JP3230022B2 - Mtiレーダ装置 - Google Patents

Mtiレーダ装置

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JP3230022B2 JP16992793A JP16992793A JP3230022B2 JP 3230022 B2 JP3230022 B2 JP 3230022B2 JP 16992793 A JP16992793 A JP 16992793A JP 16992793 A JP16992793 A JP 16992793A JP 3230022 B2 JP3230022 B2 JP 3230022B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動目標を検出表示す
るMTI(Moving Target Indication )レーダ装置
に関し、特にコヒーレントMTIパルス・ドプラ・レー
ダに於ける送 信信号の受信側への回り込みを防止したM
TIレーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のコヒーレントMTIレーダ
方式の原理的構成を示し、1は発振周波数が極めて安定
な高安定発振器(STALO)、2は送信及び受信の各
種ローカル信号を発生するローカル信号発生器、3は送
信ミキサ、4は空中線、5は空中線共用器、6は受信信
号を第1中間周波数に変換する受信第1ミキサ、7は第
1中間周波数を第2中間周波数に変換する受信第2ミキ
サ、8は第2中間周波数の信号を基準信号によって位相
検波する位相検波器である。又ローカル信号発生器2の
21はコヒーレント発振器(COHO)、22はコヒー
レント発振器21の発振周波数を固定分周比で分周する
固定分周器を示す。
【0003】高安定発振器1で発生した周波数f 1 の信
号は、送信ミキサ3により、ローカル信号発生器2から
の周波数f LT の送信ローカル信号と混合して、f 1 +f
LT =f 3 の周波数の信号を出力し、この周波数f 3 の信
号を、送信パルス幅τの期間だけ図示を省略したゲート
や高周波スイッチ等を介して空中線4から送信する。こ
の送信信号は目標物により反射されるから、その反射波
を空中線4により受信して、空中線共用器5を介して受
信第1ミキサ6に入力する。
【0004】この場合の受信信号の周波数成分は、目標
が固定物体の場合、送信周波数と同一のf 4 (=f 3
であるが、目標が移動物体の場合、送信周波数に対して
ドプラ効果による周波数偏移を持った成分を含むものと
なる。受信第1ミキサ6では、送信波に対してコヒーレ
ントな条件を保存する為に、送信時に使用した高安定発
振器1からの周波数f 1 の信号を用いて周波数変換を行
い、f 4 −f 1 =f 5 の第1中間周波数の信号を得る。
【0005】この第1中間周波数f 5 の信号は、受信第
2ミキサ7により、ローカル信号発生器2からの周波数
LR の受信ローカル信号によって周波数変換し、周波数
6 の第2中間周波数の信号とする。そして、位相検波
器8により、第2中間周波数 6 の信号を、ローカル信
号発生器2からの位相参照用の周波数f 7 の基準信号に
よって位相検波を行い、ビデオ信号を得るものである。
目標が固定物体の場合、周波数f 6 =f 7 であり、目標
が移動物体の場合、送信周波数に対してドプラ効果によ
る周波数偏移を持った成分が含まれているので、位相検
波により分離することができ、これから移動目標の位置
変化情報を抽出することができる。
【0006】ローカル信号発生器2は、コヒーレント発
振器21からの発振周波数f 2 の信号を固定分周器22
の固定分周比で分周して、周波数f LT の送信ローカル信
号と、周波数f LR の受信ローカル信号と、周波数f 7
位相参照用の基準信号とを出力し、送信ローカル信号を
送信ミキサ3に、又受信ローカル信号を第2ミキサ7
に、又基準信号を位相検波器8にそれぞれ入力する。
【0007】送受信タイミングは、例えば、図4に示す
ように、パルス幅τ(例えば、0.5〜20μs)の送
信パルスを、繰り返し周期T(例えば、100〜250
0μs)で繰り返し送信するもので、前述のゲートや高
周波スイッチ等を介して空中線4から送信し、次の送信
期間までのT−τの期間を受信期間とする。その場合
に、図示のように、周波数f LT の送信ローカル信号と、
周波数f LR の受信ローカル信号とは、連続して発生して
いるものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のMTIレーダ装
置に於ける受信第1ミキサ6の出力周波数f 5 は、送信
ローカル信号の周波数f LT と同一周波数となる。従っ
