JPS6022747B2 - 太陽位置検出記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はビーム走査を行なう捜索し−ダ装置に付加し、
太陽位置を検出して記録する装置に係り、特に太陽位置
の検出記録を自動化し、もってレーダ装置の方位角、仰
角等のこの発明に係る装置を使用する操作者の行為（以
下、鮫正と呼称する）を極めて容易ならしめることがで
きる太陽位置検出記録装置に関するものである。

従来、捜索レーダ装置の方位角鮫正（真北設定とも呼称
する）手段としては、種々提案されているが、簡便で正
確な手段がなく、一般に磁針方位板を用いる方法や平面
位置表示方式（ＰＰＩ）上の固定目標と地図を照合する
という方法が探られいた。

しかるに、これらの方法は簡便ではあるが精度が不足す
るという欠点があった。一方、レーダ受信機からの太陽
雑音出力を、アンテナ回転状態で電磁オシログラフに記
録し、これと同時に記録された方位角信号と対照して鮫
正するという方法もあるが、この方法は正確ではあるが
、そのための準備、実施、データ整理などに多くの人力
を要するという欠点があり、実用上好ましくない。

また、ビームを仰角方向にも走査して、併せ側高を行な
う三次元捜索レーダの場合には、仰角の鮫正を行なう適
当な手段が容易に得られないので、やむなく、高さの判
っている近くの山岳からの反射エコーをＰＰＩで観測す
るというなど、不十分な鮫正を行なっていた。本発明は
以上の点に鑑み、このような問題を鱗決すべくなされた
もので、その目的は、従来、不可能であったところの、
レーダで受信する太陽雑音から、ディジタル・データ処
理によって自動的に太陽位置を検出記録する新規な太陽
位置検出記録装置を提供することにある。

このような目的を達成するため「本発明は、パルス捜索
レーダのアンテナ。

ビームを一定速度で走査して太陽を横切らせることによ
り得られた太陽雑音を出力するレーダ受信機と、このレ
ーダ受信機から太陽雑音の信号を抽出するために上記ア
ンテナ・ビームが太陽を横切る時間の逆数に相当する周
波数以下を通過帯城とする低域通過炉波器と、この低域
通過炉波器により抽出した太陽雑音の信号に基づいて太
陽の位置を検出記録する手段とを備え、パルス捜索レー
ダのアンテナ。ビームを走査して太陽を横切らせること
により、受信する太陽雑音にアンテナ。ビームリぐター
ンで切断されて生ずる周波数特性を与え「そのスベクト
ラムに着目し、低域通過櫨波器によるＳＮ比の改善を行
ない、もってディジタル。データ処理を可能ならしめる
ようにしたものである。以下、図面に基づき本発明の実
施例を詳細に説明する。

第１図は本発明による太陽位置検出記録装置の一実施例
を示すブロック図で、一点鎖線で囲んだ部分が本発明に
属する部分である。図において、Ａは本装置を付加する
レーダのアンテナ、ＲＥＣはしーダ・アンテナＡによっ
て捕捉された情報を受信するレーダ受信機で、この受信
機の出力は検波された映像である。ＶＡはしーダ受信機
ＲＥＣからの映像を入力とし、これを増幅する通常の映
像増幅器ＬＰＦは映像増幅器ＶＡの出力を入力とし、所
要の映像を抽出する低域通過瀬波器、ＳＲは低域通過櫨
波器ＬＰＦを通過した映像のうち、所要の電圧値以上の
映像のみ信号として通過させるスラィサ、Ｇはスラィサ
ＳＲの出力映像信号によりレーダのパルス操返数トリガ
ＰＲＦ・ＴＲＧをゲ−トするゲート回路である。、ここ
で上記低城通過炉波器ＬＰＦはしーダ受信機ＲＥＣから
太陽雑音の信号を抽出するために、アンテナ・ビームが
太陽を横切る時間の逆数に相当する周波数以下を通過帯
域とするように構成されている。

ＩＲ，，ＩＲ２はそれぞれレーダの方位角データＤＡＴ
Ａａと仰角データＤＡＴＡｂの入力レジスタで、この２
つの方位角データＤＡＴＡａおよび仰角データＤＡＴＡ
ｂはしーダ。

