JP2001116834A

JP2001116834A - レーダ装置

Info

Publication number: JP2001116834A
Application number: JP30076499A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Goto; 良二後藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】モノパルスレーダ装置で校正信号を受信機に
入力して和チャンネルと差チャンネルの位相差を求める
にあたり、ビデオ信号に重畳しているオフセット電圧成
分に起因する誤差をなくすことができるレーダ装置を得
る。【解決手段】ミクサによって校正信号に位相が０度の
場合と１８０度の場合の位相変調を施して、ミクサの設
定が０度の場合のビデオ信号とミクサの設定が１８０度
の場合のビデオ信号の振幅差を用いてチャンネル間位相
差を求めることによりビデオ信号に重畳しているオフセ
ット電圧成分に起因する誤差をなくす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はモノパルスレーダ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モノパルスレーダでは、モノパルスアン
テナにおいて和のパターンと差のパターンからなるモノ
パルスパターンを形成し、このモノパルスパターンで受
信した信号を、それぞれ和信号および差信号として受信
機に伝達する。受信機では和信号と差信号を、それぞれ
独立した和チャンネルおよび差チャンネルと呼ばれる２
つのチャンネルに入力し、増幅、周波数変換して直交検
波し、それぞれのチャンネルでＩビデオ信号とＱビデオ
信号と呼ばれる互いに位相が９０度異なるビデオ信号と
して信号処理部に伝達する。信号処理部では、この和チ
ャンネルと差チャンネルのビデオ信号を用いて目標の角
度、距離、速度を算出する。一般に受信機の和チャンネ
ルと差チャンネルは同じ位相を保つように構成されてい
るが、個々の部品はばらつきをもつために、チャンネル
間での位相差が生じる。このようにチャンネル間位相差
を持ったビデオ信号を用いて信号処理を行うと、その結
果得られるレーダ性能に誤差が生じるが、あらかじめチ
ャンネル間位相差がわかっていればこの値を補正値とし
て用いることが可能である。従ってチャンネル間位相差
を知るために、受信機入力端に設けたカップラを介して
校正信号を入力したときのビデオ信号から位相差を算出
することが一般に行われる。

【０００３】図５は、従来のレーダ装置を示す図であ
る。図５において１はモノパルスアンテナ、２はサーキ
ュレータ、３ａは和チャンネルのカップラ、３ｂは差チ
ャンネルのカップラ、４ａは和チャンネルの受信機、４
ｂは差チャンネルの受信機、５は信号発生回路、６は送
信信号、７は校正信号、８はローカル信号、９は信号処
理部である。

【０００４】従来のレーダ装置で校正信号を入力してチ
ャンネル間位相差を測定する動作を図５で説明する。信
号発生回路９はレーダの送信信号６を発生するととも
に、受信信号をビデオ信号に変換するのに必要なローカ
ル信号８を供給する。校正信号７は送信信号６と同一の
ものであり、カップラ３を介して受信機４に入力され
る。受信機４ではこの校正信号７を直交検波して互いに
位相が９０度異なるＩビデオ信号とＱビデオ信号として
信号処理部９に出力する。この動作は和チャンネル、差
チャンネルとも同一である。和チャンネルと差チャンネ
ルのそれぞれのＩビデオ信号とＱビデオ信号を、それぞ
れＳＵＭＩ、ＳＵＭＱ、ＤＩＦＩ、ＤＩＦＱとすると、
これらは次式で表される。

【０００５】

【数１】

【０００６】数１においてωはドップラ角周波数である
ため校正信号７を入力した場合は零である。ｔは時間、
Δφは和チャンネルに対する差チャンネルの相対位相差
すなわちチャンネル間位相差を表わす。数１より、チャ
ンネル間位相差Δφは次式で求めることができる。Δφ
の算出は信号処理部で行われる。

【０００７】

【数２】

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】モノパルスレーダ装置
では、上述したように、校正信号７を入力したときの各
チャンネルのＩビデオ信号とＱビデオ信号の振幅からチ
ャンネル間位相差が求められる。しかしながら受信機４
を構成する回路では、直交検波したビデオ信号を増幅す
るビデオアンプでオフセット電圧が発生するため、ビデ
オ信号の振幅にはオフセット電圧成分が重畳して誤差を
含んでいることになり、信号処理部９において上述した
方法でチャンネル間位相差を算出しても、その値は正確
なチャンネル間位相差にはならないという課題があっ
た。

