JP2019049506A - 信号生成装置、信号生成方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】探索対象を探索する際に用いるレーダ波の傍受を妨害する送信信号を生成することができる信号生成装置を提供する。【解決手段】第１の信号と第１の信号の同期信号とをレーダ装置１０から入力とし、第１の信号に畳重させる欺瞞信号を同期信号に同期させて生成する欺瞞信号生成部３０と、レーダ装置から第１の信号を入力するとともに、欺瞞信号生成部から欺瞞信号を入力とし、第１の信号と欺瞞信号とを畳重させた第２の信号を生成してレーダ装置に出力する結合部４０とを備える信号生成装置２０とする。【選択図】図１

Description

本発明は、信号を生成する信号生成装置、信号生成方法およびプログラムに関する。特に、本発明は、レーダ装置から生成される送信信号に付加する信号を生成する信号生成装置、信号生成方法およびプログラムに関する。

レーダ装置から送出される電波を用いて探索対象を探索する際には、送出した電波が傍受されることによって、電波の発信側に関する情報が特定されることがある。例えば、到来電波を詳細に分析し、到来するレーダ波の周波数ドリフト、サグ／リンギング等のパルスの形状差異、付随するスプリアス成分の差異などの固有の特徴を照合することにより、電波を発した個体を識別できる装置がある。

特許文献１には、受信した電波諸元と、ライブラリに格納された電波諸元とを照合することによって、電波の発信者を特定する電波探知装置について開示されている。特許文献１の装置は、外部ライブラリを用いるだけではなく、所定の作成基準に基づいて内部ライブラリを生成して、受信したレーダ波の識別照合を行う。

特許文献２には、電波発信源から放射された電波を受信し、その電波を分析することによって、その電波発信源の個体識別を行う電波探知装置について開示されている。特許文献２の装置は、無指向性アンテナおよび指向性アンテナによって受信された電波から検出されるアンテナパターンに基づいて電波の到来方位を検出する。特許文献２の装置は、検出した電波の到来方位に向けて指向性アンテナを指向させてアンテナパターンを取得し、自装置に登録されている複数のアンテナパターンの中から、取得したパターンと最も類似するパターンを探索して電波発信源を特定する。

特許文献１や特許文献２のように受信した電波を用いて発信源を特定する技術がある一方で、電波が傍受されることを妨害する技術も開示されている。

特許文献３には、到来する目標レーダ波を受信して分析抽出した当該目標レーダ波の諸元に基づいて生成されたジャミング信号を送信して目標レーダを妨害する機能を有する送受信装置について開示されている。

特許第３０２２４４４号公報 特許第５２２０１４２号公報 特開２００７−２０５８６５号公報

特許文献３の装置によれば、ジャミング信号の周波数を所定の周期で所定量変動させることによって、目標レーダが自機の位置を検出するのを妨害する効果が得られる。しかしながら、特許文献３の装置は、相手方のレーダ波が受信されていない場合にはジャミング波を生成しないため、相手方を探索するためのレーダ波の傍受を妨害することを目的とする用途には不向きであるという問題点があった。

本発明の目的は、上述した課題を解決し、探索対象を探索する際に用いるレーダ波の傍受を妨害する送信信号を生成することができる信号生成装置を提供することにある。

本発明の一態様の信号生成装置は、第１の信号と第１の信号の同期信号とをレーダ装置から入力とし、第１の信号に畳重させる欺瞞信号を同期信号に同期させて生成する欺瞞信号生成手段と、レーダ装置から第１の信号を主線路に入力するとともに、欺瞞信号生成手段から欺瞞信号を結合線路に入力とし、第１の信号と欺瞞信号とを畳重させた第２の信号を生成してレーダ装置に出力する結合手段とを備える。

本発明の一態様の信号生成方法においては、第１の信号と第１の信号の同期信号とをレーダ装置から入力とし、第１の信号に畳重させる欺瞞信号を同期信号に同期させて生成し、方向性結合器の主線路に第１の信号を入力させるとともに、方向性結合器の結合線路に欺瞞信号を入力させて第１の信号と欺瞞信号とを畳重させた第２の信号を生成し、生成した第２の信号をレーダ装置に出力する。

本発明の一態様のプログラムは、第１の信号と第１の信号の同期信号とをレーダ装置から入力する処理と、第１の信号に畳重させる欺瞞信号を同期信号に同期させて生成する処理と、方向性結合器の主線路に第１の信号を入力させるとともに、方向性結合器の結合線路に欺瞞信号を入力させて第１の信号と欺瞞信号とを畳重させた第２の信号を生成する処理と、生成した第２の信号をレーダ装置に出力する処理とをコンピュータに実行させる。

