JPS595732A

JPS595732A - 任意の遅延長を有しかつ増分制御可能な固定型及び／又は移動型インパルス発生装置

Info

Publication number: JPS595732A
Application number: JP58108004A
Authority: JP
Inventors: アンドレ・ペユラ−ト
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1982-06-18
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1984-01-12
Also published as: EP0097565A1; FR2529039A1

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】（技術分野）本発明は任意の遅延長で且つ階段的に調節可能な、固定
乃至移動遅延インパルス列’ルスる装置に関する。

このような発生装置は単純遅延線路ならびに固定遅延線
路に関して実現さ扛、時間的に偏移した一連ノインパル
スを得ることができ、その数とレベルとを意のままに制
御することができる。またこのようにして発生した前記
イン・ぐルスを一つ以上選択することも可能である。こ
の発生装置は一層詳しく言えば超高周波発生装置である
。

（背景技術）・　遅延線路は高周波インパルス信号を入力点に入れる
と出力点に時間的に一定量だけ偏移した同一信号を発生
する装置であって、この線路の特性値を以後「線路遅延
」と呼ぶ。このような線路は単純線路と呼ば扛るが、複
数インパルス線路も存在し、この線路に高周波イン・ぐ
ルス信号を入力点から入れると出力点では唯一つの信号
ではなく、先行の信号に関して時間的にそれぞ扛一定の
遅延量だけ遅れだ一連の信号が発生し、エコー間の遅延
時間だけがその線路の特性に依存し「しだがって完全に
一定で反復性である」。

この種の装置は現在表面波技術あるいは体積波技術とし
て知られている技術により生産されている。この技術で
は信号の遅延は型砂（５号から音響信号へ次いで音響信
号から電磁信号へという信号の二重変換によって得られ
るもので、音響信号の伝播が比較的おそいので入力信号
と出力信号との間に時間的な遅れが生ずる。遅れが約１
乃至数マイクロ秒の単純遅延線路は、その製法は複雑で
扱いに＜＜ハあるが現在製作が可能である。一方、約１
０乃至４０マイクロ秒の複数インパルス線路および長時
間遅延線路は、特に音響波が通る径路を長くするのが困
難なために、更に一層製作が困難である。その上、信号
は音響材内を通過する距離、即ち遅延線路に比例するレ
ベル損失を受ける。

このことはこのように製作した長時間遅延線路はかなり
の損失を生じ多くの用途に向かないということを意味し
ている。更にまた、現在までに提案さ扛た複数インパル
ス線路では、得られるインパルス列は順次に小さくなシ
、この現象はインｉｅルス間隔が長くなるにつれて更に
一層顕著になる。

（発明の目的）本発明の目的は節部で安価な方法により、長時間遅延線
路、または複数イン・ぐルス線路の特性を示すことがで
き、上に記した欠点の無い装置を提示することにある。

これらの条件を満たす場合に於ては、このような発生装
置は、一般的な意味に於てレーダー分野での利用に特に
適合している。このように本発明の瞬時発生装置により
供給されるイン・ぞルスの位相は完全に知ら牡ておシ且
つ安定であるから、この発生装置は試験装置に使用する
固定のおよび移動するエコーを発生する装置として使用
できる。

この発生装置はまた改良さ扛た位相安定レーダーの・ぐ
イロットとして、まだ妨害機としても使用することがで
きる。ただし、特に価値あらしめるだめのこ扛らの用途
には制限がない。

（発明の要約）本発明によｎば、単純遅延線ならびに固定遅延線を用い
て任意の遅延量を得るとともにその遅延量の増分を制御
することが可能な固定乃至移動遅延パルスの発生器は、
上記遅延線の入力と出力との間に接続されインパルスが
線路および入出力回路を通ることによって受ける損失を
補正する可変利得増幅器と固定インパルス発生装置を構
成する上記線路増幅器組立体で構成されることを特徴と
し；更に、上記固定インパルス発生装置に接続可能でそ
扛が供給するイン・ぐルスの位相設定に作用し、上記固
定イン・やルスを移動インパルスに変換する手段とから
成ることを特徴とする。

