(57)【要約】【課題】  無線周波数の波形を記憶するメモリを用いて精度の良くレーダエコーを生成することのできるレーダエコー生成装置を提供する。【解決手段】  ＲＦ入力は、分配器１によって、同相で分岐され、それぞれダウンコンバージョン用ミキサ２と６に入力される。ミキサ２には、レーダ帯域外であってレーダ帯域より低い周波数の発振波が入力され、ＲＦ入力をダウンコンバージョンする。そして、ミキサ２でダウンコンバージョンされたＲＦ入力の帯域の低い領域の信号をＤＲＦＭ４で記憶し、遅延を与えて、出力する。ミキサ６には、レーダ帯域外であってレーダ帯域より高い周波数の発振波が入力され、ＲＦ入力をダウンコンバージョンする。ミキサ６の出力から、レーダ帯域の高い領域の信号がＤＲＦＭ８に記憶され、遅延が与えられる。ＤＲＦＭ４と８からの出力は、それぞれの発振波でアップコンバージョンされ、同相で合成され、ＲＦ出力として、レーダに返送される。【選択図】図１
2006153700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダからのレーダ波を受けて、遅延を与えて返送するレーダエコー生成装置において、
受信したレーダ波のＲＦ入力を第１の信号と第２の信号に分岐する分岐手段と、
レーダ波の帯域より低い周波数を有する発振波を発生する第１の発振器と、
レーダ波の帯域より高い周波数を有する発振波を発生する第２の発振器と、
該第１の信号を該第１の発振器の発振波でダウンコンバージョンした信号を記憶し、遅延を与えて、出力する第１のメモリ手段と、
該第２の信号を該第２の発振器の発振波でダウンコンバージョンした信号を記憶し、該第１のメモリ手段が与える遅延量と同じ量の遅延を与えて、出力する第２のメモリ手段と、
該第１と第２のメモリ手段の出力を、それぞれのダウンコンバージョンに用いた発振波を用いてアップコンバージョンし、同相で合成して出力する再生手段と、
を備えることを特徴とするレーダエコー生成装置。
【請求項２】
前記第１と第２のメモリ手段は、同じ帯域をもつ、デジタルＲＦメモリであることを特徴とする請求項１に記載のレーダエコー生成装置。
【請求項３】
請求項１のレーダエコー生成装置を用いたレーダ目標反射信号シミュレータ。
【請求項４】
請求項１のレーダエコー生成装置を用いた救命用ブイ。
【請求項５】
レーダからのレーダ波を受けて、遅延を与えて返送するレーダエコー生成方法において、
受信したレーダ波のＲＦ入力を第１の信号と第２の信号に分岐する分岐ステップと、
レーダ波の帯域より低い周波数を有する発振波を発生する第１の発振器を設けるステップと、
レーダ波の帯域より高い周波数を有する発振波を発生する第２の発振器を設けるステップと、
該第１の信号を該第１の発振器の発振波でダウンコンバージョンした信号を記憶し、遅延を与えて、出力する第１のメモリステップと、
該第２の信号を該第２の発振器の発振波でダウンコンバージョンした信号を記憶し、該第１のメモリステップで与える遅延量と同じ量の遅延を与えて、出力する第２のメモリステップと、
該第１と第２のメモリステップの出力を、それぞれのダウンコンバージョンに用いた発振波を用いてアップコンバージョンし、同相で合成して出力する再生ステップと、
を備えることを特徴とするレーダエコー生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）を用いたレーダエコー生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機などのレーダの性能を試験したり、評価する場合には、航空機を室内に配置し、レーダ波を送信させる。レーダ波を受ける壁面には、レーダ波を受けて、これの遅延波を生成するレーダエコー生成装置を設ける。レーダエコー生成装置から送信された遅延波は、航空機のレーダによって受信され、受信結果がレーダの監視画面に表示される。この監視画面にどのようにレーダエコー生成装置が生成した遅延波が表示されるかを調べることによって、航空機のレーダの性能を試験する。