本発明によれば、探索対象を探索する際に用いるレーダ波の傍受を妨害する送信信号を生成することができる信号生成装置を提供することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係るレーダシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るレーダシステムによって送信信号に欺瞞信号を付加する一例について説明するための概念図である。 本発明の第１の実施形態に係るレーダシステムによって生成されるレーダ送信信号の波形について説明するための概念図である。 本発明の第１の実施形態に係るレーダシステムによって欺瞞信号が付加された送信信号の波形について説明するための概念図である。 本発明の第１の実施形態に係るレーダシステムによって生成されるレーダ送信信号のスペクトラムについて説明するための概念図である。 本発明の第１の実施形態に係るレーダシステムによって欺瞞信号が付加された送信信号のスペクトラムについて説明するための概念図である。 関連技術に係るレーダ装置によって送信された電波によって発信源が特定される例について説明するための概念図である。 本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置によって送信された電波によって発信源が特定されない例について説明するための概念図である。 本発明の第２の実施形態に係るレーダシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るレーダシステムにおいて異なる欺瞞信号を付加した複数の送信信号を生成する一例について説明するための概念図である。 本発明の第３の実施形態に係るレーダシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の各実施形態に係る操作器を可能とするハードウェア構成を示すブロック図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係るレーダシステムについて図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のレーダシステムの構成について説明するためのブロック図である。図１のように、本実施形態のレーダシステムは、レーダ装置１０と、信号生成装置２０によって構成される。

レーダ装置１０は、レーダ送信機１１と送信空中線１２とを有する。レーダ装置１０は、一般的なレーダ装置によって実現できる。

レーダ送信機１１（レーダ送信手段とも呼ぶ）は、レーダ送信信号を生成する。レーダ送信機１１は、図示しない発信器や励振器、増幅器によってレーダ送信信号を生成する。

送信空中線１２は、送信信号を送出するアンテナである。

信号生成装置２０は、欺瞞信号生成部３０と結合部４０とを有する。本実施形態では、簡易的な回路で一個の装置形状で信号生成装置２０を構成する。信号生成装置２０は、レーダ装置１０にアダプタとして付加する構成とすることによって、レーダ装置１０を改修する場合と比較して費用や日程を低減し、実用性を高めることができる。

欺瞞信号生成部３０（欺瞞信号生成手段とも呼ぶ）は、レーダ送信信号（第１の信号とも呼ぶ）の同期信号を入力とし、レーダ送信信号に付加する欺瞞信号をレーダ送信信号に同期させて生成する。例えば、欺瞞信号生成部３０は、擬似的なスプリアス成分やスパイク成分、リンギング成分などをレーダ送信信号に同期して付加する。

例えば、欺瞞信号生成部３０は、レーダ本体の性能に妨害による影響を与えないように、レーダ送信タイミングに同期するが重ならないタイミングで欺瞞信号を発生させる。同様に、欺瞞信号生成部３０は、レーダ本体の性能に妨害による影響を与えないように、レーダ送信周波数とずらした周波数で欺瞞信号を発生させる。

結合部４０（結合手段とも呼ぶ）は、レーダ送信信号と欺瞞信号とを合成する方向性結合部である。結合部４０の主線路にはレーダ送信信号が入力され、結合線路には欺瞞信号が入力される。結合部４０の方向性によって、欺瞞信号生成部３０から入力される欺瞞信号は、レーダ送信機１１の方向には出力されず、送信空中線１２の方向に導出される。

このとき、結合部４０の主線路にはレーダ送信信号が入力され、結合線路には欺瞞信号が入力されているので、結合部４０の出力にはレーダ送信信号と欺瞞信号とが重畳した信号が現れる。図２に示すように、レーダ送信信号と欺瞞信号とは時間的な同期がとられているので、欺瞞信号を付加したレーダ送信信号（以下、送信信号と呼ぶ）が合成される。

結合部４０によって生成される送信信号は、その送信信号の送信元があたかも別の個体であるかのように見せかけたレーダ波として送信される。その結果、送信信号を受信した相手方の電波探知機は、受信した送信信号に基づいて送信源を別の個体であると識別することになる。

図３は、レーダ送信機１１において生成されるレーダ送信信号を時間軸で示したパルス波形である。図４は、レーダ送信機１１において生成されるレーダ送信信号波形に欺瞞信号を付加した後の送信信号を時間軸で示したパルス波形である。

元のレーダ送信信号のパルス波形（図３）には、前縁にスパイクがなく、後縁の立ち下がりは伸びていない。それに対し、欺瞞信号が付加された送信信号のパルス波形（図４）には、前縁にスパイクがあり、後縁の立ち下がりの伸びを伴っている。レーダ装置１０の送信空中線１２からは、図４のパターンの送信信号が放射される。そのため、相手方の傍受装置のデータベースに格納されたパターンと送信信号のパターン（図４）とを比較して分析すると、送信信号の発信源は、元のレーダ送信信号のパルス波形を持つ個体とは異なる個体として識別される。

図５は、レーダ送信機１１において生成されるレーダ送信信号を周波数軸で示したスペクトラムである。図６は、レーダ送信機１１において生成されるレーダ送信信号波形に欺瞞信号を付加した後の送信信号を周波数軸で示したスペクトラムである。

