ス期間の一部の期間中送信機１０８からアンテナ
１１２にマイクロ波電力を結合し、次いでレーダ
ーパルス期間の残りの期間中アンテナ１１２から
受信機１１４にレーダー反射エコーを結合するこ
とによつて動作する。典型的には、上記アンテナ
は何ら船上の障害物なくレーダーパルスを放射で
きる船のマスト（図示せず）に装着される。 送信されたパルスが例えば遠隔の船１１６Ａな
どの物標にあたつたときには、反射エコーがアン
テナ１１２に反射し戻され、そこでそれは送受切
換器１１０を介して受信機１１４に結合される。
送信から受信までの経過時間は伝わつた距離に比
例する。従つて、１つの送信パルスに対する受信
機１１４への入力は異なる距離にある物標からの
一連のエコーすなわちパルスとして特徴づけるこ
とができる。一般的に、これらのエコーは関心の
ある物標と関心のないクラツタとに分類される。
受信機１１４はこれらの反射エコーを増幅しそし
てそれらをIF（中間周波数）に変換し、次いでビ
デオ信号に変換し、このビデオ信号は第２Ａ図お
よび第２Ｂ図を参照して詳細に説明されるレーダ
ービデオデイジタル処理装置１１６に結合され
る。しかしながら簡単に云えば、この受信機出力
は２つの別個の信号レベルにおいてスレツシヨル
ド検出され、次いで各サンプルが特定の距離に関
係している状態にて相次いでサンプリングされ
る。４つの相続くサンプルのうちの２つ以上のサ
ンプルが検出を指示したときのみ有効な信号指示
を与えることによつて信号対雑音弁別が行なわれ
る。摺動窓型（Sliding window）前置処理装置
（プリプロセツサ）の出力がサンプリングされて
保持される。これらのサンプルはデイジタルワー
ドをなすように結合され、これらのデイジタルワ
ードは非実時間で読出すために記憶装置に記憶さ
れる。各アドレスの各ビツトはレンジセルに対応
する。後に記憶装置から読出されたこれらのデイ
ジタルワードは２つの連続的パルス流に変換され
る。干渉排除を与えた後に、こられのパルスの持
続時間は距離の比例関数として増加させられる。
次いで結果的に得られる出力が視覚指示装置１１
８に結合され、そこでそれはPPIモードで表示さ
れる。 次に第２Ａ図および第２Ｂ図を参照すれば、本
発明を実施したレーダービデオデイジタル処理装
置のブロツク式回路図が示されている。受信機か
らのアナログ形に入来レーダー反射信号は線路１
１２によりデイジタル処理回路に送られ、それぞ
れ電圧比較器１２４および１２６の正の入力に結
合される。これらの電圧比較器の負の入力はポテ
ンシヨメータ１２８および１３０のそれぞれの中
央端子を介して電圧源＋Ｖに接続されている。こ
の電圧源＋Ｖは常に線路１２２の信号の有り得べ
きピーク値よりも大きい。これらのポテンシヨメ
ータの両端は大地に接続されている。この構成に
よりこれらの電圧比較器の負の端子への入力は０
ボルトと＋Ｖボルトとの間で個々に調整され得
る。電圧比較器１２４および１２６は正の入力が
負の入力のものよりも低いときは論理値０を表わ
す低レベルの出力電圧を発生し、正の入力が負の
入力のものを越すときは論理値１を表わす高レベ
ル出力電圧を発生するように動作する。従つて、
線路１２２の信号がそれぞれのポテンシヨメータ
によつて調整される電圧比較器の負の入力に与え
られる電圧を越すときは、電圧比較器の出力は１
の状態にある。逆に、線路１２２の信号が負の端
子に与えられる電圧よりも小さいときは、電圧比
較器の出力は０の状態にある。この説明したスレ
ツシヨルド検出は２つの個別的レベルへのアナロ
グ−デイジタル変換である。上記ポテンシヨメー
タが正しく設定されたときには、線路１３２およ
び１３４の出力はそれぞれのパルスが受信機ビデ
オ出力における特定のレーダーエコーに対応して
いる一連のデイジタルパルスである。また、注目
すべきことは、各パルスは特定のエコー受信時間
に関係しているので、各パルスは関連した距離を
有するということである。ポテンシヨメータ１２
８および１３０を電圧比較器１２４の負の端子に
与えられる電圧が電圧比較器１２６の負の端子に
与えられる電圧よりも高くなるように設定するの
が好ましい。従つて、これら２つの比較器の正の
端子への入力は同じなので、線路１３４の出力は
高レベルビデオであり、線路１３２の出力は低レ
ベルビデオである。云い換えれば、受信機ビデオ
信号のいくつかのエコーは比較器１２６において
スレツシヨルド電圧と交差しそして比較器１２４
においてスレツシヨルドと交差しない状態にあり
ながらデイジタルパルスに変換される。いずれの
場合も、線路１３２のパルスは多分線路１３４の
対応するパルスよりも持続時間が長いものになろ
う。高レベルのビデオ信号および低レベルのビデ
オ信号を与える目的は後に説明される。 電圧比較器１２４および１２６からの出力はビ
デオサンプル周波数（VSR−１）の信号の前縁
によつてクロツクされる３ビツト型シフトレジス
タ２０２および２００にそれぞれ結合される。こ
のVSR−１のタイミングは後にタイミングおよ
び制御ユニツト３００を参照して詳細に説明され
る。線路１３２の入力ビツトに加えてシフトレジ
スタ２００の記憶された３つのサンプルビツトが
ANDゲート２０４ｂ−ｇを介して送られて、こ
