JPS58501967A - 航行装置 - 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】 航行装置 技術分野 本発明は、少くとも１つの船舶レーダとレーダパルスを受信すると高周波パルス 変調応答信号を送信する少くとも１つのレーダビーコンを含む航行装置に関する 。

背景技術 前記型式の既知の航行装置の大部分においては、レーダビーコン（末受信レーダ パルスの周波数に近い周波数で応答しかつ応答信号は表示装置上で正規レーダ画 １家上に重なって表示される。１つの重要な間＠は１強力な地面反射、雨クラッ タ及び海面クラッタが全面的に又は部分的にトランスポンダ信号を覆い、とくに トランスポンダが近距離にある場合このようｋなるということである。レーダビ ーコンの信号が正規レーダ表示画面上で重なって表示される事実が原因で応答信 号が目的とする他の反射をか＜シ、このことが欠点と考えられている。民間海上 レーダ通信に対してｌＬ１２つの割当周波数帯域、９ろＯＯと９５００１ｖｉｌ （Ｚの間のいわゆるろα帯域すなわちＸ帯域及び２９００と６１００ＭＨｚの間 のいわゆる１０ｃｍ帯域すなわ＋３帯域かある。

いわゆる固定周波数レーダビーコンの場合には、これらはレーダパルスを検出し たとき、固定周波数の応答パルス、たとえば前記周波数帯域の低い部分において 応答パルスを送信する。船舶レーダは前記応答信号の受信のために再調整が可能 であり、このようにして応答信号を送信レーダ信号によって生じる妨害信号から 区別することを図っている。しかしながら、応答信号に近い周波数を持つ船舶レ ーダにおいては、妨害信号も地面及び海面クラッタの杉で応答周波を生じる。

この理由は、送信レーダ信号及びこの結果のクラッタが周波数において広くした がって′クラッタがトランスポンダの周波数範囲内に存在するということである 。

さらにレーダ受信機は、応答周波数に対して調整されているときでもクラッタ周 波数に対しては有限の減衰量を有する。これらのレーダにとってはまた。狭い周 波数範囲のレーダビーコン信号が発射して正規レーダ表示に干渉を生じるのを防 上するために有効な受信機選定が必要である。他の欠点は、レーダとレーダビー 、コンが異なる周波数を送信しているとき、今日存在するレーダ空中線の大部分 は［直列給電型・スロット付導波管」型式のものであって空中線ビームの方向が 周波数依存性でかつ０．８〜１．０°／　１００　Ｍｌ（ｚの間で変動すると１ ・う特性を持つことである。このことは、レーダビーコンに対する方位偏差を生 じるおそれがありまたさらに方位範囲をとねめで縮少するおそれがある。

他の解決を工、いわゆる周波数残留偏差方法であってこの方法においてはトラン スポンダ１１工限定周波数たとえばレーダから送信された周波数より低い５０Ｍ １］Ｚて応答する。またこの場合、干渉信号は固定周波数レーダビーコンに関し て上述されたのと同じ理由から発生する。レーダビーコン（Ｒａｃｏｎ　）技術 を使用するレーダパイロット技術構想（ＣｏｎｃｅｐｔｕａＩＲａｄａｒ　Ｐｘ ｉｏｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕ’ｅ　）と他の進歩した海上レーダ技術、すなわ ち、Ｅ、Ｆ、グレネソカー（０ｒｅｎｅｋｅｒ　）とＪ、Ｅ、メチウス（Ｍｅｔ ｔｈｅｗｓ　）、ジョージア工業大学（ＯｅｏｒｇｉａＩｎｓｌｔｕｔｅ　ｏｆ 　ＴｅｃｈｎａｌＯｇ７　）及び固定周波数レーダ（Ｆｉｘｅｄ　Ｆｒａｑｕｅ ｎｃｙ　Ｒａｄａｒ’）　−スウェーデン船舶航行管理局（５ＷｅｄｉＳｈ　Ａ ｄｌＩｌｌｎｌＳｔｒａｊｉＯｆｌ　ｏｆ　Ｓｈｉｐｐｌｎｇ　ａｎ己Ｎａｖｉ ｇａｔｉＯｎ　）に対して用意された性峠分析ボー・モーリング（Ｂｏ　Ｍｏｒ −ｑｈｎｇ　）　、Ｐ、○、がスタブノン（Ｃ−ｕｓ　ｔａｖｓｓｏｐ　）を比 較されたい。

発明の開示 本発明の目的）工、応答信号をクラッタに影響されることなく受信できるように することにあり、これ（１仄の事実によって、すなわち、クラッタが最小拡り内 に起こったとぎに受信が実施されかつ本発明によるトランスポンダが、現存する 圧意の型式の船舶レーダ装置と共に機能することができるのみならず船舶レーダ 装置と併用してコード信号を使って本発明シこよつ　トラノス〆ンダを送信モー ドに再調整できるようにすることによって、達成される。