元のレーダ送信信号のスペクトラム（図５）には、レーダ送信信号の送信周波数が観測される。それに対し、欺瞞信号を付加した送信信号のスペクトラム（図６）には、レーダ送信信号の周波数の他に、意図的に付加した周波数成分が観測される。図６の例では、送信周波数の整数倍の周波数成分（高調波）や、不要スパイクや立ち下がり波形を付加したことによるノイズ成分、周波数ジッタ成分が欺瞞信号として付加される。

なお、図３〜図６に示す波形やスペクトラムは一例であって、付加する波形成分や周波数成分は任意に設定できる。

ここで、一般的なレーダシステムと比較することによって、本実施形態のレーダシステムがどのような特徴を持つのかについてあらためて説明する。

図７は、一般的なレーダ装置１００から送信された送信信号が相手方の傍受装置２００によって傍受される例である。

レーダ装置１００は、レーダ送信信号を生成するレーダ送信機１１０と、レーダ送信信号を送信する送信空中線１２０とを備える。図７の例では、個体Ａにレーダ装置１００が搭載されていることを想定する。

傍受装置２００は、電波探知装置２１０、解析装置２２０、データベース２３０を備える。電波探知装置２１０は、レーダ送信信号を含む電波を受信する。解析装置２２０は、受信した電波の到来方位や周波数、パルス幅、パルスの繰り返し周期などを分析し、データベース２３０にあらかじめ蓄積されたデータと比較することによって、受信した電波の発信源を特定する。データベース２３０には、受信する電波が有するパターンと、その電波の発信源の個体との対応関係が蓄積される。

傍受装置２００は、受信した電波を解析することによって、電波の発信源であるレーダ装置の種類や、そのレーダ装置を搭載する航空機や船舶、車両などの識別を行う。図７の例では、傍受装置２００は、レーダ装置１００からのレーダ送信信号のパターンを解析、レーダ送信信号の発信源が個体Ａであると特定する。相手方は、傍受装置２００の解析結果に基づいて、電波の発信源の個体Ａへの対応策を講じることができる。

図８は、本実施形態のレーダシステムから送信信号を送信する例である。図８の例では、傍受装置２００のデータベースには登録されていない送信信号がレーダ装置１０から送信される。そのため、傍受装置２００は、送信信号の発信源に該当する個体がないと分析し、送信信号の発信源が未知の個体Ｘであると特定する。すなわち、本実施形態によれば、レーダ装置１０からの送信信号の発信源を相手方に誤認させることができる。

本実施形態のレーダシステムによれば、レーダ送信信号に欺瞞信号を付加することによって、送信信号が相手方に傍受・分析・識別される課程で、送信信号の発信源が新たな個体であると誤認させることができる。その結果、相手方において送信信号の発信源の個体を特定することが難しくなる。すなわち、本実施形態によれば、探索対象を探索する際に用いるレーダ波の傍受を妨害する送信信号を生成することができる信号生成装置を提供できる。

また、欺瞞信号が付加されたレーダ送信信号を送出し続けば、敵方が誤ったデータを収集し続けてデータベースを更新し続けることによって、相手方がデータベースを使用する際に混乱を生じさせることができる。

例えば、航空機や潜水艇、船舶などの個体に搭載されたレーダ機能を用いて、数百キロ範囲内に位置する探索対象を探索しながら行動する場合、こちらからのレーダ送信信号が探知されて個体識別される可能性がある。本実施形態のレーダシステムによれば、欺瞞信号が付加された送信信号を放射するため、その送信信号を傍受した相手方には識別不明の新型個体が識別されることになる。

また、例えば、欺瞞信号を含む送信信号を発しながら大型の船舶が行動する際に、あらかじめ同じ特徴を持たせた欺瞞信号を含む送信信号を小型の船舶から発して相手型にデータ収集させておく運用もある。このような運用の場合、相手型のデータベースには、欺瞞信号を含む送信信号の送信源が小型船舶であるように刷り込まれているため、大型の船舶が小型の船舶であると相手方に誤認させることができる。

また、例えば、相手方がデータ収集専用の航空機や固定設備などによりこちらのレーダ信号の特徴を収集する場合が想定される。このような場合においては、欺瞞信号を含む不正確なデータを収集させることによって相手方のデータベースを不正確なものとし、こちらの個体を識別不明とすることができる。

本実施形態のレーダシステムの欺瞞機能は、レーダ送信信号を発生させるレーダ装置の設計段階においてあらかじめ組み込むことができる。ところで、例えば、船舶などの個体に搭載された水上監視レーダなどに既にレーダ装置が配備されている場合、レーダ装置を換装するのには相当な時間と費用が発生してしまう。そのため、既存のレーダ装置に欺瞞機能を追加する場合、送信系統の関係する各回路を個別に改修すると、日程および費用が高額となってしまう。

本実施形態の信号生成装置は、アダプタとしてレーダ装置に付加することができるため、信号生成装置の製造期間中に運用を止める必要がなくなり、既存のレーダ装置への改修変更工事が簡略化される。そのため、本実施形態の信号生成装置は、限られた予算と日程でレーダ装置に欺瞞機能を付加するのに好適である。

