JPH042912B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、航空機、飛しよう体、あるいは車両
などの目標に電波を照射し、目標から反射して来
る反射波を媒体として目標との相対距離及び相対
速度を追尾するパルス変調方式の追尾レーダにお
いて、目標からの反射波を狭帯域受信機で受信
し、目標までの相対距離及び相対速度を自動的に
追尾する追尾レーダの改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図の従来例と第３図のタイムチヤートを用
いて追尾レーダの従来例について説明する。第４
図において、送信源３で作られる送信源出力４は
パルス変調器５によつて、基準パルス発生器１の
出力である基準パルス２を用いてパルス変調され
てパルス変調器出力６により、電力増幅器７によ
つて増幅されて、電力増幅器出力８になり、サー
キユレータ９を介してアンテナ１０によつて、送
信出力１１として目標１２に向けて送信される。

目標１２からの反射波１３は送信からＴ（秒）
だけ遅れて、また、目標１２と追尾レーダの相対
速度分だけ送信信号周波数がシフトして、アンテ
ナ１０にて受信されてアンテナ和出力１４とな
る。送信源３で作られる中間周波数変換信号４２
は、第４混合器５０によつて、サーキユレータ９
を介して供給されるアンテナ和出力１４とともに
混合されて、第４混合器出力５１になり、第３中
間周波数増幅器５２によつて増幅されて第３中間
周波数増幅器出力５３になつて、振幅検波器５４
によつて振幅検波されて第３図に図示のような振
幅検波器出力５５になる。振幅検波器出力５５
は、パルス比較器５６において第３図に図示のご
ときバイポーラパルス３７を用いて同期波されて
第３図のようなパルス比較器出力３１となり、低
域通過ろ波器３２によつてろ波されて、振幅検波
器出力５５の中心とバイポーラパルス３７の中心
との差τに比例した低域通過ろ波器出力３３とな
り、遅延発振器３４に入力される。この遅延発振
器３４は、送信から受信迄の遅延時間に相当する
時間だけ遅延したパルスを発生する遅延発振器出
力３５を作成するものであり、その遅延発振器出
力３５はバイポーラパルス発生器３６に入力され
て第３図に示すようなバイポーラパルス３７にな
り、低域通過ろ波器出力３３を零になるように負
帰還ループを構成する。

また、第３中間周波数増幅器出力５３は、速度
信号発生器４０で作成されるドツプラーシフト周
波数信号４１と共に第５混合器５７によつて混合
されて第５混合器出力５８になり、周波数弁別器
３８の入力信号となる第５混合器出力５８の周波
数が常に一定となる様に速度信号発振器４０の出
力であるドツプラーシフト周波数信号４１を制御
する相対速度信号３９を出力するループを構成す
る。

この様な構成の追尾レーダでは、目標１２に向
け電波を照射し、目標１２から反射して来る反射
波１３を周波数変換して得られる第４混合器出力
５１は広帯域の中間周波数信号であるため信号対
雑音比はあまり良くない。更に電波妨害を受けや
すく、感度も良くないため、目標１２を遠距離ま
で追尾することは難しい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、従来の追尾レーダには、大別して、
パルス変調方式と連続波方式があるが、連続波方
式は追尾レーダ自身が目標に照射する電波が常に
追尾レーダ自身内にある受信機に漏れ込んでしま
うため受信機を高感度にすることは難かしかつ
た。そのために追尾レーダはパルス変調方式が比
較的良く使用されている。パルス変調方式の追尾
レーダは使用するパルス変調形式から、受信機の
帯域幅を広く取る必要があるため、受信機雑音が
多くなり感度はあまり良くない。その上受信機帯
域幅が広いため目標側が行う電波妨害にも弱いと
いう重大な欠点がある。従つて、受信機の前段に
おいて受信機帯域幅を極力狭くできる様中間周波
数信号の周波数可変範囲を狭くすることにより、
高感度化、対電波妨害能力の向上の実現が強く要
望されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の点に鑑み、中間周波数変換器
出力を目標と追尾レーダの相対速度により生ずる
ドツプラー周波数のシフト分補正すると同時に、
０相とπ相で２位相変調した混合のためのスイツ
チング信号を用いて目標反射波を周波数変換する
ことにより、距離誤差信号の検出を同期波器で実
行するようにし、あわせて中間周波数増幅器の周
波数帯域幅を狭くして、雑音の影響を受けにくい
高感度の追尾レーダを提供しようとするものであ
る。

