JPS62231185A - 擬似移動目標発生装置 - 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、擬似移動目標発生装置に関し、特にレーダ装
置の移動目標検出機能の試験に使用する凝似移動目凛を
発生する擬似移動目標発生装置に関する。

（従来の技術） 一般に、レーダ装置においては固定目標からの反射波（
クラッタ）を消去して航空機、車、人間等の移動目標か
らの反射波を検知するため、ドツプラ効果を利用して抽
出する移動目標検出器が使用されている。

移動目標検出器を備えたレーダ装置の一般的な栴或は、
第４図に示すようにアンテナ１１と、送受切替器１２と
、送信機１３と、中間周波信号を高周波信号へ変換する
ためのミキサー１４と、コーホ信号を送信パルス幅に変
調するパルス変調器１５と、受信信号を高感度受信する
ための低雑音増幅器１６と、高周波信号を中間周波信号
へ変換するためのミキサー１７と、送信周波数と中間周
波数との差の周波数の局部発振信号を発生する局部発振
器１８と、トリガ発生器１９と、中間周波増幅器２０と
、位相検波のための基準位相信号を発生するコーホ発振
器２１と、中間周波信号の位相情報を抽出する。ための
位相検波器２２と、位相検波器の出力信号から移動目標
を抽出するための移動目標検出器２３とを備えている。

第４図においてコーホ発振器２１を基準信号源とし局部
発振器１８をローカル信号源としてパルス化された送信
信号を発生し、アンテナ１１がら空中に放射された信号
は目標で反射され戻って来て再びアンテナ１１で受信さ
れる。

受信信号はコーホ信号をリファレンス信号として位相検
波され、移動目標検出器２３において、ヒツトごとの位
相変１ヒにより、目標の移動速度が検出されて、目標の
速度が零ならば固定口振、零でなければ移動目標と判定
される。

しかし、実際には移動目標の中に、いわゆるウェザ−ク
ラッタと呼ばれる雨や雲等の移動速度をもった不要な反
射波が存在し、上記のような零ドツプラ検出だけでは不
十分である。

したがって、最近では移動目標検出器２３を第５図のよ
うなｎ個のフィルタ群２３−１〜２３−ｎで構成し、第
６図に示すように例えばフィルタ２３−１には２３−Ｉ
Ｆ、フィルタ２３−２には２３−２Ｆというようにｎ個
のフィルタそれぞれに中心周波数が異なる帯域通過特性
をもたせ、受信信号をｎ個の周波数成分に分離して、ウ
ェザ−クラッタと所望の移動目標とを識別するマルチド
ツプラフィルタ方式がよく用いられる。

このような移動目標検出器を備えたレーダ装置の試験を
行うためには、目標の速度に応じたドツプラ周波数シフ
トを含んだ擬似移動目標を発生する必要があり、その第
１の方法としては第７図に示すようにコーホ発振器と同
じ周波数で発振し、しかも外部から発振周波数が調整可
能な可変周波数発振器を基準発振器２７として擬似移動
目標を発生させる方法がある。

第２の方法としては、第８図に示すようにコーホ信号と
擬似移動目標発生用の基準発振器２７との周波数差を周
波数弁別器２８によって検出し、常に所望の目標速度に
相当するドツプラ周波数シフトを擬似移動目標がもつよ
うに周波数制御器２つを介して基準発振器にフィードバ
ックをがける方法がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記方法のうち第１の方法が最も簡便な方法であるが所
望の目標速度を実現するためには、基準発振器２７の発
振周波数を周波数カウンタでモニタし、コーホ周波数に
対しドツプラ周波数分だけ常に一定の周波数オフセット
を持つように監視および調整する必要があり、しがち、
前記マルチドツプラフィルタを備えた移動目標検出器に
おいて高精度の速度検出を行うためには、一定のドツプ
ラ周波数を発生するように可変周波数発振器は位相比較
を行うヒツト間という短期間において高安定であること
が要求される。

