(57)【要約】 【課題】  レーダ装置、特に陸上設置の海上監視レーダ装置において、受信部の局部発振周波数をデジタル信号により遠隔地から監視、調整すること。【解決手段】  局部発振周波数とマグネトロンの発振周波数との差のＩＦ信号（ｆＬＯ−ｆ０）をデジタル信号化する。前記デジタル信号を、通信手段を用いて遠隔地からモニタで監視する。前記マグネトロンの発振周波数変動が前記局部発振周波数の自動制御の追従範囲内にある場合は、前記デジタル信号をＤ／Ａ変換回路でアナログ電圧に変換して局部発振回路にフィードバックし、ｆＬＯ−ｆ０がｆＩＦと同一になるように受信部の局部発振周波数を自動制御する。前記マグネトロンの発振周波数変動が前記局部発振周波数の自動制御の追従範囲を超えた場合は、通信手段を用いて局部中心周波数を遠隔地から自動制御で追従可能な範囲に設定変更する。【選択図】  図６
2007256205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネトロンと、
電圧により発振周波数を制御する局部発振器と、
前記局部発振器の発振周波数の中心を設定する局部発振中心周波数設定回路と、
前記局部発振器の発振周波数を、中間周波数が予め定めた所定の中間周波数と等しく保持されるように、自動的に制御する自動周波数制御回路と、
前記自動周波数制御回路の動作状態を遠隔地からモニタする遠隔監視回路と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記自動周波数制御回路は、前記マグネトロンの出力と前記局部発振器の出力を周波数弁別器に入力し、
前記周波数弁別器は、前記局部発振器の発振周波数と前記マグネトロンの発振周波数との差分周波数信号を出力して誤差制御部に入力し、
前記誤差制御部は、前記差分周波数信号と予め定めた中間周波数と比較した結果をデジタル値で出力してカウンタに入力し、
前記カウンタは、前記誤差制御部が出力する前記デジタル値を加算又は減算した結果をレーダパルス送信時以外の時に出力して周波数制御部に入力し、
前記周波数制御部は、Ｄ／Ａ変換回路を有し、前記誤差制御部が出力する前記デジタル値をカウンタが加算又は減算した結果を前記Ｄ／Ａ変換回路によりアナログ信号に変換して、前記局部発振器の発振周波数を制御する制御電圧とし、該制御電圧により前記局部発振器の発振周波数を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記遠隔監視回路は、前記局部発振器の現在の周波数制御電圧を、大小が分かる程度に段階的に区分しデジタル値に変換して外部表示器に表示させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記局部発振中心周波数設定回路は、前記マグネトロンの発振周波数の変化により、前記マグネトロンの発振周波数と前記局部発振器の発振周波数との差分周波数が前記自動周波数制御の追従範囲を超えたときに、前記差分周波数が自動周波数制御の追従範囲内に入るように、前記局部発振器の発振中心周波数を設定する制御電圧を調整することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記局部発振中心周波数設定回路は、前記局部発振器の発振中心周波数を設定する制御電圧を段階的に変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記局部発振中心周波数設定回路は、遠隔操作手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１に記載のレーダ装置。
【請求項７】
マグネトロンと、電圧により発振周波数を制御する局部発振器と、
前記局部発振器の発振周波数の中心を設定する局部発振中心周波数設定回路と、前記局部発振器の発振周波数を、中間周波数が予め定めた所定の中間周波数と等しく保持されるように、自動的に制御する自動周波数制御回路と、前記自動周波数制御回路の動作状態を遠隔地からモニタする遠隔監視回路と、
を備えるレーダ装置の調整方法。
【請求項８】
前記自動周波数制御回路が、前記マグネトロンの出力と前記局部発振器の出力を周波数弁別器に入力するステップと、
前記周波数弁別器が、前記局部発振器の発振周波数と前記マグネトロンの発振周波数との差分周波数信号を出力して誤差制御部に入力するステップと、
前記誤差制御部が、前記差分周波数信号と予め定めた中間周波数と比較した結果をデジタル値で出力してカウンタに入力するステップと、
前記カウンタが、前記誤差制御部が出力する前記デジタル値を加算又は減算した結果をレーダパルス送信時以外の時に出力して周波数制御部に入力するステップと、
