JPS5830235Y2 - レ−ダソウチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は比較的短い警戒距離内に移動体が接近したこ
とを検知するレーダ装置に関するものである。

従来の一般的なレーダ装置では、所望の距離分解能によ
って定まる幅を有するパルス信号を発射し、この信号に
よる物標からの反射波を検出してその時間差より物標ま
での距離を測定するというものであった。

また、か・るレーダ装置では、固定物標のうしろにある
移動物標を検出するにはレンジゲートをスイープするな
ど複雑な処理回路を必要としていた。

従来のものは以上のようになっていたので装置規模が大
きくなり、近接警報を目的とするような簡易レーダでは
、実用性が薄いという問題があった。

この考案はこのような点にかんがみてなされたもので、
簡単な回路構成で警戒距離内にある移動物標を検出する
ことができるレーダ装置を提供するものである。

以下第１図に示すこの考案の一実施例について説明する
。

図において４は発振器であり、１Ｍ変調器３によってそ
の発振周波数を制御され、周波数ｆ １．継続時間τ１
の送信信号と、これに引続き周波数ｆ ２゜継続時間は
、繰返し時間Ｔよりτ１を引いた時間の局部発振信号を
発振する。

繰返し時間Ｔはトリガ発生器１によって制御される。

送信信号の大部分は、本例では、フランジ・タイプのミ
キサ５を通過してフィルタ６を通ってアンテナ７より放
射される。

発振器４で送信信号（周波数ｆ、）に引き続き発振した
局部発振信号（周波数ｆ２）はフィルタ６の効果により
、大部分ミキサ５に結合する。

物標より反射して来た信号は、アンテナ７で受けた後、
フィルタ６を通ってミキサ５で、局部発振信号と混合さ
れ、中間周波信号となる。

ミキサ５で得られた中間周波信号はプリアンプ８で増幅
された後、サンプリングホールド回路１０で、サンプリ
ングされかつスムージングされて、中間周波信号に含ま
れるドプラ信号成分を発生する。

９はサンプルホールド信号発生回路であリトリガ発生信
号により制御される。

２はＡＭ変調器で発振器４を間欠的に休止させる制御を
行うものである。

この時固定物標からの信号は、サンプリングしたとき直
流成分となり、ドプラアンプ１１で阻止され、検出され
ない。

ドプラアンプたとき、これにより、警報発生器１２で所
望の形態の警報を発生させ、物標の接近を知る。

次に上記実施例の動作につき、まず、距離判別機能を中
心に第２図の各部信号波形を用いて説明する。

第２図においてａはトリガ発生器１がら発せられるトリ
ガ信号であり、繰返し周期を決定する。

１＝０は基準時間である。

ｂは、１Ｍ変調器３の出力波形であり、送信信号のパル
ス幅はτ１であることを示す。

Ｃは発振器４の出力周波数の変化を示す。

送信信号となるτ１の間のｆｌであり、Ｔ−で１の間は
ｆ２の周波数である。

ｄはトリガａよりτ１だけおくれたサンプリングゲート
信号であり、そのパルス幅は中間中波数をｆ ＋ｐ（＝
ｆ １〜ｆ２）とすると１／ｆ１Ｆより充分短い幅に選
んである。

ｅ１〜ｅ−３は、それぞれ電波が往復するに要する時間
がｔｌ，ｔ２，ｔ３である距離にある３つの物標がらの
受信信号の時間関係の例を示す。

これはミキサ５に入る前の信号であり、周波数はｆｌで
ある。

ｆ−１〜ｆ−３は、それぞれｅ −１−ｅ−３（７）場
合に対応するミキサ５の出力信号で、周波数は、中間周
波数ｆ．Ｆ（＝ｆ−ｆ２）である。

中間周波信号ｆｔｐの得られる時間領域は、ｔ〉τ１で
ある。

これは、ｆｌより前には局部発振信号（周波数ｆ２）が
存在しないためである。

ｇ−１〜ｇ−３はそれぞれｆ −１〜ｆ−３をサンプリ
ングゲートｄでサンプリングした信号である。

ｇ −１ 、 ｇ−２の場合はｔｌ〈τ１，ｔ２＜τ１
であり、サンプリングゲート信号の存在する期間に中間
周波信号があるので、その時の振幅が次のサンプリング
ゲート信号から入るまでホールドされる。

ｇ−３の場合ｔ３〉τ１であるためサンプリング時間以
後にしか中間周波信号が得られないので゛、出力は零と
なる。

このようにｔｉ＜τ１のときにのみサンプリング出力が
得られるということはＲ＝Ｃ・τ／２（Ｃは電波伝播速
度）なる関係におけるτ１を決定すれば、Ｒなる距離以
内の物標を検出することが出来ることを示している。

