JPH02201286A

JPH02201286A - 測距装置

Info

Publication number: JPH02201286A
Application number: JP1023317A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Hayashi; 昭彦林
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1990-08-09
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JP2703790B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は測距装置に関し、−層詳細には、放射された送
信パルスが物標で反射された後、入感せしめられる往復
時間とアンテナ放射特性、すなわち、指向特性から、例
えば、航空機等の二次元的あるいは三次元的の位置情報
を得る一次レーダ（Ｐｒｉｍａｒｙ　５ｕｒｖｅｉｌｌ
ａｎｃｅ　Ｒａｄａｒ、以下、ＰＳＲと称する）および
二次レーダ（ＳｅｃｏｎｄａｒｙＳｕｒｖｅｉｌｌａｎ
ｃｅ　Ｒａｄａｒ、以下、ＳＳＲと称する）等に採用さ
れ、自己相関特性を備えると共に直交関係を有した長さ
の異なる複数の符号系列の信号を最大長の符号系列の信
号の前縁部から順次当該前縁部が遅延し、且つ後縁部が
近接する合成符号信号に形成すると共に、当該合成符号
信号により変調を施した送信パルスを送信し、しかる後
、物標から反射せしめられて入感じた受信パルスから前
記複数の符号系列に対応する相関出力信号をマツチドフ
ィルタを用いて抽出して、夫々の符号系列の信号にかか
る時間の検出を行うことにより、送信パルスの尖頭値送
信電力（以下、必要に応じて単に送信電力という）の低
減と最小および最大探知範囲の拡大が可能となり、且つ
距離分解能が向上する測距装置に関する。

［発明の背景］従来、ＰＳＲおよびＳＳＲ等の測距装置において、物標
、すなわち、航空機等の位置測定精度の向上および測定
距離の拡大、別言すれば、最小および最大範囲の拡大お
よび距離分解能の向上を図るべく送信電力をより増大せ
しめ、且つ送信パルス幅をより狭小に形成して送出する
方式が採用されている。

さらに、送信部等の装置規模の低減や有限である電波の
利用効率の視点から送信電力の低減を図るべく自己相関
特性を有した符号を用いる手段が採用される。この手段
は自己相関特性を有した符号の信号で変調を施して送信
パルスを送信せしめ、しかる後、物標から反射せしめら
れて入感じた受信パルスから符号に対応する相関出力信
号を導出して、当該符号の信号の往復時間を算出し、物
標の距離あるいは位置を算出するものであり、これによ
ってより小なる尖頭値電力のちとに前記方式と等価的に
同一な精度を得ることが出来る。

然しなから、当該手段にあって、送信電力をより低減し
、且つ位置測定精度を前記の方式と等価的に得るには比
較的長い符号系列を用いて変調を施した送信パルスの送
信を行うことが必要となる。従って、このような測距装
置では同一のアンテナを用いて送信動作および受信動作
が交互に行われることから、比較的短距離の物標から反
射される受信パルスの部分は受信不能となる。かかる状
態を第１図（ａ）乃至（Ｃ）に示す。

第１図（ａ）は送信部から送出される送信パルスＰ１の
波形を示し、第１図（５）は第１図（ａ）に係る送信パ
ルスＰ、が比較的近距離の物標から、すなわち、短時間
１．をもって反射されて受信部に入感せしめられた受信
パルスＰ２を示し、第１図（Ｃ）は比較的遠距離の物標
から、すなわち、長時間ｔ２をもって反射されて受信部
に入感せしめられた受信パルスＰ、を示す。このような
状態にあっては、図から容易に諒解されるように、比較
的近距離の物標から反射された受信パルスＰ２は受信不
能である。すなわち、測距装置は送信パルスＰ＋の送出
中であり、送信中に受信動作を行うのは送信波の影響を
受けるため極めて困難であるからである。従って、この
ような手段にふいても、探知範囲の拡大を図るには符号
をより短（し、且つ送信電力を増大しなければならず、
信号処理系の複雑化および装置の増大、例えば、電力増
幅回路、電源部の装置規模が増大するという不都合を露
呈する。

