パフォーマンスモニタ装置およびそのパフォーマンスモニタ装置が備えられたレーダ装置
【目的】本発明は、レーダ装置の送信電力や受信感度等の性能の監視を行うパフォーマンスモニタ装置およびそのパフォーマンスモニタ装置が備えられたレーダ装置に関し、目標の位置や方向の如何にかかわらず、運用中に性能の監視を安定に行えることを目的とする。
【解決手段】目標の測位または測距のためにレーダから送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダのパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する制御手段と、前記レーダの受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行うチェック手段とを備えて構成される。
【解決手段】目標の測位または測距のためにレーダから送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダのパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する制御手段と、前記レーダの受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行うチェック手段とを備えて構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置の送信電力や受信感度等の性能の監視を行うパフォーマンスモニタ装置およびそのパフォーマンスモニタ装置が備えられたレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置の多くには、運用中にマグネトロンから出力される送信波の電力を監視することにより、そのマグネトロンが交換されるべき時期の適切な判定を可能とするパフォーマンスモニタ装置が備えられている。したがって、レーダ装置の性能は、このようなパフォーマンスモニタ装置によって、稼働中に所定の頻度で監視される。
【０００３】
図３は、パフォーマンスモニタが搭載されたレーダ装置の構成例を示す図である。
図において、アンテナ３１ｐｍｔ、３１ｐｍｒの給電点にはパフォーマンスモニタ４０が接続され、そのパフォーマンスモニタ４０の入出力端子にはレーダ本体５０が接続される。レーダ本体５０のアンテナ端子と表示用入出力とには、アンテナ３２の給電点とレーダ表示器６０とがそれぞれ接続される。
【０００４】
パフォーマンスモニタ４０は、アンテナ３１ｐｍｒの給電点に縦続接続された検波器４１、増幅器４２およびピークホールド回路４３と、そのピークホールド回路４３の出力と共にレーダ本体５０の対応する入出力に接続された第１の入力を有する制御回路４４と、この制御回路４４の出力と既述のアンテナ３１ｐｍｔの給電点との間に縦続接続されたＶＣO４５および減衰器４６とを備える。減衰器４６のモニタ端子は、制御回路４４の第２の入力に接続される。
【０００５】
レーダ本体５０は、アンテナ３２の給電点に第１の開口が接続されたサーキュレータ５１と、そのサーキュレータ５１の第２の開口と第３の開口との間に縦続された受信機５２、空中線制御回路５３、変調回路５４およびマグネトロン５５とを備える。空中線制御回路５３は、レーダ表示器６０の対応する入出力端子と、既述のピークホールド回路４３の出力と、制御回路４４の入力とに接続される。
このような構成のレーダ装置では、マグネトロン５５から出力されたレーダ送信波は、サーキュレータ５１を介してアンテナ３２から送信される。このようなレーダ送信波の一部は、アンテナ３１ｐｍｒに到来し、検波器４１によって検波された後、さらに、増幅器４２を介してピークホールド回路４３に与えられる。ピークホールド回路４３は、検波器４１が行う検波の下で得られ、かつ上記マグネトロン５５によって出力されたレーダ送信波の送信電力を電圧（または電流）の瞬時値として示すモニタ信号（図４(1))に変換される。
【０００６】
空中線制御回路５３は、このモニタ信号をレーダ表示器６０に引き渡し、そのモニタ信号に同期したトリガ信号（図４(2))を制御回路４４に与える。制御回路４４は、そのトリガ信号に基づいて上記レーダ送信波に同期した変調波形をＶＣＯ４５に与える。ＶＣＯ４５は、図４に示すように、その変調波形に基づいて変調された変調波（以下、「リファレンス信号」という。）を生成する。このリファレンス信号（図４(3))は、減衰器４６およびアンテナ３１ｐｍｔを介して送信される。
アンテナ３２に到来したリファレンス信号は、受信機５２および空中線制御回路５３を介してレーダ表示器６０に引き渡され、そのレーダ表示器６０の表示画面（ＰＰＩ）上には、図５(ａ)に示すパターンとして表示される。
【０００７】
なお、このパターンは、一般に、アンテナ３１ｐｍｔ、３１ｐｍｒが船首の方向に設置されているため、図５(ａ)に示すように、表示画面上における船首の方向に、アンテナ３２のスキャン方向における指向性が反映されて表示される。
【０００８】
レーダ表示器６０の表示画面を参照する操作者は、このようにして表示されたパターンのレンジ方向における長さを目視等により測定することにより、規定の閾値（周知のレーダ方程式に基づいて予め得られる）に対するその縮小度として、レーダ装置の性能の劣化を判定することができる。
【０００９】
レーダ装置の性能が劣化した状態では、レーダ表示器６０の表示画面に表示されるパターンは、既述のモニタ信号のレベルが低下するため、図５(ｂ)に示すように、理想的なパターンより小さなパターンとなる。
【００１０】
なお、本願発明に関連性がある先行技術としては、以下のものがある。
特許文献１には、解読した受信信号に関するデータを記録媒体に記録し、異常の発生時に原因の特定に利用するデータを提示する点に特徴がある「レーダパフォーマンスモニタ装置」が開示されている。
【００１１】
特許文献２には、入力された回数及び時間間隔を記録するメモリと、モノパルス方式二次監視レーダから質問信号を受信する受信器と、測定モードに設定されているときにその受信器が質問信号を受信すると、質問信号に対して回数の応答信号を時間間隔で生成する応答発生器と、この応答発生器によって生成された応答信号を送信する送信器とを備えることにより、測角テーブルの生成時間を短縮させる点に特徴がある「レーダパフォーマンスモニタ装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−９６６１２号公報
【特許文献２】特開２００８−２５６４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上述した従来例では、リファレンス信号に応じたパターンの表示がレーダ映像に重畳されて行われるため、船舶に搭載された場合には、航行に支障を来す可能性があった。
本発明は、測位や測距の対象となる目標の位置や方向の如何にかかわらず、運用中に性能の監視を安定に行えるレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明では、制御手段は、目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する。チェック手段は、前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系を共用することにより、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に送信される測定信号に基づいて行われる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、制御手段は、目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する。チェック手段は、前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に注入される送信される測定信号に基づいて、しかも、レーダ装置の受信系の内、上記と測定信号が注入された段以降の系を介して行われる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、制御手段は、前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する。チェック手段は、前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行う。
