(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらかじめ定めたステップ周波数間隔の逆数の正の整数倍のパルス繰り返し周期毎に、あらかじめ定めた周波数および初期位相の送信用局部発振信号を生成する送信用の固定初期位相周波数シンセサイザーと、
前記送信用の固定初期位相周波数シンセサイザーで生成した前記送信用局部発振信号を用いて、前記パルス繰り返し周期、およびあらかじめ定めたパルス幅でパルス変調した送信信号を生成する送信機と、
前記送信信号を前記パルス繰り返し周期のタイミングで送受信の信号を切り替える送受切替器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標、および背景で反射した前記送信波を受信波として受信するアンテナと、
あらかじめ求めた目標との相対距離情報を用いて、前記送信波が前記目標に反射して受信波として受信されるまでに要する前記パルス繰り返し周期の周期数を求め、前記パルス繰り返し周期の周期数で定まる前記パルス繰り返し周期の時の前記送信波の周波数を前記受信波の周波数として求めて受信用の固定初期位相周波数シンセサイザーに出力する周波数計算器と、
前記受信波の周波数に対応する周波数の受信用局部発振信号を前記送信用局部発振信号の初期位相と同じ初期位相で生成する受信用の固定初期位相周波数シンセサイザーと、
前記受信波から前記受信用局部発振信号を用いてＩ、Ｑビデオ信号を生成する位相検波器と、
前記Ｉ、Ｑビデオ信号をディジタル変換した後のディジタルＩ、Ｑビデオ信号を逆フーリエ変換する合成帯域器とを備えたことを特徴とするパルスレーダ装置。
【請求項２】
パルス繰り返し周期をあらかじめ定めたステップ周波数間隔の逆数の正の整数倍とする関係を保ちながら、ランダムあるいは、あらかじめ定めた順序で送信パルス生成毎にパルス繰り返し周期の間隔を変化させることを特徴とする請求項１記載のパルスレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成帯域処理によって、距離分解能を向上するパルスレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合成帯域処理を利用したパルスレーダ装置では、送信時に、図５に示すように、Ｎ個のパルスに対して、パルス毎に送信周波数をｆ0からｆN-1まで周波数ステップ間隔Δｆ毎に変化させて送信を行う。そのときの送信信号Ｓn（ｔ）は数１で表される。ただし、ここでは、数式による表現を簡略化するために、各信号を複素信号で表現している。
【０００３】
【数１】
0003925068.tif 000002
【０００４】
ただし、Ａは送信信号の振幅、φnは各送信周波数の初期位相、Ｔpはパルス幅、Ｔpriはパルス繰り返し周期を表す。この送信信号がパルスレーダ装置から距離Ｒ離れたところにある目標に反射して、パルスレーダ装置に受信された場合、受信信号はＵn （ｔ）は、数２で表される。
【０００５】
【数２】
0003925068.tif 000003
【０００６】
ただし、Ａ’は受信信号の振幅、ｃは光速を表す。この受信信号に対して、数３で示すような各周波数の初期位相が送信信号と同じ参照信号Ｖn （ｔ）を用いて周波数変換を行った場合、周波数変換後の信号Ｗn （ｔ）は数４で表される。
【０００７】
【数３】
0003925068.tif 000004
【０００８】
【数４】
0003925068.tif 000005
【０００９】
数４で表されるＷn （ｔ）のパルス変調された部分の信号を用いて、逆フーリエ変換を行った場合、逆フーリエ変換後の信号Ｐ（ｋ）は数５で表される。
【００１０】
【数５】
0003925068.tif 000006
【００１１】
また、包絡線検波の方法として、直線検波を用いた場合、包絡線検波後の信号│Ｐ(ｋ)│はＰ（ｋ）の絶対値で数６で表される。
【００１２】
【数６】
0003925068.tif 000007
【００１３】