本発明は、パルス変調された送信信号を電波と
して送信し、伝ばんによつてある時間遅れ、ま
た、目標と追尾レーダの相対速度分だけドツプラ
周波数シフトした前記送信した電波の目標からの
反射波を受信して得た受信信号を分岐して、混合
器において位相変調されていない信号をスイツチ
ング信号として用い、中間周波数に落した信号を
同期検波器の基準信号とし、他の一方の分岐され
た受信信号を別の混合器において、０，πラジア
ンの２位相変調された混合のためのスイツチング
信号を用いて中間周波数に変換した信号を、前記
基準信号によつて同期検波して同期検波器出力を
得て、この同期検波器出力と前記送信信号に同期
した信号とを用い、前記２位相変調されたスイツ
チング信号は前記受信信号のほぼ中心位置でπラ
ジアンだけ位相が切り換わるように制御し、前記
受信信号の位置検出を可能にして受信信号同期の
ための負帰還ループを構成することにより、上記
問題点を解決している。

〔作用〕

第１図の実施例を詳細に説明するために先立つ
て、第２図のタイムチヤートを用いて本発明の原
理的な説明をする。

第１図においてモノパルスアンテナ和出力１４
は２位相変調器出力２０とともに第２混合器１６
において混合され第２混合器出力２２になるが、
第２混合器出力２２の中心角周波数をωiとすれ
ば、第２混合器出力２２にはSinωit−Sinωitのペ
アが出力され、同期検波器２４にて同期検波され
て、距離誤差信号３１となる。第２図のように、
もしもそのときモノパルス和出力１４の信号の中
心と２位相変調器出力２０の位相切り換え位置と
の差がτだけあると、距離誤差信号３１のバイポ
ーラパルス３７は非対称になり、低域通過ろ波器
３２によつてτに比例した直流信号である低域通
過ろ波器出力３３になる。そして、この低域通過
ろ波器出力３３を利用して前記２位相変調器出力
２０の位相の切り換え位置を直前に受信されたモ
ノパルスアンテナ和出力１４の信号の中心に一致
させる。

また、周波数弁別器３８、速度信号発振器４
０、ドツプラシフト補正混合器１７の周波数変換
制御ループにより第１混合器１５、第２混合器１
６の各出力の周波数が常に一定となる様に、速度
信号発生器４０の出力であるドツプラーシフト周
波数信号４１と制御する相対速度信号３９を出力
するため中間周波数増幅器の帯域を狭帯域にして
も信号は支障なく伝送される。

〔実施例〕

以下、本発明に係る追尾レーダの実施例を図面
に従つて説明する。

第１図において、まず初めに距離信号の検出方
法について述べる。

基準パルス発生器１の出力である基準パルス２
は、送信源３の出力である送信源出力４をパルス
変調器５においてパルス変調器出力６になり、電
力増幅器７によつて増幅されて電力増幅器出力８
となり、サーキユレータ９を介してモノパルスア
ンテナ１０によつて送信出力１１は目標１２に向
けて照射される。

目標１２からの反射波１３は、モノパルスアン
テナ１０において受信されて、一部はモノパルス
アンテナ和出力１４となり、第１混合器１５及び
２混合器１６のそれぞれに分岐されて、ドツプラ
ーシフト補正混合器１７より得られるドツプラー
シフト補正中間周波数変換信号１８及び２位相変
調器１９より得られる２位相変調器出力２０をそ
れぞれ使つて、第１混合器１５の出力及び第２混
合器出力２１に周波数変換される。

