JPH10206537A

JPH10206537A - レーダ補助装置

Info

Publication number: JPH10206537A
Application number: JP9008649A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Okamoto; 和男岡本; Kenichi Osawa; 謙一大沢
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-01-21
Filing date: 1997-01-21
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】船舶搭載レーダからは直接得られない相手船
の針路及び速力の情報が直接且つ連続的に得られるレー
ダ補助装置。【解決手段】舶用レーダアンテナ１１を含む直線上の
異なる位置に設置された２つの空中線１，２と、所定周
期で所定周波数のパルスを送信する送信機４と、送信機
４の出力を交互に空中線１，２に切換接続すると共に、
その後所定タイミングに空中線１，２を受信機６，７に
切換接続する切換器３と、切換器３に所定の切換制御信
号を供給するタイミング信号発生器５と、空中線１，２
から切換器３を介して入力される受信信号に基づきドッ
プラ周波数をそれぞれ算出する受信機６，７と、受信機
６，７からの入力信号に基づき相手船の針路及び速力を
算出する速度算出器８と、速度算出器８の算出値を表示
する表示器９とを備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船舶に搭載された
レーダ装置またはこのレーダで検出した物標の追尾装置
の補助装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーダは、Radio detection and rangin
g の略で、自らの送信機から電波を発射し、物標から反
射されて戻ってくる電波を受信機で受信することによ
り、目的とする物標を検出し、その距離、方位、移動速
度などの情報を得る無線観測装置である。そして海上を
航行する船舶が、自船に搭載し、電波を用いて、海上に
おける他船等の移動物標の状況を監視する装置としても
レーダが用いられており、現在レーダ以外に、この用途
に使用できる実用的な装置は存在しない。

【０００３】しかし、現在のレーダは、電波の送受信を
行うアンテナ（スロットアンテナ等）を機械的に回転さ
せているものが大部分であるから、自船から特定方位に
ある特定物標を観察する場合に、アンテナの１回転毎に
電波ビームが該当物標を照射している短時間しかその物
標についてのレーダ情報は得られない。現在の船舶レー
ダのアンテナ回転数は、速いもので３０ｒｐｍ程度であ
るから、レーダアンテナの１回転には、約２秒を要する
ことになる。

【０００４】一方海上を航行する船舶には、近年高速船
（例えばホーバークラフト、水中翼船、高速コンテーナ
船等）が出現し、レーダアンテナの１回転の間の移動距
離が大きくなってきた。従ってレーダによる情報取得周
期の短縮化が要望されているが、レーダアンテナの回転
数の増加は、物標照射時間をも短縮するからレーダの情
報精度が低下する、アンテナの機械的強度及び駆動力を
増す必要がありアンテナの重量増及びコストアップにな
る等の性能とコストの面で限界があるのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、港湾、
海峡、外洋においても高速船が出現し、レーダアンテナ
の回転数は増加できないので、最も懸念される衝突予防
について、高速船の操船者は、現用レーダによるアンテ
ナ回転毎に得られる相手船の映像位置を逐次観察して相
手船の針路及び速力を推定し、その上で自船と衝突の可
能性を判断するには時間が不足し、そのため衝突回避の
対応が遅れるという危機感を抱くという問題があった。

【０００６】またレーダの検出情報は基本的には物標の
位置情報であり、レーダ単体では物標の速度情報が十分
に得られない場合があるので、物標追尾や衝突予防がう
まく処理できないという問題があり、さらにレーダと結
合された物標追尾装置や衝突予防装置（例えばＡＲＰＡ
等）は、レーダから追尾をしたい物標映像の過去から現
在までの複数回観測された位置情報を入力し、これらの
入力情報に基づきカルマンフィルタ処理等の演算を行っ
て該当物標の速度や将来の予測位置等を算出するように
しており、高速船に対しては、高速回転のできないアン
テナ回転による前記複数回の観測及び演算処理時間によ
る遅れのために、適切なタイミングで対応できないとい
う問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るレーダ補助
装置は、船舶に搭載されたレーダが検出した物標の針路
及び速力を算出するレーダ補助装置において、前記船舶
搭載レーダのアンテナを含む直線上の異なる位置にそれ
ぞれ設置され、それぞれ所定の指向特性によって所定電
波の放射及び受信が可能な少くとも２つの空中線と、所
定周期毎に所定パルス幅で所定周波数の送信信号を出力
する送信手段と、制御信号発生手段から供給される制御
信号に従い、前記少くとも２つの空中線のうちの１つを
順次前記送信手段の出力端に切換接続すると共に、その
後この切換接続された空中線を対応する受信機の入力端
に切換接続する切換手段と、前記送信手段が送信信号を
出力する周期毎に、交互にまたは定められた順に送信手
段の出力端を１つの空中線に切換接続させる制御信号
と、この切換接続された空中線からの前記送信信号が前
記船舶搭載レーダの検出位置にある物標から反射されて
受信されるタイミングのみ前記切換接続させた空中線を
対応する受信手段の入力端に切換接続させる制御信号と
を発生して前記切換手段に供給する制御信号発生手段
と、前記少くとも２つの各空中線にそれぞれ対応して設
けられ、この対応する空中線から前記切換手段を介して
入力される前記船舶搭載レーダの検出位置にある物標か
らの受信信号と、前記送信手段の送信信号とから該当物
標についてのドップラ周波数をそれぞれ算出する少くと
も２つの受信手段と、前記船舶搭載レーダが検出した物
標の位置情報と、この位置にある物標について前記少く
とも２つの受信手段がそれぞれ算出した複数のドップラ
周波数の情報とを用いて、該当物標の針路及び速力を算
出する速度算出手段と、前記速度算出手段の算出した物
標の針路及び速力を表示する表示手段とを備えたもので
ある。

【０００８】その結果、従来レーダ情報からは直接得ら
れなかった相手船の針路及び速力の情報が直接且つ連続
的に得られ、さらに従来の衝突予防装置等が時間をかけ
て推測演算した精度よりも大幅に向上した精度で得られ
るので、船舶の監視及び衝突予防に役立つところが大き
い。

【０００９】

【発明の実施の形態】

実施形態１．図１は本発明の実施形態１に係るレーダ補
助装置の構成を示す図である。図１において、１，２は
＃１，＃２空中線であり、それぞれ方位駆動機構を含ん
でいる。３は＃１，＃２空中線への接続を切換える＃１
及び＃２スイッチを含む切換器である。４はドップラ信
号用の送信機、５はタイミング信号発生器で、送信機４
の送信タイミング及び切換器３の切換タイミングを制御
するタイミング信号を発生する。６，７は＃１，＃２ド
ップラ信号用の受信機で、それぞれ位相検波器を含む。
８は速度算出器で、＃１，＃２受信機６，７から入力す
る２つのドップラ周波数とレーダ情報（物標の距離、方
位情報）とから移動物標の速度（針路及び速力）を算出
する。９は表示器で、速度算出器８の算出した物標の針
路及び速力を例えばデジタル値により表示する。１０は
実施形態１のレーダ補助装置であり、上記１〜９の機器
により構成される。１６は船舶に搭載される舶用レーダ
装置で、レーダアンテナ１１、レーダ送受信機１２及び
レーダ表示器１５により構成される。

