受信機、レーダ装置及びＳＴＣ制御方法
【課題】パルス幅の異なるパルス信号を用いるレーダ装置のＳＴＣ回路において、シークラッタの除去が十分に行え、かつ物標で反射されたパルス信号の探知も容易に行えるようにすることである。
【解決手段】第１減衰器３は、距離値と減衰量との関係を示すゲインＳＴＣ１（ｒ）に基づいて短パルス受信信号を減衰させる。第２減衰器４は、ゲインＳＴＣ１（ｒ）とはゲインＳＴＣ２（ｒ）に基づいて長パルス受信信号を減衰させる。信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９は、第１減衰器３の出力と前記第２減衰器４の出力のいずれか一方を選択する。入力部１６は、信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９の切替の距離値を入力するためのものである。ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７は、入力部１６で入力された距離値で信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９に切替を行わせる。
【解決手段】第１減衰器３は、距離値と減衰量との関係を示すゲインＳＴＣ１（ｒ）に基づいて短パルス受信信号を減衰させる。第２減衰器４は、ゲインＳＴＣ１（ｒ）とはゲインＳＴＣ２（ｒ）に基づいて長パルス受信信号を減衰させる。信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９は、第１減衰器３の出力と前記第２減衰器４の出力のいずれか一方を選択する。入力部１６は、信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９の切替の距離値を入力するためのものである。ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７は、入力部１６で入力された距離値で信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９に切替を行わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パルス幅の異なる複数種類のパルス信号を受信する受信機、そのような受信機を含むレーダ装置及びＳＴＣ（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーダ装置は、送信を行なっている間、送信電力の受信機への漏れのため、信号を受信できない状態となる。特にパルス圧縮レーダ装置においては、送信信号パルスのパルス幅が比較的長いため、受信できない時間が長くなり、近距離の目標が見えないという不都合を生ずる。特許文献１（特許第２６５２９５０号公報）に記載されているように、従来のパルス圧縮レーダ装置にあっては、長／短パルス複合方式によってこのような問題の解決を図っている。
【０００３】
即ち、送信時点から送信信号のパルス幅の時間内においては圧縮パルス幅に相当する短パルスで送受信を行い、その後は本来の送信信号（長パルス）を用い、短パルスについての受信信号と長パルスについてパルス圧縮受信した信号とを合成する方式である。
【０００４】
図７には、例えば特許文献１に記載されている、長／短パルス複合方式を採用するパルス圧縮レーダ装置の構成例が示されている。図７に示されているパルス圧縮レーダ装置１００は、アンテナ１と、サーキュレータ２と、信号選択器５と、受信信号の出力端子６と、パルス圧縮受信機７と、長パルス送信機８と、受信用長／短パルス切替器９と、短パルス受信機１０と、遅延線路１１と、送信用長／短パルス切替器１２と、短パルス送信機１３と、長／短パルス切替信号の入力端子１４とを備えている。
【０００５】
次に、図８を参照して動作を説明する。
【０００６】
図８（ａ）に示すように、入力端子１４に印加される長／短パルス切替信号は１送信周期Ｔの開始時点からの一定期間Ｔｓを短パルス送受信の期間として、以後を長パルス送受信の期間とするものである。この長／短パルス切替信号に基づき、送信用長／短パルス切替器１２および受信用長／短パルス切替器９は所要の切替動作を行う。まず、入力端子１４に短パルス送受信を指示する長／短パルス切替信号が入力すると、短パルス送信機１３が出力する送信信号ＳＰＴは、送信用長／短パルス切替器１２を通り、サーキュレータ２を介してアンテナ１から空気に放射される（図８（ｂ））。目標から反射して来た信号は再びアンテナ１で受信され、サーキュレータ２及び受信用長／短パルス切替器９を通って短パルス受信機１０に入力される（図８（ｃ））。短パルス受信機１０で信号処理された短パルス受信信号ＳＰＲは、遅延線路１１を経て、後述する長パルス受信信号と重畳すべく時間的整合をとるための時間Ｔｄだけ遅延して（図８（ｄ））、信号選択器５に入力される。このようにして、送信周期Ｔのうち長パルス送受信に先立って割り当てる短パルス送受信周期としての一定期間Ｔｓ内に、短パルス受信信号ＳＰＲは信号選択器５に入力される。１送信周期Ｔの開始時点から一定期間Ｔｓを経過すると、入力端子１４に長パルス送受信を指示する長／短パルス切替信号が入力する。このような長／短パルス切替信号が入力すると、パルス圧縮用の長パルス送信機８が出力するパルス幅ＴＬ（ＴＬ≦Ｔｓ）の送信信号が、送信用長／短パルス切替器１２を通り、サーキュレータ２を介してアンテナ１から放射される（図８（ｅ））。目標で反射されて再びアンテナ１で受信された信号は、サーキュレータ２及び受信用長／短パルス切替器９を通ってパルス圧縮受信機７に入力される。パルス圧縮受信機７で、マッチドフィルタを通過した後（図８（ｆ））、信号選択器５に入力される。信号選択器５では、１送信周期Ｔの開始時点から時間Ｔｄだけ経過した後の一定期間Ｔｓでは遅延線路１１の出力を選択し、その後の期間ではパルス圧縮受信機７の出力を選択する。その結果、信号選択器５は、図８（ｇ）に示すように、短パルス受信信号ＳＰＲと長パルス受信信号ＬＰＲを時間合成して出力することになる。なお、図８の信号波形には包絡線のみが示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述した長／短パルス複合方式を採用する従来のパルス圧縮レーダ装置にあっては、次のような問題がある。
【０００８】
長/短パルス複合方式を採用するパルス圧縮レーダの海面や雨などによって発生する不要な反射波であるクラッタからの受信電力の比は、短パルスのパルス幅をτ１(μs)、長パルスのパルス幅をτ２(μs)とするとτ１／τ２になる。そのため、短パルス、長パルスの合成間のクラッタによる受信電力は不連続になる。
【０００９】
一般に、海面反射によるクラッタを除去する方法としてＳＴＣ回路が使用される。海面反射によるクラッタ受信電力が、後述する数２で表わされるように距離値の３乗に反比例することから、ＳＴＣ回路は、スロープ関数を用いて、通常、減衰量を距離値の３乗に比例させる制御を行う。
【００１０】
しかしながら、長／短パルス複合方式を採用するパルス圧縮レーダにＳＴＣ回路を付加しようとすると、パルス幅の異なるパルス信号を用いるためクラッタの受信電力が異なり、ＳＴＣ回路の減衰量の制御が難しくなることが予想される。例えば、海面反射によるクラッタの除去が十分に行えなかったり、逆に、受信信号を大きく減衰させすぎて物標の反射信号を探知できなかったりすることがある。
【００１１】
図９（ａ）は、海面反射がないときの距離値と受信電力との関係を示すグラフである。距離値と受信電力との関係を示すグラフにおいては、横軸が対数距離を示し、縦軸が対数受信電力を示している。ノイズの受信電力Ｎは、数１で表され、パルス幅に関わらず一定である。そのため、海面反射のないときの受信電力を示す図９（ａ）の曲線Ｃｎ１１は、ノイズフロアーを示す水平な直線になっている。
