(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海上を航行する被捜索体に搭載され、上空を移動する捜索体の捜索レーダから送信されたレーダ電波を受信し、そのレーダ信号に応答してトリガ信号に応答してトリガ信号を出力するトリガ信号出力部と、このトリガ信号出力部から出力されたトリガ信号に応答して発生された電圧信号に基づいて掃引信号を作成する電圧制御発振器、及び前記トリガ信号が入力されたときに前記電圧信号の発生を開始し、この電圧信号を外的要因に基づく停止条件が満足されるまで前記電圧制御発振器に継続して与える電圧制御部を有する掃引信号発生部と、前記電圧制御発振器から連続して発生された掃引信号により連続した応答電波を発射する空中線部とを備え、
その連続した応答電波により、前記被捜索体の周囲環境の変化又は前記上空の電波強度分布のばらつきが生じても前記捜索レーダにその応答電波が届くようにしたことを特徴とするレーダトランスポンダ。
【請求項２】
請求項１において、外的要因に基づく停止条件は、上記送信部への電力供給が停止したこと、または、応答電波の発射停止を手動指示されたことであるレーダトランスポンダ。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかにおいて、掃引信号発生部は、波形の異なる複数の掃引信号を周期的に発生するものであるレーダトランスポンダ。
【請求項４】
請求項３において、掃引信号の波形は、レーダ電波を送信する捜索レーダの種類に応じて決定されるレーダトランスポンダ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、応答電波は、予め定められた傾斜方向に傾斜したものであるレーダトランスポンダ。
【請求項６】
請求項５において、送信部は、互いに異なる傾斜方向の応答電波を周期的に発生するものであるレーダトランスポンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、救難活動における救命装置としてのレーダトランスポンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、救命装置としてレーダ周波数帯の電磁波（以下便宜上「レーダ電波」という）を利用したレーダトランスポンダが知られている。レーダトランスポンダは、飛行機などに搭載された捜索レーダから発射されたレーダ電波を受信し、この受信されたレーダ電波に対する応答電波を発射する。さらに具体的には、捜索レーダは、レーダ電波を予め定められた発射周期ごとに放射する。この発射周期は、たとえば１ｍｓｅｃである。上記または他の捜索レーダは、次のレーダ電波を発射するまでにレーダトランスポンダから応答電波を受信する。これにより、捜索レーダは、レーダトランスポンダの存在位置およびレーダトランスポンダまでの距離を知ることができる。
【０００３】
レーダトランスポンダは、捜索レーダから発射されたレーダ電波を受信したことをトリガとして、予め定められた数（たとえば１２個）の掃引信号を発生する。図１１は、従来のレーダトランスポンダにおいて発生される掃引信号を示す波形図である。掃引信号の掃引時間Δｔは、たとえば８μｓｅｃである。したがって、たとえば１２個の掃引信号を発生するのに必要な時間ΣΔｔは、８×１２＝９６μｓｅｃである。レーダトランスポンダは、１２個の掃引信号を発生した後は、次にレーダ電波を受信するまで掃引信号を発生しない。レーダトランスポンダは、次にレーダ電波を受信した場合、これをトリガとして予め定められた数の掃引信号を再度発生する。レーダトランスポンダは以上の処理を繰り返し実行することにより、捜索レーダにレーダトランスポンダを探知させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レーダ電波を発射した捜索レーダは、基本的に、レーダトランスポンダからの応答電波を受信できる。しかし、レーダ電波を発射した捜索レーダといえども、レーダトランスポンダの周囲環境によっては応答電波を受信することができない場合がある。より詳述すれば、たとえばレーダトランスポンダが海上を航行している船舶に搭載されている場合、波により応答電波の経路が遮られ、応答電波が捜索レーダに届きにくくなる。また、レーダトランスポンダから発射された応答電波は海面に反射しマルチパス波となる。したがって、レーダトランスポンダの近くに存在していても、電界強度が小さければ応答電波を捕捉できないおそれがある。さらにこの場合、捜索レーダの受信感度が悪ければ応答電波の捕捉は一層困難となる。
【０００５】
これに対処するため、複数の捜索レーダで１つのレーダトランスポンダを捜索することが考えられる。この場合、レーダ電波を発射した捜索レーダで応答電波を受信することができなくても、レーダ電波を発射していない捜索レーダが応答電波の経路が遮られない位置に存在していたり、電界強度の大きな位置に存在していたりするときがある。したがって、このようなときには、レーダ電波を発射していない捜索レーダによりレーダトランスポンダからの応答電波を受信できると一見考えることができる。
