JPH02143186A - Modulation index switching type fm-cw doppler radar - Google Patents

Modulation index switching type fm-cw doppler radar

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JPH02143186A
JPH02143186A JP63297179A JP29717988A JPH02143186A JP H02143186 A JPH02143186 A JP H02143186A JP 63297179 A JP63297179 A JP 63297179A JP 29717988 A JP29717988 A JP 29717988A JP H02143186 A JPH02143186 A JP H02143186A
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modulation
output
modulation index
signal
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滋 市原
Eiichiro Kawasaki
河崎 英一郎
Kiyohiro Sanada
真田 ▲きよ▼宏
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Abstract

PURPOSE:To output a modulated wave with a modulation index N by a frequency-modulating driver and to improve the efficiency of an oscillator by switching the amplitude of a frequency-modulated driving signal to N times as large as that in the case of a modulation index. CONSTITUTION:A frequency modulating driver 13 outputs a frequency-modulated wave with a modulation index m=N with a selection signal which sets the amplitude of the frequency-modulated driving signal as the output of the frequency modulating driver 13 to N times as that in case of a modulation index m=1. A Doppler radar is operated with modulation indexes on a time-division basis with a modulation index selection signal from a CPU 22 and the current S/N level is measured from the output signal of an S/N detector 21 to uses a modulation index with a higher S/N ratio principally for operation. For example, the modulation efficiency E is set to -31.9-(-41.5)=9.6 (dB) by switching the modulation index (m) from 1 to 3 and improved by about 10 dB.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野〕 本発明は低高度飛行時に変調指数mをm=1より例えば
m=3のような大きい値に切り換えるモードを有する変
調指数切換方式FM−CWドプラレーダに関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention provides a modulation index switching method FM-CW having a mode for switching the modulation index m from m=1 to a larger value such as m=3 during low altitude flight. Regarding Doppler radar.

〔従来技術、および発明が解決しようとする課題〕航空
機の速度測定用ドプラレーダにおいては、代表的な送受
信方式としてCW(連続波)方式(無変調)とFM−C
W (周波数変調一連続波)方式とが存在する。後者の
場合周波数変1(FM)をかける程度を表すために変調
指数mが用いられる。
[Prior art and problems to be solved by the invention] In Doppler radar for measuring aircraft speed, typical transmission and reception methods include CW (continuous wave) method (no modulation) and FM-C method.
W (frequency modulation one continuous wave) method exists. In the latter case, a modulation index m is used to represent the extent to which frequency modulation 1 (FM) is applied.

従来の単一変調指数を用いたFM−CW方式は、電波伝
搬距離が短いときの信号強度がCW方式よりも弱く、レ
ーダ反射係数が小さい穏やかな海面上の低空では信号強
度が雑音強度に凌駕されてSN比の大幅悪化を招き易か
った。
In the conventional FM-CW method using a single modulation index, the signal strength is weaker than the CW method when the radio wave propagation distance is short, and the signal strength exceeds the noise strength at low altitudes above a calm sea surface where the radar reflection coefficient is small. This could easily lead to a significant deterioration of the S/N ratio.

第5図ないし第7図を用いて、従来のFM−CW方式の
ドプラレーダを概説する。
A conventional FM-CW Doppler radar will be outlined using FIGS. 5 to 7.

第5図は従来のFM−CW方式ドプラレーダのブロック
図、第6図は第1次ベッセル関数の高度特性曲線、第7
図は高度対SN比を示す図である。
Figure 5 is a block diagram of a conventional FM-CW Doppler radar, Figure 6 is the altitude characteristic curve of the first-order Bessel function, and Figure 7 is the block diagram of a conventional FM-CW Doppler radar.
The figure is a diagram showing altitude versus SN ratio.

