JPS6310399B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーダアンテナのサイドローブによる
受信を抑圧することのできるレイマーク・ビーコ
ン装置における電波発生方式に関するものであ
る。

従来のレイマーク・ビーコン装置を第１図に示
す。図中、１は空中線、２は送信回路、３は周波
数掃引電圧発生回路、４はパルス発生回路であ
り、クライストロン等により構成される送信回路
２の発振出力をパルス発生回路４のパルスで振幅
変調し、更に周波数掃引電圧発生回路３から出力
される掃引電圧に応じて周波数掃引したビーコン
電波を発生し、空中線１より空中に放射する如く
なつている。

船舶等のレーダでは、周波数的並びに電力的に
受信可能な状態となれば、上記ビーコン電波を受
信し、PPI映像表示面上に掃引の基点から始まる
輝線を表示し、レイマーク・ビーコン装置の設置
地点の方位を指示する。

しかしながら、上記レイマーク・ビーコン装置
はレーダ側の動作と無関係に常時ビーコン電波を
放射しているため、比較的近距離ではレーダのア
ンテナのサイドローブでもビーコン電波を受信
し、PPI映像表示面上の広角度な範囲に輝線が表
示されていた。我が国で現在実用されているレイ
マーク・ビーコン装置の場合は、レイマーク・ビ
ーコン装置の設置点とレーダを搭載した船舶との
距離が数海浬内外からレーダのアンテナのサイド
ローブによる受信が行なわれ始め、１海浬内外で
は数10度にわたつて表示される場合がある。この
ようにPPI映像表示面上に広角度にビーコン電波
による輝線が表示されると、レイマーク・ビーコ
ン装置の真の設置地点の方位判定が困難となるば
かりか、レーダ映像が妨害されるという欠点があ
つた。

本発明は上記従来の欠点を除去するため、レー
ダ・パルスの周期がレーダ指示機の使用レンジに
よつて異なつたり、また同一レンジでも個々のレ
ーダにより異なつている点に着目し、船舶等のレ
ーダより発せられるレーダ・パルス電波を受信
し、該レーダ・パルス電波より得たレーダ・パル
スのうち受信レベルの高いものの周期を一時的に
記憶し、上記レーダ・パルスから受信レベルが低
くかつその周期が上記記憶した周期と同一のレー
ダ・パルスを除去し、残りのレーダ・パルスに同
期して直前のパルスとの間隔よりやや短かい時間
だけ持続する符号パルスを発生し、該符号パルス
にて送信電波を変調するようにしたもので、その
目的とするところはレーダのアンテナのサイドロ
ーブによるレイマーク・ビーコン電波の発信を抑
圧しレーダにおけるPPI映像表示面上にメインロ
ーブに応じたレイマーク・ビーコン電波により狭
い角度での輝線表示を行ない得るレイマーク・ビ
ーコン装置における電波発生方式を提供すること
にある。以下、図面について詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示すレイマーク・
ビーコン装置のブロツク図である。図中、１０は
空中線、１１はサーキユレータ、１２はビデオ検
波回路、１３，１４はビデオ増幅回路、１５は時
間計測回路、１６はパルス間隔計測回路、１７は
メモリ回路、１８は比較回路、１９は阻止ゲート
回路、２０は論理和回路、２１は符号パルス発生
回路、２２は掃引電圧発生回路、２３は送信回
路、２４はクロツク発生回路である。