【０００６】
しかしながら、レーダ電波を発射していない捜索レーダがたとえ上記のような位置に存在していたとしても、捜索レーダにより応答電波を受信できる確率は非常に小さいから、レーダ電波を発射していない捜索レーダにおいて必ずしも応答電波を受信できるとは限らないとの問題がある。
【０００７】
より詳述すれば、捜索レーダは、応答電波の到来方向が不明なために、受信ビームをたとえば３６０度にわたって周期的にスキャンさせている。また、存在方向を比較的狭い範囲に限定するために、受信ビームのビーム幅を比較的狭く、たとえば３度に設定している。したがって、この場合、レーダトランスポンダの存在方向に受信ビームが向く確率Ｐ１は、Ｐ１＝３度／３６０度＝約０．００８となる。言い換えれば、レーダトランスポンダから送信された応答電波を受信できる確率は、上記０．００８となる。
【０００８】
一方、レーダトランスポンダから応答電波を発射するのは、レーダ電波を受信した後のごく限られた時間だけである。すなわち、応答電波の発射時間は、上述の１２個の掃引信号を発生する例で言えば、８×１２＝９６μｓｅｃとなる。したがって、レーダ電波の発射周期が１ｍｓｅｃであることを考慮すると、その１ｍｓｅｃの間に応答電波を受信できる確率Ｐ２は、Ｐ２＝９６μｓｅｃ／１０００μｓｅｃ＝０．０９６となる。
【０００９】
以上のことから、捜索レーダが応答電波を受信できる確率Ｐは、Ｐ＝Ｐ１×Ｐ２＝０．００８×０．０９６＝０．０００７６８となる。そのため、レーダ電波を発射していない捜索レーダであっても、レーダトランスポンダからの応答電波を受信しにくいということになる。そのため、複数の捜索レーダで１つのレーダトランスポンダを捜索する場合でも、捜索活動に支障をきたすおそれがあるとの問題が生じることになる。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、捜索レーダにおいて応答電波を高確率で受信できるように構成されたレーダトランスポンダを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためこの発明は、海上を航行する被捜索体に搭載され、上空を移動する捜索体の捜索レーダから送信されたレーダ電波を受信し、そのレーダ信号に応答してトリガ信号に応答してトリガ信号を出力するトリガ信号出力部と、このトリガ信号出力部から出力されたトリガ信号に応答して発生された電圧信号に基づいて掃引信号を作成する電圧制御発振器、及び前記トリガ信号が入力されたときに前記電圧信号の発生を開始し、この電圧信号を外的要因に基づく停止条件が満足されるまで前記電圧制御発振器に継続して与える電圧制御部を有する掃引信号発生部と、前記電圧制御発振器から連続して発生された掃引信号により連続した応答電波を発射する空中線部とを備え、
その連続した応答電波により、前記被捜索体の周囲環境の変化又は前記上空の電波強度分布のばらつきが生じても前記捜索レーダにその応答電波が届くようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
実施形態１
図１は、この発明の実施形態１に係るレーダトランスポンダが適用される捜索システムの全体構成を示す概念図である。この捜索システムは、飛行機などの捜索体１に搭載された捜索レーダ２と、船舶などの被捜索体３に搭載されたレーダトランスポンダ４とを備えている。捜索レーダ２は、レーダ周波数帯の電磁波であるレーダ電波５を発射する。レーダトランスポンダ４は、レーダ電波５を受信し、これに応答して応答電波６を発射する。捜索レーダ２は、レーダトランスポンダ４から発射された応答電波６を受信し、当該応答電波６に対応する応答信号を処理することにより、レーダトランスポンダ４の存在位置を探知する。
【００１４】
より詳述すれば、捜索レーダ２は、レーダ電波５を予め定められた発射周期ごとに発射する。発射周期は、たとえば１ｍｓｅｃに設定されている。この発射周期は、レーダ電波５を発射した後当該レーダ電波に対する応答電波を受信するまで次のレーダ電波５を発射しないように定められている。すなわち、上記発射周期は、捜索レーダ２の最大捜索可能距離などに基づいて定められる。
【００１５】
また、捜索レーダ２は、応答電波６を受信するための受信ビーム７を形成している。捜索レーダ２は、応答電波６の到来方向が不明なため、上記受信ビーム７を３６０度にわたって周期的にスキャンさせる。このスキャン周期は、たとえば５００ｍｓｅｃに設定されている。また、探知した存在方向を狭い範囲に限定するために、受信ビーム７のビーム幅ｄを比較的狭く設定している。たとえば受信ビーム７のビーム幅ｄは３度に設定されている。
【００１６】
図２は、レーダトランスポンダ４の内部構成を示すブロック図である。レーダトランスポンダ４は、筐体１０を備えている。筐体１０の一部は開口部となっており、当該開口部にはレドーム１１が装着されている。レドーム１１は、レーダ電波５および応答電波６を効率良く透過し、かつ筐体１０内部を保護するものである。