れら４つのビツトの任意の２つが論理値１にあれ
ばNORゲート２０１の入力に論理値１が与えら
れて論理値０の有効な信号表示を線路２０５に現
われさせるようにしてある。更に詳細には、線路
１３２はANDゲート２０４ｂにおいて線路２４
０の第１番目に最も新しいサンプルと論理積をと
られ、線路１３２はANDゲート２０４Ｃにおい
て線路２４１の第２番目に最も新しいサンプルと
論理積をとられ、線路１３２はANDゲート２０
４ｄにおいて線路２４２の第３番目に最も新しい
サンプルと論理積をとられ、線路２４０の第１番
目に最も新しいサンプルはANDゲート２０４ｅ
において線路２４１の第２番目に最も新しいサン
プルと論理積をとられ、以下同様である。AND
ゲート２０４ａに対する入力の１つの線路１３２
であり、他の入力はPALL（全部通過）である。
PALLが論理値１のときには線路１３２の全ての
論理値１はNORゲート２０１に通過させられる。
結果としてPALL上の論理値１は上述した４つの
サンプルルーチンのうちの２つを不能化し、低レ
ベル（論理値０の有効信号表示をもつ）を直接に
線路２０５に通過させる。動作において、距離目
盛スイツチ３０２が３海里またはそれ以下に設定
されたときはPALLは論理値１にあり、それ故線
路１３２低レベルデータが線路２０５に与えられ
る。距離目盛スイツチ３０２が３海里の設定より
大きい距離にあるときには、４つの最も新しいサ
ンプルのうちの２つが線路２０５により次の処理
段に与えられるべき有効信号表示に対して論理値
１でなければならない。高レベルビデオに対し
て、ANDゲート２０６ａ−ｇおよびNORゲート
２０３は上述したANDゲート２０４ａ−ｇおよ
びNORゲート２０１と同様に機能する。 シフトレジスタ２００および２０２、ANDゲ
ート２０４ａ−ｇおよび２０６ａ−ｇ、ならびに
NORゲート２０１および２０３は前置処理装置
２５０を構成する。VSR−１の前縁が新しい時
間サンプルをシフトレジスタ２００および２０２
にクロツクに合わせて送り込むとき、４つのサン
プルのうちの新しい組（これらのサンプルのうち
の３つは前の組と同じである）が評価される。従
つて、前置処理装置２５０は従来技術において摺
動窓型処理装置と称されている。その第１の機能
は雑音に対して弁別することである。雑音も先に
述べた電圧スレツシヨルドと交差するかも知れな
いが、それが４つのサンプルのうちの２つに対し
て交差する統計学的確率は非常に小さい。前置処
理装置の第２の機能は、レンジセルの持続時間は
長距離目盛設定に対して長くなりそして送信パル
スの幅は比例的に増されないので、物標検出の確
率を増すすため１つのレンジセルあたり１つより
多い数のサンプルが必要とされるということであ
る。この好ましい実施例について４者択２型サン
プル前置処理装置が説明されたが、瞬時的に評価
されるサンプルの数を増しそして検出基準を満足
するのに必要な正のサンプルの数を可変にするの
が好ましいということを理解すべきである。 レンジサンプリングおよび保持回路１３６およ
び１３８、直列−並列変換器１４２および１４
３、記憶データレジスタ１４６、記憶装置１４
８、ならびに並列−直列変換器１５０および１５
２の目的は本発明と同じ譲受人に譲渡されている
米国特許第4107673号の明細書に詳細に説明され
ている。更に詳細には、距離設定を変えられるこ
とは舶用レーダーにおいて極めて望ましいことで
ある。例えば、広々とした海では典型的には48海
里までの距離の物標を表示することが望ましい。
しかしながら、より高い精度が必要なとき、例え
ばドツキング操作や霧の港を通して運航する際に
は例えば0.25海里というようなはるかに短い距離
設定を行ないうることが望ましい。実時間表示装
置における書込み周波数はレーダー処理設定に逆
比例するので、短距離設定に対する掃引速度は周
囲背景に打ち勝つに充分な光を生じさせるのに充
分なだけの電子ビームエネルギーを表示スクリー
ンが受け取らない程度に速やかであつた。従つ
て、上記に参照した特許の明細書に記載されたよ
うに、デイジタル化されたレーダー反射信号を距
離設定によつて定められる速度で記憶装置に書込
み、次いで距離設定と無関係である一定速度でデ
ータを読出すのが望ましい。例えば、短距離目盛
設定において、記憶装置からデータを読出す時間
を記憶装置に書込む時間よりも長くすることによ
つて、短距離目盛設定においても充分な輝度でレ
ーダー反射信号を表示スクリーンに表示すること
ができる。ここに説明した非実時間での技術は簡
単化された検出回路およびビデオ増幅器を用いて
周囲の明るさの程度が高い条件下で改良された表
示の輝度を与える。 再び第２Ａ図を参照すれば、それぞれ線路２０
７および２０５の予め処理された高レベルおよび
低レベルの信号はサンプリングおよび保持回路１
３８および１３６を介して直列−並列変換器１４
３および１４２に結合される。これらの高レベル
および低レベルの信号はこれら２つのの機能ブロ
ツク内において同じに処理されるので、ここでは
低レベル回路だけを説明する。線路２０５におけ
る入力した予め処理されている低レベルビデオは
負入力ANDゲート２０８の入力に接続される。