ビームの指向方向を示している。ＢＲ，，ＢＲ２はそれ
ぞれ入力レジスタｍ，，ＩＲ２の出力を入力とし、ゲー
ト回路Ｇの出力によって制御されるバッファ・レジスタ
で、ゲート回路Ｇからの出力パルスによってそれぞれ入
力レジスタ１１Ｒ，およびＩＲ２の内容を議取り「後段
へ出力する機能を備え、バッファ・レジスタの値は謙取
られると同時にクリアされる。ＣＰＵはバッファ・レジ
ス夕ＢＲ，，ＢＲ２の出力を入力とし、ゲート回路Ｇの
出力によって制御される電子計算機で「ゲート回路Ｇか
らの出力パルスをトリガとして「バッファ・レジスタＢ
Ｒ，，ＢＲ２の内容を論取り、同時に謙込んだ標準時刻
等の基準信号ＳＧと対照し、所定の型にし、ディジタル
・プリンタＤＰへ出力する。ここで、ディジタル・プリ
ンタＤＰの代りに、他の表示手段を用いることもできる
ことは云うまでもない。第２図乃至第５図は第１図の動
作を説明するための図を示し、第２図はアンテナ・ビー
ムを走査したとき、ビームが太陽を周期的に横切って得
られた太陽雑音の受信機出力映像波形を示す波形図で横
軸に時間ｔ、縦軸に映像増幅器ＶＡの出力Ｖをとって表
わしたものである。

第２図において、Ｎｓ，〜Ｎｓｎは太陽雑音を示し、Ｎ
は雑音、ＳＰは走査周期を示す。第３図は第２図の太陽
雑音Ｎｓ，〜Ｎｓｎのうち１つを抽出して示した拡大図
で、Ｅはしーダ受信機ＲＥＣの出力電圧、ＰＬは電力半
値幅レベル、ｔｗは太陽を横切る時間を示す。第４図は
第３図の波形をフーリエ変換して得られる周波数スベク
トラムの図、第５図は低域通過櫨波器ＬＰＦでＳ／Ｎ比
を改善した後の動作説明図を示し、ａは低域通過櫨波器
ＬＰＦの出力映像を示したものであり、ｂはスライサＳ
Ｒの出力、ｃはＰＲＦトリガ、ｄは方位角および仰角読
取信号を示したものである。つぎに第１図に示す実施例
の動作を第２図乃至第５図を参照して説明する。

まず、本発明の理解を容易にするため、第２図、第３図
および第４図によって本装置の動作原理を説明する。太
陽雑音のスベクトラムが白色雑音であることは一般によ
く知られており、したがって、受信機の帯城幅を狭くす
ることによってＳ／Ｎ比を改善できないことは周知の事
実である。

本発明は、アンテナ・ビームを太陽方向に静止させず、
一定速度で周期的に太陽を横切るように走査することに
より、太陽雑音を切断し、切断による周波数特性を与え
、もって低域通過猿波器によるＳ／Ｎ比改善を行なうよ
うにしたことを要点とする。つぎに、レーダアンテナＡ
がファン・ビームまたはペンシル・ビームのパターンを
持ち、これを水平方向に走査することにより、太陽を横
切らせ、太陽電波を受信する場合について述べる。

第２図において、ハッチングの部分がレーダ受信機巽Ｅ
Ｃの出力に得られる太陽雑音波形を表わすもので、アン
テナ・ビームが太陽を横切るごとに、アンテナ・ビーム
・パターンに対応した太陽雑音受信波形が現われている
。この太陽雑音波形の１つを取り出して、その形状を図
に表わしたものが第３図である。いま、アンテナの水平
方向０船一冊ｙ電力パターンは、ガウス関数によってＧ
（ａ）＝Ｇ。

・ｅｘｐ（一ａ２８２ ） ……【１１と近似され
るものとする。これで、通常の捜索レーダの場合、十分
にあてはまる。ここに８＝太陽とアンテナ・ビーム髄の
成す角Ｇｏ＝アンテナ利得の最大値、すなわち８＝０に
おけるアンテナ利得値ａ２≠２・７７６／ＯＢ２ ８Ｂは８，ａ８ともに度で表わした場合における電力半
値点で定められるアンテ ナ・ビーム幅である。

このとき、第３図は確率曲線ィソパルスとみなし得る。

このィンパルス波形は、上記‘１｝式から電圧パターン
に換算して次式のように表わされる。ｅ＝Ｅ．鎌ｐ（−
勢空６・８２） ……【２’ただし、Ｅ＝Ｋ・ノＧｏ・
Ｋは定数つぎにアンテナを水平方向に回転して、ビーム
を水平方向に走査する場合を考察すると、アンテナ回転
数をｎ（ｒｐｍ）とすれば、太陽とアンテナ・ビーム軸
のなす角のま０＝即ｔである。

（ただし時間＝ｔ秒）また、アンテナ・ビームが太陽を
横切る時間（秒）‘まｔＷ＝をである。故に、【２｝式
は時間ｔ（ｓｅｃ）に対してｅ：Ｅ‐球ｐ（−努砦２）
、 ……‘３’となる。