【００１７】
筐体１０には、空中線部１２と、空中線部１２に電気的に接続された受信部１３と、受信部１３に電気的に接続された掃引信号発生部１４と、受信部１３および掃引信号発生部１４に電気的に接続された電力発生部１５とが内蔵されている。電力発生部１５は、たとえば電池で構成され、受信部２３および掃引信号発生部１４に対して必要な電力を供給する。
【００１８】
より詳述すれば、空中線部１２は、送受共用のもので、レドーム１１を透過してきたレーダ電波５を受信するとともに、応答電波６を空中に発射する。空中線部１２は、受信されたレーダ電波５に対応する電気信号であるレーダ信号を受信部１３に与える。受信部１３は、レーダ電波５を受信した、すなわちレーダ信号を受信したとのトリガ発生条件に応答して、パルス状のトリガ信号を作成する。具体的には、受信部１３は、レーダ信号を受信したとのトリガ発生条件に応答して、レーダ信号を増幅した後検波することにより、パルス状のトリガ信号を作成する。言い換えれば、受信部１３は、レーダ信号を受信したとのトリガ発生条件を満足したことに応答して、パルス状のトリガ信号を作成する。受信部１３は、作成されたトリガ信号を掃引信号発生部１４に出力する。すなわち、この実施形態１では、受信部１３が請求項におけるトリガ信号出力部に相当する。
【００１９】
掃引信号発生部１４は、受信部１３から出力されたトリガ信号に基づいて、所定形状の掃引信号を外的要因に基づく停止条件となるまで継続的に発生する。より具体的には、掃引信号発生部１４は、受信部１３から出力されたトリガ信号に応答して、掃引信号の発生を外的要因に基づく停止条件が満足されるまで継続的に発生する。掃引信号発生部１４により発生された掃引信号は空中線部１２に与えられ、この空中線部１２から応答電波として空中に発射される。すなわち、この実施形態１では、空中線部１２および掃引信号発生部１４が請求項における送信部に相当する。
【００２０】
掃引信号発生部１４についてさらに詳述する。掃引信号発生部１４は、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）制御部１４ａおよびＶＣＯ部１４ｂを含む。ＶＣＯ制御部１４ａは、予め設定された波形の掃引信号を発生させるようにＶＣＯ部１４ｂを制御する。ＶＣＯ制御部１４ａには、掃引情報が予め設定されている。掃引情報は、掃引時間、発振周波数幅および傾斜方向を含む。この実施形態１においては、掃引時間はたとえば８μｓｅｃに設定されている。また、発振周波数幅Δｆはたとえば９２００ＭＨｚ〜９５００ＭＨｚに設定されている。さらに、傾斜方向としては、発振周波数が時間とともに大きくなる方向となっている。
【００２１】
運用時においてＶＣＯ制御部１４ａには、上記トリガ信号が入力されるようになっている。ＶＣＯ制御部１４ａは、上記トリガ信号が入力されたことに応答して、所望波形の掃引信号をＶＣＯ部１４ａにて発生させるために、上記掃引情報を指示する電圧信号を連続的にＶＣＯ部１４ａに与える。
【００２２】
ＶＣＯ部１４ｂは、ＶＣＯ制御部１４ａから与えられた電圧信号に基づいて掃引信号を作成する。より具体的には、ＶＣＯ部１４ｂは、電圧信号に応じた掃引情報の掃引信号を作成する。上述のように電圧信号は連続的に与えられるから、ＶＣＯ部１４ｂは、掃引信号の作成を連続的にかつ繰り返し実行する。こうすることにより、連続した掃引信号が作成される。
【００２３】
上述したように掃引信号発生部１４は、掃引信号の発生を外的要因に基づく停止条件が満足されるまで継続的に発生する。ここに、外的要因に基づく停止条件とは、掃引信号発生部１４の外部において発生するもので、予め定められた数の掃引信号を発生すると自動的に停止するように掃引信号発生部１４内部にプログラムされたものと異なる。
【００２４】
一例を挙げれば、上記停止条件は、電力発生部１５から掃引信号発生部１４への電力供給がなくなったことである。たとえば電力発生部１５を電池で構成している場合、上記停止条件は電池が切れたことである。電力供給がなくなると無条件に掃引信号の発生は停止する。また、上記停止条件は、たとえば発射停止スイッチがユーザにより手動操作されたことである。たとえば捜索レーダ２によりレーダトランスポンダ４が探知された後応答電波を発射する必要はないから、このときにユーザが発射停止スイッチを手動操作するようにマニュアル化しておく。
【００２５】
また、この実施形態１では、受信部１３から２つ目以降のトリガ信号が与えられても、ＶＣＯ制御部１４ａは当該トリガ信号を無視して上記電圧信号の出力を継続する。したがって、ＶＣＯ部１４ｂは、掃引信号の発生を開始した後は、当該掃引信号をクリアすることなく継続して発生することになる。
【００２６】
図３は、掃引信号を示す波形図である。掃引信号は、１つ目のトリガ信号が出力されたタイミングｔ１に応答して発生され始め、その後連続して発生される。この場合、各掃引信号の波形はまったく同一である。タイミングｔ２において２つ目のトリガ信号が出力されても、掃引信号はそれを無視しそのまま継続して発生される。掃引信号の発生は、電力供給停止などの停止条件が満足された場合に強制的に停止される。
