JPH0213876A - モノパルスレーダ装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば航空機目標の位置や高度等を検出す
るモノパルスレーダ装置に関する。

（従来の技術） 近年、５ＳＲ（２次監視レーダ）による目標検出におい
て、目標の方位を検出する方法としてモノパルスを利用
した測角法が、その精度の良さ、検出率の高さ、低繰返
し周波数でも目標方位を検出できる等の利点から採用さ
れ始めてきている。

このモノパルス測角法による目標検出については、「昭
和６２年度、電子航法研究所研究発表会、講演概要（昭
和６２年５月）　Ｐ、Ｐ、５Ｂ−５８ｒ　Ｓ　Ｓ　Ｒの
ロングレンジ化について」にその詳細が記載されている
ので、ここでは簡単に説明する。

一般に、モノパルスレーダ装置は、第２図に示すように
、ＳＳＲアンテナ２、送受信機３及び目標検出器４で構
成され、送受信機３によってＳＳＲアンテナ２を通じて
目標ｌに質問信号を送信し、目標ｌのトランスポンダ（
図示せず）から発せられる応答信号を受信する。そして
、その応答信号から第３図に示す応答コード信号及びこ
の応答コード信号に同期したモノパルス信号を復調し、
ＳＳＲの回転に応じて発生される方位基準パルス（アン
テナビーム中心が磁北通過時に発生する１個のパルスで
、以下Ａ　ＲＰ　［ＡｚｉＩＩｕｔｈＲｅｆ’ｅｒｅｎ
ｃｅ　Ｐｕ１ｓｅ］信号と称する）及び方位変化パルス
（アンテナ１回転につき一定数発生されるパルスで、以
下Ａ　ＣＰ　［ＡｚＩ＋ａｕｔｈ　Ｃｈａｎｇｅ　Ｐｕ
１ｓｅｌ信号と称する）と共に目標検出器４に入力する
。

目標検出器４において、アンテナビームが目標を捕捉し
た時点の目標の方位θＴは、オンボアサイト角をθＯＮ
ｓオフボアサイト角をθｏｐｐとして、θＴ−θＯＮ＋
θｏｐｐ によって求められる。ここで、オンボアサイト角θＯＮ
は第４図に示すようにアンテナビーム中心の磁北からの
方位であり、オフボアサイト角θ。、。

は同図に示すように目標方位のアンテナビーム中心方位
からのずれ角（ここではビーム中心に対して時計方向の
ずれを正（＋）、反時計方向のずれを負（−）と規定す
る）である。

オンボアサイト角θＯＮは通常アンテナビーム中心が磁
北を通過してから、すなわちＡＲＰ信号が発生してから
目標を検出するまでのＡＣＰ信号を計数することによっ
て求めることができる。また、オフボアサイト角θ。２
．は、第５図に示す８字カーブ特性（オフボアサイト角
θ。２．とモノパルス値との関係を示すもので、主とし
てアンテナと受信機の特性から決まる）から得られる第
６図の参照用テーブル（一般にルックアップテーブル（
ＬＵＴ）と呼ばれる）を用い、応答信号から得られたモ
ノパルス信号のモノパルス値をアドレスとして参照用テ
ーブルに与えることによって読み出すことができる。

ところで、従来のモノパルスレーダ装置では、アンテナ
や受信機を新設したり交換したりする場合、方位方向の
初期較正（イニシャルキャリブレーション）を行なって
いる。この方位方向の初期較正は、予め正確な方位がわ
かっている固定目標からのモノパルス信号によりそのレ
ーダ固有の参照用テーブルを作成するもので、モノパル
スｎ」角を行なう上で非常に重要な役目を担っている（
モノパルス／ＩＰ１角において、方位角の精度は量子化
単位が０．０２２”　　（３［ｉ０°／　２”）程度の
ものがすでに実用化させている）。上記初期較正につい
て以下に説明する。

（１）　　まず、正確な方位が既知（光学的手段により
方位測定したもの等）の応答器（較正用目標）を設置す
る。目標検出器４にはその方位データを予め入力してお
く。

（２）　　アンテナを数十回転させて何回か質問を繰返
し、実際に応答器からの応答コード信号（較正用応答器
であることの識別用）及びモノパルス信号を収集する。

（３）　　データ収集中の較正用目標の正確な方位θア
及びアンテナビーム中心方位（オンボアサイト角θｏｓ
）は既知であるから、 θ０ＦＦ−θＴ−θＯＮ の関係より、第７図に示すようにモノパルス値に対する
オフボアサイト角θ。１．を順次プロ・ソトする。例え
ば、アンテナビームと目標が第８図（ａ）、（ｂ）、（
ｃ）に示す方位関係にあるとき、第７図においてはＡ、
Ｂ、Ｃの位置にプロットされることになる。

