JPH10104352A - ドップラ信号用トランスポンダ - Google Patents
ドップラ信号用トランスポンダInfo
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- JPH10104352A JPH10104352A JP8255984A JP25598496A JPH10104352A JP H10104352 A JPH10104352 A JP H10104352A JP 8255984 A JP8255984 A JP 8255984A JP 25598496 A JP25598496 A JP 25598496A JP H10104352 A JPH10104352 A JP H10104352A
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- wave
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 無指向性の波動を放射して、複数の各移動体
についてのドップラシフト周波数が測定できる電子装
置。 【解決手段】 前記移動体に搭載されるドップラ信号用
トランスポンダ１０であって、特定周波数帯の波動を受
波する受信アンテナ１１と、受信アンテナ１１と増幅器
１５の間の回路を通常は閉とし、送信器１７の動作時間
を含む所定のタイミングに前記回路を開とするスイッチ
１８と、スイッチ１８を介した入力信号を線形増幅して
出力する増幅器１５と、増幅器１５の出力を所定時間遅
延させて出力する遅延回路１６と、遅延回路１６の出力
を線形増幅し送信する送信器１７と、送信器１７の出力
を前記受波した波動と同一波形の遅延された信号として
送波する送信アンテナ１２とを備えたもの。
についてのドップラシフト周波数が測定できる電子装
置。 【解決手段】 前記移動体に搭載されるドップラ信号用
トランスポンダ１０であって、特定周波数帯の波動を受
波する受信アンテナ１１と、受信アンテナ１１と増幅器
１５の間の回路を通常は閉とし、送信器１７の動作時間
を含む所定のタイミングに前記回路を開とするスイッチ
１８と、スイッチ１８を介した入力信号を線形増幅して
出力する増幅器１５と、増幅器１５の出力を所定時間遅
延させて出力する遅延回路１６と、遅延回路１６の出力
を線形増幅し送信する送信器１７と、送信器１７の出力
を前記受波した波動と同一波形の遅延された信号として
送波する送信アンテナ１２とを備えたもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の移動状況
を検出可能とするため移動体に搭載されるドップラ信号
用トランスポンダに関するものである。
を検出可能とするため移動体に搭載されるドップラ信号
用トランスポンダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、観測地点から所定周波数の電波又
は音波を放射し、移動体から反射されてきた前記波動信
号のドップラシフト周波数を測定し、前記移動体の観測
地点に対する相対速度を検出する技術は広く知られてい
る。例えばパルスドップラレーダは、移動物標について
のドップラシフト周波数を測定し、該当物標のレーダに
対する相対速度を検出できるようにしたレーダである。
は音波を放射し、移動体から反射されてきた前記波動信
号のドップラシフト周波数を測定し、前記移動体の観測
地点に対する相対速度を検出する技術は広く知られてい
る。例えばパルスドップラレーダは、移動物標について
のドップラシフト周波数を測定し、該当物標のレーダに
対する相対速度を検出できるようにしたレーダである。
【０００３】しかしレーダ受信アンテナで受信される反
射波の電力は、レーダと物標間の距離をＲとすると、レ
ーダの送信電力に対してＲの４乗に反比例して減少した
ものとなるから（例えば、電子情報通信学会編、レーダ
技術、昭和５９年１月、電子情報学会、ｐ．３〜４を参
照）、通常のレーダにおいては、送信アンテナからある
特定の方向にエネルギーを集中して放射できるように、
ビーム指向特性の鋭い（即ちビーム幅の狭い）特性を有
するアンテナが使用されている。従って、レーダがある
移動物標についてドップラシフト周波数の測定を連続的
に行うには、送受信アンテナを常に該当物標の存在する
方向に向けておく必要があり、また送受信アンテナを連
続的に回転させる場合には、アンテナの回転周期毎に、
放射ビームが該当物標を照射している時間だけしか測定
ができなかった。
射波の電力は、レーダと物標間の距離をＲとすると、レ
ーダの送信電力に対してＲの４乗に反比例して減少した
ものとなるから（例えば、電子情報通信学会編、レーダ
技術、昭和５９年１月、電子情報学会、ｐ．３〜４を参
照）、通常のレーダにおいては、送信アンテナからある
特定の方向にエネルギーを集中して放射できるように、
ビーム指向特性の鋭い（即ちビーム幅の狭い）特性を有
するアンテナが使用されている。従って、レーダがある
移動物標についてドップラシフト周波数の測定を連続的
に行うには、送受信アンテナを常に該当物標の存在する
方向に向けておく必要があり、また送受信アンテナを連
続的に回転させる場合には、アンテナの回転周期毎に、