前記周波数制御部が、Ｄ／Ａ変換回路を有し前記誤差制御部が出力する前記デジタル値を加算又は減算した結果を前記Ｄ／Ａ変換回路によりアナログ信号に変換して、前記局部発振器の発振周波数を制御する制御電圧とし、該制御電圧により前記局部発振器の発振周波数を制御するステップとを含むことを特徴とする請求項７に記載のレーダ装置の調整方法。
【請求項９】
前記遠隔監視回路が、前記局部発振器の現在の周波数制御電圧を、大小が分かる程度に段階的に区分しデジタル値に変換して外部表示器に表示させるステップを含むことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のレーダ装置の調整方法。
【請求項１０】
前記局部発振中心周波数設定回路が、前記マグネトロンの発振周波数の変化により、前記マグネトロンの発振周波数と前記局部発振器の発振周波数との差分周波数が前記自動周波数制御の追従範囲を超えたときに、前記差分周波数が自動周波数制御の追従範囲内に入るように、前記局部発振器の発振中心周波数を設定する制御電圧を調整するステップを含むことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１に記載のレーダ装置の調整方法。
【請求項１１】
前記局部発振中心周波数設定回路が、前記局部発振器の発振中心周波数を設定する制御電圧を段階的に変化させるステップを含むことを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１に記載のレーダ装置の調整方法。
【請求項１２】
前記局部発振中心周波数設定回路は、遠隔操作手段を備えることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１に記載のレーダ装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置、特に遠隔地にレーダ局舎があるため保守人員が遠隔地に出向いて調整する必要のあるレーダ装置、並びにレーダ装置に使用される自動周波数制御回路、遠隔地から前記自動周波数制御回路の動作状態を監視する回路、及び遠隔地から前記自動周波数制御回路の追従範囲を設定する局部発振中心周波数設定回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダ装置は図１のように構成される。まず送信部は、短いパルス幅の繰り返し信号をマグネトロン１０３などの発振器で発生させた高周波電力によってアンテナ１０１から空間に放射する。アンテナ１０１から空間に放射された電磁波は、目標に照射される。照射された電磁波の一部が再び戻りアンテナ１０１で受信される。アンテナ１０１は、送受切換器１０２によって送信と受信両方に使用される。アンテナで受信された信号は、受信部１０４の低雑音増幅器１０５で増幅されて局部発振器１０７から出力される信号とミクサ１０６によって混合され中間周波数の信号に変換される。中間周波数に変換された信号は、中間周波数増幅器−検波器１０８により検波されて表示器に表示するために必要なレベルまで増幅される。次に信号処理部は、Ａ／Ｄコンバータ１０９によりアナログ信号をデジタル信号に変換し、信号処理器１１０によりクラッタのような不要な信号を除去して、所望の信号を通過させる。データ処理部１１１は、目標識別などの処理を行う。最後に表示器１１２は、通常ＰＰＩ（Ｐｌａｎ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）形式の陰極線管等が使用され、目標位置を極座標形式で表示する。
【０００３】
レーダ装置の送信部の発振器として使用されるマグネトロンは、その発振周波数が時間の経過と共に変化する。レーダの受信部は、送受信に用いる高周波信号をそのまま信号処理に用いずに、ダブルスーパーヘテロダイン方式により周波数変換する。この変換後の周波数は、予めレーダ装置で使用することを決定した所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦ（例えば１２０ＭＨｚ）と一致することが望ましく、前記マグネトロンの発振周波数が時間の経過と共に変化した場合、所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦと差を生じることとなる。従ってレーダの動作時間中に、送信周波数と局部発振周波数の差をレーダ装置所定のＩＦ中間周波数ｆＩＦと等しく保持させるため自動周波数制御（以下、「ＡＦＣ」という）が用いられる。ＡＦＣ方式としては、マグネトロンのキャビティを制御するマグネトロンＡＦＣ方式と、局部発振器の発振周波数を制御する局部発振周波数制御方式とがある。なお、本明細書においては、ＩＦ中心周波数について一例として１２０ＭＨｚを使用した場合を述べることとするが、例えば他のレーダ装置の中間周波数は、６０ＭＨｚ等が使用されており、本発明は、ＩＦ中心周波数を１２０ＭＨｚに限定するものではない。
