JPH0718923B2 - 捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、FRP（強化プラスチック）や木造などの非
金属で構成された小型船舶に装備して、船舶用レーダか
らその存在が発見されやすいようにエコー強調機能を併
有した捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

近年、ほとんどの船舶には9GHz帯の船舶用レーダが装備
され、優秀な航海援助装置として活用されているのは周
知の事実である。この装置は視界の良くない濃霧時や夜
間においてその効果を発揮する。

特に船舶用レーダを搭載した船舶からみて島、海岸、航
行中の船舶などが、地図を眺めるごとく映像されるの
で、自船舶の行動を決定するには非常に判断しやすい。

しかし、冒頭に述べたような小型船舶は、港湾、狭水
路、沿岸等の周辺に非常に多く航行しており、これらの
船舶との衝突防止対策に苦慮していることも確かであ
る。

この理由の第一は、上記非金属の船舶はレーダに映りに
くいこと、第二は、船舶は自動車のごとく思うように操
船できず、一般的には最大限の停船命令を与えても自船
舶長の約10倍は惰行してしまうこと、に尽きるといって
も過言ではない。

したがって、船舶レーダを搭載した船舶では、何といっ
てもこれら小型船舶の早期発見が不可欠になっている。

そこで、小型船舶側でも上記早期発見を促す目的で、レ
ーダ反射器（コーナ・レフレクタあるいはルーネベルグ
レンズなど）を搭載して補うようにしているものも存在
するが、効果的なエコーを与える程有効反射面積の大き
なものは少なく、一辺または直径が、約30cm程度までの
ものが殆どである。

この理由として、上記小型船舶ではあまり大きなレーダ
反射器を装備する場所がないか、あっても耐風圧性と軽
量化の問題でトップヘビーが解消できない事情にあると
考えられる。

一方、近年、船舶・航空機などに搭載された9GHz帯レー
ダを対象として、船舶および船舶に搭載されている救命
艇、救命筏などに装備する小型の捜索・救助用レーダ・
トランスポンダが実用化される運びとなり、既に我が国
では世界に先駆けて実用化試験局としての浮遊式トラン
スポンダが認許され、一部の漁船には装備されている。

この有用性はIMO（国際海事機構）でも認められ、既にI
MO Performance standard（Resolution A.＊＊＊）MSC
53/24,Annex8・COM31/WP.1,Annex5に生存艇用レーダ・
トランスポンダ（以下、下記頭文字を引用してSARTと略
す。）の性能要件が決議されている。

これらCCIR（国際無線通信諮問委員会）の勧告628条に
よる〔TECHNICAL CHARACTERISTICS FOR SEARCH AND RES
CUE RADAR TRANSPONDERS〕の主要項目に、運用上具備す
べき要件が付加されたものである。

上記CCIR勧告628条のANNEX 1では、MINIMUM TECHNICAL
CHARACTERISTICS FOR……。として、周波数掃引信号が
規定され、〔3.Sweeprate:5μｓ±１μs.4.Form of swe
ep:sawtooth,fast return＜１μｓ〕となっている。す
なわち周波数掃引波形は掃線時間が１μｓ以下の鋸歯状
波で、繰り返し時間は５μｓ±１μｓと定められてい
る。

この規定は、後述する遭難通報用シンボルの長さや形を
規定したもので、上記4.項は当該シンボルの数があいま
いにならないように考慮されたものと解釈される。

第５図はCCIR勧告628条の規格に対応するSARTによる従
来の捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装置の系統図
であり、図において、１はパルスレーダのレーダ電波ｂ
を受信して出力する受信用空中線、２はSARTの応答電波
j,kをレーダ搭載船に出力する送信用空中線、３は受信
用空中線１の出力を増幅するマイクロ波増幅器、４はこ
のマイクロ波増幅器３の出力を検波するマイクロ波検波
器、５はマイクロ波検波器４から出力されるビデオ信号
を増幅するビデオ増幅器である。

６は送信時動作停止回路で、パルス後縁伸張回路12の出
力によりマイクロ波増幅器３の動作を停止させるもので
ある。

７はパルス後縁伸張回路12の出力により、送受切換動作
を行う送受切換回路で、５μｓ間隔櫛状パルス発生器８
に出力するものである。

９は５μｓ間隔櫛状パルス発生器８の出力を20分周する
20分周器で、パルス後縁伸張回路12、低周波電力増幅器
13、パルス遅延回路19に出力するようにしている。低周
波電力増幅器13の出力はレーダパルス繰返周波数の音響
モニタ14（ラウドスピーカ）に出力するようにしてい
る。

15は太陽光受光／検出器で、その出力は照度弁別器16で
検出するようにしている。17は照度弁別器16の出力と、
パルス後縁伸張回路12の出力と、電源スイッチ（水銀ま
たは磁気スイッチ）20の出力を入力し、点滅式標識灯18
に出力するようにしている。

電源スイッチ20は浮遊式の場合は水銀スイッチを使用し
救命筏、救命艇等に装備するような場合にはリードスイ
ッチを用い、磁石20aにより開閉されるようになってお
り、二酸化マンガンリチウム電源100の電圧が印加され
ている。

