JPH03249587A - ノンキャリヤパルスレーダー - 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） 本発明はパルスレーダーに関し、特に例えはアイスレー
ダーや地下探査レーダーのように、近距離を探査するに
最適のノンキャリヤパルスレーダーに関するものである
。

（従来の技術） 高周波キャリヤを挿入したパルスを目的物に向けて送イ
エする一般的なパルスレーダーは、キャリヤ挿入の必要
性から上記パルスのパルス巾を狭くすることかできず、
近距離からのエコー（反射波）の探知か困難である（目
的物までの電波の往復時間がレーダーから送信するパル
スのパルス巾以下に相当するときには、送信波の存続中
に反射波か受信されるため、送信波と受信波か混在して
目的物の探査か不可能となる。）。

このため、近距離の探査を目的とする例えはアイスレー
ダーや地下探査レーダーでは、パルス波を高レベルに増
幅して直接アンテナに給電し、当該パルス波の立ち上り
部分及び立ち下り部分で発生する広帯域の周波数成分（
高周波）を送信し、前記送信パルス巾を実質的に非常に
短くしている。このような方式のレーダーを一般にノン
キャリヤパルスレーダーという。

このようなノンキャリヤパルスレーダーでは、探知距離
分解能と最少探知距離能力を上げるために（アンテナに
接近した目標物をも探査できるように）、例えばｉ　ｎ
５ｓｅｃ　〜１０　ｎ５ｅｃ巾の非常に狭いパルスを使
用している。

〔発明が解決しようとする課題］ 上記従来のノンパルスレーダーでは、探知距離分解能と
最少探知距離能力を上げるために、使用するパルスのパ
ルス巾を狭めるへく、非常な努力が払われているが、上
記パルスの狭巾化には限界があるばかりか（パルス巾１
　ｎ５ｅｃ以下のパルス発振器は実現が困難）、当該パ
ルスの立ち上り部分と立ち下り部分の双方て広帯域周波
数成分が発生するため、探知距離分解能と最少探知距離
能力を最大限にするための根本的な解決策とはならない
。

すなわち、第３図に示すように、Ａに示すパルスか送信
アンテナに直接印加されると、Ｂに示すように当該パル
スの立ち上り部分と立ち下り部分とに広帯域の周波数成
分（高周波）が発生し、これが送信波（探査用電波）と
して送信アンテナから放射される。この探査用電波が目
標物で反射し、Ｃ又はＤに示すような受信波となるが、
上記目標物までの距離か上記パルスのパルス巾τに比へ
て充分に長いときには、Ｃに示すように、Ｂに示す２つ
の送信波の放射後に受信波が受かるための探査に混乱か
生じなし゛が、電波の往復時間が上記パルスのパルス巾
τ以下に対応する場所に目標物かある場合には、Ｂに示
すように受信波は反射波がＡに示すパルスの存在中に、
すなわち当該パルスの立ち下り部分で生ずる電波が放射
される前に受信される状態となり、探査に混乱が生ずる
。このため、レーダーの受信部をＡに示すパルスが存在
する間は不活性としておく必要があり、従ってｔ波の往
復時間がパルス巾τ以下に相当する距離にある目標物の
探査は不可能である。

このように、従来のノンキャリヤパルスレーダーでは、
探知距離分解能及び最少探知距離能力を、パルス巾τの
時間内に電波が往復する距離以下に高めることはできな
い。

本発明は、以上に述へた従来のノンキャリヤパルスレー
ダーの問題点を解決すべく提案するものであり、極めて
近い距離にある目標物の探査を可能とする新規なノンキ
ャリヤパルスレーダーの提供を課題とするものである。

〔課題を解決するための手段］ 上記課題のため、本発明は、従来のパルスに代って、当
該パルスよりは時間巾が極めて長い矩形波を使用し、当
該矩形波の立ち上り時から立ち下り時までの時間（矩形
波の立ち上り方向の継続時間）及び立ち下り時から立ち
上り時までの時間（矩形波の立ち下り方向の継続時間）
が測定レンジ内最大距離に対応する電波の往復時間より
長くなるように設定し、当該矩形波の立ち上り時及び立
ち下り時にそれぞれ発生する広帯域周波数成分を探査用
電波（送信波）としたものである。

