JP2572960B2

JP2572960B2 - マイクロ波無線標識装置

Info

Publication number: JP2572960B2
Application number: JP14969985A
Authority: JP
Inventors: 俊渡部; 八郎青木; 滋栗原
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1985-07-08
Filing date: 1985-07-08
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JPS629283A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はマイクロ波無線標識装置に関し、特に船舶用
レーダを保有する航行船舶等を対象としたマイクロ波無
線標識装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来この種の技術分野に属する技術として、電波標識
編集委員会編「電波標識」（下巻）第８章マイクロ波無
線標識（昭50-5-20）に開示されたものがある。主たる
マイクロ波無線標識としては（イ）レーマーク、（ロ）
トランスポンダがある。

レーマーク（RAMARK,Rader Marker）は、レーダを装
備した船舶を対象にしたマイクロ波無線標識装置で、レ
ーマーク局からは矩形波でパルス振幅変調をかけた船舶
用レーダバンド（例えば9340MHZ〜9410MHZ,及び9400MHZ
〜9470MHZ）の電波の周波数を時間軸方向に低速度で掃
引しながら、送信用指向性空中線を低速度で一定方向に
回転し電波を放射する。一方該レーマークを利用する船
舶のレーダ側ではレーダ空中線の輻射ロープがレーマー
ク空中線の輻射ロープに向き合い、且つレーマークの送
信周波数がレーダ受信機の帯域内に入ったとき、レーダ
指示器ブラウン管スクリーン上に船舶からレーマーク型
を見る方位に輝線を表示させ、船舶に対する航行援助を
行なうものである。

第２図は、レーマーク送信機のシステム構成を示すブ
ロック図である。同図において、１は変調回路、２は掃
引回路、３はガン発振器、４はインパット増幅器、５は
方向結合器、６は回転空中線、７は検波器、８は故障検
出回路である。

変調回路１は変調用矩形波（例えば周期6.2マイクロ
秒，パルス幅2.4マイクロ秒）を発生し、ガン発振器３
に振幅変調をかける。掃引回路２はある一定の周期（例
えば20ミリ秒）レーダバンドの9375±35MHZを掃引発振
させる波形を発生し、ガン発振器３を制御する。

ガン発振器３の出力は、前記インパット増幅器４によ
り増幅され、送信出力モニタ用の方向性結合器５を経由
して回転空中線６から放射される。回転空中線６は水平
面内で約55度、垂直面内で約２度の指向性を有する回転
空中線で、毎分約２回転し電波の送信方向を変化させて
いる。

第３図は船舶レーダにおけるレーマーク信号の表示例
を示す図であり、図示するように、ブラウン管スクリー
ンBS上に中心（自船の位置）CS、レーマーク信号LMS、
レーマーク設置点LMP及び陸地のエコーLEが表示され
る。

トランスポンダ（Transponder）は、レーダを装備し
た船舶を対象にしたマイクロ波無線標識で、送信回路及
び受信回路を有するものである。受信回路は常時動作状
態にあり、広帯域で、例えばＸバンドのレーダ周波数内
の全ての電波に応答ができるようになっている。船舶用
レーダからの電波を受信すると、該電波をトリガ信号と
して、受信電波に同期した符号パルスで振幅変調された
電波が空中線から放射される。送信電波は長周期（約60
秒）の掃引と、短周期（約７ミリ秒）の掃引を重ねた周
波数掃引方式である。

第５図はトランスポンダ信号の表示例を示す図であ
る。トランスポンダからの送信周波数が丁度応答を要求
した船舶用レーダの周波数に合致した時、船舶用レーダ
指示器のブラウン管スクリーンBS上に中心（自船の位
置）CS、トランスポンダ設置点TRP及び陸地のエコーLE
が表示されているところにトランスポンダ信号TRSが表
示される。

同図において、明らかなように、トランスポンダの信
号TRSが陸地エコーLEでマスクされないときはトランス
ポンダ設置点TRPと、符号からトランスポンダの局名を
知ることができる。