他方の入力はSA−１クロツクであり、これはＪ
−Ｋフリツプフロツプ２１６のＫ入力にも入力さ
れている。動作において、SA−１が論理値０の
状態にあり、Ｊ−ＫフリツプフロツプのＫ入力が
０であるときに、線路２０５が０であつて前置処
理装置２５０からの検出を示すならば、負入力
ANDゲート２０８はＪ入力に論理値１を与える。
従つて、次のVSR−０（VSR−１の補数）クロツ
クパルスでは論理値０にされる。更に、SA−
１が論理値１の状態になるときには、フリツプフ
ロツプ２１６のＫ入力は１の状態にありそして負
入力ANDゲート２０８はＪ入力に論理値０を与
える。従つて、次のVSR−０クロツクパルスで
Ｑは論理値１にクリアされる。SA−１のタイミ
ングは後にタイミングおよび制御ユニツト３００
を参照して詳細に説明される。しかしながら、こ
こで注目されるべき重要なことはSA−１が論理
値０のときの期間は１レンジセルに等しいという
ことである。また、VSR−１のクリア周波数は
SA−１に等しいかそれより速いので、１つのレ
ンジセルあたり１つより多い数のＪ−Ｋフリツプ
フロツプ２１６のサンプルが存在し、そのいずれ
の正の検出サンプルもＪ−Ｋフリツプフロツプ２
１６に保持されてそのレンジセル検出を指示せし
める。更に、簡単に云えば、Ｊ−Ｋフリツプフロ
ツプ２１６のサンプルの各々は前置処理装置２５
０の摺動窓の位置に関連しており、そこでは検出
のために４つのVSR−１サンプルのうちの２つ
の正のサンプルが必要とされる（PALLは０に等
しいと仮定して）。線路２０５における低レベル
の予め処理れたビデオは負入力ORゲート２２４
の入力にも接続される。従つて、１レンジセルあ
たり１つのみのサンプルが取り出されて、Ｊ−Ｋ
フリツプフロツプ２１６のから負入力ORゲー
ト２２４へのサンプルを保持する必要がないとき
は、線路２０５から直列−並列変換器１４２へ直
接接続することができる。負入力ORゲート２２
４の出力は同じくSA−１によつてクロツクされ
る２ビツト型シフトレジスタ２３２に接続され
る。シフトレジスタ２３２は直列−並列変換器と
して機能し、この変換器では直列ビツトは負入力
ORゲート２２４からクロツクインされて記憶デ
ータレジスタ１４６への並列ビツトが得られる。
更に第２Ａ図を参照すれば、負入力ANDゲート
２１０、Ｊ−Ｋフリツプフロツプ２１８、負入力
ORゲート２２８、およびシフトレジスタ２３６
はそれぞれ上述したそれぞれの装置２０８，２１
６，２２４および２３２と同様に接続されてい
る。動作における差はSA−１の反転信号である
SA−０でのデータ入力の結果として生ずる。従
つて、データがサンプリングされＪ−Ｋフリツプ
フロツプ２１６に保持されたときはＪ−Ｋフリツ
プフロツプ２１８はクリアされつつあり、そして
データがサンプリングされるＪ−Ｋフリツプフロ
ツプ２１８に保持されたときはＪ−Ｋフリツプフ
ロツプ２１６はクリアされつつある。従つて、順
次のレンジセルが交互にシフトレジスタ２３２お
よび２３６にロードされる。従つて２つのSAパ
ルス（２つの高レベルおよび２つの低レベル）の
期間中に４つのレンジセルがシフトレジスタ２３
２および２３６の組合せにロードされる。前述し
たように、同じ期間中に４つの高レベルレンジセ
ルが直列−並列変換器１４３にロードされること
になる。 直列−並列変換器１４２および１４３の並列ビ
ツトは第２Ｂ図の８ビツト型記憶データレジスタ
１４６に接続される。この記憶データレジスタは
SB−０によつてクロツクされ、そのタイミング
はタイミングおよび制御ユニツト３００を参照し
て詳細に説明される。しかしながらここでの目的
のためSB−０はSA−０の周波数の半分であるこ
とを注目することが重要である。従つて、４つの
ビツトが直列−並列変換器１４３にクロツクに合
わせて入れられると同時に４つのビツトが直列−
並列変換器１４２にクロツクに合わせて入れられ
てしまつた後に、８つのビツトすなわちレンジセ
ルの組合せが８ビツト型記憶データレジスタ１４
６中へとストローブされる。このような形式にさ
れた８ビツト型ワードは従つて４つの高レベルレ
ンジセルに対応する４つの最下位のビツトおよび
４つの低レベルレンジセルに対応する４つの最上
位のビツトからなる。 記憶データレジスタ１４６中にストローブされ
た８ビツト型ワードはタイミングおよび制御ユニ
ツト３００からADDRによつて与えられる順次
的アドレスをもつて記憶装置１４８中にロードさ
れる。各８ビツト型ワードが記憶装置中に書込ま
れるとき記憶アドレスカウンタ（MAC）３０８
はインクリメントされる。ワードが記憶装置に書
込まれる速度はタイミングおよび制御ユニツト３
００を参照して後に詳細に説明される。送信レー
ダーパルス期間すなわち掃引に対するレンジセル
すなわちビツトの最大数は256である。従つて、
高レベルおよび低レベルビデオが存在するので、
記憶装置１４８は64の８ビツト型ワードアドレス
に512ビツトのビツトを記憶せしめる。この記憶
装置はテキサスインスツルメント製の74S18916
×４スクラツチパツドのような複数のカスケード
接続ランダムアクセス記憶装置または例えばシグ
ネテイツクス製の82S09 64×９のようなより密
