JPH063416Y2

JPH063416Y2 - 可搬型電子変調方式ｒｆドプラ・シミュレータ

Info

Publication number: JPH063416Y2
Application number: JP16445988U
Authority: JP
Inventors: 行雄関口
Original assignee: Mitsubishi Precision Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Precision Co Ltd
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2003-12-21
Also published as: JPH0285461U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、可搬型電子変調方式ＲＦドプラ・シミュレ
ータに関するものであり、特に、ドプラ・シミュレーシ
ョン信号発生器、９０度移相器、ＳＳＢ変調器、およ
び、送信用・受信用アンテナからなり、取り扱いが容易
であって、構造が簡易化されたタイプの可搬型電子変調
方式ＲＦドプラ・シミュレータに関するものである。

［従来の技術］第１０図および第１１図は、それぞれに、従来のメカニ
カル変調方式によるドプラ・シミュレータを示す概略構
成図であって、前者である第１の従来例は所定の円板お
よび導波管を用いてなるものであり、また、後者である
第２の従来例はエンドレス式の可動ベルトを用いてなる
ものである。

まず、第１０図において、第１０図（Ａ）は、第１の従
来例が使用される態様を示すものであり、ここに、円板
(100B)は、例えばエポキシ材料のような、マイクロ波に
対して無反射性のもので形成されていて、適当なモータ
(100C)によって回転されている。また、円板(100B)と所
定の配置関係にある導波管(100A)は、終端器(141)を備
えたサーキュレータ(14)に結合されている。そして、こ
のサーキュレータ(14)の入力端子部には受信用アンテナ
(16A)が結合されており、その出力端子部には送信用ア
ンテナ(16B)が結合されていて、全体としてメカニカル
・シミュレータ(100)が構成されている。一方、(17)は
試験対象としてのドプラ・レーダであって、マイクロ波
の送信用アンテナ(18)および受信用アンテナ(19)が設け
られている。

次に、第１０図(B)は、前記従来例の主要部を示すもの
であって、モータ(100C)で回転される円板(100B)の上面
および下面の周辺部には、適当な面積、形状の金属箔(1
01)がランダムに貼付されている。また、導波管(100A)
の適所には、前記円板(100B)の周辺部をその空洞部(10
3)に受け入れるためのスリット(102)が設けられてい
る。

いま、試験対象(17)からのマイクロ波が、その送信用ア
ンテナ(18)からメカニカル・シミュレータ(100)側の受
信用アンテナ(16A)に向けて出されると、このマイクロ
波はサーキュレータ(14)を介して導波管(100A)の空洞部
(103)に導かれる。そして、このマイクロ波は前記空洞
部(103)内で回転している円板(100B)の周辺部における
金属箔(101)から反射して、所望のドプラ効果を生じた
マイクロ波が返されて、メカニカル・シミュレータ(10
0)側の送信用アンテナ(16B)から試験対象(17)の受信用
アンテナ(19)に向けられることになる。

ところで、この第１の従来例においては、円板(100B)を
モータ(100C)で回転させており、当該モータ(100C)を定
速で安定的に回転させることが困難であり、また、試験
対象(17)から放射されるマイクロ波ビームが複数本存在
するときには、その本数に相当するだけのこの種の装置
を用意することが必要であって、それだけ装置が大形化
するという難点があるとともに、対応のモータの回転制
御を別個に行わなければならず、従って、その動作制御
が複雑化してしまう。

次に、第１１図において、第１１図(A)は、第２の従来
例が使用される態様を示すものであり、ここに矢印→の
ように移動するエンドレスのベルト(110A)は、例えば、
ゴムのような材料からなるものであって、試験対象(17)
に対向する面には適当な面積、形状の金属箔(111)がラ
ンダムに貼付されていて、モータ(110C)で駆動される駆
動ローラ(110B)と遊転ローラ(110D)との間に係合されて
いる。そして、これらを主体として、従来のメカニカル
・シミュレータ(110)が構成されている。

また、第１１図(B)は、前記従来例の斜視図であって、
試験対象(17)から４本のビームが放射される場合が示さ
れている。この第１１図(B)において、(FD1)〜(FD4)は
各ビームに対応するベルト(110A)上での放射点である。