【００１０】図２は図１の＃１，＃２空中線の設置位置
とその指向特性の例を示す図である。図２の（ａ）に
は、船舶におけるレーダアンテナと共に＃１，＃２空中
線の設置位置が示されており、図の例では、レーダアン
テナ１１は、船舶を左舷と右舷に分ける船首・船尾方向
の中心線上に設置される。そして＃１空中線１と＃２空
中線２は、レーダアンテナ１１から前線中心線に直角な
方向に等距離（この例では２ｍとする）の両側の位置に
それぞれ設置される。しかし後述する動作例で明らかと
なるように、＃１，＃２空中線１，２とレーダアンテナ
１１とが同一直線上の異なる位置にそれぞれ設置されれ
ば、本発明を適用することが可能である。例えば上記３
つの空中線の配列される直線と船舶を左舷と右舷に分け
る中心線とは直角でなくとも、また＃１，＃２空中線
１，２は、レーダアンテナ１１の両側に等距離でなくと
もよい。即ち、＃１，＃２空中線１，２は、レーダアン
テナ１１の片側に等間隔にでも、両側又は片側に異なる
間隔にでも設置できる。従って船体構造に応じて、自由
に＃１，＃２空中線１，２の設置位置を選択できる。

【００１１】図２の（ｂ）は、＃１，＃２空中線１，２
の指向特性の２種類の例を示しており、図の（イ）はビ
ーム幅は狭いがビーム方位を回転できるもので、（ロ）
はビーム幅は広くビーム方位は固定されるものである。
図２の（ｂ）の（イ）の場合には、＃１，＃２空中線
１，２は、図示のように、ビーム幅が比較的狭い（例え
ば５〜１０度程度）ほぼ同一の指向特性を有すると共
に、共通の方位指示信号によって電波ビームの中心方位
を指示された方位と一致させるようにそれぞれのビーム
方位を回転させることができる。図１の各空中線１，２
に含まれる方位駆動機構はこのためのものである。

【００１２】即ち図１の舶用レーダ装置１６がある位置
（即ちある方位と距離）にある物標を検出すると、まず
このレーダで検出した物標の方位情報を共通の方位指示
信号として、＃１，＃２空中線１，２が内蔵する方位駆
動機構（サーボ機構を含んでいる）にそれぞれ供給する
ことにより、各空中線の電波ビームの中心方位を指示さ
れた方位（３６０度のうちの任意の方位）と一致させる
ように電波ビームの方位を回転させることができる。そ
の結果レーダで検出した物標の方位が３６０度のうちの
どの方位であっても、レーダ補助装置１０は、この物標
に対して電波の送受信を行い、この物標のドップラ周波
数を測定することが可能となる。

【００１３】図２の（ｂ）の（イ）の実線は、＃１，＃
２空中線のビーム方位（電波ビームの中心方位の意）を
共に船首方向と一致させた場合を示し、（イ）の破線
は、ビーム方位を共に船首方向から角度θだけ時計方向
に回転させた場合をそれぞれ示している。なお図２の
（ｂ）の（イ）の場合には、測定物標に対するビーム方
位範囲が狭いので、後述する受信ゲートとの併用により
誤った物標を測定することはまず無く、測定動作は優れ
ているが、（ロ）に比較して方位駆動機構がコスト増と
なる。

【００１４】図２の（ｂ）の（ロ）の場合は、＃１，＃
２空中線１，２は、図示のようにビーム幅が比較的広い
（例えば９０度程度）ほぼ同一の指向特性を有し、その
ビームの中心方位が船首方向に固定されて設置されたも
のである。この場合には、各空中線のビーム方位が固定
されているため、図１の方位駆動機構は不要となるが、
ドップラ周波数の測定ができる物標の領域が空中線のビ
ーム幅（例えば船首方向±４５度）の範囲に制限され
る。またこのビーム幅内に複数物標が同時に存在する可
能性もあり、この場合の測定法は、後述する。

【００１５】図３は図１の＃１，＃２空中線の送受信タ
イミングを示す図である。いま図１の送信機４は、所定
周期Ｔ（この例では５／１０００秒とする）毎に、所定
パルス幅τ（この例では１０μｓ程度とする）で、所定
周波数ｆ（一般にＵＨＦ又はＶＨＦ、この例では３００
ＭＨｚ、従って波長λは１ｍとする）の送信信号を出力
するが、この送信信号は、前記周期Ｔ毎に＃１空中線１
と＃２空中線２とから交互に送信されるように切換器３
により送信機４と空中線１，２の間の接続が切換えられ
る。また＃１，＃２受信機６，７と、それぞれ対応する
＃１，＃２空中線１，２とは、舶用レーダ装置１６が検
出した物標までの距離情報に基づきタイミング信号発生
器５が発生する受信ゲート（距離範囲を限定するゲー
ト）の期間のみ切換器３によって接続される。

【００１６】いま送信機４の送信周期Ｔ毎の送信時刻を
時間の経過順にｔ₁，ｔ₂，ｔ₃，ｔ₄，ｔ₅，ｔ₆…
とし、図３によって切換器３の動作を具体的に説明す
る。送信時刻ｔ₁，ｔ₃，ｔ₅…になると、まず切換器
３内の＃１スイッチの接点ｃ₁とａ₁が接触し、送信機
４からパルス幅τの送信波が＃１空中線１から空中に放
射される。そしていま物標の距離が１５ｋｍの場合、レ
ーダ電波の送信後約１００μｓ後にレーダによる物標検
出が行われ、この時間（即ち距離）情報はタイミング信
号発生器５に供給されるので、タイミング信号発生器５
は、この物標検出時間の前後に多少の余裕時間を付加し
た受信ゲート、例えば送信機４の送信後９５〜１０５μ
ｓの間だけＯＮとなる受信ゲートを発生して切換器３に
供給する。切換器３は、前記受信ゲートの供給されてい
る間のみ＃１スイッチの接点ｃ₁とｂ₁とを接触させ、
＃１空中線１からの受信波を＃１受信機６に入力させ
る。

【００１７】同様に送信時刻ｔ₂，ｔ₄，ｔ₆…になる
と、切換器３内の＃２スイッチの接点ｃ₂とａ₂とが接
触し、送信機４からパルス幅τの送信波が＃２空中線２
から空中に放射される。そして同様にタイミング信号発
生器５から発生される受信ゲートの期間のみ切換器３は
＃２スイッチの接点ｃ₂とｂ₂とを接触させ、＃２空中
線２からの受信波を＃２受信機７に入力させる。