数６より、ｋが２ＲＮΔｆ／ｃと等しくなった時に│Ｐ（ｋ）│がピーク値となることがわかる。│Ｐ（ｋ）│がピーク値となるｋをｋpとすると、ｋpより数７に示すように、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒを求めることができる。
【００１４】
【数７】
0003925068.tif 000008
【００１５】
また、距離分解能ΔＲは数８で表される。
【００１６】
【数８】
0003925068.tif 000009
【００１７】
数８より、ＮΔｆを大きくすることによって、距離分解能ΔＲを向上することができることがわかる。
【００１８】
図６は、例えば、Ｄ．Ｒ．Ｗｅｈｎｅｒ著、”Ｈｉｇｈ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｒａｄａｒ”、Ａｒｔｅｃｈ  Ｈｏｕｓｅ、ｐｐ．１９７−２３７、１９９５、記載の合成帯域処理によって、距離分解能ΔＲを向上し、目標寸法以下の距離分解能ΔＲを得、図８に示すような目標のレンジプロフィールを得る従来のパルスレーダ装置である。図６において、１はタイミング発生器、２は固定初期位相周波数シンセサイザー、３ａ、３ｂは分配器、４は基準中間周波数信号発生器、５ａ、５ｂは周波数変換器、６はパルス変調器、７は電力増幅器、８は送受切替器、９はアンテナ、１０は目標、１１は中間周波数増幅器、１２は９０度ハイブリッド器、１３ａ、１３ｂは位相検波器、１４ａ、１４ｂはＡ／Ｄ変換器、１５は合成帯域器、１６は包絡線検波器、１７は表示器である。
【００１９】
上記の従来のパルスレーダ装置の動作について図６を参照して説明する。タイミング発生器１では、パルス繰り返し周期Ｔpriの間隔で、周波数切替信号を固定初期位相周波数シンセサイザー２へ、パルス変調信号をパルス変調器６へ、送受切替信号を送受切替器８へ出力する。固定初期位相周波数シンセサイザー２では、タイミング発生器１からの周波数切替信号によって、あらかじめ周波数と初期位相を定めたＮ種類の信号の中の一種類の信号をあらかじめ定めた順序、例えば、低い周波数から順番にパルス繰り返し周期Ｔpri毎に生成し、分配器３ａに出力する。
【００２０】
分配器３ａでは、固定初期位相周波数シンセサイザー２からの入力信号を２分し、一方を送信信号生成用の周波数変換器５ａの局部発振信号（送信用局部発振信号）として、周波数変換器５ａに、もう一方を中間周波数信号生成用の周波数変換器５ｂの局部発振信号（受信用局部発振信号）として出力する。周波数変換器５ａでは、分配器３ａからの送信用局部発振信号の周波数と、基準中間周波数信号発生器４で生成した基準中間周波数信号の周波数との和の周波数の送信キャリア信号を生成し、パルス変調器６に出力する。
【００２１】
パルス変調器６では、周波数変換器５ａからの入力信号に対して、タイミング発生器１からのパルス変調信号によって、パルス繰り返し周期Ｔpri毎に、あらかじめ定めたパルス幅Ｔpのパルス変調を行う。パルス変調器６の出力信号は、電力増幅器７に入力され、電力の増幅が行われ、送受切替器８に出力される。送受切替器８では、タイミング発生器１からの送受切替信号によって、パルス繰り返し周期Ｔpri毎に、あらかじめ定めた時間間隔の電力増幅器７からの入力信号をアンテナ９に出力する。
【００２２】
アンテナ９では、送受切替器８からの入力信号を、送信信号として空間へ放射する。送信信号は目標１０、および背景に反射し、反射信号となってアンテナ９で受信され、送受切替器８に出力される。送受切替器８では、タイミング発生器１からの送受切替信号によって、パルス繰り返し周期Ｔpri毎に、あらかじめ定めた時間間隔のアンテナ９からの入力信号を周波数変換器５ｂに出力する。また、周波数変換器５ｂには、分配器３ａから受信用局部発振信号も入力される。
【００２３】
周波数変換器５ｂでは、受信信号の周波数と受信用局部発振信号の差の周波数の中間周波数信号を生成し、中間周波数増幅器１１へ出力する。中間周波数増幅器１１では、中間周波数信号の電力の増幅を行い、その結果を分配器３ｂに出力する。分配器３ｂでは、中間周波数増幅器１１から入力信号を２分し、それぞれを位相検波器１３ａ、１３ｂに出力する。一方、基準中間周波数信号発生器４で発生した基準中間周波数信号は、９０度ハイブリッド器１２で９０度の位相差を持った２つの信号に分離され、位相検波器１３ａ、１３ｂに出力される。