【００１２】
【数１】
【００１３】
図９（ａ）に示す距離値ｒ１１は、レーダ装置における信号処理が、短パルスから長パルスに切替わる距離の値である。即ち、距離値ｒ１１を受信境界として、距離値ｒ１１よりも近距離の受信領域Ａｒ１では短パルスが扱われ、遠距離の受信領域Ａｒ２では長パルスが扱われる。海面反射がないときは、レーダ装置で受信される受信電力Ｐｒのレベルは、いずれの受信領域Ａｒ１，Ａｒ２でも同じになる。
【００１４】
図９（ｂ）は、海面反射があるときの距離値と受信電力との関係を示すグラフである。海面反射の受信電力Ｐｒは、数２で表される。
【００１５】
【数２】
【００１６】
短パルスとパルス圧縮後の長パルスとの尖頭送信電力の差がＤＰ１（ｄＢ）であるとき、同じ距離から戻ってくる短パルスと長パルスについて、海面反射の受信電力Ｐｒの差はＤＰ１（ｄＢ）になる。そのため、海面反射があるときには、短パルスから長パルスに切り換わる境界（距離値ｒ１１）では、受信電力Ｐｒの差ＤＰ１が生じ、図９（ｂ）の曲線Ｃｎ１２が不連続になる。曲線Ｃｎ１２において、受信領域Ａｒ１及び受信領域Ａｒ２の範囲ｂ１のところでは、距離が長くなるに従ってクラッタの影響が徐々に小さくなるので受信電力Ｐｒも徐々に小さくなる。また、受信領域Ａｒ２の範囲ｂ２のところでは、クラッタの影響がほとんどなくなり一定のノイズフロアーが現れる。
【００１７】
ＳＴＣ回路を備えるレーダ装置においては、一般に、ＳＴＣ回路のＳＴＣゲインカーブを与える、距離値と減衰量との関係を示すスロープ関数を設定する。ところが、長／短複合方式を採用するパルス圧縮レーダ装置においては、パルス幅の異なるパルス信号を用いるためスロープ関数の設定が難しく、シークラッタの除去が十分に行えなかったり、逆に、ＳＴＣ回路において受信信号を大きく減衰させすぎて物標で反射されたパルス信号を探知できなかったりすることがある。
【００１８】
この発明の目的は、パルス幅の異なるパルス信号を用いるレーダ装置のＳＴＣ回路において、シークラッタの除去が十分に行え、かつ物標で反射されたパルス信号の探知も容易に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る受信機は、順次送信された短パルス送信信号及び短パルス送信信号よりもパルス幅の長い長パルス送信信号の反射波である短パルス受信信号及び長パルス受信信号を受信する受信機であり、第1減衰器と第２減衰器とスイッチと入力部と制御部とを備える。第１減衰器は、距離値が増加するに従って減衰量が減少する関係を示す第１関数に基づいて短パルス受信信号を減衰させる。第２減衰器は、距離値と減衰量について第１関数とは異なる関係を示す第２関数に基づいて長パルス受信信号を減衰させる。スイッチは、第１減衰器の出力と第２減衰器の出力のいずれか一方を選択する。入力部は、スイッチの切替の距離値を入力するためのものである。制御部は、入力部で入力された距離値でスイッチに切替を行わせる。
【００２０】
本発明の受信機では、短パルス受信信号と長パルス受信信号でパルス幅が異なるため海面反射の受信電力に差が有る場合であっても、第１減衰器で減衰させた短パルス受信信号を使うか第２減衰器で減衰させた長パルス受信信号を使うかの切替を行う距離値を、入力部から入力することができる。そのため、同一の距離値であっても、第１関数と第２関数とが異なることを利用して切替えを行う距離値を適切に選ぶことで、例えば、ある場面では、短パルス受信信号を用いて海面反射によるクラッタを抑制することができ、他の場面では、物標に係る受信信号が除去されてしまうのを、長パルス受信信号を用いることにより防ぐことができる。
【００２１】
本発明に係るＳＴＣ制御方法は、順次送信された短パルス送信信号及び短パルス送信信号よりもパルス幅の長い長パルス送信信号の反射波である短パルス受信信号及び長パルス受信信号を受信する受信工程と、距離値が増加するに従って減衰量が減少する関係を示す第１関数に基づいて短パルス受信信号を減衰させる第１減衰工程と、距離値と減衰量について第１関数とは異なる関係を示す第２関数に基づいて長パルス受信信号を減衰させる第２減衰工程と、第１減衰器の出力と第２減衰器の出力のいずれか一方を選択するスイッチの切替の距離値を入力する入力工程と、入力工程で入力された距離値でスイッチを切替える切替工程とを備える。
【００２２】
本発明のＳＴＣ制御方法では、短パルス受信信号と長パルス受信信号でパルス幅が異なるため海面反射の受信電力に差が有る場合であっても、第１減衰器で減衰させた短パルス受信信号を使うか第２減衰器で減衰させた長パルス受信信号を使うかの切替を行う距離値を、入力工程で入力することができる。そのため、切替工程で切り換えるときに、同一の距離値であっても、第１関数と第２関数とが異なることを利用して切替えを行う距離値を適切に選ぶことで、例えば、ある場面では、短パルス受信信号を用いて海面反射によるクラッタを抑制することができ、他の場面では、物標に係る受信信号が除去されてしまうのを、長パルス受信信号を用いることにより防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、パルス幅の異なるパルス信号を用いるレーダ装置のＳＴＣ回路において、シークラッタの除去が十分に行え、かつ物標で反射されたパルス信号の探知も容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーダ装置の概要を示すブロック図。
【図２】（ａ） ＳＴＣ制御で用いられるＳＴＣゲインカーブの一例を示すグラフ。（ｂ） 図２（ａ）のＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射があるときの受信電力のグラフ。
【図３】入力部のツマミで選択される距離値と減衰量の関係を示すグラフ。
【図４】（ａ） ＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射がないときの受信電力のグラフ。（ｂ） ＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射があるときの受信電力のグラフ。
【図５】（ａ） ＳＴＣ制御で用いられるＳＴＣゲインカーブの他の例を示すグラフ。（ｂ） 図５（ａ）のＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射がないときの受信電力のグラフ。（ｃ） 図５（ａ）のＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射があるときの受信電力のグラフ。
【図６】（ａ） ＳＴＣ制御で用いられるＳＴＣゲインカーブの他の例を示すグラフ。（ｂ） 図６（ａ）のＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射がないときの受信電力のグラフ。（ｃ） 図６（ａ）のＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射があるときの受信電力のグラフ。
【図７】従来のレーダ装置の概要を示すブロック図。
【図８】（ａ） 長／短パルス切替信号の波形図、（ｂ） 短パルス送信信号の波形図、（ｃ） 短パルス受信機に入力された短パルス受信信号の波形図、（ｄ） 信号選択器に入力された短パルス受信信号の波形図、（ｅ） 長パルス送信信号の波形図、（ｆ） 長パルス受信信号の波形図、（ｇ） 長／短パルス合成受信信号の波形図。