このときの距離Ｒの設定精度は、τの設定精度と、発振
器４の発振周波数がｆｌがらｆ２へ変位する時間、等に
よって決定される。

次に第３図により、距離Ｒ以内の移動物標の検出につい
て説明する。

第３図は第２図の時間軸を長くしたもので、第２図と同
付号は第２図と同じ信号を示す。

ここでｔｉ＜τ１であり、 の距離にある物標は移動しているものとすると、中間周
波信号ｅ−ｉの位相は物標の移動に対応して変化するの
で、一定のサンプリング時刻（この場合概ねτ１）の振
幅も同じ対応で変動する。

従ってサンプリングされた信号はｇ−ｉの如く、各サン
プリング周期毎に変化し、その基本波はｈの如く移動物
標のドプラ信号となる。

勿論この場合、繰返し周期Ｔ毎の中間周波信号ｆ −
ｉは、コヒーレントであることが必要であるが、バラク
タ同調ガン発振器等ではその点は確認されており、その
他の発振器でもこの条件を満たすものすべてがこの考案
を実現することが出来る。

なおサンプリングゲート信号ｄのゲート時間ｔｔ〉で１
の位置にあるので、その時点では発振器４の周波数はｆ
ｌからｆ２に切換わっている。

物標からの反射信号が帰えってこない限すミキサ５では
中間周波数信号（周波数−ｆ ＩＦ）は生成されず誤信
号が生ずることがない。

これは、一定周波数の信号をパルス状に断続し送信信号
が継続している間に物標から反射して帰って来た信号を
受信検出して物標までの距離、速度を検出するいわゆる
ホモダイン方式と比較すると次のようなちがいがある。

すなわちホモダイン方式では一定周波数の信号をパルス
状に高速度で断続する必要上連続的に発振した発振器出
力にスイッチ回路で断続する方法がとられる。

この場合のスイッチ回路のＯＮ１０ＦＦ時のアイソレー
ションはせいぜい３０ ｄＢ程度であるため送信信号の
継続期間以外でも、スイッチ回路をリークした局発信号
と物標からの反射信号との間のホモダイン検波が継続し
、誤信号となってしまう。

これに対し、本発明に係るものでは発振周波数がｆ２に
変化している時間帯に到達した物標からの１信号のみに
よって生成されるｆｌＦ信号をサンブリングゲー）ｄで
゛抽出するようにしているので、誤信号によるエラーは
生じることがない。

なお上記実施例において、τ、＜Ｔの場合、発振器の所
要電力節減のため局部発振信号の発振時間を送信信号の
゛発振時間τと等しい時間までとし、後は、次の繰返し
時間Ｔまで休止してもよい。

すなわち、第１図に於て、トリガ発生器１の同期トリガ
を用いてＡＭ変調器２を制御しパルス幅２τの変調信号
を作って発振器１＝０からｔ＝２τの開駆動する。

これにより発振器の発振に必要な所要電力を２τ／Ｔに
節減することが出来る。

さらにまた上記実施例に於て、警戒距離 であるが、このときは、０−Ｒの間を警戒する。

これは、第２図ｄのサンプリングゲートを時刻で１にお
いたときであるがサンプリングゲートを時刻（τ１＋
ｉｉ ｔ ）に設定することにより距離より までの間を警戒範囲とすることが出来る。

これは送信開始時刻１＝０の後Ａｔから（τ１＋Ｊｔ）
の間に帰って来た信号に限りサンプリングゲート信号ｄ
によって抽出することができるからである。

しかして、固定物標までの距離に応じてｔを必要な値に
設定することにより、アンテナのサイドローブによる側
面の近距離固定物体からの検出信号を排除することがで
きる。

以上のようにこの考案によるレーダ装置は第１の時間区
分に於いて第１の周波数で発振し続く第２の時間区分に
於いて第２の周波数に切替えて発振する発信号からの信
号を送信すると共に、物標が第１の周波数の信号と発信
号からの第２の周波数の信号が同時に存在する時間帯の
所定の時刻においてこれら２つの信号を混合して得られ
る中間周波信号を処理して物標の距離速度等を検出する
ようにしているので、きわめて簡単な構成で所定の測定
を行ない得る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すブロック・ダイア・
ダラム、第２図、第３図は第１図の各部の信号を示す波
形図である。 図中、１はトリガ発生器、３はＦＭ変調器、４は発振器
、５はミキサ、６はフィルタ、７はアンテナ、８はプリ
アンプ、９はサンプリングゲート発振器、１０はサンプ
リングホールド回路、１１はドプラアンプである。 なお図中、同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
すものとする。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 周期的に発生する基準時間からかぞえ、時間長τ１なる
   第１の時間帯に於いて第１の周波数で発振し、これに続
   く時間長τ２なる第２の時間区分に於いて第２の周波数
   に切替り発振する発振器と、この発振器からの信号を空
   間に送信すると共にその信号の物標からの反射波を受信
   し、この受信信号と前記発振器からの信号とを混合する
   混合器を含む送受信回路と、前記混合器からの信号を缶
   周期毎に前記第２の時間区分の定められた時刻において
   抽出したサンプルホールドした後スムージングしドプラ
   信号を検出するドプラ信号検出回路とを備えたことを特
   徴とするレーダ装置。