JPS6136190B2

JPS6136190B2 -

Info

Publication number: JPS6136190B2
Application number: JP53123243A
Authority: JP
Inventors: Akio Mizutani
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1978-10-05
Filing date: 1978-10-05
Publication date: 1986-08-16
Also published as: JPS5550175A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は航空機を捜索もしくは管制するための
レーダシステムに関し特にパルス圧縮を行う受信
信号処理装置に関する。

レーダ装置において、その探知距離の増大と距
離分解能の向上と、互いに背反する性能を同時に
改善する方法としてパルス圧縮レーダ方式があ
る。本発明においてはパルス圧縮方式のうち比較
的長いパルスに、直線的な周波数変調（FM）を
行つたいわゆるチヤープレーダ（Chirp Radar）
を例として適用した場合の動作について説明す
る。

チヤープ信号がそのマツチドフイルタを通過す
る事により圧縮が行われる原理は種々の文献に詳
細に述べられているので以下その概略のみを述べ
る。

送信パルスに第１図に示すような時間対周波数
の関係で直線的に周波数変調をかけ、第２図に示
すFM変調送信パルスを得て、これを空中線より
放射する。また受信側では第１図と対称な周波数
対遅延時間特性（第３図）を持つ、いわゆるマツ
チドフイルタが用意されており、このフイルタに
相関のある受信入力信号が通過すると、第４図ａ
の入力波形が第４図ｂに示す包絡線波形にパルス
圧縮される。

次に従来のチヤープレーダ装置の構成の１例を
第５図に示しその動作を説明する。

水晶振動子等により制御される高安定なCW信
号（コーホ信号）はインパルス発生器１によりコ
ーホ信号の周波数を中心にスペクトラムの広いパ
ルス信号に変換される。この信号は入力信号周波
数に対して遅延時間特性が直線的な関係にある分
散型遅延子（Disparsive Delay line）２を通過
する事により中間周波帯チヤープ信号となる。

このチヤープ信号は周波数混合器３を経て送信
周波数帯まで高められ電力増巾された後空中線５
より放射される。一方空中線５により受信された
信号は周波数混合器９によつて再び中間周波数混
合器９によつて再び中間周波数帯に変換される。

さらにこの信号は送信チヤープ信号に対して前
記マツチドフイルターとして働く分散形遅延子１
０によりパルス圧縮される。パルス圧縮後の信号
は位相検波器１１、振巾検波器１２に導かれレー
ダビデオ信号が得られる。

従来装置のこの様な構成では干渉電波、妨害電
波等が前記送信チヤープ信号と相関を持たないた
め分散形遅延子が殆ど機能せず、従つてこの干渉
電波、妨害電波等がそのまま位相検波器１１、振
幅検波器１２に入力されてしまうと云う欠点があ
つた。

本発明はパルス波による妨害、CW妨害等を自
局のレーダ周期に対して同期、非同期にかかわら
ず受信雑音出力レベル以下に抑圧することが可能
であるばかりでなく不要反射物からの受信クラツ
タレベルの抑制をも可能にする装置を提供するも
のである。

本発明によれば、予め定めた時間対周波数特性
で周波数変換された送信信号に対する反射信号か
ら成る受信信号の前記送信信号の中心周波数より
も予め定めた第１の中間周波数だけ大きい周波数
と小さい周波数有する信号を発生する手段と、こ
の手段により得られる２つの信号と前記受信信号
とからスペクトラム分布が各々対称な２つの前記
第１の中間周波数信号を発生する手段と、この第
１の中間周波数信号を入力とし前記予め定めた時
間対周波数特性とは略対称な特性を有するパルス
圧縮用フイルタと、このパルス圧縮用フイルタか
ら得られる前記２つの中間周波数信号に対応する
信号を合成するビデオ合成器とを備えて成ること
を特徴とする受信信号処理装置が得られる。

次に本発明の実施例１について第６図に参照し
て説明する。

空中線により受信された信号は高周波増幅器１
３で増幅された後、第１局部信号発生器１５から
の局部信号と第１受信混合物１４で混合され第１
中間周波数帯（150MHz）の信号に変換される。
さらにこの信号は第２受信混合器１６により
120MHzの局部信号と混合され、第２中間周波数
帯（30MHz）に変換された後パルス圧縮用フイ
ルタ２０に入る。