放射ビームが該当物標を照射している時間だけしか測定
ができなかった。
【０００４】また移動物標にレーダ電波を反射する反射
器を搭載させ、物標からの反射電力を増加させる方法も
あるが、レーダから距離Ｒにある物標の受信電力は、レ
ーダの送信電力に対して、既にＲの２乗に反比例して減
少しているものであるから、反射器を搭載させた場合で
も、遠距離の移動物標から十分な受信電力を得るために
は、レーダ送信出力をきわめて大電力にする必要があっ
た。従って、無指向特性の送受信アンテナを用いて、３
６０度のすべての方位に電波を放射すると、移動物標か
ら反射してくる受信電力が小さくなり過ぎ、従来は、遠
距離の移動物標についてのドップラシフト周波数の測定
はできなかった。
器を搭載させ、物標からの反射電力を増加させる方法も
あるが、レーダから距離Ｒにある物標の受信電力は、レ
ーダの送信電力に対して、既にＲの２乗に反比例して減
少しているものであるから、反射器を搭載させた場合で
も、遠距離の移動物標から十分な受信電力を得るために
は、レーダ送信出力をきわめて大電力にする必要があっ
た。従って、無指向特性の送受信アンテナを用いて、３
６０度のすべての方位に電波を放射すると、移動物標か
ら反射してくる受信電力が小さくなり過ぎ、従来は、遠
距離の移動物標についてのドップラシフト周波数の測定
はできなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、電波等
を用いて移動物標から反射されてきた受波信号からその
ドップラシフト周波数を測定する従来技術では、送信ア
ンテナから狭いビーム幅の電波を放射するので、移動物
標の位置があらかじめ既知の場合にはその方向に送受信
アンテナを向ければよいが、そうでない場合には送受信
アンテナを連続的に回転させるしか方法がなかった。ま
たドップラシフト周波数を測定したい移動物標が複数個
あって、それぞれ異なる方位に存在する場合には、同時
に複数の移動物標についての測定はできないという問題
があり、さらに送受信アンテナを連続的に回転させる場
合には、各移動物標についての測定は、アンテナの回転
周期毎の短時間しかできないので、レーダアンテナの回
転周期よりも短い周期で各物標を測定し、それぞれの移
動情報をほぼ連続的に取得することができないという問
題があった。
を用いて移動物標から反射されてきた受波信号からその
ドップラシフト周波数を測定する従来技術では、送信ア
ンテナから狭いビーム幅の電波を放射するので、移動物
標の位置があらかじめ既知の場合にはその方向に送受信
アンテナを向ければよいが、そうでない場合には送受信
アンテナを連続的に回転させるしか方法がなかった。ま
たドップラシフト周波数を測定したい移動物標が複数個
あって、それぞれ異なる方位に存在する場合には、同時
に複数の移動物標についての測定はできないという問題
があり、さらに送受信アンテナを連続的に回転させる場
合には、各移動物標についての測定は、アンテナの回転
周期毎の短時間しかできないので、レーダアンテナの回
転周期よりも短い周期で各物標を測定し、それぞれの移
動情報をほぼ連続的に取得することができないという問
題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るドップラ信
号用トランスポンダは、移動体の観測地点に対する相対
速度を検出可能とするため前記移動体に搭載されるドッ
プラ信号用トランスポンダにおいて、特定周波数帯にお
ける電磁波又は音響波を受波し電気信号として出力する
受波手段と、前記受波手段の出力端と増幅手段の入力端
の間の回路を、通常は閉とし、受波手段に最初に受波信
号が得られてから第１の所定時間が経過すると第２の所
定時間だけ前記回路を開とするスイッチ手段と、前記受
波手段からスイッチ手段を介して入力された電気信号を
線形増幅して出力する増幅手段と、前記増幅手段からの
被増幅信号を前記第１の所定時間よりやや長い第３の所
定時間遅延させて出力する遅延手段と、前記遅延手段の
出力する被遅延信号を線形増幅し送信信号として出力す
る送信手段と、前記送信手段からの出力信号を前記受波
手段が受波した電磁波又は音響波と同一波形で前記第３
の所定時間だけ遅延された信号として送波する送波手段
とを備えたものである。その結果、観測地点から無指向
性の電磁波又は音響波を短い繰返周期でほぼ連続的に送
波し、複数の各移動体に搭載されたドップラ信号用トラ
ンスポンダからの応答波を受波し、各移動体についての
連続的な移動状況を知ることができる。
号用トランスポンダは、移動体の観測地点に対する相対
速度を検出可能とするため前記移動体に搭載されるドッ
プラ信号用トランスポンダにおいて、特定周波数帯にお
ける電磁波又は音響波を受波し電気信号として出力する
受波手段と、前記受波手段の出力端と増幅手段の入力端
の間の回路を、通常は閉とし、受波手段に最初に受波信
号が得られてから第１の所定時間が経過すると第２の所
定時間だけ前記回路を開とするスイッチ手段と、前記受
波手段からスイッチ手段を介して入力された電気信号を
線形増幅して出力する増幅手段と、前記増幅手段からの
被増幅信号を前記第１の所定時間よりやや長い第３の所
定時間遅延させて出力する遅延手段と、前記遅延手段の