【０００４】
前記ＡＦＣの公知文献としては、例えば電子情報通信学会編、レーダ技術、昭和５９年１月、電子情報通信学会発行、ｐ．１９０−１９１がある。従来のＡＦＣ方式は、上記公知文献に示されるように、送信電力の一部を方向性結合器により取り出してＡＦＣミクサの一方に入力し、ＡＦＣミクサの他方に局部発振器の出力を入力し、送信周波数ｆ０と局部発振周波数ｆＬＯの差の周波数であるＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０をＡＦＣミクサから取り出す。このＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０は信号増幅された後に周波数弁別回路に入力される。
【０００５】
周波数弁別回路は、入力されるＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０が所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦ、例えば１２０ＭＨｚと差を生じた場合に、この差の方向（正方向又は負方向）と大きさに応じた弁別信号を出力する。
この弁別信号は、ピーククランプ回路等でピークホールドされる。そして前記弁別信号のピークホールドされた信号に基づき、周波数制御手段は、マグネトロンのキャビティや局部発振器の発振周波数ｆＬＯを、前記周波数弁別回路における入力信号の所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦからの差が最小となるように常に制御をしている。このような帰還ループの制御系によって、ＡＦＣミクサの出力周波数がＩＦ中心周波数ｆＩＦからずれないように常に周波数制御が行われている。
【０００６】
なお、レーダ表示器に出力する映像信号を得るために信号増幅を行うメインアンプと、周波数弁別回路に出力するために特定帯域範囲内のＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０のみを増幅して出力するＡＦＣ用アンプとは、それぞれ周波数特性の異なる別のアンプとすることが多い。このように２つのアンプの周波数特性が異なる場合、ＡＦＣ用アンプはメインアンプと異なる特別の調整作業を必要とする。
【非特許文献１】電子情報通信学会編、レーダ技術、昭和５９年１月、電子情報通信学会発行、ｐ．１９０−１９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＡＦＣの追従範囲△ｆＡＦＣ（＝△ｆＬＯ）は約±１０ＭＨｚである。マグネトロンの発振周波数変動△ｆ０がＡＦＣの追従範囲△ｆＡＦＣを超えた場合、もはやＡＦＣ動作では所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦとの差を修正できなくなる。具体的には、ＡＦＣの追従範囲△ｆＡＦＣ（＝△ｆＬＯ）が、局部発振周波数ｆＬＯの初期設定周波数である中心周波数（以下、「局発中心周波数」という）±１０ＭＨｚとした場合、マグネトロンの発振周波数変動△ｆ０が±１０ＭＨｚ以上を超えてしまうとＡＦＣはもはや追従不能となる。
【０００８】
従来、ＡＦＣの再調整方法は、局発中心周波数を手動で調整することにより再度設定する方法であった。このため従来のレーダ装置では、保守人員がＡＦＣの再調整を行うためにレーダ装置設置場所（レーダ局舎）へ出向きレーダ装置の前で調整する必要があった。特に陸上設置の海上監視レーダ装置は、人が立ち入りにくい遠隔地に設置されている場合が多く、レーダ装置設置場所までの多くの移動時間を要し、ＡＦＣの再調整作業に時間を費やすことができないという問題点があった。さらに、アナログ値を扱う従来のＡＦＣの調整は、良否判定を行う作業効率が悪いという欠点があった。
【０００９】
そこで、本発明は、保守人員がレーダ局舎へ出向くことなく遠隔地から、ＡＦＣの監視及びＡＦＣの追従範囲を超えるマグネトロンの発振周波数変動に対する調整を、可能とするレーダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、
マグネトロンと、
電圧により発振周波数を制御する局部発振器と、
前記局部発振器の発振周波数の中心を設定する局部発振中心周波数設定回路と、
前記局部発振器の発振周波数を、中間周波数が予め定めた所定の中間周波数と等しく保持されるように、自動的に制御する自動周波数制御回路と、
前記自動周波数制御回路の動作状態を遠隔地からモニタする遠隔監視回路と、
を備えることを特徴としている。
【００１１】