上記空中線１０はレーダ・パルス電波の受信と
ビーコン電波の放射を行ない、サーキユレータ１
１は受信したレーダ・パルス電波をビデオ検波回
路１２に、送信回路２３より発生したビーコン信
号を空中線１０にのみ伝送する如くなつている。
ビデオ検波回路１２はレーダ・パルス電波をビデ
オ検波しレーダ・パルスとして出力する。ビデオ
増幅回路１３は上記レーダ・パルスをすべて時間
計測回路１５、論理和回路２０等を動作し得るレ
ベルまで増幅するが、ビデオ増幅回路１４はビデ
オ増幅回路１３より増幅度が小さく（増幅度の差
は20数dB）設定されており、入力レベルの高い
レーダ・パルス、すなわちレーダのメインローブ
によるレーダ・パルスのみをパルス間隔計測回路
１６、論理和回路２０等を動作し得るレベルまで
増幅する如くなつている。時間計測回路１５はビ
デオ増幅回路１３より出力されるレーダ・パルス
の時間間隔を計測するもので、計数カウンタで構
成されクロツク発生回路２４の発生するクロツク
パルス（CP）を計数し、上記レーダ・パルスに
よつてリセツトし、計数値を比較回路１８に送出
する。パルス間隔計測回路１６はビデオ増幅回路
１４より出力されるレーダ・パルスの時間間隔を
計測するもので、計数カウンタで構成され、クロ
ツクパルスを計数しビデオ増幅回路１４より出力
されるレーダ・パルスを受けた時点で計数値をメ
モリ回路１７に送出し、これを一時的に記憶させ
ると共にリセツトする如くなつている。比較回路
１８はメモリ回路１７に一時、記憶した計数値と
時間計測回路１５の計数値とを比較し、両数値が
同一となつた時、阻止ゲート回路１９にパルスを
出力する。阻止ゲート回路１９はビデオ増幅回路
１３と論理和回路２０との間に挿入されており、
比較回路１８からのパルスを受けて動作し、ビデ
オ増幅回路１３から送出されるレーダ・パルスを
阻止し、他の場合は通過させる。符号パルス発生
回路２１は論理和回路２０からのレーダ・パルス
を受けて、これに同期しかつ初期点とし直前のレ
ーダ・パルスとの間隔よりやや短かい時間持続す
る符号パルスを次々に発生する。掃引電圧発生回
路２２は送信電波を周波数掃引するのに必要な掃
引電圧を発生し送信回路２３に出力する。送信回
路２３はその発振信号を上記符号パルスで振幅変
調し、掃引電圧に応じて周波数掃引した送信電波
（ビーコン電波）を発生する如くなつている。ク
ロツク発生回路２４はクロツクパルス（CP）を
発生し、時間計測回路１５、パルス間隔計測回路
１６、符号パルス発生回路２１に供給している。

次に動作について説明する。いま、上記レイマ
ーク・ビーコン装置の近距離にレーダＡを備えた
船舶が、また遠方にレーダＢを備えた船舶が航行
し、レーダＡ，Ｂとも動作しているとする。レー
ダＡのメインローブ及びサイドローブとレーダＢ
のメインローブとより放射したレーダ・パルス電
波は空中線１０で受信され、サーキユレータ１１
を介してビデオ検波回路１２に伝送され、ここで
ビデオ検波されレーダ・パルスとなつてビデオ増
幅回路１３及び１４に送出される。（なお、レー
ダＢのサイドローブによるレーダ・パルス電波は
レーダＢが遠方のため受信されない。）ビデオ増
幅回路１４では入力したレーダ・パルスの内、受
信レベルの高いレーダ・パルス、すなわちレーダ
Ａのメインローブの放射によるレーダ・パルスの
みが以降の回路の動作レベルまで達するよう増幅
し、該レーダＡのメインローブによるレーダ・パ
ルスは論理和回路２０に送出されるとともにパル
ス間隔計測回路１６でそのパルス間隔が計測さ
れ、メモリ回路１７にその計数値が一時、記憶さ
れる。一方、ビデオ増幅回路１３では入力したレ
ーダ・パルスがすべて以降の回路の動作レベルま
で達するよう増幅し、該レーダ・パルスはそのパ
ルスの時間間隔が時間計測回路１５で計測され、
その計数値が比較回路１８でメモリ回路１７に記
憶された計数値と比較される。ビデオ増幅回路１
３より出力されるレーダ・パルスのうちレーダＡ
のメインローブ及びサイドローブによるレーダ・
パルスはその時間間隔が一致し、阻止ゲート１９
で阻止され、一致しない間隔をもつレーダＢのレ
ーダ・パルスのみが論理和回路２０に送出され
る。従つて論理和回路２０からはレーダＡのメイ
ンローブによるレーダ・パルスとレーダＢのメイ
ンローブによるレーダ・パルスのみが出力され、
これに同期して直前のパルスとの間隔よりやや短
い時間持続する符号パルスが符号パルス発生回路
２１で作られ、該符号パルスにより振幅変調さ
れ、かつ掃引電圧によつて周波数掃引されたビー
コン電波が送信回路２３で発生しサーキユレータ
１１を介して空中線１０より放射される。