（第２の実施形態）
次に、本実施形態に係るレーダシステムについて図面を参照しながら説明する。

図９は、本実施形態のレーダシステムの構成を示すブロック図である。図９のように、本実施形態のレーダシステムは、レーダ装置１０、信号生成装置２０−２、操作装置５０を備える。なお、レーダ装置１０は、第１の実施形態と同じ構成であるため、詳細な説明は省略する。

信号生成装置２０−２は、高周波信号発生器３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ・・・３１Ｘ、パルス変調器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ・・・３２Ｘ、選択器３３、高周波増幅器３４および方向性結合器４１を有する。高周波信号発生器３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ・・・３１Ｘ、パルス変調器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ・・・３２Ｘ、選択器３３および高周波増幅器３４が欺瞞信号生成部３０−２（破線で囲んだ範囲内）を構成する。

例えば、ある個体に搭載済みのレーダ装置１０の系統に信号生成装置２０−２を付加する際には、図９のように、レーダ送信機１１と送信空中線１２との間に信号生成装置を接続すればよい。具体的には、レーダ送信機１１と送信空中線１２との間を接続する導波管や同軸ケーブルの送信空中線１２側の一端を取り外し、方向性結合器４１の入力に接続する。そして、レーダ送信機１１から出力されるレーダ送信信号を方向性結合器４１経由で送信空中線１２に送出する系統とする。方向性結合器４１の結合線路側から欺瞞信号生成部３０−２が発生させる欺瞞信号を入力することによって、レーダ送信機１１から出力されるレーダ送信信号に欺瞞信号を重畳付加することができる。本実施形態のレーダシステムは、欺瞞信号を発生させない場合、元のレーダ送信信号と同等の成分の送信信号を送出できる。

以下において、信号生成装置２０−１の構成要素および操作装置５０の詳細について説明する。なお、高周波信号発生器３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ・・・３１Ｘをまとめて高周波信号発生器３１と記載することがある。同様に、パルス変調器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ・・・３２Ｘをまとめてパルス変調器３２と記載することがある。

〔高周波信号発生器〕
高周波信号発生器３１は、レーダ送信機１１が発生させるレーダ送信信号と同じ周波数帯の高周波信号と、その高周波信号の整数倍となる高調波の周波数帯の高周波信号を同時に発生させる信号源である。高周波信号発生器３１が発生させる高周波信号の周波数は、操作装置５０を介して運用者によって設定される。例えば、高周波信号発生器３１が発生させる高周波信号の周波数は、レーダ送信機１１が発生させるレーダ送信信号の周波数の近傍や高調波周波数などに設定される。

高周波信号発生器３１は、レーダ装置１０と同等の数ギガヘルツ帯の高周波信号を発生させる。高周波信号発生器３１には、発振器と周波数ミキサ、シンセサイザなどの汎用部品を組み合わせて構成してもよいし、汎用計測器を用いてもよい。

高周波信号発生器３１は、高調波成分や近傍の周波数の信号などのように、レーダ送信信号と異なる複数の周波数の信号を付加する場合、内部に複数系統の発振器またはシンセサイザを装備すればよい。その場合、異なる複数の周波数成分を同時に発生して電力合成した信号を出力することができる。例えば、高周波信号発生器３１が複数の周波数の信号を発生させる場合、それぞれの周波数成分を独立して入り切り制御するためのスイッチを設けることが好ましい。

〔パルス変調器〕
パルス変調器３２は、高周波信号発生器３１の後段に設置される。パルス変調器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ・・・３２Ｘは、それぞれ高周波信号発生器３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ・・・３１Ｘに接続される。パルス変調器３２は、レーダ送信機１１からの同期信号に同期させて、高周波信号発生器３１から入力される高周波信号にレーダ送信機１１と同種のパルス変調を掛ける。このとき、複数のパルス変調器３２を接続することにより、同時に異なる波形のパルス変調波を生成することができる。図９の例では、Ｘ個のパルス変調器３２によってＸ種類の形状の異なるパルスを生成できる。パルス変調器３２は、生成したパルス変調波を後段の選択器３３に出力する。

図９の例では、高周波信号発生器３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ・・・３１Ｘと、パルス変調器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ・・・３２Ｘとを並列に配置し、Ｘ個のパルス変調波を生成する。高周波信号発生器３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ・・・３１Ｘのそれぞれに周波数を設定する際には、同じ周波数を設定してもよいし、異なった周波数を設定してもよい。高周波信号発生器３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ・・・３１Ｘに設定する周波数は、後続するパルス変調器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ・・・３２Ｘの設定に合わせて設定する。

パルス変調器３２は、レーダ送信機１１からレーダ送信信号の同期信号を受けてレーダ送信信号と時間的に同期が取れたパルス信号を発生させる機能（パルス発生機能）を有する。また、パルス変調器３２は、発生したパルス信号によって、高周波信号発生器３１が出力する高周波信号にパルス変調を掛ける機能（パルス変調機能）を有する。

