JPH065277B2 - チャープ・レーダ装置 - Google Patents

チャープ・レーダ装置

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JPH065277B2
JPH065277B2 JP63228468A JP22846888A JPH065277B2 JP H065277 B2 JPH065277 B2 JP H065277B2 JP 63228468 A JP63228468 A JP 63228468A JP 22846888 A JP22846888 A JP 22846888A JP H065277 B2 JPH065277 B2 JP H065277B2
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信司 遠藤
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はチャープ・レーダ装置、特に複数の系統のパ
ルス幅圧縮が行われるチャープ・レーダ装置に関するす
るものである。
[従来の技術] 第5図はチャープ・レーダの原理を説明する説明図であ
って、第5図(a)は時間の関数としての送信レーダ波
形、第5図(b)は時間の関数としての周波数を示す。
横軸は時間であり、縦軸は(a)では瞬間振幅、(b)
では周波数である。またt1,t2は時刻、T=(t
2)−(t1)は時間幅、f1,f2は周波数、B=
(f2)−(f1)は周波数帯である。
レーダ送信機から何等かの方法(その方法の一例につい
ては後節で説明する)によって第5図に示す波形のチャ
ープ・レーダ波を送信する。このチャープ・レーダ波は
所定の時間幅T内においてレーダ周波数が時間の関数と
して変化するが、実際によく使用されるチャープ・レー
ダ波は第5図(b)に示すように、この関数関係がリニ
アなものが多い。次に送信チャープ・レーダ波と同様な
周波数変調を受けたエコーが受信される。受信用分散型
遅延線によって、エコーの中の異なる周波数成分に異な
る遅延を与え、第5図に示す波形の例について言えば、
周波数の低い部分にはより多くの遅延が与えられて、周
波数の高い部分に重なりあい、パルス幅圧縮が行われ
て、エコーのパルス幅Tをパルス幅τに圧縮する。
このときτ=k/B・・・(1) の関係があり、一般にτ<Tである。レーダ送信では実
現できるピーク送信電力には限度があるので、送信電力
のピーク値はそのままにして、長い送信時間Tの間に広
い周波数帯域を持ったチャープ電波を送信し、受信側で
パルス圧縮を行って、短いパルス幅で大きなピーク電力
を送信したのと同様の効果を得る。
圧縮利得をGとするとGはT/τで表されるから式(1)
の比例定数kを省略して(k=1として) G=B×T・・・(2)で表すことができる。
第4図は従来の装置を示すブロック図であって、図にお
いて、(11)は同期発振器(coherent os
cillator以下COHOと略記する)、(12)
はパルス発生器、(13)はパルス変調器、(14)は
送信用分散型地縁線、(15)は混合器、(16)は安
定化局部発振器(stabilized localo
scillator以下STALOと略記する)い、
(17)は送信用増幅器、(18)は送受切り換え器、
(19)はアンテナ、(20)は受信用の混合器、(2
1)は受信用分散型遅延線、(22)は同期検波器、
(23)は出力のビデオ信号である。
パルス発生器(12)で短いパルス幅(仮にτとする)
のパルスを発生し、COHO(11)の出力をパルス変
調する。
パルス変調器(13)の出力にはCOHO(11)の周
波数を中心にその上側波帯と下側波帯が含まれる。例え
ば単側波帯の変調手段により上側波帯だけを取り出した
とする。この場合の側波帯の周波数帯とパルス幅との間
にも式(1)の関係が成立する。但し、側波帯のすべての
周波数成分は同一時間帯τの中に存在する。
送信用分散型遅延線(14)はこのような周波数成分を
入力し成分周波数に比例する遅延を与える。その結果、
送信用分散型遅延線(14)の出力波形は第5図(a)
に示すような波形になる。この出力波形は混合器(1
5)によりレーダ周波数に変換され、チャープ・レーダ
波として送信用増幅器(17)、送受切り換え器(1
8)を経てアンテナ(19)から放射される。
チャープ・レーダ波が目標(図示せず)から反射された
エコーがアンテナ(19)、送受切り換え器(18)を
経て混合器(20)によってCOHO(11)の周波数
に変換されるが、混合器(20)の出力の波形は第5図