また、前記自動周波数制御回路は、前記マグネトロンの出力と前記局部発振器の出力を周波数弁別器に入力し、
前記周波数弁別器は、前記局部発振器の発振周波数と前記マグネトロンの発振周波数との差分周波数信号を出力して誤差制御部に入力し、
前記誤差制御部は、前記差分周波数信号と予め定めた中間周波数と比較した結果をデジタル値で出力してカウンタに入力し、
前記カウンタは、前記誤差制御部が出力する前記デジタル値を加算又は減算した結果をレーダパルス送信時以外の時に出力して周波数制御部に入力し、
前記周波数制御部は、Ｄ／Ａ変換回路を有し前記誤差制御部が出力する前記デジタル値を加算又は減算した結果を前記Ｄ／Ａ変換回路によりアナログ信号に変換して、前記局部発振器の発振周波数を制御する制御電圧とし、該制御電圧により前記局部発振器の発振周波数を制御するようにしてもよい。
【００１２】
また、前記遠隔監視回路は、前記局部発振器の現在の周波数制御電圧との差を、大小が分かる程度に段階的に区分しデジタル値に変換して外部表示器に表示させるようにしてもよい。
【００１３】
また、前記局部発振中心周波数設定回路は、前記マグネトロンの発振周波数の変化により、前記マグネトロンの発振周波数と前記局部発振器の発振周波数との差分周波数が前記自動周波数制御の追従範囲を超えたときに、前記差分周波数が自動周波数制御の追従範囲内に入るように、前記局部発振器の発振中心周波数を設定する制御電圧を調整するようにしてもよい。
【００１４】
また、前記局部発振中心周波数設定回路は、前記局部発振器の発振中心周波数を設定する制御電圧を段階的に変化させるようにしてもよい。
【００１５】
また、前記局部発振中心周波数設定回路は、遠隔操作手段を備えるようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明は、
マグネトロンと、電圧により発振周波数を制御する局部発振器と、
前記局部発振器の発振周波数の中心を設定する局部発振中心周波数設定回路と、前記局部発振器の発振周波数を、中間周波数が予め定めた所定の中間周波数と等しく保持されるように、自動的に制御する自動周波数制御回路と、前記自動周波数制御回路の動作状態を遠隔地からモニタする遠隔監視回路と、
を備えるレーダ装置の調整方法であって、
前記自動周波数制御回路は、受信信号と混合して中間周波数信号を発生させるための前記局部発振器の発振周波数を、自動的に制御するステップを含むことを特徴としている。
【００１７】
また、前記自動周波数制御回路が、前記マグネトロンの出力と前記局部発振器の出力を周波数弁別器に入力するステップと、
前記周波数弁別器が、前記局部発振器の発振周波数と前記マグネトロンの発振周波数との差分周波数信号を出力して誤差制御部に入力するステップと、
前記誤差制御部が、前記差分周波数信号と予め定めた中間周波数と比較した結果をデジタル値で出力してカウンタに入力するステップと、
前記カウンタが、前記誤差制御部が出力する前記デジタル値を加算又は減算した結果をレーダパルス送信時以外の時に出力して周波数制御部に入力するステップと、
前記周波数制御部が、Ｄ／Ａ変換回路を有し前記誤差制御部が出力する前記デジタル値を加算又は減算した結果を前記Ｄ／Ａ変換回路によりアナログ信号に変換して、前記局部発振器の発振周波数を制御する制御電圧とし、該制御電圧により前記局部発振器の発振周波数を制御するステップとを含むようにしてもよい。
【００１８】
また、前記遠隔監視回路が、前記局部発振器の現在の周波数制御電圧を、大小が分かる程度に段階的に区分しデジタル値に変換して外部表示器に表示させるステップを含むようにしてもよい。
【００１９】
また、前記局部発振中心周波数設定回路が、前記マグネトロンの発振周波数の変化により、前記マグネトロンの発振周波数と前記局部発振器の発振周波数との差分周波数が前記自動周波数制御の追従範囲を超えたときに、前記差分周波数が自動周波数制御の追従範囲内に入るように、前記局部発振器の発振中心周波数を設定する制御電圧を調整するステップを含むようにしてもよい。
【００２０】
また、前記局部発振中心周波数設定回路が、前記局部発振器の発振中心周波数を設定する制御電圧を段階的に変化させるステップを含むようにしてもよい。
【００２１】
また、前記局部発振中心周波数設定回路は、遠隔操作手段を備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、マグネトロンの発振周波数変動が自動周波数制御回路の追従範囲を超えたか否かを外部でモニタすることが可能となり、さらに、マグネトロンの発振周波数変動が自動周波数制御回路の追従範囲を超えた場合に局発中心周波数を遠隔操作により再度設定することができ、レーダ装置の保守人員が自動周波数制御回路の再調整を行うためにレーダ装置設置場所（レーダ局舎）へ出向くことなく、遠隔地から自動周波数制御回路の状態を監視し、かつ、調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【実施例１】