パルス変調器３２は、汎用のＰＩＮダイオード等の半導体と、ＰＩＮダイオードにバイアス電源を印加する駆動回路を用いて構成できる。パルス変調器３２は、高周波信号が入力されると、パルス発生機能が発し、駆動回路に入力する波形に従って、ＰＩＮダイオードをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより高周波信号をＯＮ／ＯＦＦし、所望の高周波パルス信号を生成する。パルス変調器３２は、時間的な連続信号（ＣＷ：Continuous Wave）をパルス状に断続的に入り切りした波形や、アナログ的に連続する曲線状に切り取った波形の信号を生成することが可能である。パルス変調器３２は、パルス前縁のスパイク波形を模した波形や、徐々に立ち下がるパルス後縁が伸びた波形などの任意の波形の信号を生成する。パルス変調器３２は、パルス信号の発生源にレーダ装置の同期信号を注入することによって、時間的な同期が取れた高周波パルス信号を生成する。

複数のパルス変調器３２のそれぞれには、異なる特徴を有する波形の生成を受け持たせる。例えば、パルス変調器３２Ａにはレーダ送信信号のパルスの前縁に付加するスパイク波形を生成させ、パルス変調器３２Ｂにはパルス後縁の立ち下がりが伸びた波形を生成させ、パルス変調器３２Ｃにはリンギング成分を生成させる。そして、パルス変調器３２Ｘには高調波成分を生成させる。複数のパルス変調器３２のパルス変調波形の諸元は、操作装置５０を介して運用者によって設定される。

〔選択器〕
選択器３３は、複数のパルス変調器３２の後段に設置され、複数のパルス変調器３２から複数のパルス変調波形を入力とする。選択器３３は、入力された複数のパルス変調波形の信号の中から少なくとも一つの信号を選択し、選択した信号を組み合わせて一つのパルスに合成したパルス波形（以下、合成パルス波形と呼ぶ）の信号を高周波増幅器３４に出力する。選択器３３が組み合わせる信号は、操作装置５０を介して運用者によって設定される。

選択器３３は、同軸スイッチまたはＰＩＮダイオードスイッチを組み合わせて構成される。選択器３３は、スイッチの設定に応じて複数の入力から１個または複数の信号を選択して出力する機能を有数する。選択器３３は、複数のパルス波形を選択すると、選択されたパルス波形が重畳された波形の信号を出力する。例えば、選択器３３が、パルス前縁のスパイク波形（パルスＡ）と、パルス後縁の立ち下がりが伸びた波形（パルスＢ）とを選択するように設定されているとする。このとき、選択器３３からは、別々のパルス変調器３２で生成されたパルスＡとパルスＢとを選択し、前縁のスパイク波形（パルスＡ）と後縁の立ち下がりが伸びた波形（パルスＢ）とを合成した波形の信号が出力される。

パルス変調器３２同士が相互に干渉し合ったり、生成した波形が変動したりすることのないように、選択器３３の各入力間は、アイソレーションを十分に確保したスイッチを用いたり、アイソレーションが優れた電力合成器やアイソレータを用いたりするのがよい。

〔高周波増幅器〕
高周波増幅器３４は、合成パルス波形の信号を選択器３３から入力とする。高周波増幅器３４は、合成パルス信号の信号を任意の電力レベルに増幅して方向性結合器４１に出力する。高周波増幅器３４から出力される高電力のパルス信号が欺瞞信号に相当する。高周波増幅器３４は、操作装置５０を介して運用者によって設定される電力レベルに合成パルス信号を増幅する。

高周波増幅器３４は、必要な電力レベルを発生させる能力と選択器３３が送出したパルス信号の形状を崩すことなく増幅できさえすれば、レーダ装置１０に使用される増幅器と同等でもよいし、異なっていてもよい。例えば、高周波増幅器３４は、複数の電力増幅器を並列動作させて分配器や合成器と組み合わせて形成してもよい。高周波増幅器３４がパルス信号を増幅する際の電力レベルは、後段の方向性結合器４１の結合度（通常は、１０〜１５デシベル程度）をあらかじめ加算して、レーダ送信信号の電力と重畳した際に見合うレベルに設定する。

スパイク波形を付加する際は、ピーク電力を高くする必要があるために、より高電力を出力する増幅器が必要となるが、送信デューティが極めて低くてよいため、ピーク電力の確保に特化した簡易的な増幅器で十分である。なお、スパイク波形の付加を行わない場合は、スパイク波形に相当するピーク電力が不要となる。

〔方向性結合器〕
方向性結合器４１は、レーダ送信機１１からレーダ送信信号を主線路に入力とし、高周波増幅器３４から欺瞞信号を結合線路に入力とする。方向性結合器４１に入力されたレーダ送信信号に欺瞞信号が重畳されることによって、欺瞞信号を含む送信信号が生成される。方向性結合器４１は、欺瞞信号を含む送信信号をレーダ装置１０に出力する。レーダ装置１０に出力された送信信号は、送信空中線１２から放射される。