出力する被遅延信号を線形増幅し送信信号として出力す
る送信手段と、前記送信手段からの出力信号を前記受波
手段が受波した電磁波又は音響波と同一波形で前記第３
の所定時間だけ遅延された信号として送波する送波手段
とを備えたものである。その結果、観測地点から無指向
性の電磁波又は音響波を短い繰返周期でほぼ連続的に送
波し、複数の各移動体に搭載されたドップラ信号用トラ
ンスポンダからの応答波を受波し、各移動体についての
連続的な移動状況を知ることができる。
【０００７】
実施形態１．図１は本発明の実施形態１に係るドップラ
信号用トランスポンダの構成を示す図である。図１にお
いて、１０は移動体に搭載されるドップラ信号用トラン
スポンダであり、受信アンテナ１１、送信アンテナ１
２、増幅器１５、遅延回路１６、送信器１７及びスイッ
チ１８により構成される。また２０は観測地点に設置さ
れるドップラ測定用送受信機であり、この例において
は、ＵＨＦは又はＶＨＦの特定周波数（例えば３００Ｍ
Ｈｚ）の電波の送受信を行い、移動体からのドップラシ
フト周波数を測定するものである。
信号用トランスポンダの構成を示す図である。図１にお
いて、１０は移動体に搭載されるドップラ信号用トラン
スポンダであり、受信アンテナ１１、送信アンテナ１
２、増幅器１５、遅延回路１６、送信器１７及びスイッ
チ１８により構成される。また２０は観測地点に設置さ
れるドップラ測定用送受信機であり、この例において
は、ＵＨＦは又はＶＨＦの特定周波数（例えば３００Ｍ
Ｈｚ）の電波の送受信を行い、移動体からのドップラシ
フト周波数を測定するものである。
【０００８】図３は図１，２の動作を説明する共用のタ
イミングチャートであり、図３を参照し、図１の動作を
説明する。図１のスイッチ１８は、受信アンテナ１１の
出力端と増幅器１５の入力端の間の回路を通常は閉と
し、ドップラ信号用トランスポンダ１０の送信アンテナ
１２から送信される電波が自己の受信アンテナ１１を介
して直接増幅器１５に入力されないように後述する所定
のタイミングだけ前記回路を開とするものである。
イミングチャートであり、図３を参照し、図１の動作を
説明する。図１のスイッチ１８は、受信アンテナ１１の
出力端と増幅器１５の入力端の間の回路を通常は閉と
し、ドップラ信号用トランスポンダ１０の送信アンテナ
１２から送信される電波が自己の受信アンテナ１１を介
して直接増幅器１５に入力されないように後述する所定
のタイミングだけ前記回路を開とするものである。
【０００９】この例においては、ドップラ測定用送受信
機２０は、無指向特性の送信アンテナ（図示せず）か
ら、特定周波数がＦ（例えば３００ＭＨｚ）で、パルス
幅がｔ0 （例えば０．５〜０．７μｓ）、繰返周期がＴ
（例えば０．３〜１ｍｓ）の電波を大気中のすべての方
位に放射する。移動体に搭載されたドップラ信号用トラ
ンスポンダ１０では、まず受信アンテナ（例えばロッド
アンテナ等）１１が、大気中を伝搬してきた前記特定周
波数Ｆを中心周波数としてその前後にΔＦ（例えば数Ｍ
Ｈｚ）の帯域幅を有する周波数帯における電波のみを受
信し、その受信信号（図３の（ａ）を参照）をスイッチ
１８を介して増幅器１５へ供給する。
機２０は、無指向特性の送信アンテナ（図示せず）か
ら、特定周波数がＦ（例えば３００ＭＨｚ）で、パルス
幅がｔ0 （例えば０．５〜０．７μｓ）、繰返周期がＴ
（例えば０．３〜１ｍｓ）の電波を大気中のすべての方
位に放射する。移動体に搭載されたドップラ信号用トラ
ンスポンダ１０では、まず受信アンテナ（例えばロッド
アンテナ等）１１が、大気中を伝搬してきた前記特定周
波数Ｆを中心周波数としてその前後にΔＦ（例えば数Ｍ
Ｈｚ）の帯域幅を有する周波数帯における電波のみを受
信し、その受信信号（図３の（ａ）を参照）をスイッチ
１８を介して増幅器１５へ供給する。
【００１０】また上記特定の周波数帯の受信信号のみを
出力できるように、前記Ｆを中心周波数とする狭帯域通
過フィルタ等を受信アンテナ１１の出力側に設けるよう
にしてもよい。スイッチ１８は、受信アンテナ１１の出
力端に最初に受信信号が得られてから予め設定された第
１の所定時間ｔ1 （この例では１μｓ、図３の（ｂ）を
参照）が経過すると、予め設定された第２の所定時間ｔ
2 （この例では２μｓ、図３の（ｃ）を参照）だけ、前
記受信アンテナ１１の出力端と増幅器１５の入力端の間
の回路を開とする。そして前記第１の所定時間ｔ1 の間
に、受信アンテナ１１によって受信された信号はスイッ
チ１８を介して増幅器１５へ供給される。
出力できるように、前記Ｆを中心周波数とする狭帯域通
過フィルタ等を受信アンテナ１１の出力側に設けるよう
にしてもよい。スイッチ１８は、受信アンテナ１１の出
力端に最初に受信信号が得られてから予め設定された第
１の所定時間ｔ1 （この例では１μｓ、図３の（ｂ）を
参照）が経過すると、予め設定された第２の所定時間ｔ
2 （この例では２μｓ、図３の（ｃ）を参照）だけ、前
記受信アンテナ１１の出力端と増幅器１５の入力端の間
の回路を開とする。そして前記第１の所定時間ｔ1 の間
に、受信アンテナ１１によって受信された信号はスイッ
チ１８を介して増幅器１５へ供給される。
【００１１】増幅器１５は、線形増幅器であり、入出力
信号間の振幅に比例関係が成立する。そしてこの比例定