（４）第７図のプロットにおいて、収集データではある
モノパルス値に対してそれに対応するオフボアサイト角
θｏｐｐが１つとは限らず、２つ以上あったり全熱なか
ったりするので、オフボアサイト角θＯＦＦとモノパル
ス値との関係が１対１になるように、データの内挿（あ
るモノパルス値に対して対応するオフボアサイト角θｏ
ｐｐがない場合）あるいは平均（あるモノパルスに対し
て対応するオフボアサイト角θｏｐｐが２つ以上ある場
合）を行なう。さらに、プロットによって得られた８字
カーブが測定のばらつきによって歪んでいる場合には、
適宜８字カーブを補正する。

（５）　　データのばらつきが大きい場合は、（２）〜
（４）の操作を再度行ない、最終的に得られた参照テー
ブルを実運用で使用できるように不揮発性メモリに記憶
させる。

以上の初期較正を行なうため、従来の目標検出器４は第
９図に示すように構成される。

第９図において、目標検出器４には送受信機３から出力
される応答コード信号、モノパルス信号、ＡＲＰ信号及
びＡＣＰ信号が入力される。応答コード信号は、初期較
正では較正用目標のコード検知に使用されるもので、レ
ーダインターフェース７に入力される。モノパルス信号
はＡ／Ｄ　（アナログ／デジタル）変換器５でデジタル
信号に変換されてレーダインターフェース７に入力され
る。

ＡＲＰ信号及びＡＣＰ信号はアンテナ方位検出器６に入
力される。このアンテナ方位検出器６はＡＲＰ信号をク
リア信号としてＡＣＰ信号を計数することにより、アン
テナビーム中心の方位データθＯＮを算出するもので、
このアンテナ方位データθ。Ｎはレーダインターフェー
ス７に入力される。

較正用目標方位入力スイッチ２３は、光学的手段等によ
って正確に方位がＪ？Ｊ定された較正用目標の方位デー
タθＴを人力するものであり、この較正用目標方位デー
タθＴはレーダインターフェース７に入力される。

一方、演算処理装置（ＣＰＵ）９は制御用ＲＯＭｌ０に
格納された制御プログラムに従って、システムバス８を
通じてレーダインターフェース７、データ用ＲＡ　Ｍ　
ＩＬ参照用テーブル記憶用不揮発性メモリ１２、ＴＴＹ
インターフェース１３、シリアルインターフェース１５
を制御するもので、ＴＴＹインターフェース１３に接続
されたＴＴＹ（無手順データ・コマンド入出力装置）　
１４を通じ、オペレータ２４によって初期較正実行コマ
ンドが入力されると、応答コード信号を入力し、その応
答コード信号から較正用目標のコードを検知して初期較
正モードとなり、以下の処理を行なう。

まず、レーダインターフェース７から出力されるモノパ
ルス値、アンテナビーム中心方位データθＯＮ及び較正
用目標方位データθＴをそれぞれシステムバス８を通じ
てデータ用ＲＡＭＩＩに格納する。ここで、ＴＴＹ１４
を通じてオペレータ２４からデータ収集開始、データ収
集終了、データ収集継続、収集データ出力、参照用テー
ブルデータ出力、処理パラメータ出力、収集処理データ
修正、参照用テーブルデータ更新、処理パラメータ更新
等の操作指令コマンドを受取ると、各操作指令コマンド
に応じてデータ用ＲＡＭＬＩ及び不揮発性メモリ１２に
格納された収集データ、参照用テーブルを逐次プリンタ
等（図示せず）に出力表示し、オペレータ２４のデータ
プロット処理、デニタ補正処理、参照用テーブル作成処
理を受け、最終的に得られた参照用テーブルを不揮発性
メモリ１２に格納する。

尚、シリアルインターフェース１５は初期較正以外の実
運用モード中に、目標データの出力用として使用される
。

しかしながら、上記のような従来の初期較正制御では、
オペレータが適宜判断して参照用テーブルを作成するた
め、処理が繁雑で長い時間を必要とするばかりでなく、
゛オペレータの個人差の影響もあり、適正な参照用テー
ブルが得られないことさえあった。また、操作指令コマ
ンドの入力、データの出力操作にＴＴＹ等の入出力装置
が初期較正のみに必要であるため、構成の複雑化、コス
ト増加を招いていた。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように従来のモノパルスレーダ装置では、方
位方向の初期較正における参照用テーブル作成にあたり
、オペレータが直接操作して参照用テーブルを作成する
ため、処理が繁雑で長い時間を必要とするばかりでなく
、オペレータの個人差の影響もあり、適正な参照用テー
ブルが得られないことさえあった。また、操作指令コマ
ンドの入力、データの出力操作にＴＴＹ等の入出力装置
が較正用のみに必要であるため、構成の複雑化、コスト
増加を招いていた。

