JP2743996B2 - レーダ送受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばレーダ装置の送信系統や受信系統
に用いられるレーダ送受信装置に関する。 （従来の技術） 一般に、レーダ装置等の送信系統や受信系統には、変
調回路や増幅回路のように、パルス信号を通過させると
パルス信号内に位相歪や振幅歪を生じる回路を含んでい
る。例えば、パルス・レーダの送受信装置は第４図に示
すように構成される。 第４図において、まず同期信号発生器11で発生した中
間周波数信号はパルス変調器121によって中間周波パル
ス信号に変調され、混合器122で高周波パルス信号に周
波数変換される。そして、電力増幅器123で電力増幅さ
れた後、送受信切換器14を通過して送信信号としてアン
テナ15から放射される。以上が送信系統12である。 一方、送信信号が目標19に反射してアンテナ15に入射
した受信信号は、送受切換器14を通過し、混合器161で
中間周波信号に周波数変換される。そして、中間周波増
幅器162で電力増幅され、位相検波器163でビデオ信号に
変換された後、信号処理器17で種々の信号処理、例えば
パルス・ドプラ処理等が施され、これによって得られた
情報が指示器18に表示される。以上が受信系統16であ
る。 ここで、電力増幅器123及び中間周波増幅器162をはじ
め、各構成回路は多少なりとも通過パルス信号に対して
不要な位相歪あるいは振幅歪を生じさせる。このため、
信号処理過程において、位相歪や振幅歪が不要成分とし
て送受信信号に混在することになる。この場合、１パル
ス内での歪はパルス圧縮等のレンジ相関処理におけるレ
ンジサイドローブを発生してしまい、またパルス間での
歪はMTI（移動目標表示装置）やFFT（高速フーリエ変換
装置）等のスウィープ相関処理に対してスペクトラムの
拡散により性能が低下してしまうことになる。 （発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように従来の送受信装置では、送信系統及
び受信系統で生じた通過信号の位相歪と振幅歪によって
信号処理性能が低下するという問題を有している。 この発明は上記問題を解決するためになされたもの
で、通過信号の繰返しパルス内に生じる位相歪と振幅歪
とを抑圧して信号処理機能を向上させるとともに、通過
信号のスペクトラムを改善することができるレーダ送受
信装置を提供することを目的とする。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明に係るレーダ送受
信装置は、送信繰返しパルスを発生し、送信周波数に変
換した後、電力増幅してレーダ波として送信する送信装
置と、この送信装置で送信されたレーダ波の反射波を受
信して前記送信繰返しパルス間隔内の複素ビデオ信号を
抽出する受信装置とを備えるレーダ送受信装置におい
て、まず、送信装置は、送信系統の各構成回路を通過し
た送信信号の繰返しパルス内に発生する振幅歪及び位相
歪を監視し、振幅歪に対応する振幅補正係数及び位相歪
に対応する位相補正係数を求める監視回路と、この監視
回路により求められた振幅補正係数及び位相補正係数を
記憶する記憶回路と、前記送信繰返しパルスが発生され
る毎に記憶回路から適応する振幅補正係数及び位相補正
係数を読み出して、送信周波数に変換される前の送信繰
り返しパルスそれぞれに読み出した振幅補正係数及び位
相補正係数を乗算することにより、前記送信系統の各構
成回路が送信信号に与える振幅歪及び位相歪を補正する
送信系補正回路とを具備して構成される。 さらに、受信装置は、入力信号を所定時間遅延づつ遅
延して複数の信号列に時分割する時分割手段と、この時
分割手段で時分割された信号列にそれぞれ係数列を乗算
する係数乗算手段と、この係数乗算手段の各乗算出力を
加算する加算手段とからなる畳み込み演算部を備えて構
成され、この畳み込み演算部に複素ビデオ信号を入力
し、受信系統の各構成回路を通過するときに発生する振
幅歪及び位相歪の逆特性に対応する係数列を与えて畳み
込み演算を実行することにより、前記受信系統の各構成
回路が前記複素ビデオ信号に与えた振幅歪及び位相歪を
補正するようにしている。 （作用） 上記構成によるレーダ送受信装置では、レーダ波の送
信時に、送信系統の各構成回路を通過した送信信号の繰
返しパルス内に発生する振幅歪及び位相歪が監視回路で
監視され、この監視結果に基づいて求められた振幅歪に
対応する振幅補正係数及び位相歪に対応する位相補正係
数が記憶回路に記憶される。そして、送信繰返しパルス
が発生される毎に記憶回路から適応する振幅補正係数及
び位相補正係数の読み出しが行なわれ、以後、送信周波
数に変換される前の送信繰り返しパルスそれぞれに読み
出された振幅補正係数及び位相補正係数を乗算されるこ
とにより、送信信号の振幅値が振幅補正係数に対応した
分だけ増減され、位相が位相補正係数に対応した分だけ
偏移されることになる。 このため、送信系統の各構成回路を通過することによ
り生じる不要波の放射を抑圧することができ、送信信号
のスペクトラムが改善される。また、例えば線形性を保
つ構成回路を通過した場合にも、歪に対して補正を行な
うことができ、これにより送信信号のスペクトラムを改
善することができる。 また、レーダ波の受信時において、受信した反射波の
繰返しパルス間隔内から抽出され、かつ受信系統の各構