【００２７】
図４は、捜索状況の具体例を示す概念図である。図４は、２機の捜索体１ａ、１ｂに同一種類の捜索レーダ２ａ、２ｂがそれぞれ搭載され、かつ１台の小型船舶（たとえば救命ボート）３にレーダトランスポンダ４が搭載されている場合を示している。
【００２８】
図４（ａ）は、大きな波１５がたつような荒れた海を航行している場合を例にとっている。この場合、捜索レーダ２ａ、２ｂからはそれぞれ固有のレーダ周波数のレーダ電波が発射されている。一方の捜索レーダ２ａからのレーダ電波５をレーダトランスポンダ４が受信したとする。レーダトランスポンダ４は、このレーダ電波５の受信に応答して応答電波６を発射し始める。上述のようにこの応答電波６の発射は、電池切れなどの外的要因に基づく停止条件が満足されるまで続けられる。
【００２９】
しかし、大きな波１５がたっている場合、レーダトランスポンダ４から発射された応答電波６は、その大きな波１５によってその経路が遮られるときがある。このとき、レーダ電波５を発射した捜索レーダ２ａに対して応答電波６が届かない場合がある。この場合、たとえ捜索レーダ２ａの受信ビーム７がレーダトランスポンダ４に向いていても、捜索レーダ２ａが応答電波６を良好に受信することは困難となる。
【００３０】
一方、応答電波６は、波１５によって経路が遮られていない方向に存在する他方の捜索レーダ２ｂに届く場合がある。しかし、他方の捜索レーダ２ｂの受信ビーム７は３６０度にわたって周期的にスキャンされ、かつそのビーム幅ｄは非常に狭く設定されている。したがって、当該他方の捜索レーダ２ｂにより応答電波６が受信される機会は限られている。
【００３１】
しかし、この実施形態１に係る応答電波６は連続した掃引信号に対応するものであるから、たとえ捜索レーダ２ｂにより応答電波６が受信される機会が少なくても、捜索レーダ２ｂに応答電波６を受信させる確率は非常に高くなる。すなわち、捜索レーダ２ｂの発射周期に対する応答電波６を受信できる確率Ｐ２は限りなく１に近づくから、結局、捜索レーダ２ｂにより応答電波６を受信できる確率Ｐは大きな値となる。したがって、レーダトランスポンダ４の存在位置を捜索レーダ２において高確率で探知することができる。
【００３２】
図４（ｂ）は、応答電波６がいわゆるマルチパス波になる場合を例にとっている。発明が解決しようとする課題の項でも説明したように、レーダトランスポンダ４から発射された応答電波６は海面１６などで反射し、上空ではマルチパス波となる。その結果、上空の電界強度分布は一点鎖線で示すようにばらつく。したがって、相対的に低レベルの電界強度の位置に存在する捜索レーダ２ａは応答電波６を受信しにくく、相対的に高レベルの電界強度の位置に存在する捜索レーダ２ｂは応答電波６を良好に受信できる。しかも、応答電波６は連続した掃引信号に対応するものであるから、たとえ捜索レーダ２ｂの受信ビーム７がレーダトランスポンダ４の存在方向に向く確率が低くても、捜索レーダ２ｂにおいて応答電波６を良好に受信することができる。そのため、マルチパス波が発生する場合でも、複数の捜索レーダ２ａ、２ｂのうちいずれかにおいてレーダトランスポンダ４を高確率で探知することができる。
【００３３】
なお、捜索レーダ２の性能として受信感度の高低がある。この場合、受信感度が相対的に高い捜索レーダ２であっても、電界強度が相対的に低い位置に存在する場合には、応答電波６を良好に受信できないおそれがある。しかし、この実施形態１では、応答電波６を長期にわたって発射する。したがって、捜索レーダ２を搭載した捜索体１が電界強度が相対的に高い位置に移動するのに多少時間がかかっても、当該捜索レーダ２において応答電波６を良好に受信できる確率は高くなる。そのため、捜索レーダ２においてレーダトランスポンダ４を高確率で探知することができる。
【００３４】
以上のようにこの実施形態１によれば、レーダ電波５を受信したことに応答して掃引信号を連続発生するようにしているから、捜索レーダ２において応答電波を高確率で受信させることができる。しかも、波浪、マルチパスおよびレーダ性能にかかわらずに、複数の捜索レーダ２のうちいずれかの捜索レーダにおいて応答電波６を高確率で受信させることができる。したがって、捜索レーダ２においてレーダトランスポンダ４を高確率で探知させることができる。そのため、レーダトランスポンダ４の探知確率を向上でき、人命救助等を強力に支援することができる。
【００３５】
なお、上記説明では、発振周波数が時間とともに大きくなる傾斜方向の掃引信号を発生する場合を例にとっている。しかし、捜索レーダ２の中には当該傾斜方向の掃引信号を処理できるものもあればできないものもある。たとえば捜索レーダ２の中には、発振周波数が時間とともに小さくなる傾斜方向の掃引信号のみを処理できるものがある。したがって、当該捜索レーダ２に対応するために、たとえば図５に示すように、発振周波数が時間とともに小さくなる傾斜方向の掃引信号を発生するようにしてもよい。