度の高い記憶装置から構成することができる。ま
た、シフトレジスタを記憶装置として用いること
もできる。記憶装置読出しサイクル中ワードはそ
れらが書込まれたのと同じ順序ではあるが距離設
定とは無関係の速度で読出される。MACは各ア
ドレス毎にインクリメントされる。より短い距離
設定に対しては読出し速度は書込み速度よりもは
るかに低く、このようにして米国特許第4107673
号明細書に記載されたように質の高められた表示
を与える。読出された各ワードに対して、低レベ
ルビデオを表わす４つのビツトが並列−直列変換
器１５０にクロツクに合わせて入れられかつ高レ
ベルビデオを表わす４つのビツトが並列−直列変
換器１５２にクロツクに合わせて入れられる。典
型的には、これらの変換器の各々は論理信号
SCONによつて制御されたときはワードが
ADDRによるて記憶装置１４８から読出される
周波数の４倍の周波数で記憶装置１４８から得ら
れる４ビツトの順序を決定する４−１選択器から
なる。また、これらの変換器は４ビツト型シフト
レジスタで構成することもできる。並列−直列変
換器の出力は連続的２進波形である。 前述した前置処理装置２５０の目的は摺動型窓
の４つのサンプルのうちから２つの正のサンプル
を必要とすることによつて１掃引期間内に雑音弁
別を行なうことである。これは１掃引内の各レン
ジセルを前の掃引からのそれに対応するレンジセ
ルと比較することによつて雑音または干渉除去を
行なう干渉排除記憶装置１６０の目的と対比され
る。ランダムノイズが２つの相続く掃引において
同じレンジセルに現われる確率が比較的に低いこ
とに基いて、線路１５６上の並列−直列変換器１
５０からの低レベル出力はNANDゲート１５９
内において１レーダー掃引期間のそれの時間遅延
された信号とNAND処理を行なわれる。従つて、
各反射信号を表わす論理値０の信号を線路１６２
に得るためには、線路１５６上のレンジセルおよ
び線路１５８上の前の送信パルスからの対応する
レンジセルの両方が論理値１の状態になければな
らい。干渉排除記憶装置１６０はフエアチヤイル
ド製の93410のような256×1RAMまたはシフト
レジスタから構成されるのが好ましい。RAMの
場合には、ADDRMは並列−直列変換器１５０
からストローブされつつあるレンジセルに対応す
る干渉排除記憶装置内のビツトをアドレスする。
ADDRMクロツクパルスの最初の段階の期間中、
このアドレスのビツト内容は現在の対応レンジセ
ルとの比較のためにNANDゲート１５９に対し
て利用可能な状態となる。このときには、
ADDRMクロツクパルスの第２番目の段階の期
間中に線路１５６上の現在の対応レンジセルビツ
トが干渉排除記憶装置内に書き込まれ、アドレス
は両段階に対して同じにとどまる。シフトレジス
タ形状の場合には、ADDRMは干渉排除記憶装
置が１掃引また１レーダー送信パルス期間の時間
遅延を与えるようなクロツク装置からなる。タイ
ミングおよび制御ユニツト３００からのIR不能
化線路は干渉排除スイツチ３０４がオフ位置にあ
るとき線路１５８が論理値１の状態に維持される
ように論理制御を与える。この干渉排除は低レベ
ルビデオだけに対して与えられているけれども、
負入力ORゲート１６３を介してそれは線路１５
４上の高レベルビデオを動作可能化する。 後に説明される新規なパルス拡張回路１９８は
一緒になつて反射エコーを示す線路１５６上の高
レベル信号および線路１５８上の低レベル干渉排
除記憶装置からの高レベル信号によつて始動させ
られる。NANDゲート１５９におけるこれら２
つの状態は線路１６２に０を生じさせ、これは負
入力ORゲート１６３の出力の線路１６４に１を
生じさせる。線路１６４は表示出力レジスタ１７
４に接続されている。従つて、低レベルビデオに
おける物標の存在は０の状態にあるからの線路
１７５において視覚指示装置１１８に対し与えら
れる。Ｑからの線路１７８上の対応する１の状態
はＪ−フリツプフロツプ１８０によつて検出さ
れる前縁である。更に詳細には、Ｊおよびが一
緒に結合された状態ではＪ−フリツプフロツプ
はＤフリツプフロツプとして機能する。有効な信
号が存在しないときには、線路１７８はNAND
ゲート１８４に０を与えそして線路１８２は１の
状態にある。線路１７８が論理値１になつて反射
エコーの存在を指示するとき、線路１８２は高レ
ベルにとどまりそして線路１８６は論理値０にな
る。１つのＪ−フリツプフロツプ１８０クロツ
クパルスの後には低レベルになつて線路１８６
上のNANDゲート１８４の出力は論理値１に戻
る。上述した結果はありふれた前縁検出器であ
る。NANDゲート１８４への第３番目の入力は
パルス拡張回路がそれが既に活性状態にあるとき
に再始動させられないようにパルス拡張線路１８
７から与えられる。また、タイミングおよび制御
ユニツト３００からのPS不能化はＪ−フリツ
プフロツプ１８０が予設定状態に保たれて前縁検
出を妨げパルス拡張を不能化するように与えられ
る。 反射エコーの前縁が線路１８６上の負パルスに
よつて示されるように検出されてしまつたときは
２つの同時的な事象が生ずる。第１に、Ｊ−フ
リツプフロツプ１９０のＪ入力は論理値０に結線