【００１８】最初に、図１の各空中線が方位駆動機構を
含む場合（指向特性が図２の（ｂ）の（イ）の場合）に
おける動作について説明する。レーダ補助装置１０は、
レーダが検出した位置にある物標のドップラ周波数か
ら、その物標の速度を算出するため、まず、各空中線
１，２の方位駆動機構にレーダが検出した物標方位を共
通の方位指示信号として供給し、各空中線１，２のビー
ム方位を物標方位と一致させ、次にレーダが検出した物
標の距離に応じた受信ゲートを発生させ、この方位と距
離の範囲を限定することにより正しい位置にある物標に
対して電波の送受信を行い、ドップラ周波数の測定をす
るようにしている。なお測定したドップラ周波数が正し
い位置にある物標のものであるか否かの判別は、＃１，
＃２受信機６，７の測定する距離情報に基づき速度検出
器８が行うが、その動作は後述する。

【００１９】＃１，＃２受信機６，７はそれぞれ内部に
位相検波器を含み、送信機４が送信した送信波と、移動
物標からドップラシフトを受けた受信波との間の位相差
を検出することにより、そのドップラ周波数を測定す
る。そして＃１，＃２受信機６，７によるこのドップラ
周波数の測定は、測定精度を向上させるため、複数Ｎ回
（例えば１０回程度）の測定毎に、このＮ個の測定値の
平均値がそれぞれ算出され、この平均処理された２つの
ドップラ周波数の情報が速度検出器８に供給される。ま
た＃１，＃２受信機６，７は、それぞれ＃１，＃２空中
線１，２を介して送信電波が発射された時点から、測定
物標からの反射電波が受信されるまでの時間を個別に測
定する。この２つの測定時間と電波の伝播速度とから、
＃１空中線１からこの物標までの距離Ｒ₁と＃２空中線
から同一物標までの距離Ｒ₂とが算出される。そして２
つの距離Ｒ₁とＲ₂の情報も同様に平均化処理されて速
度検出器８に供給される。

【００２０】速度算出器８は＃１，＃２受信機６，７か
ら入力される２つのドップラ周波数の情報を用いて、後
述するように該当物標の針路及び速度を算出すると共
に、前記入力される＃１，＃２空中線１，２から物標ま
での距離Ｒ₁，Ｒ₂が正しい物標による値であるかを次
のようにチェックする。速度算出器８は、＃１，＃２空
中線１，２間の距離及びレーダアンテナ１１との位置関
係は既知であるから、レーダがある方位及び距離にある
物標Ｐを検出すると、後述する図４に示すように、＃１
空中線１と＃２空中線２を結ぶ線分を底辺とし、物標Ｐ
を頂点とする三角形が形成され、それぞれの位置関係は
固定される。そして三角測量の原理によって、＃１，＃
２空中線１，２から測定物標までの距離Ｒ₁，Ｒ₂でこ
の物標の位置が決まるから、この２つの受信機６，７か
らの距離情報Ｒ₁，Ｒ₂に基づき算出される物標の位置
と、レーダが検出した物標Ｐの位置とが同一又は近傍で
あるかをチェックすることにより、正しい位置にある物
標について測定したドップラ周波数であることが確認で
きる。

【００２１】次に図１の各空中線が方位駆動機構を含ま
ない（指向特性が図２の（ｂ）の（ロ）の場合）におけ
る前記動作との相違点について説明する。この場合にお
いても、レーダが物標を検出した距離によって図３の受
信ゲートは同様に発生されるから、測定物標の距離範囲
は限定される。しかし各空中線のビーム幅は、例えば前
記船首方向±４５度の範囲あるので、距離が前記受信ゲ
ートの範囲内で且つ方位が角度９０度の範囲（即ち図２
の（ｂ）の（ロ）の扇形領域）内に、複数の物標が同時
に存在する可能性は皆無ではない。

【００２２】いま上記扇形領域内に物標Ｃ，Ｄの２つが
存在したとすると、レーダアンテナ１１から物標Ｃ，Ｄ
まではほぼ等距離であるが、レーダアンテナ１１と各空
中線１，２とはそれぞれ設置位置が異っているから、厳
密にいうと、空中線１から物標ＣとＤまでの距離Ｒ_1Cと
Ｒ_1Dとは異なる値となり、空中線２から物標ＣとＤまで
の距離Ｒ_2CとＲ_2Dとは異なる値となっている。従っても
しＲ_1CとＲ_1Dとの距離差及びＲ_2CとＲ_2Dの距離差が、そ
れぞれ送信パルス幅に相当する距離以上あれば、受信機
６，７はそれぞれ物標Ｃ，Ｄからの反射電波を、異なる
時刻に到達する分離された２つの受信波として受信する
ことができる。従って受信機６，７は、この時間的に分
離された２つの受信波によって、それぞれ２つのドップ
ラ周波数及び物標Ｃ，Ｄまでの距離Ｒ_1C，Ｒ_1D，Ｒ_2C，
Ｒ_2Dを測定することができる。速度算出器８は、レーダ
が検出した物標Ｃ，Ｄの位置（この場合、距離はほぼ等
距離で方位のみ異っている）と、上記Ｒ_1C，Ｒ_1D，
Ｒ_2C，Ｒ_2Dから算出した物標Ｃ，Ｄの位置とを照合する
ことにより、上記受信機６，７がそれぞれ測定した２つ
のドップラ周波数と物標Ｃ，Ｄとの対応関係を識別する
ことができる。

【００２３】次に前記Ｒ_1CとＲ_1Dとの差またはＲ_2CとＲ
_2Dとの差が僅少で、送信パルス幅に相当する距離以下の
場合について説明する。この場合受信機６又は７は、物
標ＣとＤからの反射電波の到達時刻の接近により、２つ
の電波の連結された受信波、または一部が混合された受
信波を受信することになる。しかし、物標ＣとＤの移動
速度が同一でなければ、物標Ｃ，Ｄからのドップラ周波
数はそれぞれ異った値となる。従って周波数の異なる２
つの混合波を受信したとしても、公知のスペクトラム分
析技術を用いることによって、＃１，＃２受信機６，７
は２つのドップラ周波数をそれぞれ抽出して取り出すこ
とができる。

【００２４】さらに物標の速度は、不連続に変化するこ
とがなく連続性を有するものであり、ドップラ周波数や
距離の測定値については、前記のように複数Ｎ回の測定
値の平均化処理を行うので、混合波の測定等によって極
端に異常な測定値が得られた場合には、この異常値を除
去して平均化処理を行う等の処置をして、物標Ｃ，Ｄの
いずれか一方が前記扇形領域外に去るまでの暫定処理を
行う。