（発明の構成及び作用）この説明のはじめに本発明のインパルス発生装置は使用
する線路中を前記インパルスが伝播する間に受ける損失
を克服すべきこと、及びイン・ぐルス列あるいは固定長
時間遅延イン・ぐルスを発生装置の出力点で得たい場合
には、この損失は、線路の材質中を通過する距離が長く
なるにしたがって漸次大きくなることを述べた。現在で
は、と扛らの欠点は表面波あるいは体積波として知られ
ている遅延線路では避けらｎない。この技術で約１乃至
数マイλ口秒の遅延を特徴とする単純「エコー」遅延線
路の製法をマスターすることができれば、約１０〜４０
マイクロ秒のインパルス線路または複数エコー線路また
は長時間遅延線路とは事情が異なってくる。

上記で、本発明によるイン・ぞルス発生装置が供給する
インパルスを特徴づけるために「エコー」という呼び方
をしたことに注意しよう。これについては次の説明から
明らかになるように、レーダー技術に於けるこの種の発
生装置の好ましい使用例で説明する。

第１図は非常に概略的な方法で本発明によるインパルス
発生装置の固定インパルス発生装置の部分を示しである
。使用する遅延線路１は入力装置たとえばカプラー２と
化ツノ装置たとえばカプラー３との間に接続されている
。入力カプラー２の出力５と出力カプラー３の入力４と
の間に遅延線路と直列に、可変利得増幅器６が配置さ扛
ている。

発生装置の入力Ｅは入力カプラー２の入カフであシ発生
装置の出力Ｓは出力カプラー３の出力８である。本発明
による発生装置の異なる構成要素の配列は第１図の例示
に限定されるものではない。

こ扛ら構成要素は本発明の範囲と趣旨とを逸脱しなけれ
ば互いに異なる配置を取ることができる。

第１図に示したような本発明の発生装置の動作は次のと
おシである。

遅延線路１と増幅器６との組立体はそこを通過する信号
が、増幅器のケ゛インにより線路１の損失が完全にまた
は部分的に補正されるサイクルを描くようにループを構
成しておシ、それぞれループに信号を入扛、または引き
出すカプラー２とカプラー３とによる損失をも補正する
。こうして入力カブ７−２の入カフに投入されたインパ
ルス信号Ａは出力カプラー３の出力８で互いに他に関し
て時間的に偏移したイン・ぞルス列Ｔを与える。その持
続時間Δｔは線路１の遅延に等しく、ループの他の部分
を通る時間が加算さ扛る。

増幅器のケ３インの値によって、この場合、発生装置の
出力のインパルス列Ｔの異なる配列を得ることができる
。

増幅器のケ゛インが、入力信号の周波数に対して、線路
およびカプラー２と３の累積損失に等しいか大きい場合
には、イン・ぐルス列（は時間の関数で表わして一定の
振幅（第２図）を保つか、順にインパルスが増加する（
第３図）。従ってこのシステムの安定度は増幅器のゲイ
ンが、７ステムに発振が起らないように周期的に低下す
ることを意味する。このゲインの低下は簡単で安価な方
法で実現できることは専門家には自明である。たとえば
、増幅器に直列に変調器を挿入し、増幅器の−乃至数段
の供給電圧を遮断するかあるいは、増幅器のケ゛イン制
御装置がある場合にはこ扛を作動させる。

とのケ゛インの周期的低下は入力点に注入さ牡だイン・
やルスに対応する異なるインパルス列間で（第５図）、
および信号が遅延線路を通過している間に（第６図）起
シ得る。

第２図は入力カプラー２のへカフに注入された信号Ａの
周波数に対して、増幅器６のケ゛インか線路１とカプラ
ーとの累積損失に等しい場合に於ける発生装置の出力の
インパルス列を示す。イン・ぞルス列は、時間の関数で
表わして、一定振幅を保っている。

第３図は入力カプラー２の入力に注入さ扛た信号Ａの周
波数に対して、増幅器６のケ゛インが線路１とカプラー
との累積損失より大きい場合における発生装置の出′力
のインパルス列を示す。発生装置が時間に従って供給す
るインパルス列の振幅が次第に増大している。

第４図はカプラー２の入力に注入した信号Ａの周波数に
対して、増幅器６０ダインが線路とカプラーとの累積損
失よシ小さい場合における発生装置の出力のイン・やル
ス列を示す。発生装置が時間に従って供給するインパル
ス列の振幅が次第に減小している。