されかつ線路１８６は入力に接続されているの
で、次のクロツクパルスがＱを０の状態にさせ
る。図示されたように負入力ORゲート１７０お
よび１６３に線路１８７によつて接続されるこの
０は反射エコーの存在がそれぞれの線路１６８お
よび１６２から除去されたとしても高および低レ
ベルビデオの両方に対して視覚指示装置への有効
な信号の連続を生じさせる。この説明したパルス
拡張作用は、Ｊ−フリツプフロツプ１９０がカ
ウンタ１９４からの線路１９２によつてプリセツ
トされるまで継続させられる。線路１８６上の負
パルスによつて開始させられる第２の作用はカウ
ンタ１９４への距離を表わすデータのローデイグ
である。このデータは記憶アドレスカウンタ
（MAC）３０８から入来しそして図示されたよう
にカウンタ１９４のピンＡ−Ｄに入力される。こ
の記憶アドレスは前述したように記憶装置内の64
の位置に対する６つのビツト（A0−A5）からな
る。ロードパルスにおいて、４つの最上位のビツ
トの反転がこのカウンタ中にロードされる。これ
らのビツトはインバータ４０６，４０７，４０８
および４０９によつて反転される。従つて、この
データのアドレスは距離に比例しそしてこのアド
レスの反転がロードされるので、距離が大きくな
るほどこのカウンタ中にロードされる値は小さく
なる。従つて、距離が大きくなるほどけた上げま
で計数するのに長い時間を要する。第３図を参照
すれば、パルス拡張量対距離の関係を示すグラフ
が示されている。横軸は反転された記憶アドレス
カウンタビツトA5−A2である。かつこ内に与え
られているのは対応するレンジセルである。縦軸
はけた上げが生ずる前のレンジセルの数すなわち
読出されたクロツク（RDCLK）パルスの数であ
る。例えば、レンジセル１２８と１４３との間に
おいては記憶アドレスカウンタビツトA5−A2は
1000であり、これは反転されたときには横軸に示
されたように0111になる。Ｊ−フリツプフロツ
プ１８０がレンジセル１２８−１４３中に前縁を
検出したとには0111がカウンタ１９４中にロード
される。縦軸に示されたように、８つのRDCLK
パルスの後にカウンタ１９４は1111まで数え上げ
そしてけた上げが発生される。このけた上げは２
つの反転増幅器１９５および１９６および負入力
ORゲート１９７を介して送られてＪ−フリツ
プフロツプ１９０をプリセツトする。このプリセ
ツトはＱを１の状態にすることによつてパルス拡
張を阻止する。負入力ORゲート１９７へのレー
ダートリガー（RT）パルスはレーダー掃引期間
の初めにパルスが拡張しないようにするのを保証
する。カウンタ１９４のＴおよびＰ端子は計数お
よびけた上げ動作可能化を行なう。動作におい
て、このときには、パルス拡張回路１９８は低レ
ベルビデオにおける検出を表わすパルスの前縁を
検出し距離の直接的関数として（距離に比例し
て）そのパルスおよび対応する高レベルパルスを
比例的に拡張する。パルス拡張回路は、パルスの
前縁から開始されるので、線路１６８上のパルス
の持続時間が指示された拡張量を超える場合に
は、線路１７６または１７５上の表示される信号
パルスの持続時間は変更されないことになる。典
型的には、高および低レベルビデオは視覚指示装
置１１８内において加え合わされてビーム強度変
調のために陰極線管（図示せず）の陰極（図示せ
ず）に接続されているビデオ増幅器（図示せず）
に結合されている。これらの高および低レベルビ
デオは検出がないとき周囲レベルに加えて２つの
強度レベル（低および低＋高）で表示することに
よつてPPI表示装置上に物標解像力を与える。タ
イミングおよび制御ユニツト３００から表示出力
レジスタ１７４を介して視覚表示装置１１８に結
合されるSWGパルスは掃引期間の初めに偏向波
形の発生をトリガーする。 第５図を参照すれば、表示出力レジスタ１７４
と第２Ｂ図のパルス拡張回路１９８との間の結合
の別の具体例が示されている。第２Ｂ図を参照し
て先に述べたように、低および高レジスタビデオ
信号はそれぞれ線路１６４および１７２により表
示出力レジスタ１７４に入力され、出力は視覚
指示装置に結合される。第５図において、それぞ
れのＱ出力は選択器１８１に接続されるが、その
機能はパルス拡張を開始させるビデオレベルを選
択可能にすることである。タイミングおよび制御
ユニツト３００からの制御信号VLS（ビデオレベ
ル選択）は線路１７９上の高レベルビデオまたは
線路１７８上の低レベルビデオのいずれがパルス
拡張回路１９８に結合されるかを決定する。普通
の動作中にはパルス拡張回路が始動するのに低レ
ベルビデオを用いるのが好ましい。許容しうる視
覚的検出のために拡張を必要とする長距離の物標
は高いスレツシヨルドと交差しない。別の例とし
て、高レベルの検出によつてパルス拡張回路を始
動するのが好ましく、この場合低レベルでは検出
されるが高レベルでは検出されない信号は拡張さ
れない。この構成は受信機利得を或る受信機雑音
を拡張することによつて表示の呈示をひずませる
ことなしに視覚指示装置上においてその受信機雑
音を見られるようなレベルまで変えるのを可能な
らしめる。VLSは例えば12海里距離目盛設定ま
たはそれより短距離に対しては高レベル始動を行