第１混合器１５の出力は、第１中間周波数増幅
器２２にて増幅されて第１中間周波数増幅器出力
２３になり同期検波器２４の基準信号になる。

第２混合器出力２１は、スイツチ信号発生器２
５の出力であるスイツチ信号発生器出力２６によ
つて作動される第１切換器２７を介して第２中間
周波数増幅器２８において増幅され、第２中間周
波数増幅器出力２９になり、同期検波器２４にお
いて同期検波される。

そして、スイツチ信号発生器出力２６により第
１切換器２７と同期して切り換えられる第２切換
器３０を介して同期検出器２４の出力として距離
誤差信号が得られる。

距離誤差信号３１は、低域通過ろ波器３２に入
力され、低域通過ろ波器出力３３となり、遅延発
振器３４に入力される。遅延発振器３４は低域通
過ろ波器出力３３に比例した遅延量の遅延パルス
３５を出力し、この遅延パルス３５が、バイポー
ラパルス発生器３６に入力されてバイポーラパル
ス３７になる。このバイポーラパルス３７により
ドツプラーシフト補正中間周波数変換信号１８を
２位相変調器１９において位相変調して０相とπ
相の２位相変調された２位相変調器出力２０を作
成する。すなわち、距離誤差信号３１から２位相
変調器出力２０を作成するまでの構成部分は、負
帰環ループを構成して距離誤差信号３１が零にな
るように２位相変調器出力２０を制御する。換言
すれば、直前に受信されたモノパルス和出力１４
の信号の中心に、位相変調器出力２０の位相切換
え位置を一致させるように制御している。

次に速度信号の検出方法について述べる。前記
モノパルスアンテナ和出力１４は、第１混合器１
５において周波数変換され、第１中間周波数増幅
器２２にて増幅されて第１中間周波数出力２３に
なり、周波数弁別器３８において周波数弁別され
て目標１２と追尾レーダの相対速度誤差信号３９
を出力する。相対速度誤差信号３９は速度信号発
生器４０に入力されて、ドツプラ周波数信号４１
に出力する。ドツプラーシフト補正混合器１７は
ドツプラーシフト周波数信号４１と送信源３の出
力である中間周波数変換信号４２より、ドツプラ
ーシフト補正中間周波数変換信号１８を作成す
る。すなわち、相対速度誤差信号３９からドツプ
ラーシフト補正中間周波数変換信号１８を作成す
る迄の構成部分は、帰環ループを構成して相対速
度誤差信号３９が零になるようにドツプラーシフ
ト補正中間周波数変換信号１８を制御する。換言
すれば、第１混合器出力２２の周波数が常に一定
になるように制御している。

次に角度信号の検出方法について述べる。前記
モノパルスアンテナ１０の方位角差出力４３は、
第３混合器４４において周波数変換され、第１切
換器２７においてスイツチ信号発生器２５の出力
であるスイツチ信号発生器出力２６により、第３
混合器出力４５と第２混合器出力２２を交互に切
り換えて第１切換器出力４６となり、第２中間周
波数増幅器２８にて増幅されて、第２中間周波数
増幅器出力２９になり同期検波器２４において同
期検波されて同期検波器出力４７となり、第２切
換器３０に入力されて、スイツチ信号発生器出力
２６により第１切換器２７と同期して切り換える
ことにより、方位角誤差信号４８及び距離誤差信
号３１を得る。

以上の実施例によつて、距離誤差信号３１、相
対速度誤差信号３９及び方位角誤差信号４８を共
通の狭帯域中間周波数増幅器を用いて簡単な方法
により取得できる追尾レーダを実現できることの
説明ができた。

