JPH0353185A - パルスレーダ装置 - Google Patents

パルスレーダ装置

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JPH0353185A
JPH0353185A JP2177667A JP17766790A JPH0353185A JP H0353185 A JPH0353185 A JP H0353185A JP 2177667 A JP2177667 A JP 2177667A JP 17766790 A JP17766790 A JP 17766790A JP H0353185 A JPH0353185 A JP H0353185A
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pulse radar
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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] 本発明は被変調レーダ送信パルスYLを生成し、送信す
るほか、信号Yrを受信して信号Y..と放射レーダ送
信パルスYtのレプリカXとの相関を求めることにより
時間δで圧縮された相関信号σxy (δ)を得るよう
形戒した送信および受信ユニット(送信機および受信機
)を具えたパルスレーダ装置に関するものである。
また、本発明はこの種パルス レーダ装置に利用するに
適するパルス弁別器にも関する。
〔従来の技術〕
この種パルス レーダ装置の既知の実施例によれば、受
信レーダ信号y,を時間的に圧縮するためのパルス圧縮
フィルタを具え、圧縮しない受信信号Yrをベースにし
て得られるものよりさらに正確なレンジ決定を得ること
を可能にしたパルスレーダ装置が与えられていない。放
射レーダ送信パルスv1の搬送波は周波数、位相または
振幅で変調することができ、また受信レーダ信号の相閏
は、その周波数レスポンスがレーダ送信パルスのレプリ
カXに対応するような整合フィルタにより実現すること
が可能である。また、相関はレーダ送信パルスYrのレ
プリカXの助けにより設定することもできる。いずれの
場合にも、レーダ信号Yrの受信時には圧縮なしで得ら
れるものより大きい振幅を有し、時間δにおいて尖鋭な
ピークを有する信号|σxy(δ)が得られる。
パルス レーダ システムに関する問題点は、それらが
故意的なものかどうかは別にしてそれらの妨害信号に対
する感受性である。パルス圧縮フィルタを具えたパルス
 レーダ装置が変調情報を含まない妨害信号を受信した
場合には尖鋭なピークを有する信号|σxy(δ)は得
られない,それにも拘らず、妨害信号の振幅が大きい場
合は、受信妨害信号はパルス圧縮フィルタの助けにより
行われる相関後もまだかなり大きい振幅を有する。
この振幅は、妨害信号がそれ自体のとして分類されない
程の大きさでさえあり得る。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的はこの問題点を解決したパルスレーダ装置
を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段] この目的を達戒するため、本発明パルス レーダ装置に
おいては、該送信および受信ユニットは、受信信号Yr
の少なくとも1つの振幅I  Yr  lおよび相関信
号σxy (δ)の少なくとも1つの振幅σ..y(δ
)1をベースにして変調情報を有する信号Yr間におい
て信号ごとに異なる程度の差別を可能にするよう形成し
たパルス弁別器を具えたことを特徴とする。
相関前の受信信号の振幅を相関後の信号の振幅と比較す
ることにより、前記変調信号を与える信号を有する振幅
の先天的な関係(a priori relation
に基づいて、変調情報のない妨害信号と変調情報のある
エコー信号とを区別することができる。このようにして
、パルス圧縮フィルタを具えたパルス レーダ装置を経
済的な方法で大振幅の妨害信号に対し、不感とすること
が可能となる。