て、受信第1ミキサ6に於いて送信ローカル信号の回り
込みが発生すると、目標が存在しない領域(時間又は距
離の領域)に、固定目標が存在する場合と等価な状態と
なり、性能を著しく阻害する問題がある。
【0009】又図5に示すように、従来のMTIレーダ
装置は、受信期間に於いても、送信ローカル信号が発生
しているから、受信第1中間周波数f 5 の信号に対する
送信ローカル信号のアイソレーションは極めて大きいこ
とが必要となる。一例として 、送信ローカル信号レベル
が+10dBmであるのに対し、受信信号レベルは−1
10dBmかそれ以下であり、従って相対的に必要なレ
ベル離隔度(アイソレーション)は120dB以上が必
要となる。
【0010】そこで、送信系と受信系との間を電磁的に
厳重なシールドを施すことが考えられる。しかし、その
為のシールド構成によって装置の大型化とコストアップ
となる問題がある。従って、所望のアイソレーションを
確保する構成とし、且つ小型化を図ることは極めて困難
であった。
【0011】本発明は、電磁的なシールドのみに頼るこ
となく、小型な構成で所望のアイレーションを確保する
ことを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のMTIレーダ装
置は、図1を参照して説明すると、送信期間と受信期間
とを交互に繰り返す前記送信期間に、第1の信号(周波
数f 1 の信号)と第2の信号(周波数f LT の信号)とを
混合した送信信号を空中線4から送信し、前記受信期間
に送信信号の反射波を受信し、前記第1の信号と混合し
た受信信号の解析を行うMTIレーダ装置であって、送
信期間に於いてのみ前記第2の信号(周波数f LT の信
号)を出力するローカル信号発生器2を備えている。
【0013】又前記ローカル信号発生器2は、発振器2
1と、この発振器21の出力信号を分周して前記送信期
間に前記第2の信号を出力し、前記受信期間に前記第2
の信号(周波数f LT の信号)と異なる周波数の第3の信
号(周波数f LR の信号)を出力する可変分周手段(可変
分周器23)を備えている。
【0014】又送信期間と受信期間とを交互に繰り返す
前記送信期間に、高安定発振器1からの第1の信号(周
波数f 1 の信号)とローカル信号発生器2からの第2の
信号(周波数f LT の信号)とを送信ミキサ3により混合
した送信信号を送信し、前記受信期間に前記送信信号の
反射波を受信して前記高安定発振器1からの前記第1
信号(周波数f 1 の信号)と混合する第1の受信ミキサ
6により第1の中間周波信号に変換して解析を行うMT
Iレーダ装置であって、ローカル信号発生器2は、発振
器21と、該発振器21の出力信号を前記送信期間に於
いて前記第2の信号(周波数f LT の信号)に分周して前
記送信ミキサ3に入力し、前記受信期間に於いて前記第
2の信号と異なる周波数の第3の信号(周波数f LR の信
号)に分周して前記第1の受信ミキサ6の出力信号と共
に第2の受信ミキサ7に入力する可変分周手段(可変分
周器23)とを備えている。
【0015】
【作用】ローカル信号発生器2は、図2に示すパルス繰
り返し周期Tの中のパルス幅τの送信期間に於いての
み、例えば、ローカル・シフト・パルスにより、第2の
信号、即ち、周波数f LT の送信ローカル信号を出力して
送信ミキサ3に入力する。次のT−τの受信期間は、第
2の信号を出力しないように構成する。それによって、
受信期間に送信系から受信系への回り込みの問題を回避
できる。
【0016】又可変分周手段としての可変分周器23
を、送信期間と受信期間とを示す例えばローカル・シフ
ト・パルスにより制御して分周比を切り換える。それに
より、送信期間は、第2の信号、即ち、周波数f LT の送
信ローカル信号を出力し、受信期間は、第3の信号、即
ち、周波数f LR の信号を出力する。第2の信号は送信ミ
キサ3に送信期間のみ入力することになり、又第3の信
号は受信第2ミキサ7に受信期間のみ入力することにな
る。従って、送信期間と受信期間とに於けるローカル信
号の周波数が異なるから、回り込みによる影響を回避で
きる。
【0017】
【実施例】図3は本発明の一実施例を示し、図1と同一
符号は同一機能部分を示す。図3に於いて、25はロー
カル・シフト・パルスによって制御するローカル切り換
えスイッチを示す。図1に示すローカル信号発生器2
に、ローカル切り換えスイッチ25を付加して、可変分
周手段としての可変分周器23の分周比をローカル・シ
フト・パルスによって切り換えて、送信期間に於ける分
周比による第1の信号 (周波数f LT の信号)は送信ミキ
サ3に、又受信期間に於ける分周比による第2の信号
