JPH05674B2 - - Google Patents
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- JPH05674B2 JPH05674B2 JP62083528A JP8352887A JPH05674B2 JP H05674 B2 JPH05674 B2 JP H05674B2 JP 62083528 A JP62083528 A JP 62083528A JP 8352887 A JP8352887 A JP 8352887A JP H05674 B2 JPH05674 B2 JP H05674B2
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
この発明は、電波あるいは超音波のパルス信号
を送受波することによつて物標に対する距離ある
いは方位を検出する装置において、特に検出分解
能を向上させるためのパルス検出回路に関する。
を送受波することによつて物標に対する距離ある
いは方位を検出する装置において、特に検出分解
能を向上させるためのパルス検出回路に関する。
例えばレーダー装置においては、一方向に向け
て搬送周波数が時間的に偏移するパルス波を送信
し、その送信パルスに対するエコーの到来時間よ
り物標に対する距離情報を得ている。一方、水中
探知装置にあつては、広範囲方向に搬送周波数が
一定の超音波パルスを送波し、前記搬送周波数が
偏移するようにして受波し、この周波数偏移する
信号に基づき、特定方向に指向性を有する受波ビ
ームを形成し、これらの受波ビームで捕捉された
到来信号から物標等の音源に関する方位情報又は
距離情報を得ている。 ところで、上記のレーダー装置において、例え
ば送波信号として時間Ｔの間に周波数が1から2
まで変化するパルス信号を受信したとき、又、上
記の水中探知装置において、周波数一定の受波信
号を、時間Ｔの間に周波数が1から2に偏移する
ように受信し、このような受信パルス信号におけ
る周波数−時間特性と逆の周波数−時間特性を有
するマツチドフイルタ（詳細については本願出願
人による特開昭58−127186号公報の『探知装置』
に記載）にて、該受信パルス信号を時間軸上で圧
縮すれば、 T′＝１／2−1 …(1) で示されるパルス幅T′のパルス状の信号が得ら
れ、このパルス幅T′がこの時の受信信号の検出
分解能となる。
て搬送周波数が時間的に偏移するパルス波を送信
し、その送信パルスに対するエコーの到来時間よ
り物標に対する距離情報を得ている。一方、水中
探知装置にあつては、広範囲方向に搬送周波数が
一定の超音波パルスを送波し、前記搬送周波数が
偏移するようにして受波し、この周波数偏移する
信号に基づき、特定方向に指向性を有する受波ビ
ームを形成し、これらの受波ビームで捕捉された
到来信号から物標等の音源に関する方位情報又は
距離情報を得ている。 ところで、上記のレーダー装置において、例え
ば送波信号として時間Ｔの間に周波数が1から2
まで変化するパルス信号を受信したとき、又、上
記の水中探知装置において、周波数一定の受波信
号を、時間Ｔの間に周波数が1から2に偏移する
ように受信し、このような受信パルス信号におけ
る周波数−時間特性と逆の周波数−時間特性を有
するマツチドフイルタ（詳細については本願出願
人による特開昭58−127186号公報の『探知装置』
に記載）にて、該受信パルス信号を時間軸上で圧
縮すれば、 T′＝１／2−1 …(1) で示されるパルス幅T′のパルス状の信号が得ら
れ、このパルス幅T′がこの時の受信信号の検出
分解能となる。
上記分解能T′を上げるには、(1)式からわかる
ように、周波数変化量（2−1）を大きくすれば
よいが、そのためには、広帯域の振動子が必要と
なり、又、占有帯域幅が広がることにより、受信
増幅系に広帯域特性が要求される。しかし、振動
子は、一般に狭帯域特性を有し、周波数の変化量
の大きい信号を送受波できないために振動子の帯
域以上の分解能は得ることはできない。又、前記
受信増幅系を広帯域に設計すること自体は困難な
ことではないが、広帯域化することによつてノイ
ズを受け易くなり、Ｓ／Ｎ比が劣化する。このよ
うに従来の装置では、高分解能の検出精度を得る
のが困難であつた。 この発明は、上述した問題点をなくすためにな
されたものであり、検出分解能を向上できるパル
ス検出回路を提供することを目的とする。
ように、周波数変化量（2−1）を大きくすれば
よいが、そのためには、広帯域の振動子が必要と
なり、又、占有帯域幅が広がることにより、受信
増幅系に広帯域特性が要求される。しかし、振動
子は、一般に狭帯域特性を有し、周波数の変化量
の大きい信号を送受波できないために振動子の帯
域以上の分解能は得ることはできない。又、前記
受信増幅系を広帯域に設計すること自体は困難な
ことではないが、広帯域化することによつてノイ
ズを受け易くなり、Ｓ／Ｎ比が劣化する。このよ
うに従来の装置では、高分解能の検出精度を得る
のが困難であつた。 この発明は、上述した問題点をなくすためにな
されたものであり、検出分解能を向上できるパル
ス検出回路を提供することを目的とする。
この発明は、送信信号のパルス幅Ｔの間に周波
数が1から2に変化するパルス状の信号を送信
し、物標よりのエコーである受信パルス信号を検