このようにレーダＡ及びＢのメインローブによ
るレーダ・パルスにのみ対応してビーコン電波を
発生するため、レーダＡ及びＢ側でもアンテナの
メインローブによつてのみビーコン電波を受信
し、サイドローブではビーコン電波を受信しな
い。また、レーダＡ及びＢで受信したビーコン電
波はレーダ・パルスと同期がとれているため、
PPI映像表示面上には距離方向にそろつた符号パ
ルス信号列として掃引の基点からレイマーク・ビ
ーコン装置の設置方向に向いて表示される。従つ
てPPI映像表示面上には明確でかつ相加積分効果
による強い輝度の符号パルス信号列が、レーダア
ンテナのメインローブの指向性程度の広がりで表
示される。

次に上記の動作を第３図、第４図及び第５図を
用いて更に詳細に説明する。

第３図はレーダＡから発射されるレーダ電波を
本実施例のレイマーク・ビーコン装置が受信した
場合の受信レベルと距離の関係を示し、LMはレ
ーダＡの空中線のメインローブから放射された電
波に対する受信レベル、LSは同じく一定レベル
（メインローブに対し約−23dB）以上のサイドロ
ーブ・レベルによつて放射された電波に対する受
信レベルをそれぞれ示す。また、第３図のLT１
及びLT２はそれぞれビデオ増幅回路１３及び１
４からレーダ・パルスが出力されるための最小受
信レベルを示し、Ｒ１及びＲ２は受信レベルLS
と最小受信レベルLT２及びLT１とがそれぞれ交
わる距離、そしてＲ３及びＲ４は受信レベルLM
と最小受信レベルLT２及びLT１とがそれぞれ交
わる距離である。

第４図は本実施例のレイマーク・ビーコン装置
の海上のサービス範囲を示し、Ｑはレイマーク・
ビーコン装置の設置位置、Ｓ１は第３図の距離Ｒ
１以内の範囲、Ｓ２は同じく距離Ｒ２とＲ１との
間の範囲、Ｓ３は同じく距離Ｒ３とＲ２との間の
範囲、Ｓ４は同じく距離Ｒ４とＲ３との間の範囲
をそれぞれ示し、QA及びQBはそれぞれレーダ
Ａ及びレーダＢを備えた船舶のある時刻における
位置を示す。

第５図はレーダＡ及びＢを備えた船舶がそれぞ
れ第３図に示す位置QA及びQBに在る時の本実
施例の各部の信号波形等を示す。同図のａはレー
ダＡから発射され本実施例のレイマーク・ビーコ
ン装置に受信されるレーダ・パルス（第３図の最
小受信レベルLT１以上のもの）を示し、Ｐ１及
びＰ３はそれぞれレーダＡのサイドローブによる
レーダ・パルス、Ｐ２はメインローブによるレー
ダ・パルスを示す。同図のｂは同じくレーダＢか
ら発射され本実施例のレイマーク・ビーコン装置
に受信されるレーダ・パルス（最小受信レベル
LT１以上のもの）を示し、Ｐ４はレーダＢのメ
インローブによるレーダ・パルスを示す。同図の
ｃ及びｄはそれぞれビデオ増幅回路１３及び１４
の出力パルスを示し、同図のｅ及びｆはそれぞれ
時間計測回路１５及びパルス間隔計測回路１６の
計測時間（計測している時間の間隔）を示す。同
図のｇ及びｈはそれぞれ比較回路１８及び阻止ゲ
ート回路１９の出力パルスを示す。また、同図の
ｉは論理和回路２０の出力パルスを示し、Ｐ５は
レーダＢのメインローブによるレーダ・パルスＰ
４に対応したパルス、Ｐ６はレーダＡのサイドロ
ーブによるレーダ・パルスＰ１の中の最初のパル
スに対応したパルス、Ｐ７はレーダＡのメインロ
ーブによるパルスＰ２に対応したパルス、そして
Ｐ８はレーダＡのサイドローブによるレーダ・パ
ルスＰ３の中の最初のパルスに対応したパルスで
ある。

レーダＡの性能としては船舶用レーダの平均的
性能を有するものとし、周波数9.4GHz、空中線
利得30dB、尖頭送信出力20KWとして第３図の
受信レベルLM及びLSを描いている（本実施例の
レイマーク・ビーコン装置の空中線利得は6dBと
する）。また、レーダＢもレーダＡと同程度の性
能を有しているものとする。