(周波数f LR の信号)は第2の受信ミキサ7に、それぞ
れローカル切り換えスイッチ25によって切り換えて入
力する。
【0018】又空中線4から送信する送信パルスとして
の送信周波数f 3 =9400MHz、高安定発振器1の
発振周波数f 1 (第1の信号)=9100MHzとする
と、コヒーレント発振器21の発振周波数f 2 =270
0MHzとした時に、可変分周器23の分周比をローカ
ル・シフト・パルスにより切り換えることにより、この
コヒーレント発振器21の周波数f 2 =2700MHz
の出力信号を、送信期間に於いては、送信ローカル周波
数f LT =300MHz(第2の信号)、受信期間に於い
ては、受信ローカル周波数f LR =270MHz(第3の
信号)にそれぞれ分周して出力する。
【0019】この可変分周器23は、ローカル・シフト
・パルスが送信期間を示す時、前述のように、コヒーレ
ント発振器21の2700MHzの出力信号を、周波数
LT =300MHzの送信ローカル信号として分周出力
する。その時、ローカル切り換えスイッチ25は、ロー
カル・シフト・パルスにより、可変分周器23の出力信
号を送信ミキサ3に入力するように制御される。又ロー
カル・シフト・パルスが受信期間を示す時、可変分周器
23は、周波数f LR =270MHzの受信ローカル信号
として分周出力し、ローカル切り換えスイッチ25は、
可変分周器23の出力信号を受信第2ミキサ7に入力す
るように制御される。
【0020】これによって、送信期間には、送信ミキサ
3から周波数f 3 =9400MHzの送信信号を出力し
て、図示を省略した構成や空中線共用器5を介して空中
線4から送信パルスとして送信する。次の受信期間に
は、空中線4と空中線共用器5とを介して受信第1ミキ
サ6に、周波数f 4 =9400MHzの反射波に相当す
る受信信号を入力し、且つ高安定発振器1からの周波数
1 =9100MHzの信号を受信第1ミキサ6に入力
し、周波数f 5 =300MHzの第1中間周波数(第1
IF周波数)の信号に変換して第2受信ミキサ7に入力
する。
【0021】又ローカル信号発生器2の可変分周器23
から受信期間に於いて分周する周波数f LR =270MH
zの受信ローカル信号を、ローカル切り換えスイッチ2
5により前述のように第2受信ミキサ7に入力する。そ
れにより、第2受信ミキサ7から周波数f 6 =30MH
zの第2中間周波数(第2IF周波数)の信号に変換
し、位相検波器8に入力する。又ローカル信号発生器2
の固定分周器24から周波数f 7 =30MHzの基準信
号を出力して位相検波器8に入力し、位相検波によって
ビデオ信号を出力することができる。
【0022】前述の実施例は、コヒーレントな条件を得
るために、送信ローカル周波数f LT と受信第1中間周波
数f 5 とは、共に300MHzとなるが、ローカル信号
発生器2の可変分周器23の分周比を、送信期間と受信
期間とに於いて高速に切り換えることにより、回り込み
が発生しないようにすることができる。なお、図3に於
けるローカル切り換えスイッチ25は、分周比の高速切
り換えにより実際上、省略した構成とすることも可能で
ある。
【0023】分周比の高速切り換えが可能の可変分周器
として、DDS(Direct Digital Sy
nthesiser)を用いることができる。このDD
Sは、極めて高速のクロック周波数によって動作して、
ディジタル処理によって正弦波等の各種波形で所望の周
波数の信号を発生できる構成を有するものであり、分周
比のプログラマブル設定も可能である。この分周比の切
り換えをクロック周波数に対応して高速で実行すること
ができる。
【0024】本発明に於いては、ローカル信号発生器2
の可変分周手段としての可変分周器23を、前述のDD
Sにより構成し、ローカル・シフト・パルスにより送信
期間と受信期間とに於ける分周比を高速で切り換える構
成とすることができる。それにより、ローカル切り換え
スイッチ25を省略した構成としても、送信ローカル信
号の回り込みが生じない構成とすることできる。
【0025】なお、本発明は、前述の各部の周波数は、
一例を示すものであり、他の周波数を用いることも可能
である。又前述の実施例は要部を示すものであるから、
既に知られているMTIレーダ装置の各部の構成を付加
することも可能である。又コヒーレントMTIレーダ装
置は、位相検波によってビデオ信号を出力するものであ
るから、位相検波器8の入力の第2IF周波数f 6 と、
位相参照用の基準信号の周波数f 7 とは同一周波数とな
る。しかし、この周波数は一般にVHF帯か又はそれ以
下の周波数であり、更に、所要アイソレーションは80
dB程度に圧縮された条件となる為、装置実現上、特に