【００２４】
図２は、本発明の第１の実施例を示すブロック図である。以下に、ＡＦＣの動作原理を含めて説明する。
【００２５】
局部発振器１１は、ダブルスーパーヘテロダイン方式の周波数変換に用いられるものであって、アンテナから入力された高周波信号を中間周波数に変換するための周波数信号を出力する。局部発振器１１は、高周波信号を発生させる素子から構成され、局部発振周波数の調整は、電圧によりキャパシタンスが変化するバラクタダイオードなどの電圧制御の可変リアクタンス素子に印加する電圧を変化させることで行われる。この局部発振器１１から出力される高周波信号の一部は周波数弁別器１３に入力される。
【００２６】
マグネトロン１２は、磁界によって電流を制御して発振させる一種の２極管で、高周波高電力を発生させる発振器である。マグネトロン１２で発生された送信用の高周波高電力信号の一部は、方向性結合器を介して取り出され周波数弁別器１３に入力される。
【００２７】
前記局部発振器１１から出力される信号と前記マグネトロン１２から出力される信号とは、周波数弁別器１３に入力される。
【００２８】
周波数弁別器１３は、前記前記局部発振器１１の発振周波数ｆＬＯと前記マグネトロン１２の発振周波数ｆ０とを、混合しその差の周波数となるＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０を検出する。
【００２９】
前記周波数弁別器１３で検出されたＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０は、誤差制御部１４に入力され、前記ＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０とレーダ装置所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦとの差の「＋」、「−」が判定される。誤差制御部１４の出力は周波数偏差の結果をデジタル化した信号であって、カウンタ１７に入力される。具体的には前記ＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０がレーダ装置所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦより「＋」に偏差が生じている場合には、誤差制御部１４の出力は「１」を出力する。逆に前記ＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０がレーダ装置所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦより「−」に偏差が生じている場合には、誤差制御部１４の出力は「０」を出力する。
【００３０】
カウンタ１７は、前記誤差制御部１４によって出力される前記ＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０とレーダ装置所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦとの周波数偏差の「＋」、「−」に対応した「１」、「０」の出力値により分周回路１６の信号をカウントする。
【００３１】
周波数制御部１８は、前記カウンタ１７から出力されたデジタル値をＤ／Ａ変換回路により、前記周波数偏差に応じた電圧値に変換して、局部発振器を構成するバラクタダイオードなどの電圧制御の可変リアクタンス素子に印加しフィードバックする。
【００３２】
前記局部発振器１１のバラクタダイオードなどの電圧制御の可変リアクタンス素子は、局部発振周波数を決定する共振回路を構成している。局部発振器１１は前記周波数差に応じた電圧値が印加されることにより、その局部発振周波数ｆＬＯを変化させる。以上に述べたフィードバック制御によって、前記ＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０とレーダ装置所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦとの周波数差が最小限になるように常に自動周波数制御が行われている。
【００３３】
マグネトロンは、温度変化によりその発振周波数が変動し、また、経年劣化によってもその発振周波数が変動する。他方で、局部発振器も、温度変化によりその発振周波数が変動する。そこで、当初設定した局発中心周波数から約±１０ＭＨｚの範囲で局部発振器の発振周波数を変動させるＡＦＣによっても、マグネトロンの発振周波数の変動に追従できなくなるときに備えて、ある程度のマージンを考慮し、再度局発中心周波数を設定しなおす手段を設ける。