【０００９】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、ビデオ信号にオフセット電圧が生じ
てもチャンネル間位相差を正確に検出できることを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるレーダ
装置は、校正信号に位相が０度の場合と１８０度の場合
の２値位相変調を施すためのミクサを信号発生回路の出
力端に設け、カップラを介して受信機に入力する構成と
しているとともに、信号処理部においてミクサが０度に
設定されたタイミングにおけるビデオ信号の振幅と１８
０度に設定されたタイミングにおけるビデオ信号の振幅
の差を用いてチャンネル間位相差を算出する手段を有す
る構成としている。

【００１１】また、第２の発明によるレーダ装置は、ロ
ーカル信号に位相が０度の場合と１８０度の場合の２値
位相変調を施すためのミクサを信号発生回路のローカル
出力端に設ける構成としているとともに、信号処理部に
おいてミクサが０度に設定されたタイミングにおけるビ
デオ信号の振幅と１８０度に設定されたタイミングにお
けるビデオ信号の振幅の差を用いてチャンネル間位相差
を算出する手段を有する構成としている。

【００１２】また、第３の発明によるレーダ装置は、校
正信号に位相が０度の場合と１８０度の場合の２値位相
変調を施すためのミクサを和チャンネルと差チャンネル
の各々のカップラの出力端に設けて受信機に入力する構
成としているとともに、信号処理部においてミクサが０
度に設定されたタイミングにおけるビデオ信号の振幅と
１８０度に設定されたタイミングにおけるビデオ信号の
振幅の差を用いてチャンネル間位相差を算出する手段を
有する構成としている。

【００１３】また、第４の発明によるレーダ装置は、受
信機の中間周波数信号に位相が０度の場合と１８０度の
場合の２値位相変調を施すためのミクサを和チャンネル
と差チャンネルの各々の和チャンネルと差チャンネルの
各々の和チャンネルと差チャンネルの各々の受信機内部
の中間周波数帯に設ける構成としているとともに、信号
処理部においてミクサが０度に設定されたタイミングに
おけるビデオ信号の振幅と１８０度に設定されたタイミ
ングにおけるビデオ信号の振幅の差を用いてチャンネル
間位相差を算出する手段を有する構成としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１を示す図であり、図１において１〜９は従
来装置と同一のものであり、１０はミクサである。

【００１５】校正信号７は信号発生回路９の出力端に接
続されたミクサ１０を経由してカップラ３に入力される
構成となっている。ミクサ１０は、校正信号７の位相を
０度の場合と１８０度の場合の２値に位相変調する。こ
のように位相変調された校正信号７が受信機４に入力さ
れると、ミクサ１０の設定が１８０度の場合のビデオ信
号はミクサ１０の設定が０度の場合のビデオ信号に対し
て位相が１８０度反転することになる。さらにビデオ信
号は上述したようにオフセット電圧を含んでいる。ミク
サ１０の設定が０度の場合の和チャンネルおよび差チャ
ンネルのＩビデオ信号およびＱビデオ信号をそれぞれＳ
ＵＭＩ０、ＳＵＭＱ０、ＤＩＦＩ０、ＤＩＦＱ０、ミク
サ１０の設定が１８０度の場合の和チャンネルおよび差
チャンネルのＩビデオ信号およびＱビデオ信号をそれぞ
れＳＵＭＩπ、ＳＵＭＱπ、ＤＩＦＩπ、ＤＩＦＱπと
すると、これらは次式で表される。

【００１６】

【数３】

【００１７】ここで、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４はそれぞ
れ和チャンネルのＩビデオ信号のオフセット電圧、和チ
ャンネルのＱビデオ信号のオフセット電圧、差チャンネ
ルのＩビデオ信号のオフセット電圧、差チャンネルのＱ
ビデオ信号のオフセット電圧である。この式から、チャ
ンネル間位相差Δφは次式で求められる。

【００１８】

【数４】

【００１９】すなわち、信号処理部９において、ミクサ
１０の設定が０度の場合と１８０度の場合の各ビデオ信
号の振幅差からチャンネル間位相差を算出してやれば、
ビデオ信号のオフセット電圧に無関係に正確な値を得る
ことが可能である。

【００２０】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示す図であり、図において１〜１０は実施の形態
１と同一のものである。上記実施の形態１では、ミクサ
１０を信号発生回路５の校正信号７の出力端に設けてい
るが、ミクサ１０を信号発生回路５のローカル信号８の
出力端に設けたものである。本実施の形態で実施の形態
１と同様の効果を期待できる。