出することにより、もしくは、周波数一定の受信
パルス信号を、時間Ｔの間に周波数が1から2に
偏移するように検出することにより、該物標に対
する距離あるいは方位を検出する装置におけるパ
ルス信号検出のための回路であつて、 前記受信パルス信号の周波数をｎ倍に逓倍する
周波数逓倍手段と、前記周波数逓倍手段で逓倍さ
れた、周波数がn1からn2に変化する受信パルス
信号を時間軸で圧縮させるマツチドフイルターと
を備え、マツチドフイルターより得られるパルス
信号に基づき物標に対する距離あるいは方位を検
出することを特徴とする。
数が1から2に変化するパルス状の信号を送信
し、物標よりのエコーである受信パルス信号を検
出することにより、もしくは、周波数一定の受信
パルス信号を、時間Ｔの間に周波数が1から2に
偏移するように検出することにより、該物標に対
する距離あるいは方位を検出する装置におけるパ
ルス信号検出のための回路であつて、 前記受信パルス信号の周波数をｎ倍に逓倍する
周波数逓倍手段と、前記周波数逓倍手段で逓倍さ
れた、周波数がn1からn2に変化する受信パルス
信号を時間軸で圧縮させるマツチドフイルターと
を備え、マツチドフイルターより得られるパルス
信号に基づき物標に対する距離あるいは方位を検
出することを特徴とする。
例えば、レーダー装置において、送波信号のパ
ルス幅Ｔの間に周波数が1から2まで変化するパ
ルス信号を受信し、もしくは、又、上記の水中探
知装置において、周波数一定の受信パルス信号
を、時間Ｔの間に周波数が1から2に偏移するよ
うに受信し、かかるパルス信号をパルス圧縮回路
でもつて時間軸上で圧縮することで、パルス検出
回路の検出分解能は既述したごとく、 T′＝１／2−1 で与えられる。一方、本発明では上記の周波数が
1から2に変化する受信パルス信号を、周波数逓
倍手段Ａにてその周波数をｎ倍に逓倍させてい
る。このときの周波数変化は、n1−n2＝ｎ（1
−2）となり、元の信号のｎ倍になる。かかる信
号を、マツチドフイルターＢに入力して時間軸上
で圧縮すると、圧縮されたパルス幅T″は、 T″＝１／ｎ（1−2）＝T′／ｎ となり、周波数逓倍手段Ａを用いなかつたときの
パルス幅T′と比較して、パルス幅が１／ｎ倍に
尖鋭化され、それ故、分解能がｎ倍に向上するこ
とになる。
ルス幅Ｔの間に周波数が1から2まで変化するパ
ルス信号を受信し、もしくは、又、上記の水中探
知装置において、周波数一定の受信パルス信号
を、時間Ｔの間に周波数が1から2に偏移するよ
うに受信し、かかるパルス信号をパルス圧縮回路
でもつて時間軸上で圧縮することで、パルス検出
回路の検出分解能は既述したごとく、 T′＝１／2−1 で与えられる。一方、本発明では上記の周波数が
1から2に変化する受信パルス信号を、周波数逓
倍手段Ａにてその周波数をｎ倍に逓倍させてい
る。このときの周波数変化は、n1−n2＝ｎ（1
−2）となり、元の信号のｎ倍になる。かかる信
号を、マツチドフイルターＢに入力して時間軸上
で圧縮すると、圧縮されたパルス幅T″は、 T″＝１／ｎ（1−2）＝T′／ｎ となり、周波数逓倍手段Ａを用いなかつたときの
パルス幅T′と比較して、パルス幅が１／ｎ倍に
尖鋭化され、それ故、分解能がｎ倍に向上するこ
とになる。
第１図は、この発明のパルス検出回路を適用し
た水中探知装置の一実施例を示す制御ブロツク図
である。 第１図において、１は、例えば一方向に超音波
を送受波する振動子であり、２は、パルス幅Ｔの
間に周波数が1から2まで変化するリニアFMを
送出して振動子１に供給するためのチヤープ発振
回路である。３は、振動子１で受波された探知物
標からのエコー反射信号を増幅する増幅器であ
る。 ４が、本発明に係わる周波数逓倍回路であり、
PLL回路４Ａ及びｎ分周器４Ｂからなり、入力
信号の周波数1〜2を逓倍して周波数（n1〜
n2）の信号を出力する。 ５は、入力信号を時間軸で圧縮させるためのマ
ツチドフイルターであり、相関器５Ａ及びリニア
ーFM信号発生回路５Ｂより構成される。相関器
５Ａは、不図示の例えば２列のシフトレジスター
と、このシフトレジスターの各段毎にその間に介
在される乗算器とから構成されるもので公知のも
のである。このシフトレジスターには、最大の周
波数n2の信号が、サンプリング後に再現できる
程度の周期で取り込まれる。従つてこのシフトレ
ジスターの容量は、Ｔ／取込周期だけ必要であ
る。他方のシフトレジスターには、リニアーFM
信号発生回路５Ｂより出力されるリニアーFM信
号が予め参照信号として上記と同じタイミングで
取り込まれている。 ６は、マツチドフイルター５よりの出力信号を
検波する検波器であり、７は、検波器６よりの検
波信号から所定の帯域の信号を取り出すフイルタ
ーである。 次に上記構成の装置の動作を第２図ａないしｄ
の波形図を参照しながら説明する。 チヤープ発振回路２より第２図ａに示す、パル
ス幅Ｔの間に周波数が1から2に偏移するリニア
FM信号が出力され、振動子１より超音波信号と
して水中に送波され、その送波信号が、対象物標
からのエコーとして振動子１で受波され、その受
波信号は、増幅器３で増幅された後、周波数逓倍
回路４に供給される。ここで、周波数が1から2
に偏移する受波信号が、第２図ｂに示すような、
ｎ倍の周波数n1ないしn2に偏移する信号に逓倍