第４図は、トランスポンダのシステム構成を示すブロ
ック図である。同図において、11は掃引回路で、ここで
二重掃引信号（例えば60秒及び７ミリ秒）を発生し、駆
動回路12を送出する。駆動回路12は前記掃引回路11から
の信号と、符号発生回路17からの信号により、送信回路
13を駆動する。送信回路13は送信周波数を二重掃引信号
で変化しつつ符号発生回路17からの符号パルスで振幅変
調を受けた信号をデュプレクサ14に送出する。デュプレ
クサ14は、送信電波を空中線15に送り出し空中線15が受
信した電波を受信回路16に送り込む機能を有する。受信
回路16に一旦入った電波は検波増幅された後、符号発生
回路17に入り符号の発生を行なう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記構成のレーマーク送信機及びトラン
スポンダは下記のような問題点があった。

（１）レーマーク符号がレーダ電波と非同期で送信されるので、ブラウ
ン管上に符号が流れて識別が困難である（トランスポン
ダでは、同期式のため識別が可能）。

上記と同じ理由からレーマーク局位置は判定困難で
ある（トランスポンダでは判定が可能）。

空中線が回転式のため保守が面倒で、機械的な回転部
分について定期保守が必要である（トランスポンダでは
固定式空中線であるためこの問題は無い）。

（２）トランスポンダ応答符号が比較的短いので、陸地、雨のクラッタ等で
マスクされ、符号識別ができないことがある（レーマー
クでは電波が受信できればマスクされる確率は小さ
い）。

符号の見え方が船舶用レーダの使用レンジに依存する
（レーマークではレンジに無関係である）。

応答式であるため、船舶用レーダからの電波を受信で
きないと電波を発射できない（レーマークは能動的に電
波を発射している）。

船舶レーダのサイドロープや多重反射にも応答し、方
位測定精度の低下やPPI画面についての干渉妨害となり
得る（レーマークは応答式でないのでこの問題は無
い）。

（３）両者に共通の問題点レーマーク、トランスポンダ共に送信周波数は掃引式
であるので、利用者の船舶用レーダ側の受信可能周波数
帯内に送信周波数が入らないと受信できない。

レーマーク、トランスポンダ共に送信空中線の水平面
内指向性が広いので、利用者がマイクロ波無線標識局の
近傍に位置するときは、利用者側レーダ空中線のサイド
ロープでマイクロ波無線標識電波を受信し、方位測定精
度が低下することがある。

（注１）利用者側としては、真にマイクロ波無線標識電
波の受信を希望する者と、希望しないが受信してしまう
者（妨害電波として認識する可能性もある）があること
に注意を要する。

（注２）回転式空中線を使用するレーマークでは前記
（注１）に記述した妨害を受ける確率は、無指向性の場
合より指向性の比率だけ小さいと考えられる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、レーマー
ク装置の特長とトランスポンダ装置の特長を兼ね備え、
且つ相手レーダの送信周波数の概略値を記憶し、相手レ
ーダ送信周波数の近傍での送信応答を可能する回路を具
備するマイクロ波無線標識装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、マイクロ波無線
標識装置を下記のように構成した。

電波の送受信を行う無指向性固定空中線、第１の発振
器、第２の発振器、第１のミキサ、第２のミキサ、送信
手段、受信手段及び制御手段を具備し、第１の発振器は
その周波数を前記制御手段で制御され、該第１の発振器
による送信電波の周波数信号と第２の発振器による中間
周波数信号を前記第２のミキサで混合検波して送信電波
の周波数と中間周波数だけ異なる局部発振周波数信号を
発生し、該局部発振周波数信号を第１のミキサで無指向
性固定空中線を介して受信された受信電波信号の周波数
と混合検波することにより、受信レーダ信号が受信手段
で得られた時、制御手段は第１の発振器の発生周波数を
制御している制御信号を参照することにより、利用者の
レーダ周波数の概略値を記憶し、自己の送信手段から送
信周波数を利用者のレーダ送信周波数の近傍で送信応答
できるように制御すると共に、二つのモード切り換えに
より、レーマーク型電波信号と、利用者からのレーダ信
号に同期したトランスポンダ型電波信号とレーマーク型
電波信号とを混合した電波信号を交互に送信手段から前
記無指向性固定空中線を介して送信することを特徴とす
る。

