JPS61283885A - 複合レ−ダ装置 - 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、波長の異なるレーダ、例えばＸバンドレーダ
とＳバンドレーダとの合成ビデオ画像を同一画面に表示
するようにした複合レーダ装置に関する。

（従来技術） 従来、船用レーダ装置では、波長が約３ｃｍ程度と短い
が故に分解能に優れ小物標の探知に有効なＸバンドレー
ダと、波長が約１０ｃｍ程度と長い故に遠距離感度に優
れ雨や雪の影響を受けにくいＳバンドレーダが知られて
いる。

従って、通常の船舶では、短距離用のＸバンドレーダ及
び遠距離用のＳバンドレーダの両方を装備するようにし
ている。

このようにＸバンドとＳバンドのレーダを装備した場合
には、各レーダ毎にレーダ表示器を設けて物標探知を行
なうか、あるいは単一のレーダ表示器を設け、必要に応
じてＸバンドとＳバンドのレーダ映像に切替ができるよ
うにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このように波長の異なる２台のレーダを
装備した場合、個別にレーダ映像を表示させた場合には
、両方のレーダ映像をオペ−レータが比較して物標探知
の判断を行なわなければならない煩しさがあり、一方、
切替方式にあってもレーダ映像を切替えると、２台のＰ
ＰＩ表示が同期していないことから、レーダ画面の掃引
線の位置も突然切替わり、切替前との比較判断が行ない
ずらいという問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、波長の相違による利点を有効に生かした合成レー
ダ映像を単一の表示画面にＰＰＩ掃引により表示するよ
うにした複合レーダ装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあっては、波長の異な
る第１及び第２のレーダユニットからのビデオ情報をア
ンテナ回転角度に基くアドレス指定で記憶する第１及び
第２のメモリをレーダユニット毎に設け、第１及び第２
のメモリから各レーダユニットの波長に応じて定めた距
離範囲のビデオ情報を読出して合成メモリに転送して合
成ビデオ情報を作り出し、この合成メモリのビデオ情報
を読出してＣＲＴに合成ビデオ画像をＰＰＩ表示するよ
うにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図でお
る。

まず構成を説明すると、１は第１のレーダユニットとし
てのＸバンドレーダユニットであり、波長が３ｃｍ程度
と短いことから短距離について高い物標分解能を有する
。

２は第２のレーダユニットとしてのＳバンドレーダユニ
ットであり、波長が１０ｃｍ程度と長いことから遠距離
感度が高く、雨や雪の影響を受は難い遠距離用として用
いられる。

ここでＸバンドレーダユニット１とＳバンドレーダユニ
ット２の内部構成は、同じになることがらＸバンドレー
ダユニット１について代表して示す。

Ｘバンドレーダユニット１に於いて、図示しないレーダ
受信部より、トリガ信号、ビデオ信号及びアンテナの回
転角度信号が入力している。３はサンプリングクロック
発生部であり、トリガ信号に同期してビデオ信号を量子
化するためのサンプリングクロックを発生する。ビデオ
信号はＡ／Ｄ変換器４に於いてサンプリングクロックで
定まる量子化周期をもってデジタル信号に変換され、１
スイ一プ分の量子化ビデオ信号がスイープバッファメモ
リ５に書込まれる。

更にアンテナ回転速度信号はＡ／Ｄ変換器６でデジタル
角度信号に変換され、次のラッチ回路７でＡ／Ｄ変換器
４がビデオ信号を１スイ一プ分の量子化数だけデジタル
変換する間、ラッチされる。

ラッチ回路７でラッチされたデジタル角度信号は、正弦
・余弦変換テーブル８によってｓｉｎθ及びＣＯ３θの
デジタルデータに変換される。この正弦・余弦変換テー
ブル８としては、Ｐ−ＲＯＭが使用され、デジタル角度
をアドレス情報として、ｓｉｎθ及びＣＯＳθの正弦デ
ジタルデータ及び余弦デジタルデータを記憶しており、
ラッチ回路７からのデジタル角度信号によるアドレス指
定で一義的に正弦及び余弦データを読み出すことができ
る。正弦・余弦変換テーブル８に続いては座標変換部９
が設けられ、サンプリングパルスの計数による距離デー
タをｎとすると、次式により直交座標Ｘ。