また、本発明の他の実施例によるときは、パルス弁別器
は少なくとも1つの振幅I  Yr  lおよび少なく
とも1つの振幅|σxy (δ)1をベースにして受信
信号Yr内に含まれる前記変調情報の大きさの間数とし
ての信号Pを生成するようにしたことを特徴とする。
ここで信号Pは式 ただし、f(IYr.1)はI Yr 1の関数である
。
また、パルス弁別器は、σ=Oにおける信号Pがプリセ
ット値PCより小さいとき、制御信号Sを生或するよう
形成した比較器を具えるを゛可とし、さらに減衰器に供
給すべき制御信号Sをベースにして、信号プロセッサに
供給すべき相関信号|σxy(δ)を減衰または抑圧さ
せるための減衰器を具えるを可とする。
特定の変調情報を含む信号のパルス圧縮フィルタによる
圧縮の結果として生ずる最大信号利得は、いわゆるパル
ス圧縮利得係数により前もって供給されるようにする。
かくすれば、ピーク値のパルス圧縮利得係数との関係を
比較することにより、この利得が実際に得られているか
、またフィルタに供給される信号が正しい変調情報を含
んでいるかを簡単に決めることができる。正しい変調情
報を含むエコー パルスの場合には、相関信号のピーク
値はδ=Oに位置する。その後、減衰器は制御信号にも
とづいて、この情報を含んでいない信号を減衰あるいは
ブロックすることができる。
また、パルス弁別器は減衰器に供給すべき相関信号σx
y (δ)を遅延させる遅延ユニットを具え、それによ
り制御信号Sと相関信号σxycδ)がほぼ同時に減衰
器に供給されるようにしている。これは信号Sとσ。(
δ)が一時的に同期するという利点を有する。
さらに、本発明の他の実施例の場合、パルス弁別器は信
号Pを生成し、この信号を信号プロセッサに供給するた
めの正規化手段を具える。適正な変調情報を有する信号
Pとこの情報のない信号Pとの間の大きな振幅差は信号
を抑圧する必要があるかどうかを決定するためのベース
として信号プロセッサ内で使用することができる。この
場合、妨害信号は無条件にはブロックされないので、時
間的に妨害信号に近いエコー信号はもはやブロックされ
ない。
また、Yrとσxy(δ)のデジタル値を得るためのA
/D変換器を具えたパルス レーダ装置の他の実施例の
場合、パルス弁別器は少なくとも時間T(Tは放射被変
調レーダ パルスYLのパルス幅に等しい)の間、シフ
ト レジスタに供給される振幅I Yr1を記憶させる
ためのシフト レジスタを具えるほか、該シフト レジ
スタ内に記憶されたI Yr 1の振幅のf(|Yr|
)を決定するためのピーク検出器を設けるようにしてい
る。
これは、シフト レジスタの内容にもとづいて、その長
さが放射されるパルスに等しい時間周期内の最大振幅を
簡単な方法で決定しうるという利点を与える. 〔実施例〕 以下図面により本発明を説明する。
第1図は本発明パルス弁別器3ならびにパルス圧縮フィ
ルタとして配置した相関器lおよび2を含むパルス レ
ーダ装置のブロック図を示すものであるが、パルス弁別
器の利用は上述のパルスレーダ装置のバージョンに限定
されるものでなく、原則として、パルス圧縮手段を具え
たすべてのパルス レーダ装置に適用される。さらに、
パルス弁別器はパルス圧縮手段を具えたソナー システ
ムにも適用することができる。本発明は、例えば、線形
または非線形周波数変調、二相または多相変調および振
幅変調のような特定のパルス圧縮の実現に限定されるも
のではない。
第1図において、レーダ送信機4はRF搬送周波数を有
するレーダ送信パルスYtを発生し、変調器5はレーダ
送信パルスを変調する機能を存する。
被変調レーダ送信パルスYrのレプリカXは相関器1お
よび2に供給するため、これをメモリ ユニット6に格
納する。メモリ ユニット6は、例えば伝搬性遅延線の
場合のように、そのレプリカXがフィルタの周波数変換
特性により暗黙程に記?されるパルス圧縮フィルタに絶
対的に内蔵させるを要しない。レーダ送信パルスYtを
送受信スイッチ7を介してアンテナ8により放射される
ようにする。アンテナ8により受信されたエコー信号Y
rもしくは妨害信号Y.は混合器9および局部発振器1