【００２５】上記のように＃１，＃２空中線１，２の指
向特性が図２の（ｂ）の（ロ）の場合の動作について詳
細に説明したが、実際に図示のある扇形領域に複数物標
が同時に存在する可能性は少く、またかりに複数物標が
同時に存在したとしても、さらに複数の各物標までの距
離差が僅少の可能性はさらに少く、またかりに複数の物
標間の距離差が僅少であったとしても、さらに複数の各
物標の速度が同一である可能性はきわめて少いこと、並
びに一定時間経過すれば前記扇形領域内は、単数物標と
なる可能性が大きいこと等により、物標の測定方位が限
定されること以外は、実用上、この指向特性の空中線で
ほとんど支障はない。以下速度算出器８が、どのように
物標の針路及び速力を算出するかを具体例について詳細
に説明する。

【００２６】図４は図１の動作例における物標位置と船
首方向を示す図である。図１において、まず船舶に搭載
された船用レーダ装置１６がある物標Ｐを検出したとす
ると、レーダアンテナ１１から物標Ｐまでの距離とその
真方位（真北から時計廻の方向に測った方位）は、レー
ダ送信機１２によって直ちに検出される。いま上記物標
Ｐまでの距離は５海里、その真方位は３０度、船舶の船
首方位が４０度であったとすると、レーダアンテナ１
１、＃１，＃２空中線１，２と物標Ｐとの位置関係は、
図４に示す通りである。そして物標Ｐがいま速力１０海
里／時で、針路２５０度の方位に移動しており、この移
動物標の速力及び針路についての情報がレーダによって
全く得られていない場合に、本発明によってこれらの情
報がどのようにして、またどの程度の精度で得られるか
を以下に説明する。

【００２７】図５は図４の動作例の座標位置を示す図で
ある。まずレーダアンテナ１１の設置位置を座標原点の
Ｏ点、＃１，＃２空中線１，２の設置位置をそれぞれＡ
点、Ｂ点、物標位置をＰ点、真北方向（方位０度）をＮ
とすると、図５のような各座標位置となる。また図５の
Ａ，Ｂ点を結ぶ延長直線上に対して直角にＰ点から垂線
（この垂線は船の船首方向と平行となる）を引き、角Ｐ
ＡＢをΦ_A、角ＰＢＡをΦ_Bとし、上記垂線をＹ軸方向
とし、Ａ，Ｂ，Ｐ点の各位置関係を示すと、図６の通り
となる。

【００２８】図５，６において、Ｏ点からみた船首方向
とＰ点方向との間の角度は１０度であるので、角度ＰＯ
Ａは８０度となる。またＯ点とＰ点との間の距離ＯＰ
は、５海里（１海里は１８５２ｍ）であるので、メート
ルに換算すると９２６０ｍ（＝５×１８５２ｍ）にな
る。一般に三角形の３つの角をＡ，Ｂ，Ｃ、各角に対向
する辺をａ，ｂ，ｃとすると、次の（１），（２）式が
成立する。ｃ²＝ａ²＋ｂ²−２ａｂcos Ｃ …（１） cos Ａ＝（ｂ²＋ｃ²−ａ²）／２ｂｃ …（２）

【００２９】図６の三角形ＡＯＰにおいて、線分ＡＯ
（上記ｂに相当）＝２ｍ、線分ＯＰ（上記ａに相当）＝
９２６０ｍ、角ＡＯＰ（上記Ｃに相当）＝８０度より上
記ｃに相当する線分ＡＰは上記（１）式に各数値を代入
し、（ＡＰ）²＝９２６０²＋２²−２×２×９２６０
×cos ８０°よりＡＰの近似値は９２５９．６５２９ｍ
となる。また三角形の角Ａに相当する角Φ_A（角ＰＡ
Ｏ）は（２）式に各数値を代入し、cos Φ_A＝（２²＋
９２５９．６５２９²−９２６０²）／（２×２×９２
５９．６５２９）よりΦ_Aの近似値は９９．９８８°と
なる。

【００３０】同様に図６の三角形ＯＢＰにおいて、ＯＰ
は９２６０ｍ、ＯＢは２ｍ、角ＰＯＢは１００度より、
線分ＢＰは、上記（１）式に各数値を代入し、（ＢＰ）
²＝９２６０²＋２²−２×２×９２６０×cos １００
°よりＢＰの近似値は９２６０．３４７５ｍとなる。ま
た角Φ_B（角ＰＢＯ）は、上記（２）式に各数値を代入
し、cos Φ_B＝（２²＋９２６０．３４７５²−９２６
０²）／（２×２×９２６０．３４７５）よりΦ_Bの近
似値は７９．９８８°となる。

【００３１】一方物標Ｐは、速度１０海里／時で、図５
に示すようにＰ点からＡ，Ｂ点を通る直線に対する垂線
と３０度時計廻り方向に移動しているので、Ａ，Ｂ点に
おける受信波に生じるドップラ周波数に注目する。一般
にある観測点より、送信周波数がｆ（電波伝播速度をＣ
とすると、波長はλ＝Ｃ／ｆとなる）の電波を移動物標
に送信し、観測点に対して相対速度Ｖ_rの移動物標から
反射される受信波に生じるドップラ周波数ｆ_Dは次の
（３）式となる。ｆ_D＝２Ｖ_r／λ …（３）また物標Ｐの速度１０海里は、秒速Ｖ（メートル／秒）
に換算すると、Ｖ＝１０×１８５２／３６００＝５．１
４４４ｍ／秒となる。

【００３２】そこでＡ点に対する物標Ｐの相対速度Ｖ_rA
は、Ｖ_rA＝（５．１４４４ｍ／秒） ×cos ［３０°＋｛９０°−（１８０°−Φ_A）｝］＝（５．１４４４ｍ／秒）×cos （３０°−９０°＋Φ_A）＝（５．１４４４ｍ／秒）×sin （Φ_A＋３０°）となる。いま波長λ＝１ｍとしているから、Ａ点で観測
されるドップラ周波数ｆ_DAは、（３）式に数値を代入す
ると、となる。

【００３３】同様にＢ点に対する物標Ｐの相対速度Ｖ_rB
は、Ｖ_rB＝（５．１４４４ｍ／秒）×cos （３０°＋９０°−Φ_B）＝（５．１４４４ｍ／秒）×sin （Φ_B−３０°）となる。いま波長λ＝１ｍであるから、Ｂ点で観測され
るドップラシフト周波数ｆ_DBは、（３）式に数値を代入
すると、となる。

【００３４】図７は移動物標の位置及び速度と観測点に
おける相対速度の求め方の説明図である。図７におい
て、ＴＲは観測点に設けられた送受信機、Ｐ点は移動物
標の位置、ＴＲからＰまでの距離Ｒ′、移動物標が速度
Ｖで移動する針路方向へＴＲから直角に引いた垂線が針
路と交わる点をＯ点、ＴＲとＯ点との距離をＲ；Ｏ点を
座標原点として、針路をＸ軸としたＰ点の座標をｘとす
ると、Ｒ′は次の（４）式となる。Ｒ′＝（Ｒ²＋ｘ²）^1/2 …（４）