数は、入力信号の大きさが変化してもまた周波数が多少
変化しても、所定の範囲にわたり一様な値を有するもの
である。従って入力信号の波形を歪ませたり、周波数や
位相を変化させたりすることがなく、入力信号を線形増
幅して出力するものである。増幅器１５の出力する被増
幅信号（図３の（ｄ）を参照）は、遅延回路１６へ供給
される。
信号間の振幅に比例関係が成立する。そしてこの比例定
数は、入力信号の大きさが変化してもまた周波数が多少
変化しても、所定の範囲にわたり一様な値を有するもの
である。従って入力信号の波形を歪ませたり、周波数や
位相を変化させたりすることがなく、入力信号を線形増
幅して出力するものである。増幅器１５の出力する被増
幅信号（図３の（ｄ）を参照）は、遅延回路１６へ供給
される。
【００１２】遅延回路１６は、増幅器１５からの入力信
号を予め設定された第３の所定時間ｔ3 （この例では
１．５μｓとする）だけ遅延させ、この被遅延信号を送
信器１７へ供給する（図３の（ｅ）を参照）。ここで図
３の（ｅ）に示す被遅延信号は、上記第２の所定時間ｔ
2 の範囲内に存在することが必要である。このため前記
第１，第２及び第３の所定時間ｔ1 ，ｔ2 及びｔ3 は次
の（１）〜（３）式を満足するように設定される。 ｔ1 ＞ｔ0 …（１） ｔ3 ＞ｔ1 …（２） （ｔ1 ＋ｔ2 ）＞（ｔ3 ＋ｔ0 ） …（３）
号を予め設定された第３の所定時間ｔ3 （この例では
１．５μｓとする）だけ遅延させ、この被遅延信号を送
信器１７へ供給する（図３の（ｅ）を参照）。ここで図
３の（ｅ）に示す被遅延信号は、上記第２の所定時間ｔ
2 の範囲内に存在することが必要である。このため前記
第１，第２及び第３の所定時間ｔ1 ，ｔ2 及びｔ3 は次
の（１）〜（３）式を満足するように設定される。 ｔ1 ＞ｔ0 …（１） ｔ3 ＞ｔ1 …（２） （ｔ1 ＋ｔ2 ）＞（ｔ3 ＋ｔ0 ） …（３）
【００１３】なお、ここで遅延回路１６を設ける理由
は、移動体に照射され直接反射される電波と、トランス
ポンダから送信する電波との間に時間的な差をτだけ設
けるためと、前記ドップラ信号用トランスポンダ１０か
ら送信した電波が自己の受信アンテナ１１を介して直接
増幅器１５に入力されないようにするためである。
は、移動体に照射され直接反射される電波と、トランス
ポンダから送信する電波との間に時間的な差をτだけ設
けるためと、前記ドップラ信号用トランスポンダ１０か
ら送信した電波が自己の受信アンテナ１１を介して直接
増幅器１５に入力されないようにするためである。
【００１４】遅延回路１６の出力信号は送信器１７に供
給され、送信器１７では、入力信号を線形増幅し、所要
電力の送信信号として送信アンテナ１２へ供給する。送
信アンテナ１２は、送信器１７からの送信信号を、受信
アンテナ１１で受波した電波信号と波形、周波数、位相
は同一で、単に信号の大きさのみが線形増幅された電波
信号として大気中に放射する。ここで移動体からドップ
ラ測定用送受信機２０の方位が既知の場合には、送信ア
ンテナ１２には、指向特性を有するアンンテナを使用す
ることができるが、そうでない場合には、無指向特性の
ロッドアンテナ等を使用する。
給され、送信器１７では、入力信号を線形増幅し、所要
電力の送信信号として送信アンテナ１２へ供給する。送
信アンテナ１２は、送信器１７からの送信信号を、受信
アンテナ１１で受波した電波信号と波形、周波数、位相
は同一で、単に信号の大きさのみが線形増幅された電波
信号として大気中に放射する。ここで移動体からドップ
ラ測定用送受信機２０の方位が既知の場合には、送信ア
ンテナ１２には、指向特性を有するアンンテナを使用す
ることができるが、そうでない場合には、無指向特性の
ロッドアンテナ等を使用する。
【００１５】ドップラ測定用送受信機２０は、自己の送
信電波が移動体に照射され、この移動体から直接反射さ
れてくる電波の受信電力が小さくて、その受信周波数を
測定できなくとも、時間ｔ3 だけ遅延してドップラ信号
用トランスポンダ１０から送信されてくる電波の受信電
力は十分に大きいので、その受信周波数Ｆｄを測定する
ことができる。そしてこの受信周波数Ｆｄは、ドップラ
効果によって周波数偏移を生じているものである。従っ
てドップラ測定用送受信機２０は、自己の送信周波数を
Ｆ、移動体に搭載されたドップラ信号用トランスポンダ
１０から送信され、大気中を伝搬してきた信号の受信周
波数をＦｄ、移動体の観測地点に対する直線方向の相対
速度をＶｒ、電波の伝搬速度をＣとすると、次の（４）
式からＶｒを求めることができる。 Ｖｒ＝Ｃ・Ｆｄ／２Ｆ …（４）
信電波が移動体に照射され、この移動体から直接反射さ
れてくる電波の受信電力が小さくて、その受信周波数を
測定できなくとも、時間ｔ3 だけ遅延してドップラ信号
用トランスポンダ１０から送信されてくる電波の受信電
力は十分に大きいので、その受信周波数Ｆｄを測定する
ことができる。そしてこの受信周波数Ｆｄは、ドップラ
効果によって周波数偏移を生じているものである。従っ
てドップラ測定用送受信機２０は、自己の送信周波数を
Ｆ、移動体に搭載されたドップラ信号用トランスポンダ
１０から送信され、大気中を伝搬してきた信号の受信周
波数をＦｄ、移動体の観測地点に対する直線方向の相対