【００２４】
位相検波器１３ａ、および１３ｂでは、分配器３ｂからの入力信号と９０度ハイブリッド器１２からの入力信号から、中間周波数信号の周波数と基準中間周波数信号の周波数の差の周波数を持ち、互いに９０度の位相差を持つＩ成分、Ｑ成分のビデオ信号を生成する。生成されたＩ、Ｑビデオ信号は、サンプリング周波数が１／ＴpのＡ／Ｄ変換器１４ａ、１４ｂに入力され、パルス幅Ｔpと同じ間隔のレンジビン毎のディジタルＩ、Ｑビデオ信号に変換され、合成帯域器１５に出力する。
【００２５】
合成帯域器１５では、送信周波数の異なるＮ個の送信パルスに対する同じレンジビンのディジタルＩ、Ｑビデオ信号を逆フーリエ変換することによって、パルス幅Ｔp以下の距離分解能ΔＲを得る合成帯域処理を行い、その結果を包絡線検波器１６に出力する。包絡線検波器１６では、合成帯域器１５から入力されるすべて複素信号の振幅値を求め、その結果を表示器１７に出力する。表示器１７では、包絡線検波器１６からの入力信号を表示する。
【００２６】
【発明が解決しようとしている課題】
合成帯域処理では、すべての送信信号の周波数において、目標との相対距離Ｒに対応する位相情報を得るために、数１から数４で示したように、各周波数の受信信号に対して、それぞれ対応する周波数の送信信号の初期位相と同じ初期位相の参照信号を用いる必要がある。
【００２７】
しかし、実際には図６の従来の合成帯域処理を利用したパルスレーダ装置で示したように、送信信号は基準中間周波数信号と送信用局部発振信号を用いて生成し、参照信号には、受信用局部発振信号と基準中間周波数信号を用いている。基準中間周波数信号の周波数、および初期位相は常に変化しないのに対し、送信用局部発振信号はパルス繰り返し周期Ｔpri毎に周波数、および初期位相が変化する。よって、各周波数の受信信号に対して、それぞれ対応する周波数の送信信号を生成した時に用いた送信用局部発振信号の初期位相φLnと、同じ初期位相の受信用局部発振信号を用いることによって、合成帯域処理に必要な目標との相対距離Ｒに対応する位相情報を得ることができる。
【００２８】
図７は、従来の合成帯域処理を利用したパルスレーダ装置の送信パルス、受信パルス、送信用局部発振信号、受信用局部発振信号の関係を示したものである。図において、Ｓｔは送信パルス、Ｓｒは受信パルス、Ｌｔは送信用局部発振信号、Ｌｒは受信用局部発振信号を示す。ただし、ここでは話を簡単にするために、合成帯域処理に用いるパルス数Ｎは３としている。
【００２９】
図７で示したように、従来の合成帯域処理を利用したパルスレーダ装置では、送信用局部発振信号Ｌｔと受信用局部発振信号Ｌｒに１つの周波数シンセサイザーで生成した信号を分配器で２分して用いているため、全ての周波数において両者の初期位相は常に同じとなり、合成帯域処理を実現することができる。
【００３０】
しかし、一つの固定初期位相周波数シンセサイザーで生成した信号を送信用局部発振信号Ｌｔと受信用局部発振信号Ｌｒに用いるため、ある送信パルスに対する目標からの反射信号が受信されるまで、次の送信周波数のパルスが送信できなくなる。すなわち、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒとパルス繰り返し周期Ｔpriが数９の関係にある場合にしか用いることができない。
【００３１】
【数９】
0003925068.tif 000010
【００３２】
そのため、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒが長い場合、長い時間のパルス繰り返し周期Ｔpriが必要となる。先にも述べたように、合成帯域処理では、送信周波数の異なるＮ個の送信パルスに対する受信パルスから生成したディジタルＩ、Ｑビデオ信号を逆フーリエ変換するため、Ｎ個のパルスの送信信号が必要である。そのため、１回の合成帯域処理の結果を得るのに、パルス繰り返し周期ＴpriのＮ倍の信号送信時間が必要である。よって、従来の合成帯域処理を利用したパルスレーダ装置では、パルス繰り返し周期Ｔpriが長いため、１回の結果を得るための、信号送信時間が長くなるという課題があった。