一方、第１中間周波数帯の入力信号は同時に第
２受信混合器１９により180MHzの局部信号と混
合され同様に第２中間周波数帯に変換された後、
パルス圧縮用フイルタ２１に入る。パルス圧縮用
フイルタ２０，２１の出力はそれぞれ包絡線検波
器２２，２３に接続され、ここで振巾検波が行わ
れ次段のビデオ合成器２４により双方の信号は差
動増巾される。図中、１７，１８は第２受信混合
器１６，１９に各々与える120MHz及び180MHz
の信号を30MHz CWコーホ信号から得るための
周波数逓倍器である。

上述構成のうち太線で示す信号の流れは一般的
なチヤープ圧縮系と見なすことができる。すなわ
ち送信チヤープ信号とパルス圧縮器の相関関係は
マツチドフイルターとして働き送信信号が物体に
反射して来た信号に対してはパルス圧縮が行われ
る。一方第２受信混合器１９とパルス圧縮用フイ
ルタ２１により構成される機能は局部信号
（180MHz）が入力信号（15MHz）に対して高い
周波数に選択されているための入力信号のスペク
トラムの反転が行われる。この関係が第７図に示
されており、ａに示す如く局部信号Ｓ_Lの周波数
が第１中間周波数の受信信号Ｓ_Rの周波数よりも
小さい場合これをヘテロダイン検波するとa′に示
す如く第２中間周波数の受信信号Ｓ_R′が得られ、
同様にｂの様にＳ_Lの周波数がＳ_Rの周波数よりも
大きい場合にはヘテロダイン検波によりb′の受信
信号Ｓ_R′が反転された形で得られる。

したがつて同一特性のパルス圧縮フイルタ２
０，２１を使用した時その圧縮特性は前に述べた
太線部分の特性とは逆の特性を示すことになる。
この事は反射信号に対して圧縮効果とは逆にパル
ス信号が時間軸上に分散することを意味してい
る。

第８図には航空機からの反射信号に対する動作
が示されており、ａは第１中間周波信号を、ｂ及
びb′は第２間周波信号及び周波数領域での反転さ
れた第２中間周波信号、ｃ，c′はフイルタの分散
形遅延子特性を示す図で、ｂに示す信号に対して
はフイルタはマツチドフイルタとして働く結果圧
縮効果が生じてｄに示す出力が得られ、b′に示す
信号に対しては時間軸上で分散効果が生じてd′に
示す出力が得られる。ｄ及びd′に示す出力は減算
され出力ビデオ信号としてｅが得られる。以上の
様に航空機等からの反射入力信号に対しては双方
の信号を差動増幅することにより若干のＳ／Ｎ劣
化があるもののパルス圧縮された信号を得ること
ができる。

第９図には妨害波に対する抑圧動作が示されて
おり、ａは第１中間周波信号、ｂ，b′は第２中間
周波信号、ｃ，c′はフイルタの分散形遅延子特性
を示す図、ｄ，d′はフイルタ出力を示し、フイル
タからの２つの出力は減算される結果、出力ビデ
オは消法されることを示す。

第１０図は本発明の第２の実施例を示すブロツ
ク図である。第１の実施例と同様に受信された信
号は第１の実施例と同様に高周波増幅器１３で増
幅された後、まず第１中間周波数である150MHz
帯の信号に変換される。この信号は次の第２混合
器１６により第２中間周波数帯に変換されるが、
この際第２局部信号の周波数は30MHzのコーホ
信号を周波数逓倍器２９，３０により逓倍して得
られる120MHzと180MHzとレーダ繰返しに対応
して交互に供給される様第２局発信号切替器２５
が具備されている。この為第２中間周波信号は上
側ヘテロダインと下側ヘテロダインが交互に繰返
されることにより得られ、その信号の周波軸上で
の性質は第７図に説明したと同様に交互に対称と
なる。

空中線からの入力信号が自局の送信電波のエコ
ーであればこの信号は次のパルス圧縮用マツチド
フイルタ２６に供給され互に対称な周波数関係の
信号の１方のみが圧縮され、他方は反対に分散さ
れる。また入力信号が干渉、妨害等の電波で、自
局の電波との相関がなければ両方の信号が同様に
分散される。これらの信号を１レーダ繰返し時間
遅延させる遅延回路２７と減算回路２８により構
成される消去回路により自局電波以外の信号が抑
圧される。