〔作　　　用〕

矩形波の立ち上り方向及び立ち下り方向のそれぞれの１
！続時間は、いずれも測定レンジ内最大距離相当時間以
上に設定されるので、探査用電波（送信波）が放射され
たのちの上記測定レンジ内には反射波のみが存在し、送
信波が混在することはあり得ないから、探査用電波の放
射直後に反射波が受信されるような場合であっても目標
物探査が可能となり、探知距離分解能と最少探知距離能
力が飛躍的に向上する。

〔実　施　例〕

第１図は本発明の実施例に係るノンキャリヤパルスレー
ダーのブロック図、第２図は第１図に示すノンキャリヤ
パルスレーダーの動作を示すタイムチャートである。

第１図に示すように、実施例のノンキャリヤパルスレー
ダーは、トリガ回路１０１及び矩形波発振器１０２を含
む送信部１、該送信部１から矩形波によって給電され、
探査用電波を放射する送信アンテナ２、該送信アンテナ
２から放射された探査用電波の目標物での反射波を受信
する受信アンテナ３、該受信アンテナ３で受信された反
射波を検波及びサンプリング等の手法によって検出する
受信部４、該受信部４で検出された反射波の受信信号に
基いて目標物の探査データ処理を行なう処理部５、該処
理部５の処理データに基いて、目標物の探査データを表
示する表示部６等で構成される。尚、受信部４、処理部
５及び表示部６のそれぞれについては、レーダー技術の
分野に於ける従来公知の技術で構成可能であるので、詳
細には説明しない。

また、矩形波発振器１０２から出力される矩形波の立ち
上り及び立ち下り特性は、後で説明する探査用電波を広
いｖｒ域にわたって周波数成分を有するように急峻性が
要求されるが、最近の半導体技術によれば、本発明の実
施に充分対応で幹る急峻性を有した矩形波発振器は容易
に得られる。

第２図に示すように、送信部１のトリガ回路１０１は周
期Ｔでトリガパルスを発生している。

このトリガパルスの周期Ｔは、測定レンジ内最大距１ｉ
　Ｘ　ｍの探査距離を電波が往復する時間以上に設定さ
れている。また、矩形波発振器１０２は、トリガ回路１
０１からトリガパルスが入力される毎に出力を反転させ
ることにより、時間Ｔ毎に反転する矩形波（周期２Ｔの
矩形波）を発振している。

以上のようにして送信部１から送出された矩形波信号は
直接、送信アンテナ２に印加される。尚、ここでいう「
直接印加する」ということは、変調等、矩形波信号波形
そのものを変える加工を行なわないで印加することをい
い、単なる増幅ののちコンデンサを通して送信アンテナ
２に印加する場合は、「直接印加するノことの範囲内で
ある。

送信アンテナ２に上記矩形波信号が印加されると、当該
矩形波の立ち上り特性及び立ち下り特性は急峻であるよ
うにされているので、当該矩形波の立ち上り時及び立ち
下り時に広帯域の周波数成分（高周波）が発生し、この
広帯域周波数成分が第２図に示すように送信アンテナ２
から送信波（探査用電波）として放射される。

送信アンテナ２から放射される送信波の周期は、トリガ
パルスの周期Ｔ（矩形波の周期の２分の１）に等しく、
この周期Ｔは前記したように、測定レンジ内最大距［ｌ
ｉＸ　ｍを電波が往復する時間以上に設定しであるから
、当該送信波が目標物に反射して返ってくる受信波（反
射波）は、第２図に示すように必ず上記周期１以内に受
信アンテナ３に入射され、送信アンテナ２からの次の周
期の送信波が、当該受信波の受信以前に放射されること
はない。

受信部４は、受信波を検波し送信部１からのトリガパル
スを受けて、サンプリング等の公知の手法により受信ア
ンテナ３に入射した上記受信波を検出する。

次に処理５は、送信部１からのトリガパルスに基づく送
信波の送出タイミング、及び受信部４からの受信波検出
信号に基づく当該受信波の受信タイミング等により探査
データ処理を行ない、表示部６に探査データの表示を行
なう。