上記レーダパルス繰返し周波数の音響モニタ14および磁
石20aは救命筏、救命艇用のみに用いられるものであ
る。

23は電圧安定化回路で、電源スイッチ20を通して二酸化
マンガンリチウム電池100の出力電圧を入力して、各電
子回路に安定化電圧を供給するとともに、電子スイッチ
回路24にも安定化電圧を印加するものである。

この電子スイッチ24は上記パルス遅延回路19の出力を入
力してスイッチングを行い、マイクロ波FM発振器駆動パ
ルスを出力するものである。

26は５μｓ間隔櫛状パルス発生器８の出力を入力して、
周期５μ、繰返回数20の鋸歯状波周波数変調信号を出力
する鋸歯状波発生器（プリエンファシス／温度補償回路
内蔵）である。

28は上記電子スイッチ回路24から出力されるマイクロ波
FM発振器駆動パルスで駆動され、上記鋸歯状波発生器26
から出力される鋸歯状波周波数変調信号を入力してマイ
クロ波FM信号を発生するマイクロ波FM発振器である。こ
のマイクロ波FM発振器28の出力は送信用空中線２からレ
ーダ搭載船にSARTの応答電波j,kとして放射される。

30は湿度検出回路、29はこの湿度検出回路30の出力を表
示する吸湿表示灯（赤）であり、31は作動表示灯（緑）
である。

次に動作について説明する。第６図は第５図の主要各部
の波形図であり、この第５図、第６図に示した記号で同
一符号は同一、または相当部分を示す。

いま、第６図（ａ）のレーダのパルス電波ａが発射され
ると、その目標物に対する相対距離の時間だけ遅れ、第
６図（ｂ）のように減衰してSARTにレーダ電波ｂとして
到達する。このパルス電波ａは毎秒何百〜何千発も発射
されているが、第６図（ａ）には、僅かその２発分だけ
を示してある。

SARTは、パルス電波ａのパルス幅とは無関係に、第６図
（ｂ）に示すレーダ電波ｂを受信用空中線１で受信し
て、マイクロ波増幅器３、マイクロ波検波器４を経た
後、ビデオ増幅器５でビデオ増幅されて、その出力端に
は第６図（ｃ）に示すようなその前縁を基準としてシス
テムトリガｃを得る。

SARTは船舶用レーダなどの水平偏波を対象としているの
で、空中線系はすべて同一偏波で送受信する。また、こ
の指向性は水平面内が無指向性で、垂直面内は25度以上
の特性が要求される。すなわち、SART自身あるいはSART
を装備した救命筏、救命艇が波浪にさらされても常に指
向させる必要から定まっている。

システムトリガｃを得るまでのSARTの受信部、すなわち
マイクロ波増幅器３、マイクロ波検波器４などには特別
な同調回路はなく、ほぼ9300〜9500MHzまで平坦な色帯
域性を有している。

したがって、レーダ電波ｂの到達レベルがある一定値を
越えていれば、この周波数帯内にあるすべてのレーダ電
波が受信できる。

なお、レーダ電波ｂを受信してからシステムトリガｃが
導出されるまでに、主としてビデオ増幅器５の周波数帯
域幅に起因する時間遅れが懸念されるので、これも広帯
域特性のものが用いられる。システムトリガｃは送受切
換回路７（２入力NAND,ANDゲートなど）を経て、周波数
掃引の時間基準を作るための櫛状パルス発生回路８に加
えられる。

ここで作られた第６図（ｄ）に示す櫛状のパルスｄを20
分周器９で20分周し、第６図（ｅ）に示すパルス幅100
μｓの応答送信用基本パルスｅを作成する。

この100μｓの値は一定で、パルス繰返周波数の異なる
レーダ電波に照射されても変わることはなく、上限はこ
の幅で制限されるが同一方向に複数のレーダが存在する
場合は110μｓ目以降から次のパルスまでの間に割り込
みが可能である。

また、１台のレーダに対しては、およそ8700pps（パル
ス繰返周期115μｓ以上）程度以下のレーダに対応でき
る。

しかし、対象とするレーダのパルス繰返し周波数は、ほ
とんど音声帯域の可聴周波数帯に略等しい300〜3000pps
の中に存在するし、SARTから多くのレーダをみても方位
が一致することは少なく、かつ同期関係もないので実用
上の不都合は生じない。

この応答送信用基本パルスｅは低周波電力増幅器13にも
加えられて音響モニタ14（ラウドスピーカ）を駆動する
タイプもある。救命筏や救命艇のような予めSARTが装備
されている遭難者が乗り込めるものには、この音響モニ
タ14が有効に作用する。

すなわち、レーダ電波ｂの照射を受けると、その都度パ
ルス繰返周波数の音で船舶や航空機の接近状況がわかる
ことである（例えば２種類のレーダから照射されている
場合は、レーダ空中線が回転しているのでプッ，ピッと
二つの音が数秒毎に聞こえ、同時に後述するような応答
電波を発射する）。

