JPS62194480A - レ−ダの性能モニタ装置 - 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、レーダシステムの送受信系統における信号減
衰を測定してモニタ表示するパフォーマンスモニタとし
て知られたレーダの性能モニタ装置に関する。

（従来技術） 従来、舶用レーダシステムにおいて、レーダ発振源とな
るマグネトロン発振器、サーキュレータ、一定速度で回
転されるレーダアンテナ、サーキュレータとレーダアン
テナを結ぶアンテナ導波管等の送受信系統における信号
減衰を測定してレーダ性能の低下をモニタするパフォー
マンスモニタ装置としては、例えば第４図に示すものが
知られている。

第４図において、１はマグネトロン発振器、２はサーキ
ュレータ、３は一定速度で回転されるレーダアンテナ、
４はサーキュレータ２とレーダアンテナ３との間を接続
するアンテナ導波管、５はリミッティング増幅器、６は
受信回路であり、このような回路要素によりレーダシス
テムの送受信系統が構成され、受信回路６で得られたビ
デオ信号は表示器７に供給され、表示器７のＣＲＴ画面
８にレーダ映像をｐｐｒｉ引表示するようにしている。

一方、パフォーマンスモニタのため、レーダアンテナ３
の所定回転位置に対向してホーンアンテナ等を用いたモ
ニタアンテナ９が固定設置され、モニタアンテナ９でレ
ーダアンテナ３からのレーダ電波の一部を受信して空洞
共振器１０に供給し、空洞共振器１０の共振出力をモニ
タアンテナ９に供給し、空洞共振器１０の動作時間τに
亘ってモニタアンテナ９からレーダアンテナ３にモニタ
電波を送り返すＪ：うにしている。

このモニタアンテナ９からのモニタ電波を受けると表示
器７のＣＲＴ画面８には、掃引中心からモニタアンテナ
９の設置方向に向けて斜線部で示すモニタ画像１２が表
示されるようになる。

ここで、空洞共振器１０の共振動作時間τはレーダアン
テナ３の送信電力Ｐに応じて変化し、送信電力Ｐが大き
くなると動作時間τが長くなる関係にある。

そこで、ＣＲＴ画而８面おけるモニタ画像１２の表示距
離から空洞共振器１０の動作時間τを求め、予め準備さ
れているＰ−τ関係の特性グラフから送信電力Ｐを決定
することでモニタ時のレーダ性能を知ることかできる。

（問題点を解決するだめの手段） しかしながら、このような従来のパフォーマンスモニタ
装置にあっては、ＣＲＴ画面８におけるモニタ画像１２
の表示距離から空洞共振器１０の動作時間τを求めて送
信電力Ｐを推定することでレーダ性能を評価するように
していたが、表示範囲が近距離であるため、反射物標の
多い場所や海面反射が強いときはパフォーマンスモニタ
の出力と判別が行ないづら（、また空洞共振器１０は特
定の周波数に対してのみ正常な共振動作を行なうことか
ら、レーダ同調周波数を変えた場合には、送信電力Ｐが
一定であっても共振動作点を外れることでモニタ画像１
２が変化し、空洞共振器１０の共振周波数を調整するこ
とは繁雑であるために、共振周波数に対応した特定の同
調周波数でしか正確なレーダ性能の評価ができないとい
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、レーダ設置時に対するモニタ時のレーダ性能の低
下の有無をレーダ映像に妨げられることなくモニタ画像
によって簡単且つ確実に評価でき、またレーダ同調周波
数のいかんに係わらず適確にレーダ性能を評価すること
のできるレーダの性能モニタ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、一定速度で
回転されるレーダアンテナの所定回転位置に対向して固
定配置したモニタアンテナでレーダ電波の一部を受信し
て検波し、レベル弁別回路によりモニタ時の検波出力の
ピークレベルを予めホールドしたレーダ設置時のピーク
レベルと比較してレベル低下を測定し、一方、モニタ時
のピークレベル検出時から一定時間遅延後に発振器を所
定時間に亘り発振動作させ、この発振出力をレベル弁別
回路によるレベル低下の測定値に対応した減衰量の設定
を受けた可変減衰器で減衰してモニタアンテナに供給し
、モニタアンテナから信号レベルの低下分だけ減衰した
モニタ電波をレーダアンテナに送り返すようにしたもの
である。