【００２１】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３を示す図であり、図において１〜１０は実施の形態
１と同一のものである。上記実施の形態１および実施の
形態２では、ミクサ１０を信号発生回路５の出力端に設
けているが、これを和チャンネルと差チャンネルの受信
機の入力端にそれぞれ設けたものである。本実施の形態
で実施の形態１と同様の効果を期待できる。

【００２２】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４を示す図であり、図において１〜１０は実施の形態
３と同一のものである。実施の形態３ではミクサ１０を
和チャンネルと差チャンネルの受信機４の入力端にそれ
ぞれ設けているが、受信機４の内部で周波数変換した中
間周波数帯に設けたものであり、本実施の形態で実施の
形態１と同様の効果を期待できる。

【００２３】

【発明の効果】第１の発明によれば、カップラに入力さ
れる校正信号に０度および１８０度の位相変調を施して
それぞれの場合で観測される和チャンネルと差チャンネ
ルのそれぞれのＩビデオ信号およびＱビデオ信号の振幅
差からチャンネル間位相差を算出する構成としているの
で、ビデオ信号に重畳しているオフセット電圧に無関係
に和チャンネルと差チャンネルの位相差を求めることが
できる。

【００２４】また、第２の発明によれば、受信機に入力
されるローカル信号に０度および１８０度の位相変調を
施してそれぞれの場合で観測される和チャンネルと差チ
ャンネルのそれぞれのＩビデオ信号およびＱビデオ信号
の振幅差からチャンネル間位相差を算出する構成として
いるので、ビデオ信号に重畳しているオフセット電圧に
無関係に和チャンネルと差チャンネルの位相差を求める
ことができる。

【００２５】また、第３の発明によれば、受信機の入力
端にミクサを設けて０度および１８０度の位相変調を施
してそれぞれの場合で観測される和チャンネルと差チャ
ンネルのそれぞれのＩビデオ信号およびＱビデオ信号の
振幅差からチャンネル間位相差を算出する構成としてい
るので、ビデオ信号に重畳しているオフセット電圧に無
関係に和チャンネルと差チャンネルの位相差を求めるこ
とができる。

【００２６】また、第４の発明によれば、受信機内部の
中間周波数帯にミクサを設けて０度および１８０度の位
相変調を施してそれぞれの場合で観測される和チャンネ
ルと差チャンネルのそれぞれのＩビデオ信号およびＱビ
デオ信号の振幅差からチャンネル間位相差を算出する構
成としているので、ビデオ信号に重畳しているオフセッ
ト電圧に無関係に和チャンネルと差チャンネルの位相差
を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ装置を
示す図である。