される。この逓倍された信号は、次段のマツチド
フイルター５に供給され、パルス幅Ｔの受波信号
が、第２図ｃに示すようなパルス幅T′（＝１／
（n2−n1）にパルス圧縮され、その後、検波器
６及びフイルター７を通過することにより、第２
図ｄに示すパルスが得られる。 従つてこのパルスの幅T′が前記対象物標に対
する距離情報の分解能となるが、既述したよう
に、周波数逓倍回路４を設けていないときの分解
能Ｔ（＝１／（n2−n1））と比較してｎ倍の分解
能が得られたことになる。 上記の装置は、送信の際に周波数が偏移するチ
ヤープ信号を出力するものであるためレーダー装
置においても本発明のパルス検出回路を同様に適
用できる。 又、一定周波を送信し受信時にFM化された信
号が受波される場合にも本発明を同様に適用でき
る。 例えば前述した特開昭58−127186号公報の『探
知装置』に、本発明のパルス検出回路を適用した
制御ブロツク図を第３図に示している。 受波回路１０は、全方向よりの到来信号を検出
すべく、円周上に等間隔に設けられた振動子T1
ないしT40と、各振動子Ｔよりの出力ラインにそ
れぞれ直列に設けられるスイツチSW1ないし
SW40と、これらのスイツチSWを共通ラインL1
を介してオン／オフ制御する、第４図図示の制御
信号Ｐ（P1，P2…）を出力するスイツチ選択器１
１と、奇数番号の付された各スイツチSW1，SW3
…の２次側に接続された共通ラインL2よりの信
号を受ける掛算器１２と、偶数番号の付された各
スイツチSW2，SW4…の２次側に接続された共通
ラインL3よりの信号を受ける掛算器１３と、こ
れらの掛算器１２，１３に対して第４図に示すよ
うな三角波Ｘ，Ｙを送出する信号発生器１４と、
掛算器１２，１３よりの出力信号をを加算する加
算器１５とで構成される。 受波回路１０よりの信号を受ける周波数逓倍回
路２０は、前実施例のものと同様、PLL回路２
１及びｎ分周器２２より構成されるPLLからな
り、入力信号の周波数1〜2を逓倍し、周波数
（nないしn2）の信号を出力する。 次に、周波数逓倍回路２０よりの信号をパルス
圧縮させるマツチドフイルター３０について説明
する。アナログデイレイライン３１は、遅延時間
が等間隔に順次増大するｎ本の出力端子を有し、
クロツクパルスが印加される毎に、図中左端の入
力部より取り込んだ信号を順次右方向に移送さ
せ、対応する出力端子から出力するアナログ遅延
素子であり、例えばレテイコン社製のデバイス
TAD−32を用いて構成できる。その記憶（取り
込み）容量は、中心角90゜に相当する円周上の振
動子Ｔ、つまり、40個×90゜／360゜＝10個分の振
動子Ｔよりの受波信号を蓄著積できる容量となつ
ている。前記の各出力端子は、それぞれウエイト
付けのための抵抗r1，r2，r3…roを介して演算増
幅器３２又は３３の−入力部に接続されて、演算
増幅器３２，３３の他方の＋入力部は接地され
る。抵抗R1及びR2は、演算増幅器３２，３３の
帰還抵抗である。これらの演算増幅器３２，３３
の出力部は、それぞれ抵抗R5，R6を介して演算
増幅器３４の−入力部、＋入力部に接続される。
又、この演算増幅器３４において、−入力部と出
力部との間には抵抗R3が接続され、＋入力部は抵
抗R4にて接地される。 演算増幅器３２の入力部には、アナログデイレ
イライン３１に対する入力信号の正極部分をサン
プリングして取り出されたものが供給されるよう
になつており、アナログデイレイライン３１の各
出力端子に現れる出力信号の電圧値を、V1，V2，
V3…Vnとすると、演算増幅器３２の出力電圧Ea
は次式で与えられる。 Ea＝（V1／r1＋V2／r2＋V3／r3＋V4／r4＋…Vo／ro）R4 一方、演算増幅器３３の入力部には、アナログ
デイレイライン３１に供給される負極部分をサン
プリングして得られた信号が供給され、この演算
増幅器３３の出力電圧Ebは次式で与えられる。 Eb＝（V5／r5＋V6／r6＋V7／r7＋V8／r8＋…＋Vo-4／ro
-4）R2 従つて演算増幅器３４の出力電圧Ecは次式の
ごとくなる。 Ec＝Ea−Eb＝（V1／r1＋V2／r2＋V3／r3＋V4／r4＋…
＋Vo／ro）R4＋（V5／r5＋V6／r6＋V7／r7＋V8／r8＋…
＋Vo-4／ro-4）R2 抵抗r1ないしroの各々の値は、一つ信号源から
到来する一定周波数の信号を周波数偏移させた受
波回路１０の出力信号がアナログデイレイライン
３１の右端まで到達したときに各出力端子に現れ
る出力信号を加算した場合に、他の方向から到来
する信号と比較してその振幅差が最大となるよう
に、定められる。 より、具体的には、一つのパルス信号を順次ア
ナログデイレイライン３１内を振動子Ｔの切換速
度と同じ速度で移送させたとき、演算増幅器３４
の出力部に、アナログデイレイライン３１内に蓄
積される周波数偏移された信号波形と相似な波形
を有する信号が得られるように各抵抗ｒの値が定
められる。このような構成とすることにより、後
述するように、受波信号に対して受波ビームが形
成されるようになる。 ４０は、マツチドフイルター３０の出力である
演算増幅器３４の出力信号を増幅する増幅器であ
り、５０は、増幅器４０の出力信号を受けて信号
源よりの受波信号をその到来方向に関連づけて表
示する表示器である。６０は、このシステムを集