ないそしてより長い距離に対しては低レベル検出
を行なうようにするというように距離目盛設定ス
イツチ３０２によつて決定することができる。ま
た、VLSをタイミングおよび制御ユニツト３０
０上のスイツチ（図示せず）によつて決定するこ
ともできる。 前述したように、舶用レーダーでは複数の距離
目盛設定を与えるのが好ましい。この好ましい実
施例においては、第２Ｂ図に示されたようなタイ
ミングおよび制御ユニツト３００に結合されてい
る距離目盛スイツチ３０２を用いて９つのこのよ
うな設定を選択することができる。この増分的距
離目盛設定が第１表に示されている。

【表】 距離目盛スイツチ３０２はタイミングおよび制
御ユニツト３００の一部である制御PROM（図示
せず）をアドレスする。これらのPROMの出力
はこのレーダー装置の動作上のパラメータの多く
を決定する静的制御線路である。後続する説明は
好ましい具体例を参照するものであり種々の応用
に対してはこのPROMは別のようにプログラム
することができ異なる動作上のパラメータを与え
るようにしうることを理解すべきである。まず先
に述べたように、PALL線路は３海里の距離設定
およびそれ以下に対しては論理値１であつて４つ
のサンプルのうちの２つで検出されたときのみ反
射エコーをサンプリングおよび保持回路１３６お
よび１３８に供給するという前置処理装置２５０
の機能を無能化する。第２に、パルス拡張回路１
９８は、Ｊ−フリツプフロツプ１８０に対する
プリセツトを与えてさもなくばパルス拡張を開始
させてしまうかも知れないであろう前縁の検出を
妨げることによつて６海里の距離設定およびそれ
以下に対しPS不能化によつて不能化される。第
３に、この比例的パルス拡張はパルス拡張スイツ
チ３０５をオフ位置に置くことによつて同じPS
不能化制御信号により手動的に不能化することが
できる。最後に、制御機能に関して、干渉排除記
憶装置１６０は干渉排除スイツチ３０４をオフ位
置に置くことによつてIR不能化制御信号により
不能化することができる。 やはり第２Ａ図および第２Ｂ図を参照しなが
ら、タイミングを制御ユニツト３００のタイミン
グ機能を更に第４図および第１表を参照して説明
する。先に述べたように、記憶装置１４８への記
憶に対しての線路１２２を経てのレーダービデオ
デイジタル処理装置１１６の入力からの処理は実
時間で行なわれる。従つて、レーダー送信パルス
期間中に、第４Ｅ図および第４Ｇ図の書込み可能
化波形によつて示されているような書込みサイク
ルの持続時間は特定の距離目盛設定の最大距離に
対する往復エコー帰還時間によつて定まる。更に
詳細には、12海里の距離に対する往復エコー帰還
時間は148.15マイクロ秒なので、エコー・データ
は12海里の距離目盛設定のときはこの期間の間に
記憶装置１４６に書込まれる。同様に、24海里の
距離に対する往復エコー帰還時間は296.3マイク
ロ秒であり、エコー・データは24海里の距離目盛
設定のときはこの期間の間に記憶装置１４６に書
き込まれる。一般的に、各距離設定に対する書込
みサイクルの持続時間は第１表に近似的な往復帰
還時間として示されている。サンプリングサイク
ルとも称することのできる書込みサイクル中にタ
イミングおよび制御ユニツト３００は第２図に示
されたようにVSR−１をシフトレジスタ２００
および２０２に、SA−１およびSA−０をサンプ
リングおよび保持回路１３６および１３８ならび
に直列−並列変換器１４２および１４３に、SB
−０を記憶データレジスタ１４６に、ADDRを
記憶装置１４８に提供する。好ましい実施例では
送信機のパルス周波数（PRF）は６海里以上に
対しては1000ヘルツであり、６海里より小さい距
離に対しては2000ヘルツである。 全てのタイミングは単一の水晶制御クロツク発
振器（クロツク）３０１から得られ、その周波数
は0.75海里の距離目盛設定で記憶されるべきレン
ジセルの数によつて定められる。更に詳細には、
往復帰還時間が第１表に示されたように約9.26マ
イクロ秒でありかつ１つのビデオレベルあたり
256の記憶レンジセルに解像される状態では27，
6481メガヘルツのクロツク周波数が用いられ、こ
れはこの場合はVSR−１の周波数でもある。
VSR−１の最大周波数が27，6481メガヘルツで
ありかつ0.25海里および0.5海里の距離に対する
それぞれの実時間エコー帰還時間が3.08マイクロ
秒および6.17マイクロ秒である状態では、これら
の設定のそれぞれに対して単に85および170のサ
ンプルすなわちレンジセルのみが与えられる。更
に注目すべきことはより速いクロツクを用いれば
これらの設定のそれぞれに対して256の記憶レン
ジセルの完全な利用が達成されるということであ
る。しかしながら、より速いクロツクはビデオデ
イジタル信号処理装置の設計を複雑にし不当な費
用を付加してしまう。従つて、0.75海里以上の距
離設定に対しては256の高レベルレンジセルおよ
び256の低レベルレンジセルが記憶装置１４８に
記憶されて64の８ビツト型アドレスを完全に満た
す。しかしながら0.25海里および0.5海里の距離
設定ではそれぞれ単に22の８ビツト型位置および