すわなち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系を共用することにより、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に送信される測定信号に基づいて行われる。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、制御手段は、前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を与える。チェック手段は、前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に注入される送信される測定信号に基づいて、しかも、レーダ装置の受信系の内、上記と測定信号が注入された段以降の系を介して行われる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、従来例に比べて構成が簡略化され、かつ測位や測距の対象となる目標に制約が生じることなく、レーダ装置のパフォーマンスチェックが実現される。
また、本発明によれば、レーダ装置の総合的な信頼性が高められる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、測位や測距の対象となる目標の多様な配置に対する柔軟な適応が可能となり、所望の頻度によるレーダ装置のパフォーマンスチェックが実現される。
また、本発明によれば、操作者の判断に柔軟に適応したパフォーマンスチェックが可能となる。
したがって、本発明が適用されたレーダ装置は、多様な目標の測位や測距が高い精度および頻度で実現され、価格性能比が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】本実施形態の動作を説明する図である。
【図３】パフォーマンスモニタ装置が搭載されたレーダ装置の構成例を示す図である。
【図４】従来のレーダ装置の動作を説明する図（１）である。
【図５】従来のレーダ装置の動作を説明する図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。なお、以下では、図３に示される従来例にも備えられている要素については、本実施形態と従来例との相違を明確とするために、同図３に示す「３０」番代、「４０」番代、「５０」番代の符号を付与することとする。
【００２２】
図１において、送受信部１０の第１のアンテナ端子および第２のアンテナ端子には、アンテナ３１ｐｍｔ、３２の給電点がそれぞれ接続される。送受信部１０の受信出力、送信入力、制御入力およびモニタ出力は、それぞれ信号処理部２０の対応する入出力端子に接続される。信号処理部２０の表示用入出力にはレーダ表示器６０が接続される。
【００２３】
送受信部１０では、上述したアンテナ３２の給電点にサーキュレータ５１の第１の開口が接続され、そのサーキュレータ５１の第２の開口は受信器５２を介して信号処理部２０の対応する入力に接続される。既述の送信入力には縦続接続された増幅器１１ｔ、周波数変換器１２ｔ、フィルタ１３ｔが接続され、そのフィルタ１３ｔの出力はスイッチ１４の共通接点に接続される。スイッチ１４のブレーク接点にはアンテナ３１ｐｍｔの給電点が接続され、そのスイッチ１４のメーク接点は縦続接続された増幅器１５および方向性結合器１６を介してサーキュレータ５１の第３の開口に接続される。方向性結合器１６のモニタ端子は検波器４１を介して信号処理部２０のモニタ入力に接続される。
【００２４】
なお、受信器５２は、縦続接続された増幅器１５ｒ、フィルタ１３ｒ、周波数変換器１２ｒ、増幅器１１ｒから構成され、既述の増幅器１１ｔ、周波数変換器１２ｔ、フィルタ１３ｔ、増幅器１５によって行われる処理とそれぞれ反対の処理を行う。
また、周波数変換器１２ｔ、１２ｒの局発入力には、局発部１７の対応する出力が接続される。
【００２５】
信号処理部２０は、以下の要素から構成される。
(1) 受信器５２（増幅器１１ｒ）に縦続接続されたＡ／Ｄ変換器２１
(2) 増幅器１１ｔの前段に相当する信号発生回路２２
(3) 検波器４１に縦続接続されたピークホールド回路４３
(4) スイッチ１４および信号発生回路２２の制御入力にそれぞれ接続された第１および第２の出力を有する空中線制御回路２３
(5) 空中線制御回路２３の第３の出力、ピークホールド回路４３およびＡ／Ｄ変換器２１の出力にそれぞれ接続された３つの入力を有し、かつ既述のレーダ表示器６０の入出力端子に接続された信号処理回路２４
【００２６】
以下、本実施形態の動作を説明する。
信号発生回路２２は、所定の中間周波帯のレーダ送信波を生成する。このレーダ送信波は、増幅器１１ｔによって増幅された後、周波数変換器１２ｔによって無線周波数帯のレーダ送信波に変換される。フィルタ１３ｔは、局発部１７によって生成された局発信号の成分を抑圧する濾波処理をこのレーダ送信波に施してスイッチ１４に引き渡す。
【００２７】
空中線制御回路２３は、アンテナ３２の主ローブの方位角を監視し、その方位がＰＰＩ上で図２に示す領域Ａを示す期間（以下、「期間Ａ」という。）には、スイッチ１４の共通接点を既述のブレーク接点に接続する。したがって、フィルタ１３ｔから出力されたレーダ送信波は、スイッチ１４、増幅器１５ｔ、方向性結合器１６、サーキュレータ５１およびアンテナ３２を介して送信される。
【００２８】
なお、上記領域Ａは、一般に、本実施形態に係るレーダ装置が船舶に備えられた場合には、航行上重要である船首方向を含んだ領域に設定される。
このレーダ送信波が周辺の船舶等の物標で反射することによって発生し、アンテナ３２に到来した受信波は、サーキュレータ５１を介して受信機５２に入力され、増幅器１５ｒ、フィルタ１３ｒ、周波数変換器１２ｒおよび増幅器１１ｒによって中間周波信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２１は、この中間周波信号を量子化してディジタル信号に変換する。信号処理回路２４は、このディジタル信号にクラッタ除去やＣＦＡＲ(Constant False Alarm Rate)等の信号処理を施した後、レーダ表示器６０に引き渡す。
【００２９】
レーダ表示器６０は、このようにして引き渡されたディジタル信号で示されるレーダ画像を既述の領域Ａ上にＰＰＩ表示する。
一方、方向性結合器１６は、スイッチ１４および増幅器１５ｔを介して与えられる既述のレーダ送信波の一部（以下、「モニタ信号」という。）を微少な電力で抽出する。
【００３０】
検波器４１は、このモニタ信号を検波することにより、上記レーダ送信波の送信電力を電圧（または電流）の瞬時値として示すパルス信号を生成する。ピークホールド回路４３は、そのパルス信号の瞬時値の最大値を順次保持することにより、既述のレーダ送信波の電力を示す直流情報を生成し、その直流情報を信号処理回路２４に引き渡す。信号処理回路２４は、この直流情報をレーダ表示器６０に引き渡す。
【００３１】
レーダ表示器６０は、直流情報で示される既述の受信波の電力を示すレーダ画像と、レーダ送信波の送信電力がとるべき規定の初期値を示す画像とをスキャン（スイープ）方向で対応させて既述の領域ＡにＰＰＩ表示する。
【００３２】
また、空中線制御回路２３は、アンテナ３２の主ローブの方位角がＰＰＩ上で図２に斜線が付された領域Ｂを示す期間（以下、「期間Ｂ」という。）には、スイッチ１４の共通接点を既述のメイク接点に接続する。信号発生回路２２、増幅器１１ｔ、周波数変換器１２ｔおよびフィルタ１３ｔは、このような期間Ｂにも、期間Ａと同様に連係することにより既述のレーダ送信波をスイッチ１４に供給し続ける。したがって、フィルタ１３ｔから出力されたレーダ送信波は、アンテナ３２からは送信されず、このアンテナ３２に代わるアンテナ３１ｐｍｔからリファレンス信号として送信される。
【００３３】
なお、このようなリファレンス信号については、以下の通りに生成されてもよい。
(a) 期間Ａにアンテナ３２から送信されるレーダ送信波の生成時に用いられる変調処理と異なる変調方式に基づいて生成される。
(b) 性能判定の対象となる受信機５２の入力飽和レベルより低く、その受信機５２の有能雑音電力のレベルより高いレベル（例えば、受信機５２の入力端において−７０ｄＢｍ）で生成される。
【００３４】
アンテナ３１ｐｍＴから送信されたリファレンス信号の一部は、アンテナ３２に到来する。