問題となることはない。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、送信期
間と受信期間とを交互に繰り返し、その送信期間に第1
の信号(周波数f 1 の信号)と第2の信号(周波数f LT
送信ローカル信号)とを混合した送信信号(周波数f
3 の信号)を空中線4から送信し、受信期間に送信信号
の反射波を受信して、第1の信号と受信第1ミキサ6に
より混合した受信信号の解析を行うMTIレーダ装置で
あって、送信期間に於いてのみ第2の信号(周波数f LT
の送信ローカル信号)を出力するローカル信号発生器2
を備えたもので、受信期間に於いては、送信パルスが発
生していない状態となると共に、ローカル信号発生器2
からの第2の信号(送信ローカル信号)が出力されない
から、送信系から受信系への回り込みによる問題が生じ
ないことになる。
【0027】又可変分周器23等の可変分周手段によ
り、送信期間に於ける送信ローカル信号と、受信期間に
於ける受信ローカル信号とを分周して出力し、時間的に
分離した状態とすることにより、送信系と受信系との間
を厳重な電磁的シールドを施すことなく、回り込みの問
題を解決することができる。例えば、従来は、受信系の
中間周波回路側と送信ローカル信号回路側との間で、1
20dB以上のアイソレーションが必要とされている
が、本発明によれば、前述のように、送信期間と受信期
間とに対応して送信側の信号形態と受信側の信号形態と
を時間的に分離した状態とすることにより、前述のよう
な厳重な電磁的なシールドを施すことなく、 所望のアイ
ソレーションを実現することができる。従って、小型化
並びに軽量化を図ることが可能となり、MTIレーダ装
置を携帯型の構成とすることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成を示す図である。
【図2】本発明のコヒーレントMTIレーダにおける、
送受信時の各ローカル信号の発生を説明する図である。
【図3】本発明の一実施例を示す図である。
【図4】従来のコヒーレントMTIレーダ方式の原理的
構成を示す図である。
【図5】従来のコヒーレントMTIレーダにおける、送
受信時の各ローカル信号の発生を説明する図である。
【符号の説明】
1 高安定発振器 2 ローカル信号発生器 3 送信ミキサ 4 空中線 6 受信第1ミキサ 7 受信第2ミキサ 8 位相検波器 21 コヒーレント発振器 23 可変分周器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−267785(JP,A) 特開 平5−55950(JP,A) 特開 平5−122063(JP,A) 特開 平5−122067(JP,A) 特開 平5−122068(JP,A) 実開 平5−43088(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信期間と受信期間とを交互に繰り返す
    前記送信期間に、第1の信号と第2の信号とを混合した
    送信信号を送信し、前記受信期間に前記送信信号の反射
    波を受信し、前記第1の信号と混合した受信信号の解析
    を行うMTIレーダ装置に於いて、 前記送信期間に於いてのみ前記第2の信号を出力するロ
    ーカル信号発生器を備えた ことを特徴とするMTIレー
    装置
  2. 【請求項2】 前記ローカル信号発生器は、発振器と、
    該発振器の出力信号を分周して前記送信期間に前記第2
    の信号を出力し、前記受信期間に前記第2の信号と異な
    る周波数の第3の信号を出力する可変分周手段を備えた
    ことを特徴とする請求項1記載のMTIレーダ装置。
  3. 【請求項3】 送信期間と受信期間とを交互に繰り返す
    前記送信期間に、高安定発振器からの第1の信号とロー
    カル信号発生器からの第2の信号とを送信ミキサにより
    混合した送信信号を送信し、前記受信期間に前記送信信
    号の反射波を受信して前記高安定発振器からの前記第1
    の信号と混合する第1の受信ミキサにより第1の中間周
    波信号に変換して解析を行うMTIレーダ装置に於い
    て、 前記ローカル信号発生器は、発振器と、該発振器の出力
    信号を前記送信期間に於いて前記第2の信号に分周して
    前記送信ミキサに入力し、前記受信期間に於いて前記第
    2の信号と異なる周波数の第3の信号に分周して前記第
    1の受信ミキサの出力信号と共に第2の受信ミキサに入
    力する可変分周手段とを備えた ことを特徴とするMTI
    レーダ装置。
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