図面の簡単な説明 本発明は、以下に実施例について付図を参照して説明されるが、これらの付図に おいて、第１図は従来型の受信中における船舶レーダの表示装置画面を示し。

第２図は固定周波数応答及び偏移周波数応答それぞれの場合における船舶レーダ とその応答信号のスペクトルを示す周波数グラフ図であり、第６図は本発明によ る船舶レーダの表示画面を示し、第４図（工水発明によるトランスポンダのブロ ック図であり、第５図は本発明による船舶レーダのブロック図であり、及び第６ 図は本発明を使用しない場合と使用する場合の応答信号の位置を示すレンジグラ フ図である。

本発明実施態様 第１図は、モールス信号Ｗとｋそれぞれで符号付けされた２つのトランスポンダ ＡとＢからの応答信号を受けた場合の船舶レーダの表示画面を線画的に示す。

Ｃは雨反射いわゆる雨クラッタを指示し、Ｄは表示画面上に強い地面反射を起こ す海外線の拡がりを示す。

したがって、トランスポンダＢからの応答信号は雨クラッタのために区別するこ とが困難であろうしまたこの応答信号の１部を工陸地からの地面反射によりかき 消されろおそれがある。前記の欠点を除去する既知の方法は、応答信号が船舶レ ーダからの送信信号と異なる周波数を持つという原理に基づいているが、しかし ながら、これらは応答信号を受信反射波から区別する解決を満足に果していない 。

第２図は、民間海上レーダトラヒックに使用される９ろ００と９５００　Ｍ）（ ｚの間のいわゆるＸ帯域内の周波数スペクトルを示し、ここにＸ＝９３００−９ ６２０Ｍｌ（ｚ　ＩｔＺ固定周波数レーダビーコンに割り当てられる。

固定周波数原理によれば、トランスポンダは、船舶レーダ信号を受けろと、この 帯域の低い部分、たとえば９３１０　ＭＨｚの限定周波数を持つ応答パルスを送 る。

もし船舶レーダの周波数がこの周波数に近＜、Ｔことえば９ろ５０　Ｍ［］ｚな らば、妨害クラッタが起こるおそれがあり、このクラッタは応答信号と同じ程度 の大きさとなる可能性があり、したがって第２図に示すようにトランスポンダの 信号を覆う。いわゆる周波数偏差原理によれば、トランスポンダはある値、たと えば５０Ｍ１（ｚだげ船舶レーダの周波数、たとえば９４６５　ＭＨｚより低い 周波数で信号を送る。この場合も、クラッタしたがって第２図に現れているよう にトランスポンダの信号が覆われるのを避けるのは不可能である。しかも、これ ら両方の場合には、現存するレーダ装置が。

その専用周波数を受信するようにのみ作られているならばそのレーダ装置を改造 する必要がある。

本発明の基本的な構想は、任意の型式、すなわち。

受信周波数で、又は固定周波数で、又（工受信周波数に対して偏移した周波数で 送信できるトランスポンダがその信号を遅延をとって送信することにある。この 遅延は、有限レンジ内の総ての反射波が到着したときに応答信号が船舶レーダに 最初に到着する長さでなければならない。このようにして、応答信号は弱い反射 波を補完しかつクラッタ及び他の反射波により覆われるおそれが著しく減少させ られる。

このことは第３図から明かである。すなわちこの図は第１図に示されたものと同 じ表示装置画面を扱っているが、ただし第１図におけるトランスポンダＢが遅延 応答信号を送るように装備され送信機：工水発明により送信モードに切り換えら れており、この場合走査は遅延をとって開始される。トランスポンダＡからの信 号は、これが従来型のものでありかつその宅、零信号は表示装置走査が開始され ろ前に既に受信されているので、示されていない。第１図の雨クラッタ及び海外 線りに関しても同様である。しかしながら、トラ　ンスボンダＢからの信号はあ る時間にわたって遅延されており、この信号は表示装置画面では正確なレンジに 表されているが、これは１表示装置走査の開始がこのトランスポンダの信号と同 じ時間中遅延させられていたからである。第６図から明らかなように、応答信号 は追加モールス信号ｓ　（−−−）を添えて符号付けされているが、この信号！ 工この応答が遅延モードにあるトランスポンダから到来していることを表示して いる。Ｇは遅延レンジに相当するレンジにおけろ弱い反射波指示し℃いる。これ らの反射波はしたがって偽距離において表示されるがしかしこれらは正しいレン ジにおけろレーダビーコン応答を区別することを目的とするのみであるから、関 心の対象ではない。