この波形のスベクトラムをフーリエ変換によって求める
と次のようになる。

ｅ（ｊの）ニ′ＱｂＥ，ｅｘｐ（−ａ２ｔ２）・ｅＸｐ
（‐ｉ■ｔ）ｄｔ＝午．Ｅ．ｅＸｐ（−毒）ただしａ２
＝駕等６ 山＝２刀ｆ（ｆは周波数、日２） 帯寮・Ｅ・ｅＸｐ（‐生帯） ．・・．・・【４１ この【４’式を図示したものが第４図である。

この図のように、スベクトラムは周波数ｆの増大と共に
、指数的に減少し、１／ｔＷ附近においては、ほぼ零に
近い値になっている。故に、１／ｔＷを遮断周波数とす
る低域通過櫨波器を用いれば、これより高い周波数領域
の雑音を除去することができ、もって、太陽雑音を信号
とするＳ／Ｎ比改善ができることになる。上述の原理に
より、Ｓ／Ｎ比の改善された太陽雑音は、低域通過蟻波
器ＬＰＦの出力映像信号として後段に送られる。

以下の動作を第５図により説明する。まず、第５図ａに
示すような低域通過櫨波器ＬＰＦの出力映像信号は、ス
ラィサＳＲに入り、第５図ａに示すスライス・レベルＳ
Ｌを越す部分が第５図ｂに示す如くスライサ出力として
ゲート回路Ｇに達し、ここで第５図ｃに示すようなＰＲ
Ｆトリガをゲートする。

したがって、ゲート区間を通過したトリガは第５図ｄに
示すような方位角および仰角謙取信号として第１図に示
すようにバッファ・レジスタＢＲ，，ＢＲ２および電子
計算機ＣＰＵに入力される。電子計算器ＣＰＵは数回の
読取信号によって謙取つたデータを平均し同時に標準時
刻等の基準信号ＳＧと対照してディジタル・プリンタＤ
Ｐへ出力する。

プリント・アウトされたデータは、アンテナ・ビームが
太陽を横切る時間内における方位角および仰角の中心値
を示している。このようにして、本発明は、従来不可能
であったところの、レーダで受信する太陽雑音から、デ
ィジタル・データ処理によって自動的に太陽位置を検出
記録することができる。

以上説明したように、本発明によれば、従来、不可能視
されていたところの、レーダで受信す太陽雑音から、デ
ィジタル・データ処理によって自動的に太陽位置を検出
記録することができるので、従釆のような人為的な手動
操作に頼る必要がなくなるため、それにもとづくあらゆ
る不便さを解決することができるばかりでなく、レーダ
の方位角、仰角等の較正を極めて容易に行なうことがで
きるので、実用上の効果は極めて大である。

また、Ｓ／Ｎ改善を行ないディジタル信号処理を可能な
らしめるという点においても極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による太陽位置検出記録装置の−実施例
を示すブロック図、第２図、第３図、第４図および第５
図は第１図の動作説明図である。 Ａ・・・・・・レーダ・アンテナ、ＲＥＣ・・・・・・
レーダ受信機、ＶＡ・・・・・・映像増幅器、ＣＰＦ・
・・・・・低域通過櫨波器、ＳＲ……スラィサ、Ｇ……
ゲート回路、ＩＲ，，ＩＲ２・・・…入力レジスタ、Ｂ
Ｒ，，ＢＲ２……バッファ・レジスタ、ＣＰＵ…・・・
電子計算機、ＤＰ・・・・・・デイジタル・プリンタ。
第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルス捜索レーダのアンテナ・ビームを一定速度で
   走査して太陽を横切らせることにより得られた太陽雑音
   を出力するレーダ受信機と、このレーダ受信機から太陽
   雑音の信号を抽出するために前記アンテナ・ビームが太
   陽を横切る時間の逆数に相当する周波数以下を通過帯域
   とする低域通過濾波器と、この低域通過濾波器により抽
   出した太陽雑音の信号に基づいて太陽の位置を検出記録
   する手段とを備えてなることを特徴とする太陽位置検出
   記録装置。 ２ 低域通過濾波器により抽出した太陽雑音の信号に基
   づいて太陽の位置を検出記録する手段は、前記低域通過
   濾波器を通過した信号のうち所定の振幅値以上の信号の
   みを通過させる手段を含んでなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の太陽位置検出記録装置。 ３ 低域通過濾波器により抽出した太陽雑音の信号に基
   づいて太陽の位置を検出記録する手段は、前記抽出した
   太陽雑音の信号をデイジタル処理回路の入力信号として
   所定の処理を行ないアンテナ・ビームが太陽を横切る時
   間内における方位角と仰角のいずれか一方もしくは双方
   の値を記録または表示する手段を含んでなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の太陽
   位置検出記録装置。