0により中間周波に変換され、ついでIF増幅器1lに
よる増幅および直角検波器12による位相検波の後、同
相信号Yr+ iおよび位相はずれ信号Yr+4を得、
A/D変換器(アナログ/デジタル変換器)13および
14によりデジタル化した後、これらを相関器1.2お
よびパルス弁別器3に供給するようにする。信号Yr+
 iおよびYr+ Qはレーダ送信パルスのレプリカX
により相関させるようにし、XによるV■iの相関およ
びXによるY■,の相閏の後得られる相関信号σIl+
7+i(δ)およびσxy1(δ)もパルス弁別器3に
供給するようにする。相関信号は、例えば、lOμSの
非圧縮パルス長の場合、0.6μsのレーダ送信パルス
長特性を有するような時間的に圧縮されたパルスを表す
。パルス弁別器3はプロット抽出器、ドノプラ解析手段
および表示手段を具えるを可とするデータ プロセッサ
l5にこれを接続する。この場合、同相信号および位相
はずれ信号用の2つの実際の相関器の代わりに単一の複
合相関器を使用することもできる。
第2a図は、その搬送波がT′の倍数の長さを有するセ
グメント内で0ラジアンおよびπラジアンの位相ジャン
プ(位相跳躍)を呈するような位相変調レーダ送信パル
スYrの一例を示す。
第2b図は同じ長さと振幅を有する非変調の妨害信号Y
3の一例を示す。
第2a図の信号Yrのそれ自体との相関(自己相関また
はオートコレレーション)は畳込み積分(convol
ution integral)により第3図に実線で
示すような相関信号を生ずる. また、第2b図の信号Y3のYtとの相関(相互相関マ
たはクロスコレレーション) は相乗積分 により第3図に破線で示すような相関信号を生ずる. ある条件のもとでは、次式が適用される。
ただし、K=1.2.3,・・・ T 自己相関の場合には、δ=0において最大振幅が起こる
.一般に変調は相関信号の側波帯が最大ピークに関し最
小となるようなものとする。
異なる変調を有する信号の場合、または全く無変調の信
号の場合は、相関信号は尖鋭度の少ないピーク値を示す
。また、非変調信号Yrに対する相関信号の最大振幅は
、より長いパルス長またはより短いパルス長の場合にも
、Yrにおける同一位相偏移を有する最大数(この場合
3つ)の隣接インターバルを超えることはない。信号Y
rに関するレプリカXがパルス振幅“゜a”を有し、受
信信号Yrが振幅゛″b”を有するときは、正規化後の
相関信号は次のようになる。
|σxyr(δ) a−b 変調または非変調エコー信号用の適当な規準は振幅比: b 1ogl 6xyr  (0)  l   log (
b)である。
この規準は、jσ.,,(0)Iもbの関数であるとい
うことから、受信信号Yr.の強度bに全然またはほと
んど従属しない.したがって弱い符号化エコー信号から
強い非変調妨害信号をも区別することができる。2相変
調の場合には、マルチフエーズ(多相) iodBに関
し、3dBのパルス圧縮利得係数(pulse com
pression−gain factor )が得ら
れる.また、これに関連して最大振幅σヨ,,(0)を
ベースにした弁別器のほか、相関信号の対称の度合をベ
ースにした弁別も可能である(第3図参照). 第4図は第1図示パルス弁別器3の第1実施例のブロッ
ク図を示す.直角検波により得られる同相信号Yr+t
および位相はずれ信号Yr+ Qはlog  −モジュ
ラス検出器15Aに供給するようにし、次いでこの検出
器により決定されるモジュラスの対数( log I 
 Yr  l )をシフト レジスタ16に格納する。
この場合、シフト レジスタ16の長さは、少なくとも
非圧縮パルスのパルス幅Tに等しい時間の間、供給され
る値を格納しうるようなものとする。
被変調パルスに対しては、相関信号の最大振幅はσ=0
において起こるので、これらの最大値は、時間Tの間に
シフト レジスタ16に供給される非圧縮信号1ogl
  Yr  l)ただし、の最大振幅と比較される。
シフト レジスタ16に接続したピーク検出器17はシ
フト レジスタに記憶されたIogl  Yr  lの