発生装置の出力で何を得たいかにより、増幅器のケ゛イ
ンを調節し得ることが必要である。ケ゛インをマスター
することは、本発明によるループシステムを発振状態に
しないようにするだめ必要であるから更に一層必要であ
る。こ扛を行なうためには増幅器のケ゛インを周期的に
減らすことが必要である。こ肛は、上記したものを含み
各種の方法で行うことができる。

第５図は時間の関数として表わした図表上で、システム
の入力で注入されたインパルスに対応する異なるイン・
ぐルス間でケ゛インの周期的減少をど゛のように行い得
るかを示している。

第５ａ図は二つの相次ぐ信号Ａ１とＡ２とを示す０第５ｂ図は一定振幅で出力するイン・リレス列を示し、第５Ｃ図は増幅器のケ゛インＧの変化を時間の関数とし
て示す。

第６図は増幅器のケ゛インＧの制御を、遅延線路に於け
るインパルス列させる場合について示している。ゲインは増幅器と直列
に配置した変調器を用いても制御することができる。こ
の説明のはじめに本発明はインＡ？／レス列を供給する
ために特に有用であることを示した。これは、必要に応
じて単一イン・リレスを得る可能性を除外するものでは
ない。こ扛を行うためには、システムの出力に配置さｔ
Ｚａ択したイン・ぐルスだけを通すように作動する変調
器を使用する。

第７図は対応する取付を動作曲線と共に図式的に示しで
ある。

第７ａ図は、遅延線路１；増幅器６：二つの入力と出力
のカプラー２，３；及びシステムの出力に接続した変調
器９を備えた第１図を図式的に示しである。

第７ｂ図は時間ｔ。での入力信号Ａ、を示す。

第７ｃ図は変調器の制御を時間の関数として示す。例え
ば、変調器は、Δｔを線路１の固定遅延として時間ｔ。

とｔ。＋ｎΔｔとの間でブロックされ、次に時間（ｎ＋
１）ｔまで通し再びブロックさ扛る。システムの出力の
イン・ぐルス列を表わす曲線７ｄから、選ばｎた信号た
とえば（ｎ＋１）番目の信号が変調器９が開いている間
に供給されることもわかる。

本発明から派生する他の可能な実施例ばかりでなく、こ
のように説明した種々な実施法は、それ故、単純単一エ
コー遅延線路と比較的製作が容易なΔを遅延線路とから
成る装置によって規定され、他方ｎを整数としてｎｘΔ
ｔだけ遅延する長時間遅延線路、あるいは完全に制御可
能なｎ番目のエコーのレベルを有する基本的な複数エコ
ー遅延線路Δｔは現在のところ表面波技術および体積波
技術では製作か困難である。その上、一つのイン・ぐル
スの信号対雑音比の次のイン・ぐルスに対する劣化率が
非常に小さいという本発明の実施の利点に着目すること
ができる。実際、この場合、たとえば、相次ぐエコーの
レベルが一定に保た扛ている場合、計算によ扛ば、増幅
器の雑音指数をＦとす扛ば、最初とｎ番目との間の遅延
イン・ぐルスの信号対雑音比の劣化は、１＋ｎｘ（Ｆ−１）あるいはデシベルで表わすとの形になることがわかっている。

現在観測さｎるＦの値を、２デシベルよシ小さいことが
多い、即ち、Ｆ＝１゜６とすると、その劣化は、最初と
ｎ番目のインパルスとの間の信号対雑音比の劣化がα＋
（ｎ−１）Δｔ（Δｔは基本遅延でαは音響物質内の損
失に依存する係数で現在でｕｉマイクロ秒当り１テ゛ジ
ベルである）で表わされる在来の技術による複数エコー
線路で観測される劣化に比べて極端に小さいことがわか
る。本発明によ扛ば、遅延Δｔの単一エコー遅延線路の
出力で観測される信号対雑音比に関して、大きく遅延し
たエコー（ｎ・Δｔ）をわずかな信号対雑音比の劣化で
得ることが、このようにして可能になる。

