(57)【要約】【課題】  パルスレプリカの取得とパルスレプリカの設定切替に時間を要するため、Ｎ回目の観測終了後にＮ＋１回目（Ｎは正数）の観測を行う際の観測時間間隔が長くなる。このため、近接する観測領域を短時間に観測することができないという問題があった。【解決手段】  送信パルスを発生させる送信機２と、前記送信機２から送信された前記送信パルスを分配するカップラ３と、前記カップラ３から分配された前記送信パルスを目標に対して照射し、前記目標で散乱された散乱波を受信するアンテナ５と、前記アンテナ５を介して受信した散乱波および前記カップラ３から分配された送信パルスのパルスレプリカのそれぞれのデータを記録する受信機７とを備える。【選択図】      図１
2014038054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信パルスを発生させる送信機と、
前記送信機から送信された前記送信パルスをアンテナと受信機へ分配するカップラと、
前記カップラから分配された前記送信パルスを目標に対して照射し、前記目標で散乱された散乱波を受信するアンテナと、
前記アンテナを介して受信した散乱波および前記カップラから分配された前記送信パルスのパルスレプリカのそれぞれのデータを並列に記録する受信機と、
を備えたパルス圧縮レーダ装置。
【請求項２】
前記カップラで受信機へ分配する送信パルス信号を、受信機が正常に動作するレベルまで減衰するアッテネータを備えたことを特徴とする請求項１記載のパルス圧縮レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数変調によりレンジ圧縮を行うパルス圧縮レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルス圧縮レーダ装置は、送信アンテナより電波を送信し、観測対象からの散乱波を受信アンテナで受信して目標の観測を行う。レンジ方向に高分解能な目標検出データを取得するには、高電力でかつパルス幅の短い信号を送信することが必要となる。せん頭送信電力に制約のあるパルスレーダにおいては、電力の大きさとパルス幅の短さとは相反する関係にある。このため高いレンジ分解能を実現できるように、例えば非特許文献１に記載されるようなパルス圧縮処理が用いられている。このパルス圧縮処理は、信号を空間に放射する際に使用した信号の参照となる信号（以下、パルスレプリカという。）と、受信アンテナにより受信した信号との相互相関処理を行い、レンジ方向に高い分解能を有する信号を得ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】吉田考著、「改訂レーダ技術」、電子情報通信学会（1996）、p275-278
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のパルス圧縮レーダ装置は、パルス圧縮処理に用いるパルスレプリカの取得と、観測対象から受信する散乱波の観測を別々に実施していた。具体的には、観測前にパルスレプリカを取得する時間を設け、パルスレプリカを取得した後に、パルスレプリカの設定を変更し、変更後のパルスレプリカを参照して観測を行う。なお、パルスレプリカの取得は観測の後に実施してもよい。
【０００５】
従来のパルス圧縮レーダ装置を合成開口レーダに利用する場合、パルスレプリカの取得とパルスレプリカの設定切替に時間を要するため、Ｎ回目の観測終了後にＮ＋１回目（Ｎは正数）の観測を行う際の観測時間間隔が長くなる。このため、近接する観測領域を短時間に観測することができないという問題があった。
【０００６】
また、パルス圧縮レーダ装置を構成するハードウェアの動作時の温度変化により、予め取得したパルスレプリカと、観測に用いる送信信号波形との間に、時間経過に伴い差異が生じ、パルス圧縮処理性能が低下するという問題もあった。
【０００７】