いま、試験対象(17)の送信用アンテナ(18)からマイクロ
波が出されると、このマイクロ波がベルト(110A)の表面
に放射され、ベルト(110A)の移動速度やその表面におけ
る金属箔の貼付の状況に応じて、所望のドプラ効果を生
じて反射されたマイクロ波が、前記試験対象(17)側の受
信用アンテナ(19)に返されることになる。

ところで、この第２の従来例においては、メカニカル・
シミュレータ(110)側での送信用アンテナや受信用アン
テナが不要であって、その構造が比較的簡単であるとと
もに、その動作原理が理解しやすいという利点はあるけ
れども、ベルト(110A)の移動方向が固定されていること
から、試験対象(17)が、例えば、３軸方向に移動する航
空機搭載型のものであるときには殆ど使用することがで
きない。もっとも、試験対象(17)のベルト(110A)との相
対位置を変化させることでその目的を果たすことはでき
るが、この場合には、試験対象(17)自体の３軸方向の移
動制御を精密に行わねばならず、それだけ制御が複雑化
することになる。

［考案が解決しようとする課題］上記されたように、従来のシミュレータはメカニカル方
式のものであり、その第１の従来例においては、円板を
回転させるモータの定速・安定な駆動が困難であり、ま
た、試験対象から放射されるマイクロ波ビームが複数本
存在するときには、その本数に相当する個数の装置を用
意することが必要であって、それだけ装置が大形化する
とともに、対応のモータの回転制御を別個に行わなけれ
ばならず、従って、その動作制御が複雑化するという問
題点があった。また、その第２の従来例においては、シ
ミュレータ側での送信用アンテナや受信用アンテナが不
要であって、その構造が比較的簡単であるとともに、そ
の動作原理が理解しやすいという利点はあるけれども、
ベルトの移動方向が固定されていることから、例えば、
試験対象が３軸方向に移動する航空機搭載型のものであ
るときには殆ど使用することができず、試験対象とベル
トとの相対位置を変化させることでその目的を果たそう
とするときには、試験対象自体の３軸方向での移動制御
を精密に行わねばならず、それだけ制御が複雑化すると
いう問題点があった。

この考案は、上記された問題点を解決するためになされ
たものであって、ドプラ・シミュレーション信号発生
器、９０度移相器、ＳＳＢ変調器、および、送信用・受
信用アンテナからなり、取り扱いが容易であって、構造
が簡易化されたタイプの可搬型電子変調方式ＲＦドプラ
・シミュレータを得ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］この考案に係る可搬型電子変調方式ＲＦドプラ・シミュ
レータは：ドプラ・シミュレーション信号発生器、９０
度移相器、ＳＳＢ変調器、および、送信用・受信用アン
テナからなるものである。

［作用］この考案においては、ドプラ・シミュレーション信号発
生器からの所定の周波数のドプラ・シミュレーション信
号と、試験対象としてのドプラ・レーダからの所定の周
波数のマイクロ波信号との間で所要の変調が施され、そ
の結果としての信号が前記試験対象に対して放射され
る。

［実施例］第１図は、この考案の実施例である可搬型電子変調方式
ＲＦドプラ・シミュレータを示す概略構成図である。こ
の第１図において、第１図(A)は、第１の実施例が使用
される態様を示すものであり、ドプラ・シミュレーショ
ン信号発生器(11)は９０度移相器(12)を介してＳＳＢ変
調器(13)に結合されている。また、このＳＳＢ変調器(1
3)は、終端器(141)を備えたサーキュレータ(14)および
適当なアッテネータ(15)を経由して送受信用アンテナ(1
6)に結合されており、これによってＲＦドプラ・シミュ
レータ(10)が構成されている。また、前述された従来例
の場合と同様に、(17)は試験対象としてのドプラ・レー
ダであって、マイクロ波の送信用アンテナ(18)および受
信用アンテナ(19)が設けられている。

次に第１図(B)は、前記実施例の一部変形例示図であっ
て、受信用アンテナ(16A)および送信用アンテナ(16B)が
ＳＳＢ変調器(13)に直結されていることを除き、前記第
１図(A)のものとの間には構成上の相違がない。