【００３３】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、合成帯域処理によって、距離分解能ΔＲを向上するパルスレーダ装置において、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒとパルス繰り返し周期Ｔpriが数１０の関係にある場合にでも合成帯域処理を行うことができ、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒが長い場合にでも、１回の合成帯域処理に必要な信号送信時間の短いパルスレーダ装置を得ることを目的とする。
【００３４】
【数１０】
0003925068.tif 000011
【００３５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によるパルスレーダ装置は、あらかじめ定めたステップ周波数間隔の逆数の正の整数倍のパルス繰り返し周期毎にあらかじめ定めた周波数、および初期位相の送信用局部発振信号を生成する固定初期位相周波数シンセサイザーと、前記固定初期位相周波数シンセサイザーで生成した前記送信用局部発振信号を用いて、あらかじめ定めたステップ周波数間隔の逆数の正の整数倍のパルス繰り返し周期、およびパルス幅でパルス変調した送信信号を生成する送信機と、前記送信信号をパルス繰り返し周期のタイミングで送受信の信号を切り換える送受切替器を介して、背景を含む目標に送信波として放射し、目標、および背景で反射した前記送信波を受信波として受けるアンテナと、あらかじめ求めた目標との相対距離情報を用いて前記受信波の周波数情報を求める周波数計算器と、前記周波数計算器で求めた前記受信波の周波数情報を用いて前記受信波の周波数に対応する周波数の受信用局部発振信号をあらかじめ定めた初期位相で生成する固定初期位相周波数シンセサイザーと、前記受信波から前記受信用局部発振信号を用いてディジタルＩ、Ｑビデオ信号を生成する受信機と、前記受信機で生成した前記ディジタルＩ、Ｑビデオ信号を逆フーリエ変換する合成帯域器を備えたことを特徴とする。
【００３６】
また、第２の発明によるパルスレーダ装置は、第１の発明によるパルスレーダ装置のおいて、パルス繰り返し周期をあらかじめ定めたステップ周波数間隔の逆数の正の整数倍とする関係を保ちながら、ランダムあるいは、あらかじめ定めた順序で送信パルス生成毎にパルス繰り返し周期の間隔を変化させることを特徴とする。
【００３７】
【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を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図１において２から１７は、先に図６で説明した通りである。また、１８はステップ周波数同期型タイミング発生器、１９は周波数計算機である。
【００３８】
この動作を、従来のパルスレーダ装置と動作の異なる中間周波数増幅器１１以前まで、図１を用いて説明する。ステップ周波数同期型タイミング発生器１８では、ｐを任意の正の整数として、パルス繰り返し周期Ｔpriをステップ周波数間隔Δｆと数１１の関係を満たすように設定し、設定したパルス繰り返し周期Ｔpriの間隔で、周波数切替信号を固定初期位相周波数シンセサイザー２ａ、２ｂへ、パルス変調信号をパルス変調器６へ、送受切替信号を送受切替器８へ出力する。
【００３９】
【数１１】
0003925068.tif 000012
【００４０】
固定初期位相周波数シンセサイザー２ａではステップ周波数同期型タイミング発生器１８からの周波数切替信号によって、あらかじめ周波数と初期位相を定めたＮ種類の信号の中の一種類の信号をあらかじめ定めた順序、例えば、低い周波数から順番にパルス繰り返し周期Ｔpri毎に生成し、送信用局部発振信号として、周波数変換器５ａに出力する。
