JPH01112185A - 方向識別機能をもつレーダ装置 - 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、擬似ランダムコードで変調された電波による
目標からの反射波の検波信号を相関処理し、目標を検出
するようにした方向識別機能をもつレーダ装置に関する
。

〔従来技術、および発明が解決しようとする問題点〕

従来、アクティブな目標検出装置として、単一の擬似ラ
ンダムコード信号を用いて同一の送信および受信アンテ
ナで全方位の目標からの反射信号を相関処理し、目標の
接近に限り検出を行う目標積出レーダ装置が知られてい
る。これは目標までの距離が所定値以下になったことを
検出するものであり、その場合目標の方向は検出できな
い。

一般に目標接近検出に用いられている信号相関方式にお
ける信号波形が第４図を参照しつつ説明される。送信器
によって励起された連続波信号はアンテナから発射され
る前に擬似ランダムコード符号によりＯおよびπの２つ
の状態のいずれかに位相変調される。目標によって反射
された信号は、ドツプラー効果によって周波数が変るが
、更に目標距離によっても受信波位相と振幅が左右され
る。

そしてこの反射信号はアンテナにより受信され変調され
ていない原信号と混合ホモダイン検波される。受信器を
通過した後に受信信号、送信信号間の相関度（θ。だけ
の位相偏移）が決定されて帯域フィルタによりドツプラ
信号が抽出される。

従来型の目標検出装置が第５図に示される。第５図装置
において発振器２から出力される無線周波（ＲＦ）出力
は、変調器３−１において擬似ランダムコード発生器７
から発生した擬似ランダムコードで変調された後に無指
向性の送受信アンテナ１を介して外部に放射される。こ
の外部に放射された電波は目標物体により反射され、ア
ンテナ１よりサーキュレータ４に達する。このサーキュ
レータ４の出力は復調器３−２で発振器２の無線周波（
Ｒ，Ｆ）出力を用いてホモダイン検波され電力分配器５
において出力が２分配される。この分配された信号は夫
々第１、第２の相関器８−１．８−２において擬似ラン
ダムコード発生器７から発生された擬似ランダムコード
と同一のコードで、かつ１ビット遅れのコードおよび１
ビット進みのコードで相関をとる。

相関器８−１からの信号は電波の目標に対する往復距離
がコードの１ビツトの伝搬距離以内に接近した時、相関
信号を出力し、また相関器８−２からの信号は常に相関
がとれない信号であるため、この２つの信号を判定器９
で比較することにより目標が設定範囲内に位置し、その
目標が電波を反射しているならば探知信号が出力される
ことになる。

このように、従来装置においては、目標が成る距離以内
に接近したことを検出することができる。

しかし、レーダ装置により空中の目標物体の接近と、目
標物体の存在方向を検出しようとする場合、従来装置で
は目標が成る距離以内に接近したことを検知するにとど
まり、目標の方向を検知することができないという問題
点がある。

本発明の目的は、レーダ装置により目標物体を検出する
にあたり、目標が成る距離以内に接近したことを検知す
るのみならず目標の存在象限をも検知し得るようにする
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、それぞれ２個の送信用および受信用ア
ンテナを設け、擬似ランダムコードを複数種発生させる
とともに該２個の受信用アンテナを交互に切換えるスイ
ッチを具備し、送信欅似ランダムコードと受信擬似ラン
ダムコードとの相関を検出する複数の相関器を設け、該
、複数の相関器の相関出力のレベル比較を行う比較器を
設け、該比較出力をスイッチングするスイッチング部を
設けたことを特徴とする方向識別機能を有するレーダ装
置、が提供される。

〔実施例〕

本発明の一実施例としての方向識別機能をもつレーダ装
置が第１図に示される。

第１図は次の如く構成される。アンテナ部は一対の送信
アンテナ１１．．１２と受信アンテナ１３　、１４より
構成される。無線周波の発振器１−５からの発振波は、
分配器］６を介して一対の変調器１７　、１８に送られ
、外部入力により変調された出力は送信アンテナ１１　
、１２に送信される。