43の８ビツト型位置が用いられるだけである。 全ての距離目盛設定に対するVSR−１はクロ
ツクを第１表に与えられているＮで除算すること
によつて与えられる。例えば、48海里の距離目盛
設定ではVSR−１は約3.456（27，5481÷８）メガ
ヘルツであつて592，59マイクロ秒のサンプルサ
イクルにおいて2048のサンプルが取り出され、云
い換えれば256のレンジセルの各々あたり８サン
プルが取り出されるようにしてある。更に、12海
里の距離目盛設定ではVSR−１は約3.456メガヘ
ルツであつて148，15マイクロ秒のサンプルにお
いて512のサンプルが取り出され、云い換えれば
256のレンジセルの各々あたり２サンプルが取り
出されるようにしてある。 この好ましい実施例においては、SA−１の周
波数およびそれの補数SA−０は各距離目盛設定
に対して第１表に与えられているＭでVSR−１
の周波数を除算することによつて定められる。更
に詳細には、前のグラフの例を用いて48海里およ
び12海里の距離目盛設定に対するSA−１はそれ
ぞれ216キロヘルツおよび432キロヘルツである。
先に述べたように、１レンジセルの期間はSA−
１またはSA−０の低または高レベル時間に等し
い。従つて、低レベルサンプルはSAの両方の相
でＪ−Ｋフリツプフロツプ２１６および２１８に
よつて取られるので、２つのSAクロツク期間中
に４つの低レベルサンプルがサンプリングおよび
保持回路１３６において取り出される。同じ２つ
のSAクロツク期間中に４つの高レベルサンプル
がサンプリングおよび保持回路１３８において取
り出される。従つて、記憶データレジスタ１４６
中へと低レベルビデオの４ビツトおよび高レベル
ビデオの４ビツトをクロツクするSB−０の周波
数はSAクロツク周波数を２で除算することによ
つて定められる。従つて、48海里および12海里の
距離目盛設定に対してはSB−０はそれぞれ108キ
ロヘルツおよび216キロヘルツである。書込みサ
イクル中ADDRによつて記憶装置１４８に与え
られるアドレスはSB−０と同じ周波数にある。 0.75海里およびそれ以上の距離目盛設定に対し
ては第４Ｆ図および第４Ｈ図の書込み可能化波形
によつて示される書込みサイクルの持続時間は第
１表に与えられたＫでクロツクを除算したものに
等しい周波数で256のレンジセルを処理するのに
要する時間によつて定められる。更に詳細には、
0.75ないし３海里の距離目盛設定に対しては
RDCLK−０およびRDCLK−１の周波数は約
1.728（27，6481÷16）メガヘルツであり、６ない
し48海里の距離目盛設定に対してはこれらの周波
数は約864（27，6481÷32）キロヘルツである。３
海里およびそれ以下の距離目盛設定に対する掃引
周波数（2000ヘルツ）はより長い設定の周波数
（1000ヘルツ）の２倍であるので、より長い距離
目盛設定に対するRDCLKの周波数は視覚表示装
置を同じ輝度で表示するためには、0.75ないし３
海里の群の周波数の半分である。0.25海里および
0.5海里の距離目盛設定に対するRDCLK周波数は
表示されるべきそれぞれのレンジセルか85および
170だけであるという理由で比例的に減さられる。
0.75ないし３海里および６ないし48海里の距離目
盛の群に対しては、それぞれのRDCLK周波数で
処理されるべきレンジセルが256の状態では、読
出サイクルの持続時間は約148，15マイクロ秒お
よび296.3マイクロ秒である。従つて、レンジセ
ルがSCONによつて並列−直列変換器１５０およ
び１５２からクロツクに合わせて出される周波数
はRDCLK周波数と同じでなければならないこと
になる。更に、レンジセルが干渉排除記憶装置１
６０から読出される周波数は比較されるべき掃引
ごとの対応レンジセルに対してRDCLK周波数に
等しくなければならないことになる。最後に、記
憶装置１４８から読出される各ワードは高レベル
ビデオの４ビツトおよび低レベルビデオの４ビツ
トからなるので、読出サイクル中にADDRによ
つて記憶装置１４８に与えられるアドレスは
RDCLKを４で除算した周波数でなければならな
い。 読出サイクルは第４Ｅ図も参照しながら第４Ｆ
図を見かつ第４Ｇ図も参照しながら第４Ｈ図を見
ることにより知られるように書込みサイクルの完
了時に開始させられる。高レベルビデオおよび低
レベルビデオデータは読出サイクルの期間中のみ
にそれぞれの線路１７６および１７５により視覚
指示装置１１８に転送されることを注目するのが
重要である。更に、例えばPPI表示モード装置の
ような視覚指示装置の掃引は読出サイクルの初め
に線路１７７上のSWGによつて開始させられる。
読出サイクルの終りから次のレーダートリガーパ
ルスまでの持続時間はレーダービデオデイジタル
処理装置１１６で受信機ビデオが処理されずかつ
視覚指示装置１１８に転送されるビデオ出力が存
在しないとき待機サイクルと称することができ
る。 第４Ｂ図には受信機ビデオが線路１２２に現わ
れたときにのそれのレーダービデオデイジタル処
理装置１１６への入力の例が示されている。ピー
ク320−327はレーダーアンテナによつて走査され
る領域内の種々の物標からの反射エコーを表わ
す。第２図の電圧比較器１２４および１２６の負