更に、モニタ時のピークレベル検出から一定遅延時間後
におこなう発振器の発振動作として、レーダ同調周波数
の範囲に亘って発振周波数をスィーブさせる。

（作用） このような本発明の構成によれば、モニタ操作を行なっ
たときには、レーダ設置時に対するモニタ時の入力ピー
クレベルの低下が検出され、所定時間遅延後の発振出力
を検出した入力レベルの低下に対応した信号組だけ減衰
してモニタアンテナからレーダアンテナに送り返すよう
になり、このモニタ電波を受【プてレーダ表示器ＣＲＴ
画面には発振遅延時間に相当する表示距離の位置に円弧
状のモニタ画像が表示されるようになり、モニタ画像の
表示輝度から送信電力の低下の有無を知ることができる
。このモニタ画像の表示輝度としては、例えばレーダ送
受信系統において性能限界となる信号減衰量を例えば１
０ｄＢに定めたとすると、レーダ設置時より１　’Ｏｄ
　Ｂの信号減衰が生じたときにモニタ電波の受信による
モニタ映像信号のレベルがノイズレベルとなるように設
定しておくことにより、１０ｄＢ以上の信号減衰が起き
るとＣリ、モニタ画像の有無によりレーダの性能低下を
簡単に知ることかできる。

またモニタ画像は、モニタ電波の発振遅延時間に対応し
た表示距離の位置に表示されるため、モニタ画像をＣＲ
Ｔ画面の周辺に表示させることでレーダ映像との車なり
を最小限に押えることができる。

更に、モニタ電波の発振周波数をレーダ同調周波数の範
囲に亘ってスィーブさせているため、レーダ同調周波数
のいかんに係わらずモニタ画像を確実に表示することが
できる。

（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あ
る。

まずレーダシステム側を説明すると、１はレーダ発振源
となるマグネトロンであり、マグネトロン１は図示しな
い発信回路からのトリガパルスを受【プて発振動作を行
ない、所定周波数の発振信号をサーキュレータ２からア
ンテナ導波管４を介してレーダアンテナ３に供給し、レ
ーダアンテナ３は一定速度で回転されていることから、
マグネトロン１に対する送信トリガで定める一定周期毎
にレーダ電波を発射する。

一方、レーダアンテナ３で受信された物標からの反射波
は、アンテナ導波管４を介してサーキュレータ２に供給
され、サーキュレータ２で分岐されて大信号のみリミッ
ティングするリミッタ５を通った後、受信回路６に於い
てレーダ映像を表示するためのビデオ信号に変換されて
表示器７に供給される。表示器７には、レーダアンテナ
３の回転角に基づいて図示しない掃引回路で作り出され
た掃引信号が供給されており、掃引信号による電子ビー
ムの掃引でＣＲＴ画面８に受信回路６からのビデオ信号
に基づいたレーダ映像をｐｐｒｉ引により表示する。

このような構成で成るレーダシステムに対し、パフォー
マンスモニタのためレーダアンテナ３の所定回転位置に
対向して、ホーンアンテナ等を用いたモニタアンテナ９
が固定設置される。

このモニタアンテナ９の設置状態は、第２，３図に示し
たレーダアンテナ３の説明図から明らかなように、アン
テナ駆動モータ及びギア機構を内蔵したアンテナ基台３
０の前面に導波管３１によりモニタアンテナ９がレーダ
アンテナ３の所定回転位置に於けるアンテナ開口部に向
けて配置され、モニタアンテナ９の導波管３１の引込み
部分にモニタ回路を内蔵したモニタユニット３２ａが設
けられている。