【００３４】
本発明の第１の実施例は、当初設定した局発中心周波数と現在の局発発振周波数とを比較し、どの程度の変動が生じているかを外部で監視できるようにしている。具体的には、前記周波数制御部１８で出力され局部発振器のバラクタダイオードなどの電圧制御の可変リアクタンス素子に印加される電圧、すなわち、局部発振器の発振周波数を制御する制御電圧（以下、「局発制御電圧」という）を、Ａ／Ｄ変換して局発制御電圧をデジタル値に置き換える。このＡ／Ｄ変換回路については、前記周波数制御部に含めて、デジタル値をＡＦＣ状態監視回路２３に入力するようにしてもよいし、また、前記局発制御電圧をＡＦＣ状態監視回路２３に入力し、ＡＦＣ状態監視回路２３でデジタル値にＡ／Ｄ変換するようにしてもよい。
【００３５】
当初設定した局発中心周波数の設定電圧値を予めデジタル値として記録しておけば、当初設定した局発中心周波数の設定電圧値と現在の局発制御電圧値とを比較することができる。
【００３６】
このデジタル値を例えば、光ファイバーやマイクロ波等を利用した通信手段を用いて遠隔地に伝送し、遠隔地に設置された外部表示器２８に表示させる。当初設定した局発中心周波数の設定電圧値と現在の局発制御電圧値との差がどの程度生じているかを、リアルタイムで遠隔地においてモニタすることができるので、ＡＦＣの再調整の予防保全が可能となり、計画的な保守が可能となる。
【００３７】
次に、マグネトロンの発振周波数変動に対する局発中心周波数の設定について、図３に示した例を用いて説明する。例えばレーダ装置の所定のＩＦ中心周波数が１２０ＭＨｚ、当初のマグネトロンの発振周波数が１３,８００ＭＨｚ（ｆ０Ａ）、当初の局発中心周波数設定電圧がＶｃ１、当初設定された局発中心周波数がｆＬＯ１、そのｆＬＯ１の周波数が１３,９２０ＭＨｚ、自動周波数制御の追従範囲△ｆＡＦＣが±１０ＭＨｚとする。ＡＦＣ回路により局発中心周波数は１３，９２０ＭＨｚ±１０ＭＨｚ、すはなち、１３,９１０ＭＨｚ〜１３,９３０ＭＨｚの範囲で追従可能である。所定のＩＦ中心周波数は１２０ＭＨｚであるから、マグネトロン１２の発振周波数が１３,７９０ＭＨｚ〜１３，８１０ＭＨｚの間ではＡＦＣが追従できる。しかし、現実には、マグネトロン発振周波数ｆ０の温度変動等によるドリフト、及び局部発振周波数ｆＬＯの温度変動等によるドリフト等、マグネトロン発振周波数ｆ０が５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ変動したときに、局発中心周波数ｆＬＯを前述のマグネトロン周波数変動に合わせるようにする。なお、マグネトロン発振周波数ｆ０の変動は、前記したように、ＡＦＣ状態監視回路２３により当初設定した局発中心周波数の設定電圧値と現在の局発制御電圧値とをそれぞれデジタル値にして比較して外部表示器２８でモニタし、おおよその変動を把握できる。
【００３８】
図３は、一例としてマグネトロン１２の発振周波数が１３,８００ＭＨｚ（ｆ０Ａ）から１３,７９２ＭＨｚ（ｆ０Ｂ）まで８ＭＨｚ低下した場合を示している。当初１３,８００ＭＨｚ（ｆ０Ａ）であったマグネトロン１２の発振周波数が１３,７９２ＭＨｚ（ｆ０Ｂ）に低下したとすると、ｆＬＯ−ｆ０は１３,９２０ＭＨｚ−１３７９２ＭＨｚ＝１２８ＭＨｚとなる。
【００３９】
そこで、当初設定された局部発振器１１の発振周波数ｆＬＯの中心周波数、図３の例では１３,９２０ＭＨｚ（ｆＬＯ１）をマグネトロン１２の発振周波数ｆ０の低下分８ＭＨｚに追従するように、局発中心周波数設定電圧をＶｃ１からＶｃ２に変更して、局発中心周波数を例えば１３,９１２ＭＨｚ（ｆＬＯ２）にする。
【００４０】
局発中心周波数を１３,９２０ＭＨｚ（ｆＬＯ１）から１３,９１２ＭＨｚ（ｆＬＯ２）というように局発中心周波数を設定変更することにより、マグネトロン１２の発振周波数ｆ０が当初１３,８００ＭＨｚ（ｆ０Ａ）から１３,７９２ＭＨｚ（ｆ０Ｂ）に低下しても、十分なマージンを保ってＡＦＣが追従できる範囲に局発中心周波数が設定されることとなるので、局部発振器の周波数ｆＬＯとマグネトロン１２の周波数ｆ０との差分周波数ｆＬＯ−ｆ０が所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦと等しくなるようにＡＦＣが動作することとなる。
【００４１】
ここで、局発中心周波数の再設定の手順についてフローチャートを用いて説明する。図４は、レーダ装置に内蔵された局発中心周波数設定部２０及び周波数制御部１８による局発中心周波数を設定する手順を示すチャート図である。図５は、ディスクリミネータ出力対ＩＦ周波数の特性図である。
【００４２】