アンテナ３２に到来したリファレンス信号は、サーキュレータ５１、増幅器１５ｒ、フィルタ１３ｒ、周波数変換器１２ｒおよび増幅器１１ｒによって中間周波信号に変換され、さらに、Ａ／Ｄ変換器２１によってディジタル信号に変換されて信号処理回路２４に引き渡される。
【００３５】
信号処理回路２４は、このようにして引き渡されたディジタル信号を処理することにより、アンテナ３２に到来したリファレンス信号のレベルを求め、そのレベルがとるべき理想的な値である閾値との差の適否を判別することにより、本実施形態に係るレーダ装置の性能の劣化（低下）を識別する。信号処理回路２４は、レーダ表示器６０によって表示されるＰＰＩ表示と共に、所定の配置および形式でこの識別の結果を表示する。
【００３６】
すなわち、本実施形態に係るレーダ装置は、船舶等の移動体に搭載された場合には、航行（移動）中に識別されるべき船舶、島、陸等の目標が位置しない方向にアンテナ３２の主ローブの方向がある期間Ｂは、性能劣化の有無の判定（パフォーマンスチェック）を行うが、このような目標の測位や測距に供されるレーダ送信波の送信は行わない。
【００３７】
したがって、本実施形態によれば、上記の航行や移動の過程でレーダ装置が連続的に運用される場合であっても、パフォーマンスチェックが安定に行われ、レーダ装置の性能の確認と総合的な信頼性の確保とが可能となる。
【００３８】
なお、本発明は、船舶レーダに限定されず、レーダ送信波の送受信に併せて、リファレンス信号の受信に共用可能な空中線系が備えられるならば、如何なるレーダ（ＣＷレーダを含む。）にも適用可能である。
【００３９】
本実施形態では、アンテナ３２の主ローブの方向は、全方向に亘ってサイクリックにスキャンされなくてもよく、例えば、測位や測距の対象となる目標がある方向とこのような目標がない方向との幅や個数の如何にかかわらず、これらの方向が既知であるならば、動的なビームフォーミングにより切り替えられてもよい。
本実施形態では、既述の領域Ｂは、船尾方向等に予め決められた領域でなくてもよく、例えば、操作者が行うレーダ表示器６０の操作に応じて信号処理回路２４、空中線制御回路２３およびスイッチ１４が連係することによって、どのように設定され、あるいは変更されてもよい。また、このような領域Ｂは、異なる複数の方向に個別に設定された複数の領域であってもよい。
【００４０】
本実施形態では、このような領域Ｂおよびこれに代わる複数の領域は、例えば、先行して行われたスキャンの過程で信号処理回路２４によって、測位や測距の対象となる目標がない方向が特定され、これらの特定された個々の方向にある領域として逐次更新されてもよい。
本実施形態は、信号発生回路２２にマグネトロンが搭載されたレーダ装置に限定されず、レーダ送信波の生成が固体発振回路その他の如何なる方式の回路によって生成されるレーダ装置にも、適用可能である。
【００４１】
本実施形態では、パフォーマンスチェックの対象は、レーダ送信波の送信電力だけではなく、アンテナ３２およびその給電系の利得や指向性に併せて、受信機５２の感度を含むレーダ装置の総合的な性能となっている。しかし、本発明では、アンテナ３２およびその給電系の利得や指向性がパフォーマンスチェックの対象とならなくてもよい場合には、例えば、アンテナ３１ｐｍｔを備えることなく構成され、かつ図１に二点鎖線で示されるように、リファレンス信号がスイッチ１４のブレーク接点からサーキュレータ５１を介して受信器５２（増幅器１５ｒ）に供給されてもよい。
本実施形態では、信号発生回路２２がレーダ送信波およびリファレンス信号の信号源を兼ねているが、このようなリファレンス信号は、信号発生回路２２とは別に備えられた信号源によって生成されてもよい。
【００４２】
本実施形態では、パフォーマンスチェックによって検出された性能の低下は、文字情報に限定されず、音や光により操作者に通知されてもよく、あるいは所定の通信リンク（コンピュータネットワークを含む。）を介して遠隔地に通知されてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態が可能であり、構成要素の一部全てに如何なる改良が施されてもよい。
以下、本願に開示された発明を整理し、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段」の欄に準じた形式で列記する。
【００４３】
［請求項１］
目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する制御手段と、
前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、制御手段は、目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する。チェック手段は、前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系を共用することにより、かつレーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に送信される測定信号に基づいて行われる。
したがって、従来例に比べて構成が簡略化され、かつ測位や測距の対象となる目標に制約が生じることなく、レーダ装置のパフォーマンスチェックが実現される。
【００４４】
［請求項２］
目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する制御手段と、
前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、制御手段は、目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する。チェック手段は、前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に注入される送信される測定信号に基づいて、しかも、レーダ装置の受信系の内、上記と測定信号が注入された段以降の系を介して行われる。
したがって、従来例に比べて構成が簡略化され、かつ測位や測距の対象となる目標に制約が生じることなく、レーダ装置のパフォーマンスチェックが実現される。
【００４５】
［請求項３］
請求項１または請求項２に記載のパフォーマンスモニタ装置において、
前記制御手段は、
前記レーダ装置に備えられた前記送信信号の信号源が生成する信号を前記測定信号とする
ことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、請求項１または請求項２に記載のパフォーマンスモニタ装置において、前記制御手段は、前記レーダ装置に備えられた前記送信信号の信号源が生成する信号を前記測定信号とする。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、パフォーマンスチェックに供される測定信号は、専用の信号源が備えられなく得られる。
すなわち、請求項１、２に記載のパフォーマンスモニタ装置に比べて、構成が簡略化され、消費電力およびコストの節減が図られる。
したがって、レーダ装置の総合的な信頼性が高められる。
【００４６】
［請求項４］
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のパフォーマンスモニタ装置において、
前記制御手段は、
前記測位あるいは測距の対象となる目標が無い方向を前記特定の方向とする
ことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のパフォーマンスモニタ装置において、前記制御手段は、前記測位あるいは測距の対象となる目標が無い方向を前記特定の方向とする。
すなわち、パフォーマンスチェックに供される測定信号は、上記測位や測距の対象となる目標が無い方向にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に与えられ、あるいは注入される。
したがって、レーダ装置のパフォーマンスチェックは、上記目標の多様な配置に柔軟に適応し、かつ所望の頻度で実現される。
【００４７】
［請求項５］
請求項１ないし請求項４に記載のパフォーマンスモニタ装置において、
前記制御手段は、
操作者の指示に応じて前記特定の方向を設定する
ことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、請求項１ないし請求項４に記載のパフォーマンスモニタ装置において、前記制御手段は、操作者の指示に応じて前記特定の方向を設定する。