この説明のはじめに述べた様に、本発明によるインパル
ス発生装置は、発生装置がレーダ分野における特殊用途
、即ち位相安定度を測定する試験装置における固定乃至
移動エコー発生器としての用途において、本発明のエコ
ー発生器による相次ぐイン・ぐルスの位相を監視するこ
とによって性能改善が行われる。また同一の特性を有し
、距離をシフトした多数のエコーを発生させるために遅
延線ループから相次いでインパルスを発生させるレーダ
・妨害機の用途に有用である。

監視レーダーに必要不可欠な特質は、関連する空間内に
ある異なる障害物から送り返されるあらゆる信号の中か
ら、高速の、すなわちレーダーへの距離が時間的に変動
する障害物から反射される信号を抽出１１、固定障害物
、たとえば、大地、建築物、電気ケーブルのようなもの
から反射される信号を除二２する能力であることが知ら
れている。

°　これら異なるエコーを区別するために、一つの生起
から次の生起までに受信した固定エコーを除去すること
として知られている処理方法が行われる。

移動するエコーと固定のエコーとを区別する能力（サブ
クラッタ−・ビジビリティ）は、レーダーが一つの生起
から次の生起までの位相比較を行うことができる精度に
リンクしている。レーダーのこの識別能力を制限する数
々の原因の中で特徴的なのは受信した信号を復調するに
際し受信する時使用する信号に影響する安定度である。

これらの信号は、一般に二つあって、アングロサクソン
の文献ではそれぞれスタフとコホーと呼ばれるが、一定
の繰返し位相関係のイン・ぐルスを発生し、電力増幅レ
ーダーの場合にはそのままこれを増幅し、パルス性発振
レーダーの場合には捕捉発振を行うものである。レーダ
ーインパルスの往復時間の間、スタフとコヒーレンス発
振器とは発振しつづけ、一定障害物からの戻りエコーは
、往復時間の終りに復調される。往復時間中にスタフと
コホーとの発振が、次のパルスと絶対的に同一に再現さ
れる理想的な場合には、受信されるエコーの位相はスタ
フとコホーによる復調後は、一固定エコーの場合一つの生起から次の生起まに一定で
反復性であシ、一固定エコーに重畳されている移動エコーの多くの場合
には、一つの生起から次の生起まで変動する。これは移
動障害物によってのみ起り得る。

しかしながら、実際上は、スタフとコホーの発振はレー
ダーインパルスの往復時間中一つの生起から次の生起ま
で厳密に反復性ではない。これらの信号に影響する固有
の不安定性の元凶たる発振はスタロ、とコホーとが一度
復調した受信信号の位相の非定常性を生じ、これは完全
に固定された障害物に対してさえも起る。この位相変化
は、受信された各固定エコーに重畳されることになり、
擾乱移動エコーとなる。その搬送波の位相固定エコーに
関する相対振幅は一つの生起から次の生起までの間の往
復期間のスタロとコホーの累積位相変動に比例する。

これらの欠点を克服するためには、この種のレーダーに
とっては、一方に於て、スタロとコホーの信号を発生す
るために高性能を与える発振器を考えることが必要であ
り、他方に於て、必要に応じて確実に機能に適合させる
ようにするため充分な精度でこれら発振器の非常に小さ
な位相の不安定を測定できる試験装置を考えることが必
要である。

第２の点については、本発明による発生装置はレーダー
システムの試験装置として使用することができ、たとえ
ば、第１図に示したシステムの入力点に、レーダーの放
射イン・ぞルスの標本を挿入する。この標本は、放射チ
ェインの任意の点、たとえアンテナに密接していても、
またその放射後でも、これを取シ出すことができる。こ
のシステムの出力点には、固定エコーを模擬し、エコー
の位置に無関係に、高い信号対雑音比を示す特長のある
一連の完全−に安定なエコーを直接配置し、完全に固定
する、すなわち時間的偏移が完全であると言う特徴を持
たせる。