〔作用〕

マイクロ波無線標識装置を上記のように構成すること
により、モード切り換えにより、レーマーク型電波信号
と、利用者からのレーダ信号に同期したトランスポンダ
型電波信号とレーマーク型電波信号とを混合した電波信
号を交互に送信するから、あるモードでは従来のレーマ
ーク型電波信号を送信しているので利用者側のレーダ使
用レンジに無関係に方位の測定ができ、また他のモード
では利用者の受信レーダ信号に同期したトランスポンダ
型電波信号とレーマーク型電波信号とを混合した電波信
号を送信するのでマイクロ波無線標識局の識別と位置の
確認ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るマイクロ波無線標識装置のシス
テム構成を示すブロック図である。同図において、第１
の発振器51の出力は、方向性結合器52に入力され、該出
力は変調器53を経由して増幅器54で電力増幅され、サー
キュレータ55を経て空中線56から電波として空中に輻射
される。空中線56にて外部から受信した電波はリミッタ
57を通って、第２の発振器63からの出力信号と方向性結
合器52から来る第１の発振器51の出力信号が第２のミキ
サ64で局部発振信号となり、第１の減衰器61を経て第１
のミキサ58で中間周波数に変換され、次に中間周波数増
幅器59で増幅検波後ビデオ信号となって振幅比較器60に
おいて、スレショルド電圧74と比較される。ここでビデ
オ信号がスレショルド電圧74より大きければ受信レーダ
信号73が出力され制御部65に送られる。制御より65は動
作モードに従って、掃引信号70、送信符号71、受信禁止
ゲート信号72を作成する。掃引信号70は掃引駆動増幅器
66を経て第１の発振器51に送られる。送信符号71は駆動
増幅器67（スイッチング動作でも可）を経由して、変調
器53のインターフェイス条件に適合したレベルに変換さ
れる。受信禁止ゲート信号72も同様に駆動増幅器67でレ
ベル変換される。

第６図は第１図にマイクロ波無線標識装置の各部の波
形を示す波形図である。同図において、（１）は掃引信
号70、（２）は送信符号71、（３）は受信レーダ信号7
3、（４）は掃引停止信号75、（５）は動作モード０に
おける送信符号71、（６）は動作モード０における受信
禁止ゲート信号72、（７）は動作モード１における送信
符号71、（８）は動作モード１における受信禁止ゲート
信号72、（９）は受信レーダ信号73をそれぞれ示す。以
下、第６図を参照しながら、第１図のマイクロ波無線標
識装置の動作を説明する。

（１）〜（４）の掃引信号70、送信符号71、受信レー
ダ信号73、掃引停止信号75は、概略の動作を示す波形図
である。動作モード０、動作モード１は、送信符号71等
を規制するもので掃引信号周期毎に交互に繰り返してい
る。動作モード０の区間では掃引信号70は単調な鋸歯状
波で、送信符号71も従来のレーマークと同様な送信符号
71を送出する〔第６図（５）参照〕。動作モード０の区
間ではリミッタ57、中間周波対数増幅器59を受信禁止ゲ
ート信号72により制御し、送信符号71がＬである区間の
みリミッタ57から中間周波対数増幅器59に受信信号を通
過させる。掃引信号70により制御される第１の発振器51
は、方向性結合器52により出力の一部を第２のミキサ64
に送り込んでいる。第２のミキサ64は、該出力と第２の
発振器63で発振され、第２の減衰器62を経由して入力さ
れた中間周波数の出力信号と混合して、局部発振周波数
の信号に変換する。この変換された信号は第１の減衰器
61を通って、第１のミキサ58の局部発振信号となる。第
１のミキサ58の局部発振周波数は、例えば第７図（上記
マイクロ波無線標識装置の動作原理を説明するための
図）に示すように、送信周波数81に中間周波数83を加算
した局部発振周波数82の関係に選定される。送信周波数
81と局部発振周波数82との関係は、送信周波数81から中
間周波数83を減衰し局部発振周波数82を得る形式でもよ
い。中間周波数83の値はイメージ応答を避けるため掃引
周波数の幅と同等もしくは若干大きく選定する。