一対の受信アンテナ１３　、１４からの受信入力はクロ
ック発生器２０のクロックとともにマイクロ波スイッチ
ング回路１９に送られてスイッチングを行い、そのスイ
ッチング出力は、無線周波発振器１５の出力とともに復
調器に送られる。復調器２１の復調出力は電力分配器２
２に送られて４分割される。

電圧制御発振器２３の発振出力は第１、第２の擬似ラン
ダムコード発生器２４　、２５に送られ、夫々第１の出
力は前記変調器１７　、１８に送られる、夫々第２の出
力は相関器２６　、２９へ、また夫々第３の出力は相関
器２７　、２８に送られる。相関器２６〜２９出力は低
域フィルタ３１〜３４を介して判定器３０に送信される
。

判定器３０は２個の比較器３０１　、３０２と２個のス
イッチ３０３　、３０４とを含む。前記相関器２６と２
７の出力は夫々フィルタ３１　、３２を介して比較器３
０１に入力して比較されてスイッチ３０３に出力し、ま
た相関器２８と２９の出力は夫々フィルタ３３　、３４
を介して比較器３０２に入力して比較されてスイッチ３
０４に出力する。前記クロック発生器２ｏがらの出力は
第１、第２のスイッチ３０３　、３０４に入力され、上
記比較器３０１　、３０２出カとともにスイッチに入力
されて、第１のスイッチ３０３がらは出力Ｘ１゜Ｘ２第
２のスイッチ３０４がらは出力Ｘ　３　、　Ｘ　＜が得
られる。

第１図装置において発振器１５より出力される無線周波
（ＲＦ）出力は分配器１６で２分割されて分配された後
、変調器１７で第１の擬似ランダムコード発生器２４よ
り発生した擬似ランダムコードで変調された後、送信ア
ンテナ１１より上方外部に放射される。また変調器１８
で第２の擬似ランダムコード発生器２５がら発生した擬
似ランダムコードで変調された後に送信アンテナ１２が
ら下方外部に放射される。

放射された電波は目標物体により反射され、左側受信ア
ンテナ１３或は右側受信アンテナ１４で受信され、マイ
クロ波スイッチング回路１９で受信電波は交互に切換え
られた後復調器２１で発振器１５から出力される無線周
波出力を用いてホモダイン検波され復調される。

ホモダイン検波された信号は電力分配器２２において４
分配され、先づ相関器２６で無線周波の変調に用いた基
準擬似ランダムコード（２４の左端出力）から反射時間
τだけ遅れたもの（第２図（４）参照）と、基準と同一
のコードでがっ１ビット遅れたコード（第２図（２）参
照）（２４の左２番目出力）とで相関をとる。

また相関器２７は１ビット進みコード（第２図（３）参
照）（２４の左３番目出力）との相関をとる。

同様に相関器２８は擬似ランダムコード発生器２５で発
生される１ビット遅れコードとの相関を、また相関器２
つは１ビット進みとの相関をとることになる。

４個の各相関器２６　、２７　、２８　、２９からの出
力は夫々低域フィルタ３１　、３２　、３３　、３４を
介して積分され、判定器３０において目標物体の方向を
判定する。

次に相関器の作用について説明する。例えば相関器２６
は平衡変調器を介して２つの入力の乗算を行う。この２
人力とは下方からの入力は擬似ランダム信号であり、左
方がらの入力は電力分配器出力信号である。かつ相関器
出力は相関があればドツプラー周波数のアナログ信号で
あり、相関なければ０信号（信号なし）である。

次に目標物体の存在領域の検知方式について第３図を用
いて説明する。

アンテナを９０°間隔で４本設置し、対角線上に位置す
るものを対として、２組の対のうち１組を送信用、他方
を受信用のアンテナとする。このうち送信用パターンは
第３図（１）の点線部３３　、３４であり、この送信用
パターンは常時送信される。

上下いずれかのパターンに対して反射があるのがを区別
するために、擬似ランダムコードを上下（又は左右）の
パターンに対して異なるようにしている。

これに対し受信パターンは第３図（２）における３１　
、３２の如くなり、送信パターンと同じく左右（又は上
下）どちらのパターンから受信したかを区別するために
、受信アンテナ１３　、１４をマイクロ波スイッチ１９
により切換えることにより識別が行われる。