(a)に示すようであり、これが受信用分散型遅延線
(21)によりパルス圧縮されることは先に説明した通
りである。
受信用分散型遅延線(21)によりパルス圧縮された出
力は、同期検波器(22)により同期検波されてビデオ
信号(23)となる。
ところで、ビデオ信号(23)を利用する回路では、ビ
デオ信号(23)のパルス幅が所定の幅以上であること
が必要な場合がある。たとえば、ビデオ信号(23)に
対しディジタル処理を施す場合などを考えると、そのデ
ィジタル処理回路の特性に合わせてビデオ信号(23)
のパルス幅を決定しなければならない。レーダ受信機の
出力するビデオ信号(23)の幅がこのような理由から
定められる1種類で足りる場合には、第5図(b)に示
す直線の傾斜を調整して時間T内に変化する周波数幅B
を所望の値にしておけば、Bの逆数として定められるパ
ルス幅を所望の値にすることができるのであるが、一般
にはレーダ受信機の出力するビデオ信号のパルス幅とし
て、上述のような理由から決定されるパルス幅のもの
と、チャープ効果を充分に利用して距離分解能を向上す
る目的で充分に短くしたパルス幅のものとの2種類が必
要である場合が多い。このような理由から、第1図に示
すように2系統の受信用分散型遅延線を設ける場合があ
った。第1図において、第4図と同一符号は同一または
相当部分を示し、(31)は受信用分散型遅延線I、
(32)は同期検波器I、(33)はビデオ信号I、
(34)は受信用分散型遅延線II、(35)は同期検波
器II、(36)はビデオ信号IIである。
第6図は第1図の装置の動作原理を説明する説明図であ
って第5図と同様な表示方法で表示する。第6図(a)
は受信エコーが混合器(20)においてCOHO(1
1)の周波数に変換されて出力されたものであり、受信
用分散型遅延線I(31)は第6図に示す周波数帯域幅
B1についてパルス圧縮を行い、受信用分散型遅延線II
(34)は第6図に示す周波数帯域幅B2についてパル
ス圧縮を行う。従って、ビデオ信号I(33)のパルス
幅τ1とビデオ信号II(36)のパルス幅τ2とは、式
(1)から、 (τ1)=k/(B1)・・・(11) (τ2)=k/(B2)・・・(12)となり、 (B2)<(B1)から(τ2)>(τ1)を 得る。
すなわち、第1図に示す構成によって、ビデオパルス幅
の異なる2種のビデオ信号処理系に接続可能な装置が得
られる。
[発明が解決しようとする課題] 第1図に示す回路構成で第6図に示すように送信用分散
型遅延線(14)と2系統の受信用分散型遅延線(3
1)、(32)を構成すると、パルス幅を大きくしたと
きパルス幅の圧縮利得が利用周波数帯域幅の縮小比以上
に低下するという問題があった。
即ち、ビデオ信号I(33)、ビデオ信号II(36)で
得られる圧縮利得をそれぞれG1,G2とすれば、式
(2)から (G1)=(B1)×(T1)・・・(21) (G2)=(B2)×(T2)・・・(22) であり、R=(τ1)/(τ2)・・・(3) とすれば、 (B2)/(B1)=(T2)/(T1)=R・・・ (4) であるので、(G2)/(G1)=R2・・・(5) となり、圧縮パルス幅の広い系統の圧縮利得は著しく低
下し、利用周波数帯域幅の比以上にチャープ・レーダの
性能を下げる結果となる。
この発明はかかる課題を解決するためになされたもの
で、一種類の送信波に対して、圧縮パルス幅の異なる2
系統以上のビデオ信号処理系に接続可能で、しかも圧縮
パルス幅を広くした系においても、圧縮利得の低下を出
来るだけ少なくしたチャープ・レーダ装置を得ることを
目的としている。
[課題を解決するための手段] この発明では所定の時間幅の間に送出するチャープ・レ
ーダ波を、当該時間幅全体を通じての時間に対する周波
数の平均変化率より、当該時間幅の中央部分での時間に
対する周波数の変化率が小さくなるようにして送出し、
圧縮パルス幅の大きな系統では周波数の時間に対する変
化率の小さな中央部分を利用することとした。
[作用] 前節の式(4)に対応して {(T2)/(T1)}>{(B2)/(B1)} ・・・(6) となるので、圧縮利得の低下は軽減される。
[実施例] 以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。第1
図において送信用分散型遅延線(14)と受信用分散型
遅延線I(31),II(34)の特性を変更すればこの
発明の装置が得られるので、第1図をこの発明の一実施
例を示すブロック図とする。
第2図はこの発明の一実施例において用いられる分散型
遅延線の特性を示す説明図で、第2図(a)は送信電波