【図２】この発明の実施の形態２によるレーダ装置を
示す図である。

【図３】この発明の実施の形態３によるレーダ装置を
示す図である。

【図４】この発明の実施の形態４によるレーダ装置を
示す図である。

【図５】従来のレーダ装置を示す図である。

【符号の説明】

１モノパルスアンテナ、２サーキュレータ、３カ
ップラ、４受信機、５信号発生回路、９信号処理
部、１０ミクサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】和信号の端子と差信号の端子を持つモノ
パルスアンテナと、送信信号と校正信号ならびにローカ
ル信号を発生する信号発生回路と、上記信号発生回路の
校正信号出力端子に接続されて上記信号発生回路から入
力される制御信号により校正信号の位相を０度の場合と
１８０度の場合の２値の状態に位相変調するミクサと、
第１〜第３の端子を持ちそのうちの第１の端子が上記モ
ノパルスアンテナの和信号の端子に接続され、第２の端
子が上記信号発生回路の送信信号の出力端子に接続され
たサーキュレータと、２つの入力端子と１つの出力端子
を持ち一方の入力端子が上記サーキュレータの第３の端
子に接続された和チャンネルのカップラと、２つの入力
端子と１つの出力端子を持ち一方の入力端子が上記モノ
パルスアンテナの差信号の端子に接続された差チャンネ
ルのカップラと、上記和、差チャンネルの各々のカップ
ラの出力端子および上記信号発生回路のローカル信号の
出力端子に各々接続される和、差チャンネルの受信機
と、上記和、差チャンネルのカップラの他方の入力端子
がそれぞれ上記ミクサの出力に接続され、上記和、差チ
ャンネルの受信機の出力であるビデオ信号を接続されて
上記ミクサの出力が０度の場合と１８０度の場合のそれ
ぞれの受信機出力の振幅差から和チャンネルと差チャン
ネルの位相差を算出する手段を有する信号処理部とから
構成されることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】和信号の端子と差信号の端子を持つモノ
パルスアンテナと、送信信号と校正信号ならびにローカ
ル信号を発生する信号発生回路と、上記信号発生回路の
ローカル信号出力端に接続されて上記信号発生回路から
入力される制御信号により校正信号の位相を０度の場合
と１８０度の場合の２値の状態に位相変調するミクサ
と、第１〜第３の端子を持ちそのうちの第１の端子が上
記モノパルスアンテナの和信号の端子に接続され、第２
の端子が上記信号発生回路の送信信号の出力端子に接続
されたサーキュレータと、２つの入力端子と１つの出力
端子を持ち一方の入力端子が上記サーキュレータの第３
の端子に接続された和チャンネルのカップラと、２つの
入力端子と１つの出力端子を持ち一方の入力端子が上記
モノパルスアンテナの差信号の端子に接続された差チャ
ンネルのカップラと、上記和、差チャンネルの各々のカ
ップラの出力端子および上記ミクサの出力端子に各々接
続される和、差チャンネルの受信機と、上記和、差チャ
ンネルのカップラの他方の入力端子がそれぞれ上記信号
発生回路の校正信号の出力端子に接続され、上記和、差
チャンネルの受信機の出力であるビデオ信号を接続され
て上記ミクサの出力が０度の場合と１８０度の場合のそ
れぞれの受信機出力の振幅差から和チャンネルと差チャ
ンネルの位相差を算出する手段を有する信号処理部とか
ら構成されることを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】和信号の端子と差信号の端子を持つモノ
パルスアンテナと、送信信号と校正信号ならびにローカ
ル信号を発生する信号発生回路と、第１〜第３の端子を
持ちそのうちの第１の端子が上記モノパルスアンテナの
和信号の端子に接続され第２の端子が上記信号発生回路
の送信信号の出力端に接続されたサーキュレータと、２
つの入力端子と１つの出力端子を持ち一方の入力端子が
上記サーキュレータの第３の端子に接続された和チャン
ネルのカップラと、２つの入力端子と１つの出力端子を
持ち一方の入力端子が上記モノパルスアンテナの差信号
の端子に接続された差チャンネルのカップラと、上記
和、差チャンネルの各々のカップラの出力端子に接続さ
れて上記信号発生回路から入力される制御信号により上
記和、差チャンネルの各々のカップラの出力信号の位相
を０度の場合と１８０度の場合の２値の状態に位相変調
する和、差チャンネルのミクサと、上記和、差チャンネ
ルの各々のミクサ出力端子および上記信号発生回路のロ
ーカル信号の出力端子に各々接続される和、差チャンネ
ルの受信機と、上記和、差チャンネルのカップラの他方
の入力端子がそれぞれ上記信号発生回路校正信号の出力
端子に接続され、上記和、差チャンネルの受信機の出力
であるビデオ信号を接続されて上記ミクサの出力が０度
の場合と１８０度の場合のそれぞれの受信機出力の振幅
差から和チャンネルと差チャンネルの位相差を算出する
手段を有する信号処理部とから構成されることを特徴と
するレーダ装置。
【請求項４】和信号の端子と差信号の端子を持つモノ
パルスアンテナと、送信信号と校正信号ならびにローカ
ル信号を発生する信号発生回路と、第１〜第３の端子を
持ちそのうちの第１の端子が上記モノパルスアンテナの
和信号の端子に接続され第２の端子が上記信号発生回路
の送信信号の出力端に接続されたサーキュレータと、２
つの入力端子と１つの出力端子を持ち一方の入力端子が
上記サーキュレータの第３の端子に接続された和チャン
ネルのカップラと、２つの入力端子と１つの出力端子を
持ち一方の入力端子が上記モノパルスアンテナの差信号
の端子に接続された差チャンネルのカップラと、上記
和、差チャンネルの各々のカップラの出力端子および上
記信号発生回路のローカル信号の出力端子に各々接続さ
れる和、差チャンネルの受信機と、上記和、差チャンネ
ルの各々の受信機内部の中間周波数帯に設けられて上記
信号発生回路から入力される制御信号により中間周波数
信号を０度の場合と１８０度の場合の２値の状態に位相
変調する和、差チャンネルのミクサと、上記和、差チャ
ンネルのカップラの他方の入力端子がそれぞれ上記信号
発生回路校正信号の出力端子に接続され、上記和、差チ
ャンネルの受信機の出力であるビデオ信号を接続されて
上記ミクサの出力が０度の場合と１８０度の場合のそれ
ぞれの受信機出力の振幅差から和チャンネルと差チャン
ネルの位相差を算出する手段を有する信号処理部とから
構成されることを特徴とするレーダ装置。