【００３５】ＴＲからみた移動物標の相対速度Ｖ_rとし
て、物標が近ずく場合を正とすると、Ｖ_r＝−ｄＲ′／ｄｔ＝−［｛ｄ（Ｒ²＋ｘ²）^1/2｝／ｄｘ］・（ｄｘ／ｄｔ）＝−ｘ（Ｒ²＋ｘ²）^-1/2・（ｄｘ／ｄｔ）となる。また時間に対するｘの減少率が速度Ｖであるか
ら、−ｄｘ／ｄｔ＝ＶをＶ_rに代入すると次の
（５）式Ｖ_r＝ｘ（Ｒ²＋ｘ²）^-1/2・Ｖ …（５）として示すことができる。

【００３６】図８は図７の一般例を、図６の位置関係に
書き直した図である。図８において、Ａ，Ｂ，Ｐ点は図
６と同一位置を示し、角度θは、Ｐ点からＡ，Ｂ点を結
ぶ直線に対して引いた垂線とＰの針路との間になす角度
で、図６の３０°に相当する角度である。またＲ_A，Ｒ
_Bは、それぞれＡ点、Ｂ点より針路方向へ引いた垂線の
距離であり、Ｒ′_A，Ｒ′_BはそれぞれＲ_Aと針路方向
の交点と、Ｐ点との間の距離、Ｒ_Bと針路方向との交点
と、Ｐ点との間の距離を示している。なお角αはＡＰと
Ｒ_Aとのなす角、角βはＢＰとＲ_Bとのなす角である。
この場合Ｒ′_A，Ｒ′_Bは次の（６），（７）式で示さ
れる。Ｒ′_A＝ＡＰsin α＝ＡＰsin （１８０°−Φ_A−θ）＝ＡＰsin （Φ_A＋θ） …（６）Ｒ′_B＝ＢＰsin β＝ＢＰsin （Φ_B−θ） …（７）

【００３７】ここで前記（４）式と同様に次の（８），
（９）式が成立する。ＡＰ＝（Ｒ_A ²＋Ｒ′_A ²）^1/2 …（８）ＢＰ＝（Ｒ_B ²＋Ｒ′_B ²）^1/2 …（９）（８），（９）式をそれぞれ（６），（７）式に代入す
ると、次の（１０），（１１）式となる。Ｒ′_A＝（Ｒ_A ²＋Ｒ′_A ²）^1/2・sin （Φ_A＋θ） …（１０）Ｒ′_B＝（Ｒ_B ²＋Ｒ′_B ²）^1/2・sin （Φ_B−θ） …（１１）

【００３８】いまＡ点に対する相対速度をＶ_rA、Ｂ点に
対する相対速度をＶ_rBとして、上記の関係式を前記
（５）式に代入すると、（５）式のｘは、Ｒ′_A，Ｒ′
_Bに相当し、（５）式のＲはＲ_A，Ｒ_Bに相当するか
ら、次の（１２），（１３）式となる。Ｖ_rA＝（Ｒ_A ²＋Ｒ′_A ²）^1/2・sin （Φ_A＋θ）・（Ｒ_A ²＋Ｒ′_A ²）^-1/2・Ｖ＝Ｖ・sin （Φ_A＋θ） …（１２）Ｖ_rB＝（Ｒ_B ²＋Ｒ′_B ²）^1/2・sin （Φ_B−θ）・（Ｒ_B ²＋Ｒ′_B ²）^-1/2・Ｖ＝Ｖ・sin （Φ_B−θ） …（１３）

【００３９】従って（３）式と同様にＡ，Ｂ点で観測さ
れるドップラ周波数ｆ_DA，ｆ_DBは、次の（１４），（１
５）式となる。ｆ_DA＝２Ｖ_rA／λ＝２Ｖsin （Φ_A＋θ）／λ …（１４）ｆ_DB＝２Ｖ_rB／λ＝２Ｖsin （Φ_B−θ）／λ …（１５）上記（１４），（１５）式よりＶ，λを消去すると（１
６）式となる。ｆ_DA／sin （Φ_A＋θ）＝ｆ_DB／sin （Φ_B−θ）ｆ_DA・sin （Φ_B−θ）＝ｆ_DB・sin （Φ_A＋θ）ｆ_DA・（sin Φ_B・cos θ−cos Φ_B・sin θ）＝ｆ_DB・（sin Φ_A・cos θ＋cos Φ_A・sin θ） …（１６）

【００４０】上記（１６）式の両辺のsin θとcos θと
をまとめて、その比tan θからθを求めると（１７）式
となる。（ｆ_DA・sin Φ_B−ｆ_DB・sin Φ_A）・cos θ ＝（ｆ_DB・cos Φ_A＋ｆ_DA・cos Φ_B）・sin θ sin θ／cos θ＝（ｆ_DA・sin Φ_B−ｆ_DB・sin Φ_A）／（ｆ_DB・cos Φ_A＋ｆ_DA・cos Φ_B） θ＝tan ^-1｛（ｆ_DA・sin Φ_B−ｆ_DB・sin Φ_A）／（ｆ_DB・cos Φ_A＋ｆ_DA・cos Φ_B）｝ …（１７）上記（１７）式のθは図８の針路を示しており、このθ
を（１４）式又は（１５）式に代入することにより移動
物標Ｐの速度Ｖが求められることになる。

【００４１】上記（１７）式に、既に求められたΦ_A，
Φ_B，ｆ_DA，ｆ_DBの数値を代入すると、 θ＝tan ^-1｛（7.8831Hz・sin 79.988°−7.8804Hz・sin 99.988°）／（7.8831Hz・cos 79.988°＋7.8804Hz・cos 99.988°）｝＝tan ^-1（0.56183 ）＝29.33 ° このθを用い、λ＝１ｍとして、（１４）式からＶを求
める式は（１８）式となる。Ｖ＝ｆ_DA／２sin （Φ_A＋θ） …（１８）

【００４２】上記（１８）式に数値を代入して計算する
と、次の値になる。Ｖ＝7.8831／２・sin （99.988＋29.33 ）＝7.8831／1.5473＝5.095 ｍ／秒この秒速を海里／時に換算すると、次の値になる。Ｖ＝5.095 ×3600／1852＝9.904 海里／時