この発明は上記の課題を解決するためになされたもので
、簡単な構成にして方位方向の初期較正における参照用
テーブル作成を自動的にかつ短時間で処理することので
きるモノパルスレーダ装置を提供することを目的とする
。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明に係るモノパルスレ
ーダ装置は、目標とアンテナビーム中心との方位角のず
れを示すオフボアサイト角とモノパルス値との関係を示
す参照用テーブルを備え、受信波からモノパルス値を検
出し該モノパルス値に対応するオフボアサイト角を前記
参照用テーブルから求めることにより前記目標の方位を
検出するものにおいて、前記参照用テーブルの方位方向
の初期較正を行なうための操作指令コマンドをスイッチ
操作により入力するコマンド入力手段と、このコマンド
入力手段で入力される操作指令コマンドを受けて前記参
照用テーブルの方位方向の初期較正を予め決められたプ
ログラムに従って実行する制御手段とを具備して構成さ
れる。

（作用） 上記構成によるモノパルスレーダ装置では、単にスイッ
チ操作によって操作指令コマンドを入力するだけで自動
的に参照用テーブルの初期較正が行われ、オペレータに
よる参照用テーブル作成作業が不要となり、オペレータ
の個人差の影響もなく、適正な参照用テーブルが得られ
、またデータの入出力装置が不要となり、簡単な構成に
して方位方向の初期較正を自動的にかつ短時間で処理す
ることができる。

（実施例） 以下、第１図を参照してこの発明の一実施例を説明する
。

ｍ１図は第２図及び第９図に示したモノパルスレーダ装
置の目標検出器にこの発明を適用した場合の構成を示す
ものである。第１図において、第９図と同一部分には同
一符号を付して示し、ここでは異なる部分について述べ
る。

第１図に示す目標検出器では、初期較正用として、イニ
シャル処理オン／オフスイッチ１６、イニシャル処理コ
マンド設定スイッチ１７、収集データ修正スイッチ１８
、処理パラメータ設定スイッチ１９、入力指令スイッチ
２０、参照用テーブル作成処理スイッチ２１が設けられ
、これらはパラレルインターフェース２２を介してシス
テムバスに接続され、スイッチ操作に応じてその設定コ
マンドがＣＰＵ９に送られるようになっている。２５は
プリンタで、適宜格納データを出力表示するものである
。尚、ここでは第９図に示したＴＴＹ１４、ＴＴＹイン
ターフェース１３は用いていない。

上記構成の目標検出器は、従来ＴＴＹ等の入力装置で行
なっていたコマンドの入力操作を初期較正用に設けた専
用スイッチ１６〜２１で行なえるようにし、収集データ
の参照用テーブルの作成をソフトウェアで自動的に実行
させるものである。すなわち、ＣＰＵ９はイニシャル処
理オン／オフスイッチ１６からのオン指令コマンドを入
力すると、初期較正モードとなり、パラレルインターフ
ェース２２を介して入力される各スイッチ１７〜２１の
操作指令コマンドに従って処理を進める。そして、各モ
ノパルス値につき収集されたデータを一時ＲＡＭ１１に
格納し、データ収集具合によって前述した内挿、平均、
８字カーブの補正等を行なった後、最終的に参照用テー
ブルとして不揮発性メモリ１２に記憶させる。

上記の初期較正処理は以下の手順で実行される。

（１）　　まず、イニシャル処理オン／オフスイッチＩ
Ｂをオンにして初期較正モードに設定する。この場合、
目標検出器４は通常の目標検出を行なわずに較正用目標
のデータのみを収集する。

（２）　　イニシャル処理コマンド設定スイッチ１７に
より、これから操作するコマンドを選択する。尚、コマ
ンドには「データ収集開始」、「データ収集終了」、「
データ収集継続」、「収集データ出力」、「参照用テー
ブルデータ出力」、「処理パラメータ出力」、「収集処
理データ修正」、「参照用テーブルデータ更新」、「処
理パラメータ更新」等があり、データの収集状況により
適宜選択すればよい。

（３）選択されたコマンドは、入力指令スイッチ２０が
押し下げられる毎にＣＰＵ９へ出力され、ＣＰＵ９はコ
マンドに応じた動作を行なう。

（４）　　アンテナを数千回回転させてデータを収集し
、第７図に示したようにデータをプロットする。必要な
データがとれたらデータ収集終了コマンドによりデータ
収集を終了させる。

（５）　　収集されたデータはＲＡＭＩＩに一時格納す
る。

内容を参照したい場合は必要に応じて収集データ出力コ
マンド、処理パラメータ出力コマンド等によりプリンタ
２５に出力させる。

（６）　　（５）で参照したデータをマニュアルで修正
する場合には、収集データ修正スイッチ１８により収集
処理データ修正コマンドを入力し、モノパルス値（例え
ば８ビツトの場合０〜２５５）をインデックスとしてオ
フボアサイト角を修正する。

