(57)【要約】【課題】  パルス復調信号の漏れこみの影響を確実に低減し、パルス復調信号の漏れこみによる対象物の誤検出率を低下させることができるディジタルパルス復調方式のパルスレーダ受信装置を提供することを目的とする。【解決手段】  受信信号をディジタルデータ化するアナログディジタル変換器６と、矩形状のパルス波形データを保持できる波形メモリ７と、ディジタル化した受信信号と波形メモリデータを乗算するディジタル乗算器８とを備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナからの受信信号と基準信号発生器の信号とを周波数混合する周波数変換器と、上記アンテナの受信期間に信号を有意とする矩形状のパルス波形を生成する波形メモリと、上記周波数変換器のアナログ信号をディジタル信号に変換するディジタル変換器と、上記ディジタル変換器の出力信号と波形メモリからの出力信号とを乗算するディジタル乗算器と、所望の正弦波を発生する数値制御信号発生器と、上記ディジタル乗算器の出力信号と上記数値制御信号発生器の出力信号とを乗算して直交するＩｃｈ信号およびＱｃｈ信号を生成するディジタル乗算器と、を備えたパルスレーダ受信装置。
【請求項２】
上記パルス波形は任意形状に成形されたことを特徴とした請求項１記載のパルスレーダ受信装置。
【請求項３】
上記パルス波形はスペクトラム拡散されたことを特徴とした請求項１記載のパルスレーダ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パルスレーダ受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パルスレーダは、パルス変調した信号を送信装置からアンテナを経由して送信する。送信信号は、対象物で反射される。対象物が反射したパルス波は、アンテナ経由で受信装置にて受信される。パルス変調した信号が、送信されてから受信されるまでの時間に光速を乗算したものが、当該対象物までの往復距離にあたる。
【０００３】
受信装置に入力される信号は、対象物から反射してきた信号のほかに、送信装置から受信装置に漏れこんでくる送信漏れ信号も入ってくる。一般に送信漏れ信号は、受信信号よりも十分に大きいため、対象物判定の信号処理時に、誤検出となる場合がある。そこでパルスレーダでは、送信時間と、受信時間が交互に存在することを利用して、受信装置内にスイッチを設け、送信時間中は、受信信号入力をオフするように動作させていた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９８１６７公報
【特許文献２】実開平０５−０１１０８０公報
【０００５】
また、受信装置内のスイッチを駆動させる信号は、パルス動作をするため、この制御信号が、受信信号に漏れ込んでしてしまうと、対象物判定の信号処理時に誤検出となる場合がある。特許文献２に示す従来のパルスレーダ受信装置では、スイッチ駆動信号が受信パルスの受信信号へ重畳する影響を低減させる反転回路を設けることで、漏れ込み信号による誤検出を防止し、対象物までの距離を検出していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記各特許文献に代表される従来のパルスレーダ受信装置では、アナログ処理により中間周波数帯でパルス復調するため、ひとたび受信信号に制御信号が漏れこむと各々の信号を分離することは難しく、対象物判定の信号処理時に誤検出するという問題があった。
【０００７】
また、上記各特許文献などに代表される従来のパルスレーダ受信装置で用いられるスイッチもアナログ部品である。このため、スイッチのオン、オフ時にオーバーシュート、アンダーシュートが発生してしまい、このオーバーシュート、アンダーシュートによる高調波成分が受信信号に漏れこみ、対象物判定の信号処理時に誤検出するという問題があった。
【０００８】
また、スイッチのオン、オフ時のオーバーシュート、アンダーシュートの発生とともに、スイッチのオン／オフ切り替え時間の個体差などから、受信波形が歪むという問題があった。
【０００９】
この発明は、係る課題を解決するためになされたものであって、パルス復調信号の漏れこみの影響を確実に低減し、パルス復調信号の漏れこみやオーバーシュート、アンダーシュートに起因した対象物の誤検出率を低下させるパルスレーダ受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によるパルスレーダ受信装置は、アンテナからの受信信号と基準信号発生器の信号とを周波数混合する周波数変換器と、上記アンテナの受信期間に信号を有意とする矩形状のパルス波形を生成する波形メモリと、上記周波数変換器のアナログ信号をディジタル信号に変換するディジタル変換器と、上記ディジタル変換器の出力信号と波形メモリからの出力信号とを乗算するディジタル乗算器と、所望の正弦波を発生する数値制御信号発生器と、上記ディジタル乗算器の出力信号と上記数値制御信号発生器の出力信号とを乗算して直交するＩｃｈ信号およびＱｃｈ信号を生成するディジタル乗算器と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、パルス復調信号と受信信号が完全に分離している為、受信信号にパルス復調信号の漏れこみを確実に低減できるので、パルス復調時のオーバーシュート、アンダーシュートは原理的に発生せず、受信信号の歪みが低減されるとともに、個体間誤差を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明に係る実施の形態１におけるパルスレーダ受信装置の構成を示すものである。