【００４３】上述の通り、＃１，＃２受信機６，７によ
りそれぞれ移動物標の移動速度に基づくドップラ周波数
ｆ_DA，ｆ_DBを測定し、またレーダで検出される前記移動
物標の方位及び距離情報と船上の＃１，＃２空中線の設
置位置とから前記移動物標に対するΦ_A，Φ_Bを得るこ
とで、速度算出器８は、上記三角関数を含む通常の計算
により従来よりも向上した精度（上記相手船の自船に対
する方位３０度、速力１０海里／秒は、計測例で方位２
９．３３度、速力９．９０４海里／時となるから、方位
は２．３％、速力は１％の精度となる。）で、移動物標
の針路と速力を算出し、この算出値を例えばデジタル値
によって表示器９に表示させることができる。なお上記
の計算例は、説明を簡単にするため概略の数値で計算し
た例を示したが、実際には有効桁数を増すことによっ
て、さらに高精度の計算結果を得ることができる。

【００４４】なお図２の（ａ）に示した＃１空中線１と
＃２空中線２との間の距離は、小型船にも搭載できるよ
うに４ｍと狭くしたため、２つのドップラ周波数ｆ_DA，
ｆ_DBの差が僅かとなった。従って＃１，＃２受信機６，
７は、それぞれ受信位相データに複数Ｎ回の測定値の平
均処理後のデータを用いるようにして、前記２つのドッ
プラ周波数ｆ_DA，ｆ_DBの測定精度を向上させている。し
かしＵＬＣＣやＶＬＣＣのような大型船では、＃１空中
線１と＃２空中線２との間隔を広くすることがきるの
で、ドップラ周波数ｆ_DA，ｆ_DBの差が大きくなり、その
結果針路及び速力の計算精度は向上する。

【００４５】図３に示したように＃１，＃２受信機６，
７は、それぞれ２Ｔ毎に測定を行う。そして、この例で
はＴ＝５ｍｓとしたので、２Ｔ＝１０ｍとなる。また上
記平均回数Ｎを１０回とすると、１００ｍｓ（０．１
秒）毎に平均化データが得られることになる。従って速
度算出器８は、＃１，＃２受信機６，７から最初の平均
化処理されたドップラ周波数ｆ_DA，ｆ_DBを供給されてか
ら、０．１秒以内に移動物標の針路及び速力の算出を終
了するようにすれば、０．１秒間隔で順次入力される平
均化処理されたドップラ周波数による演算処理を繰り返
し、常に０．１秒間隔で更新した最新の計算値を連続的
に表示器９に表示させることができる。

【００４６】実施形態２．図９は本発明の実施形態２に
係るレーダ補助装置の構成を示す図である。図９のレー
ダ補助装置１０Ａは、図１のレーダ補助装置１０から表
示器９を除去したものであり、図９の舶用レーダ装置１
６Ａは図１の舶用レーダ装置１６に表示制御器１４を追
加して設けたものであり、図９のその他の機器は図１と
同じものである。図１の実施形態１においては、船舶の
操船を行う航海士は、レーダ表示器１５に表示される複
数の物標映像を監視し、そのなかで衝突等の危険の可能
性のある物標についての距離及び方位を測定すると共
に、レーダ補助装置１０内の表示器９に表示される該当
物標の針路及び速力の値を読取り、その上で自船の針路
及び速力との相対運動において、減速や針路変更を行う
か否かを判断する必要がある。

【００４７】しかし航海士がレーダ表示器１５とレーダ
補助装置の表示器９の両方の表示をみて必要な情報を取
得し、さらに相対運動の計算を行うのは負担が大きい。
そこでレーダ表示器１５の表示画面上に相手船の針路及
び速力の情報をも重畳表示させ、航海士の負担を少くす
るのが実施形態２の目的である。このためレーダ補助装
置１０Ａ内の速度算出器８は、＃１，＃２受信機６，７
からのドップラ周波数とレーダ情報（距離及び方位）に
基づき算出した相手物標の針路及び速度の情報を、舶用
レーダ装置１６Ａ内の表示制御器１４へ供給する。

【００４８】表示制御器１４では、供給された相手物標
の針路及び速力の情報を、例えばベクトルの方向及び長
さに対応させて変換し、前記相手物標の中心（又は重
心）位置を前記ベクトルの始点とする映像信号を発生
し、レーダ送受信機１２から入力する物標映像に前記ベ
クトル映像を重畳させてレーダ表示器１５に表示させ
る。航海士はレーダ表示器１５に重畳表示された物標映
像と、その中心位置からのベクトルの方向及び大きさに
より、相手船の方位、距離、針路及び速度の情報を一度
に取得することができ、負担が軽減される。

【００４９】なお、表示制御器１４には、文字発生器を
内蔵させ、前記ベクトル映像のほかに、デジタル数値に
より相手船の針路及び速度を示す数値映像情報を発生さ
せ、この情報を前記ベクトル映像の近傍部や表示画面の
角の余白部に表示させるようにしてもよい。

【００５０】実施形態３．図１０は本発明の実施形態３
に係るレーダ補助装置の構成を示す図である。図１０の
レーダ補助装置１０Ａは図９と同一のものである。また
図１０の舶用レーダ物標追尾装置１７は、図９の舶用レ
ーダ装置１６Ａに物標追尾手段１３を追加して設けたも
のであり、その他は図９と同一である。実施形態３にお
いては、レーダ補助装置１０Ａ内の速度算出器８が算出
した相手物標の針路及び速度の情報を舶用レーダ物標追
尾装置１７内の物標追尾手段１３に供給し、その追尾性
能を向上させることを目的としている。

【００５１】一般に、物標追尾手段１３は、追尾物標に
ついてアンテナの数回転（一般に５，６回転）前から現
在までの検出位置と、その間の航跡及び速度等の情報を
記憶しておき、これらの情報に基づき、未来の（即ち次
のアンテナ回転時の）推測速度や推測位置を演算により
求めて物標の追尾を行うものである。従って新規に出現
した物標の速度を推測する場合には、その出現時点から
アンテナが５，６回転するまで待たないと、推測速度は
求められない。一般に舶用レーダアンテナの回転速度
は、高速のものでも３０ｒｐｍ程度で、アンテナ１回転
に２秒程度を要するから、５〜６回転には、１０〜１２
秒程度待つことになる。またこの推測速度の更新には、
アンテナ１回転、即ち２秒程度を要することになる。ま
たこの推測速度は、追尾物標が加減速や変針を行うと実
際の速度（針路及び速力）との差が大きくなり、時には
物標の追尾に失敗し、物標喪失となる場合もある。

【００５２】これに比較し、本発明のレーダ補助装置１
０，１０Ａは、新規に出現した物標の速度を０．１秒程
度で算出することができ、また物標が加減速や変針を行
う場合にも０．１秒程度で逐次変更された速度を算出す
る。さらに本発明の算出速度は推測速度ではなく、ドッ
プラ周波数に基づく実測速度であり、推測速度よりも精
度が良い（前記計算例では方位は２．３％、速力は１％
の精度である）。このように速度算出器８は、測定間隔
が短時間で且つ測定精度も良い物標速度情報を逐次物標
追尾手段１３に供給するので、物標追尾手段１３はこの
速度情報を利用してその物標追尾性能を向上させること
ができる。

