JPS61240181A - Ｆｍレ−ダ方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は周波数変調（ＦＭ）を施した電波を使用するＦ
Ｍレーダに関し、特に近傍からの強い反射信号で受信機
が飽和されることなく、遠方からの微弱な物標反射信号
の増幅を容易にするＦＭレーダ方式を提供しようとする
ものである。

〔従来の技術〕

レーダにおいて、物標が遠方にあるほどその反射波の受
信レベルは小さくなるので、その分だけ受信機は大きな
利得を必要とする。一方、近くにある物標の反射波の受
信レベルは大きいので、それほどの大きな利得は必要と
しない、すなわち、物標の距離によって受信レベルが大
幅に異なるので、受信機の高周波帯における利得もそれ
に応じて変化できることが必要である。このような考え
のらとに周知のＳ　Ｔ　Ｃ（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　
Ｔ　ｉｍｅ　Ｃｏ−ｎｔｒｏｌ）回路は構成されている
。しかし、このＳＴＣ回路はパルスレーダのごとく時間
的に受信信号が分離している場合にのみ有効である。他
方、ＦＭレーダの送信波は持続時間が長い信号であるか
ら、近傍の物標反射波と遠方からの物標反射波は重なっ
て受信され、時間軸上では分離していない。

したがって、ＦＭレーダにおいては上記のＳＴＣ回路は
有効に働かないことになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のＦＭレーダでは、近傍と遠方から同時に複数個の
物標反射波が受信されたとき、近傍からの強い物標反射
信号で受信機は飽和してしまうため十分大きな利得を持
たせることができない、一方、受信機が飽和してしまう
と遠方からの微弱な信号がかくされてしまう（マスキン
グ）という不都合が起る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明ではまず、高周波帯の受信信号に対して受信機
が飽和しない程度に増幅し、その後、ある一定時間遅延
させた送信信号を第１局発信号として用いて受信信号と
のビートを発生させ、周波数変換を行う手段を設けるこ
とによって、上記のように近傍と遠方から同時に複数個
の物標反射波が受信されたとトでも、受信機を飽和させ
ずに、遠方からの微弱な信号に対して十分な利得を持た
せることができるＦＭレーダ方式を提供しようとするも
のである。

〔作用〕

上記のビート信号は物標の距離が遠方になるほど低い周
波数になり、そのレベルも低くなるから、その周波数分
布に対して逆の特性を持つレベル補償用のフィルタを通
した後に再び増幅すれば、物標の距離差による受信レベ
ルの大小はこのフィルタで補償され、一様に増幅するこ
とができる。すなわち、近傍の強い反射波で受信機を飽
和させることなく、遠方からの微弱な信号を十分大きな
利得で増幅できる利点が得られる。

その後の信号処理は、通常のＦＭレーダと同様である。

すなわち、上記の第１局発信号と送信信号とのビートか
ら発生した第２の局発信号を用いて、上記の増幅後の受
信信号と混合して得た低周波のビート信号を周波数分析
器に通すことにより、物標の距離を探知することができ
る。

〔実施例〕

第１図にこの発明の一実施例を示す。図中１は周波数掃
引信号を発振するＦＭ波発生器を示す。

このＦＭ波発生器１の出力はアンテナ２を通して放射さ
れる。物標による反射波をアンテナ３で受信し、第１増
幅器４では近傍からの強い物標反射波に対して飽和しな
い程度に増幅し、第１混合器５に入力する。一方、ＦＭ
波発生器１の出力を遅延回路６で一定時間τ。だけ遅延
し、第１局発信号として上記の第１混合器５と第２混合
器７に入力する。ただし、遅延回路６の遅延時間τ。は
検出すべき遠方の物標反射波の遅延時間τよりも十分大
きいものとする。

今、ＦＭ波発生器１の周波数Ｆ１は のごと（、時間Ｔの間層波数掃引幅Δｆで直線的に変化
するものとする。ここに、ｆ、は初期周波数である。こ
の信号に対して、物標反射信号の周波数Ｆ２は で表わせる。ここに、τは物標反射信号の遅延時間であ
る。

一方、遅延回路６の出力周波数Ｆ、は であるから、第１混合器５および第２混合器７の出力ビ
ート周波数はそれぞれ になる。ただし、ビート周波数は差の周波数をとるもの
とし、以下同様とする。