速度をＶｒ、電波の伝搬速度をＣとすると、次の（４）
式からＶｒを求めることができる。 Ｖｒ＝Ｃ・Ｆｄ／２Ｆ …（４）
【００１６】実施形態２．図２は本発明の実施形態２に
係るドップラ信号用トランスポンダの構成を示す図であ
る。図２のドップラ信号用トランスポンダ１０Ａは、図
１のドップラ信号用トランスポンダ１０の受信アンテナ
１１及び送信アンテナ１２の代りに、送受信アンテナ１
３及び切換器１４を設けたものである。即ち送受信アン
テナ１３は、受信アンテナ１１と送信アンテナ１２の２
つの機能を有するものであり、切換器１４は、送受信ア
ンテナ１３が受信アンテナとして使用されるか、または
送信アンテナとして使用されるかによって、送受信アン
テナ１３の電気信号入出力端を、増幅器１５の入力端ま
たは送信器１７の出力端に切換接続を行うものである。
係るドップラ信号用トランスポンダの構成を示す図であ
る。図２のドップラ信号用トランスポンダ１０Ａは、図
１のドップラ信号用トランスポンダ１０の受信アンテナ
１１及び送信アンテナ１２の代りに、送受信アンテナ１
３及び切換器１４を設けたものである。即ち送受信アン
テナ１３は、受信アンテナ１１と送信アンテナ１２の２
つの機能を有するものであり、切換器１４は、送受信ア
ンテナ１３が受信アンテナとして使用されるか、または
送信アンテナとして使用されるかによって、送受信アン
テナ１３の電気信号入出力端を、増幅器１５の入力端ま
たは送信器１７の出力端に切換接続を行うものである。
【００１７】図３は図２の動作をも説明する共用のタイ
ミングチャートであり、図３を参照し図２の動作を説明
する。まず切換器１４は、通常は、送受信アンテナ１３
の電気信号入出力端を増幅器１５の入力端に接続させて
いる。従って送信器１７の出力端は開放されている。こ
の状態のときに、ドップラ測定用送受信機２０は、図１
の場合と同様に、周波数Ｆ（この例では３００ＭＨ
ｚ）、パルス幅ｔ0 （この例では０．５〜０．７μ
ｓ）、繰返周期Ｔ（この例では０．３〜１ｍｓ）の電波
をすべての方位に放射する。ドップラ信号用トランスポ
ンダ１０Ａ内の送受信アンテナ１３が、大気中を伝搬し
てまた上記電波を受信し、この受信信号（図３の（ａ）
を参照）を切換器１４を介して増幅器１５の入力端へ供
給する。
ミングチャートであり、図３を参照し図２の動作を説明
する。まず切換器１４は、通常は、送受信アンテナ１３
の電気信号入出力端を増幅器１５の入力端に接続させて
いる。従って送信器１７の出力端は開放されている。こ
の状態のときに、ドップラ測定用送受信機２０は、図１
の場合と同様に、周波数Ｆ（この例では３００ＭＨ
ｚ）、パルス幅ｔ0 （この例では０．５〜０．７μ
ｓ）、繰返周期Ｔ（この例では０．３〜１ｍｓ）の電波
をすべての方位に放射する。ドップラ信号用トランスポ
ンダ１０Ａ内の送受信アンテナ１３が、大気中を伝搬し
てまた上記電波を受信し、この受信信号（図３の（ａ）
を参照）を切換器１４を介して増幅器１５の入力端へ供
給する。
【００１８】切換器１４は、送受信アンテナ１３の電気
信号入出力端に最初に受信信号が得られてから予め設定
された第１の所定時間ｔ1 （この例では１μｓ、図３の
（ｂ）を参照）が経過すると、予め設定された第２の所
定時間ｔ2 （この例では２μｓ、図３の（ｃ）を参照）
だけ前記送受信アンテナ１３の電気信号入出力端を送信
器１７の出力端に切換接続させる。そして前記第１の所
定時間ｔ1 の間に、送受信アンテナ１３から切換器１４
を介して増幅器１５へ供給された受信信号は、増幅器１
５によって図１の場合と同様に線形増幅され、この被増
幅信号（図３の（ｄ）を参照）は、遅延回路１６へ供給
される。
信号入出力端に最初に受信信号が得られてから予め設定
された第１の所定時間ｔ1 （この例では１μｓ、図３の
（ｂ）を参照）が経過すると、予め設定された第２の所
定時間ｔ2 （この例では２μｓ、図３の（ｃ）を参照）
だけ前記送受信アンテナ１３の電気信号入出力端を送信
器１７の出力端に切換接続させる。そして前記第１の所
定時間ｔ1 の間に、送受信アンテナ１３から切換器１４
を介して増幅器１５へ供給された受信信号は、増幅器１
５によって図１の場合と同様に線形増幅され、この被増
幅信号（図３の（ｄ）を参照）は、遅延回路１６へ供給
される。
【００１９】遅延回路１６は、増幅器１５からの入力信
号を予め設定された第３の所定時間ｔ3 （この例では
１．５μｓとする）だけ遅延させ、この被遅延信号を送
信器１７へ供給する（図３の（ｅ）を参照）。ここで図
３の（ｅ）に示す被遅延信号は、上記第２の所定時間ｔ
2 の範囲内に存在することが必要である。このため前記
第１，第２及び第３の所定時間ｔ1 ，ｔ2 及びｔ3 は前
記の（１）〜（３）式を満足するように設定される。
号を予め設定された第３の所定時間ｔ3 （この例では
１．５μｓとする）だけ遅延させ、この被遅延信号を送
信器１７へ供給する（図３の（ｅ）を参照）。ここで図
３の（ｅ）に示す被遅延信号は、上記第２の所定時間ｔ
2 の範囲内に存在することが必要である。このため前記
第１，第２及び第３の所定時間ｔ1 ，ｔ2 及びｔ3 は前
記の（１）〜（３）式を満足するように設定される。
【００２０】送信器１７は、図１の場合と同様に、入力