【００５３】舶用レーダ物標追尾装置１７内の表示制御
器１４は、図９の場合と同様に、追尾物標の針路及び速
力を対応するベクトルに変換して、このベクトル映像を
物標映像に重畳させたり、さらにベクトル映像のほかに
デジタル数値映像も付加したりしてレーダ表示器１５に
表示させる。なお、図１０の例においては、レーダ補助
装置１０Ａから図１の表示器９は除去してあるが、図１
のように表示器９を残したままで、速度算出器８の出力
を物標追尾手段１３へ並列的に供給するようにしてもよ
い。

【００５４】実施形態４．図１１は本発明の実施形態４
に係るドップラ信号用トランスポンダの構成を示す図で
ある。実施形態４は、図１，９，１０のレーダ補助装置
内の送信機４の送信出力が小電力の場合や、ドップラ周
波数を測定したい移動物標が小さく（従って電波の有効
反射面積も小さい）且つ遠距離にある場合等に、その測
定したい移動物標から直接十分なる反射信号が得られ
ず、その結果、ドップラ周波数の測定ができない場合の
対策を示している。実施形態４においては、上記のよう
にレーダ補助装置内の＃１，＃２受信機６，７が受信す
る移動物標からの直接反射電力が小さ過ぎる場合に、移
動物標にトランスポンダを搭載させ、このトランスポン
ダの送信波を受信して十分なる受信電力を得んとするも
のである。

【００５５】図１１において、２０はドップラ測定用送
受信機であり、具体的には、図１，９，１０のレーダ補
助装置１０，１０Ａ内の送信機４と、２つの空中線１，
２と受信機６，７のうちのいずれか一方、例えば＃１空
中線１及び＃１受信機６とが組込まれたものと考えれば
よい。図１１の３０は移動物標に搭載されるドップラ信
号用トランスポンダであり、受信アンテナ３１、送信ア
ンテナ３２、増幅器３５、遅延回路３６、送信器３７及
びスイッチ３８により構成される。

【００５６】図１１のドップラ測定用送受信機２０は、
図１の送信機４と同様に、＃１空中線１（図示せず）か
ら、特定周波数がｆで、パルス幅がτ、繰返周期２Ｔの
電波を大気中に放射する。移動物標に搭載されたドップ
ラ信号用トランスポンダ３０では、まず受信アンテナ
（例えばロッドアンテナ等）３１が、大気中を伝搬して
きた前記特定周波数ｆを中心周波数としてその前後にΔ
ｆの帯域幅を有する周波数帯における電波のみを受信
し、その受信信号をスイッチ３８を介して増幅器３５へ
供給する。

【００５７】図１１のスイッチ３８は、受信アンテナ３
１の出力端と増幅器３５の入力端の間の回路を通常は閉
とし、ドップラ信号用トランスポンダ３０の送信アンテ
ナ３２から送信される電波が自己の受信アンテナ３１を
介して直接増幅器３５に入力されないように、受信アン
テナ３１からの受信信号を増幅器３５へ供給すると直ち
に開となり、一定時間経過すると再び閉となるものであ
る。

【００５８】増幅器３５は、線形増幅器であり、入出力
信号間の振幅に比例関係が成立する。そしてこの比例定
数は、入力信号の大きさが変化してもまた周波数が多少
変化しても、所定の範囲にわたり一様な値を有するもの
である。従って入力信号の波形を歪ませたり、周波数や
位相を変化させたりすることがなく、入力信号を線形増
幅して出力するものである。増幅器３５の出力する被増
幅信号は、遅延回路３６へ供給される。

【００５９】遅延回路３６は、増幅器３５からの入力信
号を予め設定された所定時間ｔ_d（ｔ_dは一般的にパル
ス幅τよりやや大きい値に設定する）だけ遅延させ、こ
の被遅延信号を送信器３７へ供給する。送信器３７で
は、入力信号を線形増幅し、所要電力の送信信号として
送信アンテナ３２へ供給する。送信アンテナ３２は、送
信器３７からの送信信号を、受信アンテナ３１で受波さ
れた電波信号と波形、周波数、位相は同一で、単に信号
の大きさのみが線形増幅された電波信号として大気中に
放射する。送信アンテナ３２は、例えば無指向特性のロ
ッドアンテナ等を使用すればよい。

【００６０】ドップラ測定用送受信機２０は、自己の送
信電波が移動物標に照射され、この移動物標から直接反
射されてくる電波の受信電力が小さくて、その受信周波
数を測定できなくとも、時間ｔ_dだけ遅延してドップラ
信号用トランスポンダ３０から送信されてくる電波の受
信電力は十分に大きいので、その受信周波数を測定する
ことができる。そしてこの受信周波数は、ドップラ効果
によって周波数偏移を生じているものである。但しこの
場合トランスポンダからの応答信号の到達時刻は、直接
反射波の場合よりも時間ｔ_dだけ遅れているので、図３
の受信ゲート信号の立上り及び立下りの時刻は、共にｔ
_dだけ遅延させる必要がある。なお立下りの時刻のみ遅
延させれば、直接反射波の場合と応答信号の場合の両方
が受信できる。

【００６１】このようにしてドップラ測定用送受信機２
０は、移動物標の移動速度に基づくドップラ周波数をト
ランスポンダからの応答信号によって測定することがで
きる。また図３の送受信タイミングで説明したように＃
１空中線１と＃２空中線２による電波の送受信は交互に
行われるから、２つの送信波が同時にトランスポンタダ
に到達することはなく、トランスポンダは単純に受信波
に対して応答波を送信すればよい。従って移動物標に搭
載するトランスポンダは１台でよい。