すなわち、パフォーマンスチェックは、操作者が指示する特定の方向にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いているときに行われる。
したがって、操作者の判断に柔軟に適応したパフォーマンスチェックが可能となる。
【００４８】
［請求項６］
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のパフォーマンスモニタ装置において、
前記制御手段は、
操作者の指示に応じて前記特定の方向の範囲を設定する
ことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のパフォーマンスモニタ装置において、前記制御手段は、操作者の指示に応じて前記特定の方向の範囲を設定する。
すなわち、パフォーマンスチェックが行われる期間は、操作者が指示する特定の方向の範囲内にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いている期間として指定される。
したがって、操作者の判断に柔軟に適応したパフォーマンスチェックが可能となる。
【００４９】
［請求項７］
送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、
前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する制御手段と、
前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、制御手段は、前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する。チェック手段は、前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系を共用することにより、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に送信される測定信号に基づいて行われる。
したがって、従来例に比べて構成が簡略化され、かつ測位や測距の対象となる目標に制約が生じることなく、パフォーマンスチェックが実現される。
【００５０】
［請求項８］
送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、
前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する制御手段と、
前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、制御手段は、前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を与える。チェック手段は、前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に注入される送信される測定信号に基づいて、しかも、レーダ装置の受信系の内、上記と測定信号が注入された段以降の系を介して行われる。
したがって、従来例に比べて構成が簡略化され、かつ測位や測距の対象となる目標に制約が生じることなく、レーダ装置のパフォーマンスチェックが実現される。
【００５１】
［請求項９］
請求項７または請求項８に記載のレーダ装置において、
前記制御手段は、
前記送信信号の信号源が生成する信号を前記測定信号とする
ことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、請求項７または請求項８に記載のレーダ装置において、前記制御手段は、前記レーダ装置に備えられた前記送信信号の信号源が生成する信号を前記測定信号とする。
すなわち、請求項１、２に記載のパフォーマンスモニタ装置に比べて、構成が簡略化され、消費電力およびコストの節減が図られる。
したがって、レーダ装置の総合的な信頼性が高められる。
【００５２】
［請求項１０］
請求項７ないし請求項９の何れか１項に記載のレーダ装置において、
前記制御手段は、
前記測位あるいは測距の対象となる目標が無い方向を前記特定の方向とする
ことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、請求項７ないし請求項９の何れか１項に記載のレーダ装置において、前記制御手段は、前記測位あるいは測距の対象となる目標が無い方向を前記特定の方向とする。
すなわち、パフォーマンスチェックに供される測定信号は、上記測位や測距の対象となる目標が無い方向にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に与えられ、あるいは注入される。
したがって、レーダ装置のパフォーマンスチェックは、上記目標の多様な配置に柔軟に適応し、かつ所望の頻度で実現される。
【００５３】
［請求項１１］
請求項７ないし請求項１０に記載のレーダ装置において、
前記制御手段は、
操作者の指示に応じて前記特定の方向を設定する
ことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、請求項７ないし請求項１０に記載のレーダ装置において、前記制御手段は、操作者の指示に応じて前記特定の方向を設定する。
すなわち、パフォーマンスチェックは、操作者が指示する特定の方向にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いているときに行われる。
したがって、操作者の判断に柔軟に適応したパフォーマンスチェックが可能となる。
【００５４】
［請求項１２］
請求項７ないし請求項１１の何れか１項に記載のレーダ装置において、
前記制御手段は、
操作者の指示に応じて前記特定の方向の範囲を設定する
ことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、請求項７ないし請求項１１の何れか１項に記載のレーダ装置において、前記制御手段は、操作者の指示に応じて前記特定の方向の範囲を設定する。
すなわち、パフォーマンスチェックが行われる期間は、操作者が指示する特定の方向の範囲内にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いている期間として指定される。
したがって、操作者の判断に柔軟に適応したパフォーマンスチェックが可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 送受信部
１１ｒ，１１ｔ，１５ｒ，１５ｔ，４２ 増幅器
１２ｒ，１２ｔ 周波数変換器
１３ｒ，１３ｔ フィルタ
１４ スイッチ
１６ 方向性結合器
１７ 局発部
２０ 信号処理部
２１ Ａ／Ｄ変換器
２２ 信号発生回路
２３，５３ 空中線制御回路
２４ 信号処理回路
３１ｐｍｒ，３１ｐｍｔ，３２ アンテナ
４０ パフォーマンスモニタ
４１ 検波器
４３ ピークホールド回路
４４ 制御回路
４５ ＶＣＯ
４６ 減衰器
５０ レーダ本体
５１ サーキュレータ
５２ 受信器
５４ 変調回路
５５ マグネトロン
６０ レーダ表示器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置の送信電力や受信感度等の性能の監視を行うパフォーマンスモニタ装置およびそのパフォーマンスモニタ装置が備えられたレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置の多くには、運用中にマグネトロンから出力される送信波の電力を監視することにより、そのマグネトロンが交換されるべき時期の適切な判定を可能とするパフォーマンスモニタ装置が備えられている。したがって、レーダ装置の性能は、このようなパフォーマンスモニタ装置によって、稼働中に所定の頻度で監視される。
【０００３】
図３は、パフォーマンスモニタが搭載されたレーダ装置の構成例を示す図である。
図において、アンテナ３１ｐｍｔ、３１ｐｍｒの給電点にはパフォーマンスモニタ４０が接続され、そのパフォーマンスモニタ４０の入出力端子にはレーダ本体５０が接続される。レーダ本体５０のアンテナ端子と表示用入出力とには、アンテナ３２の給電点とレーダ表示器６０とがそれぞれ接続される。
【０００４】