再び第１図を参照するに、レーダアンテナ３の所定回転
位置に対向して固定設置されたモニタアンテナ９は、レ
ーダアンテナ３から発射されるレーダ電波の一部を受信
し、モニタ回路部３２に受信電波を供給している。

即ち、モニタ回路部３２は、モニタアンテナ９からの受
信入力を結合器１１を介して検波回路１３に与え、検波
回路１３による高周波検波によりレーダアンテナ３から
の送信パルス信号を検波し、検波回路１３の出力はピー
クホールド回路１４に供給される。

ピークホールド回路１４は検波回路１３からｊｑられる
検波出力のピークレベルをホールドして出力する。

ピークホールド回路１４の出力は、レベル弁別器１６に
与えられており、レベル弁別器１６はピークホールド回
路１４から与えられるレーダ設置時の比較基準となるピ
ークレベルと、モニタ時にピークホールド回路１５から
与えられるピークレベルとを比較し、レーダ設置時のピ
ークレベルに対するモニタ時のピークレベルのレベル差
を検出し、可変減衰器２０に対し検出されたレベル差に
対応する信号減衰量を設定する。この可変減衰器２０と
しては、例えばＰＩＮダイオードが使用され、レベル弁
別器１６はＰＩＮダイオードに対する直流バイアス電流
を変えることでＰＩＮダイオードを通過する信号減衰間
を可変設定するようになる。

一方、検波回路１３の検波出力はトリガ回路１７に与え
られており、トリガ回路１７は検波出力をリミッティン
グ増幅してレーダアンテナ３からのレーダ発振パルスの
受信タイミングを検出し、この受信タイミングから一定
遅延時間後、例えばＣＲＴ表示器８に於ける６マイルの
表示距離に対応した羅延時間、例えば表示レンジが１２
マイルの場合には７２μｓの所定時間遅延後にトリガパ
ルスを発振器１８に出力し、発振器１８の所定時間に亘
る発振動作を行なわせる。

この発振器１８としては、例えばＦＥＴ発振器等が使用
され、トリがパルスを受けたときに所定時間に亘り発振
動作を行なうと共に、発振周波数をレーダシステムに於
（プる同調周波数の範囲に亘ってスィーブさせるために
ＦＭ変調をかける掃引回路を備えている。この発振器１
８の発振出力はＰＩＮダイオードを用いた可変辱哀器２
０からサーキコレータ１０を介してモニタアンテナ９に
供給されており、可変減衰器２０はレベル弁別器１６に
よりレーダ設置時に対するモニタ時の信号レベルが低下
に応じた減衰量の設定を受けているため、この設定減衰
１に応じて発振出力を減衰させてモニタアンテナ９に供
給するようになる。この結果、モニタアンテナ９からは
レベル弁別器１６に於けるレベル低下分だけ減衰された
モニタ電波がレーダアンテナ３に向けて送り返されるよ
うになる。

一方、モニタ回路部３２のモニタアンテナ９からのモニ
タ電波を受けたレーダシステム側は、受信回路６からの
モニタ電波の受信に基づくビデオ信号を表示器７に供給
し、表示器７に於けるＣＲ王画面８にはモニタアンテナ
９の設置方向に対しモニタ回路部３２のトリガ回路１７
に於ける発振遅延時間に対応した表示距離、例えば６マ
イルの表示距離Ｓの位置に、円弧状のモニタ映像２５を
表示するようになる。

ここでレーダシステムの送受信系に於けるレーダ性能の
限界値を与える信号減衰量を例えば−１０ｄＢに設定し
ていたとすると、モニタ回路部３２に於ける可変減衰器
２０の設定減衰量が一１０ｄＢに設定されたときのモニ
タ電波を受けたときにモニタ映像２５の映像信号レベル
がノイズレベルとなる表示輝度を与えるように設定され
ており、この結果、可変減衰器２０の設定減衰量が一１
０ｄＢ以上になるとＣＲＴ画面８のモニタ映像２５が見
えなくなるようにしている。