【０００３】
ところで、レーダの反射エコーを模擬生成する、レーダエコー生成装置などのシミュレータ等には、レーダ波を記憶・再生する機能が必要であり、古い方式では、アナログ遅延線を使用したものがある。しかし、この方式は、Ｓ／Ｎの劣化、記憶範囲が少ない等の問題があることから、近年では ＤＲＦＭ（デジタルＲＦメモリ）を使用している。
【０００４】
従来のＤＲＦＭを使用したレーダエコー生成装置では、航空機からのレーダ波を受信すると共に、別途、航空器のレーダ装置から引き出した搬送波を入力し、受信したレーダ波から信号成分を抽出するのに用いている。これによれば、純粋な信号成分が抽出できるので、ＤＲＦＭの帯域が狭くても、やはり帯域が狭い信号成分のみを記憶すればよいので、使用に耐えていた。しかし、近年、航空機から別途搬送波を引き出して使用しなくてもよいようなＤＲＦＭを使用したレーダエコー生成装置が望まれている。
【０００５】
そのような場合、ＤＲＦＭは、レーダの周波数が変化した場合においても、瞬時にエコー生成等の対応ができるように、使用可能な帯域幅を広くしておく必要がある。しかし、従来技術では、数百ＭＨｚの広い帯域幅を得るためには、次の問題がある。
【０００６】
（１）サンプリングクロックの周波数を、ＤＲＦＭ帯域の上限周波数の数倍にする必要があり、使用デバイスの速度と回路構成の実現が非常に困難である。
（２）Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器などのデバイスが、ＤＲＦＭ帯域の上限周波数の高速スピードに対応できない。
【０００７】
このようなことから、現状では、ＤＲＦＭの帯域が狭く、レーダ波の周波数変化に対応するために、受信したレーダ波からローカル周波数を一旦生成し、このローカルを用いて、受信したレーダ波をダウンコンバートし、ＤＲＦＭの帯域内に収める方式を採用している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術では、ＤＲＦＭの帯域が狭く、レーダ波の周波数変化に対応するためには、受信したレーダ波からローカル周波数を一旦生成し、このローカルを用いてダウンコンバートし、ＤＲＦＭの帯域内に収める方式を採用している。しかし、この方式ではレーダ波の周波数が変化した時に、ローカル周波数の生成に時間的な遅れが生じ、一瞬レーダエコーが途切れる状態になったり、ローカル周波数を生成する場合に周波数精度及び安定度が得られず、レーダエコーの波形も周波数精度及び安定度の点で十分でない等の問題が生じている。
【０００９】
本発明の課題は、無線周波数の波形を記憶するメモリを用いて精度の良くレーダエコーを生成することのできるレーダエコー生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のレーダエコー生成装置は、レーダからのレーダ波を受けて、遅延を与えて返送するレーダエコー生成装置において、受信したレーダ波のＲＦ入力を第１の信号と第２の信号に分岐する分岐手段と、レーダ波の帯域より低い周波数を有する発振波を発生する第１の発振器と、レーダ波の帯域より高い周波数を有する発振波を発生する第２の発振器と、該第１の信号を該第１の発振器の発振波でダウンコンバージョンした信号を記憶し、遅延を与えて、出力する第１のメモリ手段と、該第２の信号を該第２の発振器の発振波でダウンコンバージョンした信号を記憶し、該第１のメモリ手段が与える遅延量と同じ量の遅延を与えて、出力する第２のメモリ手段と、該第１と第２のメモリ手段の出力を、それぞれのダウンコンバージョンに用いた発振波を用いてアップコンバージョンし、同相で合成して出力する再生手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のレーダエコー生成装置は、レーダの反射エコーを模擬生成するシミュレータ等において、レーダ波を記憶・再生する機能として利用できる。