第5図において変調指数m=1の変調信号が周波数変調
ドライバ13に入力され、この変調ドライバ出力はガン
発R器14に入力されてガン発振器を励振する。ガン発
振器出力は送信アンテナ16を介し、送信信号として地
表に向は放射される。地表よりの反射信号は受信アンテ
ナ17により受信され、RF(無線周波)復調器1日に
送られ、またガン発振器14の出力は一部カブラ15を
介してRF復調器18に送られ復調を行い、その復調出
力はフィルタ増幅器19に送られる。フィルタ増幅2S
 19は特定周波数のみを濾波して増幅し、その出力は
周波数トラッカ20に送られる。
In FIG. 5, a modulation signal with a modulation index m=1 is input to a frequency modulation driver 13, and the output of this modulation driver is input to a Gunn oscillator 14 to excite the Gunn oscillator. The Gunn oscillator output is radiated to the earth's surface as a transmission signal via the transmission antenna 16. A reflected signal from the ground surface is received by a receiving antenna 17 and sent to an RF (radio frequency) demodulator, and a portion of the output of the Gunn oscillator 14 is sent to an RF demodulator 18 via a coupler 15 for demodulation. , its demodulated output is sent to a filter amplifier 19. Filter amplification 2S
19 filters and amplifies only a specific frequency, and its output is sent to a frequency tracker 20.

この一方の出力はS/Nディテクタ21に送られSN比
の検出が行われる。S/Nディテクタ21の出力はCP
U 22に送られる。また周波数トラッカ20の他方の
出力はドプラ周波数の出力としてCPU 22に送られ
る。CPUがこれらの入力を制御してドプラ周波数の出
力が得られる。
This one output is sent to the S/N detector 21 and the S/N ratio is detected. The output of the S/N detector 21 is CP
Sent to U22. The other output of the frequency tracker 20 is sent to the CPU 22 as a Doppler frequency output. The CPU controls these inputs to obtain Doppler frequency output.

ここで、第5図に示すFM−CWドプラレーダにおいて
はSN比は、電波の対地往復時間をτ、変調指数をm、
変調角周波数をWl、変調効率をE、第1次ベッセル関
数をJl  (M)とすると、S/N CC巳=lφl
og J、(M)’      ・” (A)τ 但し M−2n+sjn(Wm ・) で表せられる。
Here, in the FM-CW Doppler radar shown in FIG.
If the modulation angular frequency is Wl, the modulation efficiency is E, and the first Bessel function is Jl (M), then S/N CC = lφl
og J, (M)′ ・” (A)τ However, it is expressed as M−2n+sjn(Wm ・).

(A)式より電波の対地往復時間τが小さい時、すなわ
ち高度が低い時にはMがOに近迫することがわかる。こ
の第1次ベッセル関数J、(M)と高FM−CW方式を
用いたドプラレーダは、低高度での信号強度が弱い。す
なわち第7図の高度対S/N特性曲線はこのことを示し
、特に低高度域を斜線で示しである。この低高度域にお
いては地表面が穏やかな海面のようにレーダ反射係数の
小さいものの場合、十分なS/Nが得られずに速度検出
できなくなる可能性がある。また、第5図の従来装置に
はCPU出力がフィードバックされておらず変調指数を
切り換えれないという不都合な点があった。
From equation (A), it can be seen that when the round trip time τ of radio waves to the ground is small, that is, when the altitude is low, M approaches O. The Doppler radar using this first-order Bessel function J, (M) and the high FM-CW method has weak signal strength at low altitudes. That is, the altitude vs. S/N characteristic curve in FIG. 7 shows this, especially the low altitude region is indicated by diagonal lines. In this low altitude region, if the ground surface has a small radar reflection coefficient, such as a calm sea surface, a sufficient S/N ratio may not be obtained and speed detection may not be possible. Furthermore, the conventional device shown in FIG. 5 has the disadvantage that the CPU output is not fed back and the modulation index cannot be switched.

本発明の目的とする所は、上記の課題を解決するために
、低高度を飛行する場合におけるドプラレーダの受信信
号強度を上昇させ、十分なSN比を確保することにより
、レーダ反射係数の小さな地表面上の低高度飛行時にお
ける速度検出を確実に可能ならしめるドプラレーダを提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to increase the received signal strength of Doppler radar when flying at low altitudes and ensure a sufficient S/N ratio. An object of the present invention is to provide a Doppler radar that can reliably detect speed during low-altitude flight over a surface.