値の最大振幅1ogl  yr  lを決定し、これら
の値を比較器19に供給する機能を有する。
さらに関連して、最大振幅I  Yr  lを決定する
のでなく、重み付き平均I Yr1を決定するようなピ
ーク検出器を具えた他の適当な実施例を与えることもで
きる。
相関器1から発出される同相相関信号σ。.、(δなら
びに相関器2から発出される位相はずれ相関信号σK3
’+Q(δ)はlog−  モジュラス検出器18に供
給するようにし、この検出器により決定されるモジュラ
スの対数4a ( logl ”XV (0)  l 
)を比較器19によりピーク検出器17で決められる最
大振輻1ogl  Yr  lおよびあらかじめ決定し
た雑音スレショールド値Nと比較し、次の関係式1og
l axy (0)  l − 1ogl  Yr  
l <PCおよびlog  Yr  >N が満足されるとき、比較器から制御信号Sを導出) ?るようにする。ここで、PCは正しく変調された信号
に対するパルス圧縮利得係数を表す。したがって、制御
信号Sは得られた利得がパルス圧縮利得係数pcより小
であり、非圧縮信号が雑音スレショールド値Nより大の
とき生威される。
制御信号Sはこの場合相関信号をブロックする働きをす
る減衰器20に供給し、次いで第1図に示すようなデー
タ プロセッサ15に供給するようにする.遅延ユニッ
ト21は減衰器20に供給される制御信号Sと相関信号
を同期させる機能を有する。
第5図は第1図示パルス弁別器3の第2実施例を示す。
このパルス弁別器の場合、相関信号σx,1(δ)およ
びσxy.q(δ)は、第1実施例の場合のように減衰
またはブロノクさせるのでなく、エコー信号から生威さ
れる相関信号を妨害信号から生成される相関信号に関し
増幅するようにし、爾後の信号処理を信号プロセッサl
5で行うようにしている。この場合、第−1実施例を超
える利点は、その時間特性が妨害信号の時間特性に類似
しているエコー信号をも抑圧しないようにしたこ?、弁
別に関して他の規準を通用できるようにしたことである
。図示回路は、第4図の第1実施例に関して前述したよ
うに、非相関信号Yr+iおよびYr’+4のモジュラ
スの最大振幅の対数(log l Yr l )を決定
するため、log−モジュラス検出器22、シフト レ
ジスタ23およびピーク検出器24を具える、この点に
関連し、ピーク検出器24においては付加的フィルタリ
ングが行われうるようにする。また、相関信号σ。,.
(δ)およびσxy+Q(δ)は、それらの対数値を得
るため、それぞれIon/log変換器(線形/対数変
換器)25および26に供給する。
次いで、加算回路27および28を用いて、式log 
(F n+ XV+ i (δ)’= log+7+c
y++ (δ)−foglYrおよび logσno X)’I Q (δ) = logσx
y,9(δ)   log l Yrにより、ピーク検
出器から得られる1oglYrの値を差引くことにより
対数値を正規化する。
log / ton変換器(対数/線形変換器)29お
よび30は、加算回路27および28から導出される信
号の非対数値(anti−logarithmic v
alue) on.xy.l(δ)およびσlll+ 
XIF+ Q (δ)を決定する機能を有する。
また、極性決定回路3lおよび32によりそれぞれ正し
い変換が行われるようにする。かくすれば、正しい変調
を有するエコー信号は付加的に増幅される.それは、こ
の場合、ピーク検出器により決定されるI  Yr  
lの値は、通常、正しい変調のない強力な妨害信号に対
するI  Yr  lの値より低いことによる。その場
合には、妨害信号から生成される正規化信号と比較した
場合のエコー信号から生成される正規化信号の振幅の差
は対応する正規化されない相関信号の振幅間の差より大
である。
この点に関して、前述の回路27, 28、 log/
ton変換器29. 30およびtin/ log変換
器25. 26の代わりに、高速デジタル マルチブラ
イヤを使用することも可能である。
また、ピーク検出器24に接続した縁部検出回路33は