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、パルスレプリカの取得に伴う観測の長時間化を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるパルス圧縮レーダ装置は、送信パルスを発生させる送信機と、前記送信機から送信された前記送信パルスをアンテナと受信機へ分配するカップラと、前記カップラから分配された前記送信パルスを目標に対して照射し、前記目標で散乱された散乱波を受信するアンテナと、前記アンテナを介して受信した散乱波および前記カップラから分配された前記送信パルスのパルスレプリカのそれぞれのデータを並列に記録する受信機と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、パルスレプリカの取得と観測を並行して行うことで、従来よりも観測の間隔を短くできる。これにより、観測を高頻度で実施することが可能となる。また、パルス圧縮レーダ装置の温度変化による観測信号とパルスレプリカの波形の差異を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１によるパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１によるパルス圧縮レーダ装置の観測の一連の流れと送受信およびデータの記録タイミングの関係を示すタイミングチャートである。
【図３】実施の形態２によるパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、図面に基づいて、本発明に係る実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１によるパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、実施の形態１によるパルス圧縮レーダ装置１は、送信機２と、カップラ３と、送受信切替器４と、スイッチ（以下、ＳＷと呼ぶ)６と、受信機７を備えている。パルス圧縮レーダ装置１の送受信切替器４は、アンテナ５に接続される。送信機２は、カップラ３の入力端子に接続される。カップラ３の一方の出力端子は、送受信切替器４の送信機側端子に接続される。カップラ３の他方の出力端子は、受信機７に接続される。送受信切替器４の受信機側端子はＳＷ６に接続される。ＳＷ６は受信機７に接続される。送受信切替器４は、送信機２からカップラ３を介して入力される送信波をアンテナ５に出力するとともに、アンテナ５から入力される受信波を、ＳＷ６を介して受信機７に出力する。送信機２は、周知の発振器および変調器などを含み、送受切換器４、ＳＷ６および受信機７と共に、送受信制御部１０の制御下で駆動されて、送受信のタイミングをずらすようにその送信タイミングが制御される。
【００１３】
送信機２で発生させた送信パルスは、カップラ３で分割される。カップラ３で分割された送信パルスの大部分は、送受切換器４を介してアンテナ５から観測領域２０へ向けて照射される。カップラ３で分割された送信パルスの残りの部分は、受信機７に入力されてパルスレプリカとして記録される。アンテナ５は、送受信両用のアンテナとしての機能を有しており、観測領域２０から散乱して返ってきた散乱波の信号（散乱信号）を受信波として受信する。受信機７は、アンテナ５で受信した受信波と、送信波パルスを元にカップラ３から送られてきたパルスレプリカ（送信波）を、両方とも記録する。すなわち、パルス圧縮レーダ装置１は、パルスレプリカの取得とアンテナ５で受信した散乱信号の観測を並列に行う。パルス圧縮レーダ装置１は、図示しない信号処理器により、受信機７に記録されたパルスレプリカと、受信アンテナにより受信した散乱信号との相互相関処理を行い、レンジ方向に高い分解能を有する信号を得る。
【００１４】
次に、実施の形態１によるパルス圧縮レーダ装置１の観測動作の流れと送受信およびデータ記録のタイミングを説明する。図２は、実施の形態１によるパルス圧縮レーダ装置１の観測の一連の流れと送受信およびデータの記録タイミングの関係を示すタイミングチャートであり、（ａ）は観測の一連の流れを示し、（ｂ）はパルスレプリカ取得と散乱信号の観測を並列で実施したときのタイミングチャートを示す。
【００１５】
図２（ａ）に示すとおり、実施の形態１では、散乱信号の観測とパルスレプリカの取得を並行して行っている。ここでの観測は、送信パルスを観測領域２０へ向けて送信している状態を意味している。図２（ｂ）は、送信機２から送信波の送信と受信機７での受信波およびデータを記録するタイミングを示した図である。
【００１６】
送信波の送信開始から送信波が観測領域から散乱して返ってくるまでの間は、図２（ｂ）I に示すとおり、パルスレプリカのみが受信機７で受信される。
【００１７】
次に、Ｎパルス目（Ｎは２以上の正数）の送信パルスの送信以後に、観測領域２０からの散乱信号が受信されるとすると、図２（ｂ）II に示すとおり、パルスレプリカと観測領域２０からの散乱信号の両方が受信機７で受信される。