[課題を解決するための手段〕 本発明によれば、一定周波数を分周する分周器、g1分
周期の出力により励振される周波数変調ドライバ、該周
波数変調ドライバにより駆動されるガン発振器、該ガン
発振器出力を送信しおよび目標からの反射波を受信する
送受信アンテナ部、該受信アンテナ出力を受け、上記ガ
ン発振器出力により復調を行う復調回路、該復調回路の
出力により特定周波数のみを通過させて(変調周波数十
ドプラ周波数)を追跡する周波数トラッカ、該周波数ト
ラッカ出力よりSN比を検出してS/Nレベルを計測し
、SN比のよい方の変調指数を選別する手段、を具備し
、周波数変調ドライブ信号の振幅を変調指数1の場合の
N倍に切り換えることにより変調指数Nの変調波を周波
数変調ドライバより出力せしめることを特徴とする、変
調指数切換方式FM−CWドプラレーダ、が提供される
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, a frequency divider that divides a constant frequency, a frequency modulation driver excited by the output of the g1 division period, a Gunn oscillator driven by the frequency modulation driver, and A transmitting/receiving antenna unit that transmits the output of the Gunn oscillator and receives reflected waves from the target, a demodulation circuit that receives the output of the reception antenna and demodulates it using the output of the Gunn oscillator, and allows only a specific frequency to pass through the output of the demodulation circuit. (modulation frequency 10 Doppler frequency), a means for detecting the S/N ratio from the output of the frequency tracker to measure the S/N level, and selecting a modulation index with a better S/N ratio, Provided is a modulation index switching type FM-CW Doppler radar, characterized in that a modulated wave with a modulation index of N is output from a frequency modulation driver by switching the amplitude of a modulation drive signal to N times that in the case of a modulation index of 1. .

本発明の特徴とするところは、FM−CW方式における
変調指数に関して、従来用いられてきた変調指数m=1
に対してより大きな変調指数例えばm=3も使用するよ
うにし、それぞれ変調指数m=1およびm=3の場合に
測定された信号のSN比を比較して最適の変調指数を選
択する手段を設けるようにしたものである。
The feature of the present invention is that regarding the modulation index in the FM-CW system, the modulation index m = 1 that has been conventionally used.
A larger modulation index, for example m=3, is also used, and means are provided to select the optimal modulation index by comparing the signal-to-noise ratios of the signals measured for modulation indexes m=1 and m=3, respectively. It was designed to be provided.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明のドプラレーダの一実施例のブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the Doppler radar of the present invention.

水晶発振器11は一定周波数を発振する。この出力は分
周器12により分周され周波数変調ドライバ13に入力
される。この入力信号は安定した周波数の安定したTT
Lレベルの信号5(1)である、変調ドライバ13はC
Pt122からの選択信号により変調周波数をガン発振
器14に入力するが、この入力信号は振幅および周波数
の安定した信号であり、従来の振幅を固定する方式に対
して本発明では、変調指数に対応した選択信号を付与し
て更に大きな値の振幅に固定した信号を供給できるよう
にしである。
The crystal oscillator 11 oscillates at a constant frequency. This output is frequency-divided by a frequency divider 12 and input to a frequency modulation driver 13. This input signal is a stable TT signal with a stable frequency.
The modulation driver 13, which is the L level signal 5(1),
The modulation frequency is input to the Gunn oscillator 14 by the selection signal from the Pt122, but this input signal is a signal with stable amplitude and frequency. By adding a selection signal, it is possible to supply a signal whose amplitude is fixed to an even larger value.

ガン発振器14により周波数変調されたマイクロ波領域
の信号5(3)は送信アンテナ16を介して空間に輻射
される。また送信波5(3)の一部はカブラ15により
ガン発振器14の出力より取り出され、受信部のRF復
調回路18のローカル信号として使用される。
A signal 5(3) in the microwave region frequency-modulated by the Gunn oscillator 14 is radiated into space via the transmitting antenna 16. Further, a part of the transmitted wave 5(3) is extracted from the output of the Gunn oscillator 14 by the coupler 15 and used as a local signal for the RF demodulation circuit 18 of the receiving section.