固定エコー除去レーダーに関連する問題の一つは、これ
ら固定エコーを除去すること以外に、一つのインパルス
から次のインパルスまでレーダー目標物の往復時間が一
定でない特徴を有する移動エコーを保存することである
から、放射チェインを試験するために、受信器、処理、
および、おそらく回転または固定アンテナを含む上記す
べてのレーダーの組立体外に相対レベルおよび速度が可
変の移動エコーを模擬するだめの第８図の発生装置を使
用することができる。回路１０は、たとえば第１図に示
すような、固定エコー発生装置を示す。この回路１０の
出力は二つの並列径路１２と１３とに接続されたカプラ
ー１１に接続されている。これらの中一つ、１２は固定
エコーを出力点１４でカプラーに伝達し、他の１３には
可変−減衰器１５とその後に、移相器１６（電気的制御
が望ましい）とが直列に接続されている。このようにこ
の径路１３は移動エコーを作り出しこの移動エコーは出
力点１４のカプラーを介して固定および移動の混合エコ
ーを受信する全システムの出力点Ｓに伝送する。

電子的に制御される移相器１６は、第９図に示すように
各インパルス列がエコー発生装置に入ってから、または
、同じことになるが、入る前に状態を変化させる。第９
図に於て曲線９ａは移相器１６に表示された位相φを時
間の関数で表わしたものであシ第９ｂ図は得られたエコ
ー列を表わしている。

この動作により移相器の入力に存在する固定エコーが移
動エコーとして知られているエコーに、すなわち移動目
標物から送９返される波を模擬するエコーに変換される
ことが知られている。この事実によシ、このように模擬
された目標物の変位の半径方向速度は、オにレータの希
望に従って、一つの生起から次の生起までの移相差Δφ
を変えてさせることによってこれを変化し得る。出力１
４のカプラーの前で移相器１６に接続されている減衰器
１５は固定エコーに重畳しているこれら移動エコーのレ
ベルを制御することができる。

本発明による固定エコー発生装置はレーダー局部発振の
安定性の測定にも使用することができる。

周知のとうり、測定された量は瞬時ｔに於ける信号の位
相と瞬間ｔ＋Δφに於ける信号の位相との差の変化量で
ある。ここでΔφは一般に数十マイクロ秒に、時には数
百マイクロ秒にも固定される。

第１０図はこの試験装置の取付けを示している。

安定性を測シたい局部発振器１７は、スイッチ１８を介
して本発明によるエコー発生装置１ｏに接続されている
。発生装置１ｏの出力はミキサー１９に接続されており
このミキサーは局部発振器１７にも接続されている。こ
の装置の動作は次のとうりである。

発振器１７の標本信号は、瞬間ｔに於て、エコー発生装
置１ｏに注入されその後その無遅延信号位相は、ミキサ
ー１９内、即ちエコー発生装置１゜の出力で、利用でき
る遅延信号の位相と比較される。同期信号ｓｙが一方で
はスイッチ１８に加えられてこれを遮断し、他方では発
生装置１ｏに加えられる。

ミキサー１９の出力の信号の変化を回路２ｏで解析すれ
ば線路の基本遅延ｔのｎ倍に等しいΔφの離散的な値に
対して、測定すべき数値が与えられる。このように行わ
れる測定は簡単で確実であり、一般にその固有の不安定
性が測定の精度を制限するコヒーレント発振器の使用に
基礎を置く古典的な方法による制限が現われない。