の端子に与えられる電圧は第４Ｂ図のそれぞれの
高スレツシヨルドおよび低スレツシヨルドによつ
て示されている。第４Ｃ図および第４Ｄ図はそれ
ぞれ第４Ｂ図に示されたスレツシヨルドに対し第
２Ａ図の線路１３２および１３４に現われる波形
を示す。注目すべきことは、一般的に第４Ｃ図の
パルスは第４Ｂ図の受信機ビデオがより長い期間
の間低いスレツシヨルドと交差するという理由で
第４Ｄ図の対応パルスよりも長い持続時間を有す
るということである。同じく注目すべきことはピ
ーク324は低いスレツシヨルドと交差しそして第
４Ｃ図には現われるが第４Ｄ図には現われないと
いうことである。動作において、パルス拡張回路
１９８が不能化されない状態では、全てのピーク
はパルス拡張を開始させるであろう。VLSがパ
ルス拡張回路の高レベル開始を定める別の実施例
においてはピーク324はパルス拡張を開始させな
いであろう。目盛には描かれていないがピーク
320−323の持続時間は２つの理由でパルス拡張回
路１９８によつて増されないであろう。第１に、
ピーク320−323は短距離の物標から受信される比
較的に強いエコーに対し期待されるような比較的
に長い持続時間のものである。第２に、前縁から
のパルス拡張の量は物標の距離が短かい故に比較
的に少数のレンジセルに対するものとなるであろ
うからである。（第３図参照）。従つて、第２Ｂ図
の線路１８７上のパルス拡張信号は線路１６８お
よび１６２における高レベルおよび低レベルの物
標表現信号の前に消減するであろう。ピーク325
−327に対応するより短かいパルス、特に高レベ
ルビデオでのそれらはパルス拡張回路１９８によ
つて持続時間が増されよう。再び第３図を参照す
れば、拡張の量は物標の距離の関数である。 本発明は図面に示された実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内で種々の変形が可能
なことが当業者には理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が有利に用いられるレーダー装
置のブロツク図、第２Ａ図および第２Ｂ図は本発
明を用いるレーダー装置のレーダービデオデイジ
タル処理装置の概略機能図、第３図は距離に関係
する記憶装置アドレスカウンタビツトの関数とし
て拡長するパルスの量を示すグラフ、第４図は本
発明の教えに従がうレーダー信号の処理およびそ
のタイミングを示す一連の波形を示す図、第５図
は表示装置出力レジスタと第２Ｂ図に示されたパ
ルス拡張回路との間の結合の別の具体例の概略図
である。 １００……パルス発生器、１０８……送信機、
１１０……送受切換器、１１２……アンテナ、１
１６……レーダービデオデイジタル処理装置、１
１８……視覚指示装置、１３６，１３８……サン
プリングおよび保持回路、１４２，１４３……直
列−並列変換器、１４６……記憶データレジス
タ、１４８……記憶装置、１５０，１５２……並
列−直列変換器、１６０……干渉排除回路、１７
４……表示出力レジスタ、１９８……パルス拡張
回路、２００，２０２……シフトレジスタ、２５
０……前置処理装置、３００……タイミングおよ
び制御ユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物標からのレーダーエコー信号を、スレツシ
   ヨルド電圧よりも大きいレーダーエコー信号に対
   応する第１の電圧レベルと、前記スレツシヨルド
   電圧よりも小さいレーダーエコー信号に対応する
   第２の電圧レベルを有するデイジタル・ビデオ信
   号に変換する変換手段と、 前記デイジタル・ビデオ信号をレーダーエコー
   信号の受信時間に対応した順序で記憶する手段
   と、 前記デイジタル・ビデオ信号を前記記憶手段か
   ら該記憶手段に記憶した順序で読み出す手段と、 順次増大するカウント値を計数するカウント手
   段を有し、前記記憶手段から読み出された前記第
   １電圧レベルを、前記カウント手段の前記カウン
   ト値に対応する時間維持し、それによつて前記第
   １電圧レベルの持続時間が距離に比例して拡張さ
   れるようにした維持手段と、 前記維持手段の出力を視覚的に表示する視覚表
   示手段と、 から構成されるレーダー装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のレーダー装置に
   おいて、前記カウント手段が、物標の距離に関係
   するデイジタル値を前記第１電圧レベルの開始時
   にロードされるレーダー装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のレーダー装置に
   おいて、前記記憶手段からデイジタル・ビデオ信
   号を読み出す時間が、少なくとも１つの短距離目
   盛設定において、デイジタル・ビデオ信号を記憶
   手段に書き込む時間よりも長い、レーダー装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載のレーダー装置に
   おいて、前記視覚表示手段がPPI表示装置からな
   るレーダー装置。