地表から反射された受信波5(4)は受信アンテナ17
を介して受信される。受信波5(4)は航空機の速度に
比例したドプラ周波数「、が送信周波数ftに加算され
、かつ送信波に対し遅延された信号である。この受信波
5(4)とローカル受信波S(3’)とは混合され、ミ
キシングによって単側波帯(SSB)のドプラ信号が復
調波5(5)としてフィルタ増幅器19に送られる。こ
のフィルタ増幅器19においてハ側波帯に付随するドプ
ラ信号のみ濾波、増幅されたフィルタ増幅出力5(6)
は、周波数トラッカ20に送られ、周波数トラン力20
はJl ドプラ信号スペクトラムの中心周波数の信号を
CPU 22に送る。一方間波数トラッカ20からはS
/Nディテクタ21にも信号が送られSN比の検出が行
われる。S/Nディテクタ21の出力はCPU 22に
送られる。
The received wave 5 (4) reflected from the ground surface is sent to the receiving antenna 17
is received via. The received wave 5 (4) is a signal in which the Doppler frequency ``, which is proportional to the speed of the aircraft, is added to the transmitted frequency ft, and is delayed with respect to the transmitted wave.This received wave 5 (4) and the local received wave S ( 3'), and by mixing, a single sideband (SSB) Doppler signal is sent to the filter amplifier 19 as a demodulated wave 5 (5).In this filter amplifier 19, only the Doppler signal associated with the sideband C is mixed. Filtered, amplified filter amplified output 5 (6)
is sent to the frequency tracker 20, and the frequency tracker 20
sends a signal at the center frequency of the Jl Doppler signal spectrum to the CPU 22. On the other hand, from the wave number tracker 20, S
A signal is also sent to the /N detector 21 to detect the SN ratio. The output of the S/N detector 21 is sent to the CPU 22.

本発明の目的とする変調指数の切り換え機能は次の如く
行われる。すなわぢ、周波数変調ドライバ13の出力と
しての周波数変調ドライブ信号の振幅を、変調指数m=
1の場合のN倍とするような選択信号により、変調指数
m=Nの周波数変調波が周波数変調ドライバ13から出
力される。
The modulation index switching function, which is the object of the present invention, is performed as follows. That is, the amplitude of the frequency modulation drive signal as the output of the frequency modulation driver 13 is determined by the modulation index m=
A frequency modulated wave with a modulation index m=N is output from the frequency modulation driver 13 by a selection signal N times that in the case of 1.

CPU 22からの変調指数選択信号により時分割的に
複数の変調指数でドプラレーダを動作させ、その場合の
S/NレベルをS/Nディテクタ21の出力信号から計
測してSN比のよい方の変調指数を主体として運用する
。本発明のドプラレーダシステムにおいては、CPU 
22のソフトウェアによりSN比の測定、判定、および
変調指数選択信号の発生を実施している。
The Doppler radar is time-divisionally operated with a plurality of modulation indices according to the modulation index selection signal from the CPU 22, and the S/N level in that case is measured from the output signal of the S/N detector 21, and the modulation with the better S/N ratio is selected. The index will be used as the main component. In the Doppler radar system of the present invention, the CPU
Measurement and determination of the SN ratio and generation of the modulation index selection signal are performed by software No. 22.

本発明にかかるドプラレーダシステムは次の如く説明さ
れる。
The Doppler radar system according to the present invention will be explained as follows.

周波数変調ドライバ13に入力される変調波S(])を ea  =Ea cosω−1を 但し C,、:振幅 ω、二変調角周波数 により表せば、各振幅の変調波5(2)は次式により表
せられる。
If the modulated wave S(]) input to the frequency modulation driver 13 is expressed by ea = Ea cosω-1, C, , : amplitude ω, and two modulation angular frequencies, then the modulated wave 5(2) of each amplitude is expressed by the following formula. It is expressed by

em =E、cos ωai ’ t   振幅E1の
変調波N−e*=N−εaCO5ωa + t  振幅
NE、の変調波・(1)この場合e、又はN−e、は変
調指数選択信号s <7)により選択され、次の搬送波
eL′を周波数変調する。
em = E, cos ωai 't Modulated wave with amplitude E1 N-e*=N-εaCO5ωa + t Modulated wave with amplitude NE (1) In this case, e or N-e is the modulation index selection signal s < 7 ) and frequency modulates the next carrier wave eL'.

8t’ =EtSin(dt−L 但4し、E、:振幅 ωL :搬送波角周波数 この場合、瞬時角周波数ω、は次式で表される。8t' = EtSin(dt-L However, E: amplitude ωL: Carrier wave angular frequency In this case, the instantaneous angular frequency ω is expressed by the following equation.

ω12ωt(1+に−NE、cosω倦・1)=ωt±
Δωt・cosω1を但し Kは単位係数 ここにΔωL=に−N−E、・ω、は最大角周波数偏移
と称される。ガン発振器14の出力は送信アンテナ16
から送信される。このFM−CW方式ドプラレーダの送
信波5(3)etはeL=Etsin(ω@rt + 
m5iriω、t)    ”’ (2)で表され、こ
こにm−Δω、/ω、であり、このmの値は変調指数と
称される。
ω12ωt (-NE to 1+, cosω〦・1) = ωt±
Δωt·cosω1 where K is a unit coefficient where ΔωL=−N−E,·ω is called the maximum angular frequency deviation. The output of Gunn oscillator 14 is transmitted to transmitting antenna 16
Sent from. The transmitted wave 5(3)et of this FM-CW Doppler radar is eL=Etsin(ω@rt +
m5iriω,t)'' (2) where m-Δω,/ω, and the value of m is called the modulation index.