図４に示すステップ１では、局部発振器の発振周波数の設定をＡＦＣではなくＭＦＣとする。周波数制御部１８への制御は、ＡＦＣループを構成するカウンタ１７の出力によるのではなく、局発中心周波数設定部２０によって行う。
【００４３】
ステップ２では、まず、図５に示すようにディスクリミネータ出力対ＩＦ周波数の特性を見ながら、ディスクリミネータ出力がＩＦ周波数の曲線のゼロクロス付近になるように粗調整を行う。
【００４４】
ステップ３では、局部発振器の発振周波数の設定をＡＦＣに戻した上でディスクリミネータ出力対ＩＦ周波数の特性を見て、ディスクリミネータ出力がＩＦ周波数の曲線のゼロクロス付近になった否かの確認を行う。ゼロクロス付近になっていなければ、ステップ４で再度粗調整を行う。
【００４５】
ステップ５では、ディスクリミネータ出力がＩＦ周波数の曲線のゼロクロス付近になったときの局発制御電圧が、局発制御電圧の可変範囲の中心付近であるか否かを判定する。
【００４６】
局発制御電圧の中心付近となっていなければ、ステップ６で局発制御電圧範囲のシフト調整を行う。
【００４７】
このように、局発中心周波数を設定することにより、再びＡＦＣが局発中心周波数を中心として約±１０ＭＨｚの範囲で動作することが可能となる。
【実施例２】
【００４８】
次に本発明の第２の実施例を図６に示す。第１の実施例との違いは、点線で示した手段が追加されている点である。外部との通信インターフェースにより、遠隔地からの局発中心周波数の設定手段が設けられている点である。
【００４９】
レーダ装置と遠隔地との通信インターフェースは、例えば光ファイバーやマイクロ波を利用した通信手段である。図６の点線部分は、レーダ装置外部の構成部分を示す。外部カウントＵＰ／ＤＮ表示部２５、外部局発中心周波数設定部２６、外部ＡＦＣ／ＭＦＣ制御部２７、外部表示器２８が遠隔地に設けられたＡＦＣ動作の監視・調整部を構成する。
【００５０】
遠隔地におけるＡＦＣ動作の監視方法は、前記第１の実施例と同様である。当初設定した局発中心周波数の設定電圧値を予めデジタル値として記録し、当初設定した局発中心周波数の設定電圧値と現在の局発制御電圧値とを比較する。このデジタル値を光ファイバーやマイクロ波を利用した通信手段を用いて遠隔地に伝送し、遠隔地に設置された外部表示器２８に表示させる。当初設定した局発中心周波数の設定電圧値と現在の局発制御電圧値との差がどの程度生じているかを、リアルタイムで遠隔地においてモニタする。
【００５１】
次に、局発中心周波数の設定手段は、まず、外部ＡＦＣ／ＭＦＣ制御部２７がＡＦＣ状態監視回路２３から出力されるデジタル値に応じて、ＡＦＣ動作状態を維持するか、それとも局発中心周波数を変更するかを決定し、制御信号を外部ＡＦＣ／ＭＦＣ制御部２７からＡＦＣ／ＭＦＣ制御部１９へ送信する。外部ＡＦＣ／ＭＦＣ制御部２７がＡＦＣ動作状態を維持することを決定し、前記制御信号がＡＦＣ動作状態を維持することを命じる信号であるときは、ＡＦＣ／ＭＦＣ制御部１９は、カウンタ１７に対してＡＦＣ動作モードで誤差制御部１４からの信号により分周回路１６の信号をカウントするように命ずる信号を出力する。カウンタ１７は、前記誤差制御部１４によって出力される前記ＩＦ信号ｆＬＯ−ｆ０とレーダ装置所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦとの周波数偏差の「＋」、「−」に対応した「１」、「０」の出力値により分周回路１６の信号をカウントして周波数偏差を割り出し、周波数偏差の「＋」、「−」及び周波数偏差に応じたデジタル値を出力する。周波数制御部１８は、前記カウンタ１７から出力されたデジタル値をＤ／Ａ変換回路により、前記周波数偏差に応じた電圧値に変換して、局部発振器１１を構成するバラクタダイオードなどの電圧制御の可変リアクタンス素子に印加しフィードバックする。
【００５２】
これに対し、外部ＡＦＣ／ＭＦＣ制御部２７が局発中心周波数を変更することを決定し、前記制御信号が局発中心周波数を変更することを命じる信号であるときは、ＡＦＣ／ＭＦＣ制御部１９は、カウンタ１７に対してＭＦＣ動作モードであることを伝える信号を出力する。このＭＦＣ動作モードを選択したときは、ＡＦＣのループは動作を止める。そして、ＡＦＣ状態監視回路２３から出力されるデジタル値に応じて、外部局発中心周波数設定部２６は、周波数制御部１８に対して、適切な局発中心周波数選択する制御信号を送信し、周波数制御部１８はこれを受けてＤ／Ａ変換後、局部発振器１１を構成するバラクタダイオードなどの電圧制御の可変リアクタンス素子に局発中心設定電圧を印加する。
【００５３】