【図９】（ａ） ＳＴＣ回路を用いずかつ海面反射がないときの受信電力のグラフ。（ｂ） ＳＴＣ回路を用いずかつ海面反射があるときの受信電力のグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係るレーダ装置について図１を参照しながら説明する。図１は、ＳＴＣ回路を備えるレーダ装置の構成の概要を示すブロック図である。図１に示されているように、レーダ装置２０は、図７に示されている従来のレーダ装置１００に対して、第１減衰器３と、第２減衰器４と、スレッショルド決定部１５と、入力部１６と、ＳＴＣ制御器及び長／短パルス切替制御器１７とをさらに備えて構成されている。第１減衰器３は、短パルス受信機１０と遅延線路１１との間に設けられ、第２減衰器４は、パルス圧縮受信機７と信号選択器５との間に設けられている。シュレッショルド決定部１５は、信号選択器５と出力端子６との間に設けられている。ＳＴＣ制御器及び長／短パルス切替制御器１７は、入力部１６の設定に応じて、信号選択器５と受信用長／短パルス切替器９と送信用長／短パルス切替器１２に対して出力される制御信号ＣＳを生成するとともに、第１減衰器３及び第２減衰器４を制御する信号ＳＴＣ１（ｒ）、ＳＴＣ２（ｒ）を生成する。制御信号ＣＳは、図７の入力端子１４に入力される長／短パルス切替信号に相当するものである。
【００２６】
（１）ＳＴＣ制御
（１−１）ＳＴＣ制御に係わる構成部分
ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７は、制御信号ＣＳによって信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９の切替を行う。それにより、短パルス受信機１０及び第１減衰器３を通過する経路とパルス圧縮受信機７及び第２減衰器４を通過する経路との選択が行なわれる。短パルス受信機１０及び第１減衰器３を通過する経路では、受信信号Ｒｘは、短パルス受信機１０によりフィルタリングされた後、第１減衰器３により減衰される。パルス圧縮受信機７及び第２減衰器４を通過する経路では、受信信号Ｒｘは、パルス圧縮受信機７によりフィルタリングされた後、第２減衰器４により減衰される。信号選択器５で選択された受信信号は、信号選択器５からシュレッショルド決定部１５に対して出力される。シュレッショルド決定部１５では、受信信号の信号レベルから閾値が決定される。この閾値を越える受信信号が物標を示す受信信号として処理される。
【００２７】
ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７は、入力部１６からの指示に応じて、制御信号ＣＳにより信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９を切替えるべき距離値を変更することができる。また、ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７は、第１減衰器３が用いるゲインＳＴＣ１（ｒ）と第２減衰器４が用いるゲインＳＴＣ２（ｒ）を、第１減衰器３及び第２減衰器４に与える。
【００２８】
入力部１６は、制御信号ＣＳを出力すべき距離値の変更をＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７に対して指示できるように構成されている。そのため、レーダ装置２０の操作者が入力部１６を使って制御信号ＣＳを出力する距離値を設定することができる。
【００２９】
（１−２）ＳＴＣ制御における切替距離値の変更
図２に示したＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７から第１減衰器３に与えられる短パルス用のゲインＳＴＣ１（ｒ）及び、第２減衰器４に与えられる長パルス用のゲインＳＴＣ２（ｒ）は、図２（ａ）に示すＳＴＣゲインカーブＣ１，Ｃ２のように設定されている。
【００３０】
入力部１６からＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７への指示がない状態では、図２（ａ）に示す距離値ｒ１で、短パルス受信信号と長パルス受信信号の切替が行われる。距離値ｒ１までの受信領域Ａｒ１１１では、ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７からの制御信号ＣＳにより、信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９は、短パルス受信機１０と第１減衰器３とを通る経路を選択し、距離値ｒ１に達してから後の受信領域Ａｒ２１１では、パルス圧縮受信機７と第２減衰器４とを通る経路を選択する。
【００３１】
距離値ｒ１で短パルス受信信号と長パルス受信信号の切替を行うと、クラッタとノイズとは図２（ｂ）に実線と点線で示した曲線Ｃｎ１のような受信電力になる。そのため、距離値ｒ１近傍の短パルス受信信号のクラッタは十分に抑制される。
【００３２】
しかし、物標の受信信号が減衰されすぎて、例えば図２（ｂ）の受信信号レベルＰｒ１の値になってしまって閾値よりも小さくなる場合がある。このように、距離値ｒ１よりも少し近いところの物標の有無の確認を行ないたいときには、受信境界を距離値ｒ１よりも近い距離値ｒ２に変更する。
【００３３】
切替のタイミングを距離値ｒ１から距離値ｒ２に変更するためには、入力部１６において距離値の設定を距離値ｒ１から距離値ｒ２に変更する。この変更を受けて、ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７から信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９に出力する制御信号ＣＳにより、距離値ｒ２までの受信領域Ａｒ１１２では、信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９は、短パルス受信機１０と第１減衰器３とを通る経路を選択し、距離値ｒ２に達した時点で切替え、距離値ｒ２より後の受信領域Ａｒ２１２では、短パルス受信機１０と第１減衰器３とを通る経路からパルス圧縮受信機７と第２減衰器４とを通る経路を選択する。
【００３４】
このように距離値ｒ２よりも長い距離から帰ってきた受信信号がパルス圧縮受信機７と第２減衰器４とを通るため、図２（ａ）に示すように、距離値ｒ２と距離値ｒ１の間にあった物標の受信信号の減衰量が少なくなる。それにより、図２（ｂ）に示すように、切り換え前の受信信号レベルＰｒ１が閾値より小さかった物標の受信信号について、切替え後には、受信信号レベルＰｒ２が閾値を超え、距離値ｒ２と距離値ｒ１の間において物標が存在することがレーダ装置２０において検知される。
【００３５】
＜特徴＞
（１）
入力部１６で入力された距離値で信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９（スイッチ）に切替を行わせるため、ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７（制御部）は制御信号ＣＳを出力する。この制御信号ＣＳによって、信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９の切替距離値を距離値ｒ１にするか、距離値ｒ２にするかによって、距離値ｒ２から距離値ｒ１までの間の受信信号について、短パルス受信信号及び長パルス受信信号のいずれを用いるかの選択を行なうことができる。短パルス受信信号を用いれば距離分解能などにおいて短パルス受信信号の特徴を生かすことができる。一方、長パルス受信信号を用いれば、ＳＴＣ制御において第２減衰器４の減衰量（第２関数の値）の方が第１減衰器３の減衰量（第１関数の値）よりも小さいので、物標の受信信号の受信電力が小さい場合でも閾値を超えさせることができる場合があり、物標の有無を検知し易くなる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、短パルス受信信号と長パルス受信信号の２つのパルス信号を用いたが、パルス幅の異なる３つ以上のパルス信号を用いて各パルス信号間の受信境界を移動するように構成してもよく、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００３７】