特に音色が高ければ、パルス繰返周波数が高いことを意
味するので、近距離を捜索しているのであろうし、音が
比較的長く続く場合は、レーダ空中線のビーム幅以外の
サイドローブ、マイナローブなどからも照射されている
ことになるので、至近距離にいることを示し、合図の信
号紅炎を打ち上げるチャンスとなる。この情報は遭難者
を勇気づけることにも役立つだろう。

上記応答送信用基本パルスｅは、パルス遅延回路19で僅
かに遅らせ、第６図（ｇ）に示す応答送信用パルスｇに
代えている。この理由は、パルス後縁伸張回路12から出
力される第６図（ｆ）のパルス後縁伸張回路出力ｆと送
信用空中線２から電波として放射される第６図（ｊ）の
SARTの応答電波ｊとの時間関係をみてわかるように、応
答電波ｊが発射されている時間はパルス後縁伸張回路12
の出力（第６図（ｆ））により前記受信系とのループを
時間的に確実に遮断するためである。

また、第６図（ｈ）に示す周波数変調信号ｈの帰線時間
相当の最初の立上り時間を、第６図（ｊ）の応答電波ｊ
に含ませると占有周波数帯幅以外に不要スペクトラムが
発生しやすいので、この防止用でもある。この応答送信
用パルスｇは電子スイッチ24（高速スイッチ用トランジ
スタ）で電力変換がなされ、マイクロ波FM発振器28を駆
動する。

一方、櫛状パルス列ｄは鋸歯状波発生器26によって第６
図（ｈ）の周波数変調信号ｈとなり、マイクロ波FM発振
器28でパルス／周波数同時変調がなされる。

マイクロ波FM発振器28は、共振回路にマイクロ・ストリ
ップラインを用い、周波数変調用にバラクタダイオード
を、発振用素子にGaAs−FETを使用した電子同調発振器
である。なお、第６図（ｈ）の波形ｈで示したように、
鋸歯状波の波形が非直線にしてあるのは、上記バラクタ
ダイオードの印加電圧対周波数変化の非直線特性を打ち
消して周波数掃引を直線化する鋸歯状波発生器26内のプ
リエンファシス回路（前置歪）によるものである。

第６図（ｋ）、第６図（ｌ）はこの前置歪を与えた後の
理想的な周波数掃引の模様を表わしている。しかる後、
送信空中線２から応答電波j,kとして四方に放射される
（この電波は、いかなる周波数のレーダ電波が照射され
ても、予め定めた周波数範囲、すなわち9300〜9500MHz
の周波数範囲の応答電波を各同期した関係で発射す
る）。

レーダがこの応答電波を捕らえる場合、そのビデオ出力
ｍは第６図（ｍ）のようなパルス列になって現れるが、
このパルスの等価パルス幅τｅは概ね次のようになる。

τｅ＝Ｂ・t/Δｆ ……（１）式 ∴B:レーダ受信機の通過帯域幅Hzで、通常は最大値の−
3dB低下点までの幅 t:1単位当たりの周波数掃引時間（秒）で、本SARTでは
５μｓ Δf:周波数掃引範囲Hzで、本SARTでは200MHz 例えば、レーダ受信機の通過帯域幅が10MHzなら、等価
パルス幅τｅは0.25μｓで、PPI（Plane Position In
dication）の距離方向に５μｓ（約0.4海里）毎20個の
輝点列が表示される。この場合、レーダ受信機の通過帯
域幅が広い程、輝点が大きくなって発見しやすくなる。

また、第６図（ｌ）をみてわかるように、レーダの運用
周波数によって、ビデオ出力ｍの現れる時間が５μｓの
範囲内で変わることである。

すなわち、第６図のように周波数の高い方から低い方へ
周波数掃引を行っているSARTを例にすると、レーダの運
用周波数が高いもの程、パルス列の最初に現れる輝点の
距離誤差が少なく、9300MHz近傍のレーダには、SARTが
存在する距離より約0.4海里後方に映ることになる。

第７図には、観測半径12海里のPPIに映ったSARTの映像
写真を示した。この第７図において左側は伊勢湾沿岸、
右側は知多半島沿岸、中央の光った部分がレーダ等搭載
船の位置、左斜め上約４海里から約12海里までに描かれ
た輝点列がSARTの応答電波による映像である。

このレーダの受信機通過帯域幅は3MHzで、後述のイメー
ジ周波数も受信されている。これらは、レーダ受信機の
マイクロ波系にイメージ除去フィルタ（またはSSBミキ
サ）が挿入されていない場合は、その運用周波数によっ
て２波受信できることになり、20輝点列ではなく40輝点
列の映像になることである。

例えば、レーダの送受信周波数が9375MHzで、中間周波
数が30MHz、局部発振周波数が高い方にセットされた940
5MHzであるとすれば、イメージ周波数は9435MHzとな
り、9375MHzと9435MHzの２波分の輝点列が距離方向に交
互に現れることになる。