［発明の目的コ本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、送信部は自己相関特性を備えると共に直交関係
を有した複数の符号系列の信号を最大長の符号系列の信
号の前縁部から順次前縁部が遅延し、且つ後縁部が近接
する合成符号信号に形成すると共に、当該合成符号信号
をもって変調を施した送信パルスを送信し、しかる後、
受信部が物標から反射せしめられて入感じた受信パルス
から前記複数の符号系列に対応する相関出力信号をマツ
チドフィルタを用いて抽出して、夫々の符号系列の信号
に対応する往復時間の検出を行うことにより、物標間の
距離の算出において、送信パルスの送信電力の低減並び
に最小および最大探知範囲の拡大が可能となり、且つ距
離分解能が向上する測距装置を提供することを目的とす
る。

［目的を達成するための手段］前記の目的を達成するために、本発明は少なくとも送信
パルスを送出する送信部と物標から反射された受信パル
スから物標の位置を示す信号を導出する受信部とからな
る測距装置において、送信部は、自己相関特性を備える
と共に直交関係を有した符号長が異なる複数の符号系列
の信号を発生する符号信号発生手段と、当該符号信号発
生手段から導出される複数の符号系列の信号の発生時期
を制御する時期制御手段と、前記時期制御手段と協働の
もとに前記符号信号発生手段から導出される複数の符号
系列の信号を最大長の符号系列の信号の前縁部から順次
前縁部が遅延し且つ後縁部が近接する合成符号信号に形
成して導出する加算手段と、当該加算手段から導出され
る合成符号信号をもって変調を施した送信パルスを送出
するアンテナ装置を含む送信手段とを備え、受信部は、
アンテナ装置を含み前記送信パルスが物標で反射せしめ
られて入感じた受信パルスからマツチドフィルタが採用
され前記複数の符号系列の信号に相応した相関出力信号
を導出するフィルタ部と、前記相関出力信号を加算せし
め物標の位置を示す検知信号を導出する信号処理部とを
具備することを特徴とする。

［実施態様］次に、本発明に係る測距装置について好適な実施態様を
挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第２図に本発明の測距装置が適用されるＰＳＲの概略を
示す。

当該ＰＳＲは送信部１０と受信部１２を有し、さらに図
示しない外部操作機能部等から供給される制御信号ＣＳ
Ｏに基づき前記送信部１０および受信部１２を交互に動
作せしめるための送信動作指示信号Ｃｒｘおよび受信動
作指示イ芦号ＣＩＸを送出する制御部１４と、さらに、
例えば、回転すると共に、単一放射特性をとるパラボラ
型のアンテナ１６と、当該アンテナ１６を送信＄よび受
信の夫々の動作に伴い送信部１０および受信部１２に接
続するＴＲ管等が採用された送受切換部１８とで概略構
成されている。

かかる構成のもとにアンテナ１６より送信される送信電
波Ｗ＋が物標、例えば、航空機Ｏ５から反射され、受信
電波Ｗ、として再びアンテナ１６より入感せしめられる
。

送信部１０は制御部１４から入力される送信動作指示信
号Ｃｔｘのもとに作動し、図示しない周波数変換回路、
前段増幅回路、電力増幅回路等を含む送信機２２と、第
３図（ａ）乃至（Ｃ）に示されるように、順次長さが小
となる値をとる符号系列信号Ｃ１、Ｃ２・・・Ｃｎを生
成する第１の符号発生器２４、第２の符号発生器２６か
ら第ｎに至る符号発生器２８を有している。当該符号系
列信号ＣＩ　％Ｃ２・・・Ｃ，、は直交関係あるいは直
交関係に近似した符号を用い、且つ自己相関性に優れる
と共に相互の部分相関が極小である、例えば、直交系列
、Ｇｏｌｄ系列、また斯かる性質を満足するように選択
されたＰＮ系列等が好適である。