また、上記実施形態では、入力部１６で設定する切替えのタイミングとして、距離値ｒ１と距離値ｒ２の２つを選択する場合について説明したが、切替えのタイミングを与える距離値は、離散的な値を選択するのではなく、切替距離値を連続的に変化させられるように構成することもできる。
【００３８】
（２）
図２（ａ）に示した長パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ２（第２関数）と短パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ１（第１関数）とを比較して分かるように、同一距離については、長パルス受信信号の方が短パルス受信信号よりも減衰量が大きくなるように設定されている。そのため、切替える距離値を短くすれば確実に減衰量を小さくでき、操作が簡単になる。
【００３９】
また、図２に示すように、ＳＴＣゲインカーブＣ２のように全く減衰させない場合（距離値の増加に係わらず減衰量が一定の場合）には、第２減衰器４を省くことができ、あるいは減衰量可変の第２減衰器４の代わりに減衰量が一定になるような簡単な回路を用いることができ、回路構成が簡単になる。
【００４０】
＜変形例＞
（１）
上記実施形態ではＳＴＣゲインカーブＣ１を固定した場合について説明したが、ＳＴＣゲインカーブを入力部１６に設けたツマミによって選択することができるように構成することもできる。そして、ＳＴＣゲインカーブを選択した場合に、各ＳＴＣゲインカーブに合わせて切替える距離値を自動的に移動させるように構成することもできる。
【００４１】
入力部１６にツマミを設けて、入力部１６のツマミの入力値に応じて、０，２０，４０，６０，８０，１００の６つの値を選択できるように構成する場合を例に挙げて説明する。図３に示すグラフは、距離値と減衰量との関係を示しており、ＳＴＣゲインカーブＣ１０がツマミの値が０であるときに対応し、ＳＴＣゲインカーブＣ１２、Ｃ１４，Ｃ１６，Ｃ１８，Ｃ２０がそれぞれツマミの値が２０，４０，６０，８０，１００であるときに対応している。
【００４２】
ツマミによる入力値とＳＴＣ終了距離値ｓＲの関係は数３で与えられる。
【００４３】
【数３】
【００４４】
定数の０．１は、ツマミの値が０のときの終了距離値ｓＲが０．１〔ＮＭ〕であることを表している。指数の分子の定数である１．１は、ツマミの値が０〜１００の範囲における減衰範囲が１１０ｄＢであることを表している。通常、指数の分母の定数ｋａｔａｍｕｋｉは、シークラッタが距離値に対して−３乗のカーブとなるため３０に設定される。指数の分子の変数であるｔｕｍａｍｉは、ツマミの値（０〜１００）を表している。
【００４５】
一方、短パルス受信信号と長パルス受信信号の受信境界の第１候補ｐＲは、長パルスのパルス幅で決定される。つまり、受信境界の第１候補ｐＲは、長パルスの最短受信距離値であり、数４で与えられる。
【００４６】
【数４】
【００４７】
図３に示す短パルス受信信号と長パルス受信信号の受信境界の第１候補ｐＲは、設定したツマミの値に対して減衰量が０になる距離値である。終了距離値ｓＲが、受信境界の第１候補ｐＲより大きいときには、受信境界として終了距離値ｓＲが自動的に選択される。一方、終了距離値ｓＲが受信境界の第１候補ｐＲより小さいときには、受信境界として第１候補ｐＲが自動的に選択される。
【００４８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）には、ツマミ４０，６０，８０を選択したときの、それぞれの切替えの距離値ｒ３４０、ｒ３６０、ｒ３８０が示されている。図４（ａ）に示されているように、海面反射がないときは、短パルス受信信号と長パルス受信信号のノイズフロアーは受信境界で連続的に変化する。図４（ｂ）において、ツマミの値が４０のときは、受信領域Ａｒ１３４０が短パルス受信信号を用いた領域になり、受信領域Ａｒ２３４０が長パルス受信信号を用いた領域になる。ツマミの値が６０のときは受信領域Ａｒ１３６０が短パルス受信信号に対応し、受信領域Ａｒ２３６０が長パルス受信信号に対応する。同様に、ツマミの値が８０のときは受信領域Ａｒ１３８０が短パルス受信信号に対応し、受信領域Ａｒ２３８０が長パルス受信信号に対応する。海面反射のあるときの受信電力を示す曲線Ｃｎ３４０，Ｃｎ３６０，Ｃｎ３８０をみると分かるように、受信境界ｒ３４０、ｒ３６０、ｒ３８０において、長パルス受信信号と短パルス受信信号との尖頭送信電力の差ＤＰ２などがある。そのため受信境界が、レーダ装置２０の表示器（図示省略）上で目立ってしまうがツマミを廻すと受信境界が移動するため、操作の感覚がマグネトロンを使用したレーダ装置に近くなる。
【００４９】
このように、ツマミによる選択によって入力部１６に対して、第１減衰器３の距離値と減衰量の関係を示すＳＴＣゲインカーブＣ１０〜Ｃ２０（第１関数）の変化を指示すると、入力部１６では減衰量だけでなく信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９の切替の距離値を変化させる。それにより、表示器上でリング状に映る受信境界がツマミの切替に応じて移動する。このように受信境界にできるリング状の部分が切替に応じて移動することから、切替えていることが表示器の画面で確認し易くなるとともに、クラッタと物標の表示状況を確認し易くなる。
【００５０】
（２）
なお、ツマミによって、短パルス受信信号の減衰量が選択できるように構成して、選択された減衰量により自動的に受信境界が移動する場合でも、受信境界が自動設定された後に上記実施形態のように手動で受信境界を移動させるように構成することもできる。
【００５１】
また、ツマミによって直接、切替距離値を入力部１６からＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７に入力できるように構成してもよい。
【００５２】
（３）
上記実施形態では、短パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ１と、長パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ２とを一組だけ用いて、受信境界を切替える場合について説明したが、短パルス用のＳＴＣゲインカーブと長パルス用のＳＴＣゲインカーブの組を複数組ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７のメモリ（図示省略）に記憶させておいて、場合に応じてＳＴＣゲインカーブの組を変更できるように構成してもよい。
【００５３】