ここで、第２混合器７のビート出力は式（５）のごとく
一定の周波数となり、第２局発信号になるものである。

一方、第１混合器５の出力ビート周波数Ｆ４は、常にて
。〉τを仮定しているから、物標が遠方になるほど、τ
はτ。に近づき、ビート周波数Ｆ、は低くなる。また、
このときの受信レベルも低くなる。この様子を第２図の
実線１２で表す、したがって、第２図の破線１３で示し
た上うに受信レベルの特性１２と逆の特性を持つレベル
補償用のフィルタ８に通せば、遠方からの微弱な信号は
強調され、近くからの強い信号は抑圧されるから、全体
として受信レベルを平坦化できる。第１図における低域
通過フィルタ８は上記の目的に使用するフィルタである
。このフィルタの使用に上り、第２増幅器９では近傍か
らの強い反射波で飽和することな１　　　　　　く、遠
方からの微弱な反射波に対して十分な利得で増幅するこ
とができ、その検知を可能にするものである。第３混合
器１０は、上記のビート周波数Ｆ、（式（４））から物
標反射波の遅延時間τを検出するだめのものであり、上
記の第２局発信号の周波数Ｆ５を用いてビート周波数Ｆ
６を発生すれば、が得られる。

以後、周波数分析器１１により式（６）の周波数Ｆ６を
求めれば次式から物標の距ｌＩ！ｌＲが求められる。

ここに、Ｃは電波の伝搬速度である。

第３図はこの発明の他の実施態様を示している。

すなわち、第３図に示すごとく遅延回路６をＦＭ波発生
器１と送信アンテナ２との間に挿入した構成としても、
レベル補償用フィルタを第３図のフィルタ８　のごとく
高域通過フィルタに変更すれば本発明の効果は同様に得
られる。なぜならば、第３図においては受信信号の周波
数Ｆ２′は、式（２）となるので、第１混合器５の出力
ビート周波数Ｆ、′は となるから、物標が遠ざかるほど周波数が高くなるため
である。したがって、第３図の構成における第１混合器
５の出力信号は第４図の実線１２′で示したような特性
になるから、それを補償する特性（破！１３’で示す）
のフィルタを用いれば第１図と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば（１）前記の第
１局発信号を用いて受信信号を周波数変換することによ
り、フィルタによる信号処理と増幅が容易になる。

（２）上記のフィルタ処理により、物標の距離差に基づ
く受信レベルの差が補償されるため、近くからの反射波
に対してはそのフィルタで利得が抑えられ、遅延時間の
長い遠方からの微弱な反射信号に対しては十分大きな利
得で増幅できるから、近傍からの強い反射波でマスキン
グされずに、遠方からの微弱な信号の探知が可能になる
。

（３）局発信号をＦＭ波発生器１から得ているので安定
であり、新たな局部発振器が不要であることなどの効果
が得られ、高性能のＦＭレーダな得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの発明の詳細な説明するために用いた周波数特性の
一例を示すグラフ、第３図は第１図と同様の効果が得ら
れる他の実施態様であり、第４図は第３図を説明するた
めに用いた周波数特性のグラフである。 １：ＦＭ波発生器、２　：送信アンテナ、３　：受信ア
ンテナ、４　：第１増幅器、５：第１混合器、　６　：
遅延回路、 ７　：第２混合器、８　ニレベル補償用低域通過フィル
タ、８′ニレベル補償用高域通過フィルタ、９：第２増
幅器、　１０：第３混合器、１１：周波数分析器 ／１７１図 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の周波数幅で掃引されるＦＭ波発生器（１）と
   、このＦＭ波発生器の出力を送信する手段（２）と、物
   標による反射波を受信する手段（３）と、この受信信号
   を増幅するための第１増幅器（４）と、上記のＦＭ波発
   生器の出力を遅延する遅延回路（６）と、この遅延回路
   の出力を第１局発信号として用いて、上記の受信信号の
   周波数を変換するための第１混合器（５）と、この第１
   混合器で得られたビート信号の周波数特性と逆の特性を
   持つレベル補償用のフィルタ（８）と、このフィルタの
   出力をさらに増幅するための第２増幅器（９）と、上記
   のＦＭ波発生器の出力と上記の第１局発信号とのビート
   信号を発生するための第２混合器（７）と、この第２混
   合器の出力を第２局発信号として、上記の第２増幅器の
   出力とのビート信号を発生するための第３混合器（１０
   ）と、この第３混合器の出力信号を周波数分析するため
   の周波数分析器（１１）とから成るＦＭレーダ方式。 ２、遅延回路（６）を上記のＦＭ波発生器（１）と送信
   手段（２）との間に挿入し、レベル補償用フィルタを高
   域通過フィルタ（８）とした特許請求範囲第１項記載の
   ＦＭレーダ方式。