（７）初期較正に必要な各種パラメータを設定する場合
には、処理パラメータ設定スイッチ１９を操作して処理
パラメータ更新コマンドを入力した後、スイッチ１９を
通じて設定されたパラメータ値を入力する。尚、パラメ
ータには８字カーブの上下方向のずれを補正するオフセ
ット、８字カーブのどの部分を実際に使用するかを指定
するメインビームパラメータ（モノパルス値上限、モノ
パルス値下限の指定）等がある。

（８）　　データ収集の終了後、参照用テーブル作成処
理スイッチ２１をオンにして、収集データに内挿、平均
、８字カーブ補正を加え、最終的な参照用テーブルとし
て不揮発性メモリ■２に記憶する。

（９）　　参照用テーブルの記憶後、イニシャル処理オ
ン／オフスイッチ１６をオフにして、初期較正処理を終
了させる。

以上の初期較正処理によれば、コマンドの実行や参照用
テーブルの作成をソフトウェアで処理し、参照用テーブ
ルの内挿や平均及び８字カーブの補正等のアルゴリズム
をプログラムで実行するため、各レーダ装置に最適な方
法が適宜選択可能となる。

したがって、上記構成の目標検出器を有するモノパルス
レーダ装置は、初期較正において従来オペレータが行な
っていた収集データの内挿、平均、８字カーブの補正等
をソフトウェアで自動的に処理し、収集データから参照
用テーブルを自動的に作成するため、初期較正処理が飛
躍的に短時間かつ容易になり、またオペレータによる個
人差もなくなり、さらに初期較正用に入出力装置を必要
としないため、簡単かつ経済的なものとなる。

尚、上記実施例では各スイッチの機能を１つに規定した
が、例えば２つの機能を１つのスイッチで操作させる等
、ソフトウェアで多用な処理が可能になることは言うま
でもない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、簡単な構成にして方位
方向の初期較正における参照用テーブル作成を自動的に
かつ短時間で処理することのできるモノパルスレーダ装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るモノパルスレーダ装置の一実施
例を示すブロック図、第２図はこの発明が適用されるモ
ノパルスレーダ装置の構成を示すブロック図、第３図は
前記モノパルスレーダ装置の応答コード信号とモノパル
ス信号との関係を示す波形図、第４図は前記モノパルス
レーダ装置の目標方位とオンボアサイト角及びオフボア
サイト角の関係を示す特性図、第５図は前記オフボアサ
イト角とモノパルス値との関係を示す特性図、第６図は
第５図の特性図から得られる参照用テーブルを示す図、
第７図は前記モノパルスレーダ装置の目標検出器におけ
る初期較正での収集データによるＳ字カーブ特性図、第
８図は前記初期較正での収集データに対するアンテナビ
ームと目標との関係を示す特性図、第９図は従来のモノ
パルスレーダ装置における目標検出器の構成を示すブロ
ック図である。 ■・・・目標、２・・・ＳＳＲアンテナ、３・・・送受
信機、４・・・目標検出器、５・・・Ａ／Ｄ変換器、６
・・・アンテナ方位検出器、７・・・レーダインターフ
ェース、８・・・システムバス、９・・・ＣＰＵ、１０
・・・ＲＯＭ。 １３・・・ＴＴＹインターフェース、１４・・・ＴＴＹ
。 １５・・・シリアルインターフェース、１Ｂ・・・イニ
シャル処理オン／オフスイッチ、１７・・・イニシャル
処理コマンド設定スイッチ、１８・・・収集データ修正
スイッチ、１９・・・処理パラメータ設定スイッチ、２
０・・・人力指令スイッチ、２１・・・参照用テーブル
作成処理スイッチ、２２・・・パラレルインターフェー
ス、２３・・・較正用目標方位入力スイッチ、２４・・
・オペレータ、２５・・・プリンタ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２面 第４図 ｔツバ１ルス値 第５図 第６図 第７図 （ａ）　　　　（ｂ）　　　　（ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 目標とアンテナビーム中心との方位角のずれを示すオフ
   ボアサイト角とモノパルス値との関係を示す参照用テー
   ブルを備え、受信波からモノパルス値を検出し該モノパ
   ルス値に対応するオフボアサイト角を前記参照用テーブ
   ルから求めることにより前記目標の方位を検出するモノ
   パルスレーダ装置において、前記参照用テーブルの方位
   方向の初期較正を行なうための操作指令コマンドをスイ
   ッチ操作により入力するコマンド入力手段と、このコマ
   ンド入力手段で入力される操作指令コマンドを受けて前
   記参照用テーブルの方位方向の初期較正を予め決められ
   たプログラムに従って実行する制御手段とを具備するモ
   ノパルスレーダ装置。