他のＳＴＣゲインカーブの組としては、例えば、図５（ａ）に示す短パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ３と長パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ４、及び図５（ｃ）に示す短パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ５と長パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ５などがある。図５（ａ）のＳＴＣゲインカーブＣ３，Ｃ４は、受信境界において同じ減衰量を持つように設定されている。そのため、海面反射がないときには、図５（ｂ）に示すように受信境界においてノイズフロアーが連続的に変化する。ＳＴＣゲインカーブＣ３，Ｃ４を用いると、ＳＴＣゲインカーブＣ１，Ｃ２を用いた場合と異なり、短パルス受信信号が用いられる受信領域Ａｒ１４だけでなく、長パルス受信信号が用いられる受信領域Ａｒ２４においてもパルス信号の減衰が行なわれる。ＳＴＣゲインカーブＣ３，Ｃ４を用いた場合、短パルス受信信号のクラッタ電力と長パルス受信信号のクラッタ電力では、長パルスのクラッタ電力の方が大きいため、図５（ｃ）に示すように海面反射がある場合には受信境界（距離値ｒ４）で受信電力に差ＤＰ３が生じて曲線Ｃｎ５が不連続になる。
【００５４】
図６（ａ）に示すＳＴＣゲインカーブＣ５は、短パルス受信信号と長パルス受信信号の両方に用いられる。即ち、短パルス受信信号と長パルス受信信号のＳＴＣゲインカーブＣ５が同じ減衰量を持つように設定されている。この場合には、図６（ｂ）に示すように、海面反射がないときの受信電力を示す曲線Ｃｎ６は、短パルス受信信号の受信領域Ａｒ１５から長パルス受信信号の受信領域Ａｒ２５に入ったときに減衰量が大きくなるため、受信境界（距離値ｒ５）で不連続になる。しかし、図６（ｃ）に示すように、海面反射があるときには、受信電力を示す曲線Ｃｎ７は、受信境界で連続になる。
【００５５】
入力部１６からの指示によりＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７が上記のような異なるＳＴＣゲインカーブの組に変更する場合にも、各組のＳＴＣゲインカーブに適した受信境界ｒ４，ｒ５が自動的に選ばれるようにＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７は構成される。そして、受信境界が自動設定された後に上記実施形態のように手動で受信境界を移動させるように構成することができる。
【００５６】
（４）
上記実施形態において、例えば、短パルス受信機１０はローパスフィルタを主体に構成され、パルス圧縮受信機７はマッチドフィルタを主体に構成される。また、第１減衰器３は短パルス受信機１０の前に配置してもよく、第２減衰器４は、パルス圧縮受信機７の前に配置してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
３ 第１減衰器
４ 第２減衰器
７ パルス圧縮受信機
１０ 短パルス受信機
１１ 遅延線路
１５ シュレッショルド決定部
１６ 入力部
１７ ＳＴＣ制御器及び長／短パルス切替制御器
２０ レーダ装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特許第２６５２９５０号公報
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パルス幅の異なる複数種類のパルス信号を受信する受信機、そのような受信機を含むレーダ装置及びＳＴＣ（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーダ装置は、送信を行なっている間、送信電力の受信機への漏れのため、信号を受信できない状態となる。特にパルス圧縮レーダ装置においては、送信信号パルスのパルス幅が比較的長いため、受信できない時間が長くなり、近距離の目標が見えないという不都合を生ずる。特許文献１（特許第２６５２９５０号公報）に記載されているように、従来のパルス圧縮レーダ装置にあっては、長／短パルス複合方式によってこのような問題の解決を図っている。
【０００３】
即ち、送信時点から送信信号のパルス幅の時間内においては圧縮パルス幅に相当する短パルスで送受信を行い、その後は本来の送信信号（長パルス）を用い、短パルスについての受信信号と長パルスについてパルス圧縮受信した信号とを合成する方式である。
【０００４】
図７には、例えば特許文献１に記載されている、長／短パルス複合方式を採用するパルス圧縮レーダ装置の構成例が示されている。図７に示されているパルス圧縮レーダ装置１００は、アンテナ１と、サーキュレータ２と、信号選択器５と、受信信号の出力端子６と、パルス圧縮受信機７と、長パルス送信機８と、受信用長／短パルス切替器９と、短パルス受信機１０と、遅延線路１１と、送信用長／短パルス切替器１２と、短パルス送信機１３と、長／短パルス切替信号の入力端子１４とを備えている。
【０００５】
次に、図８を参照して動作を説明する。
【０００６】
図８（ａ）に示すように、入力端子１４に印加される長／短パルス切替信号は１送信周期Ｔの開始時点からの一定期間Ｔｓを短パルス送受信の期間として、以後を長パルス送受信の期間とするものである。この長／短パルス切替信号に基づき、送信用長／短パルス切替器１２および受信用長／短パルス切替器９は所要の切替動作を行う。まず、入力端子１４に短パルス送受信を指示する長／短パルス切替信号が入力すると、短パルス送信機１３が出力する送信信号ＳＰＴは、送信用長／短パルス切替器１２を通り、サーキュレータ２を介してアンテナ１から空気に放射される（図８（ｂ））。目標から反射して来た信号は再びアンテナ１で受信され、サーキュレータ２及び受信用長／短パルス切替器９を通って短パルス受信機１０に入力される（図８（ｃ））。短パルス受信機１０で信号処理された短パルス受信信号ＳＰＲは、遅延線路１１を経て、後述する長パルス受信信号と重畳すべく時間的整合をとるための時間Ｔｄだけ遅延して（図８（ｄ））、信号選択器５に入力される。このようにして、送信周期Ｔのうち長パルス送受信に先立って割り当てる短パルス送受信周期としての一定期間Ｔｓ内に、短パルス受信信号ＳＰＲは信号選択器５に入力される。１送信周期Ｔの開始時点から一定期間Ｔｓを経過すると、入力端子１４に長パルス送受信を指示する長／短パルス切替信号が入力する。このような長／短パルス切替信号が入力すると、パルス圧縮用の長パルス送信機８が出力するパルス幅ＴＬ（ＴＬ≦Ｔｓ）の送信信号が、送信用長／短パルス切替器１２を通り、サーキュレータ２を介してアンテナ１から放射される（図８（ｅ））。目標で反射されて再びアンテナ１で受信された信号は、サーキュレータ２及び受信用長／短パルス切替器９を通ってパルス圧縮受信機７に入力される。パルス圧縮受信機７で、マッチドフィルタを通過した後（図８（ｆ））、信号選択器５に入力される。信号選択器５では、１送信周期Ｔの開始時点から時間Ｔｄだけ経過した後の一定期間Ｔｓでは遅延線路１１の出力を選択し、その後の期間ではパルス圧縮受信機７の出力を選択する。その結果、信号選択器５は、図８（ｇ）に示すように、短パルス受信信号ＳＰＲと長パルス受信信号ＬＰＲを時間合成して出力することになる。なお、図８の信号波形には包絡線のみが示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述した長／短パルス複合方式を採用する従来のパルス圧縮レーダ装置にあっては、次のような問題がある。
【０００８】
長/短パルス複合方式を採用するパルス圧縮レーダの海面や雨などによって発生する不要な反射波であるクラッタからの受信電力の比は、短パルスのパルス幅をτ１(μs)、長パルスのパルス幅をτ２(μs)とするとτ１／τ２になる。そのため、短パルス、長パルスの合成間のクラッタによる受信電力は不連続になる。
【０００９】
一般に、海面反射によるクラッタを除去する方法としてＳＴＣ回路が使用される。海面反射によるクラッタ受信電力が、後述する数２で表わされるように距離値の３乗に反比例することから、ＳＴＣ回路は、スロープ関数を用いて、通常、減衰量を距離値の３乗に比例させる制御を行う。