第４図は１本発明の構想が適用された従来型のトランスポンダのブロック図を線 画的に示す。１は空中線を示し、２は送受切換スイッチを示し、３）工受信機を 示しこの受信機の受信信号が高周波発生器５乞通して送信機４に加えられろ。変 調器６）工送信瀬の高周波信号を変調するように構１５！ｉ：すれておりかつこ の変調器は受信パルス信号によって作動させられろ同期信号発生器７によって制 御ｔＩｌ］される。

前記型式のトランスポンダ（工、一般に既知であり。

たとえばスウェーデン国特許第４１９００２号に記載されている。本発明によれ ば、トランスポンダ１工、このような遅延応答信号を受信するように装備された 船舶レーダからの質問信号を識別したとぎ、遅延応答信号を送信する。８は質問 信号用識別器を示しており。

この識別器は質問信号を受けると制御装置１１を通して記号的に示したスイッチ ９に付勢して遅延回路１０を同期信号発生器７と変調器６の間へ接続させる。応 答信号を遅延させることによって、応答信号゛工鉛舶レーダによってそれが実際 に送られたよりも遠距離から送られてきたかのように翻訳される。船舶レーダが 応答信号を正しくない距離におい℃生じるのを防上するために、船舶レーダはト ランスポンダと同じ遅延を与えられ、その結果１画像が正しい距離に現れ、一方 、有限レンジ内の全ての他の反射波は消滅する。

たとえば、パルス繰返し周波数が１　ｋＨｚでありかつトランスポンダとレーダ 表示装置走査がＱ−５ｘ　Ｉ　ＰＲＦ（パルス繰返し周波数）−０，５ｍＳ遅延 させられると。

トランスポンダからの応答は より遠いところにあるレーダ反射波に匹敵することになり、この応答はトランス ポンダと船舶レーダの間の距離がｉ　ｋｍ又はこれより短くなると７５　ｄＢ程 度の大きさの１クラツタに対する裕度」を比較的改善する。

遅延装置を装備されていない船舶レーダと協調できろようにするために、スイッ チ９はもう１つの位置に２いて遅延回路１０を分流する。第５図は同期信号発生 器２０を含む従来型パルスレーダを示し、この同期信号発生器はマグネトロン２ ２の活周波信号を変調する変調器２１を始動させる。このパルス変調信号（工。

送受切換スイッチ２３を通し℃空中線２４に印加されろ。受信の際、標的反射波 信号（ｉスイッチ２３を通して高周波増幅器２５に到来し、この増幅器の出カシ ェ局部発振器２７からの信号と一緒に混合器２６に供給され、この混合器からの 信号が中間周波数増幅器２８に供給される。次いで、この信号は検出５２９に到 達しまた映像増幅器３０を通して表示装置３１に達する。

同期信号発生器２０は走査信号発生器３２を作動させ。

後者は表示装置３１の走査を行わせろ。送信パルスに走査信号発生器を間接的に トリがさせることも可能である。この従来型装置がトランスポンダの遅延に相当 する遅延をとって働くことができるようにするために。

遅延回路３３が接続されるが、この回路シエ走食信号をトランスポンダにおける と同じ値だけ遅延させる。トランスポンダを遅延応答信号の送信に切り換えるた めに、船舶レーダは質問信号を送らなければならず、この信号１工たとえば特別 の杉をしたパルス列又は二重パルスから構Ｆｙ、すれる。質問信号がたとえば拡 張パルスから構成されるものと考えると、これ（エスイノチ３５で演じられ、こ のスイッチは動作すると特別の長さの変調パルスを生じまた同時にスイッチ３４ を切り換えこの結果同期信号発生器２０と走査信号発生器３２間の直接接続がし ゃ断されかつ遅延回路３３がこれらの発生器間に接続されろ。この結果、トラン スポンダ已からの信号のみが遠隔反射波と一緒に表示装置上に表示されまた第ろ 図に関連して述べられたようにトランスポンダＡからの応答信号は表示装置走査 が開始される前に受信されるであろう。

説明を簡単にするために、船舶レーダが１例として選ばれたのでありまたトラン スポンダは最も簡単な形のものであり、ここでは応答信号は船舶レーダから受信 した信号と同じ周波数を有することに注意されたい。

本発明を他の型式の装置、たとえば、掃引周波数レーダビーコン、固定周波数レ ーダビーコン、又は周波数偏移レーダビーコンに適用することは、もとより、可 能である。

トランスポンダが質問信号を送信機から受信しているときのみ遅延信号を送り、 一方そうでないときはいかなる信号も全熱送信しないことは可能である。これは スイッチ９の位置によって演じられ、この場合このスイッチはいかなる接点とも 接続されない。