前記の動作の説明のように、レーダＡが近距離
で第４図の範囲Ｓ２内の位置QAにあり、レーダ
Ｂが遠方で第４図の範囲Ｓ４内の位置QBにある
場合には、第３図を参照するとレーダＡのレー
ダ・パルスはメインローブによるものはビデオ増
幅回路１３と１４から得られ、サイドローブによ
るものはビデオ増幅回路１３のみから得られ、レ
ーダＢからのレーダ・パルスはメインローブによ
るものがビデオ増幅回路１３から得られる。この
ことから第５図のａ，ｂ，ｃ及びｄに示す波形が
得られる。なお、レーダＡの空中線の回転とレー
ダＢの空中線の回転はそれぞれ独立に回転してい
るため、ａのパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３とｂのパル
スＰ４との時間的関係は空中線の回転毎に異なつ
たものとなる。同図のｃに示すビデオ増幅回路１
３の出力パルスにより時間計測回路１５で計測す
る時間の間隔は同図のｅのようになる。同図のｄ
に示すビデオ増幅回路１４の出力パルスによりパ
ルス間隔計測回路１６で計測するパルスの時間間
隔は同図のｆのようになる。このパルス間隔計測
回路１６からメモリ回路１７に出力されるパルス
間隔の計数値は、レーダＡのパルス間隔と、レー
ダＡの前回の空中線の回転時のメインローブによ
るパルスの中の最後のパルスと今回の空中線回転
時のメインローブによるパルスの中の最初のパル
スとの間の時間間隔値の２種類となる。同図のｅ
およびｆの計測時間に対応して比較回路１８の出
力パルスは同図ｇのようになる。レーダＢのパル
ス間隔はレーダＡと同一でないとすると（通常、
異なるレーダが同一のパルス間隔となることはほ
とんどない）、比較回路１８からはレーダＢのレ
ーダ・パルスに対応した出力パルスはない。また
レーダＡのレーダ・パルスＰ１，Ｐ２及びＰ３の
それぞれの最初のパルスに対応した比較回路の出
力パルスもない。これはこれらの最初のパルスと
直前のレーダ・パルスとの間の時間間隔がレーダ
Ａのパルス間隔と異なるためである。

また、レーダＡのレーダ・パルスＰ２の第２番
目のパルスに対応した比較回路１８の出力パルス
もない。これはレーダ・パルスＰ２の最初のパル
スによつてメモリ回路１７に出力され一時的に記
憶されるパルス間隔の計数値は前記の２種類の時
間間隔値のうちのレーダＡのパルス間隔でない方
の後者の時間間隔値であるためである（比較回路
１８ではメモリ回路１７の前回パルスにより記憶
した内容との比較が行われるようにしてある）。
結局、上記以外のレーダ・パルス、すなわちレー
ダ・パルスＰ１及びＰ３の第２番目以降のパルス
とレーダ・パルスＰ３の第３番目以降のパルスに
対応して比較回路１８から出力パルスが得られ
る。阻止ゲート回路１９からは比較回路１８から
出力される上記の出力パルス以外のレーダ・パル
ス、すなわちレーダ・パルスＰ４、レーダ・パル
スＰ１及びＰ３の最初のパルス、レーダ・パルス
Ｐ２の最初と第２番目のパルスに対応したパルス
が同図ｈに示すように出力される。論理和回路２
０からは同図ｄ及びｈの出力パルスの論理和とし
て同図ｉに示す出力パルスが得られる。

このようにしてレーダＡ及びレーダＢのメイン
ローブによるパルスに対応して所定の電波が放射
されることになる。なお、上記のパルスＰ６及び
Ｐ８があるため、レーダＡのサイドローブによる
最初のパルスに対応した電波が抑圧されずに放射
されてしまうわけであるが、実際上は多数存在す
るサイドローブによるパルス群の中のそれぞれ最
初の１パルスのみに対応した電波であるので、あ
まり問題とはならない。

次に、レーダＢの空中線の回転が進み、そのメ
インローブによるパルスＰ４がレーダＡのサイド
ローブによるパルスＰ１またはＰ２のパルスの存
在する期間と重なり合う機会が生じた場合は、そ
の重なり合つた期間では阻止ゲート回路１９でパ
ルスＰ１またはＰ２の一部が阻止されないため、
電波放射を行つてしまうことになる。しかし、レ
ーダＡとレーダＢの空中線はそれぞれ独立に回転
しているので、このような重なり合いの生ずる機
会は小さく、同じく実際上はあまり問題とならな
い。ただし、第４図の範囲Ｓ４にレーダＢのほか
に複数のレーダが存在する場合は、上記の重なり
合いの機会はそれだけ増えることになる。