いずれにしても、このような多数の輝点列が発見された
場合は、その方向に海難が発生して救助を求めているこ
とになる。

レーダ搭載船がその目標に向かって接近するにしたがっ
て、多数輝点列のPPI映像は、音響モニタのところで述
べた同じ理由で第８図のように扇状に広がり、至近距離
に至るとほぼ360度全周に現れるようになる（SART側で
は音が長く続くか、浮遊式の場合は点滅式標識灯がほぼ
連続点灯状態となる）。

このままでは、レーダ側でSARTの方位が不明になりやす
いので、レーダ受信機の利得調整を絞って方位を再確認
すれば、SARTは直ぐ目の前で発見されるはずである。

IMOの性能要件では、この装置を起動させてから連続４
日間受信状態を続けた後、繰返し周波数1000ppsのレー
ダに連続８時間以上の応答送信能力が要求されているの
で、これに対処できる能力の電池を適用している。

電源スイッチ20は、救命筏、救命艇用の場合はリードス
イッチを、浮遊式の場合は水銀スイッチがよく用いられ
る。水銀スイッチは容器の中に封じた電極を水銀粒が移
動することによって開閉しようとするものである。

また、浮遊式用の点滅式標識灯18は、透明レンズの中に
入れられ、その水平面光度が約１カンデラ程度の白熱ラ
ンプを点滅させるものである。節電のため昼間は太陽光
受光検出器15で太陽光を検出して点滅式標識灯18を消灯
し、日暮れとともに自動的に点滅式標識灯18を点滅させ
ている。

しかし、レーダ電波ｂが照射されたときは、昼夜の別な
くそのパルスに応じて割り込み、連続点灯に近づくよう
になっている。

これらを包む容器はレドームを兼ねた完全防水型となっ
ているが、定期点検時の目安として湿度検出回路30で検
出された内部の相対湿度が異常に上がったとき警報を出
す吸湿表示灯29も備えている。

異常のようにSARTはレーダが有している特有の性能、す
なわち、極めて大きな送信電力、鋭い指向性空中線、高
受信感度などを逆に活用することにより、簡単なシステ
ムながら、海難時の捜索・救援支援装置として非常に有
効なものである。

ところで、前記CCIR勧告628条ANNEX1の4.項を次のよう
に改定すれば距離情報は従来の５分の１に改善できる。

すなわち、周波数掃引信号は〔帰線時間に相当する時間
から起動する形の鋸歯状波で、当該帰線時間は１μｍ±
0.2μｓとする〕とすればよい。

従来から、SARTのシンボルは送信時間100μｓの期間中
に、５μｓ毎に繰り返す鋸歯状波の周波数掃引信号によ
り、レーダPPI上の距離方向に約20個の輝点列を描かせ
ることを基本としており、上記帰線時間帯に生じるもの
は不要なものと解釈されてきた。

上記SARTの帰線時間は積極的に低減させるようにした結
果、0.1μｓ程度であり、後述の至近距離においてもこ
の時間帯の輝点がレーダに描かれた事実がない。

また、前述のイメージ周波数で受信されるレーダには約
40輝点列を描く場合もあるので、あえて20輝点列にこだ
わる必要はなく、むしろ各輝点列の間隔が狭い程遭難情
報としての効用が大きいことも判明してきている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の探索・救助用レーダ・トランスポンダ装置は異常
のように構成されているので、SARTでは、固有のシンボ
ルを与えることが第一で、距離情報は二の次として捉え
られている。このままでも実用上の不都合は生じない
が、可能な限り距離情報は正確な方が最終救助段階の捜
索・操船上望ましいことは言うまでもない。

また、SART上で距離情報を正確にすることができるな
ら、これにエコー強調機能の回路を具備させることによ
り、冒頭で述べたエコー強調のためレーダ反射器を不要
にすることも可能となり、さらにSARTの受信機能のみを
活用する機能も備えれば、レーダ搭載船の接近警報とし
ても役立つことになる。

このように距離情報の精度にあまさがあり、かつエコー
強調機能に欠けるという問題点があった。

なお、近似技術として、月刊雑誌「造船技術」の85/11,
Vol.18,No.11,P44〜P51にSARTの記載がある。現在、実
用化試験局として認許されているのはP48〜P51の記載の
ものであるが、適用規格はCCIR中間会議の決定（ANNEX
3、COM28/INF2、DRAFT、RECOMMENDATION AE/8、TECHNIC
AL CHARACTERISTICS FOR SEARCH AND RESCUE RADAR TRA
NSPONDERS（Questions 28/8 and 45/8）THE CCIR）によ
るもので、特に実効受信感度と等価等方ふく射電力が改
定される前のものがある。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、距離情報の高精度化、小型船舶の早期発見の
容易化が可能で、かつ定期点検の煩雑さを解消できる捜
索・救助用レーダ・トランスポンダ装置を得ることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１に係る探索・救助用レーダ・トランスポンダ装
置は、従来の同装置における櫛状パルス発生器を所定の
パルス幅を有するパルス列を発生するパルス列発生器と
置換し、それに加えて、前記パルス列発生器の出力パル
ス列を積分して自乗特性近似のスロープ波形を出力する
積分回路と、帰線時間に相当する期間は前記積分回路の
出力を選択するとともに、帰線時間以外の期間は鋸歯状
波発生器の出力を選択して合成した合成出力を発生する
ゲート／加算回路と、従来の同装置における応答送信用
基本パルスを発生する分周器と並列に、かつ、出力が前
記分周器の出力と切替えられるように設けられ、システ
ムトリガごとに起動され、前記帰線時間に相当するパラ
ス幅の送信用基本パルスを発生する送信用基本パルス発
生器とを備えたものである。