第２図は、上記実施例を更に具体化したものの詳細例示
図である。この第２図において、ドプラ・シミュレーシ
ョン信号発生器(11)を構成しているものは、共通の基準
周波数信号を発生する発振器(11A)、複数個（ここでは
４個）のドプラ周波数発生器(11B)、および、これらの
ドプラ周波数発生器(11B)からの出力信号を選択するた
めのビーム・セレクタ(11C)である。このビーム・セレ
クタ(11C)は、次段の９０度移相器(12)を介してＳＳＢ
変調器(13)に結合されている。また、このＳＳＢ変調器
(13)は、サーキュレータ(14A)および適当なオフセット
・アッテネータ(15A)を経由して受信用アンテナ(16)に
結合されており、また、別異のサーキュレータ(14B)お
よび通常のアッテネータ(15B)を経由して送信用アンテ
ナ(16B)に結合されていて、これによりＲＦドプラ・シ
ミュレータ本体(20)が構成されている。なお、送信電力
モニタ用端子(23)および送信周波数モニタ用端子(24)
が、適当なカプラ(23A)および(24A)を介してオフセット
・アッテネータ(15A)側に結合されている。また、カー
ボンが含浸された発泡スチロールからなるＲＦアブソー
バ(21)が、ＲＦドプラ・シミュレータ本体(20)内の適所
に配設されるとともに、受信用アンテナ(16A)および送
信用アンテナ(16B)が配置された箇所には、保護用のレ
ドーム(22)が設けられている。一方、前記ＲＦドプラ・
シミュレータ本体(20)を制御するためのコントロール・
ボックス(25)を構成しているものは、所要のドプラ周波
数信号をドプラ周波数発生器(11B)に供給するためのド
プラ・シミュレーション・スイッチ(25A)、適当な受信
レベル制御信号をアッテネータ(15B)に供給するための
受信信号レベル・スイッチ(25B)、および、後述の試験
対象(17)からのビーム・コード信号を受け入れて、適当
なビーム選択信号をビーム・セレクタ(11C)に供給する
ためのビーム制御スイッチ(25C)である。更に、前述さ
れた従来例の場合と同様に、(17)は試験対象としてのド
プラ・レーダであって、マイクロ波の送信用アンテナ(1
8)および受信用アンテナ(19)が設けられており、また、
その出力端(17A)からは、ビーム・コード信号が前述の
ビーム制御スイッチ(25C)に加えられるようにされてお
り、前記試験対象(17)がＦＭ−ＣＷ方式のドプラ・レー
ダであるときには、所定の同期信号がコントロール・ボ
ックス(25)を経由してドプラ周波数発生器(11B)に加わ
るようにされている。

第３図は、上記第２図のものにおける各部の波形例示図
である。ここに、第３図(A)に示されている波形は、試
験対象(17)がＦＭ−ＣＷ方式のドプラ・レーダであると
きの、送信用アンテナ(18)からＲＦドプラ・シミュレー
タ本体(20)側の受信用アンテナ(16A)に対して入力され
る信号の波形である。ここで、FCは送信されたマイクロ
波の搬送波周波数であり、また、FC＋FMおよびFC−FM
は、FCを中心とした両側波帯信号の周波数スペクトラム
である。なお、ここでは、図面の作製を簡単にするため
に、FM変調指数＝2.4として、第１側波帯だけが表示さ
れている。そして、第３図(B)に示されている波形は、
ドプラ・シミュレーション信号発生器(11)におけるビー
ム・セレクタ(11C)からの出力信号の波形である。ここ
で、上部（イ）に示されている波形は、試験対象(17)が
前方に移動したときのオーディオ周波数におけるドプラ
・シフトを表わすものであり、また、下部（ロ）に示さ
れている波形は、前記試験対象(17)が後方に移動したと
きのドプラ・シフトを表わすものである。なお、FDはド
プラ・シミュレーション信号発生器(11)から出されるド
プラ・シミュレーション信号の周波数であって、これに
より、前記試験対象(17)からコントロール・ボックス(2
5)を経由して供給されるFM信号にFDが重畳されたＳＳＢ
スペクトラム周波数が形成されることが示されている。
第３図(C)に示されている波形は、前記第３図(A)におけ
る周波数を第３図(B)における周波数で変調した結果と
しての、ＳＳＢスペクトラム周波数のものである。そし
て、この波形は、ＲＦドプラ・シミュレータ本体(20)側
の送信用アンテナ(16B)から、試験対象(17)における受
信用アンテナ(19)に対する出力信号の波形である。ここ
で、上部（イ）に示されている波形は、試験対象(17)が
前方に移動したときのＲＦドプラ・シミュレーション信
号であり、また、下部（ロ）に示されている波形は、前
記試験対象(17)が後方に移動したときのＲＦドプラ・シ
ミュレーション信号である。なお、実際に試験のために
使用される波形は、上部（イ）の場合にはFC＋FDであ
り、また、下部（ロ）の場合にはFC−FDである。