【００６２】上記のように本実施形態１〜４によれば、
近年、高速船が数多く出現しているにもかかわらず、レ
ーダによる情報取得周期の短縮化ができない現況におい
て、レーダ情報では直接得られない相手船の針路及び速
力の情報が直接且つ、連続的に得られないので、船舶の
衝突予防に役立つところが大きい。またレーダ情報を利
用した衝突予防装置（ＡＲＰＡ等）において、時間をか
けた推測演算により算出する他船の針路及び速力の精度
は大略±１０％程度であるが、上記実施形態１の計算例
に示した精度は、方位が２．３％、速力は１％であるの
で、他船の監視精度の向上にも資するものと考える。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、船舶に搭
載されたレーダが検出した物標の針路及び速力を算出す
るレーダ補助装置において、前記船舶搭載レーダのアン
テナを含む直線上の異なる位置にそれぞれ設置され、そ
れぞれ所定の指向特性によって所定電波の放射及び受信
が可能な少くとも２つの空中線と、所定周期毎に所定パ
ルス幅で所定周波数の送信信号を出力する送信手段と、
制御信号発生手段から供給される制御信号に従い、前記
少くとも２つの空中線のうちの１つを順次前記送信手段
の出力端に切換接続すると共に、その後この切換接続さ
れた空中線を対応する受信機の入力端に切換接続する切
換手段と、前記送信手段が送信信号を出力する周期毎
に、交互にまたは定められた順に送信手段の出力端を１
つの空中線に切換接続させる制御信号と、この切換接続
された空中線からの前記送信信号が前記船舶搭載レーダ
の検出位置にある物標から反射されて受信されるタイミ
ングのみ前記切換接続させた空中線を対応する受信手段
の入力端に切換接続させる制御信号とを発生して前記切
換手段に供給する制御信号発生手段と、前記少くとも２
つの各空中線にそれぞれ対応して設けられ、この対応す
る空中線から前記切換手段を介して入力される前記船舶
搭載レーダの検出位置にある物標からの受信信号と、前
記送信手段の送信信号とから該当物標についてのドップ
ラ周波数をそれぞれ算出する少くとも２つの受信手段
と、前記船舶搭載レーダが検出した物標の位置情報と、
この位置にある物標について前記少くとも２つの受信手
段がそれぞれ算出した複数のドップラ周波数の情報とを
用いて、該当物標の針路及び速力を算出する速度算出手
段と、前記速度算出手段の算出した物標の針路及び速力
を表示する表示手段とを備えるようにしたので、従来レ
ーダ情報からは直接得られなかった相手船の針路及び速
力の情報が直接且つ連続的に得られ、さらに従来の衝突
予防装置等が時間をかけて推測演算した精度よりも大幅
に向上した精度で得られるので、船舶の監視及び衝突予
防に役立つところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るレーダ補助装置の構
成を示す図である。

【図２】図１の＃１，＃２空中線の設置位置とその指向
特性の例を示す図である。

【図３】図１の＃１，＃２空中線の送受信タイミングを
示す図である。

【図４】図１の動作例における物標位置と船首方向を示
す図である。

【図５】図４の動作例の座標位置を示す図である。

【図６】図５のＡ，Ｂ，Ｐ点の各位置関係を示す図であ
る。

【図７】移動物標の位置及び速度と観測点における相対
速度の求め方の説明図である。

【図８】図７の一般例を図６の位置関係に書き直した図
である。

【図９】本発明の実施形態２に係るレーダ補助装置の構
成を示す図である。

【図１０】本発明の実施形態３に係るレーダ補助装置の
構成を示す図である。

【図１１】本発明の実施形態４に係るドップラ信号用ト
ランスポンダの構成を示す図である。

【符号の説明】１＃１空中線２＃２空中線３切換器４送信機５タイミング信号発生器６＃１受信機７＃２受信機８速度算出器９表示器１０，１０Ａレーダ補助装置１１レーダアンテナ１２レーダ送受信機１３物標追尾手段１４表示制御器１５レーダ表示器１６，１６Ａ舶用レーダ装置１７舶用レーダ物標追尾装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】船舶に搭載されたレーダが検出した物標
の針路及び速力を算出するレーダ補助装置において、前記船舶搭載レーダのアンテナを含む直線上の異なる位
置にそれぞれ設置され、それぞれ所定の指向特性によっ
て所定電波の放射及び受信が可能な少くとも２つの空中
線と、所定周期毎に所定パルス幅で所定周波数の送信信号を出
力する送信手段と、制御信号発生手段から供給される制御信号に従い、前記
少くとも２つの空中線のうちの１つを順次前記送信手段
の出力端に切換接続すると共に、その後この切換接続さ
れた空中線を対応する受信機の入力端に切換接続する切
換手段と、前記送信手段が送信信号を出力する周期毎に、交互にま
たは定められた順に送信手段の出力端を１つの空中線に
切換接続させる制御信号と、この切換接続された空中線
からの前記送信信号が前記船舶搭載レーダの検出位置に
ある物標から反射されて受信されるタイミングのみ前記
切換接続させた空中線を対応する受信手段の入力端に切
換接続させる制御信号とを発生して前記切換手段に供給
する制御信号発生手段と、前記少くとも２つの各空中線にそれぞれ対応して設けら
れ、この対応する空中線から前記切換手段を介して入力
される前記船舶搭載レーダの検出位置にある物標からの
受信信号と、前記送信手段の送信信号とから該当物標に
ついてのドップラ周波数をそれぞれ算出する少くとも２
つの受信手段と、前記船舶搭載レーダが検出した物標の位置情報と、この
位置にある物標について前記少くとも２つの受信手段が
それぞれ算出した複数のドップラ周波数の情報とを用い
て、該当物標の針路及び速力を算出する速度算出手段
と、前記速度算出手段の算出した物標の針路及び速力を表示
する表示手段とを備えたことを特徴とするレーダ補助装
置。
【請求項２】前記少くとも２つの各受信手段は、それ
ぞれ複数回測定したドップラ周波数の値を平均化処理
し、この平均化処理された値によるドップラ周波数を前
記速度算出手段に供給することを特徴とする請求項１記
載のレーダ補助装置。
【請求項３】前記少くとも２つの各空中線は、それぞ
れこの空中線を搭載した船舶の船首方向にビーム幅の中
心方向を向けた所定のビーム幅の指向特性を有するもの
であることを特徴とする請求項１又は２記載のレーダ補
助装置。
【請求項４】前記少くとも２つの各空中線は、それぞ
れ所定のビーム幅の指向特性を有すると共に、前記船舶
搭載レーダが検出した物標の方位を指示されると、この
指示された方位に前記ビーム幅の中心方位を一致させる
ようにそれぞれビーム方位を回転させる方位駆動機構を
有することを特徴とする請求項１又は２記載のレーダ補
助装置。
【請求項５】前記少くとも２つの各受信手段は、前記
送信手段が送信し、前記船舶搭載レーダの検出位置にあ
る物標から直接反射される電波を受信する代りに、前記
物標に搭載されたドップラ信号用トランスポンダが送信
する応答電波を受信し、この受信信号を用いて前記物標
のドップラ周波数をそれぞれ算出することを特徴とする
請求項１から４までのいずれかに記載のレーダ補助装
置。
【請求項６】前記表示手段の代りに、前記船舶搭載レ
ーダが検出した位置により物標映像を表示するレーダ表
示装置を用いて、前記レーダが検出した位置にある物標
の前記速度算出手段の算出した針路及び速力の情報を、
該当物標映像に付加して表示させるようにしたことを特
徴とする請求項１から５までのいずれかに記載のレーダ
補助装置。
【請求項７】前記船舶搭載レーダが検出した物標映像
の位置により物標の追尾を行う物標追尾手段に対して、
前記物標映像の検出された位置において前記速度算出手
段が算出した該当物標の針路及び速力の情報を供給し、
前記物標追尾手段が前記供給される物標の針路及び速力
の情報を用いて該当物標の追尾処理を行うことを特徴と
する請求項１から６までのいずれかに記載のレーダ補助
装置。