なお、前記モノパルスアンテナ１０の高低角差
出力４９についても、方位角差出力４３と同様の
処理を行うことにより、高低角誤差信号を得るこ
とが出来る。

〔発明の効果〕

中間周波数増幅器の周波数帯域幅を大幅に狭く
することが出来るので、極めて高感度でかつ対電
波妨害能力の高い追尾レーダを実現することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る追尾レーダの実施例を示
すブロツク図、第２図は第１図の本発明の実施例
を説明するためのタイムチヤート、第３図は第４
図の従来例を説明するためのタイムチヤート、第
４図は従来の追尾レーダの実施例を示すブロツク
図である。 図において１は基準パルス発生器、２は基準パ
ルス、３は送信源、４は送信源出力、５はパルス
変調器、６はパルス変調器出力、７は電力増幅
器、８は電力増幅器出力、９はサーキユレータ、
１０はモノパルスアンテナ、１１は送信出力、１
２は目標、１３は反射波、１４はモノパルスアン
テナ和出力、１５は第１混合器、１６は第２混合
器、１７はドツプラシフト補正混合器、１８はド
ツプラーシフト補正中間周波数変換信号、１９は
２位相変調器、２０は２位相変調器出力、２１は
第２混合器出力、２２は第１中間周波数増幅器、
２３は第１中間周波数増幅器出力、２４は同期検
波器、２５はスイツチ信号発生器、２６はスイツ
チ信号発生器出力、２７は第１切換器、２８は第
２中間周波数増幅器、２９は第２中間周波数増幅
器出力、３０は第２切換器、３１は距離誤差信
号、３２は低域通過ろ波器、３３は低域通過ろ波
器、３４は遅延発振器、３５は遅延パルス、３６
はバイポーラパルス発生器、３７はバイポーラパ
ルス、３８は周波数弁別器、３９は相対速度誤差
信号、４０は速度信号発生器、４１はドツプラー
周波数信号、４２…中間周波数変換信号、４３は
方位角差出力、４４は第３混合器、４５は第３混
合器出力、４６は第１切換器出力、４７は同期検
波器出力、４８は方位角誤差信号、４９は高低角
差出力、５０は第４混合器、５１は第４混合器出
力、５２は第３中間周波数増幅器、５３は第３中
間周波数増幅器出力、５４は振幅検波器、５５は
振幅検波器出力、５６はパルス比較器、５７は第
５混合器、５８は第５混合器出力である。なお、
各図中同一符号は同一又は相当部分を示すものと
する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 目標に送信出力を送信し、目標からの反射波
   を受信して相対速度誤差信号と、距離誤差信号を
   抽出する追尾レーダにおいて、受信した信号と混
   合して送信出力周波数より所定の周波数だけ低い
   信号を出力するためのドツプラシフト補正中間周
   波数信号を速度信号発振器の出力のドツプラー周
   波数信号と、送信源部の出力の中間周波数変換信
   号とにより発生するドツプラシフト補正混合器
   と、上記ドツプラシフト補正混合器から発生する
   ドツプラシフト補正中間周波数信号をパルス毎に
   Ｏ，π変調し出力する２位相変調器と、上記受信
   信号と上記ドツプラシフト補正中間周波数信号と
   により、送信出力周波数より所定の周波数だけ低
   い信号を出力する第１混合器と、上記受信信号と
   上記２位相変調器で２位相変調されたドツプラシ
   フト補正中間周波数信号とにより、送信出力周波
   数より所定の周波数だけ低い２位相変調された信
   号を出力する第２混合器と、上記第１混合器の出
   力信号を増幅し出力する第１中間周波数増幅器
   と、第２混合器の出力信号を増幅し出力する第２
   中間周波数増幅器と、上記第１中間周波数増幅器
   出力信号を、上記第２中間周波数増幅器の出力信
   号で同期検波し、距離誤差信号を出力する同期検
   波器とを具備したことを特徴とする追尾レーダ。 ２ 目標からの反射波を受信して和信号と差信号
   を出力するモノパルスアンテナと、上記モノパル
   スアンテナで受信した差信号とドツプラシフト補
   正混合器から出力されたドツプラシフト補正中間
   周波数信号とにより、送信出力周波数より所定の
   周波数だけ低い信号を出力する第３混合器と、第
   ２混合器の出力と第３混合器の出力をスイツチ信
   号発生器の出力により、どちらか一方に切換えて
   第２中間周波数増幅器に出力する第１切換器と、
   同期検波器出力を、上記スイツチ信号発生器の出
   力により上記第１切換器と同期して切換えて距離
   誤差信号および方位角誤差信号を出力する第２切
   換器とを具備したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の追尾レーダ。