【００１０】
しかしながら、長／短パルス複合方式を採用するパルス圧縮レーダにＳＴＣ回路を付加しようとすると、パルス幅の異なるパルス信号を用いるためクラッタの受信電力が異なり、ＳＴＣ回路の減衰量の制御が難しくなることが予想される。例えば、海面反射によるクラッタの除去が十分に行えなかったり、逆に、受信信号を大きく減衰させすぎて物標の反射信号を探知できなかったりすることがある。
【００１１】
図９（ａ）は、海面反射がないときの距離値と受信電力との関係を示すグラフである。距離値と受信電力との関係を示すグラフにおいては、横軸が対数距離を示し、縦軸が対数受信電力を示している。ノイズの受信電力Ｎは、数１で表され、パルス幅に関わらず一定である。そのため、海面反射のないときの受信電力を示す図９（ａ）の曲線Ｃｎ１１は、ノイズフロアーを示す水平な直線になっている。
【００１２】
【数１】
【００１３】
図９（ａ）に示す距離値ｒ１１は、レーダ装置における信号処理が、短パルスから長パルスに切替わる距離の値である。即ち、距離値ｒ１１を受信境界として、距離値ｒ１１よりも近距離の受信領域Ａｒ１では短パルスが扱われ、遠距離の受信領域Ａｒ２では長パルスが扱われる。海面反射がないときは、レーダ装置で受信される受信電力Ｐｒのレベルは、いずれの受信領域Ａｒ１，Ａｒ２でも同じになる。
【００１４】
図９（ｂ）は、海面反射があるときの距離値と受信電力との関係を示すグラフである。海面反射の受信電力Ｐｒは、数２で表される。
【００１５】
【数２】
【００１６】
短パルスとパルス圧縮後の長パルスとの尖頭送信電力の差がＤＰ１（ｄＢ）であるとき、同じ距離から戻ってくる短パルスと長パルスについて、海面反射の受信電力Ｐｒの差はＤＰ１（ｄＢ）になる。そのため、海面反射があるときには、短パルスから長パルスに切り換わる境界（距離値ｒ１１）では、受信電力Ｐｒの差ＤＰ１が生じ、図９（ｂ）の曲線Ｃｎ１２が不連続になる。曲線Ｃｎ１２において、受信領域Ａｒ１及び受信領域Ａｒ２の範囲ｂ１のところでは、距離が長くなるに従ってクラッタの影響が徐々に小さくなるので受信電力Ｐｒも徐々に小さくなる。また、受信領域Ａｒ２の範囲ｂ２のところでは、クラッタの影響がほとんどなくなり一定のノイズフロアーが現れる。
【００１７】
ＳＴＣ回路を備えるレーダ装置においては、一般に、ＳＴＣ回路のＳＴＣゲインカーブを与える、距離値と減衰量との関係を示すスロープ関数を設定する。ところが、長／短複合方式を採用するパルス圧縮レーダ装置においては、パルス幅の異なるパルス信号を用いるためスロープ関数の設定が難しく、シークラッタの除去が十分に行えなかったり、逆に、ＳＴＣ回路において受信信号を大きく減衰させすぎて物標で反射されたパルス信号を探知できなかったりすることがある。
【００１８】
この発明の目的は、パルス幅の異なるパルス信号を用いるレーダ装置のＳＴＣ回路において、シークラッタの除去が十分に行え、かつ物標で反射されたパルス信号の探知も容易に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る受信機は、順次送信された短パルス送信信号及び短パルス送信信号よりもパルス幅の長い長パルス送信信号の反射波である短パルス受信信号及び長パルス受信信号を受信する受信機であり、第1減衰器と第２減衰器とスイッチと入力部と制御部とを備える。第１減衰器は、距離値が増加するに従って減衰量が減少する関係を示す第１関数に基づいて短パルス受信信号を減衰させる。第２減衰器は、距離値と減衰量について第１関数とは異なる関係を示す第２関数に基づいて長パルス受信信号を減衰させる。スイッチは、第１減衰器の出力と第２減衰器の出力のいずれか一方を選択する。入力部は、スイッチの切替の距離値を入力するためのものである。制御部は、入力部で入力された距離値でスイッチに切替を行わせる。
【００２０】
本発明の受信機では、短パルス受信信号と長パルス受信信号でパルス幅が異なるため海面反射の受信電力に差が有る場合であっても、第１減衰器で減衰させた短パルス受信信号を使うか第２減衰器で減衰させた長パルス受信信号を使うかの切替を行う距離値を、入力部から入力することができる。そのため、同一の距離値であっても、第１関数と第２関数とが異なることを利用して切替えを行う距離値を適切に選ぶことで、例えば、ある場面では、短パルス受信信号を用いて海面反射によるクラッタを抑制することができ、他の場面では、物標に係る受信信号が除去されてしまうのを、長パルス受信信号を用いることにより防ぐことができる。
【００２１】
本発明に係るＳＴＣ制御方法は、順次送信された短パルス送信信号及び短パルス送信信号よりもパルス幅の長い長パルス送信信号の反射波である短パルス受信信号及び長パルス受信信号を受信する受信工程と、距離値が増加するに従って減衰量が減少する関係を示す第１関数に基づいて短パルス受信信号を減衰させる第１減衰工程と、距離値と減衰量について第１関数とは異なる関係を示す第２関数に基づいて長パルス受信信号を減衰させる第２減衰工程と、第１減衰器の出力と第２減衰器の出力のいずれか一方を選択するスイッチの切替の距離値を入力する入力工程と、入力工程で入力された距離値でスイッチを切替える切替工程とを備える。
【００２２】
本発明のＳＴＣ制御方法では、短パルス受信信号と長パルス受信信号でパルス幅が異なるため海面反射の受信電力に差が有る場合であっても、第１減衰器で減衰させた短パルス受信信号を使うか第２減衰器で減衰させた長パルス受信信号を使うかの切替を行う距離値を、入力工程で入力することができる。そのため、切替工程で切り換えるときに、同一の距離値であっても、第１関数と第２関数とが異なることを利用して切替えを行う距離値を適切に選ぶことで、例えば、ある場面では、短パルス受信信号を用いて海面反射によるクラッタを抑制することができ、他の場面では、物標に係る受信信号が除去されてしまうのを、長パルス受信信号を用いることにより防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、パルス幅の異なるパルス信号を用いるレーダ装置のＳＴＣ回路において、シークラッタの除去が十分に行え、かつ物標で反射されたパルス信号の探知も容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーダ装置の概要を示すブロック図。
【図２】（ａ） ＳＴＣ制御で用いられるＳＴＣゲインカーブの一例を示すグラフ。（ｂ） 図２（ａ）のＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射があるときの受信電力のグラフ。
【図３】入力部のツマミで選択される距離値と減衰量の関係を示すグラフ。
【図４】（ａ） ＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射がないときの受信電力のグラフ。（ｂ） ＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射があるときの受信電力のグラフ。
【図５】（ａ） ＳＴＣ制御で用いられるＳＴＣゲインカーブの他の例を示すグラフ。（ｂ） 図５（ａ）のＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射がないときの受信電力のグラフ。（ｃ） 図５（ａ）のＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射があるときの受信電力のグラフ。