また、本発明のレーダエコー生成装置によれば、帯域幅を広くすることができるため、レーダの周波数が変化した場合においても、瞬時にエコー生成等の対応ができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態では、約２００ＭＨｚ帯域のＤＲＦＭを２個並列に使用するとともに、周波数精度及び安定度の良い固定周波数のローカル用の発振器を、必要な帯域幅の両側にそれぞれ１個用いることにより、時間遅れによるレーダエコーの途切れがなく、周波数精度及び安定度の良いレーダエコーを、広い帯域で実現する。
【００１３】
図１に、本発明の実施形態に従ったＤＲＦＭを２個使用したのレーダエコー生成装置のブロック図に示す。また、図２に、図１の構成に対応した周波数関係を示す。
図１は、ＤＲＦＭを２個使用し、帯域幅を広くした方式のブロック図である。分配器１でＲＦ入力を分配する。分配されたＲＦ入力は同相となるようにする。そして、低帯域の周波数をＤＲＦＭ４で記憶・再生するために、レーダ波の帯域外の発振周波数ＬＯＷＥＲ ＬＯを持つローカル発振器３からの発振波をダウンコンバート用ミキサ２に入力し、ＲＦ波をダウンコンバートする。ダウンコンバートされたＲＦ波は、ＤＲＦＭ４に記憶され、遅延が与えられてから、アップコンバート用ミキサ５において、再びローカル発振器３の発振波と混合される。同様に、レーダ波の高帯域の周波数をＤＲＦＭ８で記憶・再生するために、帯域外の発振周波数UPPER LOを持つローカル発振器７からの発振波をダウンコンバート用ミキサ６に入力し、ＲＦ波をダウンコンバートする。ダウンコンバートされたＲＦ波は、ＤＲＦＭ８に記憶され、遅延が与えられた後、アップコンバート用ミキサ９において、再び、ローカル発振器７の発振波と混合される。このとき、ＤＲＦＭ８で与えられる遅延量は、ＤＲＦＭ４で与えられる遅延量と同じとする。このようにして遅延が与えられた低帯域の周波数と高帯域の周波数のＲＦ波を合成器１０で同相で合成し、広い帯域幅を得る。
【００１４】
図１の方式に対応した周波数関係を図２に示す。図１のＤＲＦＭ４（低帯域）の周波数関係、及び図１のＤＲＦＭ８（高帯域）の周波数関係を図２に示すようにするため、図１の帯域外の発振周波数ＬＯＷＥＲ ＬＯを持つローカル発振器４、及び図１の帯域外の発振周波数ＵＰＰＥＲ ＬＯを持つローカル発振器８を各々使用し、合成して広い帯域幅を得ている。  図２に示すように、ローカル発振器３の発振周波数は、レーダのＲＦ帯域より２０ＭＨｚ低い値としており、レーダ帯域を低い側に移動して２０ＭＨｚから２２５ＭＨｚの低い側の周波数成分をＤＲＦＭ４に記憶するようにしている。その他の帯域の信号は、ＤＲＦＭ４の帯域外であるとして、破棄する。また、ローカル発振器７の発振周波数は、レーダのＲＦ帯域より２０ＭＨｚ高い値としており、レーダ帯域を負の周波数側に移動して、０周波数に近い側をＤＲＦＭ８で記憶するようにしている。負の周波数側に移動しても、実際には、０周波数を中心にして、折り返した周波数成分が０周波数から正の側に現れるので、この成分をＤＲＦＭ８で記憶するようにする。このとき、ＤＲＦＭ８は、ＤＲＦＭ４と同様に、２０ＭＨｚから２２５ＭＨｚの信号成分を記憶するものとする。
【００１５】
ＤＲＦＭ４と８によって記憶されるＲＦ帯域は、中心辺りで、５ＭＨｚほど重複しているが、これは、帯域の切れ目に、レーダのパルス波がきた場合、重なりが無いと、パルス波のスペクトルが途切れてしまい、送信されてきたパルス波をそのまま遅延させて返送することが出来なくなってしまうからである。したがって、図２の例では、重複の幅を５ＭＨｚとしているが、重複の幅はこれに限られず、レーダが使用しているパルス波のスペクトル帯域を含むことができる幅であれば良い。