また、請求項２に係る捜索・救助用レーダ・トランスポ
ンダ装置は、請求項１に係る捜索・救助用レーダ・トラ
ンスポンダ装置の容器の下部に海水電池を装着し、この
捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装置を据付け固定
するための受台との間の防水栓を兼ねるとともに前記電
極と接する一方の電極を備え、この電極に前記海水電池
と並列に船舶用の電源を接続したものである。

〔作 用〕

請求項１記載の捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装
置は、この装置を搭載した船舶の通常航行時には、エコ
ー強調モードを実現する。つまり、他の船舶に搭載され
た船舶用レーダが発するマイクロ波を受信して、ビデオ
増幅器が生成したシステムトリガごとに起動される送信
用基本パルス発生器が送信用基本パルスを発生し、この
送信用基本パルスがパルス遅延回路を通って、マイクロ
波FM発振器を駆動する。また、このマイクロ波FM発振器
に入力される周波数変調信号を得るために、前記システ
ムトリガごとに起動されるパルス列発生器が発生するパ
ルス列を積分回路によりスロープ波形とし、同じパルス
列を鋸歯状波発生器により鋸歯状波とし、前記スロープ
波形と前記鋸歯状波とをゲート／加算回路で合成する。
周波数変調信号である合成波形を前記送信用基本パルス
のパルス幅に相当する時間だけ、前記マイクロ波FM発振
器が変調して応答信号を出力することにより、前記他の
船舶のレーダPPI上に輝点を与える。

一方、遭難等の非常時には、SARTとして作用する。つま
り、捜索用のレーダが発するマイクロ波を受信して、シ
ステムトリガごとに起動される分周器が応答送信用基本
パルスを発生し、この応答送信用基本パルスがパルス遅
延回路を通って、マイクロ波FM発振器を駆動する。ま
た、このマイクロ波FM発振器には、周波数変調信号とし
て、上記のエコー強調モード時と同様に、前記ゲート／
加算回路が合成した前記合成波形が入力される。周波数
変調信号である前記合成波形を、前記応答送信用基本パ
ルスのパルス幅に相当する時間だけ、前記マイクロ波FM
発振器が変調して応答信号を出力することにより、捜索
用のレーダ受信機のPPI上に複数の輝点を与える。

また、請求項２記載の捜索・救助用レーダ・トランスポ
ンダ装置は、エコー強調モード時には、電源スイッチに
より船舶の電源に接続され、非常時には受台から離脱し
て、海面に浮かび、海水が容器内に入って海水電池が動
作を始める。同時に、自動的に前記送信用基本パルス発
生器の出力が遮断され、前記分周器の出力が前記パルス
遅延回路に供給される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１〜7,9,12〜19,23,24,26,28〜31は前記第
５図の説明で述べたSARTの当該部分と表現、動作機能が
全く同様につき説明を省略する。

また、第１図中の＊印は、SARTとして機能させるとき自
動的に切り離される部分で、出力インピーダンスが低い
ため電極部が海水に触れても短絡電流が無視できる。

☆印部分は、常時接続されているがSARTとして機能する
とき自動的に遮断される部分でリードスイッチを用い、
容器の外から磁石で制御ができる。

★印部分は、常時遮断されているがSARTとして機能する
とき自動的に接続される部分で、上記とは逆に動作する
リードスイッチで実現できる（SARTとして機能するとき
船舶には音響モニタ14（以下、ラウドスピーカという）
船内直流電源110および電源スイッチ21が残る）。

8aは２組は単安定マルチバイブレータ用ICを用いて構成
したパルス列発生器で一方をパルス幅１μｓの設定用、
もう一方をパルス繰返周期５μｓに設定している。この
パルス列は20分周器９の出力でリセットされ、前記第６
図（ｅ）の波形ｅのパルス幅は120μｓとなる。

これを100μｓとするには、上記パルス繰返周期を４μ
ｓに設定すればよい。また、上記１μｓパルス幅は、第
６図のSARTでは0.1μｓ程度の狭い“櫛状”であった。

10はパルス幅を上記パルス幅１μｓと同一に合わせた単
安定マルチバイブレータで構成された送信用基本パルス
発生器、11は動作モードの切替スイッチで、第１図では
レーダ電波のみを受信する位置の（接近警報）でパルス
遅延回路19以降への伝送を遮断しているが、このときは
エコー強調の電波および応答電波は発射されない。切替
スイッチ11をEE（エコー強調）に倒せば、送信用基本パ
ルス発生器10の出力に応じてエコー強調の電波が送出さ
れる。