【００３６】
実施形態２
図６は、この発明の実施形態２に係るレーダトランスポンダ４の内部構成を示すブロック図である。図６において、図２と同じ機能部分については同一の参照符号を使用する。
【００３７】
上記実施形態１では、捜索レーダ２から送信されたレーダ電波を受信したことに応答して掃引信号を発生し応答電波を発射することとしている。しかし、何らかの原因で捜索レーダ２からのレーダ電波５がレーダトランスポンダ４に到来しない場合も考えられる。そこで、この実施形態２では、捜索レーダ２からのレーダ電波５がレーダトランスポンダ４に到来しない場合であっても応答電波６を発射できるようにしている。
【００３８】
より詳述すれば、この実施形態２に係るレーダトランスポンダ４は、電波発射スイッチ２０を備えている。電波発射スイッチ２０は、筐体１０に取り付けられ、ユーザにより操作可能になっている。電波発射スイッチ２０は、掃引信号発生部１４に電気的に接続されている。電波発射スイッチ２０は、ユーザにより操作されたことに応答してトリガ信号を掃引信号発生部１４に出力する。すなわち、この実施形態２では、受信部１３および電波発射スイッチ２０が請求項におけるトリガ信号出力部に相当する。掃引信号発生部１４は、このトリガ信号が受信されたことに応答して、掃引信号の発生を開始し、電力発生部１５による電力供給が停止するまで、または、図外の発射停止スイッチが操作されるまで、当該掃引信号の発生を継続する。
【００３９】
以上のようにこの実施形態２によれば、何らかの原因でレーダ電波５がレーダトランスポンダ４に到来しない場合であっても、ユーザにより応答電波６の発射を手動で指示できる。しかも、応答電波６を連続的に発射するから、捜索レーダ２による応答電波の捕捉を高確率で行わせることができる。そのため、レーダトランスポンダ４の探知確率を大幅に向上できる。
【００４０】
なお、上記説明では、応答電波の発射指示をユーザの手動操作で行う場合を説明している。しかし、ユーザの手動操作を伴わずに、たとえば遭難した状況を示す条件を満足したことに自動的に応答して、応答電波６の発射を指示するようにしてもよい。
【００４１】
より詳述すれば、この構成に係るレーダトランスポンダ４は、電波発射スイッチ２０の代わりに、海水検知センサを備えている。海水検知センサは、当該センサ面に海水が一定量以上接触したことに応答して、トリガ信号を掃引信号発生部１４に出力するものである。すなわち、この構成の場合には、受信部１３および海水検知センサがトリガ信号出力部に相当する。掃引信号発生部１４は、このトリガ信号が受信されたことに応答して、掃引信号の継続発生を開始する。
【００４２】
この構成によれば、たとえばレーダトランスポンダ４を搭載した船舶３が遭難し海水が船舶３に入り込んできた場合に応答電波６を人手を介することなく自動的に発射できる。したがって、遭難の混乱によりユーザがレーダトランスポンダ４に触ることができなくても、応答電波６を捜索レーダ２に向けて発射できる。そのため、レーダトランスポンダ４を高確率で捜索レーダ２に探知させることができる。ゆえに、レーダトランスポンダ４の探知確率を向上できる。
【００４３】
また、海水検知センサではなく、たとえば衝撃センサをレーダトランスポンダ４に備えるようにしてもよい。衝撃センサは、予め定められた一定値以上の衝撃が加わったことに応答して、トリガ信号を掃引信号発生部１４に出力するものである。すなわち、この構成の場合には、受信部１３および衝撃センサがトリガ信号出力部に相当する。掃引信号発生部１４は、このトリガ信号が受信されたことに応答して、掃引信号の連続発生を開始する。
【００４４】
この構成によれば、たとえば遭難によりレーダトランスポンダ４が床および壁などに叩き付けられた場合に、応答電波を自動的に発射できる。したがって、遭難の混乱によりユーザがレーダトランスポンダ４に触ることができなくても、応答電波６を捜索レーダ２に向けて発射できる。そのため、レーダトランスポンダ４を高確率で捜索レーダ２に探知させることができる。ゆえに、レーダトランスポンダ４の探知確率を向上できる。
【００４５】
さらにまた、上記説明では、捜索レーダ２からのレーダ電波５を受信する受信部１３を備えている。しかし、たとえば受信部１３を備えずに電波発射スイッチ等だけを備えるようにしてもよい。この構成によれば、レーダトランスポンダ４の構成を簡単にできるから、レーダトランスポンダ４の重量およびコストを低下できる。ゆえに、レーダトランスポンダ４を船舶３等に搭載し易くなる。
【００４６】
実施形態３
図７は、この発明の実施形態３に係るレーダトランスポンダ４における掃引信号を示す波形図である。この実施形態３の説明では、図２を必要に応じて参照する。
【００４７】
上記実施形態１および２では、１種類の捜索レーダ２において探知できるような応答電波６を発射するレーダトランスポンダ４を例にとっている。すなわち、同一波形の掃引信号を連続的に発生するレーダトランスポンダ４を例にとっている。これに対して、この実施形態３では、複数種類の捜索レーダ２において探知できるような応答電波６を発射するレーダトランスポンダ４を例にとっている。