の波形、第2図(b)は送信電波の時間対周波数特性を
示す。チャープ・レーダの送信時間幅全体を通じての時
間に対する周波数の平均変化率より中央部分T22の間
の時間に対する周波数の変化率を低下したチャープ・レ
ーダ波を送信する。
即ち、時間幅T22の外側の周波数変化の割合をその内
側のp(p>1)倍とする。T22とT21との関係は
次のようになる。
(T22)=p/{(p−1)+(B1)/(B2)}
・(T21)・・・(7) 従って、系統1及び系統2の圧縮利得をそれぞれG2
1,G22とすれば、 (G21)=(B1)×(T21)・・・(8) (G22)=(B2)×(T22 =(B2)×[p/{(p−1)+(B1)/(B
2)}・(T21)]・・・(9) 式(4)の(B2)/(B1)=Rを用いて、式(8),(9)
から (G22)/(G21)=R・[p/{(p−1)+1
/R}]・・・(10)を得る。従来の装置ではp=1であ
るため、 (G22)/(G21)=R2となるが、この発明では
p>1とするので圧縮利得の低下は軽減される。
数値例としてB1=4.0MHz,B2=2.0MHz,p
=4.0とすれば、R=0.5となり、従来の装置では
式(5)から(G2)/(G1)=0.25(−6.0d
B)であり、この発明では式(10)から (G22)/(G21)=0.4(−4.0dB)とな
り、従来の装置に比し2.0dBの利得が得られる。
第3図はこの発明の他の実施例を示す説明図であって、
周波数の時間に対する変化は直線的でなくても同様な効
果を得られることを示している。
なお、上記実施例では2系統のビデオ信号処理系の場合
を示したが、3系統以上のビデオ信号処理系がある場合
にも同様にこの発明を適用することができる。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、チャープ・レーダ波の
送信の単位時間当たりの周波数変化量を変化させること
によって、一種類の送信波に対しても圧縮パルスのパル
ス幅の異なる2系統以上のビデオ信号処理系に接続可能
で、しかも圧縮パルス幅を広くした系においても圧縮利
得の低下を軽減したチャープ・レーダ装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は第1図の送信用分散型遅延回路および受信用分散型遅
延回路の特性の一例を示す説明図、第3図は第1図の送
信用分散型遅延回路及び受信用分散型遅延回路の特性の
他の例を示す説明図、第4図は従来の装置を示すブロッ
ク図、第5図は第4図の装置の動作を説明する説明図、
第6図は2系統のビデオ信号出力を有する従来の装置の
動作を説明する説明図。 (11)…COHO、(12)…パルス発生器、(1
3)…パルス変調器、(14)…送信用分散型遅延線、
(15)…混合器、(16)…STALO、(17)…
送信用増幅器、(18)…送受切り換え器、(19)…
アンテナ、(20)…混合器、(31)…受信用分散型
遅延線I、(32)…同期検波器I、(33)…ビデオ
信号I、(34)…受信用分散型遅延線II、(35)…
同期検波器II、(36)…ビデオ信号II。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーダ送信機からは所定の時間幅の間に時
    間の関数としてレーダ波の周波数が変化するチャープ・
    レーダ波を送出し、このチャープ・レーダ波が目標から
    反射したエコーを受信して周波数の関数として変化する
    遅延量を与える受信用分散型遅延線により上記エコーの
    パルス幅を圧縮するチャープ・レーダ装置において、 受信側に、少なくとも2種類の受信用分散型遅延線を備
    え、その2種類の内の第1の受信用分散型遅延線では上
    記チャープ・レーダ波の全周波数帯を用いてパルス幅圧
    縮を行い、上記2種類の内の第2の受信用分散型遅延線
    では、レーダ出力のビデオ信号に対して要求されるパル
    ス幅により決定される周波数帯を上記全周波数帯の内の
    中央部分から選び、この選んだ周波数帯だけを用いてパ
    ルス幅圧縮を行い、 送信側に、上記所定の時間幅の間に送出するチャープ・
    レーダ波を、当該時間幅全体を通じての時間に対する周
    波数の平均変化率より上記第2の受信用分散型遅延線が
    選ぶ周波数帯での時間に対する周波数の変化率が小さく
    なるようにして送出する手段を備えたことを特徴とする
    チャープ・レーダ装置。
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