またガン発振器14の出力はカブラ15を介してRF復
調器18にも送られる。この信号S(3’)はRF復調
器18の入力時 eta=Lsin(a+ 、−t+m5inω、−t)
    −(3)と、90°位相をずらした etg=ELcos(ω、−t+m5inω、t)  
 ”(4)に分けられる。
The output of Gunn oscillator 14 is also sent to RF demodulator 18 via coupler 15. When this signal S(3') is input to the RF demodulator 18, eta=Lsin(a+, -t+m5inω, -t)
-(3) and etg=ELcos(ω, -t+m5inω, t) with a 90° phase shift
”It is divided into (4).

次に送信アンテナ16から放射された電波が地表から反
射され、受信アンテナ17により受信される受信波e、
は次式で表される。
Next, the radio waves radiated from the transmitting antenna 16 are reflected from the ground surface, and the received waves e are received by the receiving antenna 17.
is expressed by the following formula.

er=Ersin [(ωt+ωa)(t −r)+m
5inωm(t −r))・・・〔5〕 ここでE、は振幅、ω、はドプラ角周波数、τは伝搬遅
延時間である。
er=Ersin [(ωt+ωa)(t −r)+m
5inωm(t−r))...[5] Here, E is the amplitude, ω is the Doppler angular frequency, and τ is the propagation delay time.

RF復調器18において〔3〕式の信号で復調された受
信波は、 eaA=etA ’  er 冨Ez!!In(ωL ’ t+m5snωa−t)’
Er5in ((ωt + (1) a) (t−τ)
+m5inω、(t−τ))ζ−Ec4rcos (ω
4・を−阿cosω、(1−τ/2))+sinω、−
t ・sin (Mcosωa(t −r /2) )
但し M =2msin(ω* r /2)〕 ・・・ 〔6〕 〔6〕式にベッセル関数 cos (xcosy) = Jl (X) −2Jx
 (x) cos2y + 2Ja (x)cos4y
sin(xcosy)=2J+(x)cosy+2Jz
(x)cas3y+  …を用いて展開すると、 で復調された受信波は eo歌e、・(−e、) +2Js(M)cos5ω、 (t−)=司・・・〔8
〕 (7〕式J。
The received wave demodulated by the signal of formula [3] in the RF demodulator 18 is as follows: eaA=etA' er TomEz! ! In(ωL't+m5snωa-t)'
Er5in ((ωt + (1) a) (t-τ)
+m5inω, (t-τ))ζ-Ec4rcos (ω
4. − cos ω, (1 − τ/2)) + sin ω, −
t ・sin (Mcosωa(t − r /2) )
However, M = 2m sin (ω* r /2)] ... [6] In the [6] formula, the Bessel function cos (xcosy) = Jl (X) -2Jx
(x) cos2y + 2Ja (x) cos4y
sin(xcosy)=2J+(x)cosy+2Jz
Expanding using (x) cas3y+..., the received wave demodulated by is eo song e, ・(-e,) +2Js(M)cos5ω, (t-)=tsuka...[8
] (7) Formula J.

サイ ドバンドについて和と差の成分 〔8〕式のJl サイ ドバンドについて和と差の成 よってRF復調器18の出力のJ、サイドバンドについ
ての成分は ea tss+u +−eaa++eam+J、を除く
他のサイドバンドも〔]1〕式と同様に単側波帯(55
B )として表すことができ、Joおよびすべてのサイ
ドバンドの信号は e4 =ea* +ea <sts> + + 8= 
(!!ml 2 + …十ea (ssm)n  …で
表される。
Jl of the sum and difference component of equation [8] for the sideband, J of the output of the RF demodulator 18 due to the sum and difference for the sideband, and the component for the sideband is ea tss+u +-eaa++eam+J, other sidebands except Similarly to []1], the single sideband (55
B), and the Jo and all sideband signals can be expressed as e4 = ea* + ea <sts> + + 8=
(!!ml 2 + ...10 ea (ssm)n ... is expressed.