【００４１】
周波数変換器５ａでは、固定初期位相周波数シンセサイザー２ａで生成した送信用局部発振信号の周波数と、基準中間周波数信号発生器４で生成した基準中間周波数信号の周波数との和の周波数の送信キャリア信号を生成し、パルス変調器６に出力する。パルス変調器６では、周波数変換器５ａからの入力信号に対して、ステップ周波数同期型タイミング発生器１８からのパルス変調信号によって、パルス繰り返し周期Ｔpri毎に、あらかじめ定めたパルス幅Ｔpのパルス変調を行う。パルス変調器６の出力信号は、電力増幅器７に入力され、電力の増幅が行われ、送受切替器８に出力される。
【００４２】
送受切替器８では、ステップ周波数同期型タイミング発生器１８からの送受切替信号によって、パルス繰り返し周期Ｔpri毎に、あらかじめ定めた時間間隔の電力増幅器７からの入力信号をアンテナ９に出力する。アンテナ９では、送受切替器８からの入力信号を、送信信号として空間へ放射する。送信信号は目標１０、および背景に反射し、反射信号となってアンテナ９で受信され、送受切替器８に出力される。 送受切替器８では、ステップ周波数同期型タイミング発生器１８からの送受切替信号によって、パルス繰り返し周期Ｔpri毎に、あらかじめ定めた時間間隔のアンテナ９からの入力信号を周波数変換器５ｂに出力する。
【００４３】
一方、周波数計算器１９では、あらかじめ距離測定処理や距離追尾処理によって得られた目標１０との相対距離情報Ｒ’を用いて、数１２により、受信信号が、いくつ前のパルス繰り返し周期の送信パルスに対する目標１０からの反射信号であるか、すなわち、送信パルスが目標１０に反射して受信されるまでに要する時間内のパルス繰り返し周期Ｔpriの数ｍを求め、ｍとその時の送信周波数から受信信号の周波数を求め、求めた受信信号の周波数の情報を固定初期位相周波数シンセサイザー２ｂに出力する。
【００４４】
ただし、目標１０との相対距離情報Ｒ’と目標１０との真の相対距離Ｒとの差は、数１２により求まるｍと、数１２において、Ｒ’をＲとした時に求まるｍが異ならない程度としている。
【００４５】
【数１２】
0003925068.tif 000013
【００４６】
固定初期位相周波数シンセサイザー２ｂでは、周波数計算器１９から入力された受信信号の周波数の情報から、その周波数に対応する周波数の受信用局部発振信号を、あらかじめ定めた初期位相で生成し、周波数変換器５ｂに出力する。周波数変換器５ｂでは、受信信号の周波数と固定初期位相周波数シンセサイザー２ｂで発生した受信用局部発振信号の周波数の差の周波数の中間周波数信号を生成し、中間周波数増幅器１１へ出力する。中間周波数増幅器１１以降の処理は、従来のパルスレーダ装置の動作と同じである。
【００４７】
図２は、この発明の実施の形態１を示すパルスレーダ装置において、送信パルス、受信パルス、送信用局部発振信号、受信用局部発振信号の関係を示したものである。図において、Ｓｔ、Ｓｒ、Ｌｔ、Ｌｒは先に図７で説明した通りである。また、図７と同様に、話を簡単にするために、合成帯域処理に用いるパルス数Ｎは３とし、数１１で求まる送信パルスが目標１０に反射して受信されるまでに要する時間内のパルス繰り返し周期Ｔpriの数ｍは１としている。また、固定初期位相周波数シンセサイザー２ａで生成される送信用局部発振信号Ｌｔと固定初期位相周波数シンセサイザー２ｂで生成される受信用局部発振信号Ｌｒの初期位相は全ての周波数において０度としている。
【００４８】
図２からもわかるように、送信用局部発振信号Ｌｔと受信用局部発振信号Ｌｒを生成する周波数シンセサイザーを別々に設けることによって、周波数の異なる送信用局部発振信号Ｌｔと受信用局部発振信号Ｌｒを同じパルス繰り返し周期Ｔpri内で生成することができるため、ある送信パルスに対する目標からの反射信号が受信されるまで、次の周波数のパルスが送信をまつ必要がなくなり、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒが長い場合にでも、短いパルス繰り返し周期Ｔpriを用いることができる。