なお、試験対象(17)がＣＷ方式のドプラ・レーダである
ときには、前述のFM信号をこの試験対象(17)から供給す
る必要はない。従って、第３図のスペクトル説明図にお
いて、FM信号成分を取り除いて、FCおよびFDの関係につ
いて考慮すればよい。

第４図は、上記実施例において、試験対象にされている
ドプラ・レーダの一般的な構成を示すブロック図であ
る。この第４図で示されているように、所定のアンテナ
(41)、送受信機(42)、周波数追跡器(43)および適当な指
示器(44)によって所要のドプラ・レーダ(40)が構成され
ている。そして、周波数追跡器(43)から得られる対地速
度および偏流角は、指示器(44)によって指示されるとと
もに、所定の航法計算機（図示されない）にも送られ
て、所要の処理が施されることになる。

第５図は、航空機に搭載されたドプラ・レーダから放射
されるマイクロ波ビームの配置例示図である。ここで、
第５図(a)の例示図は、航空機(51)から発せられた４本
のペンシル・ビーム(B1)〜(B4)が、当該航空機(51)に対
してＸ字状に配置された場合を示すものである。第５図
(b)の例示図は、航空機(51)から発せられた３本のペン
シル・ビーム(B1)〜(B3)が、当該航空機(51)に対してλ
字状に配置された場合を示すものである。

第６図は、上記第５図における第５図(a)の４本ビーム
による場合の動作の説明図である。この第６図におい
て、航空機(51)からの４本のビーム(B1)〜(B4)に対応す
るドプラ周波数は、それぞれに(FD1)〜(FD4)として示さ
れている。

これら４個のドプラ周波数は、航空機の３軸移動に対し
て、下記のように、機首速度(VH)、偏流速度(VD)および
垂直速度(VZ)の関数として表現することができる。

まず、機首速度(VH)は：ＶＨ＝K₁(FD1-FD4)/2…(1) または、ＶＨ＝K₁(FD2-FD3)/2…(2) 次に、偏流速度(VD)は：ＶＤ＝K₂(FD2-FD1)/2…(3) または、ＶＤ＝K₂(FD3-FD4)/2…(4) そして、垂直速度(VZ)は：ＶＺ＝K₃(FD1+FD3)/2…(5) または、ＶＺ＝K₃(FD2+FD4)/2…(6) ただし、Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３は所定の係数である。

従って、対地速度(GS)および偏流角(DA)は、それぞれに
下記の式で求めることができる。

ＤＡ＝tan^-1(VD/VH)…(8) また、第５図(a)における４本ビームのドプラ・レーダ
の場合には、更に下記の式が成立する。

まず、機首速度(VHA)については、(1)式および(2)式間
の平均値をとって、次のようになる。

ＶＨＡ＝(K₁/2)・{(FD1-FD4)+(FD2-FD3)}/2…(9) 次に、偏流速度(VDA)については、(3)式および(4)式間
の平均値をとって、次のようになる。

ＶＤＡ＝(K₂/2)・{(FD2-FD1)+(FD3-FD4)}/2…(10) そして、垂直速度(VZA)については、(5)式および(6)式
間の平均値をとって、次のようになる。

ＶＺＡ＝(K₃/2)・{(FD1+FD3)+(FD2+FD4)}/2…(11) そして、第５図(b)における３本ビームのドプラ・レー
ダの場合には、下記の諸式に基づいてFD1からFD3までの
ドプラ周波数を設定することにより、所望の３軸速度を
発生させることができる。