信号を線形増幅し、所定電力の送信信号として切換器１
４を介して送受信アンテナ１３の電気信号入出力端に供
給する（図３の（ｆ）を参照）。送受信アンテナ１３
は、送信器１７からの送信信号を、第３の所定時間ｔ3
だけ前に受波した電波信号と波形、周波数、位相は同一
で信号の大きさのみが異なる電波信号として大気中に放
射する。ドップラ測定用送受信機２０による受信及びド
ップラ周波数の測定動作は図１において説明した通りで
ある。
信号を線形増幅し、所定電力の送信信号として切換器１
４を介して送受信アンテナ１３の電気信号入出力端に供
給する（図３の（ｆ）を参照）。送受信アンテナ１３
は、送信器１７からの送信信号を、第３の所定時間ｔ3
だけ前に受波した電波信号と波形、周波数、位相は同一
で信号の大きさのみが異なる電波信号として大気中に放
射する。ドップラ測定用送受信機２０による受信及びド
ップラ周波数の測定動作は図１において説明した通りで
ある。
【００２１】実施形態３．図４は本発明の実施形態３に
係るドップラ信号用トランスポンダの適用例を示す図で
ある。実施形態１及び２においては、ドップラ測定用送
受信機２０は、ＵＨＦ又はＶＨＦ帯の電磁波を大気を媒
体として送受信する例を示したが、実施形態３において
は、観測船に搭載されたドップラ測定用送受波機４０
が、音響波を水を媒体とて送波し、水中移動体に搭載さ
れたドップラ信号用トランスポンダ３０から送波された
同一波形の音響応答波を受波することにより、送波周波
数と受波周波数との間のドップラシフト周波数を測定す
るものである。
係るドップラ信号用トランスポンダの適用例を示す図で
ある。実施形態１及び２においては、ドップラ測定用送
受信機２０は、ＵＨＦ又はＶＨＦ帯の電磁波を大気を媒
体として送受信する例を示したが、実施形態３において
は、観測船に搭載されたドップラ測定用送受波機４０
が、音響波を水を媒体とて送波し、水中移動体に搭載さ
れたドップラ信号用トランスポンダ３０から送波された
同一波形の音響応答波を受波することにより、送波周波
数と受波周波数との間のドップラシフト周波数を測定す
るものである。
【００２２】図４のドップラ測定用送受波機４０が、無
指向特性の送波器を用いてすべての方位に音響波を送波
する点は、図１及び図２の場合と同一であり、図１及び
図２の電磁波の代りに音響波を用いる点を除くと、図４
は図１と同様の動作を行う。なお、観測船に搭載される
ドップラ測定用送受波機４０が送波する音響波の周波
数、その送波出力、伝搬距離、深度、水温等を考慮し
て、例えば１ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲から選択す
る。一般に送波出力を大きくする場合とか深度が大きい
場合は、低周波帯が選択される。
指向特性の送波器を用いてすべての方位に音響波を送波
する点は、図１及び図２の場合と同一であり、図１及び
図２の電磁波の代りに音響波を用いる点を除くと、図４
は図１と同様の動作を行う。なお、観測船に搭載される
ドップラ測定用送受波機４０が送波する音響波の周波
数、その送波出力、伝搬距離、深度、水温等を考慮し
て、例えば１ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲から選択す
る。一般に送波出力を大きくする場合とか深度が大きい
場合は、低周波帯が選択される。
【００２３】一般に水中移動体は、視認することができ
ないので、例えば複数の観測船にそれぞれ搭載されたド
ップラ測定用送波機４０により同一の水中移動体に搭載
されたドップラ信号用トランスポンダ３０との間でそれ
ぞれ測定を行うと、各音波の送波時刻と応答波の受波時
刻との間の時間測定から各観測船から水中移動体までの
距離と水中移動体の速度が求められ、上記測定を短い周
期で連続的に行うことにより水中移動体の追尾を行うこ
とができる。
ないので、例えば複数の観測船にそれぞれ搭載されたド
ップラ測定用送波機４０により同一の水中移動体に搭載
されたドップラ信号用トランスポンダ３０との間でそれ
ぞれ測定を行うと、各音波の送波時刻と応答波の受波時
刻との間の時間測定から各観測船から水中移動体までの
距離と水中移動体の速度が求められ、上記測定を短い周
期で連続的に行うことにより水中移動体の追尾を行うこ
とができる。
【００２４】実施形態１，２及び３においては、移動す
る物標に到達した波動（電磁波又は音響波）の反射波を
直接用いる従来のドップラシフト周波数の測定方法に比
べ、きわめて小電力の波動を観測地点より送信すること
で、移動物標に搭載されたドップラ信号用トランスポン
ダからの送信波動を観測地点で観測することができる。
このことにより下記の効果が得られる。 （１）観測地点からの波動の放射は、従来の狭いビーム
幅に代えて、すべての方位に無指向性に放射することが
できる。従って観測地点からそれぞれ異なる方位に複数
の物標が存在する場合にも、複数の物標に搭載されたド
ップラ信号用トランスポンダからの応答波動を受信し、
それぞれのドップラ周波数を測定することができる。
る物標に到達した波動（電磁波又は音響波）の反射波を
直接用いる従来のドップラシフト周波数の測定方法に比
べ、きわめて小電力の波動を観測地点より送信すること