成回路を通過する複素ビデオ信号に、受信系統の各構成
回路を通過するときに発生する振幅歪及び位相歪の逆特
性に対応する係数列が与えられて畳み込み演算が実行さ
れることにより、受信系統の各構成回路が複素ビデオ信
号に与えた振幅歪及び位相歪を補正されるので、受信信
号の繰返しパルス間隔内に発生する振幅歪及び位相歪が
抑圧され、これにより受信信号のスペクトラムが改善さ
れる。 （実施例） 以下、第１図乃至第３図を参照してこの発明の一実施
例を説明する。 第１図は第４図に示した送受信装置にこの発明を適用
した場合の構成を示すものである。第１図において第４
図と同一部分には同一符号を付して示し、ここではその
説明を省略する。 まず、送信系統12に送信信号に生じる位相歪及び振幅
歪を抑圧する送信系補正回路124を設け、送信信号の品
質を改善する。次に、受信系統16に受信信号に生じる位
相歪及び振幅歪を抑圧する受信系補正回路164を設け、
受信信号の品質を改善する。各補正回路124,164の補正
量はパルス圧縮やMTI等の信号処理を考慮して決定し、
信号処理性能の低下を抑制する。 この構成によれば、送信信号の品質が良好であるた
め、不要波（送信スプリアス）の放射を抑圧することが
でき、また品質の良好な受信信号が得られる。 第２図は送信系統12に設けられる送信系補正回路124
の具体的な構成を示すものである。この補正回路124は
可変減衰器1241、移送器1242、カウンタ1243、監視回路
1244及びメモリ1245で構成される。 この構成において、監視回路1244は電力増幅器123の
出力レベルを制御する利得制御機能と振幅歪及び位相歪
を補正するのに必要な係数を演算する演算機能とを有す
る。 利得制御機能は、電力増幅器123の出力レベルを同期
トリガの同期より短い周期でサンプリングして最小レベ
ルをホールドし、この出力レベルが電力増幅器123の出
力として最低限必要なレベルを有していなければ、電力
増幅器123のゲインを必要なレベルがえられるまで上げ
るよう動作する。すなわち、電力増幅器123の出力レベ
ルと最低必要な基準レベルとを比較し、（基準レベル−
出力レベル）だけ出力レベルが上昇するように電力増幅
器123内のAGC（自動利得制御）回路のゲインを制御す
る。 演算機能は、電力増幅器123の出力信号を同期トリガ
より短い周期でサンプリングしてA/D（アナログ／デジ
タル）変換し、互いに位相が90゜異なる２つの信号を導
出（直交検波）して複素信号を得る。 この複素信号の振幅情報及び位相情報はサンプリング
毎に抽出され、振幅情報を利用して上記した電力増幅器
123のゲインを制御すると共に、振幅の基準パターン及
び位相の基準パターン（基準パターンは各構成回路に振
幅歪、位相歪がないときの電力増幅器123の出力信号の
複素サンプルで得られる振幅値列、位相値列）と比較さ
れる。そして、それぞれ基準値との差の情報がサンプル
値毎に振幅に関する補正係数、位相に関する補正係数と
して導出される。ここで導出された振幅、位相に関する
両補正係数は予めメモリ1245に記憶される。 一方、例えばレーダの通常の動作時において、カウン
タ1243はレーダ繰返しパルスに同期した同期トリガによ
りリセットされ、計数動作が開始される。この計数周期
は監視回路1244での信号サンプリング周期に一致してお
り、カウント値がメモリ1245のアドレスとなってメモリ
1245から所定の振幅に関する補正値と位相に関する補正
値が読み出される。これらの各補正値は可変減衰器1241
及び移相器1242にそれぞれ供給される。 可変減衰器1241ではメモリ1245からの補正値に従って
パルス変調器121の出力パルスの振幅値をパルス幅より
短いサンプリング周期で補正値に対応した分だけ減衰さ
せる。これにより、可変減衰器1241の出力の振幅パター
ンは基準パターンと一致するようになる。 一方、移相器1242ではメモリ1245から読み出された位
相に関する補正値の分だけ可変減衰器1241の出力パルス
をサンプリング毎に位相を偏移させる。これにより位相
器1242の出力の位相パターンは基準パターンと一致する
ようになる。 尚、この場合、メモリ1245から信号を読み出して補正
をかける間は監視回路1244からメモリ1245への信号供給
はなく、メモリ1245の記憶補正値を更新するときに信号
が供給される。また、記憶する補正値を設定した場合、
電力増幅器123の出力を監視回路1244に導く構成ではな
く、送信信号の一部を受信系に導く構成にして、第１図
に示す受信系統の位相検波器163の出力の複素信号を監
視回路1244に供給するようにしてもよい。この場合は、
監視回路1244でモニタ信号を直交検波する必要がない。 第３図は第１図における受信系補正回路164の具体的
な構成を示すものである。位相検波器163により複素ビ
デオ信号（振幅及び位相情報を持ったビデオ信号）に変
換された受信信号は遅延回路a1〜anによって時分割され
る。各時分割信号は乗算器b1〜bnによって振幅歪及び位
相歪の逆特性となる計数w0〜wn−１が乗算された後、加
算器C6で加算される。すなわち、この受信系補正回路16
4はたたみ込み演算回路によるフィルタで構成され、受
信信号に対して振幅歪及び位相歪の逆特性を有する係数
のたたみ込み演算を行なって、受信信号中の振幅歪及び
位相歪を抑制している。 したがって、上記送信系補正回路及び受信系補正回路
が付加された送受信装置は、各系統の通過パルス信号に