ＶＨ＝K₁(FD1-FD3)…(12) ＶＤ＝K₂(FD2-FD1)…(13) ＶＺ＝K₃(FD2+FD3)…(14) 第７図は、上記第６図の動作説明のための波形例示図で
ある。この第７図において、B1〜B4は４本のビーム(B1)
〜(B4)が順次に放射される態様を示すものであり、ま
た、Tは共通の時間軸を示すものである。いま、時点t1
において１本目のビーム(B1)が放射されたものとする。
この時点では、(B1)以外のビームは放射されていない。
次の時点t2においては２本目のビーム(B2)が放射され
て、前記１本目のビーム(B1)を含む他のビームは放射さ
れないことになる。以下同様にして、ある任意の時点に
おいては、４本のビームの中のいずれか１本だけが放射
されることになる。

第８図は、試験対象が航空機に搭載された状態での試験
態様の説明図である。この第８図において、試験対象(1
7)としてのドプラ・レーダが駐機中の航空機(51)の底面
に設けられており、コントロール・ボックス(25)と接続
された可搬型のＲＦドプラ・シミュレータ本体(20)が、
試験対象(17)と対向するように配置されている。

第９図は、試験対象が航空機から取り外された状態での
試験態様の説明図である。この第９図においては、試験
対象(17)としてのドプラ・レーダが航空機から取り外さ
れて、所定の修理工場等に移送された場合の試験の態様
が示されており、この試験対象(17)とコントロール・ボ
ックス(25)と接続された可搬型のＲＦドプラ・シミュレ
ータ本体(20)との対向の仕方は、前記第８図の場合と同
様である。

［考案の効果］以上説明されたように、この考案に係る可搬型電子変調
方式ＲＦドプラ・シミュレータは：ドプラ・シミュレー
ション信号発生器、９０度移相器、ＳＳＢ変調器、およ
び、送信用・受信用アンテナ、からなるものであって、
前記ドプラ・シミュレーション信号発生器からの所定の
周波数のドプラ・シミュレーション信号と試験対象とし
てのドプラ・レーダからの所定の周波数のマイクロ波信
号との間で所要の変調を施し、その結果としての信号が
前記試験対象に対して放射するようにされており、ま
た、可搬型にされていることから、その取り扱いが容易
であるとともに、例えば、試験対象が航空機に搭載され
ているようなときでも、これを取り外すことなく、所要
の試験を簡単に行うことができるという効果を奏せられ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の実施例であるＲＦドプラ・シミュ
レータを示す概略構成図、第２図は、上記実施例の詳細
な例示図、第３図は、上記第２図における各部の波形例
示図、第４図は、典型的なドプラ・レーダを示す概略構
成図、第５図は、航空機に搭載されたドプラ・レーダか
ら放射されるマイクロ波ビームの例示図、第６図は、上
記第５図における４本ビームによる動作の説明図、第７
図は、上記第６図の動作説明のための波形例示図、第８
図は、試験対象が航空機に搭載された状態での試験態様
の説明図、第９図は、試験対象が航空機から取り外され
た状態での試験態様の説明図、第１０図は、第１の従来
例の概略構成図、第１１図は、第２の従来例の概略構成
図である。 (11)はドプラ・シミュレーション信号発生器、 (12)は９０度移位相器、 (13)はＳＳＢ変調器、 (14)はサーキュレータ、 (15)はアッテネータ、 (16)は送受信用アンテナ、 (16A)は受信用アンテナ、 (16B)は送信用アンテナ。なお、図面中での同一記号が付されたものは、同一また
は類似のものである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ドプラ・シミュレーション信号発生器、９０度移相器、ＳＳＢ変調器、および送信用・受信用アンテナ、からなる可搬型電子変調方式ＲＦドプラ・シミュレータ
であって、前記ドプラ・シミュレーション信号発生器からの所定の
周波数のドプラ・シミュレーション信号と試験対象とし
てのドプラ・レーダからの所定の周波数のマイクロ波信
号との間で所要の変調を施し、その結果としての信号が
前記試験対象に対して放射されることを特徴とする、可
搬型電子変調方式ＲＦドプラ・シミュレータ。