ところで、測定レンジと矩形波の周期とは前記したよう
な関係を保つ必要があることから測定レンジの切替えに
よって当該矩形波の周期も異フた時間に切替える必要が
あるが、これはトリガ回路１０１からのトリガパルスの
周期を変えることによって容易に可能である。この場合
に於いて、処理部５での受信波検出情報に基いて上記ト
リガ回路を制御しく第１図に点線で示す方向の制御）、
測定レンジを自動的に切替えるようにすることも可能で
ある。すなわち、測定レンジを探査距離の短いレンジか
ら長いレンジに順次切替えるようにしくトリガパルスの
周期を順次大鮒くなる方向に切替えていく。）、送信波
の送信タイミングを処理部５によって監視しくトリガパ
ルスの監視によって可能である。）、２つの送信波が放
射される間に受信波を検出した最初の測定レンジを、そ
の時の最適測定レンジとすれば常時高い分解能で探査が
可能となる。

また、矩形波発振器１０２の出力特性を、トリガ回路１
０１からの１個のトリガパルスによって２回反転するよ
うにする（すなわち、１回のトリガで矩形波出力の１周
期分が送出されるようにする）こともできる。この場合
に於いては、矩形波発振器１０２の特性によって矩形波
の立ち上り方向の継続時間と立ち下り方向の継続時間と
を、前記測定レンジと矩形波の周期との関係を保ったう
えて異った時間に設定でが、このことは、同時に２つの
測定レンジによる探査の可能性を示唆している。

発明の効果） 以上に説明したように、本発明は立ち上り方向の継続時
間及び立ち上り方向の継続時間（通常は２分の１周期）
が、測定レンジ内最大距離を電波が往復するに相当する
時間より長くなるように設定した矩形波を送信アンテナ
に印加したときの当該矩形波の立ち上り時及び立ち下り
時に生ずる広帯域周波数成分を探査用電波としたもので
あり、従来のノンキャリヤパルスレーダーのように、受
信波の妨害となる２個目の送信波が放射されることがな
いから、探知距離分解能及び最短探知距離能力が飛躍的
に向上し、又、矩形波の立ち上り時と立ち下り時に発生
する高周波成分を双方とも探査用電波として使用するこ
とができ、探査効率が非常によい。

また、パルス巾を狭くすることに比へて矩形波の立ち上
り特性及び立ち下り特性を急峻にすることは、非常に容
易なことであり、狭いパルス巾及び当該パルスの立ち上
り、立ち下り特性の急峻さの双方が要求される従来のノ
ンキャリヤパルスレーダーに比べて本発明に係るノンキ
ャリヤパルスレーダーは非常に簡単に構成できる。

また、矩形波信号の周期の可変設定により測定レンジの
切替えが容易に可能である等、本発明は極めて顕著な効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るノンキャリヤレーダーの
ブロック図、第２図は第１図に示すノンキャリヤレーダ
ーの動作を説明するタイムチャート、第３図は従来のノ
ンキャリヤレーダーの動作を示すタイムチャートである
。 １・・・送信部　　　　　１０１・・・トリガ回路１０
２・・・矩形波発振器　２・・・送信アンテナ３・・・
受信アンテナ　　４・・・受信部５・・・処理部　　　
　　６・・・表示部第 図 第 図 ０ｍ ×ｍ ０ｍ ０ｍ　　ｏｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　立ち上り時から立ち下り時までの時間及び立ち下り
   時から立ち上り時までの時間が、測定レンジ内最大距離
   を電波が往復するに相当する時間より長くなるように設
   定した矩形波を送信アンテナに印加し、当該矩形波の上
   記立ち上り時及び立ち下り時に発生する広帯域周波数成
   分を探査用電波として上記送信アンテナから放出される
   ようにしたノンキャリヤパルスレーダー。 ２　矩形波の、立ち上り時から立ち下り時までの時間と
   、立ち下り時から立ち上り時までの時間とを等しく設定
   した請求項１に記載のノンキャリヤパルスレーダー。 ３　矩形波の、立ち上り時がら立ち下り時までの時間と
   、立ち下り時から立ち上り時までの時間とを互に異った
   時間に設定した請求項１に記載のノンキャリヤパルスレ
   ーダー。 ４　探査用電波の送信時から当該探査用電波の反射波の
   受信時までの時間に対応して矩形波の周期を変えるよう
   にし、もって測定レンズを自動切替えするようにした請
   求項１乃至３のいずれかに記載のノンキャリヤパルスレ
   ーダー。