次に、レーダＡは前のまま第４図の範囲Ｓ２に
あり、レーダＢが第４図の範囲Ｓ３，Ｓ２または
Ｓ１のような近距離にある場合は、少なくともレ
ーダＢのメインローブによるパルスがビデオ増幅
回路１４に出力するようになる。このためパルス
間隔計測回路１６のパルス間隔計数値にはレーダ
ＡのほかにレーダＢのものも含まれるようにな
り、レーダＡのサイドローブによるパルスに対す
る阻止作用が効かないことが生じる。このような
場合は本発明の効果は十分発揮されないことにな
るので、本発明の適用に当つて留意する必要があ
る。

次に、レーダＡが至近距離である第４図の範囲
Ｓ１の中にある場合は、レーダＡのサイドローブ
によるレーダ・パルスの一部がビデオ増幅回路１
４に出力するようになる。このため、このサイド
ローブによるレーダ・パルスに対しては電波放射
が行われ、サイドローブに対する阻止作用が働か
ないことになる。しかし範囲Ｓ１は極めて小さい
ので実際上はほとんど問題とならない。

次に、レーダＡが第４図の範囲Ｓ３またはＳ４
にある場合には、レーダのサイドローブによるレ
ーダパルスはビデオ増幅回路１３及び１４に出力
しないので、レーダＡのメインローブによるレー
ダ・パルスに対してのみ電波放射が行われる。

なお、レーダＢを備えた船舶がレイマーク・ビ
ーコン装置に近づくと、サイドローブによるレー
ダ・パルス電波が空中線１０に受信されるように
なるが、その時にはメインローブによるレーダ・
パルスがビデオ増幅回路１４によつて増幅され、
パルス間隔計測回路１６によつてそのパルス幅が
計測されることになり、上記レーダＡのサイドロ
ーブによるレーダ・パルスと同様にして除去され
る。またレーダは３つ以上であつても同様であ
る。

上述した実施例の動作説明からわかるように本
発明は、レーダを備えた船舶の距離およびレーダ
を備えた他船の存在状況と無関係に、常にサイド
ローブによる電波放射を抑圧できるものではな
い。しかし、レイマーク・ビーコン装置の設置場
所を近距離の船舶交通量の比較的少ないような適
当な場所に選ぶことによつて、かなりの抑圧効果
を期待できる。また、実際上はレイマーク・ビー
コン装置は初認標識として遠距離の船舶のレーダ
に方位標識信号を提供するために使用されてお
り、その設置場所は航海上の地理情報として重要
な場所に選ばれ、必ずしも付近の船舶交通量が多
いとは限らない。したがつて、通常はレーダ側で
のサイドローブによるビーコン電波の受信は本発
明を適用した場合は従来に較べて相当少なくなる
ことが期待できる。

以上説明したように本発明によれば、レーダの
メインローブに対してのみレーダ・パルスと同期
したビーコン電波を放射するようにしたので、サ
イドローブによるビーコン電波の受信を抑圧で
き、ビーコン電波をレーダのPPI映像表示面上に
メインローブの指向性程度の広がりの符号パルス
列として表示でき、方位の指示精度を向上させる
とともに、表示面上の映像の妨害を少なくできる
等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の説明に供するもので、第１図は
従来のレイマーク・ビーコン装置の回路図、第２
図は本発明方式の一実施例を示すレイマーク・ビ
ーコン装置の回路図、第３図は本実施例によるレ
ーダ電波の受信レベルと距離の関係を示す図、第
４図は本実施例の海上のサービス範囲を示す図、
第５図は本実施例の各部の信号波形等を示す図で
ある。 １０……空中線、１１……サーキユレータ、１
２……ビデオ検波回路、１３，１４……ビデオ増
幅回路、１５……時間計測回路、１６……パルス
間隔計測回路、１７……メモリ回路、１８……比
較回路、１９……阻止ゲート回路、２０……論理
和回路、２１……符号パルス発生回路、２２……
掃引電圧発生回路、２３……送信回路、２４……
クロツク発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 船舶等のレーダより発せられるレーダ・パル
   ス電波を受信し、該レーダ・パルス電波より得た
   レーダ・パルスのうち受信レベルの高いものの周
   期を一時的に記憶し、上記レーダ・パルスから受
   信レベルが低くかつその周期が上記記憶した周期
   と同一のレーダ・パルスを除去し、残りのレー
   ダ・パルスに同期して直前のパルスとの間隔より
   やや短かい時間だけ持続する符号パルスを発生
   し、該符号パルスにて送信電波を変調するように
   したことを特徴とするレイマーク・ビーコン装置
   における電波発生方式。