なお、パルスレプリカの受信のタイミングと観測領域からの散乱信号の受信のタイミングは、送受信制御部１０の制御下で送受切換器４が切り替えられるため、重ならない。すなわち、送受切換器４が送信側に切り替わっているときにパルスレプリカを受信し、送受切換器４が受信側に切り替わっているときに散乱信号を受信することとなる。
【００１８】
パルスレプリカの記録は、Ｍ−１パルス目（Ｍは３以上の正数）の送信パルスが送信されるまでで完了だとすると、観測対象からの散乱信号とパルスレプリカの両方を取得する時（図２（ｂ）II ）と、観測対象からの散乱信号のみを取得する時（図２（ｂ）III ）に分けられる。すなわち、Ｍパルス目以降は、図２（ｂ）III に示すとおり、観測領域２０からの散乱信号のみが受信機７で受信されることとなる。
なお、観測対象からの散乱信号の記録は、受信機で受信されない図２（ｂ）I の区間であっても、ｎ回目（ｎは０以上の整数）からｎ＋１回目の送信パルスを送信する間に記録を行う。
【００１９】
以上で説明したように、実施の形態１によるパルス圧縮レーダ装置は、送信パルスを発生させる送信機２と、前記送信機２から送信された前記送信パルスを分配するカップラ３と、前記カップラ３から分配された前記送信パルスを目標に対して照射し、前記目標で散乱された散乱波を受信するアンテナ５と、前記アンテナ５を介して受信した散乱波および前記カップラ３から分配された送信パルスのパルスレプリカのそれぞれのデータを並列に記録する受信機７とを備えたので、パルスレプリカの取得と目標からの散乱波の観測を並列して行うことができる。このため、従来手法に比べて観測間隔を短縮することができる。これにより、観測を高頻度で実施することが可能となる。また、パルスレプリカが常時取得されるので、ハードウェアの発生熱に起因する温度の時間変化による、観測信号とパルスレプリカの波形との時間経過に伴う差異を低減することが可能となる。
【００２０】
実施の形態２．
図３は、本発明に係る実施の形態２によるパルス圧縮レーダ装置の構成を示すブロック図である。実施の形態２によるパルス圧縮レーダ装置１は、送信機２と、カップラ３と、送受信切替器４と、スイッチ（以下、ＳＷと呼ぶ)６と、受信機７と、アッテネータ（以下、ＡＴＴと呼ぶ）８とを備えている。パルス圧縮レーダ装置１の送受信切替器４は、アンテナ５に接続される。送信機２は、カップラ３の入力端子に接続される。カップラ３の一方の出力端子は、送受信切替器４の送信機側端子に接続される。カップラ３の他方の出力端子は、ＡＴＴ８の入力端子に接続される。ＡＴＴ８の出力端子は受信機７に接続される。送受信切替器４の受信機側端子はＳＷ６に接続される。ＳＷ６は受信機７に接続される。送受信切替器４は、送信機２からカップラ３を介して入力される送信波をアンテナ５に出力するとともに、アンテナ５から入力される受信波を、ＳＷ６を介して受信機７に出力する。送信機２は、周知の発振器および変調器などを含み、送受切換器４、ＳＷ６および受信機７と共に、送受信制御部１０の制御下で駆動されて、送受信のタイミングをずらすようにその送信タイミングが制御される。なお、図１に示した実施の形態１と同一の構成については、同一番号を付して、その動作の説明を省略する。
【００２１】
図３のＡＴＴ８は、ＲＦ信号を減衰させる素子である。一般的に、送信パルスはアンテナ５で受信される目標からの散乱波に比べて大きいため、カップラ３で分割した送信パルスで受信機７の受信系を破壊してしまう場合がある。そこで、カップラ３で分割した送信パルスのパルスレプリカをＡＴＴ８で減衰させ、受信機７が正常に動作するレベルまで落としてから、受信機７に入力する。
【００２２】
以上で説明したように、実施の形態２によるパルス圧縮レーダ装置は、カップラ３で受信機へ分配する送信パルス信号を、受信機７が正常に動作するレベルまで減衰するアッテネータ８を備えたことを特徴とする。これにより、実施の形態の効果に加えて、パルスレプリカの受信による受信機７の破壊を抑制することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  パルス圧縮レーダ装置、２  送信機、３  カップラ、４  送受信切替器、５  アンテナ、６  スイッチ、７  受信機、８  アッテネータ、１０  送受信制御部、２０  観測領域。
【図１】
2014038054.tif 000003
【図２】
2014038054.tif 000004
【図３】
2014038054.tif 000005