110は船舶に装備されている蓄電池などの船内直流電
源、21は電源スイッチ、22はSART専用の海水電池で、常
時は電解液としての海水が流入していないので不活性で
ある。後程、この部分の構造の一例を第４図に示して説
明する。

25は第３図（Ａ）に示したパルス幅１μｓのパルス列d1
を導入し、その出力に電圧自乗特性近似のスロープ波形
を導出させる乗算器用ICと組み合わせた積分回路で、第
３図（Ｂ）の波形ｑを得る。

27は上記パルス列d1、波形ｑおよび第３図（Ｃ）の鋸歯
状波発生器出力ｒを入力してその出力に、第３図（Ｆ）
に示した周波数変調信号としての波形h1を得るためのゲ
ートおよび加算機能の回路である。

すなわち、第３図（Ｄ）の波形ｓは、波形ｑをパルス列
d1によりゲートして得る。第３図（Ｅ）の波形ｕは鋸歯
状波発生器26の出力ｒの最初の１μｓ部分をパルス列d1
により削除している。そして波形ｓと波形ｕを加算して
波形h1を導出している。

この理由は、従来の鋸歯状波発生器26では前記プリエン
ファシス回路（前置歪）が１個所しか存在しないため、
第３図（Ｃ）の波形ｒの１μｓ期間中は波形ｑと対照的
な形になって、前述の効果が期待できないからにある。

第２図には第２図（Ａ）で示すシステムトリガｃを基準
に、第２図（Ｇ）のエコー強調時の応答電波j1、第２図
（Ｉ）のk2およびSARTの第２図（Ｈ）、第２図（Ｊ）の
応答電波ｊ、k1が導出される時間と周波数の関係を示し
たが、ここにはSARTの応答送信用基本パルスｅおよび応
答送信用パルスｇは第６図のものと同等につき記載を省
略している。また、SARTの関係は、エコー強調時の時間
関係と対比させために拡大して示した。

次に動作について説明する。まず、切替スイッチ11がNA
（接近警報）側に倒れている時には、前述のように送信
用空中線２からエコー強調の電波および応答電波はとも
に送出されない。しかし、受信用空中線１で受信した信
号により出力される20分周器９の出力は、低周波電力増
幅器13に加えられてラウドスピーカ14を鳴動させる。つ
まり、この場合にはSARTの受信機能を使用して、船舶用
レーダを搭載した他の船舶の接近情報を得ている。

上述のラウドスピーカ14の鳴動開始からの時間経過を見
計らってから、切替スイッチ11をEE（エコー強調）側に
切替えると、送信用基本パルス発生器10の出力はパルス
遅延回路19に供給されるようになるので、捜索・救助用
レーダ・トランスポンダ装置はエコー強調モードで動作
を開始する。

エコー強調モード時においては、受信用空中線１で受信
した信号によりビデオ増幅器５からシステムトリガｃが
生成され、パルス列発生器8aよりシステムトリガｃごと
に20個のパルス列が出力される。このパルス列は、積分
回路25、鋸歯状波発生器26およびゲート／加算回路27
で、システムトリガｃごとに20個発生する周波数変調信
号となる。一方、20分周器の出力は遮断されているの
で、送信用基本パルス発生器10の出力波形e1はパルス遅
延回路19に供給され、パルス遅延回路19は出力波形g1を
出力する。マイクロ波FM発振器28の内部で、この出力波
形g1はゲート信号として作用し、結局、マイクロ波FM発
振器28を介して送信用空中線２からは第２図（Ｇ）のj1
に示す応答電波が出力される。

第２図（Ｄ）のf1はエコー強調モード時のパルス後縁伸
張回路12の出力、同じく（Ｆ）のh1はゲート／加算回路
27から出力される帰線時間１μｓ、掃引周期５μｓの周
波数変調信号である。

非常時にSARTとして動作する時には、送信用基本パルス
発生器10の出力が遮断され、20分周器９の出力が接続さ
れるので、20分周器９の出力波形（第６図の（ｅ）と同
じ、ただしパルス幅は120μｓ）がパルス遅延回路19に
供給され、パルス遅延回路19は出力波形（第６図の
（ｇ）と同じ、ただしパルス幅は120μｓ）を出力す
る。マイクロ波FM発振器28の内部で、この出力波形はゲ
ート信号として作用し、結局、マイクロ波FM発振器28を
介して送信用空中線２からは第２図（Ｈ）のｊに示す応
答電波が出力される。

なお、上記実施例では接近警報、エコー強調およびSART
の機能に分けて説明しているが、常にエコー強調機能を
働かせながら接近警報ができることは言うまでもなく、
このように構成を変えれば第１図の動作切替スイッチ11
を省略することができるので、装置の構成もより簡単に
なる。