図１において、パルスレーダ受信装置は、受信アンテナ１と、基準信号発生器２，３と、周波数変換器４，５と、アナログディジタル変換器６と、パルス波形メモリ７と、ディジタル乗算器８，９，１０と、数値制御信号発生器１１を備えている。
【００１３】
図示しないパルスレーダ送信装置がパルス変調した信号（送信パルス）を送信すると、その送信信号は対象物（ターゲット）で反射され、対象物にて反射されたパルス波が、パルスレーダ受信装置の受信アンテナ１にて受信される。このパルス変調した送信信号が送信されてから、その反射信号が受信されるまでの時間に光速を乗算したものが、当該対象物までの往復距離となる。基準信号発生器２，３は、それぞれ異なる周波数の基準信号（局部発振信号）を発生する。周波数変換器４は、受信アンテナ１の受信信号と基準信号発生器２の発生信号とを周波数混合することで、第一中間周波数に周波数変換を行う。周波数変換器５は、基準信号発生器３の発生信号と、周波数変換器４により第一中間周波数に周波数変換された後の出力信号とを周波数混合することで、第二中間周波数に周波数変換を行う。アナログディジタル変換器（以下、ＡＤＣと略す）６は、周波数変換器５により周波数混合された第二中間周波数のアナログ出力信号を、ディジタル信号に変換する。パルス波形メモリ７は、パルス波形をメモリに格納し、その格納されているパルス波形を示すパルス信号を連続的に出力する。ディジタル乗算器８は、アナログディジタル変換器６の出力信号とパルス波形メモリ７の出力信号を乗算する。ディジタル乗算器９は、数値制御信号発生器（以下、ＮＣＯと略す）１１の出力信号とディジタル乗算器８の出力信号を乗算し、Ｉｃｈ信号を生成する。ディジタル乗算器１０は、アナログディジタル変換器８の出力信号とＮＣＯ１１の出力信号を乗算し、Ｉｃｈ信号を生成する。ＮＣＯ１１は数値的に制御された発振器を構成し、正弦波の離散時間、離散値表現を合成することで、Ｉ−Ｑミキサを構成するディジタル乗算器９、１０に対する直交キャリア発生器として使用される。ＮＣＯ１１はディジタル乗算器９に対し正弦波信号（ｃｏｓ（ｗｔ））を送信する。ＮＣＯ１１はディジタル乗算器１１に対して正弦波信号（−ｓｉｎ（ｗｔ））を送信する。
【００１４】
図２はこの発明の形態１におけるパルス波形メモリ７に格納されているパルス波形データによって生成されるパルス波形の一例である。パルス波形メモリ７には振幅値の時系列データによるパルス波形データが格納され、このパルス波形データを矩形状に形作ることで、パルス波形１２が生成される。図において、送信期間Ｔｘは図示しないパルスレーダ送信装置から送信パルスが送信される期間を示し、受信期間Ｔｒは送信期間Ｔｘに送信パルスが送信された後、対象物にて反射されたパルス波を受信する期間を示している。パルス波形１２は、所定の送信期間Ｔｘに送信パルスが送信された後、受信期間Ｔｒに移行する所定の受信タイミングＴ０で、振幅が０から１に変化する。また、再び送信タイミングに戻る所定の送信タイミングＴ１で、振幅が１から０に変化する。このように、パルス波形メモリ７に格納されているパルス波形１２は、図示しないパルスレーダ送信装置とパルスレーダ受信装置との送受信タイミングに同期するように、予め時系列のパルス波形データが設定されている。これにより、パルス波形メモリ７は受信アンテナ１の受信期間内で信号振幅を有意とし、送信期間内で信号振幅を０とするパルス信号を発生する。
【００１５】
次に、パルスレーダ受信装置の動作を説明する。
対象物から反射した受信パルス波は受信アンテナ１で受信される。受信アンテナ１で受信された受信信号は、基準信号発生器２の出力信号と周波数変換器４でミキシングされ、第一中間周波数に周波数変換される。第一中間周波数は、基準信号発生器３の出力信号と周波数変換器５でミキシングされ第二中間周波数に周波数変換される。第二中間周波数に周波数変換された受信信号はＡＤＣ６でアナログ信号からディジタル信号化される。ディジタル信号化された受信信号は、ディジタル乗算器８にて、パルス波形メモリ７に格納されたパルス波形１２のパルス信号と乗算されることで、パルス復調される。パルス復調された受信信号は、ＮＣＯ１１の出力信号とディジタル乗算器９，１０にて乗算され、おのおのＩｃｈ信号、Ｑｃｈ信号を出力する。
【００１６】
このように構成されたパルスレーダ受信装置においては、パルス復調信号と受信信号が完全に分離している為、受信信号にパルス復調信号の漏れこみを低減できる。
【００１７】
また、このように構成された、パルスレーダ受信装置においては、パルス復調時のオーバーシュート、アンダーシュートは原理的に発生しないため、受信信号の歪みが低減されるとともに、個体間誤差を無くすことができる。
【００１８】
実施の形態２．
この発明に係る実施の形態２によるパルスレーダ受信装置の構成は、実施の形態１と同様である。この実施の形態では、パルス波形メモリ７に格納されるパルス波形データが異なる。図３はこの発明の形態２におけるパルス波形メモリ７に格納されているパルス波形データにより生成されるパルス波形１３の一例を示す図である。図に示すように、パルス波形１３は図２のパルス波形１２のような矩形状のパルス波形ではなく、任意に規定可能な滑らかなパルス波形を与える。