【図６】（ａ） ＳＴＣ制御で用いられるＳＴＣゲインカーブの他の例を示すグラフ。（ｂ） 図６（ａ）のＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射がないときの受信電力のグラフ。（ｃ） 図６（ａ）のＳＴＣゲインカーブを用いかつ海面反射があるときの受信電力のグラフ。
【図７】従来のレーダ装置の概要を示すブロック図。
【図８】（ａ） 長／短パルス切替信号の波形図、（ｂ） 短パルス送信信号の波形図、（ｃ） 短パルス受信機に入力された短パルス受信信号の波形図、（ｄ） 信号選択器に入力された短パルス受信信号の波形図、（ｅ） 長パルス送信信号の波形図、（ｆ） 長パルス受信信号の波形図、（ｇ） 長／短パルス合成受信信号の波形図。
【図９】（ａ） ＳＴＣ回路を用いずかつ海面反射がないときの受信電力のグラフ。（ｂ） ＳＴＣ回路を用いずかつ海面反射があるときの受信電力のグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係るレーダ装置について図１を参照しながら説明する。図１は、ＳＴＣ回路を備えるレーダ装置の構成の概要を示すブロック図である。図１に示されているように、レーダ装置２０は、図７に示されている従来のレーダ装置１００に対して、第１減衰器３と、第２減衰器４と、スレッショルド決定部１５と、入力部１６と、ＳＴＣ制御器及び長／短パルス切替制御器１７とをさらに備えて構成されている。第１減衰器３は、短パルス受信機１０と遅延線路１１との間に設けられ、第２減衰器４は、パルス圧縮受信機７と信号選択器５との間に設けられている。シュレッショルド決定部１５は、信号選択器５と出力端子６との間に設けられている。ＳＴＣ制御器及び長／短パルス切替制御器１７は、入力部１６の設定に応じて、信号選択器５と受信用長／短パルス切替器９と送信用長／短パルス切替器１２に対して出力される制御信号ＣＳを生成するとともに、第１減衰器３及び第２減衰器４を制御する信号ＳＴＣ１（ｒ）、ＳＴＣ２（ｒ）を生成する。制御信号ＣＳは、図７の入力端子１４に入力される長／短パルス切替信号に相当するものである。
【００２６】
（１）ＳＴＣ制御
（１−１）ＳＴＣ制御に係わる構成部分
ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７は、制御信号ＣＳによって信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９の切替を行う。それにより、短パルス受信機１０及び第１減衰器３を通過する経路とパルス圧縮受信機７及び第２減衰器４を通過する経路との選択が行なわれる。短パルス受信機１０及び第１減衰器３を通過する経路では、受信信号Ｒｘは、短パルス受信機１０によりフィルタリングされた後、第１減衰器３により減衰される。パルス圧縮受信機７及び第２減衰器４を通過する経路では、受信信号Ｒｘは、パルス圧縮受信機７によりフィルタリングされた後、第２減衰器４により減衰される。信号選択器５で選択された受信信号は、信号選択器５からシュレッショルド決定部１５に対して出力される。シュレッショルド決定部１５では、受信信号の信号レベルから閾値が決定される。この閾値を越える受信信号が物標を示す受信信号として処理される。
【００２７】
ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７は、入力部１６からの指示に応じて、制御信号ＣＳにより信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９を切替えるべき距離値を変更することができる。また、ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７は、第１減衰器３が用いるゲインＳＴＣ１（ｒ）と第２減衰器４が用いるゲインＳＴＣ２（ｒ）を、第１減衰器３及び第２減衰器４に与える。
【００２８】
入力部１６は、制御信号ＣＳを出力すべき距離値の変更をＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７に対して指示できるように構成されている。そのため、レーダ装置２０の操作者が入力部１６を使って制御信号ＣＳを出力する距離値を設定することができる。
【００２９】
（１−２）ＳＴＣ制御における切替距離値の変更
図２に示したＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７から第１減衰器３に与えられる短パルス用のゲインＳＴＣ１（ｒ）及び、第２減衰器４に与えられる長パルス用のゲインＳＴＣ２（ｒ）は、図２（ａ）に示すＳＴＣゲインカーブＣ１，Ｃ２のように設定されている。
【００３０】
入力部１６からＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７への指示がない状態では、図２（ａ）に示す距離値ｒ１で、短パルス受信信号と長パルス受信信号の切替が行われる。距離値ｒ１までの受信領域Ａｒ１１１では、ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７からの制御信号ＣＳにより、信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９は、短パルス受信機１０と第１減衰器３とを通る経路を選択し、距離値ｒ１に達してから後の受信領域Ａｒ２１１では、パルス圧縮受信機７と第２減衰器４とを通る経路を選択する。
【００３１】
距離値ｒ１で短パルス受信信号と長パルス受信信号の切替を行うと、クラッタとノイズとは図２（ｂ）に実線と点線で示した曲線Ｃｎ１のような受信電力になる。そのため、距離値ｒ１近傍の短パルス受信信号のクラッタは十分に抑制される。
【００３２】
しかし、物標の受信信号が減衰されすぎて、例えば図２（ｂ）の受信信号レベルＰｒ１の値になってしまって閾値よりも小さくなる場合がある。このように、距離値ｒ１よりも少し近いところの物標の有無の確認を行ないたいときには、受信境界を距離値ｒ１よりも近い距離値ｒ２に変更する。
【００３３】
切替のタイミングを距離値ｒ１から距離値ｒ２に変更するためには、入力部１６において距離値の設定を距離値ｒ１から距離値ｒ２に変更する。この変更を受けて、ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７から信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９に出力する制御信号ＣＳにより、距離値ｒ２までの受信領域Ａｒ１１２では、信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９は、短パルス受信機１０と第１減衰器３とを通る経路を選択し、距離値ｒ２に達した時点で切替え、距離値ｒ２より後の受信領域Ａｒ２１２では、短パルス受信機１０と第１減衰器３とを通る経路からパルス圧縮受信機７と第２減衰器４とを通る経路を選択する。
【００３４】
このように距離値ｒ２よりも長い距離から帰ってきた受信信号がパルス圧縮受信機７と第２減衰器４とを通るため、図２（ａ）に示すように、距離値ｒ２と距離値ｒ１の間にあった物標の受信信号の減衰量が少なくなる。それにより、図２（ｂ）に示すように、切り換え前の受信信号レベルＰｒ１が閾値より小さかった物標の受信信号について、切替え後には、受信信号レベルＰｒ２が閾値を超え、距離値ｒ２と距離値ｒ１の間において物標が存在することがレーダ装置２０において検知される。
【００３５】
＜特徴＞
（１）