しかし、前記の周波数可変機能と安定度要求とは相反す
る要求であり、例えば人間が歩行したときに生ずるドツ
プラシフト量（数１０１１２）程度の安定度を得ること
は非常に困難であるという問題がある。また、距離方向
の異なった位置に存在ししかもそれぞれが異なる速度を
もつ複数の移動目標を発生しようとすると、基準発振器
２７の周波数可変に対する応答性を速くすることが困難
なため、第７図の擬似移動目標発生装置２を、発生しよ
うとする移動目標の数だけ並列接続する必要があり、ハ
ードウェア規模が大きくなる。

また、第２の方法では短期的に安定なドツプラ周波数シ
フトをもった移動目標を発生するためには、フィードバ
ックループの応答速度を速くする必要があるが、これは
基準発振器２７の制御応答速度により制限される。また
、第１の方法と同様に、距離的に異なった位置に存在し
、しかもそれぞれが異なる速度をもつ複数移動目標を発
生するためにはハードウェア規模が大きくなる。

以上述べたように従来の技術では、ドツプラ周波数の短
期安定度および高速可変に対して考慮がなされていない
ので、マルチドツプラフィルタ等を有する高性能移動目
標検出器を備えたレーダ装置の試験を充分に行うことが
できないという問題と距離方向の異なった位置に存在し
、しかもそれぞれが異なる速度をもつ複数の移動目標を
１周期内に発生させるにはハードウェアの規模が大きく
なるという問題点がある。

本発明の目的は、上記従来技術におけるようなドツプラ
周波数の短期安定と高速可変性の問題を生ずることなく
、且つ、距離方向の異なった位置に存在しそれぞれが異
なる移動速度を有する複数の擬似移動目標信号を１周期
内に発生することのできる擬似移動目標発生装置を提供
しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために次の手段構成を有
する。即ち、本発明の擬似移動目標発生装置は、被試験
レーダ装置から受けたコーホ信号を、該レーダ装置から
受けたトリガ信号に同期して、トリガ周期内において、
予め設定されたそれぞれ任意のパルス幅の任意の数のパ
ルス信号を有するパルス列信号に変調するパルス変調器
と；前記被試験レーダ装置の局部発振信号を受けて、前
記パルス変調されたコーホ信号を該コーホ信号の周波数
と前記局部発振信号周波数の和周波数の信号に周波数変
換するミキサと；　前記パルス変調器のコーホ信号入力
側、又は該パルス変調器と前記ミキサの間、又は該ミキ
サの出力側のいずれかに設けられ、パルス列信号の各パ
ルス信号の位…が各パルス信号それぞれについて任意に
設定された移相ステップ量で前記トリガの繰り返し周期
毎に増加的又は減少的に変移するように移相させる移相
器と；　を具備することを特徴とする擬似移動目標発生
装置である。

（作　用） 航空機のような移動目標がパルスレーダ装置で探知され
る場合、ある時点の送信パルスから次の送信パルスまで
の間即ち送信周期Ｔの間に移動するために、受信信号の
位相はその移動した距離の２倍の距離に相当する位相だ
け変化する。

今、送信信号の波長をλとし、航空機の距離方向の移動
速度をＶとすると、周期Ｔの間に移動する距離はｖＴで
ある。電波が反射されて戻ってくることを考えると電波
の伝搬距離の変化としては２ｖＴとなる。

これを位相に直すと２π・２ｖＴ／λラジアンとなる０
時間Ｔの間に２π・２ｖＴ／λラジアンだけの位相変化
を生ずる周波数は２ｖ／人となり、゛　　これは航空機
の移動によって生ずるドツプラー周波数に等しい。

このような信号が移動目標検出装置によって検出される
。従って、レーダ空中線を中心とした距離方向の速度が
Ｖなる擬似移動目標を得るなめには周期Ｔ毎に２π・２
ｖＴ／λラジアンだけ位相が増減いずれか一方へ変化し
ていく信号を作ってやればよいことになる。

本発明装置においては、被試験レーダ装置の送信信号の
位相基準および受信信号の位相検波の位相基準となるコ
ーホ発振器からコーホ信号を受はパルス変調器によって
、同じく被試験レーダ装置から受けたトリガ信号に同期
して該トリガ信号の１周期内に任意の数のパルス信号を
有するパルス列信号に変調している。このパルス信号は
それぞれ異なる移動目標に相当する。

そして、それぞれのパルス信号は、移相器により、予め
定められたそれぞれの移動速度に対応する移相ステップ
量で、前記トリガ信号の繰り返し周期毎に増減いずれか
一方の方向で移相される。