次に、上記の実施例の動作を説明する。

まずレーダシステムの送受信系に於ける各回路部の信号
減衰量は、マグネトロン１の信号減衰量△、ササ−ュ１
ノータ２の信号減衰ＩＩＩＢ、アンテナ導波管４に於け
る信号減衰量Ｃ，レーダアンテナ３の信号減衰吊り、リ
ミッティング増幅器５の信号減衰量Ｅ、更に受信回路６
に於ける信号減衰量Ｆの総和で与えられ、このうちアン
テナ導波管４については送信信号と受信信号の両方が通
過することから信号減衰吊は２倍となり、従って総合損
失１店は、 ＰＬ＝Ａ＋８＋２０＋Ｄ十Ｅ＋Ｆ で定義される。

まずレーダの設置状態に於いて、レーダシステムを動作
状態として表示器７側に設けたモニタ操作スイッチを押
すと、モニタ回路部３２に電源供給が行なわれて動作状
態となり、マグネトロン発振器１からの発振信号はレー
ダ設置状態での信号減衰Ａ、Ｂ、Ｃを受けてサーキュレ
ータ２及びアンテナ導波管４を介してレーダアンテナ３
に供給され、レーダアンテナ３から発射されるようにな
る。レーダアンテナ３がら発射されたレーダ電波の一部
はモニタアンテナ９で受信され、結合器１１を介して検
波回路１３により高周波検波が行なわれて、ピークホー
ルド回路１４に検波出力が与えられる。

一方、アンテナ設置時のピークホールド回路１４の出力
を基準とするように弁別器１６は調整されるので、設置
時にこの出力が低下しない限り可変減衰器２ｏの設定減
衰量はＯｄＢとなる。このため、トリガ回路１７でレー
ダ電波の発射から一定遅延時間後に出力されるトリガ信
号に基づいた発振器１８からの発振出力は可変減衰器２
ｏの減衰を受けず、結合器１１の固定減衰量だけ低下し
た送信出力のモニタ電波をレーダアンテナ３に送り返す
ようになる。

レーダアンテナ３で受信されたモニタ電波はアンテナ導
波管４及びサーキュレータ２を介して大出力のみリミッ
ティングするリミッタ５を通るが、この出力は小さいの
でほとんど減衰を受けずに受信回路６でモニタ映像のビ
デオ信号に変換されて表示器７に与えられ、表示器７の
ＣＲ７画面８に於けるモニタアンテナ９の設置方向とな
る所定表示距離、即ちトリガ回路１７に於ける発振遅延
時間に対応した、例えば６マイルの表示距離に円弧状の
モニタ映像２５を表示するようになる。この場合、レー
ダアンテナ３に戻されるモニタ電波の可変減衰量は零で
あることから、充分な表示輝度をもってモニタ映像２５
の表示状態が得られている。

次に、レーダシステムの使用状態でマグネトロン発振器
１の発振出力が−５ｄＢ減少し、その他の回路要素が正
常で総合損失Ｐ１が５ｄＢ増加したときのモニタ動作を
説明する。

このようなマグネトロン発振器１の出力低下に於いて、
表示器７側に設けたモニタ操作スイッチを押してモニタ
回路部３２を動作状態にすると、モニタアンテナ９の受
信入力を受けた検波回路１３の検波出力からピークホー
ルド回路１４が入力信号のピークレベルを検出し、レベ
ル弁別器１６に於けるアンテナ設置時のピークレベルと
の比較によりマグネ］−ロン発振出力の一５ｄＢの低下
に応じたレベル低下を検出し、発振器１８の発振出力を
一５ｄＢだけ減衰させるための信号減衰量を可変減衰器
２０に設定する。このためトリガ回路１７の一定時間遅
延によるトリガ出力を受けて動作した発振器１８の発振
出力は、減衰器２０により一５ｄＢに相当する信号減衰
を受けてモニタアンテナ９に供給され、レーダアンテナ
３に設定時よりも５ｄＢ低いモニタ電波を送り返すよう
になる。このためモニタ電波の受信入力を受けた受信回
路６は、ＣＲ７画面８に於けるモニタ映像２５の表示輝
度を与えるモニタ映像信号の信号レベルを、信号減衰ｆ
ｉ！−５ｄＢに対応した分だけ減少させ、モニタ映像２
５の表示輝度がそれまでの半分近くの明るさとなる。