第４図にはSARTとして機能するときの、非常時の自動離
脱機構の一例を示し、円柱形の本装置の下部を側面から
みた中心断面の図である。左側は内部断面図、右側はそ
の一部のみを露出した形で示しており、図において、40
は本装置の容器で、その下部には海水電池22を収納し、
この容器40のその部分には多数の海水流入用穴41が設け
てある。図示はしていないがこの海水流入用穴41の表面
には、海水に浸すとしばらくして溶ける水溶性樹脂テー
プでおおってある。

42は本装置を自立させるための受台で、船舶の船橋の頂
部付近に据付け固定されている。43は防水栓を兼ねる電
極で、第１図に示したものを例にすると共通線を含めて
３個必要である。44は受台42に設けた水抜きを兼ねる本
装置離脱時の突き上げ用穴、45は防水用パッキングで、
常時は海水電池22が雨、雪、海水の飛沫などで劣化しな
いようにしている。

46は海水電池22の電極で、第１図の低周波電力増幅器1
3、標識灯タイマ17、電圧安定化回路23へ接続するため
に海水電池22などを介して本装置の内部配線48に接続さ
れている。電極43,46、電線47などは線径を太くして海
水によるやせ細りを防止している。47は船舶側に設けら
れる絶縁電線で第１図のラウドスピーカ14、電源スイッ
チ21に接続されている。

49は複数の前記リードスイッチ、50は受台42に装着され
た前記磁石である。なお、この図では第１図の動作モー
ドの切替スイッチ11を省略してある。

第４図の例では、本装置が受台42へ装填されていると常
にエコー強調モードとして作動可能な状態となってい
る。すなわち、海水電池22には海水が流入していないの
で、内部抵抗が非常に高く、船舶から供給されている蓄
電池などからの電源だけで動作し、海水電池22は何ら影
響されない。

船舶の遊離とか万一の非常時にはSARTとして機能させる
ために本装置を受台42から離脱させ、海面に落下すると
海水電池22が海水を吸入して自動的に作動を開始する。

なお、第４図に示した容器40の海水電池収納部は同一径
の円柱で表わしているが、防水用パッキング45と接する
部分のすぐ下から底部にかけてテーパを付けておけば抜
けやすくなるので、防水柱を兼ねる電極43の摩擦抵抗と
本装置の自重とを勘案すれば、船舶横転時の自動離脱機
能も実現できることを示唆する。

このように、この発明は、次の（２）および（３）の機
能を具備したものに構成している。また、上述のように
切替スイッチ11、低周波電力増幅器13およびラウドスピ
ーカ14を備えて（１）の機能も実現可能である。

（１）SARTの受信機能のみを利用して前記音響表示系
（切替スイッチ11、低周波電力増幅器13およびラウドス
ピーカ14）を働かせ、レーダ搭載船の接近警報装置とし
て作用させる。

（２）周波数掃引信号を前記〔帰線時間に相当する時間
から起動する形の鋸歯状波で当該帰線時間は１μｓ±0.
2μｓとする〕改定案通りにし、しかも送信時間（パル
ス幅）を１μｓ±0.2μｓのチャープ・パルスのみと
し、エコー強調のための１個の輝点を与えるモードを設
ける。

（３）周波数掃引信号を前記（帰線時間に相当する時間
から起動する形の鋸歯状波で当該帰線時間は１μｓ±0.
2μｓとする〕改定案通りにしたSART機能のモードを設
ける。

上記（１）は、この発明の装置を搭載した船舶側で、応
答電波を発射することなくレーダ電波の監視ができるの
で、当該音響表示の音色や接続時間、接近船舶との相対
距離の関係並びにこの装置を搭載した場所（マスト・船
橋・煙突等電波の影を作る方向および高さ）に関する当
該船舶固有の性質等を把握することができる。

上記（２）は衝突事故が懸念される対象船舶との相対距
離が１海里程度の至近距離から生じ始めるので、上記１
の監視経過を見計らってこのモードに切り替えれば、対
象船舶のレーダPPI上に自船舶の存在を示す輝点を与え
ることができる。すなわち、レーダから見て、当該船舶
の後方150m（0.08海里）以内に輝点を表示させることが
可能となる。

ここで、従来の技術の項の（１）式に述べたレーダが捕
られる等価パルス幅τｅがどの程度狭くなるかを検討し
てみると、周波数掃引時間ｔが本来５μｓ±１μｓであ
ったものが１μｓ±0.2μｓになるので約7dBの低下とな
る。

一方、上記ｔが５μｓ±１μｓ程度のとき、通常のレー
ダPPI上で十分な視認性が得られる相対距離は第７図の
映像写真の例のように４〜６海里程度あるので、上記7d
Bの損失は電波伝播特性上２〜2.5海里に接近すれば相殺
される関係となる。

さらに、対象レーダ受信機通過帯域幅Ｂは前記−3dBよ
り更に4dB下がった−7dB点まで有効となるので、少なく
ともエコー強調機能を発揮して欲しい至近距離の約２海
里以下の範囲ではそれ程の等価パルス幅低下とならず、
エコー強調能力が残存する。