そして、ここで生成される符号系列信号Ｃ１１Ｃ２・・
・ｃｏはタイミング制御回路３０から導出される駆動信
号Ｔ１、Ｔｓ２・・・Ｔ□で第１および第２の符号発生
器２４および２６・・・第ｎの符号発生器２８を順次駆
動せしめるようにして送出される。

さらに、符号系列信号Ｃ＋およびＣ２が加算器３２に供
給され、当該加算器３２で加算された符号系列信号ＣＩ
２と符号系列信号Ｃ１が加算器３４に供給され第３図（
社）に示される合成符号信号Ｃ１２ｎが導出される。な
お、合成符号信号Ｃ３２゜は符号系列信号Ｃ２およびＣ
１の夫々の前縁部が符号系列信号ＣＩに対して順次遅延
、すなわち、時間ｔ４およびｔｌ、を有し、且つ後縁部
が近接するように、図示される例にあっては一致するよ
うに形成される。そして、ここで導出された合成符号信
号Ｃ１２、がＰＳＫ変調器３６に供給される。当該ＰＳ
Ｋ変調器３６では発振回路で自発した高周波信号に位相
角変調、例えば、２位相角変調（Ｂ−ＰＳＫ）が施され
、送信機２２の、例えば、周波数変換回路に入力され、
所定の周波数およびパルス幅、また所定の尖頭値電力に
形成された後、送受切換部１８を介してアンテナ１６に
供給される。アンテナ１６からは送信電波Ｗ１　として
放射される。そして、送信電波Ｗ１が物標、例えば、航
空機Ｏ５で反射され、受信電波Ｗ２として再びアンテナ
１６より受信部１２に入感せしめられる。

受信部１２は制御部１４の受信動作指示信号Ｃｍｘのも
とに作動し、図示しない高周波増幅回路、周波数変換回
路、中間周波増幅回路および４位相角検波回路等を備え
た受信機４２と、当該受信機４２において所定の中間周
波数に変換された中間周波信号Ｓ、。が入力される。さ
らに、中間周波信号Ｓ２゜が入力され、例えば、５ＡＷ
（弾性表面波）素子が採用され送信電波Ｗ、に形成され
た符号系列信号Ｃ８乃至Ｃ１に対応したインパルスの相
関出力信号ＳＫＩ、Ｓ２２・・・Ｓ工を導出する第１の
マツチドフィルタ４６、第２のマツチドフィルタ４８お
よび第ｎのマツチドフィルタ５０を有している。ここで
第４図に符号系列信号Ｃ１乃至Ｃイに対応したインパル
スの相関出力信号Ｓ２１％　３２２・・・Ｓ、、、、を
示す。さらに、ここで導出された相関出力信号Ｓ　２１
　ＳＳ　２２・・・Ｓ−が加算回路５２に供給されて所
定の重み付は加算処理が施され、加算信号５２１１とし
て信号処理部５６に供給される。当該信号処理部５６に
おいては図示しない表示装置に、例えば、ＣＲＴに航空
機０、の二次元的位置として表示するための表示信号３
２８が出力端子Ｔ、に導出される。

このようになされることにより、所謂、パルス圧縮効果
から合成符号信号Ｃｌ２ｈの長さをＮとすると、１／Ｎ
の送信出力電力で等価な効果が得られる。また合成符号
信号ＣＩ　２、は符号系列信号Ｃ２およびＣＩ、の夫々
の前縁部が符号系列信号ＣＩに対して順次遅延し、且つ
後縁部が近接するように形成されており、近距離に対応
する最小幅の符号系列信号Ｃ７はその反射される受信電
波Ｗ２の信号レベルが相対的に大なる値となる。これに
より最長幅の符号系列信号ＣＩと比較的等価なＣ／Ｎ比
（受信電力／雑音電力密度）が形成され、最小および最
大探知範囲の拡大および距離分解能が向上し、近距離お
よび遠距離の観測が可能となる。