−なお、本発明装置は、アンテナから入力する信号に代
えての擬似移動目標信号発生装置であるので、′ｆ１１
．試験レーダ装置の局部発振器から局部発振信号を受け
て、ミキサによってコーホ信号周波数から被試験レーダ
装置の送信周波数と同じ周波数へ周波数変換して出力す
る。被試験レーダ装置の中間周波増幅器以降の試験を目
的とする場合には周波数変換を行わない、擬似移動目標
信号を出力するようにしておけばよい。

以上のように本発明装置においては、被試験レーダ装置
のコーホ信号を用い、従来技術のように別個の発振器を
用いることはしていないのでそのような発振器の周波数
制御の問題や周波数安定性の問題は全く起り得ない、従
って高安定且つきめこまかなドツプラシフトを得ること
ができる。

また、パルス変調器によって１周期内に任意の数のパル
ス信号を有するパルス変調を行い、かつ移相器によって
各パルス信号それぞれに異なった移相ステップ量でトリ
ガ繰り返し周期毎に移相を行わせるようにしているので
、予め設定することにより、移動速度の異なる複数の擬
似移動目標信号を同時に発生できる。

従って、マルチドツプラフィルタ等を有する高性能移動
目標検出器を具備するレーダ装置の試験を行うことがで
きまた異なる移動速度を有する移動目標に対する移動目
標検出性能を同時に試験することができる。

（実　施　例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明の擬似移動目標発生装置の一実施例の
構成と被試験レーダ装置の構成を示すプロ・ツク図であ
って、１は被試験レーダ装置、２は本発明の擬似移動目
標発生装置を示す。

擬似移動目標発生装置２は、中間周波信号を高周波信号
へ変換する手段としてミキサー１４と、被試験レーダ装
置１のトリガ信号に同期して位相変移量を制御する手段
としてタイミング制御器２４と、コーホ信号を送信パル
ス幅と同じパルス幅のパルス信号のパルス列信号に変調
する手段としてパルス変調器１５と、コーホ信号に対し
て位相変移を与える手段として移相器２５とを備えてい
る。

第１図において、コーホ信号角周波数をω［ｒａｄｉａ
ｎ／　５ｅａｌとし、移動目標に対応するドツプラ角周
波数および位相をそれぞれωｄ［ｒａｄｉａｎ／　ｓｅ
ｅ　］φ、［ｒａｄｉａｎｌ　とすると、コーホ信号Ｓ
　００８０および受信信号ＳＲはそれぞれ ５ｃｏｕｏ−ｃ　ｏ　ｓω１−＝−−・−（１）ＳＲ＝
ＣＯ８（（ω＋ωｄ）ｔ＋φ、ｌ　　　　　−−−−・
−（２）と表わされるから位相検波器２２において受信
信号をコーホ信号で位相検波した出力信号Ｓ、は、５ｄ
−ＣｏＳ（ωｄｔ＋φｄ）　　　　　　　　−−−−−
・−（３）で表わされる。

一方、擬似移動目標発生装置２において、移相器２５に
おける挿入位相量をレーダ装置１のトリガ信号１０３に
同期してくり返し周期Ｔ　　［５ｅｃｌごとにφ。（ｒ
ａｄｉａｎｌだけ変化するようにタイミング制御器２４
から制御すれば擬似移動目標Ｓ′Ｒは、Ｓａ　＝ｃ　ｏ
　ｓ　（（ω＋撃）　を十φ、１　　　　−一−１４）
で表わされるから、位相検波器２２の出力信号Ｓ’ａは
、 Ｓｄ＝　ｃ　ｏ　ｓ　（撃ｔ＋φ、　”）　　　　　　
−−−−（５）で表わせる。

実移動目標の同期検波出力Ｓｄを表わす式（３と擬似移
動目標の同期検波出力Ｓ’ａを表わす式（５）を比較す
ると、 Ｔ−ωｄ　　　　　　　　　　’−’−−−・−−−−
−（６）φｄ＝φ、　　　　　　　　　　　　−・−−
ｍ＝・・−−（７）となるように移相器２５の挿入位相
量φ。を制御すれば実移動目標と同等の擬似移動目標を
発生することができることがわかる。