相関器２６　、２７　、２８　、２９では送信信号の変
調に用いた２種の擬似ランダムコード夫々と同一のコー
ドで、かつ１ビット遅れたコードおよび１ビット進んだ
コードで相関をとる。このとき相関器からの相関信号に
基づき、判定部３０で２組の信号の乗算と積分演算を行
って４種類の合成パターン（３５、３Ｂ　、　３７　、
３８）に対応した信号が得られる。たとえば、目標が左
下から近づいてきて、本発明に係るレーダー装置と目標
との間の電波の往復時間が１ビツト対応時間以内となっ
たとき、下方送信アンテナ１２から発射される電波の変
調に用いた擬似ランダムコードと、このコードの１ビッ
ト遅れのコード（擬似ランダムコード発生器２５でつく
られ、相関器２８に出力される）との相関が顕著に現わ
れるため、マイクロ波スイッチ回路１９が左側受信アン
テナ１３と復調器２１を接続している期間に相関器２８
の出力は他の相関器の出力に比較して高レベルとなる。

従ってこの期間に判定器３０内の比較器３０２から目標
検出信号が出力されてスイッチ３０４に送られる。この
スイッチ３０４は、クロック発生器２０でつくられるタ
イミング・パルス信号によって、比較器３０２の出力を
出力端Ｘ３あるいはもう一つの出力端Ｘ４に、左右それ
ぞれの受信アンテナ１３．１４の受信切換えと同期して
切換えるが、目標検出信号はマイクロ波スイッチ回路１
つが左側受信アンテナ１３に接続されている期間のみ比
較器３０２の出力側に現われるので、目標検出信号は判
定器３０の出力端Ｘ３に出力される。同様に、もし目標
が左上から近づけばＸ２、右上から近づけばＸ、、Ｘ、
から目標検出信号が出力される。目標物体の存在領域の
確認を行うことができる。

以上送信パターンの上下（送信３３　、３４）　（（１
，）図〉、受信パターンの左右（３１、３２）　（（２
）図）および合成パターン（３５、３６、３７、３８）
　（（３）図）について説明した。之はまた反対に上下
、左右、合成の３方式に変形することが可能である。例
えば（５）図において上下２分割がコード１、コード２
であり、（４）図において左右２分割が左アンテナ、右
アンテナとすれば合成パターンにおいて（６）図のよう
にＸ＋　、Ｘ２．ｘ、、ｘ４の出力が４分割して得られ
、之は第１図の判定器３０出力に対応させれば各出力の
特定方向の識別が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、２つ以上の擬似ランダムコード信号の
投射象限と高速に切換えた受信象限とでパターンを合成
し、相関処理を行い検出象限内の目標の微弱な反射信号
を検知し、目標物体の成る距離以内への接近のみならず
、目標方向情報をも正確に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての方向識別機能をもつ
レーダ装置を示す図、 第２図は本発明における各種変調コードと分配器の出力
波形図、 第３図は本発明における目標物体の存在領域を確認する
ための送受信および合成パターンを示す図、 第４図は信号相関を用いた目標物体検知の作動を説明す
るための信号波形図、 第５図は従来方式における接近検知をするための目標物
体検知装置を示す図、である。 １１　、１２・・・送信アンテナ、１３　、１４・・・
受信アンテナ、１５・・・Ｒ，Ｆ発振器、　　１６・・
・分配器、１．７．１８・・・変調器、 １９・・・マイクロ波スイッチング回路、２０・・・ク
ロック発生器、２１・・・復調器、２２・・・電力分配
器、　　２３・・・電圧制御発振器、２４　、２５・・
・擬似ランダムコード発生器、２６〜２９・・・相関器
、　　　３０・・・判定器、３１〜３４・・・低域フィ
ルタ。 （１）送信パターン　　　　（２） 第３図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれ２個の送信用および受信用アンテナを設け、擬
   似ランダムコードを複数種発生させるとともに該２個の
   受信用アンテナを交互に切換えるスイッチを具備し、 送信擬似ランダムコードと受信擬似ランダムコードとの
   相関を検出する複数の相関器を設け、該複数の相関器の
   相関出力のレベル比較を行う比較器を設け、 該比較出力をスイッチングするスイッチング部を設けた
   ことを特徴とする方向識別機能を有するレーダ装置。