中的に制御するための制御器であり、前記スイツ
チ選択器１１、信号発生器１４及びアナログデイ
レイライン３１にクロツクパルス等の所定の制御
信号を供給するとともに、表示器５０に対する偏
向波を作る偏向波発生器７０に所定の制御信号を
供給する。 次に上記構成の装置の動作を説明する。 スイツチ選択器１１より出力される制御信号Ｐ
（P1）により、最初に、オンとなつたスイツチ
SW1を介して振動子T1よりの受波信号と、信号
発生器１４より出力される三角波Ｘと掛算器１２
にて掛算される。そして、前記制御信号P1の出
力期より半周期ずれて出力される制御信号P2に
よりオンとなつたスイツチSW2を介して振動子
T2よりの受波信号と、信号発生器１４より出力
される三角波Ｙと掛算器１３にて掛算され、これ
らの掛算器１２，１３の各々の結果は加算器１５
にて加算される。 以下同様に、スイツチSWの順次切換により、
奇数番号の付された振動子T3，T5，T7，T9から
所定のタイミングで順に供給される信号と三角波
Ｘとが掛算器１２にて掛算され、同時に、偶数番
号の付された振動子T4，T6，T8，T10から順に
供給される信号と三角波Ｙとが掛算器１３にて掛
算されることにより、加算器１５の出力信号は、
１個の振動子を等速円運動させた場合、振動子で
受波される信号にドツプラー効果が生じ、受波信
号の周波数が偏移することがわかつている。 受波回路１０の加算器１５より次々に出力され
る、周波数の偏移した受波信号は、周波数逓倍回
路２９にて、その周波数がｎ倍に逓倍された後、
マツチドフイルター３０に供給される。 周波数がドツプラー効果により偏移する受波信
号が、パルス圧縮回路であるマツチドフイルター
３０に供給されると、受波ビームが形成される
が、その受波ビームの形成動作について詳しく説
明する。 アナログデイレイライン３１における記憶素子
に、取り付け位置角が−45゜から＋45゜の振動子
Ｔ、例えばT1〜T10よりの受波信号が格納された
とき、上述したアナログデイレイライン３１に対
して付加されたウエイト抵抗r1〜roの作用によ
り、取り付け位置角0゜方向、つまり、振動子T4，
T5の法線方向にある信号源に対する、演算増幅
器３４の出力電圧Ecが最大となり、このとき、
同一振幅の別の信号源が他の方向、例えば取り付
け位置角＋30゜方向に存在しても、この信号源に
よる出力電圧Ec′は、先の信号源による出力電圧
Ecに比べて著しく小さくなる。即ち、この場合、
取り付け位置角0゜方向にビーム幅の狭い受波ビー
ムが形成されたのと等価となる。次に、振動子
T2〜T11よりの受波信号が取り込まれたときは、
中央の振動子T5，T6に対する法線方向に受波ビ
ームが形成され、このように、スイツチSWの走
査により、順次ずらすようにして10個の振動子Ｔ
より受波信号を取り込むことにより、受波ビーム
が順に異なる方向に形成される。 このマツチドフイルター３０で得られた、特定
方向よりの到来波に指向特性を有する受波ビーム
は、増幅器４０を経て表示器５０の輝度制御端子
に供給され、一方、偏向波発生器７０は、制御器
６０よりの制御信号に基づいて表示器５０におけ
る電子ビームを同心円状に偏向させる偏向波を表
示器５０のビーム偏向制御端子へ供給することに
より、表示器５０において、前記到来波がその到
来方向に関連づけて表示される。その際、前記受
波ビームが周波数逓倍回路２０にてその周波数が
ｎ倍に逓倍されているため、上述したように、周
波数逓倍回路２０を設けていない場合と比較し
て、受波信号のパルス幅が１／ｎに尖鋭化され、
ｎ倍に分解能でもつて検出結果が表示される。 第５図に示した回路３０′は、上記マツチドフ
イルター３０の別の実施例を示している。第３図
の周波数逓倍回路２０よりの出力信号は、Ａ／Ｄ
変換器５０に入力され、ここでアナログ信号から
デジタル信号に変換された後、記憶器５１に供給
される。この記憶器５１は、前実施例と同様、中
心角90゜に対する円周上の10個分の振動子Ｔより
の受波信号を順次記憶するもので、新たに取り込
んだ受波信号は、記憶器５１で最も古い受波信号
が記憶されている記憶素子に格納される。 別の記憶器５２は、記憶器５１の記憶素子数と
同数の記憶素子を有し、各記憶素子には所定のウ
エイト値を記憶する。記憶器５１に記憶された受
波信号は、記憶された受波信号の内、例えば最も
古い受波信号順に読み出され、又、記憶器５２に
記憶されたウエイト信号は、制御器５３の制御に
より、順に読み出される。これらの記憶器５１，
５２より読み出された受波信号とウエイト信号と
は、掛算器５２に入力されて掛算が行われる。こ
の掛算器５４の出力信号は、アキユーミユレータ
５５に供給され、ここで順次加算蓄積される。 前実施例のマツチドフイルター３０は、アナロ
グデイレイライン３１よりパラレル的に出力され
た、各振動子Ｔよりの受波信号に対して、直列接
続した抵抗ｒにより、それぞれ所定のウエイトを
付し、これらのウエイト付けされた受波信号を相
互加算するものである。 一方、第５図図示のマツチドフイルター３０′
は、記憶器５１よのシリアル的に順次出力される
各受波信号に対し、別の記憶器５２から読み出さ
れる所定のウエイト値を掛算器５４にて掛算して
ウエイト値を付し、このウエイトの付された受波
信号をアキユミユレータ５５にて累積加算するも