パフォーマンスモニタ４０は、アンテナ３１ｐｍｒの給電点に縦続接続された検波器４１、増幅器４２およびピークホールド回路４３と、そのピークホールド回路４３の出力と共にレーダ本体５０の対応する入出力に接続された第１の入力を有する制御回路４４と、この制御回路４４の出力と既述のアンテナ３１ｐｍｔの給電点との間に縦続接続されたＶＣO４５および減衰器４６とを備える。減衰器４６のモニタ端子は、制御回路４４の第２の入力に接続される。
【０００５】
レーダ本体５０は、アンテナ３２の給電点に第１の開口が接続されたサーキュレータ５１と、そのサーキュレータ５１の第２の開口と第３の開口との間に縦続された受信機５２、空中線制御回路５３、変調回路５４およびマグネトロン５５とを備える。空中線制御回路５３は、レーダ表示器６０の対応する入出力端子と、既述のピークホールド回路４３の出力と、制御回路４４の入力とに接続される。
このような構成のレーダ装置では、マグネトロン５５から出力されたレーダ送信波は、サーキュレータ５１を介してアンテナ３２から送信される。このようなレーダ送信波の一部は、アンテナ３１ｐｍｒに到来し、検波器４１によって検波された後、さらに、増幅器４２を介してピークホールド回路４３に与えられる。ピークホールド回路４３は、検波器４１が行う検波の下で得られ、かつ上記マグネトロン５５によって出力されたレーダ送信波の送信電力を電圧（または電流）の瞬時値として示すモニタ信号（図４(1))に変換される。
【０００６】
空中線制御回路５３は、このモニタ信号をレーダ表示器６０に引き渡し、そのモニタ信号に同期したトリガ信号（図４(2))を制御回路４４に与える。制御回路４４は、そのトリガ信号に基づいて上記レーダ送信波に同期した変調波形をＶＣＯ４５に与える。ＶＣＯ４５は、図４に示すように、その変調波形に基づいて変調された変調波（以下、「リファレンス信号」という。）を生成する。このリファレンス信号（図４(3))は、減衰器４６およびアンテナ３１ｐｍｔを介して送信される。
アンテナ３２に到来したリファレンス信号は、受信機５２および空中線制御回路５３を介してレーダ表示器６０に引き渡され、そのレーダ表示器６０の表示画面（ＰＰＩ）上には、図５(ａ)に示すパターンとして表示される。
【０００７】
なお、このパターンは、一般に、アンテナ３１ｐｍｔ、３１ｐｍｒが船首の方向に設置されているため、図５(ａ)に示すように、表示画面上における船首の方向に、アンテナ３２のスキャン方向における指向性が反映されて表示される。
【０００８】
レーダ表示器６０の表示画面を参照する操作者は、このようにして表示されたパターンのレンジ方向における長さを目視等により測定することにより、規定の閾値（周知のレーダ方程式に基づいて予め得られる）に対するその縮小度として、レーダ装置の性能の劣化を判定することができる。
【０００９】
レーダ装置の性能が劣化した状態では、レーダ表示器６０の表示画面に表示されるパターンは、既述のモニタ信号のレベルが低下するため、図５(ｂ)に示すように、理想的なパターンより小さなパターンとなる。
【００１０】
なお、本願発明に関連性がある先行技術としては、以下のものがある。
特許文献１には、解読した受信信号に関するデータを記録媒体に記録し、異常の発生時に原因の特定に利用するデータを提示する点に特徴がある「レーダパフォーマンスモニタ装置」が開示されている。
【００１１】
特許文献２には、入力された回数及び時間間隔を記録するメモリと、モノパルス方式二次監視レーダから質問信号を受信する受信器と、測定モードに設定されているときにその受信器が質問信号を受信すると、質問信号に対して回数の応答信号を時間間隔で生成する応答発生器と、この応答発生器によって生成された応答信号を送信する送信器とを備えることにより、測角テーブルの生成時間を短縮させる点に特徴がある「レーダパフォーマンスモニタ装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−９６６１２号公報
【特許文献２】特開２００８−２５６４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上述した従来例では、リファレンス信号に応じたパターンの表示がレーダ映像に重畳されて行われるため、船舶に搭載された場合には、航行に支障を来す可能性があった。
本発明は、測位や測距の対象となる目標の位置や方向の如何にかかわらず、運用中に性能の監視を安定に行えるレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明では、制御手段は、目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する。チェック手段は、前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系を共用することにより、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に送信される測定信号に基づいて行われる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、制御手段は、目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する。チェック手段は、前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に注入される送信される測定信号に基づいて、しかも、レーダ装置の受信系の内、上記と測定信号が注入された段以降の系を介して行われる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、制御手段は、前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する。チェック手段は、前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行う。
すわなち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系を共用することにより、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に送信される測定信号に基づいて行われる。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、制御手段は、前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を与える。チェック手段は、前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に注入される送信される測定信号に基づいて、しかも、レーダ装置の受信系の内、上記と測定信号が注入された段以降の系を介して行われる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、従来例に比べて構成が簡略化され、かつ測位や測距の対象となる目標に制約が生じることなく、レーダ装置のパフォーマンスチェックが実現される。
また、本発明によれば、レーダ装置の総合的な信頼性が高められる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、測位や測距の対象となる目標の多様な配置に対する柔軟な適応が可能となり、所望の頻度によるレーダ装置のパフォーマンスチェックが実現される。
また、本発明によれば、操作者の判断に柔軟に適応したパフォーマンスチェックが可能となる。
したがって、本発明が適用されたレーダ装置は、多様な目標の測位や測距が高い精度および頻度で実現され、価格性能比が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】本実施形態の動作を説明する図である。
【図３】パフォーマンスモニタ装置が搭載されたレーダ装置の構成例を示す図である。
【図４】従来のレーダ装置の動作を説明する図（１）である。
【図５】従来のレーダ装置の動作を説明する図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。なお、以下では、図３に示される従来例にも備えられている要素については、本実施形態と従来例との相違を明確とするために、同図３に示す「３０」番代、「４０」番代、「５０」番代の符号を付与することとする。
【００２２】