第６図（６）の動作モード０における受信禁止ゲート
信号72がＬである区間にレーダからのパルスが入ると受
信レーダ信号73が出力される。出力されるパルスの数
は、レーダの繰返し周波数、レーダ空中線の水平面内指
向性と回転数及びマイクロ波無線標識装置の掃引速度に
依存する。受信レーダ信号73があった場合、制御部65は
その時の送信周波数を規定している因子を記憶する。送
信周波数81と局部発振周波数82の間には、前記第７図に
示すような関係があるから受信周波数と関連する因子を
記憶したことになる。

第８図は受信周波数の記憶原理の例を示す図である。
同図において、時間200の変化と共に掃引A/D変換出力20
1が単調に増加している。掃引A/D変換出力201には対応
するディジタルデータがあり、これをカウンタの出力と
すると、カウンタの内容が(CNTR)_i202のときから(CNTR)
_i+n203までレーダ電波が受信できたとすると、太線206
で示した区間が第１の受信区間である。同様に(CNTR)_j2
04から(CNTR)_j+m205が第２の受信区間に対応する。太線
207で示した区間が第２の受信区間である。以下、第３
の受信区間、第４の受信区間……が考えられるが図示を
省略する。

第１の受信区間206において、カウンタの内容(CNTR)_i
202に対応する周波数がf_i、(CNTR)_i+n203に対応する周
波数がf_i+nとすると、（f_i+n-f_i）（マイクロ波無線
標識装置の帯域幅Δｆ）なら（f_i+n-f_i）/2に対応する
〔(CNTR)_i+n+(CNTR)_i〕/2を記憶する。（f_i+n-f_i）／Δ
ｆ＞１なら（f_i+n-f_i）Δｆ＋0.5を整数に変換し、第１
の記憶周波数は（f_i+n-f_i）/2、第２の記憶周波数は（f
_i+n-f_i）/2＋Δｆ、第３の記憶周波数は（f_i+n-f_i）/2
＋２Δｆ、……となる周波数を記憶する。第２の受信区
間207でも同様な方法で周波数を記憶する。

第９図は上記マイクロ波無線標識装置の制御部65のシ
ステム構成を示すブロック図例である。同図において、
主クロック発生器100は制御部各部にクロックパルスを
分配する。掃引回路101は単調に増加する数値を作成
し、D/A変換回路102を駆動し、掃引信号70を生成する。
掃引回路101のキャリイ出力はモードフリップフロップ1
03に与えられ動作モード信号111をカウンタ制御回路104
に与える。掃引回路101の出力はレジスタ105に入り、受
信レーダ信号73がある時、該データをラッチする。デー
タ処理記憶回路106は、受信レーダ信号73がある毎にレ
ジスタ105のデータを読み出しデータ処理を行い、周波
数の小さい順にFIFO（先入れ先出し）107に該データを
送出記憶させる。ここで該FIFO107は、該当する機能を
有するICであってもよいし、等価的にFIFO機能を持った
構成でもよいことは当然である。カウンタ制御回路104
は動作モード信号111が動作モード１（第６図参照）で
ある時FIFO107の内容を読み出し、掃引回路101の出力が
FIFO107の出力と一致した時、掃引回路101を停止する信
号を出力し、掃引信号70をある時間一定に保持する。掃
引回路101を動作させるイネーブル信号110、送信符号71
及び受信禁止ゲート信号72は、動作モード信号111に対
応しカウンタ制御回路104内で作成し外部に出力する。

動作モード１では第６図に示すとおり、記憶した周波
数がある毎、一定時間掃引信号70を出力し記憶した周波
数の電波を、相手レーダの受信レーダ信号73に同期して
送信する。受信レーダ信号73〔第６図（９）参照〕に対
する受信禁止ゲート信号72、送信符号71の関係は第６図
（７）及び（８）に示すとおりである。