のであり、信号処理をパラレルで行うかシリアル
で行うかの違いがあるだけで共に同じ機能を果た
すことが容易にわかる。 第５図のマツチドフイルター３０′を用いた実
施例においても振動子Ｔの個数を40個（中心角で
9゜毎）としたが、より狭い間隔、例えば2゜〜3゜毎
に配置することもでき、その場合には、各スイツ
チSWの出力信号は、掛算器３２及び３３を経る
ことなく、Ａ／Ｄ変換器５０に直接供給される。 尚、上記いずれの実施例においても、振動子Ｔ
は円弧状に配しても、又、本発明の受波は、特公
平１−48516号公報の『情報探知装置』で開示さ
れた、直線上に配列された振動子を用いることも
できる。
た水中探知装置の一実施例を示す制御ブロツク図
である。 第１図において、１は、例えば一方向に超音波
を送受波する振動子であり、２は、パルス幅Ｔの
間に周波数が1から2まで変化するリニアFMを
送出して振動子１に供給するためのチヤープ発振
回路である。３は、振動子１で受波された探知物
標からのエコー反射信号を増幅する増幅器であ
る。 ４が、本発明に係わる周波数逓倍回路であり、
PLL回路４Ａ及びｎ分周器４Ｂからなり、入力
信号の周波数1〜2を逓倍して周波数（n1〜
n2）の信号を出力する。 ５は、入力信号を時間軸で圧縮させるためのマ
ツチドフイルターであり、相関器５Ａ及びリニア
ーFM信号発生回路５Ｂより構成される。相関器
５Ａは、不図示の例えば２列のシフトレジスター
と、このシフトレジスターの各段毎にその間に介
在される乗算器とから構成されるもので公知のも
のである。このシフトレジスターには、最大の周
波数n2の信号が、サンプリング後に再現できる
程度の周期で取り込まれる。従つてこのシフトレ
ジスターの容量は、Ｔ／取込周期だけ必要であ
る。他方のシフトレジスターには、リニアーFM
信号発生回路５Ｂより出力されるリニアーFM信
号が予め参照信号として上記と同じタイミングで
取り込まれている。 ６は、マツチドフイルター５よりの出力信号を
検波する検波器であり、７は、検波器６よりの検
波信号から所定の帯域の信号を取り出すフイルタ
ーである。 次に上記構成の装置の動作を第２図ａないしｄ
の波形図を参照しながら説明する。 チヤープ発振回路２より第２図ａに示す、パル
ス幅Ｔの間に周波数が1から2に偏移するリニア
FM信号が出力され、振動子１より超音波信号と
して水中に送波され、その送波信号が、対象物標
からのエコーとして振動子１で受波され、その受
波信号は、増幅器３で増幅された後、周波数逓倍
回路４に供給される。ここで、周波数が1から2
に偏移する受波信号が、第２図ｂに示すような、
ｎ倍の周波数n1ないしn2に偏移する信号に逓倍
される。この逓倍された信号は、次段のマツチド
フイルター５に供給され、パルス幅Ｔの受波信号
が、第２図ｃに示すようなパルス幅T′（＝１／
（n2−n1）にパルス圧縮され、その後、検波器
６及びフイルター７を通過することにより、第２
図ｄに示すパルスが得られる。 従つてこのパルスの幅T′が前記対象物標に対
する距離情報の分解能となるが、既述したよう
に、周波数逓倍回路４を設けていないときの分解
能Ｔ（＝１／（n2−n1））と比較してｎ倍の分解
能が得られたことになる。 上記の装置は、送信の際に周波数が偏移するチ
ヤープ信号を出力するものであるためレーダー装
置においても本発明のパルス検出回路を同様に適
用できる。 又、一定周波を送信し受信時にFM化された信
号が受波される場合にも本発明を同様に適用でき
る。 例えば前述した特開昭58−127186号公報の『探
知装置』に、本発明のパルス検出回路を適用した
制御ブロツク図を第３図に示している。 受波回路１０は、全方向よりの到来信号を検出
すべく、円周上に等間隔に設けられた振動子T1
ないしT40と、各振動子Ｔよりの出力ラインにそ
れぞれ直列に設けられるスイツチSW1ないし
SW40と、これらのスイツチSWを共通ラインL1
を介してオン／オフ制御する、第４図図示の制御
信号Ｐ（P1，P2…）を出力するスイツチ選択器１
１と、奇数番号の付された各スイツチSW1，SW3
…の２次側に接続された共通ラインL2よりの信
号を受ける掛算器１２と、偶数番号の付された各
スイツチSW2，SW4…の２次側に接続された共通
ラインL3よりの信号を受ける掛算器１３と、こ
れらの掛算器１２，１３に対して第４図に示すよ
うな三角波Ｘ，Ｙを送出する信号発生器１４と、
掛算器１２，１３よりの出力信号をを加算する加
算器１５とで構成される。 受波回路１０よりの信号を受ける周波数逓倍回
路２０は、前実施例のものと同様、PLL回路２
１及びｎ分周器２２より構成されるPLLからな
り、入力信号の周波数1〜2を逓倍し、周波数
（nないしn2）の信号を出力する。 次に、周波数逓倍回路２０よりの信号をパルス
圧縮させるマツチドフイルター３０について説明
する。アナログデイレイライン３１は、遅延時間
が等間隔に順次増大するｎ本の出力端子を有し、
クロツクパルスが印加される毎に、図中左端の入
力部より取り込んだ信号を順次右方向に移送さ
せ、対応する出力端子から出力するアナログ遅延
素子であり、例えばレテイコン社製のデバイス
TAD−32を用いて構成できる。その記憶（取り
込み）容量は、中心角90゜に相当する円周上の振