【００４９】
また、パルス繰り返し周期Ｔpriを周波数ステップ間隔Δｆと数１１に示す関係に設定することによって、すべての周波数の送信用局部発振信号Ｌｔと受信用局部発振信号Ｌｒにおいて、パルス繰り返し周期Ｔpriの時間間隔内に変化する位相量は２πの整数倍となる。すなわち、図２に示すように、同じ周波数の送信用局部発振信号Ｌｔを生成する時の初期位相φLnと受信用局部発振信号Ｌｒを生成する時の初期位相θLnを同じにしておけば、送信用局部発振信号Ｌｔと受信用局部発振信号Ｌｒを生成する時間差の間に変化する受信用局部発振信号Ｌｒの位相の変化量は、すべての周波数において２πの整数倍となる。
【００５０】
よって、送信用局部発振信号Ｌｔの初期位相φLnと、受信用局部発振信号Ｌｒの初期位相θLnを、同じ周波数の送信用局部発振信号Ｌｔを生成した時刻に換算した初期位相θ‘Lnとが同じとなり、各周波数の受信信号に対して、それぞれ対応する周波数の送信信号を生成した時に用いた送信用局部発振信号の初期位相φLnと、同じ初期位相の受信用局部発振信号を用いたことと等価となる。
【００５１】
従って、合成帯域処理に必要な目標との相対距離Ｒに対応する位相情報を得ることができる。その結果、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒとパルス繰り返し周期Ｔpriが数１０の関係にある場合にでも合成帯域処理を行うことができ、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒが長い場合にでも、一回の合成帯域処理に要する信号送信時間を短くすることができる。
【００５２】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２を示すパルスレーダ装置の構成図であり、図３において２から１７と１９は、先に図１、および図６で説明した通りである。また、２０はステップ周波数同期型ランダムタイミング発生器である。
【００５３】
この動作を、従来のパルスレーダ装置と動作の異なる中間周波数増幅器１１以前まで、図３を用いて説明する。ステップ周波数同期型ランダムタイミング発生器２０では、ｈをパルス繰り返し周期カウンター、ｑ（ｈ）をパルス繰り返し周期カウンターｈ毎にランダム、あるいは、あらかじめ定めた順序で変化する正の整数として、パルス繰り返し周期カウンターｈ毎に間隔の異なるパルス繰り返し周期Ｔpri（ｈ）をステップ周波数間隔Δｆと数１３の関係を満たすように設定し、設定したパルス繰り返し周期Ｔpriの間隔で、周波数切替信号を固定初期位相周波数シンセサイザー２ａ、２ｂへ、パルス変調信号をパルス変調器６へ、送受切替信号を送受切替器８へ出力する。
【００５４】
【数１３】
0003925068.tif 000014
【００５５】
固定初期位相周波数シンセサイザー２ａではステップ周波数同期型ランダムタイミング発生器２０からの周波数切替信号によって、あらかじめ周波数と初期位相を定めたＮ種類の信号の中の一種類の信号をあらかじめ定めた順序、例えば、低い周波数から順番にパルス繰り返し周期Ｔpri毎に生成し、送信用局部発振信号として、周波数変換器５ａに出力する。
【００５６】
周波数変換器５ａでは、固定初期位相周波数シンセサイザー２ａで生成した送信用局部発振信号の周波数と、基準中間周波数信号発生器４で生成した基準中間周波数信号の周波数との和の周波数の送信キャリア信号を生成し、パルス変調器６に出力する。パルス変調器６では、周波数変換器５ａからの入力信号に対して、ステップ周波数同期型ランダムタイミング発生器２０からのパルス変調信号によってパルス繰り返し周期Ｔpri毎に、あらかじめ定めたパルス幅Ｔpのパルス変調を行う。
【００５７】
パルス変調器６の出力信号は、電力増幅器７に入力され、電力の増幅が行われ、送受切替器８に出力される。送受切替器８では、ステップ周波数同期型ランダムタイミング発生器２０からの送受切替信号によって、パルス繰り返し周期Ｔpri毎に、あらかじめ定めた時間間隔の電力増幅器７からの入力信号をアンテナ９に出力する。