フィルタ増幅器19は〔12〕式中のed (3311
1のみ、すなわち信号5(6)を通過させるものである
The filter amplifier 19 is ed (3311
1, that is, only signal 5 (6) is allowed to pass through.

次に周波数トラッカ20は、〔11〕式中の(f。Next, the frequency tracker 20 calculates (f) in the formula [11].

十f嫌)を追跡する。(10f hate).

更にS/Nディテクタ21は〔11〕式中の信号レベル
、すなわち 振幅=   Et−H2J+(M)     m (1
3)を検出する。ここでJ+(M)は第1次ベッセル関
数である。
Furthermore, the S/N detector 21 calculates the signal level in formula [11], that is, amplitude = Et-H2J+(M) m (1
3) Detect. Here, J+(M) is a first-order Bessel function.

〔6〕式より 〔12〕 f、:ドプラ周波数 ・・・〔14〕 〔14〕式を〔]3〕式に代入して 第4図において光速度をCとすると、 ・・・〔15〕 (工5)式においてに、E、、ω−9ω、は一定値であ
るから、〔1〕式の変調波の振幅についてN=1からN
−3、すなわち3倍にすることにより変調指数mをm=
1からm=3にすることができる。従って〔13〕式の
信号レベルは変調指数の値に対応して増大する。
From equation [6], [12] f,: Doppler frequency...[14] Substituting equation [14] into equation []3 and setting the speed of light to C in Figure 4,...[15] In Equation (5), E, , ω-9ω are constant values, so for the amplitude of the modulated wave in Equation [1], N = 1 to N
-3, that is, by multiplying the modulation index m by three times m=
1 to m=3. Therefore, the signal level in equation [13] increases in accordance with the value of the modulation index.

次にアンテナから送信されるマイクロ波のビーム投射方
向を第3図に示す0図においてアンテナの姿勢がロール
角Q 11、ピッチ角θ°の時のビーム投射方向をr@
+  σ。、ψ。で表すと、ロール角R、ピッチ角Pが
与えられた時の、第4図中中で示されるビーム投射角は ψ=cos−’(−5inP 1cos 1 、+co
sP−sinR−cos a 。
Next, the beam projection direction of the microwave transmitted from the antenna is shown in FIG.
+ σ. ,ψ. When the roll angle R and the pitch angle P are given, the beam projection angle shown in FIG.
sP-sinR-cos a .

+cos P −cos R−cosψ0)高度りにお
ける伝搬遅延時間τは下記〔16〕式より求められる。
+cos P - cos R - cos ψ 0) The propagation delay time τ at the altitude is obtained from the following formula [16].

であるから h −例として の場合には 従って、変調効率Eは変調指数mを1から3に切り換え
ることにより−31,9−(−41,5) =9.6(
dB)となり、約10dB向上することがわかる。
Therefore, in the example case, the modulation efficiency E is -31,9-(-41,5) =9.6(
dB), indicating an improvement of about 10 dB.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によればドプラ制御用CPU 22の自己診断期
間であるBITタイミングにおいて、変調指数mをm=
1からm==3へ、またはその逆に切り換えてBITタ
イミングにおけるSN比が減少すれば動作時の変調指数
はそのままとし、SN比が増加すれば動作時の変調指数
と切り換えるようにする。この場合ドプラレーダ搭!!
機が低高度飛行時には変調指数mが1から3に切り換え
られ、その結果(A)式かられかるようにSN比が約1
0dB増大する。このSN比の改善により、ドプラレー
ダ搭載機が、レーダ反射係数の小さな地表上を低高度で
飛行する時に速度検出ができなくなる可能性があるとい
う不都合が解消される。
According to the present invention, at the BIT timing which is the self-diagnosis period of the Doppler control CPU 22, the modulation index m is set to m=
If the SN ratio at the BIT timing decreases by switching from 1 to m==3 or vice versa, the modulation index during operation is left unchanged, and when the SN ratio increases, the modulation index is switched to the modulation index during operation. In this case, Doppler radar! !
When the aircraft is flying at a low altitude, the modulation index m is switched from 1 to 3, and as a result, the S/N ratio is approximately 1, as seen from equation (A).
Increase by 0dB. This improvement in the SN ratio eliminates the disadvantage that speed detection may not be possible when an aircraft equipped with a Doppler radar flies at a low altitude over the ground surface where the radar reflection coefficient is small.