【００１６】
また、ローカル発振器３と８の発振周波数も、それぞれ、レーダのＲＦ帯域の下限より２０ＭＨｚ低い値、上限より２０ＭＨｚ大きい値としているが、これに限られず、それぞれ、レーダのＲＦ帯域の下限より小さい値、上限より大きい値であればよい。
【００１７】
また、レーダは、常に、レーダのＲＦ帯域全体に渡るレーダ波を送信している必要はない。むしろ、レーダは、ある瞬間において、このレーダのＲＦ帯域のいずれかに存在する、所定帯域を持つパルス波を発振しており、レーダのＲＦ帯域とは、レーダが使用する可能性のある帯域である。
【００１８】
図３は、レーダ目標反射信号シミュレータの全体構成図である。
本発明の実施形態のレーダエコー生成装置は、レーダ目標反射信号シミュレータに適用できる。レーダ目標反射信号シミュレータは、レーダ装置の機能・性能等を試験するため、目標の反射信号を生成するシミュレータであり、レーダと目標との相対距離を時間遅延変化で模擬し、また、相対速度をドップラ周波数変化で模擬する。
【００１９】
受信したレーダからのＲＦ入力は、図１の構成１５に入力される。このとき、時間遅延制御部１６は、与えられた相対距離（時間遅延）データを元に、図１の構成１５のＤＲＦＭ４と８へ時間遅延量を設定する。すなわち、時間遅延制御部１６は、ＤＲＦＭ４、８の記憶、再生の制御を行う。図１の構成によって得られた、遅延されたＲＦ波は、ドップラ周波数変調部１７において、ドップラ周波数変調を受ける。ドップラ周波数変調量は、相対速度（ドップラ周波数）データを受け取ったドップラ周波数制御部１８が設定する。ドップラ周波数変調部１７は、従来の装置を使用すればよいので、詳しい説明は省略する。ドップラ周波数変調部１７から送出されたＲＦ出力は、レーダ目標反射信号として、レーダに返送される。
【００２０】
図４は、救命ブイへの適用例を説明する構成図である。
海上での遭難者が持つ救命用ブイ、又は漂流危険物等に図１の構成を設置し、障害物の位置を通報するビーコン発振器等に適用する。航空機、船舶等が搭載するレーダ装置から発射された電波を記憶・再生し、識別コード等の変調を行い、応答信号を再放射する。本発明の実施形態を適用することにより、レーダ周波数が多種異なる場合においても、広帯域のレーダ帯域をカバーすることができるので、遭難者等が発見される可能性が高まる。
【００２１】
レーダのＲＦ入力されると、タイミング制御部２０が、タイミングデータを元に、図１の構成１５のＤＲＦＭ４、８の記憶、再生を制御する。図１の構成１５から出力されたＲＦ波は、コード変調部２１において、コード変調され、レーダ応答信号として出力される。識別コード制御部２２が、識別コードデータを元に、コード変調を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に従ったＤＲＦＭを２個使用したのレーダエコー生成装置のブロック図に示す図である。
【図２】図１の構成に対応した周波数関係を示す図である。
【図３】レーダ目標反射信号シミュレータの全体構成図である。
【図４】救命ブイへの適用例を説明する構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
１      分配器
２、６      ダウンコンバージョン用ミキサ
３、７      ローカル発振器
４、８      ＤＲＦＭ
５、９      アップコンバージョン用ミキサ
１０      合成器
【図１】
2006153700.tif 000003
【図２】
2006153700.tif 000004
【図３】
2006153700.tif 000005
【図４】
2006153700.tif 000006