妨害信号を発生するソース(発生源)へ距離を正確に決
定するためこれを使用する。すなわち、妨害信号の最初
の縁部は全体のパルスの中心をべ一スにしたとき起こり
得るものより正確な距離の評価を可能にすることができ
る。
また、前記パルス弁別器3はスイッチング千段34aへ
34dを含み、図示の位置ではデータ プロセッサ15
に正規化相関信号が与えられ、他の位置ではこのデータ
 プロセッサに正規化されない相関信号が与えられるよ
うこれらを形或する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明パルス弁別器を使用したパルス圧縮フィ
ルタを含むパルス レーダ装置のブロック図、 第2図は位相変調レーダ送信パルスYtおよび非変調信
号Y.を示す図、 第3図はパルス圧縮フィルタから得られる第2図示信号
のレーダ送信パルスYrのレプリカXとの相関信号|σ
xy(δ)を示す図、 第4図は本発明パルス弁別器の第1実施例のブロック図
、 第5図は本発明パルス弁別器の第2実施例のブロック図
である。 1. 2・・・相関器 3・・・パルス弁別器 4・・・レーダ送信機 5・・・変調器 6・・・メモリ ユニット 7・・・送受信スイッチ 8・・・アンテナ 9・・・混合器 10・・・局部発振器 11・・・IP増幅器 12・・・直角検波器 13. 14・・・A/D変換器 15・・・データ プロセッサ 15A, 18. 22−・= log−モジュラス検
出器16. 23・・・シフト レジスタ 17. 24・・・ピーク検出器 19・・・比較器 20・・・減衰器 2l・・・遅延ユニット 25. 26− fin/ Log変換器(線形/対数
変換器)27. 28・・・加算回路 29, 3(h・log/lin変換器(対数/線形変
換器)31. 32・・・極性決定回路 33・・・縁部検出回路 34a〜34d・・・スイッチ手段 Fig.3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被変調レーダ送信パルスY_t生成し、送信するほ
    か、信号Y_rを受信して、信号Y_rと放射レーダ送
    信パルスY_tのレプリカXとの相関を求めることによ
    り時間δで圧縮された相関信号σ_x_y(δ)を得る
    よう形成した送信および受信ユニット(送信機および受
    信機)を具えたパルスレーダ装置において、 該送信および受信ユニットは、受信信号Y_rの少なく
    とも1つの振幅|Y_r|および相関信号σ_x_y(
    δ)の少なくとも1つの振幅|σ_x_y(δ)|をベ
    ースにして変調情報を有する信号Y_r間において信号
    ごとに異なる程度の差別を可能にするよう形成したパル
    ス弁別器を具えたことを特徴とするパルスレーダ装置。 2、該パルス弁別器は少なくとも1つの振幅|Y_r|
    および少なくとも1つの振幅 |σ_x_y(δ)|をベースにして、受信信号Y_r
    内に含まれる前記変調情報の大きさの関数としての信号
    Pを生成するようにしたことを特徴とする請求項1記載
    のパルスレーダ装置。 3、信号Pを [|σ_x_y(δ)|]/[f(|Y_r|)](た
    だし、f(|Y_r|) は|Y_r|の関数)に等しくしたことを特徴とする請
    求項2記載のパルスレーダ装置。4、関数f(|Y_r
    |)を|Y_r|に等しくしたこと(ただし、|Y_r
    |は受信信号Y_rの振幅|Y_r|の最高値に等しい
    )を特徴とする請求項3記載のパルスレーダ装置。 5、関数f(|Y_r|)を|@Y_r@|に等しくし
    たこと(ただし、|@Y_r@|は受信信号Y_rの振
    幅|Y_r|の平均値に等しい)を特徴とする請求項3
    記載のパルスレーダ装置。 6、該パルス弁別器はσ=0における信号Pがプリセッ
    ト値PCより大きい場合に制御信号Sを生成する比較器
    を具え、さらに減衰器に供給すべき制御信号をベースに
    して信号プロセッサに供給すべき相関信号σ_x_y(
    δ)を減衰または抑圧させるための減衰器を具えたこと