ｙを求める。

この座標変換部９の機能を第２及び第３図を用いて詳細
に説明すると、まずアンテナ角度θとなる回転位置に於
いて、第３図に示す様に伶引開始時はｎ＝Ｑであり、サ
ンプリングクロックは時間経過に伴い、ｎ　＝１，２，
３．・・・と順次増加し、前記第（１）式の座標変換が
サンプリングクロック毎に実行されることでＰＰＩによ
る掃引値のＸ。

Ｙ座標データを計算することができる。勿論、この座標
変換のためのサンプリングクロックは、ビデオ信号をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４にも同時に与えら
れていることから、スイープバッファメモリ５にはサン
プリングクロックの数ｎ、・即ち各距離毎の量子化デー
タが記憶されることになる。

再び第１図を参照するに、座標変換部９に続いては書込
アドレス発生部１０が設けられ、座標変換部９で得られ
たＸ、Ｙ座標データに基づいて、スイープバッファメモ
リ５に記憶されているｎ個の量子化データをメモリに記
憶するための書込アドレスを発生する。

更に書込アドレス発生部１０に対しては、オフセンタ設
定器１１の出力が与えられている。このオフセンタ設定
器１１は後の説明で明らかにする様に、レーダユニット
のアンテナ設置位置とＣＲＴ表示器の設置位置との距離
差に応じて書込み開始アドレスをずらすためのアドレス
オフセットを行なうために設けている。

この様なＸバンドレーダユニット１の構成はＳバンドレ
ーダユニット２についても同様である。

Ｘバンドレーダユニット１に続いては、アンテナ１回転
で得られた１画面分のビデオ情報を記憶する第１のメモ
リ１２が設けられ、またＳバンドレーダユニット２につ
いても同様な第２のメモリ１３が設けられている。第１
のメモリ１２はＸバンドレーダユニット１に於ける書込
アドレス発生部１０からの書込アドレス信号を切替スイ
ッチ１４を介して受け、スイープバッファメモリ５に記
憶されている１スイ一プ分の量子化ビデオ情報を１スキ
ヤニング毎に書込み、レーダアンテナの１回転にわたる
書込みの繰返しで模式的に示すＸバンドレーダユニット
１のビデオ情報を記憶する。

ここでＸバンドレーダユニット１は、物標分解能に優れ
るが、波長が短いために雨や霧の影響を受は易いので短
距離用に使用し、探知距離ａに相当するビデオ情報のみ
を記憶し、距離ａを越えるビデオ情報の書込みは行なわ
れない。これに対しＳバンドレーダユニット２に設けた
第２のメモリ１３縛、Ｓバンドレーダユニット２が遠距
離感度に優れることから、残りの距離すに対応する遠距
離のビデオ情報のみを書込み、短距離成分となる距離ａ
のビデオ情報は書込まない。

この様に第１及び第２のメモリ１２．１３に記憶される
異なるレーダユニットからのビデオ情報の書込みが各レ
ーダユニットの波長に応じた距離範囲についてのみ行な
われ、ＸバンドとＳバンドに於ける各波長の優れた点を
生かしたビデオ情報のみを記憶する様にしている。

第１及び第２のメモリ１２．１３に続いては、合成メモ
リ１６が設けられる。この合成メモリ１６は第１のメモ
リ１２に記憶された短距離ビデオ情報と第２のメモリ１
３に記憶された遠距離ビデオ情報の転送を受け、両者の
合成ビデオ情報を作り出す機能を有する。　′ この様に合成メモリ１６に合成ビデオ情報を書込むため
のデータ転送は、転送りロック発生部１７、ドツトカウ
ンタ１８、ドツト数比較器１９、データ転送切替部２０
、転送角度発生部２１、転送アドレス発生部２２、読み
出しと書込みを切替えるＲ／Ｗ切替部、切替スイッチ１
４，１５，２４、更にフレーム切替部３０の切替制御で
行なわれる。