第１１図は第２の実施例についての作動原理を
説明するための図で、自局の電波によるエコーが
出力され、妨害波については減算の結果抑圧され
る様子を図示している。図中、ａは送信チヤープ
信号、ｂは送信信号でCgはグランドクラツタ、
Ciは妨害信号、Ctは航空機等からのエコー信号
を示す。又、ｃはチヤープ圧縮後のビデオを示
し、このビデオが遅延回路２７によつて遅延され
た信号をｄに示す。次にｃとｄの信号が減算され
ｅに示す信号が得られる。

以上２つの実施例を説明したが第１の実施例で
は二つの異る圧縮特性を得るのに、同一仕様の分
散形遅延子を用い、その前段のヘテロダイン周波
数変換を行う際に入力信号のスペクトラムを一方
のみ反転し等価的に２種類の対称なパルス圧縮系
を構成しているが、分散形遅延子を２種類使用し
た構成でも当然同様の効果を得る事ができる。

即ち、本発明はパルス圧縮技術を応用したレー
ダ装置においてパルス圧縮用マツチドフイルター
の各種入力信号に対する振幅応答特性により入力
信号の性質に応じて個有の出力波形が得られる点
に着目し、 (1) 特性の異る２種類の圧縮回路とそれぞれの出
力を合成する回路で構成。

(2) パルス圧縮機能をレーダ繰返毎に２種類の異
る圧縮特性に交互に切替える事の可能な圧縮回
路と、圧縮後の信号を１レーダ繰返し時間だけ
遅延させる遅延回路およびここで得られた遅延
信号と非遅延信号とを合成する回路により構
成。

上記構成を特徴とする受信信号処理装置で航空
機からの反射信号等の有用な入力信号を損う事が
少く。干渉電波、妨害電波および大地、山岳、雨
滴等からの反射信号を抑圧することを目的として
いる。

本発明は以上説明したようにパルス圧縮特性の
互に逆なフイルターを用い、それぞれの出力の差
分を取る事により、通常の干渉もしくは妨害電波
が前述の２つの圧縮用フイルターに対してほぼ同
様の出力波形に変換される特性を利用してその出
力信号を消去するものである。また自己レーダの
反射波であつて反射信号が時間領域で広がつてい
る場合においても２つの圧縮用フイルターの出力
はほぼ同様な波形となる為グランドクラツタ、レ
インクラツタ等の抑圧効果も十分期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はチヤープ信号の時間対周波数の関係を
示す図、第２図はチヤープ信号波形、第３図はマ
ツチドフイルターの分散特性を示す図、第４図
ａ，ｂはチヤープ信号が圧縮される様子を示す
図、第５図はチヤープ信号を使用した従来のレー
ダ装置の送受信系統ブロツク構成図、第６図は本
発明の第１の実施例を示すブロツク構成図、第７
図は受信信号スペクトラムの反転の様子を示す
図、第８図は本発明の航空機等からの反射信号に
対する動作を示す図、第９図は本発明の妨害電波
に対する抑圧動作を示す図、第１０図は本発明の
第２の実施例を示すブロツク構成図、第１１図は
本発明の第２の実施例の動作を説明する図であ
る。１……インパルス発生器、２……分散形遅延
子、３……周波数混合器、４……高周波電力増巾
器、５……空中線、６……送受切換器、７……局
部信号発生器、８……低雑音高周波増巾器、９…
…周波数混合器、１０……分散形遅延子、１１…
…位相検波器、１２……振巾検波器、１３……高
周波増巾器、１４……第１受信混合器、１５……
第１局部信号発生器、１６……第２受信混合器、
１７，１８，２９，３０……周波数逓倍器、１９
……第２受信混合器、２０，２１……分散形遅延
子、２２，２３……包絡線検波器、２４……ビデ
オ合成器、２５……第２局発信号切替器、２６…
…マツチドフイルタ、２７……遅延回路、２８…
…減算回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１予め定めた時間対周波数特性で周波数変換さ
れた送信信号に対する反射信号から成る受信信号
の前記送信信号の中心周波数よりも予め定めた第
１の中間周波数だけ大きい周波数と小さい周波数
を有する信号を発生する手段と、この手段により
得られる２つの信号と前記受信信号とからスペク
トラム分布が各々対称な２つの前記第１の中間周
波数信号を発生する手段と、この第１の中間周波
数信号を入力とし前記予め定めた時間対周波数特
性とは略対称な特性を有するパルス圧縮用フイル
タと、このパルス圧縮用フイルタから得られる前
記２つの中間周波数信号に対応する信号を合成す
るビデオ合成器とを備えて成ることを特徴とする
受信信号処理装置。