動子Ｔ、つまり、40個×90゜／360゜＝10個分の振
動子Ｔよりの受波信号を蓄著積できる容量となつ
ている。前記の各出力端子は、それぞれウエイト
付けのための抵抗r1，r2，r3…roを介して演算増
幅器３２又は３３の−入力部に接続されて、演算
増幅器３２，３３の他方の＋入力部は接地され
る。抵抗R1及びR2は、演算増幅器３２，３３の
帰還抵抗である。これらの演算増幅器３２，３３
の出力部は、それぞれ抵抗R5，R6を介して演算
増幅器３４の−入力部、＋入力部に接続される。
又、この演算増幅器３４において、−入力部と出
力部との間には抵抗R3が接続され、＋入力部は抵
抗R4にて接地される。 演算増幅器３２の入力部には、アナログデイレ
イライン３１に対する入力信号の正極部分をサン
プリングして取り出されたものが供給されるよう
になつており、アナログデイレイライン３１の各
出力端子に現れる出力信号の電圧値を、V1，V2，
V3…Vnとすると、演算増幅器３２の出力電圧Ea
は次式で与えられる。 Ea＝（V1／r1＋V2／r2＋V3／r3＋V4／r4＋…Vo／ro）R4 一方、演算増幅器３３の入力部には、アナログ
デイレイライン３１に供給される負極部分をサン
プリングして得られた信号が供給され、この演算
増幅器３３の出力電圧Ebは次式で与えられる。 Eb＝（V5／r5＋V6／r6＋V7／r7＋V8／r8＋…＋Vo-4／ro
-4）R2 従つて演算増幅器３４の出力電圧Ecは次式の
ごとくなる。 Ec＝Ea−Eb＝（V1／r1＋V2／r2＋V3／r3＋V4／r4＋…
＋Vo／ro）R4＋（V5／r5＋V6／r6＋V7／r7＋V8／r8＋…
＋Vo-4／ro-4）R2 抵抗r1ないしroの各々の値は、一つ信号源から
到来する一定周波数の信号を周波数偏移させた受
波回路１０の出力信号がアナログデイレイライン
３１の右端まで到達したときに各出力端子に現れ
る出力信号を加算した場合に、他の方向から到来
する信号と比較してその振幅差が最大となるよう
に、定められる。 より、具体的には、一つのパルス信号を順次ア
ナログデイレイライン３１内を振動子Ｔの切換速
度と同じ速度で移送させたとき、演算増幅器３４
の出力部に、アナログデイレイライン３１内に蓄
積される周波数偏移された信号波形と相似な波形
を有する信号が得られるように各抵抗ｒの値が定
められる。このような構成とすることにより、後
述するように、受波信号に対して受波ビームが形
成されるようになる。 ４０は、マツチドフイルター３０の出力である
演算増幅器３４の出力信号を増幅する増幅器であ
り、５０は、増幅器４０の出力信号を受けて信号
源よりの受波信号をその到来方向に関連づけて表
示する表示器である。６０は、このシステムを集
中的に制御するための制御器であり、前記スイツ
チ選択器１１、信号発生器１４及びアナログデイ
レイライン３１にクロツクパルス等の所定の制御
信号を供給するとともに、表示器５０に対する偏
向波を作る偏向波発生器７０に所定の制御信号を
供給する。 次に上記構成の装置の動作を説明する。 スイツチ選択器１１より出力される制御信号Ｐ
（P1）により、最初に、オンとなつたスイツチ
SW1を介して振動子T1よりの受波信号と、信号
発生器１４より出力される三角波Ｘと掛算器１２
にて掛算される。そして、前記制御信号P1の出
力期より半周期ずれて出力される制御信号P2に
よりオンとなつたスイツチSW2を介して振動子
T2よりの受波信号と、信号発生器１４より出力
される三角波Ｙと掛算器１３にて掛算され、これ
らの掛算器１２，１３の各々の結果は加算器１５
にて加算される。 以下同様に、スイツチSWの順次切換により、
奇数番号の付された振動子T3，T5，T7，T9から
所定のタイミングで順に供給される信号と三角波
Ｘとが掛算器１２にて掛算され、同時に、偶数番
号の付された振動子T4，T6，T8，T10から順に
供給される信号と三角波Ｙとが掛算器１３にて掛
算されることにより、加算器１５の出力信号は、
１個の振動子を等速円運動させた場合、振動子で
受波される信号にドツプラー効果が生じ、受波信
号の周波数が偏移することがわかつている。 受波回路１０の加算器１５より次々に出力され
る、周波数の偏移した受波信号は、周波数逓倍回
路２９にて、その周波数がｎ倍に逓倍された後、
マツチドフイルター３０に供給される。 周波数がドツプラー効果により偏移する受波信
号が、パルス圧縮回路であるマツチドフイルター
３０に供給されると、受波ビームが形成される
が、その受波ビームの形成動作について詳しく説
明する。 アナログデイレイライン３１における記憶素子
に、取り付け位置角が−45゜から＋45゜の振動子
Ｔ、例えばT1〜T10よりの受波信号が格納された
とき、上述したアナログデイレイライン３１に対
して付加されたウエイト抵抗r1〜roの作用によ
り、取り付け位置角0゜方向、つまり、振動子T4，
T5の法線方向にある信号源に対する、演算増幅
器３４の出力電圧Ecが最大となり、このとき、
同一振幅の別の信号源が他の方向、例えば取り付
け位置角＋30゜方向に存在しても、この信号源に
よる出力電圧Ec′は、先の信号源による出力電圧
Ecに比べて著しく小さくなる。即ち、この場合、
取り付け位置角0゜方向にビーム幅の狭い受波ビー
ムが形成されたのと等価となる。次に、振動子