この転送制御のための回路部をその作用と共に説明する
と次の様になる。

第１のメモリ及び第２のメモリ１２．１３は、合成メモ
リ１６への転送タイミング以外のタイミングでＲ／Ｗ切
替スイッチ１４．１５をフレーム切替部３０の信号によ
りＷ側へ切替ることでスイープバッファメモリ５からの
書込みを受けている。

合成メモリ１６への転送タイミングになると切替スイッ
チ１４．１５は、図示のＷ側からＲ側に切替わる。一方
、切替スイッチ２４は、ＣＲＴ表示のタイミングで図示
のＲ側にあり、ＣＲＴ帰線時間となる転送タイミングで
Ｗ側に切替わる。一方、データ転送切替部２０は、１ス
イ一プ分の転送につき切替スイッチ２５を初期状態で図
示の様に短距離ビデオ情報を記憶している第１のメモリ
１２側に切替えている。

第１のメモリ１２及び第２のメモリ１３から合成メモリ
１６への転送は、転送りロック発生部１７よりクロック
パルスが転送角度発生部２１に与えられ、転送角度発生
部２１は転送りロックの計数に応じて角度データを発生
し、転送アドレス発生部２２に於いて、角度データに基
づいた第１のメモリ１２のＸＹアドレスを発生し、切替
スイッチ１４を介して第１メモリ１２の続出アドレスを
設定する。転送角度発生部２１の角度データは、量子化
ビデオ数ｎに一致した数のクロックパルスが出るまで一
定角度に保たれており、ｎ＋１で次の角度ステップにイ
ンクリメントし、同じくｎ個の転送りロックが得られる
間、同じ角度データを出力する。この角度データが保た
れている間、転送アドレス発生部２２は、転送りロック
を順次加算して角度データから前記第（１）式と同様な
座標変換の演算により、続出アドレスを作り出す。

従って、第１のメモリ１２からは、まず実線で示す様に
探知路１１ａに相当する数のビデオ情報が合成メモリ１
６に与えられる。同時に転送アドレス発生部２２のアド
レスデータは、切替スイッチ２４を介して合成メモリ１
６の書込アドレスを指定することから、合成メモリ１６
に第１のメモリ１２に於ける探知距離ａ分のビデオ情報
が転送記憶される。

一方、転送りロックはドツトカウンタ１８で計数されて
おり、ドツト数比較部１９で設定カウント数Ｎｏと比較
されている。この設定カウントＮＯは第１のメモリ１２
に於ける探知距離ａを与え、ドツトカウンタ１８の計数
値が設定カウント数ＮＯに達するとドツト数比較部１９
は、データ転送切替部２０に比較出力を生じ、この比較
出力を受けてデータ転送切替部２０は、切替スイッチ２
５を第２のメモリ１３側に切替える。このため第１のメ
モリ１２に於ける短距離ビデオ成分ａの転送が終了する
と、第２のメモリ１３より残りの探知距離すに対応した
遠距離ビデオ成分すが合成メモリ１６に転送され、１ス
イ一プ分の合成ビデオ情報を記憶する。以下、転送角度
発生部２１の角度データ毎に同様な転送制御を繰返し、
１画面分の合成ビデオ情報を合成メモリ１６に転送記憶
する。

尚、第１または第２のメモリ１２．１３から合成メモリ
１６への転送中にＣＲＴの帰線時間が終了すると、転送
を休止し、次の帰線時間から転送を再開する。

合成メモリ１６に続いては、量子化されたビデオ情報を
アナログビデオ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器２６
が設けられ、ＣＲＴタイミング制御部２７によるＰ　Ｐ
　Ｉ　ｔＭ引副制御ちとにＣＲＴ２８に合成メモリ１６
に記憶された合成ビデオ情報を画像表示する。合成メモ
リ１６からのビデオ情報の読出しは、Ｒ／Ｗ切替部２３
による切替スイッチ２４のＲ側への切替で続出アドレス
発生部２９のアドレス指定をもって行なう様になる。

更に転送角度発生部２１の角度データを入力した角度比
較部３０が設けられており、この角度比較部３０は後の
説明で明らかにする各データユニットに於けるシャドウ
角範囲でレーダ映像を補間するために設けている。