また、移相器２５としてデジタル方式を用いれば高速に
応答するものが実現可能であり、距離方向の異なった位
置に存在し、しかもそれぞれが異なる速度をもつ複数の
移動目標を容易に発生することができる。

第１図に示した実施例では移相器２５を被試験レーダ装
置１から入力されるコーホ信号１０４に直接挿入した場
合を考えたが、第２図のようにパルス変調器１５の後に
挿入した場合、および第３図のようにミキサー１４の後
に挿入した場合も同様の効果が得られる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明装置においては、擬似信号の
基になる信号として、被試験レーダ装置のコーホ信号を
用い、従来技術のように別個の発振器を用いることはし
ていないのでそのような発振器の周波数制御の問題や周
波数安定性の問題は全く起り得ない、従って高安定且つ
きめこまかなドツプラシフトを得ることができる。

また、パルス変調器によって１周期内に任意の数のパル
ス信号を有するパルス変調を行いかつ移相器によって各
パルス信号それぞれに異なった移相ステップ量でトリガ
繰り返し周期毎に移相を行わせるようにしているので、
予め設定することにより、移動速度の異なる複数の擬似
移動目標信号を同時に発生できる。

従って、マルチドツプラフィルタ等を有する高性能移動
目標検出器を具備するレーダ装置の試験を精確に行うこ
とができまた異なる移動速度を有する移動目標に対する
移動目標検出性能を同時に試験することができるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例の構成と被試験レーダ装置
の構成を示すブロック図、第２図および第３図は本発明
の他の実施例の構成を示すブロック図、第４図は移動目
標検出装置を具備するレーダ装置の一般的構成を示すブ
ロック図、第５図はマルチドツプラフィルタを備えた移
動目標検出装置の要部を示す図、第６図はマルチドツプ
ラフィルタの各フィルタ毎の帯域通過特性図、第７図お
よび第８図は従来の擬似移動目標発生装置の構成を示す
ブロック図である。 １・・・・・被試験レーダ装置、　２・・・・・・擬似
移動目標発生装置、　１１・・・・・・アンテナ、　１
２・・・・・・送受切替器、　　１３・・・・・・送信
機、　１４．１７・・・・・・ミキサー、　　１５・・
・・・・パルス変調器、　　１６・・・・・・低雑音増
幅器、　１８・・・・・・局部発振器、　１つ・・・・
・・トリガ発生器、　２０・・・・・・中間周波増幅器
、２１・・・・・・コーホ発振器、　２２・・・・・・
位相検波器、２３・・・・・・移動目標検出器、　２４
・・・・・・タイミング制御器、　２５．２６・・・・
・・移相器、　２７・・・・・・基皐発振器、　２８・
・・・・・周波数弁別器、　２９・・・・・・周波数制
御器。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 第　／　図 、本兆Ｉ’ｌｌダ漫の察２０実施例 第　２　図 水亮明菫ｌの峯３の実施例 案　３　図 レータ１え１の一鷹支豹清瓜 ′＄　４　図 第６図　　　　　　　−４６図 一５良のＭｌ会々律多★ガ目Ａ東嘴シＬり【】Ｌ（ぞｎ
ｌ）第　７　図 第　８　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被試験レーダ装置から受けたコーホ信号を、該レーダ装
   置から受けたトリガ信号に同期して、トリガ周期内にお
   いて、予め設定されたそれぞれ任意のパルス幅の任意の
   数のパルス信号を有するパルス列信号に変調するパルス
   変調器と；前記被試験レーダ装置の局部発振信号を受け
   て、前記パルス変調されたコーホ信号を該コーホ信号の
   周波数と前記局部発振信号周波数の和周波数の信号に周
   波数変換するミキサと；前記パルス変調器のコーホ信号
   入力側、又は該パルス変調器と前記ミキサの間、又は該
   ミキサの出力側のいずれかに設けられ、パルス列信号の
   各パルス信号の位相が各パルス信号それぞれについて任
   意に設定された移相ステップ量で前記トリガの繰り返し
   周期毎に増加的又は減少的に変移するように移相させる
   移相器と；を具備することを特徴とする擬似移動目標発
   生装置。