    を特徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記載の
    パルスレーダ装置。 7、該パルス弁別器は減衰器に供給すべき相関信号σ_
    x_y(δ)を遅延させる遅延ユニットを具え、制御信
    号Sと相関信号σ_x_y(δ)がほぼ同時に減衰器に
    供給されるようにしたことを特徴とする請求項6記載の
    パルスレーダ装置。 8、f(|Y_r|)がプリセット値Nより小さい場合
    、該比較器により制御信号Sを抑圧するようにしたこと
    を特徴とする請求項6または7に記載のパルスレーダ装
    置。 9、該パルス弁別器はパルス弁別器に供給される信号Y
    _rの対数値を得るための第1lin/log変換回路
    ならびにパルス弁別器に供給される信号σ_x_y(δ
    )の対数値を得るための第2lin/log変換回路を
    具えたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1
    項に記載のパルスレーダ装置。 10、該パルス弁別器は信号Pを生成し、これを信号プ
    ロセッサに供給するための正規化手段を具えたことを特
    徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記載のパル
    スレーダ装置。 11、該正規化手段は該第1および第2lin/log
    変換回路から生成される信号を減算するための加算回路
    ならびに該加算回路から導出される逆対数値を得るため
    のlog/lin変換回路を具えたことを特徴とする請
    求項9または10に記載のパルスレーダ装置。 12、該パルスレーダ装置はY_rおよび σ_x_y(δ)のデジタル値を得るためのA/D変換
    器を具えたこと、該正規化手段は[|σ_x_y(δ)
    |]/[f(|Y_r|)]を得るためのデジタル乗算
    器を具えたことを特徴とする請求項10記載のパルスレ
    ーダ装置。 13、該パルスレーダ装置はY_rおよび σ_x_y(δ)のデジタル値を得るためのA/D変換
    器を具えたこと、該パルス弁別器は少なくとも時間T(
    Tは放射被変調レーダ送信パルスY_tのパルス幅に等
    しい。)の間、シフトレジスタに供給される振幅|Y_
    r|を記憶させるためのシフトレジスタを具え、さらに
    該シフトレジスタ内に記憶された |Y_r|の振幅のf(|Y_r|)を決定するための
    ピーク検出器を具えたことを特徴とする請求項3ないし
    11のいずれか1項に記載のパルスレーダ装置。 14、該パルスレーダ装置は受信信号Y_rの同相成分
    Y_r、iおよび位相はずれ成分Y_r、qを得るため
    の直角検波手段を具えたこと、該パルス弁別器はY_r
    、iおよびY_r、qをベースにして|Y_r|を生成
    するためのモジュラスユニットを具えたことを特徴とす
    る請求項1ないし13のいずれか1項に記載のパルスレ
    ーダ装置。 15、該パルス弁別器は相関信号σ_x_y(δ)の同
    相成分σ_x_y、i(δ)および位相はずれ成分σ_
    x_y、q(δ)を得るための直角検波手段を具え、さ
    らにσ_x_y、i(δ)およびσ_x_y、q(δ)
    をベースにして|σ_x_y(δ)|を生成するための
    モジュラスユニットを具えたことを特 徴とする請求項1ないし14のいずれか1項に記載のパ
    ルスレーダ装置。 16、該パルス弁別器は、ピーク検出器により生成され
    る信号の縁部の発生を決定するためピーク検出器の出力
    に接続した縁部検出器を具えたことを特徴とする請求項
    13記載のパルスレーダ装置。 17、請求項1ないし16のいずれか1項に記載のパル
    スレーダ装置に利用するに適するパルス弁別器。
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