【００１９】
実施の形態２によるパルスレーダ受信装置は、図３のようなパルス波形１３を用いることで、パルスとして切り出された受信信号の高調波成分を抑えることが可能である。
【００２０】
実施の形態３．
この発明に係る実施の形態３によるパルスレーダ受信装置の構成は、実施の形態１と同様である。この実施の形態では、パルス波形メモリ７に格納されるパルス波形データが異なる。図４はこの発明の形態３におけるパルス波形メモリ７に格納されているパルス波形データにより生成されるパルス波形１４の一例を示す図である。図に示すように、パルス波形１４のパルス波形データは、パルス波形１２，１３のパルス波形データとは異なり、振幅情報の他に、０／πの位相情報をもたせている。パルス波形データ１４により、スペクトラム拡散された信号の復調も行わせることができる。
【００２１】
実施の形態３によるパルスレーダ受信装置は、図４のようなパルス波形１４を用いることで、スペクトラム拡散の復調信号の漏れこみが無い状態でスペクトラム拡散された信号の復調も行わせることが可能である。
【００２２】
また、図４のようなパルス波形データを用いることで、０／πの位相誤差の無い状態で、スペクトラム拡散された信号の復調も行わせることが可能である。
【００２３】
実施の形態４．
図５はこの発明に係る実施の形態４におけるパルスレーダ受信装置の構成を示すものである。図において、パルスレーダ受信装置は、図１のパルスレーダ受信装置に加えて、更にスペクトラム拡散符号コード発生器１６と、ディジタル乗算器１５を備えている。ディジタル乗算器１５は、パルス波形メモリ７から発生されるパルス信号と、スペクトラム拡散符号コード発生器１６から発生されるスペクトラム拡散された符号コード信号とを乗算する。ディジタル乗算器１５の出力はディジタル乗算器８に入力され、アナログディジタル変換器６の出力信号と乗算されて、乗算結果がディジタル乗算器９に出力される。
【００２４】
この実施の形態では、必要なスペクトラム拡散の符号コードの分だけパルス波形データをパルス波形メモリ７に保持しておく必要がある。また、振幅情報を有した波形データのパルス信号とスペクトラム拡散符号コード発生器１６の出力信号とを、ディジタル乗算器１５で乗算した信号とＡＤＣ６の出力信号をディジタル乗算器８にて乗算することで、パルス復調及びスペクトラム拡散された信号の復調を実施することが可能である。
【００２５】
図５のように、パルス波形メモリ７とスペクトラム拡散符号コード発生器１６を分けることで、パルス波形メモリ７の容量を小さくすることが可能である。
【００２６】
実施の形態５．
図６はこの発明に係る実施の形態５におけるパルスレーダ受信装置の構成を示すものである。図において、パルスレーダ受信装置は、図５のパルスレーダ受信装置とは異なり、ディジタル乗算器８の代わりに、ディジタル乗算器１７，１８を備えている。その他の構成については、図５と同様であり、説明を省く。
【００２７】
図において、ディジタル乗算器１５は、パルス波形メモリ７から発生されるパルス信号と、スペクトラム拡散符号コード発生器１６から発生されるスペクトラム拡散された符号コード信号とを乗算する。ディジタル乗算器９，１０はそれぞれ、ＮＣＯ１１の出力信号とディジタル乗算器１５の出力信号をディジタル乗算器１７，１８で乗算したものと、ＡＤＣ６の出力信号とを乗算する。
【００２８】
この実施の形態では、パルス復調及びスペクトラム拡散された信号の復調を実施することが可能である。なお、ＮＣＯ１１に上記機能を含めても目的を達成しうることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１によるパルスレーダ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるパルスレーダ受信装置のパルス波形メモリに格納されているパルス波形の一例である。
【図３】この発明の実施の形態２によるパルスレーダ受信装置のパルス波形メモリに格納されているパルス波形の一例である。
【図４】この発明の実施の形態３によるパルスレーダ受信装置のパルス波形メモリに格納されているパルス波形の一例である。
【図５】この発明の実施の形態４によるパルスレーダ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態５によるパルスレーダ受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  受信アンテナ、２  基準信号発生器、３  基準信号発生器、４  周波数変換器、  ５  周波数変換器、６  アナログディジタル変換器、７  パルス波形メモリ、８  ディジタル乗算器、９  ディジタル乗算器、１０  ディジタル乗算器、１１  数値制御信号発生器、１２  パルス波形データ、１３  パルス波形データ、１４  パルス波形データ、１５  ディジタル乗算器、１６  スペクトラム拡散符号コード発生器、１７  ディジタル乗算器、１８  ディジタル乗算器。
【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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