図１において、送受信部１０の第１のアンテナ端子および第２のアンテナ端子には、アンテナ３１ｐｍｔ、３２の給電点がそれぞれ接続される。送受信部１０の受信出力、送信入力、制御入力およびモニタ出力は、それぞれ信号処理部２０の対応する入出力端子に接続される。信号処理部２０の表示用入出力にはレーダ表示器６０が接続される。
【００２３】
送受信部１０では、上述したアンテナ３２の給電点にサーキュレータ５１の第１の開口が接続され、そのサーキュレータ５１の第２の開口は受信器５２を介して信号処理部２０の対応する入力に接続される。既述の送信入力には縦続接続された増幅器１１ｔ、周波数変換器１２ｔ、フィルタ１３ｔが接続され、そのフィルタ１３ｔの出力はスイッチ１４の共通接点に接続される。スイッチ１４のブレーク接点にはアンテナ３１ｐｍｔの給電点が接続され、そのスイッチ１４のメーク接点は縦続接続された増幅器１５および方向性結合器１６を介してサーキュレータ５１の第３の開口に接続される。方向性結合器１６のモニタ端子は検波器４１を介して信号処理部２０のモニタ入力に接続される。
【００２４】
なお、受信器５２は、縦続接続された増幅器１５ｒ、フィルタ１３ｒ、周波数変換器１２ｒ、増幅器１１ｒから構成され、既述の増幅器１１ｔ、周波数変換器１２ｔ、フィルタ１３ｔ、増幅器１５によって行われる処理とそれぞれ反対の処理を行う。
また、周波数変換器１２ｔ、１２ｒの局発入力には、局発部１７の対応する出力が接続される。
【００２５】
信号処理部２０は、以下の要素から構成される。
(1) 受信器５２（増幅器１１ｒ）に縦続接続されたＡ／Ｄ変換器２１
(2) 増幅器１１ｔの前段に相当する信号発生回路２２
(3) 検波器４１に縦続接続されたピークホールド回路４３
(4) スイッチ１４および信号発生回路２２の制御入力にそれぞれ接続された第１および第２の出力を有する空中線制御回路２３
(5) 空中線制御回路２３の第３の出力、ピークホールド回路４３およびＡ／Ｄ変換器２１の出力にそれぞれ接続された３つの入力を有し、かつ既述のレーダ表示器６０の入出力端子に接続された信号処理回路２４
【００２６】
以下、本実施形態の動作を説明する。
信号発生回路２２は、所定の中間周波帯のレーダ送信波を生成する。このレーダ送信波は、増幅器１１ｔによって増幅された後、周波数変換器１２ｔによって無線周波数帯のレーダ送信波に変換される。フィルタ１３ｔは、局発部１７によって生成された局発信号の成分を抑圧する濾波処理をこのレーダ送信波に施してスイッチ１４に引き渡す。
【００２７】
空中線制御回路２３は、アンテナ３２の主ローブの方位角を監視し、その方位がＰＰＩ上で図２に示す領域Ａを示す期間（以下、「期間Ａ」という。）には、スイッチ１４の共通接点を既述のブレーク接点に接続する。したがって、フィルタ１３ｔから出力されたレーダ送信波は、スイッチ１４、増幅器１５ｔ、方向性結合器１６、サーキュレータ５１およびアンテナ３２を介して送信される。
【００２８】
なお、上記領域Ａは、一般に、本実施形態に係るレーダ装置が船舶に備えられた場合には、航行上重要である船首方向を含んだ領域に設定される。
このレーダ送信波が周辺の船舶等の物標で反射することによって発生し、アンテナ３２に到来した受信波は、サーキュレータ５１を介して受信機５２に入力され、増幅器１５ｒ、フィルタ１３ｒ、周波数変換器１２ｒおよび増幅器１１ｒによって中間周波信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２１は、この中間周波信号を量子化してディジタル信号に変換する。信号処理回路２４は、このディジタル信号にクラッタ除去やＣＦＡＲ(Constant False Alarm Rate)等の信号処理を施した後、レーダ表示器６０に引き渡す。
【００２９】
レーダ表示器６０は、このようにして引き渡されたディジタル信号で示されるレーダ画像を既述の領域Ａ上にＰＰＩ表示する。
一方、方向性結合器１６は、スイッチ１４および増幅器１５ｔを介して与えられる既述のレーダ送信波の一部（以下、「モニタ信号」という。）を微少な電力で抽出する。
【００３０】
検波器４１は、このモニタ信号を検波することにより、上記レーダ送信波の送信電力を電圧（または電流）の瞬時値として示すパルス信号を生成する。ピークホールド回路４３は、そのパルス信号の瞬時値の最大値を順次保持することにより、既述のレーダ送信波の電力を示す直流情報を生成し、その直流情報を信号処理回路２４に引き渡す。信号処理回路２４は、この直流情報をレーダ表示器６０に引き渡す。
【００３１】
レーダ表示器６０は、直流情報で示される既述の受信波の電力を示すレーダ画像と、レーダ送信波の送信電力がとるべき規定の初期値を示す画像とをスキャン（スイープ）方向で対応させて既述の領域ＡにＰＰＩ表示する。
【００３２】
また、空中線制御回路２３は、アンテナ３２の主ローブの方位角がＰＰＩ上で図２に斜線が付された領域Ｂを示す期間（以下、「期間Ｂ」という。）には、スイッチ１４の共通接点を既述のメイク接点に接続する。信号発生回路２２、増幅器１１ｔ、周波数変換器１２ｔおよびフィルタ１３ｔは、このような期間Ｂにも、期間Ａと同様に連係することにより既述のレーダ送信波をスイッチ１４に供給し続ける。したがって、フィルタ１３ｔから出力されたレーダ送信波は、アンテナ３２からは送信されず、このアンテナ３２に代わるアンテナ３１ｐｍｔからリファレンス信号として送信される。
【００３３】
なお、このようなリファレンス信号については、以下の通りに生成されてもよい。
(a) 期間Ａにアンテナ３２から送信されるレーダ送信波の生成時に用いられる変調処理と異なる変調方式に基づいて生成される。
(b) 性能判定の対象となる受信機５２の入力飽和レベルより低く、その受信機５２の有能雑音電力のレベルより高いレベル（例えば、受信機５２の入力端において−７０ｄＢｍ）で生成される。
【００３４】
アンテナ３１ｐｍＴから送信されたリファレンス信号の一部は、アンテナ３２に到来する。
アンテナ３２に到来したリファレンス信号は、サーキュレータ５１、増幅器１５ｒ、フィルタ１３ｒ、周波数変換器１２ｒおよび増幅器１１ｒによって中間周波信号に変換され、さらに、Ａ／Ｄ変換器２１によってディジタル信号に変換されて信号処理回路２４に引き渡される。
【００３５】
信号処理回路２４は、このようにして引き渡されたディジタル信号を処理することにより、アンテナ３２に到来したリファレンス信号のレベルを求め、そのレベルがとるべき理想的な値である閾値との差の適否を判別することにより、本実施形態に係るレーダ装置の性能の劣化（低下）を識別する。信号処理回路２４は、レーダ表示器６０によって表示されるＰＰＩ表示と共に、所定の配置および形式でこの識別の結果を表示する。
【００３６】
すなわち、本実施形態に係るレーダ装置は、船舶等の移動体に搭載された場合には、航行（移動）中に識別されるべき船舶、島、陸等の目標が位置しない方向にアンテナ３２の主ローブの方向がある期間Ｂは、性能劣化の有無の判定（パフォーマンスチェック）を行うが、このような目標の測位や測距に供されるレーダ送信波の送信は行わない。
【００３７】
したがって、本実施形態によれば、上記の航行や移動の過程でレーダ装置が連続的に運用される場合であっても、パフォーマンスチェックが安定に行われ、レーダ装置の性能の確認と総合的な信頼性の確保とが可能となる。
【００３８】
なお、本発明は、船舶レーダに限定されず、レーダ送信波の送受信に併せて、リファレンス信号の受信に共用可能な空中線系が備えられるならば、如何なるレーダ（ＣＷレーダを含む。）にも適用可能である。
【００３９】
本実施形態では、アンテナ３２の主ローブの方向は、全方向に亘ってサイクリックにスキャンされなくてもよく、例えば、測位や測距の対象となる目標がある方向とこのような目標がない方向との幅や個数の如何にかかわらず、これらの方向が既知であるならば、動的なビームフォーミングにより切り替えられてもよい。
本実施形態では、既述の領域Ｂは、船尾方向等に予め決められた領域でなくてもよく、例えば、操作者が行うレーダ表示器６０の操作に応じて信号処理回路２４、空中線制御回路２３およびスイッチ１４が連係することによって、どのように設定され、あるいは変更されてもよい。また、このような領域Ｂは、異なる複数の方向に個別に設定された複数の領域であってもよい。
【００４０】
本実施形態では、このような領域Ｂおよびこれに代わる複数の領域は、例えば、先行して行われたスキャンの過程で信号処理回路２４によって、測位や測距の対象となる目標がない方向が特定され、これらの特定された個々の方向にある領域として逐次更新されてもよい。