他方、非遅延及び遅延応答信号の両方が互の後に送信されかつ遅延応答信号のみ が特別の文字で石骨化されることも可能である。

上述の代替実施例は、スイッチ９で記号化され、このスイッチは同期信号発生器 ７の出力を異なる接点ａ〜ｄに接続できろう接点ａが接続されるとき一工信号１ ま送信されず、接点すが接続されるときは正規信号が送信されるがこの信号は遅 延されず、接点Ｃが接続されるとぎは応答信号が遅延されて送信され、また接点 ｄが接続されるときは非遅延及び遅延応答信号の両方が送信される。これらの位 置の間の切換え１１．これら異なる位置に対応し、Ｌｔこがってたとえば異なる パルス周波数を持つ質問信号によって実施されろか又「はどちらのモー１で装置 が働くか既知のときには設置期間中手動で、実施されうる。第６図は９本発明に よる船舶レーダに対するレンジグラフである。もし２つの送信パルス間の時間間 隔が１　ｍｓ　（１ｋＨｚＰＲＦ　）であるならば、これ（工１５０　ｋｍの検 出可能レンジに相当するうこのグラフに示されているように１反射波信号は距離 と共に減少するが、しかしたとえば５０ｋｍの距離において応答信号Ｓ１を有す るとこの信号は反射及信号で完全に覆われうろう一方、もし応答信号が遅延され てさらに７５ｋｍ遠いＳ２の距離に相当する時刻に起こるならば、この応答信号 ）１町なり弱い反射信号に匹敵するであろう。第６ｂ図と６Ｃ図）工正規機能に おけろ表示装置画面走査及び船舶レーダを遅延させた場合を示す。この図から０ ．５　ｍＳの遅延でもって、応答信号と妨害反射の間のコンｉ・ラストかかなり 増大すると同時に応答信号が正しい距離に表示されることが明かである。

Ｃ ９，，３０９，Ω　３３５　り、４０　９，４５　９β０Ｆｉｇ、　６ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　少くとも１つのパルスレーダとレーダパルスを受信すると高周波パルス 変調信号を送信する型式の少くとも１つのトランス−ボンダを含む航行装置にお いて。 前記トランスポンダは質問信号を前記パルスレーダから受信すると遅延応答信号 を送信するように適合していることと、前記遅延は限定レンジ内の全ての信号反 射波が受信され終った時刻と次のレーダパルスが始まる時刻と間の時間間隔内に 前記応答信号が前記パルスレーダに到達するように及び前記レーダの前記表示装 置走査が前記応答信号と同じ値だけ遅延させられるように選択されることとを特 徴とする前記航行装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の航行装置において、前記トランスポンダは質 問信号を受信すると前記トランスポンダを休止位置から作動位置であって該位置 において前記トランスポンダが前記遅延応答信号を送信する前記位置へ切り換え る切換装置を含むことを特徴とする前記航行装置。 （３）請求の範囲第２項記載の航行装置において、休止位置にある前記トランス ポンダは遅延することなく正規レーダパルスに応答することを特徴とする前記航 行装置。 （４）請求の範囲第２項記載の航行装置において、休止位置にある前記トランス ポンダはいかなる信号も送信しないことを特徴とする前記航行装置。 （５）請求の範囲第２項記載の航行装置において、前記切換装置は１つの位置に おいて前記トランスポンダが遅延応答信号のみならず非遅延応答信号も送信しな い前記位置を有することを特徴とする前記航行装置。 （６）請求の範囲第１項から第５項記載の航行装置において、送信機は質問信号 発生装置と核質開信号発生装置を作動させたとき表示装置画面走査を遅延させる ために遅延回路を接続する切換装置とを含むことを特徴とする前記航行装置。 （７）請求の範囲第３項記載の航行装置において９作動位置にある前記切換装置 は応答信号を遅延させるために遅延回路を接続しかつ表示装置定歪に遅延を伴う レーダとの協調を可能とする一方休止位置にある前記切換装置は他のレーダ装置 との協調を５Ｔ能とすることを特徴とする前記航行装置。 （８）請求の範囲第１項から第７項記載の航行装置において、遅延をとって送信 された応答信号を核信号が非遅延信号から区別されるように符号化されることを 特徴とする前記航行装置。 （９）請求の範囲第１項から第８項記載の航行装置において、前記レーダにおけ ると同様に前記トランスポンダにおける遅延は２つの送信レーダパルスの時間間 隔の限定部分に相当することを特徴とする前記航行装置。 ｕｏｌ　請求の範囲第９項記載の航行装置において、前記遅延は２つのレーダパ ルスの時間間隔の約半分に相当することを特徴とする前記航行装置。 αυ　請求の範囲第１項から第１ｏ項記載の航行装置において、前記航行装置は 前記切換装置を受信質問信号に、したがって要求される位置に設定する制御装置 を包含することを特徴とする前記航行装置。 （１２）請求の範囲第１項から第１１項記載の航行装置において、前記トランス ポンダの設置は要求される位置に調節されうろことを特徴とする前記航行装置。