重畳される振幅歪及び位相歪に見合った分だけ補償する
ように補正するので、通過信号に生じる位相歪と振幅歪
を抑圧して信号処理機能を向上させ、品質の良好な送信
信号及び受信信号を得ることができる。 尚、上記実施例では送受のアンテナを共用するパルス
・レーダについて説明したが、送信アンテナと受信アン
テナを分離した他の送受信システムの送信系統や受信系
統についても、位相歪及び振幅歪の要因を持つものに適
用可能である。また、補正回路は位相歪及び振幅歪の性
格によって系のどの位置に配置してもよく、１か所であ
っても数箇所に分散させてもよい。また、その構成が第
２図及び第３図に示した具体例の構成と異なっていて
も、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても
よいことは勿論である。 さらに、補正回路の補正内容は、歪要素が普遍的なも
のは固定設定でよい。また、歪要素が普遍的でないが、
ある条件による規則性があるものは、その条件判断によ
って設定を切換えるようにしてもよい。さらには、試験
信号等により時々刻々補正内容を更新するようにしても
よいことは勿論である。 ［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、通過信号の繰返しパ
ルス内に生じる位相歪と振幅歪とを抑圧して信号処理機
能を向上させるとともに、通過信号のスペクトラムを改
善することができるレーダ送受信装置を提供することが
できる。この際、送信周波数に変換される前の送信系の
最も低い周波数帯域で振幅歪及び位相歪の補正を行なう
ようにしているので、効率良い補正が図れるとともに、
より効果的なスペクトラムの改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明に係る送受信装置の一実施例を示すブ
ロック回路図、第２図は同実施例の送信系補正回路の構
成を示すブロック回路図、第３図は同実施例の受信系補
正回路の構成を示すブロック回路図、第４図は従来のパ
ルス・レーダの送受信装置の構成を示すブロック回路図
である。 11……同期信号発生器、12……送信系統、121……パル
ス変調器、122……混合器、123……電力増幅器、124…
…送信系補正回路、1241……可変減衰器、1242……移相
器、1243……カウンタ、1244……監視回路、1245……メ
モリ、13……局部信号発生器、14……送受切換器、15…
…アンテナ、16……受信系統、161……混合器、162……
中間周波増幅器、163……位相検波器、164……受信系補
正回路、a1〜an……遅延回路、b1〜bn……乗算器、ｃ…
…加算器、17……信号処理器、18……指示器、19……目
標。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−78370（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−26341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−10519（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−17736（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−45582（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．送信繰返しパルスを発生し、送信周波数に変換した
   後、電力増幅してレーダ波として送信する送信装置と、
   この送信装置で送信されたレーダ波の反射波を受信して
   前記送信繰返しパルス間隔内の複素ビデオ信号を抽出す
   る受信装置とを備えるレーダ送受信装置において、 前記送信装置は、送信系統の各構成回路を通過した送信
   信号の繰返しパルス内に発生する振幅歪及び位相歪を監
   視し、振幅歪に対応する振幅補正係数及び位相歪に対応
   する位相補正係数を求める監視回路と、この監視回路に
   より求められた振幅補正係数及び位相補正係数を記憶す
   る記憶回路と、前記送信繰返しパルスが発生される毎に
   前記記憶回路から適応する振幅補正係数及び位相補正係
   数を読み出して、送信周波数に変換される前の送信繰り
   返しパルスそれぞれに読み出した振幅補正係数及び位相
   補正係数を乗算することにより、前記送信系統の各構成
   回路が送信信号に与える振幅歪及び位相歪を補正する送
   信系補正回路とを具備することを特徴とするレーダ送受
   信装置。 ２．前記受信装置は、入力信号を所定時間遅延づつ遅延
   して複数の信号列に時分割する時分割手段と、この時分
   割手段で時分割された信号列にそれぞれ係数列を乗算す
   る係数乗算手段と、この係数乗算手段の各乗算出力を加
   算する加算手段とからなる畳み込み演算部を備え、この
   畳み込み演算部に前記複素ビデオ信号を入力し、受信系
   統の各構成回路を通過するときに発生する振幅歪及び位
   相歪の逆特性に対応する係数列を与えて畳み込み演算を
   実行することにより、前記受信系統の各構成回路が前記
   複素ビデオ信号に与えた振幅歪及び位相歪を補正するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーダ送受
   信装置。