【００５８】
アンテナ９では、送受切替器８からの入力信号を、送信信号として空間へ放射する。送信信号は目標１０、および背景に反射し、反射信号となってアンテナ９で受信され、送受切替器８に出力される。送受切替器８では、ステップ周波数同期型ランダムタイミング発生器２０からの送受切替信号によって、パルス繰り返し周期Ｔpri毎に、あらかじめ定めた時間間隔のアンテナ９からの入力信号を周波数変換器５ｂに出力する。
【００５９】
一方、周波数計算器１９では、あらかじめ距離測定処理や距離追尾処理によって得られた目標１０との相対距離情報Ｒ’を用いて、数１２により、受信信号が、いくつ前のパルス繰り返し周期の送信パルスに対する目標１０からの反射信号であるか、すなわち、送信パルスが目標１０に反射して受信されるまでに要する時間内のパルス繰り返し周期Ｔpriの数ｍを求め、ｍとその時の送信周波数から受信信号の周波数を求め、求めた受信信号の周波数の情報を固定初期位相周波数シンセサイザー２ｂに出力する。
【００６０】
ただし、目標１０との相対距離情報Ｒ’と目標１０との真の相対距離Ｒとの差は、数１２により求まるｍと、数１２において、Ｒ’をＲとした時に求まるｍが異ならない程度としている。固定初期位相周波数シンセサイザー２ｂでは、周波数計算器１９から入力された受信信号の周波数の情報から、その周波数に対応する周波数の受信用局部発振信号を、あらかじめ定めた初期位相で生成し、周波数変換器５ｂに出力する。
【００６１】
周波数変換器５ｂでは、受信信号の周波数と固定初期位相周波数シンセサイザー２ｂで発生した受信用局部発振信号の周波数の差の周波数の中間周波数信号を生成し、中間周波数増幅器１１へ出力する。中間周波数増幅器１１以降の処理は、従来のパルスレーダ装置の動作と同じである。
【００６２】
図４は、この発明の実施の形態２を示すパルスレーダ装置において、送信パルス、受信パルス、送信用局部発振信号、受信用局部発振信号の関係を示したものである。図において、Ｓｔ、Ｓｒ、Ｌｔ、Ｌｒは先に図７で説明した通りである。また、図７と同様に、話を簡単にするために、合成帯域処理に用いるパルス数Ｎは３とし、数１１で求まる送信パルスが目標１０に反射して受信されるまでに要する時間内のパルス繰り返し周期Ｔpriの数ｍは１としている。また、固定初期位相周波数シンセサイザー２ａで生成される送信用局部発振信号Ｌｔと固定初期位相周波数シンセサイザー２ｂで生成される受信用局部発振信号Ｌｒの初期位相は全ての周波数において０度としている。
【００６３】
図４からもわかるように、送信用局部発振信号Ｌｔと受信用局部発振信号Ｌｒを生成する周波数シンセサイザーを別々に設けることによって、周波数の異なる送信用局部発振信号Ｌｔと受信用局部発振信号Ｌｒを同じパルス繰り返し周期Ｔpri内で生成することができるため、ある送信パルスに対する目標からの反射信号が受信されるまで、次の周波数のパルスが送信をまつ必要がなくなり、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒが長い場合にでも、短いパルス繰り返し周期Ｔpriを用いることができる。
【００６４】
また、パルス繰り返し周期Ｔpri（ｈ）と周波数ステップ間隔Δｆを数１３に示す関係に設定することによって、すべての周波数の送信用局部発振信号Ｌｔと受信用局部発振信号Ｌｒにおいて、パルス繰り返し周期Ｔpri（ｈ）がパルス繰り返し周期カウンターｈ毎に異なる場合にでも、パルス繰り返し周期Ｔpri（ｈ）の時間間隔内に変化する位相量は２πの整数倍となる。
【００６５】
すなわち、図４に示すように、同じ周波数の送信用局部発振信号Ｌｔを生成する時の初期位相φLnと受信用局部発振信号Ｌｒを生成する時の初期位相θLnを同じにしておけば、送信用局部発振信号Ｌｔと受信用局部発振信号Ｌｒを生成する時間差の間に変化する受信用局部発振信号Ｌｒの位相の変化量は、すべての周波数において２πの整数倍となる。
【００６６】