【００４８】
最近の捜索レーダには、探知距離の増大および距離分解能の向上を図るために、パルス圧縮レーダと呼ばれるものが適用される場合がある。この場合、レーダトランスポンダを捜索する捜索レーダの中に、パルス圧縮レーダとそれ以外のレーダとが存在するときがある。また、パルス圧縮レーダの中でも処理可能な掃引信号の波形が異なるものあり、この場合には３種類以上の捜索レーダによりレーダトランスポンダを捜索することになる。
【００４９】
捜索レーダの種類が異なるということは、結局、処理可能な掃引信号の波形が異なるということに帰着する。掃引信号の波形が異なる一形態としては、たとえば掃引信号の傾斜方向および発振周波数幅Δｆは同一であるが、掃引時間が異なるというものがある。すなわち、掃引信号の傾斜角度が異なる。この実施形態３に係るレーダトランスポンダは、このような種類に分かれる複数の捜索レーダ２に対応すべく、掃引時間の異なる掃引信号を連続的にかつ周期的に発生することとしている。
【００５０】
より詳述すれば、ＶＣＯ制御部１４ａは、想定される複数種類の捜索レーダ２にそれぞれ対応する複数の掃引情報を予め保有している。ＶＣＯ制御部１４ａは、各捜索レーダ２に対応する掃引情報を指示する電圧信号を連続的にかつ周期的にＶＣＯ部１４ｂに与える。たとえば５種類の捜索レーダ２に対応する掃引情報を保有している場合、ＶＣＯ制御部１４ａは、５つの異なる波形を指示する電圧信号を連続的に出力した後再び上記５つの異なる波形を指示する電圧信号を繰り返し出力する。
【００５１】
ＶＣＯ部１４ｂは、ＶＣＯ制御部１４ａから出力された電圧信号に応じた波形の掃引信号を発生する。より具体的には、たとえば５つの異なる波形を指示する電圧信号が連続的にかつ周期的に与えられた場合、ＶＣＯ部１４ｂは、５つの異なる波形の掃引信号を連続的に発生し、当該掃引信号の発生を繰り返し実行する。こうすることにより、異なる波形の掃引信号が連続的にかつ周期的に発生されることになる。
【００５２】
より詳述すれば、ＶＣＯ部１４ｂは、第１の捜索レーダに対応する掃引時間Δｔ１の第１の掃引信号３０ａを１つ発生する。次に、ＶＣＯ部１４ｂは、第１の捜索レーダとは種類の異なる第２の捜索レーダに対応する掃引時間Δｔ２の第２の掃引信号３０ｂを第１の掃引信号３０ａに連続して１つ発生する。さらに、ＶＣＯ部１４ｂは、第３、第４および第５の捜索レーダにそれぞれ対応する掃引時間Δｔ３、Δｔ４およびΔｔ５の第３、第４および第５の掃引信号３０ｃ、３０ｄおよび３０ｅを、それぞれ、第２、第３および第４の掃引信号３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄに連続して１つずつ発生する。ＶＣＯ部１４ｂは、以上の第１ないし第５の掃引信号３０ａないし３０ｅの出力を１周期とし、以後これを繰り返し実行する。
【００５３】
なお、この掃引信号の発生は、上記実施形態１と同様に、電力発生部１５による電力供給がなくなるまで、または発射停止スイッチが操作されるまで、継続される。
【００５４】
以上のようにこの実施形態３によれば、捜索レーダ２の種類に応じた波形の掃引信号を連続的にかつ周期的に発生しているから、複数種類の捜索レーダ２によりレーダトランスポンダ４が捜索されている場合であっても、いずれかの捜索レーダ２においてレーダトランスポンダ４を高確率で探知させることができる。したがって、レーダトランスポンダ４の探知確率を一層向上でき、人命救助等を一層強力に支援することができる。
【００５５】
なお、上記説明では、第１ないし第５の掃引信号３０ａないし３０ｅの傾斜方向は、すべて時間とともに発振周波数が大きくなる方向となっている。しかし、第１ないし第５の掃引信号３０ａないし３０ｅの傾斜方向を、たとえば図８に示すように、捜索レーダ２の種類に応じて時間とともに発振周波数が小さくなる方向としてもよいことはもちろんである。
【００５６】
また、上記説明では、第１ないし第５の掃引信号３０ａないし３０ｅをそれぞれ１つずつ発生する場合を例にとっている。しかし、たとえば第１ないし第５の掃引信号３０ａないし３０ｅをそれぞれ複数ずつ発生するようにしてもよい。この場合、第１ないし第５の掃引信号３０ａないし３０ｅをすべて同一数だけ発生してもよく、また異なる数だけ発生してもよい。
【００５７】
実施形態４
図９は、この発明の実施形態４に係るレーダトランスポンダ４における掃引信号を示す波形図である。この実施形態４の説明では、図２を必要に応じて参照する。
【００５８】
上記実施形態３では、傾斜方向および発振周波数の変化幅が同一で掃引時間だけが異なる場合を例にとっている。しかし、捜索レーダ２の中には、他の捜索レーダ２と比較した場合、傾斜方向だけが異なる種類のものもある。そこで、この実施形態４では、発振周波数幅Δｆおよび掃引時間は同一で傾斜方向だけが異なる複数種類の捜索レーダ２に対応できるレーダトランスポンダ４を例にとっている。
【００５９】