本発明による固定エコー発生装置の他の用途を述べるこ
とができる。

たとえば、位相が高度に安定なレーダーパイロットであ
る。これは実際遅延線路から発せられるインパルス列の
スレーブ信号である。

更に他の例はレーダーミキサー装置である。この場合に
は、距離的に偏移し且つ同じ特性を有する無数のエコー
を作シ出すため、本発明によるループから遅延線路に発
せられるインパルス列が使用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ｄイン・やルス発生装置を示す図、第２
図、第３図、第４図はそれぞれ３つの特定の場合につい
て第１図の発生装置が供給するインパルス列の速さを示
す図、第５図は異なるイン・ぐルス列間の増幅器のゲイ
ンの周期的減少を示す図、第６図は遅延線路でイン・ぞ
ルスが交差する期間中の増幅器のケ゛インの減少を示す
図、第７図は列中の特定のインパルスの選び方を示す図
、第８図は本発明による固定あるいは移動するエコーの
発生装置を示す図、第９図は第８図に使用した位相設定
器の時間の関数として表わした位相図表、及び第１Ｏ図
は本発明の発生装置を使用したレーダー局部発振器の安
定性試験用機器を示す図である。１・・・遅延線路、２，３．１１・・・カプラー、６・
・・増幅器、１０・・・発生装置、１２．１３・・・並
列径路、１４・・・出力点、１５・・・可変減衰器、１
６・・・移相器、１７・・・局部発振器、１８・・・ス
イッチ、１９・・・ミキサー、２０・・・測定変数。特許出願人トムソンーセーエスエフ特許出願代理人弁理士　山　本　恵　− １５１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　ケ゛インを二つのレベルの間で適時に切替え
得る増幅器によシループし直される遅延線路（１）と、
高周波インパルス信号を注入する手段（２）と、該イン
パルス信号から得られた時間的にずれているインパルス
列を引き出す手段（３）とから成ることを特徴とする遅
延量を階段的に制御できる任意の長さの遅延を有する固
定インパルス発生装置。
（２）　　増幅器のケ゛インが各インパルス列の間の最
低レベルに周期的に切替えられる特許請求の範囲第１項
に記載のインパルス発生装置。
（３）増幅器６のゲインがインパルス信号が遅延線路１
を通過中に、イン・ぐルス列毎に最低レベルに切替えら
扛る特許請求の範囲第１項に記載のインパルス発生装置
。
（４）　　更に、引出し手段の出力で得られる固定イン
パルス列の位相調整を作動させる手段（３）と、固定イ
ンパルスを全体的にまたは部分的に移動イン・ぐルスに
変換する前記手段とから成ることを特徴とする特許請求
の範囲第１項、第２項、または第３項のいずれか一項に
記載のインパルス発生装置。
（５）　　固定イン・やルス列の位相調整に作用する手
段が、可変減衰器回路（１５）と、該減衰器（１５）に
接続さ扛ている可変移相器を有する位相調整回路（１６
）とから構成さ扛ていることを特徴とする特許請求の範
囲第４項に記載のイン・ぐルス発生装置。
（６）移相調整回路（１５）が各固定インパルス列の後
でまたは手段（２）に注入された入力信号の各インパル
スの後で位相を変化することを特徴とする特許請求の範
囲第５項に記載のインパルス発生装置。
（７）固定インパルス列の位相調整に作用する手段がイ
ン・９ルス列の引出し手段（３）の出力に接続さ扛てい
る第１の径路（１３）を構成し、更に発生装置は、第１
の径路に並列で、固定エコーを直接伝送する第２の直接
径路（１２）を含み、該二つの径路は、固定および移動
のエコーを送り出すために出力で再び合体するようにな
っているこ゛とを特徴とする、レーダー機器に使用する
、特許請求の範囲第４項、第５項、または第６項のいず
れか一項に記載のイン・ぐルス発生装置。
（８）　　入力に於て固定イン・ぞルス列の引出し手段
に接続さ扛、出力に於て、二つの並列径路（１２と１３
）に接続されているカプラー（１１）と、入力に於て、
再び合体する二つの並列径路（１２と１３）に結合され
、その出力が固定および移動のエコーを供給するカプラ
ー（１４）とから成ることを特徴とする特許請求の範囲
第７項に記載のイン・やルス発生装置。
（９）　　更に、出力点に於て固定インパルス列の引出
し手段に接続され、固定イン・ぐルス列の間から特定の
イン・ぐルスを選択するように制御さ扛ているスイッチ
手段（９）から成ることを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第３項の゛いず扛か一項に記載のインパルス
発生装置。 αＯ更に、カプラー（１４）の入力に於て接続され、固
定イン・ぐルス列の間から特定のインパルスを選択する
ように制御さ扛ているスイッチ手段（９）から成ること
を特徴とする特許請求の範囲第４項ないし第８項のいず
れか一項に記載のイン・やルス発生装置。０υ　レーダーの局部発振器の安定度を測定する装置に
於て、ミキサー（１９）がレーダーの局部発振器（１７
）から発せられ直接そこに加えられるインパルスと前記
同じインパルスで作動される固定エコー発生装置（１０
）から発せら扛る遅延インパルスとの間の位相偏位を決
定することを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
１０項のいずれか一項に記載のインパルス発生装置の使
用方法。