T2〜T11よりの受波信号が取り込まれたときは、
中央の振動子T5，T6に対する法線方向に受波ビ
ームが形成され、このように、スイツチSWの走
査により、順次ずらすようにして10個の振動子Ｔ
より受波信号を取り込むことにより、受波ビーム
が順に異なる方向に形成される。 このマツチドフイルター３０で得られた、特定
方向よりの到来波に指向特性を有する受波ビーム
は、増幅器４０を経て表示器５０の輝度制御端子
に供給され、一方、偏向波発生器７０は、制御器
６０よりの制御信号に基づいて表示器５０におけ
る電子ビームを同心円状に偏向させる偏向波を表
示器５０のビーム偏向制御端子へ供給することに
より、表示器５０において、前記到来波がその到
来方向に関連づけて表示される。その際、前記受
波ビームが周波数逓倍回路２０にてその周波数が
ｎ倍に逓倍されているため、上述したように、周
波数逓倍回路２０を設けていない場合と比較し
て、受波信号のパルス幅が１／ｎに尖鋭化され、
ｎ倍に分解能でもつて検出結果が表示される。 第５図に示した回路３０′は、上記マツチドフ
イルター３０の別の実施例を示している。第３図
の周波数逓倍回路２０よりの出力信号は、Ａ／Ｄ
変換器５０に入力され、ここでアナログ信号から
デジタル信号に変換された後、記憶器５１に供給
される。この記憶器５１は、前実施例と同様、中
心角90゜に対する円周上の10個分の振動子Ｔより
の受波信号を順次記憶するもので、新たに取り込
んだ受波信号は、記憶器５１で最も古い受波信号
が記憶されている記憶素子に格納される。 別の記憶器５２は、記憶器５１の記憶素子数と
同数の記憶素子を有し、各記憶素子には所定のウ
エイト値を記憶する。記憶器５１に記憶された受
波信号は、記憶された受波信号の内、例えば最も
古い受波信号順に読み出され、又、記憶器５２に
記憶されたウエイト信号は、制御器５３の制御に
より、順に読み出される。これらの記憶器５１，
５２より読み出された受波信号とウエイト信号と
は、掛算器５２に入力されて掛算が行われる。こ
の掛算器５４の出力信号は、アキユーミユレータ
５５に供給され、ここで順次加算蓄積される。 前実施例のマツチドフイルター３０は、アナロ
グデイレイライン３１よりパラレル的に出力され
た、各振動子Ｔよりの受波信号に対して、直列接
続した抵抗ｒにより、それぞれ所定のウエイトを
付し、これらのウエイト付けされた受波信号を相
互加算するものである。 一方、第５図図示のマツチドフイルター３０′
は、記憶器５１よのシリアル的に順次出力される
各受波信号に対し、別の記憶器５２から読み出さ
れる所定のウエイト値を掛算器５４にて掛算して
ウエイト値を付し、このウエイトの付された受波
信号をアキユミユレータ５５にて累積加算するも
のであり、信号処理をパラレルで行うかシリアル
で行うかの違いがあるだけで共に同じ機能を果た
すことが容易にわかる。 第５図のマツチドフイルター３０′を用いた実
施例においても振動子Ｔの個数を40個（中心角で
9゜毎）としたが、より狭い間隔、例えば2゜〜3゜毎
に配置することもでき、その場合には、各スイツ
チSWの出力信号は、掛算器３２及び３３を経る
ことなく、Ａ／Ｄ変換器５０に直接供給される。 尚、上記いずれの実施例においても、振動子Ｔ
は円弧状に配しても、又、本発明の受波は、特公
平１−48516号公報の『情報探知装置』で開示さ
れた、直線上に配列された振動子を用いることも
できる。
以上説明したように、この発明は、レーダー装
置あるいは水中探知装置のごとき探知装置におい
て、受信信号の周波数をｎ倍に逓倍した後に、パ
ルス検出のためにパルス圧縮するマツチドフイル
ターに供給するようにしたので、このマツチドフ
イルターで圧縮された信号のパルス幅が、周波数
を逓倍していないときと比較して１／ｎ倍に尖鋭
化され、その結果、距離あるいは方位の検出分解
能がｎ倍に向上する。
置あるいは水中探知装置のごとき探知装置におい
て、受信信号の周波数をｎ倍に逓倍した後に、パ
ルス検出のためにパルス圧縮するマツチドフイル
ターに供給するようにしたので、このマツチドフ
イルターで圧縮された信号のパルス幅が、周波数
を逓倍していないときと比較して１／ｎ倍に尖鋭
化され、その結果、距離あるいは方位の検出分解
能がｎ倍に向上する。
第１図は、この発明のパルス検出回路を適用し
た探知装置の一実施例を示すブロツク図、第２図
ａないし第２図ｄは、第１図の装置における各信
号を示す波形図、第３図は、この発明のパルス検
出回路の別の適用例を示すブロツク図、第４図
は、第３図の装置における受波回路に適用される
制御信号の波形図、第５図は、第３図の装置おけ
るマツチドフイルターの別の実施例を示すブロツ
ク図である。 １…振動子、２…チヤープ発振回路、３…増幅
器、４…周波数逓倍回路、５…マツチドフイルタ
ー、６…検波器、７…フイルター、Ｔ…振動子、
SW…スイツチ、１０…受波回路、２０…周波数
逓倍回路、３０…マツチドフイルター、３１…ア
ナログデイレイライン、４０…増幅器、５０…表
示器、６０…制御器、７０…偏向波発生器。
た探知装置の一実施例を示すブロツク図、第２図
ａないし第２図ｄは、第１図の装置における各信
号を示す波形図、第３図は、この発明のパルス検
出回路の別の適用例を示すブロツク図、第４図
は、第３図の装置における受波回路に適用される