上記実施例によれば、動作モード０（第６図参照）で
は従来のレーマークと同様な電波を送信しているので、
利用者側のレーダ使用レンジに無関係に方位の測定がで
きる。また、動作モード１（第６図参照）では利用者レ
ーダの受信レーダ信号73に同期した符号を送信するの
で、マイクロ波無線標識局の識別と位置の確認ができ
る。更に、動作モード１では送信周波数を利用者周波数
で、一定時間送信するので利用しやすくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、モード切り換え
により、レーマーク型電波信号と、利用者からのレーダ
信号に同期したトランスポンダ型電波信号とレーマーク
型電波信号とを混合した電波信号を交互に送信するよう
にしたので、あるモードでは従来のレーマーク型電波信
号を送信し、他のモードでは利用者の受信レーダ信号に
同期したトランスポンダ型電波信号とレーマーク型電波
信号とを混合した電波信号を送信するから、利用者側の
レーダ使用レンジに無関係に方位の測定ができると共
に、マイクロ波無線標識局の識別と位置の確認ができ、
更に該他のモードでは送信周波数を利用者のレーダ周波
数で、一定時間送信するので利用しやすくなる等の優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマイクロ波無線標識装置のシステ
ム構成を示すブロック図、第２図は従来のレーマーク送
信機のシステム構成を示す図、第３図は従来の船舶用レ
ーダにおけるレーマーク信号の表示例を示す図、第４図
は従来のトランスポンダのシステム構成を示すブロック
図、第５図は船舶用レーダにおけるトランスポンダ信号
の表示例を示す図、第６図は第１図に示すマイクロ波無
線標識装置の各部の波形を示す波形図、第７図は本発明
に係るマイクロ波無線標識装置の原理説明図、第８図は
本発明に係る受信周波数記憶の原理説明図、第９図は第
１図に示すマイクロ波無線標識装置の制御部のシステム
構成を示すブロック図である。図中、51……第１の発振器、52……方向性結合器、53…
…変調器、54……増幅器、55……サーキュレータ、56…
…空中線、57……リミッタ、58……第１のミキサ、59…
…中間周波対数増幅器、60……振幅比較器、61……第１
の減衰器、62……第２の減衰器、63……第２の発振器、
64……第２のミキサ、65……制御部、66……掃引駆動増
幅器、67……駆動増幅器、100……主クロック発生器、1
01……掃引回路、102……D/A変換回路、103……モード
フリップフロップ、104……カウンタ制御回路、105……
レジスタ、106……データ処理記憶回路、107……FIFO。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−179371（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−10868（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−162774（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−6481（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電波の送受信を行う無指向性固定空中線、
第１の発振器、第２の発振器、第１のミキサ、第２のミ
キサ、送信手段、受信手段及び制御手段を具備し、前記第１の発振器はその周波数を前記制御手段で制御さ
れ、該第１の発振器による送信電波の周波数信号と第２
の発振器による中間周波数信号を前記第２のミキサで混
合検波して送信電波の周波数と中間周波数だけ異なる局
部発振周波数信号を発生し、該局部発振周波数信号を前記第１のミキサで前記無指向
性固定空中線を介して受信された受信電波信号の周波数
と混合検波することにより、受信レーダ信号が前記受信
手段で得られた時、前記制御手段は第１の発振器の発生周波数を制御してい
る制御信号を参照することにより、利用者のレーダ周波
数の概略値を記憶し、自己の前記送信手段から送信周波
数を利用者のレーダ送信周波数の近傍で送信応答できる
ように制御すると共に、二つのモード切り換えにより、
レーマーク型電波信号と、利用者からのレーダ信号に同
期したトランスポンダ型電波信号と前記レーマーク型電
波信号とを混合した電波信号を交互に前記送信手段から
前記無指向性固定空中線を介して送信することを特徴と
するマイクロ波無線標識装置。