より詳述すれば、この実施形態４では、発振周波数幅Δｆおよび掃引時間は同一で傾斜方向が反対の２種類の捜索レーダを想定している。ＶＣＯ制御部１４ａは、第１の掃引情報および第２の掃引情報を保有している。第１の掃引情報は、第１の捜索レーダ２に対応するもので、時間の経過とともに発振周波数が大きくなることを規定している。第２の掃引情報は、第２の捜索レーダ２に対応するもので、時間の経過とともに発振周波数が小さくなることを規定している。この場合、掃引時間および発振周波数幅Δｆは同一である。
【００６０】
ＶＣＯ制御部１４ａは、たとえば第１の掃引情報を指示する第１の電圧信号を予め定められた回数だけ連続的に出力した後、第２の掃引情報を指示する第２の電圧信号を予め定められた回数だけ連続的に出力する。また、ＶＣＯ制御部１４ａは、第２の電圧信号を出力した後には、当該第２の電圧信号に連続して第１の電圧信号を再び出力し始める。すなわち、ＶＣＯ制御部１４ａは、第１および第２の電圧信号を繰り返し出力する。
【００６１】
ＶＣＯ部１４ｂは、第１の電圧信号に応じて時間の経過とともに発振周波数が大きくなるような第１の掃引信号４０ａを予め定められた数（たとえば５つ）だけ連続的に発生した後、第２の電圧信号に応じて時間の経過とともに発振周波数が小さくなるような第２の掃引信号４０ｂを予め定められた数（たとえば５つ）だけ連続的に作成する。また、ＶＣＯ部１４ｂは、この掃引信号の発生処理を繰り返し実行する。これにより、レーダトランスポンダ４は、２種類の捜索レーダに対応した応答電波６を発射することができる。
【００６２】
以上のようにこの実施形態４によれば、傾斜方向の異なる掃引信号を連続的にかつ周期的に発生するから、傾斜方向の異なる掃引信号を処理可能な複数の捜索レーダ２を捜索に使用する場合であっても、レーダトランスポンダ４を高確率で探知させることができる。
【００６３】
なお、上記説明では、第１の掃引信号４０ａを予め定められた数だけ連続して発生した後にはじめて第２の掃引信号４０ｂを発生することとしている。しかし、たとえば第１および第２の掃引信号４０ａ、４０ｂを１つずつ交互に発生するようにしてもよい。すなわち、この構成に係る掃引信号発生部１４は、第１の掃引信号４０ａを１つ発生した後この第１の掃引信号４０ａに連続して第２の掃引信号４０ｂを１つ発生し、さらにこの第２の掃引信号４０ｂに連続して第１の掃引信号４０ａを１つ発生する。この構成によれば、第１および第２の掃引信号４０ａ、４０ｂに対応する応答電波６が上記説明の場合よりも頻繁に発射されるから、捜索レーダ２による応答電波６の捕捉を一層高確率で行うことができる。
【００６４】
また、上記説明では、第１および第２の掃引信号４０ａ、４０ｂの掃引時間を同一としている。しかし、たとえば実施形態２のように、第１の掃引信号４０ａとして複数の掃引時間の掃引信号を含むものを採用し、また、第２の掃引信号４０ｂとして複数の掃引時間の掃引信号を含むものを採用してもよい。
【００６５】
実施形態５
図１０は、この発明の実施形態５に係るレーダトランスポンダ４における掃引信号を示す波形図である。
【００６６】
上記実施形態１では、最初に受信されたレーダ電波のみを掃引信号発生のトリガとしている。これに対して、この実施形態５では、受信されたすべてのレーダ電波を掃引信号発生のトリガとしている。
【００６７】
より詳述すれば、上述のように、ＶＣＯ制御部１４ａは、受信部１３から１つ目のトリガ信号が与えられると（タイミングｔ１）、掃引情報を指示する電圧信号をＶＣＯ１４ｂに連続的に与える。その結果、ＶＣＯ部１４ｂは、図１０（ｂ）に示すように、所望波形の掃引信号を連続的に発生する。
【００６８】
この状況において、ＶＣＯ制御部１４ａに受信部１３から２つ目のトリガ信号が与えられると（タイミングｔ２）、ＶＣＯ制御部１４ａは、それまでの電圧信号の出力をいったんクリアするとともに、掃引情報を指示する電圧信号を最初から出力し始める。その結果、ＶＣＯ部１４ｂは、実施形態１であれば二点鎖線で示すような波形の掃引信号を発生するところを、実線で示すようにタイミングｔ２から始まる掃引信号を発生することになる。
【００６９】
以後、ＶＣＯ制御部１４ａおよびＶＣＯ部１４ｂは、同様の処理を繰り返し、電力供給停止などの外的要因に基づく停止条件が満足されたことに応答して、掃引信号の発生を強制的に終了させる。
【００７０】
以上のようにこの実施形態５によれば、受信されたすべてのレーダ電波を掃引信号発生のトリガとしているから、当該レーダトランスポンダ４を捜索しているすべての捜索レーダ２において、レーダトランスポンダ４の存在方向およびレーダトランスポンダ４までの距離を探知することができる。
【００７１】
より詳述すれば、捜索レーダ２は、発射したレーダ電波５に対する応答電波６を受信してはじめてレーダトランスポンダ４までの距離まで探知することができる。実施形態１のように最初のレーダ電波のみをトリガとする場合、２つ目以降のレーダ電波を発射した捜索レーダ２においては、応答電波６の到来方向は探知できても、レーダトランスポンダ４までの距離を探知することはできない。もちろん、複数の捜索レーダ２間において探知方向を連絡し、いわゆる３角測量などにより距離を割り出すことはできるが、各々の捜索レーダ２単独で距離を割り出すことはできない。