尚m=3はガン発振器の効率より判定した限界値であり
、発振器効率が向上すればそれに対応した数値を取るこ
とも可能である。
Note that m=3 is a limit value determined from the efficiency of the Gunn oscillator, and if the oscillator efficiency improves, it is possible to take a corresponding value.

本件の変形例として高度センサから高度情報を得てそれ
により変調指数を切り換える方式も可能である。
As a modification of this case, it is also possible to obtain altitude information from an altitude sensor and switch the modulation index based on the altitude information.

更に高度測定能力をもったドプラレーダが、自分自身の
高度を測定して、その高度情報により変調指数を切り換
える方式も実施可能である。
Furthermore, it is also possible to implement a method in which a Doppler radar with altitude measurement ability measures its own altitude and changes the modulation index based on the altitude information.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例の変調指数切換方式FM−
CWドプラレーダのブロック図、第2図は、第1図の装
置においてm=lとm=3の場合のSN比の改善の度合
いを示す高度対SN比特性曲線、 第3図は、アンテナから送信されるマイクロ波のビーム
投射方向を示す図、 第4図は、高度対伝搬遅延時間の関係を示す図、第5図
は、従来のm=1におけるFM−CW方式ドプラレーダ
を示すブロック図、 第6図は、第5図装置のJl(M)の高度特性曲線、第
7図は、第5図装置の高度対SN比特性曲線、をそれぞ
れ示す。 第 図 第 図 第 回
FIG. 1 shows the modulation index switching method FM-
A block diagram of the CW Doppler radar. Figure 2 shows the altitude vs. SN ratio characteristic curve showing the degree of improvement in the SN ratio in the case of m = l and m = 3 in the device shown in Figure 1. Figure 3 shows the transmission from the antenna. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between altitude and propagation delay time. FIG. 5 is a block diagram showing the conventional FM-CW Doppler radar at m=1. 6 shows the Jl(M) altitude characteristic curve of the apparatus shown in FIG. 5, and FIG. 7 shows the altitude versus SN ratio characteristic curve of the apparatus shown in FIG. Figure Figure No.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、一定周波数を分周する分周器、該分周器の出力によ
り励振される周波数変調ドライバ、該周波数変調ドライ
バにより駆動されるガン発振器、該ガン発振器出力を送
信しおよび目標からの反射波を受信する送受信アンテナ
部、該受信アンテナ出力を受け、上記ガン発振器出力に
より復調を行う復調回路、該復調回路の出力より特定周
波数のみを通過させて(変調周波数+ドプラ周波数)を
追跡する周波数トラッカ、該周波数トラッカ出力よりS
N比を検出してS/Nレベルを計測し、SN比のよい方
の変調指数を選別する手段、を具備し、周波数変調ドラ
イブ信号の振幅を変調指数1の場合のN倍に切り換える
ことにより変調指数Nの変調波を周波数変調ドライバよ
り出力せしめることを特徴とする、変調指数切換方式F
M−CWドプラレーダ。 2、変調指数選択信号を周波数変調ドライバに帰還せし
めることを特徴とする請求項1記載の装置。
[Claims] 1. A frequency divider that divides a constant frequency, a frequency modulation driver that is excited by the output of the frequency divider, a Gunn oscillator that is driven by the frequency modulation driver, and a device that transmits the output of the Gunn oscillator. and a transmitting/receiving antenna section that receives the reflected wave from the target, a demodulating circuit that receives the output of the receiving antenna and demodulates it using the Gunn oscillator output, and a demodulating circuit that passes only a specific frequency from the output of the demodulating circuit (modulation frequency + Doppler frequency). ), from the frequency tracker output S
By detecting the N ratio, measuring the S/N level, and selecting a modulation index with a better S/N ratio, and switching the amplitude of the frequency modulation drive signal to N times that in the case of a modulation index of 1. Modulation index switching method F characterized in that a modulated wave with a modulation index N is output from a frequency modulation driver.
M-CW Doppler radar. 2. The apparatus of claim 1, further comprising feeding back the modulation index selection signal to the frequency modulation driver.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6097331A (en) * 1998-04-03 2000-08-01 Denso Corporation FM-CW radar system for measuring distance to and relative speed of target

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5979176A (en) * 1982-10-27 1984-05-08 Fujitsu Ten Ltd Fm-cw radar

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