次に第１図の実施例の動作を第６図のタイミングチャー
トを参照して説明する。

Ｘバンドレーダユニット１及びＳバンドレーダユニット
２のそれぞれは、第４図のように各レーダユニット固有
のタイミングで動作している。

一方、ＣＲＴ２８はＣＲＴタイミング制御部２７による
水平垂直同期信号を受けて合成メモリ１６の情報を読出
して表示しており、第６図のタイミングチャートに示す
様にＣＲ７表示の帰線時間のタイミングで第１及び第２
のメモリ１２．１３からの情報転送を受けている。

即ち、合成メモリ１６への転送は、転送パルスの発生で
開始され、まず探知距離ａ分のビデオ情報を記憶してい
る第１メモリ１２からの転送が帰線時間のタイミングで
行なわれる。このとき帰線時間の間に探知距離ａ分のビ
デオ情報の転送が終了しなかった場合は、次のＣＲ７表
示のタイミングで情報転送を一旦休止し、次の帰線時間
で引き続いて情報転送を行ない、第１メモリにおける探
知距離ａ分のビデオ情報を合成メモリ１６に書込む。

一方、第１メモリに対するスイープバッファメモリ５か
らの新たなビデオ情報の転送書込みは、転送期間の間だ
け休止されており、転送以外のタイミングでＣＲ７表示
とは無関係に行なわれる。

このように第１のメモリ１２から合成メモリ１６への探
知距離ａ分のビデオ情報の転送が終了すると、第２のメ
モリ１３からの転送に切替わる。

この第２のメモリ１３から合成メモリ１６への転送も同
様にＣＲＴの帰線時間のタイミングで行なわれ、ＣＲ７
表示のタイミングでは転送が休止され、残りの探知距離
す分のビデオ情報を合成メモリ１６に転送する。また、
第２のメモリ１３に対するＳバンドレーダユニット２に
内蔵したスイープバッファメモリからの転送も、合成メ
モリ１６に対する転送タイミング以外のタイミングで行
なわれている。以下、同様な処理を転送角度発生部２１
で角度情報がインクリメントされる毎に繰返ず。

この結果、ＣＲＴ２８の表示画面には、短距離部分につ
いては波長の短いＸパントレーダニ乎ット１によるレー
ダ映像が表示され、また遠距離レーダ映像については、
波長の長いＳバンドレーダユニット２によるレーダ映像
が表示されることとなり、ＸバンドとＳバンドのそれぞ
れが有する利点を有効に生かした合成レーダ画像を得る
ことができる。

第７図はＸバンドレーダユニット１及びＳバンドレーダ
ユニット２のそれぞれに設けたオフセンタ設定器１１に
よる第１及び第２のメモリ１２゜１３に対する記憶アド
レスのオフセットを示した説明図である。

即ち、２台のレーダユニットを使用した場合には、相互
干渉を避けるためにある程度のアンテナ設置距離を確保
する必要があり、また実際にＣＲＴ２８が設置される位
置もアンテナ設置位置とは離れた位置になる。特に、ハ
ーバ−レーダ（港湾監視レーダ）や沿岸警備レーダのよ
うに陸上設置の場合は、シャドウ補間のため２つのレー
ダの位置を離す場合が多い。そのため各レーダユニット
のアンテナとＣＲＴ２８の設置位置との間には、所定の
方位と距離で成る距離差を持つことになる。

そこでオフセンタ設定器１１により、レーダアンテナを
見かけ上ＣＲＴ２８の設置位置に設けたと同じ状態とす
るため、例えばＸバンドレーダユニットのアンテナとＣ
ＲＴ２Ｂの設置位置の距離差及び方位に基づいて、第１
のメモリ１２を図示の様に方位θ１にΔ１１だけ書込ア
ドレスをオフセットし、一方、第２のメモリ１３につい
ても方位θ２の方向にΔ１２だけ書込アドレスをオフセ
ットさせている。