〔操作装置〕
操作装置５０は、欺瞞信号生成部３０−２を構成する複数の高周波信号発生器３１、複数のパルス変調器３２、選択器３３および高周波増幅器３４に接続される。操作装置５０は、運用者が欺瞞信号生成部３０−２の構成要素に各種の設定を制御する制御装置である。操作装置５０は、高周波信号発生の諸元や各パルス変調の諸元、パルス波形の組み合わせ、高周波増幅器のレベル設定などを一元的に制御する。また、操作装置５０は、欺瞞信号の付加の入り切りの制御も行う。

例えば、操作装置５０は、コンソールやレーダ操作席などのように、操作者に近い場所に設置される。操作装置５０は、各高周波信号発生器３１の周波数諸元、各パルス変調器３２の設定諸元、選択器３３の選択設定、高周波増幅器３４の出力レベルの設定や出力可否を一元的にリモート制御するための端末の機能を持つ。操作装置５０は、欺瞞信号生成部３０−２の内部の設定／制御を必要とする各構成品とケーブル等によって電気的に接続される。例えば、操作装置５０は、一般的なコンピュータによって実現できる。操作装置５０をコンピュータによって実現する場合、欺瞞信号生成部３０−２の内部の各構成品とは、専用のケーブルの他に、光ケーブルやＬＡＮによるものでも実現可能であるが、各構成品の接続方法に応じたインターフェースを介して接続することが好ましい。

ここで、図１０を用いて、信号生成装置２０−２が、同一のレーダ送信信号に異なる欺瞞信号を付加する例について説明する。図１０の例においては、信号生成装置２０−２は、異なるパターンの欺瞞信号をレーダ送信信号に付加することによって複数の送信信号を生成する。図１０の例では、パターン１およびパターン２の２種類の欺瞞信号をレーダ送信信号に付加する例を示す。なお、パターン１の送信信号と、パターン２の送信信号とを送信するタイミングなどは任意に設定できる。

例えば、欺瞞信号生成部３０−２（欺瞞信号生成手段とも呼ぶ）は、同一のレーダ送信信号（第１の信号）に付加するための複数の異なる欺瞞信号を生成する。そして、方向性結合器４１は、複数の異なる欺瞞信号を第１の信号に付加することで複数の異なる送信信号（第２の信号とも呼ぶ）を生成し、生成した複数の第２の信号をレーダ装置１０の送信空中線に出力する。このとき、欺瞞信号生成部３０−２が複数の異なる送信信号ごとに設定される異なった所定のタイミングで複数の送信信号のそれぞれをレーダ装置１０に出力すれば、単一の送信元でありながら、異なる送信間隔で異なる送信信号を送信空中線１２から送出できる。

以上のように、本実施形態のレーダシステムは、複数の欺瞞信号を切り替えてレーダ送信信号に付加することができる。そのため、本実施形態のレーダシステムによれば、複数の欺瞞信号を切り替えて送信することにより、発信源が一つでありながら複数の発信源から送信信号が送信さえているように相手方誤認させることができる。例えば、異なる欺瞞信号が付加された複数の送信信号を生成し、生成した複数の送信信号ごとに所定のタイミングで送信すればよい。その場合、複数の送信信号ごとに送信間隔を変えれば、異なる送信信号が傍受されるタイミングが一様ではなくなるため、より効果的に相手方に誤認させることができる。

また、例えば、本実施形態のレーダシステムは、レーダの運用上支障のない「高調波スプリアスが異常に強い」というような目立つ特徴を持つ欺瞞信号を送信信号に付加することができる。例えば、大型の船舶と小型の船舶とが同じ特徴の欺瞞信号を共有すれば、大型の船舶を小型の船舶と誤認させたり、小型の船舶を大型の船舶と誤認させたりすることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係るレーダシステムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態のレーダシステムは、第２の実施形態とは異なり。レーダ送信機の内部を改修し、レーダ送信機の終段増幅器の手前の励振器または励振回路に相当する部分から励振信号を取り出して、第２の実施形態の欺瞞装置を付加した構成を有する。

図１１は、本実施形態のレーダシステムの構成を示すブロック図である。図１１のように、本実施形態のレーダシステムは、レーダ装置１０−３、信号生成装置２０−２、操作装置５０を備える。なお、信号生成装置２０−２および操作装置５０は、第２の実施形態と同じ構成であるため、詳細な説明は省略する。

レーダ送信機１１−３は、励振器１１１と増幅器１１２とを含む。

例えば、ある個体に搭載済みのレーダ装置１０−３の系統に信号生成装置２０−２を付加する際には、図１１のように、励振器１１１と増幅器１１２との間に信号生成装置２０−２を接続すればよい。具体的には、励振器１１１と増幅器１１２との間を接続する導波管や同軸ケーブルの増幅器１１２側の一端を取り外し、方向性結合器４１の入力に接続する。そして、励振器１１１から出力される励振信号を方向性結合器４１経由で増幅器１１２に送出する系統とする。方向性結合器４１の結合線路側から欺瞞信号生成部３０−２が発生させる欺瞞信号を入力することによって、励振器１１１から出力される励振信号に欺瞞信号を重畳付加することができる。レーダ送信機１１−３は、欺瞞信号が付加された励振信号を増幅器１１２で増幅してから送信空中線１２に出力する。その結果、レーダ装置１０−３からは、欺瞞信号が付与された送信信号が送出される。