制御信号の波形図、第５図は、第３図の装置おけ
るマツチドフイルターの別の実施例を示すブロツ
ク図である。 １…振動子、２…チヤープ発振回路、３…増幅
器、４…周波数逓倍回路、５…マツチドフイルタ
ー、６…検波器、７…フイルター、Ｔ…振動子、
SW…スイツチ、１０…受波回路、２０…周波数
逓倍回路、３０…マツチドフイルター、３１…ア
ナログデイレイライン、４０…増幅器、５０…表
示器、６０…制御器、７０…偏向波発生器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 送信信号のパルス幅Ｔの間に周波数が1から
2に変化するパルス状の信号を送信し、物標より
のエコーである受信パルス信号を検出することに
より、もしくは、周波数一定の受信パルス信号
を、時間Ｔの間に周波数が1から2に偏移するよ
うに検出することにより、該物標に対する距離あ
るいは方位を検出する装置におけるパルス信号検
出のための回路であつて、 前記受信パルス信号の周波数をｎ倍に逓倍する
周波数逓倍手段と、前記周波数逓倍手段で逓倍さ
れた、周波数がn1からn2に変化する受信パルス
信号を時間軸で圧縮させるマツチドフイルターと
を備え、マツチドフイルターより得られるパルス
信号に基づき物標に対する距離あるいは方位を検
出することを特徴とする探知装置におけるパルス
検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083528A JPS63249071A (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 探知装置におけるパルス検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083528A JPS63249071A (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 探知装置におけるパルス検出回路 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2036753A Division JP2525061B2 (ja) | 1990-02-17 | 1990-02-17 | 探知情報表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63249071A JPS63249071A (ja) | 1988-10-17 |
| JPH05674B2 true JPH05674B2 (ja) | 1993-01-06 |
Family
ID=13804988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62083528A Granted JPS63249071A (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 探知装置におけるパルス検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63249071A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02120682A (ja) * | 1988-10-29 | 1990-05-08 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | レーダ装置 |
| JP3088174B2 (ja) * | 1992-02-06 | 2000-09-18 | 古野電気株式会社 | 水中探知装置 |
| JP3969703B2 (ja) * | 2001-12-21 | 2007-09-05 | 古野電気株式会社 | 受信信号処理装置および距離測定装置 |
| JP5553463B1 (ja) * | 2014-03-13 | 2014-07-16 | 株式会社ソニック | パルス圧縮超音波探知装置 |
| JP7439737B2 (ja) | 2020-12-02 | 2024-02-28 | 株式会社Soken | 物体検知装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740664A (en) * | 1980-08-26 | 1982-03-06 | Furuno Electric Co Ltd | Indicator for detected information |
-
1987
- 1987-04-03 JP JP62083528A patent/JPS63249071A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740664A (en) * | 1980-08-26 | 1982-03-06 | Furuno Electric Co Ltd | Indicator for detected information |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63249071A (ja) | 1988-10-17 |
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