この様な書込アドレスのオフセットにより合成メモリ１
６への転送で得られる合成ビデオ情報は、アンテナ位置
の如何に係わらず常にＣＲＴ２８の設置場所から物標を
見ることとなり、２台のレーダユニットを使用すること
によるアンテナ設置位置との距離差によるレーダ映像の
ズレを防ぐことができる。

尚、第７図の様な書込アドレスのオフセットを行なった
場合、短距離ビデオ成分ａと遠距離ビデオ成分すのいず
れも得られない空き部分を生ずる場合があることから、
この空き部分が置きない様に短距離ビデオ成分ａと遠距
離ビデオ成分すが重複する様なビデオ情報の書込みが必
要となる。

第８図は第１図の実施例に於ける角度比較部３０による
レーダユニットのシャドウ角に対するビデオ情報の補間
処理を示した説明図である。

即ち、Ｘバンド及びＳバンドレーダユニット１゜２は、
設置場所によって近接した障害物によりレーダ探知がで
きないシャドウ角を持っている。

今、Ｘバンドレーダユニット１に於けるシャドウ角の範
囲は、第８図の第１のメモリ１２に示す様にθ１１〜θ
１２の斜線部の範囲であり、またＳバンドレーダユニッ
ト２に於けるシャドウ角の範囲が第２のメモリ１３に示
すθ２１〜θ２２の範囲であったとする。これら、各レ
ーダユニットに於けるシャドウ角の範囲θ１１〜θ１２
及びθ２１〜θ２２のそれぞれは、角度比較部３２にシ
ャドウ角範囲として設定されている。

そのため、第１及び第２のメモリ１２．１３から合成メ
モリ１６にビデオ情報を転送する際、例えば転送角度発
生部２１の角度データが、角度比較部３０に設定してい
るＸバンドレーダユニット１のシャドウ角θ１１を越え
たならば、データ転送切替部２０に比較出力を与え、ド
ツト数比較部１９の比較出力の如何に係わらず、シャド
ウ角θ１１〜θ１２の範囲では切替スイッチ２５を第２
のメモリ１３側に切替え、シャドウ角に入っているＸバ
ンドレーダユニット１で得られたビデオ情報の転送を禁
止し、θ１１〜θ１２にシャドウ角を持たないＳバンド
レーダユニット２で得られたビデオ情報を転送する。

一方、角度比較部３０でＳバンドレーダユニット２のシ
ャドウ角の範囲θ２１〜θ２２が判別された時には、デ
ータ転送切替部２０により逆に切替スイッチ２５を第１
のメモリ１２側に切替えたままとし、θ２１〜θ２２の
範囲でシャドウ角を持たないＸバンドレーダユニシト１
で得られたビデオ情報を合成メモリ１６に転送する。そ
の結果、合成メモリ１６に得られる合成ビデオ情報は、
砂地で示すＸバンドレーダユニット１のビデオ情報と斜
線部で示すＳバンドレーダユニット２のレーダ情報の合
成情報となり、シャドウ角の範囲については他のレーダ
ユニットのビデオ情報により補間した合成ビデオ情報を
得ることができる。

尚、第８図に示すシャドウ角の範囲に於けるビデオ情報
の補間処理にあっては、第１及び第２゛のメモリ１２．
１３のそれぞれに距離範囲の如何に係わらず、全距離に
ついてビデオ情報を記憶しておき、合成メモリ１６への
転送制御のための読出しの際に短距離ビデオａと、遠距
離ビデオｂの区分けを行なう様にすれば良い。

尚、上記の実施例は短距離用としてＸバンドレーダ、遠
距離用としてＳバンドレーダを使用して合成レーダ映像
を得る様にしたが、それぞれの欠点を相互に補う関係に
あれば適宜のレーダユニットの組合わせをもって、同様
に合成レーダ画像を一画面に表示させることができる。

また、レーダ設置位置の差を無くすオフセンタ処理及び
シャドウ角の補間処理については、同じ性能のレーダユ
ニットを２台使用した場合にもそのまま適用できる。更
に本発明はレーダ装置に限定されず、ソナーや超音波診
断装置の様に周期性の情報を画像表示する適宜のシステ
ムにそのまま適用することができる。