上記（３）は従来の技術の項で述べた距離情報を併有し
たSARTで、遭難のような非常事態が起こらない限り使用
されることはないが、従来のように滅多に使用されるこ
とがないSARTに比べ、日頃から運用状態にあるので、装
置の作動状況が把握しやすいし、SART機能の自主点検も
容易である等の利点を有している。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、捜索・救助用レーダ
・トランスポンダ装置を、パルス列発生器と送信用基本
パルス発生器とを備え、かつ、通常航行時は船舶内の電
源によりエコー強調モードで動作し、遭難等の非常時に
は海水電池によりSARTとして動作するように構成したの
で、距離情報を有するSARTとなるのみならず、エコー強
調のためのレーダ反射器と同機能を有するものとなり、
また、捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装置の主要
な部分を常時運用させておくことができるので、点検の
煩わしさも解消され、万一のときの信頼性確保が期待で
きる効果がある。

また、従来から直流電圧が印加される電極は海水に浸さ
れると一種の鍍金作用が生じて正電極がやせ細り、やが
て断線してしまう可能性があったが、この発明によれ
ば、海水に触れる正電極および電線の径を太くしている
ので、作動時間に関する機能低下がない捜索・救助用レ
ーダ・トランスポンダ装置を得ることができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による捜索・救助用レーダ
・トランスポンダ装置の系統図、第２図および第３図は
それぞれ第１図の主要各部の動作を説明するための波形
図、第４図はこの発明のエコー強調機能を具備した捜索
・救助用レーダ・トランスポンダ装置の主要構造を示す
中心断面図、第５図は従来の捜索・救助用レーダ・トラ
ンスポンダ装置の系統図、第６図は第５図の捜索・救助
用レーダ・トランスポンダ装置の主要各部の動作を説明
するための波形図、第７図および第８図は第５図の捜索
・救助用レーダ・トランスポンダ装置から得た対象レー
ダのPPI映像写真を示す説明図である。 ５はビデオ増幅器、８は櫛状パルス発生器、8aはパルス
列発生器、９は20分周器、10は送信用基本パルス発生
器、12はパルス後縁伸張回路、19はパルス遅延回路、22
は海水電池、25は積分回路、26は鋸張状波発生器、27は
ゲート／加算回路、28はマイクロ波FM発振器、40は容
器、41は海水流入用穴、42は受台、43は電極、49はリー
ドスイッチ（電源スイッチ）。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パルスレーダの電波を受信して検波した後
   にシステムトリガを生成するビデオ増幅器と、上記シス
   テムトリガごとに起動されて周波数掃引の時間基準とな
   る櫛状のパルス列を発生する櫛状パルス発生器と、上記
   櫛状のパルス列を分周して受信パルス幅より広いパルス
   幅の応答送信用基本パルスを発生する分周器と、この分
   周器の出力を所定時間遅延させて応答送信用パルスを発
   生するパルス遅延回路と、上記櫛状のパルス列のパルス
   ごとに発生してこのパルスのパルス幅の時間内で最大に
   達し以後暫時下降する鋸歯状波を発生する鋸歯状波発生
   器と、上記応答送信用パルスで駆動され、上記鋸歯状波
   を周波数変調して応答信号を出力するマイクロ波FM発振
   器とを備えた捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装置
   において、上記櫛状パルス発生器に替えて所定のパルス
   幅のパルス列を発生するパルス列発生器を設け、このパ
   ルス列発生器の出力パルス列を積分して自乗特性近似の
   スロープ波形を出力する積分回路と、帰線時間に相当す
   る期間は前記積分回路の出力を選択するとともに、帰線
   時間以外の期間は前記鋸歯状波を選択して合成した合成
   出力を周波数変調信号として前記マイクロ波FM発振器に
   対して出力するゲート／加算回路と、上記分周器と並列
   に、かつ、出力が上記分周器の出力と切替スイッチを介
   して接続されて設けられ、前記システムトリガごとに起
   動され、上記帰線時間に相当するパルス幅の送信用基本
   パルスを発生する送信用基本パルス発生器とを備えたこ
   とを特徴とする捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装
   置。
2. 【請求項２】捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装置
   本体を収容しかつ船舶からこの捜索・救助用レーダ・ト
   ランスポンダ装置を離脱させて海面に投入すると海水に
   より捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装置の電源と
   なる海水電池を収容しかつ海水流入用の穴を有する容器
   と、上記捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装置を船
   舶の所定個所に据付けるために上記容器の下部に設けら
   れた受台と、この受台と上記容器間の防水を兼ねかつ上
   記海水電池の電極および上記捜索・救助用レーダ・トラ
   ンスポンダ装置の各部に接続する複数の電極と、上記容
   器内に設けられかつ上記海水電池に海水が浸漬されてい
   ないとき、上記捜索・救助用レーダ・トランスポンダ装
   置がエコー強調機能として作動するように船舶内の電源
   をこの捜索・救助用レーダ・トランスポンダに供給する
   ための電源スイッチとを備えたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の捜索・救助用レーダ・トランスポ
   ンダ装置。