励振器１１１の出力は、信号生成装置２０−２の方向性結合器４１の主線路の入力に接続される。励振器１１１は、図示しない発信器において発生される信号を増幅し、励振信号を生成する。励振器１１１は、生成した励振信号を方向性結合器４１に出力する。

欺瞞信号生成部３０−２は、レーダ送信機１１−３からの同期信号に同期させ、操作装置５０を介した運用者の設定に応じて、励振信号の欺瞞信号を生成する。欺瞞信号生成部３０−２は、生成した欺瞞信号を方向性結合器４１に出力する。

増幅器１１２は、方向性結合器４１の出力に接続される。増幅器１１２は、欺瞞信号が付加された励振信号を増幅し、欺瞞信号が含まれるレーダ送信信号を生成する。増幅器１１２は、生成したレーダ送信信号を送信空中線１２に出力する。送信空中線１２からは、増幅器１１２によって生成されたレーダ送信信号が送信信号として送出される。

本実施形態においては、レーダ装置を改修する工程が必要になるが、励振器と増幅器とを接続するケーブル等の引き出しや引き込みが複雑ではない限り、容易に信号生成装置をレーダ装置にアダプタとして付加することができる。本実施形態においては、欺瞞信号の信号レベルを確保する増幅器をレーダ装置のものと共用するため、欺瞞装置の高周波増幅器を大規模にしなくてもよい。そのため、レーダ送信機の改修費用と、欺瞞装置の高周波増幅器の費用とのトレードオフにより改修方法を選定すればよい。

本実施形態においては、レーダ装置の増幅器を終段増幅器とする。そのため、欺瞞信号で付加する高調波、すなわちレーダ送信信号の２倍、３倍・・・の周波数の強度は、レーダ送信機の増幅器の運用周波数外の増幅性能に依存する。運用周波数に性能特化した増幅器の場合は、高調波を付加したとしても、意図した強度の高調波レベルに達しないこともあり得る。そのため、増幅器の高調波周波数の増幅能力（利得と飽和電力）をあらかじめ把握した上で改修方法を選定するのがよい。

（ハードウェア）
ここで、本発明の各実施形態に係る操作装置を実現するハードウェア構成について、図１２のコンピュータ９０を一例として挙げて説明する。なお、図１２のコンピュータ９０は、各実施形態の操作装置を実現するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。

図１２のように、コンピュータ９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６を備える。図１２においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略して表記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、バス９９を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。

プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、コンピュータ９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る操作装置による処理を実行する。

主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。

補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。

入出力インターフェース９５は、コンピュータ９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。

コンピュータ９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器を接続するように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。

また、コンピュータ９０には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、コンピュータ９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介してコンピュータ９０に接続すればよい。

また、コンピュータ９０には、必要に応じて、ディスクドライブを備え付けてもよい。ディスクドライブは、バス９９に接続される。ディスクドライブは、プロセッサ９１と図示しない記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、コンピュータ９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。また、記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体や、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現してもよい。

以上が、本発明の各実施形態に係る操作装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図１２のハードウェア構成は、各実施形態に係る操作装置を実現するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る操作装置に関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。

各実施形態の操作装置の構成要素は、任意に組み合わせることができる。また、各実施形態の操作装置の構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよいし、回路によって実現してもよい。

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１０ レーダ装置
１１ レーダ送信機
１２ 送信空中線
２０ 信号生成装置
３０ 欺瞞信号生成部
３１ 高周波信号発生器
３２ パルス変調器
３３ 選択器
３４ 高周波増幅器
４０ 結合部
４１ 方向性結合器
５０ 操作装置
１００ レーダ装置
１１０ レーダ送信機
１２０ 送信空中線
２００ 傍受装置
２１０ 電波探知装置
２２０ 解析装置
２３０ データベース

Claims (10)