なお、以上の局発中心周波数の設定手段は、以下に示すように人間が介在する実施例を用いても良い。すなわち、遠隔地において保守人員が外部表示器２８により表示されるＡＦＣ状態監視回路２３から出力されるデジタル値を見て判断し制御する方法である。保守人員は、外部表示器２８のモニタを見て局発中心周波数を設定しなおす必要があると判断したときは、局発中心周波数設定部２６により、適切な局発中心周波数選択する制御信号を送信するようにして、遠隔地においてＡＦＣ状態を監視する保守人員が遠隔地から局発中心周波数を設定する。
【００５４】
以下は、外部局発中心設定部２６からデジタルデータにより局発中心周波数を設定する一例を示したものである。図７は、ＡＦＣの追従範囲△ｆＡＦＣ（＝△ｆＬＯ）及び局発中心周波数の設定可能範囲、並びに局発中心周波数設定部２０（ＭＦＣ）及び周波数制御部１８による周波数制御電圧を示した図である。
【００５５】
図７の縦軸は周波数を、横軸は電圧を示している。装置を取り付ける際には、図６に示した局部発振器１１の発振周波数ｆＬＯは、まず装置内の局発中心周波数設定部２０及び周波数制御部１８により局発中心周波数に設定される。次に、局部発振器１１、周波数弁別器１３、誤差制御部１４、カウンタ１７、周波数制御部１８、局部発振器１１のループにより、局部発振器１１の発振周波数ｆＬＯとマグネトロン１２の発振周波数ｆ０との差分周波数ｆＬＯ−ｆ０が所定のＩＦ中心周波数ｆＩＦと等しくなるようにＡＦＣが動作する。マグネトロン１２の発振周波数が経年劣化などにより変動した場合に前記ＡＦＣ状態監視回路２３から出力されるデジタル値から、再度局発中心周波数を設定するか否かの判断を行う。
【００５６】
局発中心周波数を設定する場合、その設定可能範囲は、概ね１５０ＭＨｚであり、外部局発中心周波数設定部２６により、図７の例では２ビットのパラメータを以って４段階の周波数設定を行っている。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、ｎビットのパラメータを以って２のｎ乗段階の周波数設定を行うことが可能である。
【００５７】
図７では、局発中心周波数は、ｆＬＯ１、ｆＬＯ２、ｆＬＯ３、ｆＬＯ４の４つ周波数に設定できることを示しており、当初の局発中心周波数は、ｆＬＯ３が選択されていることを示している。そして、ＡＦＣの動作によりｆＬＯ３±１０ＭＨｚの範囲で局部発振器１１の発振周波数は変化しうる。
【００５８】
従来は、この局発中心周波数の設定を手動により調整設定していたが、本発明は、デジタル値を用いて制御しているので、安定した遠隔地との通信手段を確保することが可能となり、遠隔地から、ＡＦＣ動作の状況をモニタすることができ、局発中心周波数の調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】レーダ装置の要部ブロック図。
【図２】本発明の第１の実施例のブロック図。
【図３】マグネトロンの発振周波数が変化したときの局発中心周波数の設定例を示す図。
【図４】ＡＦＣの調整手順を示したフローチャート。
【図５】ディスクリミネータ対ＩＦ周波数特性図。
【図６】本発明の第２の実施例のブロック図。
【図７】外部局発中心周波数設定部による段階的な局発中心周波数設定及び周波数制御電圧設定の一例を示した図。
【符号の説明】
【００６０】
ｆ０  マグネトロン発振周波数
ｆ０Ａ  当初設定されたマグネトロンの発振周波数
ｆ０Ｂ  変動後のマグネトロンの発振周波数
ｆＩＦ  ＩＦ中心周波数
ｆＬＯ  局部発振器の発振周波数（局部発振周波数）
ｆＬＯ１〜ｆＬＯ４  局発中心周波数
Ｖｃ１〜Ｖｃ４  局発中心周波数設定電圧
１１  局部発振器
１２、１０３  マグネトロン
１３  周波数弁別器
１４  誤差制御部
１５  トリガ回路
１６  トリガパルス分周回路
１７  カウンタ
１８  周波数制御部
１９  ＡＦＣ／ＭＦＣ制御部
２０  局発中心周波数設定部
２３  ＡＦＣ状態監視回路
２４  カウントＵＰ／ＤＮ表示部
２５  外部カウントＵＰ／ＤＮ表示部
２６  外部局発中心周波数設定部
２７  外部ＡＦＣ／ＭＦＣ制御部
１０１  アンテナ
１０２  送受切換器
１０４  受信部
１０５  低雑音増幅器
１０６  ミクサ
１０７  局部発振器
１０８  中間周波数増幅器−検波器
１０９  Ａ／Ｄ変換器
１１０  信号処理器
１１１  データ処理部
１１２  表示器
【図１】
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【図２】
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【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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