本実施形態は、信号発生回路２２にマグネトロンが搭載されたレーダ装置に限定されず、レーダ送信波の生成が固体発振回路その他の如何なる方式の回路によって生成されるレーダ装置にも、適用可能である。
【００４１】
本実施形態では、パフォーマンスチェックの対象は、レーダ送信波の送信電力だけではなく、アンテナ３２およびその給電系の利得や指向性に併せて、受信機５２の感度を含むレーダ装置の総合的な性能となっている。しかし、本発明では、アンテナ３２およびその給電系の利得や指向性がパフォーマンスチェックの対象とならなくてもよい場合には、例えば、アンテナ３１ｐｍｔを備えることなく構成され、かつ図１に二点鎖線で示されるように、リファレンス信号がスイッチ１４のブレーク接点からサーキュレータ５１を介して受信器５２（増幅器１５ｒ）に供給されてもよい。
本実施形態では、信号発生回路２２がレーダ送信波およびリファレンス信号の信号源を兼ねているが、このようなリファレンス信号は、信号発生回路２２とは別に備えられた信号源によって生成されてもよい。
【００４２】
本実施形態では、パフォーマンスチェックによって検出された性能の低下は、文字情報に限定されず、音や光により操作者に通知されてもよく、あるいは所定の通信リンク（コンピュータネットワークを含む。）を介して遠隔地に通知されてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態が可能であり、構成要素の一部全てに如何なる改良が施されてもよい。
以下、本願に開示された発明を整理し、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段」の欄に準じた形式で列記する。
【００４３】
［請求項１］
目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する制御手段と、
前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、制御手段は、目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する。チェック手段は、前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系を共用することにより、かつレーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に送信される測定信号に基づいて行われる。
したがって、従来例に比べて構成が簡略化され、かつ測位や測距の対象となる目標に制約が生じることなく、レーダ装置のパフォーマンスチェックが実現される。
【００４４】
［請求項２］
目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する制御手段と、
前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、制御手段は、目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する。チェック手段は、前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に注入される送信される測定信号に基づいて、しかも、レーダ装置の受信系の内、上記と測定信号が注入された段以降の系を介して行われる。
したがって、従来例に比べて構成が簡略化され、かつ測位や測距の対象となる目標に制約が生じることなく、レーダ装置のパフォーマンスチェックが実現される。
【００４５】
［請求項３］
請求項１または請求項２に記載のパフォーマンスモニタ装置において、
前記制御手段は、
前記レーダ装置に備えられた前記送信信号の信号源が生成する信号を前記測定信号とする
ことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、請求項１または請求項２に記載のパフォーマンスモニタ装置において、前記制御手段は、前記レーダ装置に備えられた前記送信信号の信号源が生成する信号を前記測定信号とする。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、パフォーマンスチェックに供される測定信号は、専用の信号源が備えられなく得られる。
すなわち、請求項１、２に記載のパフォーマンスモニタ装置に比べて、構成が簡略化され、消費電力およびコストの節減が図られる。
したがって、レーダ装置の総合的な信頼性が高められる。
【００４６】
［請求項４］
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のパフォーマンスモニタ装置において、
前記制御手段は、
前記測位あるいは測距の対象となる目標が無い方向を前記特定の方向とする
ことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のパフォーマンスモニタ装置において、前記制御手段は、前記測位あるいは測距の対象となる目標が無い方向を前記特定の方向とする。
すなわち、パフォーマンスチェックに供される測定信号は、上記測位や測距の対象となる目標が無い方向にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に与えられ、あるいは注入される。
したがって、レーダ装置のパフォーマンスチェックは、上記目標の多様な配置に柔軟に適応し、かつ所望の頻度で実現される。
【００４７】
［請求項５］
請求項１ないし請求項４に記載のパフォーマンスモニタ装置において、
前記制御手段は、
操作者の指示に応じて前記特定の方向を設定する
ことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、請求項１ないし請求項４に記載のパフォーマンスモニタ装置において、前記制御手段は、操作者の指示に応じて前記特定の方向を設定する。
すなわち、パフォーマンスチェックは、操作者が指示する特定の方向にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いているときに行われる。
したがって、操作者の判断に柔軟に適応したパフォーマンスチェックが可能となる。
【００４８】
［請求項６］
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のパフォーマンスモニタ装置において、
前記制御手段は、
操作者の指示に応じて前記特定の方向の範囲を設定する
ことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
このような構成のパフォーマンスモニタ装置では、請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のパフォーマンスモニタ装置において、前記制御手段は、操作者の指示に応じて前記特定の方向の範囲を設定する。
すなわち、パフォーマンスチェックが行われる期間は、操作者が指示する特定の方向の範囲内にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いている期間として指定される。
したがって、操作者の判断に柔軟に適応したパフォーマンスチェックが可能となる。
【００４９】
［請求項７］
送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、
前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する制御手段と、
前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、制御手段は、前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する。チェック手段は、前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系を共用することにより、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に送信される測定信号に基づいて行われる。
したがって、従来例に比べて構成が簡略化され、かつ測位や測距の対象となる目標に制約が生じることなく、パフォーマンスチェックが実現される。
【００５０】
［請求項８］
送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、