【００７２】
しかし、すべてのレーダ電波をトリガとする場合には、発射したレーダ電波に対する応答電波をすべての捜索レーダ２において受信できる可能性がある。したがって、すべての捜索レーダ２において単独で、方向だけでなく距離まで探知することができる可能性がある。そのため、レーダトランスポンダ４の探知を迅速に行うことができ、人命救助等をより一層強力に支援することができる。
【００７３】
なお、図１０においては、実施形態１のように時間の経過とともに発振周波数が大きくなる傾斜方向の１種類の掃引信号を発生する場合を例にとっている。しかし、たとえば図５のように時間の経過とともに発振周波数が小さくなる傾斜方向の１種類の掃引信号を発生する場合に対しても、すべてのレーダ電波をトリガとする構成を採用してもよいことはもちろんである。また、実施形態３のように異なる掃引時間の複数の掃引信号を発生する場合、および、実施形態４のように掃引信号の傾斜方向を周期的に変化させる場合に対しても、すべてのレーダ電波をトリガとする構成を採用してもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、海上を航行する被捜索体に搭載され、上空を移動する捜索体の捜索レーダから送信されたレーダ電波を受信し、そのレーダ信号に応答してトリガ信号に応答してトリガ信号を出力するトリガ信号出力部と、このトリガ信号出力部から出力されたトリガ信号に応答して発生された電圧信号に基づいて掃引信号を作成する電圧制御発振器、及び前記トリガ信号が入力されたときに前記電圧信号の発生を開始し、この電圧信号を外的要因に基づく停止条件が満足されるまで前記電圧制御発振器に継続して与える電圧制御部を有する掃引信号発生部と、前記電圧制御発振器から連続して発生された掃引信号により連続した応答電波を発射する空中線部とを備え、
その連続した応答電波により、前記被捜索体の周囲環境の変化又は前記上空の電波強度分布のばらつきが生じても前記捜索レーダにその応答電波が届くようにしたため、当該レーダトランスポンダを捜索している捜索レーダに対して、当該レーダトランスポンダを高確率に探知させることができる。そのため、人命救助等を強力に支援することができる。
【００７５】
さらに、異なる波形の掃引信号を周期的に発生する場合には、異なる波形の掃引信号をそれぞれ処理できる複数種類の捜索レーダにおいて、応答電波を処理できるようにすることができる。したがって、複数台の捜索レーダでの捜索が可能となる。そのため、レーダトランスポンダを迅速に探知できる。
【００７６】
さらにまた、捜索レーダにおいて処理可能な傾斜方向の掃引信号を発生するように掃引信号の傾斜方向を設定しておけば、応答電波を捜索レーダに高確率で受信させることができる。特に、異なる傾斜方向の掃引信号を周期的に発生する場合には、複数台の捜索レーダでの捜索が可能となるから、レーダトランスポンダの探知を迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１に係るレーダトランスポンダが適用される捜索システムの構成を示す概念図である。
【図２】レーダトランスポンダの内部構成を示すブロック図である。
【図３】掃引信号を示す波形図である。
【図４】捜索状況の具体例を示す概念図である。
【図５】掃引信号の他の例を示す波形図である。
【図６】この発明の実施形態２に係るレーダトランスポンダの内部構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施形態３に係るレーダトランスポンダにおいて発生される掃引信号を示す波形図である。
【図８】掃引信号の他の例を示す波形図である。
【図９】この発明の実施形態４に係るレーダトランスポンダにおいて発生される掃引信号を示す波形図である。
【図１０】この発明の実施形態５に係るレーダトランスポンダにおいて発生される掃引信号を示す波形図である。
【図１１】従来のレーダトランスポンダにおいて発生される掃引信号を示す波形図である。
【符号の説明】
４  レーダトランスポンダ、５  レーダ電波、６  応答電波、１２  空中線部、１３  受信部、１４  掃引信号発生部、２０  電波発射スイッチ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、４０ａ、４０ｂ  掃引信号。
【図１】
0003627607.tif 000002
【図２】
0003627607.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003627607.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003627607.tif 000011
【図１１】
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