で、移動物標に搭載されたドップラ信号用トランスポン
ダからの送信波動を観測地点で観測することができる。
このことにより下記の効果が得られる。 （１）観測地点からの波動の放射は、従来の狭いビーム
幅に代えて、すべての方位に無指向性に放射することが
できる。従って観測地点からそれぞれ異なる方位に複数
の物標が存在する場合にも、複数の物標に搭載されたド
ップラ信号用トランスポンダからの応答波動を受信し、
それぞれのドップラ周波数を測定することができる。
【００２５】（２）また観測地点から無指向性放射器に
より波動を繰返しすべての方位に放射できるので、同一
物標についての測定が観測地点からの波動放射周期毎に
可能となり、従来のアンテナを回転させ、アンテナビー
ムが該当物標を照射しているときのみに測定が可能とな
る方式に比較し、測定回数が格段に増加し、ほぼ連続的
とみなされる短い周期毎に各物標についての測定が可能
となる。 （３）複数の各物標に対して、波動放射時刻から応答波
の受波時刻までの時間を計測すると、観測地点から各物
標までの距離が求まるので、複数の観測地点を設けるこ
とにより各物標の位置を求めることができる。 （４）また複数の観測地点からの測定を短い周期でほぼ
連続的に行うことにより、複数の各物標についての連続
的な移動状況を知ることができる。
より波動を繰返しすべての方位に放射できるので、同一
物標についての測定が観測地点からの波動放射周期毎に
可能となり、従来のアンテナを回転させ、アンテナビー
ムが該当物標を照射しているときのみに測定が可能とな
る方式に比較し、測定回数が格段に増加し、ほぼ連続的
とみなされる短い周期毎に各物標についての測定が可能
となる。 （３）複数の各物標に対して、波動放射時刻から応答波
の受波時刻までの時間を計測すると、観測地点から各物
標までの距離が求まるので、複数の観測地点を設けるこ
とにより各物標の位置を求めることができる。 （４）また複数の観測地点からの測定を短い周期でほぼ
連続的に行うことにより、複数の各物標についての連続
的な移動状況を知ることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、移動体の
観測地点に対する相対速度を検出可能とするため前記移
動体に搭載されるドップラ信号用トランスポンダにおい
て、特定周波数帯における電磁波又は音響波を受波し電
気信号として出力する受波手段と、前記受波手段の出力
端と増幅手段の入力端の間の回路を、通常は閉とし、受
波手段に最初に受波信号が得られてから第１の所定時間
が経過すると第２の所定時間だけ前記回路を開とするス
イッチ手段と、前記受波手段からスイッチ手段を介して
入力された電気信号を線形増幅して出力する増幅手段
と、前記増幅手段からの被増幅信号を前記第１の所定時
間よりやや長い第３の所定時間遅延させて出力する遅延
手段と、前記遅延手段の出力する被遅延信号を線形増幅
し送信信号として出力する送信手段と、前記送信手段か
らの出力信号を前記受波手段が受波した電磁波又は音響
波と同一波形で前記第３の所定時間だけ遅延された信号
として送波する送波手段とを備えるようにしたので、観
測地点から無指向性の電磁波又は音響波を短い繰返周期
でほぼ連続的に送波し、複数の各移動体に搭載されたド
ップラ信号用トランスポンダからの応答波を受波し、各
移動体についての連続的な移動状況を知ることができる
効果がある。
観測地点に対する相対速度を検出可能とするため前記移
動体に搭載されるドップラ信号用トランスポンダにおい
て、特定周波数帯における電磁波又は音響波を受波し電
気信号として出力する受波手段と、前記受波手段の出力
端と増幅手段の入力端の間の回路を、通常は閉とし、受
波手段に最初に受波信号が得られてから第１の所定時間
が経過すると第２の所定時間だけ前記回路を開とするス
イッチ手段と、前記受波手段からスイッチ手段を介して
入力された電気信号を線形増幅して出力する増幅手段
と、前記増幅手段からの被増幅信号を前記第１の所定時
間よりやや長い第３の所定時間遅延させて出力する遅延
手段と、前記遅延手段の出力する被遅延信号を線形増幅
し送信信号として出力する送信手段と、前記送信手段か
らの出力信号を前記受波手段が受波した電磁波又は音響
波と同一波形で前記第３の所定時間だけ遅延された信号
として送波する送波手段とを備えるようにしたので、観
測地点から無指向性の電磁波又は音響波を短い繰返周期
でほぼ連続的に送波し、複数の各移動体に搭載されたド
ップラ信号用トランスポンダからの応答波を受波し、各
移動体についての連続的な移動状況を知ることができる
効果がある。
【図１】本発明の実施形態１に係るドップラ信号用トラ
ンスポンダの構成を示す図である。
ンスポンダの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態２に係るドップラ信号用トラ
ンスポンダの構成を示す図である。
ンスポンダの構成を示す図である。
【図３】図１，２の動作を説明するタイミングチャート
である。
である。
【図４】本発明の実施形態３に係るドップラ信号用トラ
ンスポンダの適用例を示す図である。
ンスポンダの適用例を示す図である。