（発明の効果） 以上説明してきた様に本発明によれば、波長の異なる第
１及び第２のレーダユニットからのビデオ情報をアンテ
ナ回転角度に基づくアドレス指定で、第１及び第２のメ
モリに各レーダユニット毎に記憶し、第１及び第２のメ
モリから各レーダユニットの波長に依存して決まる特性
に応じて定めた距離範囲のビデオ情報を読出して、合成
メモリに転送することで合成ビデオ情報を作り出し、そ
の合成メモリのビデオ情報を読出してＣＲＴに合成ビデ
オ画像をＰＰＩ表示する様にしたため、例えば短距離用
のＸバンドレーダと遠距離用のＳバンドレーダを組合わ
せた場合には、両者の利点を併せもったレーダ映像を得
ることができる。

また、メモリにレーダユニットで得られたビデオ情報を
書込む時、アンテナ設置位置とＣＲＴ設置位置との距離
差に応じた書込アドレスのオフセットを施すことで、常
にＣＲＴ設置位置を中心とした合成レーダ映像を得るこ
とができ、アンテナ設置位置の異なる２つのレーダ映像
を距離範囲に分けて合成してもレーダ物標の位置ズレを
なくすことができ、特にシャドウ対策のため設置距離を
離している陸上レーダ施設に有効である。

更に、各レーダユニット固有のシャドウ角の範囲を他の
レーダユニットのビデオ情報で補間することにより、シ
ャドウ角を持たない鮮明な合成レーダ画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図、第
２，３図は座標変換の原理説明図、第４図は第１及び第
２メモリへの書込みを示した説明図、第５図は第１及び
第２メモリから合成メモリへの転送を示した説明図、第
６図はメモリへの転送とＣＲＴ表示のタイミングチャー
ト、第７図は記憶アドレスのオフセット処理の説明図、
第８図はシャドウ角範囲の補間処理の説明図である。 １：ｘバンドレーダユニット ２：Ｓバンドレーダユニット ３：サンプリングクロック発生部 ４．６：Ａ／Ｄ変換器　　　、 ５：スイープバッファメモリ ７：ラッチ回路 ８：正弦・余弦変換チー、プル ９：座標変換部 １０：書込アドレス発生部 １１：オフセンタ設定部 １２：第１のメモリ １３：第２のメモリ １４．１５．２４．２５：切替スイッチ１６：合成メモ
リ １７：転送りロック発生部 １８：ドツトカウンタ １９：ドツト数比較部 ２０：データ転送切替部 ２１：転送角度発生部 ２２：転送アドレス発生部 ２３：Ｒ／Ｗ切替部 ２６：Ｄ／Ａ変換器 ２７：ＣＲＴタイミング制御部 ２８：ＣＲＴ ２９：続出アドレス発生部 ３０：フレーム切替部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）波長の異なるレーダ電波を発射する第１及び第２
   のレーダユニットと、 該第１及び第２のレーダユニットで得られたビデオ情報
   をアンテナ回転角で定まるＰＰＩ座標アドレスに記憶す
   る第１及び第２のメモリと、該第１及び第２のメモリに
   記憶されたビデオ情報を合成した合成ビデオ情報を記憶
   する合成メモリと、 該合成メモリに前記第１及び第２のメモリのビデオ情報
   を前記レーダユニットの波長に応じて定めた距離範囲毎
   に読出して転送する転送手段と、前記合成メモリのビデ
   オ情報を読出してＣＲＴに合成レーダ映像をＰＰＩ掃引
   により表示するＰＰＩ表示手段とを備えたことを特徴と
   する複合レーダ装置。
2. （２）前記第１及び第２のメモリは、前記ＰＰＩ表示手
   段のＣＲＴ設置位置と第１及び第２のレーダユニットの
   アンテナ設置位置との距離差に応じて書込アドレスをオ
   フセットする手段を備えたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の複合レーダ装置。
3. （３）前記転送手段は、各レーダユニットのシャドウ角
   範囲を設定する手段を有し、設定シャドウ角の範囲で他
   のレーダユニットのビデオ情報の転送に切替える手段を
   備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複
   合レーダ装置。