［発明の効果コ以上のように、本発明によれば、送信部は自己相関特性
を備えると共に直交関係を有した複数の符号系列の信号
を最大炎の符号系列の信号の前縁部から順次当該前縁部
が遅延し、且つ後縁部が近接する合成符号信号に形成す
ると共に、当該合成符号信号をもって変調を施した送信
パルスを送信し、しかる後、受信部が物標から反射せし
められて入感じた受信パ・ルスから前記複数の符号系列
１ヒ対応する相関出力信号をマツチドフィルタを用いて
抽出して、夫々の符号系列の信号に対応する往復時間の
検出を行うことにより、例えば、ＰＳＲ，ＳＳＲ，地中
の構造探索装置、海中等の探知／距離測定装置、また各
種の距離測定装置等における物標間の距離の算出におい
て、送信パルスの送信電力の低減、すなわち、電力増幅
回路、電源部の装置規模が低減され、さらに最小および
最大探知範囲の拡大が可能となり、且つ距離分解能が向
上する等々の顕著な効果が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術、に係る動作説明に供される送信パル
スと受信パルスの関係を示す波形図、第２図は本発明に
係ご測距装置が適用されたＰＳＲの概略構成を示すブロ
ック図、第３図（ａ）乃至（ｄ）は本発明に係る測距装置におい
て、動作説明に供され、長さの異なる複数の符号系列信
号と夫々が加算された送信符号信号を示す波形図、第４図は本発明に係る測距装置の動作説明に供され、受
信部で生成されたインパルスを示す波形図である。１０・・・送信部　　　　　　　　１２・・・受信部１
４・・・制御部　　　　　　　　１６・・・アンテナ１
８・・・送受切換部　　　　　　２２・・・送信機２４
・・・第１の符号発生器２６・・・第２の符号発生器２８・・・第ｎの符号発生器３０・・・タイミング制御回路３６・・・ＰＳＫ変調器４６・・・第１のマツチドフィルタ４８・・・第２のマツチドフィルタ５０・・・第ｎのマツチドフィルタ５２・・・加算回路Ｗｌ・・・送信電波０、・・・航空機ＣＩ−Ｃ，・・・符号系列信号Ｓ　２１　”　Ｓ　ｎ　ｎ・・・相関出力信号Ｓｓｓ・
・・表示信号３２．３４・・・加算器４２・・・受信機５６・・・信号処理部Ｗ２・・・受信電波３２６・・・加算信号ＦＩＧ、３ＦＩＧ、２ＦＩＧ、４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも送信パルスを送出する送信部と物標か
ら反射された受信パルスから物標の位置を示す信号を導
出する受信部とからなる測距装置において、送信部は、
自己相関特性を備えると共に直交関係を有した符号長が
異なる複数の符号系列の信号を発生する符号信号発生手
段と、当該符号信号発生手段から導出される複数の符号
系列の信号の発生時期を制御する時期制御手段と、前記
時期制御手段と協働のもとに前記符号信号発生手段から
導出される複数の符号系列の信号を最大長の符号系列の
信号の前縁部から順次前縁部が遅延し且つ後縁部が近接
する合成符号信号に形成して導出する加算手段と、当該
加算手段から導出される合成符号信号をもって変調を施
した送信パルスを送出するアンテナ装置を含む送信手段
とを備え、受信部は、アンテナ装置を含み前記送信パル
スが物標で反射せしめられて入感した受信パルスからマ
ッチドフィルタが採用され前記複数の符号系列の信号に
相応した相関出力信号を導出するフィルタ部と、前記相
関出力信号を加算せしめ物標の位置を示す検知信号を導
出する信号処理部とを具備することを特徴とする測距装
置。