従って、オペレータはＣＲＴ画百８に於けるモニタ映像
２５の表示輝度がそれまでの略半分になることでレーダ
性能の低下、即ち送信電力の低下を知ることができる。

次に、サーキュレータ２とレーダアンテナ３を結ぶアン
テナ導波管４の信号減衰量Ｃが５ｄＢ増加し、その他の
回路要素が正常であったとすると、総合損失ＰｆＬは２
倍の１０ｄＢ分だけ増加するようになる。

この場合、マグネトロン発振器１からの発振出力はアン
テナ導波管４に於ける信号減衰！−５ｄＢの損失を受け
てレーダアンテナ３に供給され、モニタアンテナ９で受
信したレーダ電波の入力レベルは、アンテナ導波管４に
於ける一５ｄＢ分の減ＩＩＩ分だけ低下し、レベル弁別
器１６はピークホールド回路１４から得られたモニタ時
のピークレベルのレベル差を検出し、可変減衰器２０に
アンテナ導波管４に於ける一５ｄＢの信号減衰量に応じ
た減衰量を設定し、発振器１８の発振出力を設定減衰ｆ
ｉ５ｄ　Ｂだけ減衰してモニタアンテナ９に供給し、モ
ニタ電波をレーダアンテナ３に送り返すようになる。こ
のようにモニタアンテナ９がら送り返されたモニタ電波
はアンテナ導波管４を通過する際に更に一５ｄＢ減衰さ
れ、リミッタ５から受信回路６に与えられたときのモニ
タ映像のビデオ信号は−’ｌ０ｄＢの減衰を受けること
となり、ＣＲ１画面８に於けるモニタ映像２５はレーダ
設置時に対し一１０ｄＢの信号減衰でノイズレベルとな
るように信号レベルが設定されているため、この場合に
はＣＲ１画面８に円弧状のモニタＰｌ！像２５が表示さ
れず、オペレータはモニタ操作を行なってもモニタ映像
２５が表示されないことから、レーダシステムの送受信
系に於いて−１゜６３以上の信号減衰が生じて総合性能
の低下を起こしていることを簡単、且つ確実に知ること
ができる。

勿論、マグネトロン発振器１及びアンテナ導波管４に於
ける信号減衰の増加のみならず、サーキュレータ２及び
レーダアンテナ３に於ける信号減衰の増加についてもモ
ニタ回路部３２はレーダ設置時に対する受信入力の低下
分だけ下がったモニタ電波の発振動作を行なうこととな
り、レーダ送受信系に於ける総合損失ＰＬが設定した１
０ｄＢ以上となると、ＣＲ１画面８にモニタ映像２５を
表示させなくなる。

更に、モニタ回路部３２に於けるモニタ電波を送り返す
ための発振器１８は、トリガ回路１７がらのトリガ出力
に基づいて所定時間に亘って発振動作を行なうときにレ
ーダ側に於ける同調周波数の範囲に亘って発振周波数を
スイープさせているため、レーダシステム側の同調周波
数がどのような周波数に調整されていたとしても、調整
された同調周波数に一致するモニタ電波のスイープ周波
数が得られたときにモニタ電波を同調受信することがで
き、モニタ回路部３２側をレーダ側の周波数同調操作に
連動して同調調整する必要なく、確実にモニタ電波を同
調受信してモニタ映像２５を表示させることができる。