前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する制御手段と、
前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、制御手段は、前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を与える。チェック手段は、前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行う。
すなわち、パフォーマンスチェックは、レーダ装置の空中線系の主ビームが測位あるいは測距の対象外となる方向を向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に注入される送信される測定信号に基づいて、しかも、レーダ装置の受信系の内、上記と測定信号が注入された段以降の系を介して行われる。
したがって、従来例に比べて構成が簡略化され、かつ測位や測距の対象となる目標に制約が生じることなく、レーダ装置のパフォーマンスチェックが実現される。
【００５１】
［請求項９］
請求項７または請求項８に記載のレーダ装置において、
前記制御手段は、
前記送信信号の信号源が生成する信号を前記測定信号とする
ことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、請求項７または請求項８に記載のレーダ装置において、前記制御手段は、前記レーダ装置に備えられた前記送信信号の信号源が生成する信号を前記測定信号とする。
すなわち、請求項１、２に記載のパフォーマンスモニタ装置に比べて、構成が簡略化され、消費電力およびコストの節減が図られる。
したがって、レーダ装置の総合的な信頼性が高められる。
【００５２】
［請求項１０］
請求項７ないし請求項９の何れか１項に記載のレーダ装置において、
前記制御手段は、
前記測位あるいは測距の対象となる目標が無い方向を前記特定の方向とする
ことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、請求項７ないし請求項９の何れか１項に記載のレーダ装置において、前記制御手段は、前記測位あるいは測距の対象となる目標が無い方向を前記特定の方向とする。
すなわち、パフォーマンスチェックに供される測定信号は、上記測位や測距の対象となる目標が無い方向にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いている期間に、そのレーダ装置の受信系に与えられ、あるいは注入される。
したがって、レーダ装置のパフォーマンスチェックは、上記目標の多様な配置に柔軟に適応し、かつ所望の頻度で実現される。
【００５３】
［請求項１１］
請求項７ないし請求項１０に記載のレーダ装置において、
前記制御手段は、
操作者の指示に応じて前記特定の方向を設定する
ことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、請求項７ないし請求項１０に記載のレーダ装置において、前記制御手段は、操作者の指示に応じて前記特定の方向を設定する。
すなわち、パフォーマンスチェックは、操作者が指示する特定の方向にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いているときに行われる。
したがって、操作者の判断に柔軟に適応したパフォーマンスチェックが可能となる。
【００５４】
［請求項１２］
請求項７ないし請求項１１の何れか１項に記載のレーダ装置において、
前記制御手段は、
操作者の指示に応じて前記特定の方向の範囲を設定する
ことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、請求項７ないし請求項１１の何れか１項に記載のレーダ装置において、前記制御手段は、操作者の指示に応じて前記特定の方向の範囲を設定する。
すなわち、パフォーマンスチェックが行われる期間は、操作者が指示する特定の方向の範囲内にレーダ装置の空中線系の主ビームが向いている期間として指定される。
したがって、操作者の判断に柔軟に適応したパフォーマンスチェックが可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 送受信部
１１ｒ，１１ｔ，１５ｒ，１５ｔ，４２ 増幅器
１２ｒ，１２ｔ 周波数変換器
１３ｒ，１３ｔ フィルタ
１４ スイッチ
１６ 方向性結合器
１７ 局発部
２０ 信号処理部
２１ Ａ／Ｄ変換器
２２ 信号発生回路
２３，５３ 空中線制御回路
２４ 信号処理回路
３１ｐｍｒ，３１ｐｍｔ，３２ アンテナ
４０ パフォーマンスモニタ
４１ 検波器
４３ ピークホールド回路
４４ 制御回路
４５ ＶＣＯ
４６ 減衰器
５０ レーダ本体
５１ サーキュレータ
５２ 受信器
５４ 変調回路
５５ マグネトロン
６０ レーダ表示器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する制御手段と、
前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
【請求項２】
目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する制御手段と、
前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
【請求項３】
送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、
前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する制御手段と、
前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、
前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する制御手段と、
前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１】
目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する制御手段と、
前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
【請求項２】
目標の測位または測距のためにレーダ装置から送信信号が送信される方向と異なる方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する制御手段と、
前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするパフォーマンスモニタ装置。
【請求項３】
送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、
前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に、前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を送信する制御手段と、
前記レーダ装置の受信系によって受信された測定信号に基づいて前記パフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
送信信号が目標で反射して到来した反射信号に基づいて前記目標の測位あるいは測距を行うレーダ装置において、
前記送信信号が送信される方向と異なる特定の方向に前記レーダ装置のビームが向いているときに、前記レーダ装置の受信系に前記レーダ装置のパフォーマンスチェックに供される測定信号を注入する制御手段と、
前記受信系によって受信された測定信号に基づいて前記レーダ装置のパフォーマンスチェックを行うチェック手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１９７１４６（Ｐ２０１０−１９７１４６Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４０９０９（Ｐ２００９−４０９０９）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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