1. 第１の信号と前記第１の信号の同期信号とをレーダ装置から入力とし、前記第１の信号に畳重させる欺瞞信号を前記同期信号に同期させて生成する欺瞞信号生成手段と、
   前記レーダ装置から前記第１の信号を主線路に入力するとともに、前記欺瞞信号生成手段から前記欺瞞信号を結合線路に入力とし、前記第１の信号と前記欺瞞信号とを畳重させた第２の信号を生成して前記レーダ装置に出力する結合手段とを備える信号生成装置。
2. 前記欺瞞信号生成手段は、
   スパイク波形、立ち下がり波形、不要高調波および後続リンギング波形のうち少なくともいずれかを含む波形を前記欺瞞信号として生成する請求項１に記載の信号生成装置。
3. 前記欺瞞信号生成手段は、
   前記レーダ装置が発生させる前記第１の信号と同じ周波数帯の高周波信号を発生させるとともに、前記第１の信号の周波数帯の整数倍となる高調波の周波数帯の前記高周波信号を発生させる複数の高周波信号発生手段と、
   複数の前記高周波信号発生手段のいずれかによって発生された前記高周波信号を入力とするとともに、前記レーダ装置から前記同期信号を入力とし、前記同期信号に基づいて前記第１の信号と時間的に同期が取れたパルス信号を発生し、発生した前記パルス信号によって前記高周波信号を変調させたパルス変調波を生成する複数のパルス変調手段と、
   前記複数のパルス変調手段から複数の前記パルス変調波を入力とし、複数の前記パルス変調波の中から少なくとも一つを選択して出力する選択手段と、
   前記選択手段によって選択された少なくとも一つの前記パルス変調波を入力とし、入力された前記パルス変調波を増幅して前記欺瞞信号として出力する高周波増幅手段とを有する請求項１または２に記載の信号生成装置。
4. 前記欺瞞信号生成手段は、
   同一の前記第１の信号に付加するための複数の異なる前記欺瞞信号を生成し、複数の異なる前記欺瞞信号を前記第１の信号に付加することで複数の異なる前記第２の信号を生成し、生成した複数の前記第２の信号を前記レーダ装置に出力する請求項３に記載の信号生成装置。
5. 前記欺瞞信号生成手段は、
   複数の異なる前記第２の信号ごとに設定される所定のタイミングで複数の前記第２の信号のそれぞれを前記レーダ装置に出力する請求項４に記載の信号生成装置。
6. 請求項３乃至５のいずれか一項に記載の信号生成装置と、
   前記レーダ装置とを備え、
   前記レーダ装置は、
   前記第１の信号を生成するレーダ送信手段と、
   前記欺瞞信号を含む送信信号を送出する送信空中線とを有するレーダシステム。
7. 前記レーダ送信手段は、
   レーダ送信信号を生成し、生成した前記レーダ送信信号を前記第１の信号として前記結合手段に出力するとともに、前記同期信号を複数の前記パルス変調手段に出力し、
   前記欺瞞信号生成手段は、
   前記同期信号を前記レーダ送信手段から入力とし、前記レーダ送信信号の信号に付加する前記欺瞞信号を前記同期信号に同期させて生成し、生成した前記欺瞞信号を前記結合手段に出力し、
   前記結合手段は、
   前記レーダ送信手段から前記第１の信号を前記主線路に入力するとともに、前記欺瞞信号生成手段から前記欺瞞信号を前記結合線路に入力することによって畳重させた信号を前記第２の信号として前記送信空中線に出力し、
   前記送信空中線は、
   前記結合手段から入力した前記第２の信号を送信信号として送出する請求項６に記載のレーダシステム。
8. 前記レーダ送信手段は、
   レーダ送信信号を生成する際に発生させる励振信号を前記第１の信号として前記結合手段に出力するとともに、前記同期信号を複数の前記パルス変調手段に出力し、
   前記欺瞞信号生成手段は、
   前記同期信号を前記レーダ送信手段から入力とし、前記励振信号の信号に付加する前記欺瞞信号を前記同期信号に同期させて生成し、生成した前記欺瞞信号を前記結合手段に出力し、
   前記結合手段は、
   前記レーダ送信手段から前記第１の信号を前記主線路に入力するとともに、前記欺瞞信号生成手段から前記欺瞞信号を前記結合線路に入力することによって畳重させた信号を前記第２の信号として前記レーダ送信手段に出力し、
   前記レーダ送信手段は、
   前記第２の信号を増幅して前記レーダ送信信号を生成し、生成した前記レーダ送信信号を前記送信空中線に出力し、
   前記送信空中線は、
   前記結合手段から入力した前記レーダ送信信号を送信信号として送出する請求項６に記載のレーダシステム。
9. 第１の信号と前記第１の信号の同期信号とをレーダ装置から入力とし、
   前記第１の信号に畳重させる欺瞞信号を前記同期信号に同期させて生成し、
   方向性結合器の主線路に前記第１の信号を入力させるとともに、前記方向性結合器の結合線路に前記欺瞞信号を入力させて前記第１の信号と前記欺瞞信号とを畳重させた第２の信号を生成し、
   生成した前記第２の信号を前記レーダ装置に出力する信号生成方法。
10. 第１の信号と前記第１の信号の同期信号とをレーダ装置から入力する処理と、
    前記第１の信号に畳重させる欺瞞信号を前記同期信号に同期させて生成する処理と、
    方向性結合器の主線路に前記第１の信号を入力させるとともに、前記方向性結合器の結合線路に前記欺瞞信号を入力させて前記第１の信号と前記欺瞞信号とを畳重させた第２の信号を生成する処理と、
    生成した前記第２の信号を前記レーダ装置に出力する処理とをコンピュータに実行させるプログラム。

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