よって、送信用局部発振信号Ｌｔの初期位相φLnと、受信用局部発振信号Ｌｒの初期位相θLnを、同じ周波数の送信用局部発振信号Ｌｔを生成した時刻に換算した初期位相θ‘Lnとが同じとなり、各周波数の受信信号に対して、それぞれ対応する周波数の送信信号を生成した時に用いた送信用局部発振信号の初期位相φLnと、同じ初期位相の受信用局部発振信号を用いたことと等価となる。
【００６７】
従って、合成帯域処理に必要な目標との相対距離Ｒに対応する位相情報を得ることができる。その結果、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒとパルス繰り返し周期Ｔpriが数１０の関係にある場合にでも合成帯域処理を行うことができ、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒが長い場合にでも、一回の合成帯域処理に要する信号送信時間の短くすることができる。
【００６８】
さらに、実施の形態１では、パルス繰り返し周期が一定であったのに対し、実施の形態２によれば、パルス繰り返し周期をパルス繰り返し周期カウンター毎にランダムあゆいは、あらかじめ定めて間隔と順序で変化させることもでき、レーダの秘匿性の向上が計れる。
【００６９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒとパルス繰り返し周期Ｔpriが数１０の関係にある場合にでも合成帯域処理を行うことができ、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒが長い場合にでも、一回の合成帯域処理に要する信号送信時間の短くすることができる。
【００７０】
また、第２の発明によれば、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒとパルス繰り返し周期Ｔpriが数１０の関係にある場合にでも合成帯域処理を行うことができ、パルスレーダ装置と目標との相対距離Ｒが長い場合にでも、一回の合成帯域処理に要する信号送信時間の短くすることができる。さらに、第１の発明に比べ、レーダの秘匿性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】  この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態１において、送信パルス、受信パルス、送信用局部発振信号、受信用局部発振信号の関係を示す図である。
【図３】  この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態２を示す構成図である。
【図４】  この発明によるパルスレーダ装置の実施の形態２において、送信パルス、受信パルス、送信用局部発振信号、受信用局部発振信号の関係を示す図である。
【図５】  合成帯域処理の送信パルス波形を示す図である。
【図６】  従来のパルスレーダ装置を示す構成図である。
【図７】  従来のパルスレーダ装置において、送信パルス、受信パルス、送信用局部発振信号、受信用局部発振信号の関係を示す図である。
【図８】  目標レンジプロフィールを示す図である。
【符号の説明】
１  タイミング発生器、２  固定初期位相周波数シンセサイザー、３  分配器、４  基準中間周波数信号発生器、５  周波数変換器、６  パルス変調器、７  電力増幅器、８  送受切替器、９  アンテナ、１０  目標、１１  中間周波数増幅器、１２  ９０度ハイブリッド器、１３  位相検波器、１４  Ａ／Ｄ変換器、１５  合成帯域器、１６  包絡線検波器、１７  表示器、１８  ステップ周波数同期型タイミング発生器、１９  周波数計算器、２０  ステップ周波数同期型ランダムタイミング発生器。
【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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【図８】
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