１０，１０Ａ，３０ ドップラ信号用トランスポンダ １１ 受信アンテナ １２ 送信アンテナ １３ 送受信アンテナ １４ 切換器 １５ 増幅器 １６ 遅延回路 １７ 送信器 １８ スイッチ ２０ ドップラ測定用送受信機 ４０ ドップラ測定用送受波器
Claims (2)
- 【請求項１】 移動体の観測地点に対する相対速度を検
出可能とするため前記移動体に搭載されるドップラ信号
用トランスポンダにおいて、 特定周波数帯における電磁波又は音響波を受波し電気信
号として出力する受波手段と、 前記受波手段の出力端と増幅手段の入力端の間の回路
を、通常は閉とし、受波手段に最初に受波信号が得られ
てから第１の所定時間が経過すると第２の所定時間だけ
前記回路を開とするスイッチ手段と、 前記受波手段からスイッチ手段を介して入力された電気
信号を線形増幅して出力する増幅手段と、 前記増幅手段からの被増幅信号を前記第１の所定時間よ
りやや長い第３の所定時間遅延させて出力する遅延手段
と、 前記遅延手段の出力する被遅延信号を線形増幅し送信信
号として出力する送信手段と、 前記送信手段からの出力信号を前記受波手段が受波した
電磁波又は音響波と同一波形で前記第３の所定時間だけ
遅延された信号として送波する送波手段とを備えたこと
を特徴とするドップラ信号用トランスポンダ。 - 【請求項２】 移動体の観測地点に対する相対速度を検
出可能とするため前記移動体に搭載されるドップラ信号
用トランスポンダにおいて、 特定周波数帯における電磁波又は音響波を受波し電気信
号として出力すると共に、電気信号を入力して前記受波
した電磁波又は音響波と同一波形で第３の所定時間だけ
遅延された信号を送波する送受波手段と、 前記送受波手段の電気信号入出力端を通常は増幅手段の
入力端に接続させ、前記送受波手段の信号入出力端に最
初に受波信号が得られてから第１の所定時間が経過する
と第２の所定時間だけ前記送受波手段の電気信号入出力
端を送信手段の出力端に切換接続させる切換接続手段
と、 前記送受波手段から切換接続手段を介して自己の入力端
に供給された電気信号を線形増幅して出力する増幅手段
と、 前記増幅手段からの被増幅信号を前記第１の所定時間よ
りやや長い第３の所定時間遅延させて出力する遅延手段
と、 前記遅延手段の出力する被遅延信号を線形増幅し送信信
号として自己の出力端から前記切換接続手段を介して送
受波手段に供給する送信手段とを備えたことを特徴とす
るドップラ信号用トランスポンダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8255984A JPH10104352A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | ドップラ信号用トランスポンダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8255984A JPH10104352A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | ドップラ信号用トランスポンダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10104352A true JPH10104352A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17286299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8255984A Pending JPH10104352A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | ドップラ信号用トランスポンダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10104352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002513161A (ja) * | 1998-04-25 | 2002-05-08 | マルコニ キャスウェル リミテッド | 反射器回路 |
| KR101167308B1 (ko) * | 2004-06-21 | 2012-07-19 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 초음파 시스템의 제어 방법 및 자동 제어 초음파 시스템 |
-
1996
- 1996-09-27 JP JP8255984A patent/JPH10104352A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002513161A (ja) * | 1998-04-25 | 2002-05-08 | マルコニ キャスウェル リミテッド | 反射器回路 |
| KR101167308B1 (ko) * | 2004-06-21 | 2012-07-19 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 초음파 시스템의 제어 방법 및 자동 제어 초음파 시스템 |
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