更に、ＣＲ１画面８に於けるモニタ映像１５の表示距離
は、モニタ回路３２に於けるトリガ回路１７の遅延時間
の設定で自由に変えることができ、上記の実施例では表
示レンジ１２マイルに対しモニタ映像２５を６マイルの
位置に表示するように遅延時間を７２μｓに設定する場
合を例にとるものであったが、本発明はこれに限定され
ず、レーダ映像が表示されることが少ないＣＲ１画面８
の周辺の位置にモニタ映像２５が表示されるようにトリ
ガ回路１７に於ける発振遅延時間の設定を行ない、モニ
タ映１２５がレーダ映像と重なり合うことで見えづらく
なることを確実に防ぐことができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、一定速度で回
転されるレーダアンテナの所定回転位置に対向して固定
配置したモニタアンテナでレーダ電波の一部を受信して
検波し、レベル弁別回路によりモニタ時の検出出力のピ
ークレベルを、予め検出したレーダ設置時のピークレベ
ルと比較してレベル低下を検出し、検出したレベル低下
に応じた信号減衰量をＰ■Ｎダイオード等を用いた可変
減衰器に設定し、一方、モニタ時のピークレベル検出時
から一定時間遅延後に発振器を所定時間に亘り発振動作
させ、この発振出力を可変減衰器の設定減衰量だけ減衰
してモニタアンテナに供給し、モニタアンテナから検出
したレベル低下分だけ減衰したモニタ電波をレーダアン
テナに送り返すようにしたため、レーダシステムのＣＲ
Ｔ画面にレーダ設置時に対するモニタ時の送受信系に於
ける信号減衰量に応じた表示輝度をもつ円弧状のモニ夕
映像を表示させることができ、例えばモニタ映像の表示
輝度をレーダの性能限界を与える所定の信号減衰量、例
えば−１０ｄＢの減衰でノイズレベルとなるように設定
（）ておくことでレーダ性能限界を越える信号減衰を発
生したときにモニタ映像が表示されなくなり、レーダ性
能の低下を簡単、且つ確実に知ることができる。

また、モニタ回路部に於けるモニタ電波を送り返すため
の発振遅延時間に応じたＣＲＴ画面の表示距離に円弧状
のモニタ画像が表示されるためモニタ回路部に於ける発
振遅延時間の設定によりレーダ映像の少ないＣＲＴ画面
の表示位置にモニタ映像を表示でき、レーダ映像と重な
ってモニタ映像が見づらくなることを確実に防ぐ。

更に、モニタ回路部に於けるモニタ電波の発振出力をレ
ーダ側の同調周波数の範囲に亘すスイープさせることで
レーダ側の同調周波数の如何に係わらずモニタ電波を同
調受信してモニタ映像を確実に表示することができ、レ
ーダ側の同調周波数の変更に対しモニタ側の発振周波数
の連動調整を不要にづることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例をレーダシステムと共に示し
た回路ブロック図、第２．３図はモニタアンテナの設置
状態を示した説明図、第４図は従来装置を示した回路ブ
ロック図である。 １：マグネトロン発振器 ３：レーダアンテナ ４：アンテナ導波管 ５：リミッタ ６：受信回路 ７：表示器 ８：ＣＲＴ画面 ９：モニタアンテナ １１：結合器 １３：検波回路 １４：ピークホールド回路 １６二レベル弁別器 １７：トリガ回路 １８：発振器 ２０：可変減衰器 ２５：モニタ映像 ３０：アンテナ基台 ３１：導波管 ３２：モニタ回路部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定速度で回転されるレーダアンテナの所定回転
   位置に対向して固定配置されレーダ電波の一部を受信す
   るモニタアンテナと、該モニタアンテナの受信出力を検
   波する検波器と、該検波器によるレーダ設置時のピーク
   レベルとモニタ時のピークレベルとを比較して入力信号
   レベルの低下を検出するレベル弁別回路と、前記検波回
   路のピークレベル検出時から一定遅延時間後に所定時間
   に亘り発振動作する発振器と、該発振器にＦＭ変調をか
   ける掃引回路と、前記レベル弁別回路で検出したレベル
   低下に応じた信号減衰量の設定を受け前記発振器の発振
   出力を該設定減衰量だけ減衰して前記モニタアンテナに
   供給する可変減衰器とを備えたことを特徴とするレーダ
   の性能モニタ装置。