入力部１６で入力された距離値で信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９（スイッチ）に切替を行わせるため、ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７（制御部）は制御信号ＣＳを出力する。この制御信号ＣＳによって、信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９の切替距離値を距離値ｒ１にするか、距離値ｒ２にするかによって、距離値ｒ２から距離値ｒ１までの間の受信信号について、短パルス受信信号及び長パルス受信信号のいずれを用いるかの選択を行なうことができる。短パルス受信信号を用いれば距離分解能などにおいて短パルス受信信号の特徴を生かすことができる。一方、長パルス受信信号を用いれば、ＳＴＣ制御において第２減衰器４の減衰量（第２関数の値）の方が第１減衰器３の減衰量（第１関数の値）よりも小さいので、物標の受信信号の受信電力が小さい場合でも閾値を超えさせることができる場合があり、物標の有無を検知し易くなる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、短パルス受信信号と長パルス受信信号の２つのパルス信号を用いたが、パルス幅の異なる３つ以上のパルス信号を用いて各パルス信号間の受信境界を移動するように構成してもよく、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００３７】
また、上記実施形態では、入力部１６で設定する切替えのタイミングとして、距離値ｒ１と距離値ｒ２の２つを選択する場合について説明したが、切替えのタイミングを与える距離値は、離散的な値を選択するのではなく、切替距離値を連続的に変化させられるように構成することもできる。
【００３８】
（２）
図２（ａ）に示した長パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ２（第２関数）と短パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ１（第１関数）とを比較して分かるように、同一距離については、長パルス受信信号の方が短パルス受信信号よりも減衰量が大きくなるように設定されている。そのため、切替える距離値を短くすれば確実に減衰量を小さくでき、操作が簡単になる。
【００３９】
また、図２に示すように、ＳＴＣゲインカーブＣ２のように全く減衰させない場合（距離値の増加に係わらず減衰量が一定の場合）には、第２減衰器４を省くことができ、あるいは減衰量可変の第２減衰器４の代わりに減衰量が一定になるような簡単な回路を用いることができ、回路構成が簡単になる。
【００４０】
＜変形例＞
（１）
上記実施形態ではＳＴＣゲインカーブＣ１を固定した場合について説明したが、ＳＴＣゲインカーブを入力部１６に設けたツマミによって選択することができるように構成することもできる。そして、ＳＴＣゲインカーブを選択した場合に、各ＳＴＣゲインカーブに合わせて切替える距離値を自動的に移動させるように構成することもできる。
【００４１】
入力部１６にツマミを設けて、入力部１６のツマミの入力値に応じて、０，２０，４０，６０，８０，１００の６つの値を選択できるように構成する場合を例に挙げて説明する。図３に示すグラフは、距離値と減衰量との関係を示しており、ＳＴＣゲインカーブＣ１０がツマミの値が０であるときに対応し、ＳＴＣゲインカーブＣ１２、Ｃ１４，Ｃ１６，Ｃ１８，Ｃ２０がそれぞれツマミの値が２０，４０，６０，８０，１００であるときに対応している。
【００４２】
ツマミによる入力値とＳＴＣ終了距離値ｓＲの関係は数３で与えられる。
【００４３】
【数３】
【００４４】
定数の０．１は、ツマミの値が０のときの終了距離値ｓＲが０．１〔ＮＭ〕であることを表している。指数の分子の定数である１．１は、ツマミの値が０〜１００の範囲における減衰範囲が１１０ｄＢであることを表している。通常、指数の分母の定数ｋａｔａｍｕｋｉは、シークラッタが距離値に対して−３乗のカーブとなるため３０に設定される。指数の分子の変数であるｔｕｍａｍｉは、ツマミの値（０〜１００）を表している。
【００４５】
一方、短パルス受信信号と長パルス受信信号の受信境界の第１候補ｐＲは、長パルスのパルス幅で決定される。つまり、受信境界の第１候補ｐＲは、長パルスの最短受信距離値であり、数４で与えられる。
【００４６】
【数４】
【００４７】
図３に示す短パルス受信信号と長パルス受信信号の受信境界の第１候補ｐＲは、設定したツマミの値に対して減衰量が０になる距離値である。終了距離値ｓＲが、受信境界の第１候補ｐＲより大きいときには、受信境界として終了距離値ｓＲが自動的に選択される。一方、終了距離値ｓＲが受信境界の第１候補ｐＲより小さいときには、受信境界として第１候補ｐＲが自動的に選択される。
【００４８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）には、ツマミ４０，６０，８０を選択したときの、それぞれの切替えの距離値ｒ３４０、ｒ３６０、ｒ３８０が示されている。図４（ａ）に示されているように、海面反射がないときは、短パルス受信信号と長パルス受信信号のノイズフロアーは受信境界で連続的に変化する。図４（ｂ）において、ツマミの値が４０のときは、受信領域Ａｒ１３４０が短パルス受信信号を用いた領域になり、受信領域Ａｒ２３４０が長パルス受信信号を用いた領域になる。ツマミの値が６０のときは受信領域Ａｒ１３６０が短パルス受信信号に対応し、受信領域Ａｒ２３６０が長パルス受信信号に対応する。同様に、ツマミの値が８０のときは受信領域Ａｒ１３８０が短パルス受信信号に対応し、受信領域Ａｒ２３８０が長パルス受信信号に対応する。海面反射のあるときの受信電力を示す曲線Ｃｎ３４０，Ｃｎ３６０，Ｃｎ３８０をみると分かるように、受信境界ｒ３４０、ｒ３６０、ｒ３８０において、長パルス受信信号と短パルス受信信号との尖頭送信電力の差ＤＰ２などがある。そのため受信境界が、レーダ装置２０の表示器（図示省略）上で目立ってしまうがツマミを廻すと受信境界が移動するため、操作の感覚がマグネトロンを使用したレーダ装置に近くなる。
【００４９】
このように、ツマミによる選択によって入力部１６に対して、第１減衰器３の距離値と減衰量の関係を示すＳＴＣゲインカーブＣ１０〜Ｃ２０（第１関数）の変化を指示すると、入力部１６では減衰量だけでなく信号選択器５及び受信用長／短パルス切替器９の切替の距離値を変化させる。それにより、表示器上でリング状に映る受信境界がツマミの切替に応じて移動する。このように受信境界にできるリング状の部分が切替に応じて移動することから、切替えていることが表示器の画面で確認し易くなるとともに、クラッタと物標の表示状況を確認し易くなる。
【００５０】
（２）
なお、ツマミによって、短パルス受信信号の減衰量が選択できるように構成して、選択された減衰量により自動的に受信境界が移動する場合でも、受信境界が自動設定された後に上記実施形態のように手動で受信境界を移動させるように構成することもできる。
【００５１】
また、ツマミによって直接、切替距離値を入力部１６からＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７に入力できるように構成してもよい。
【００５２】
（３）
上記実施形態では、短パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ１と、長パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ２とを一組だけ用いて、受信境界を切替える場合について説明したが、短パルス用のＳＴＣゲインカーブと長パルス用のＳＴＣゲインカーブの組を複数組ＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７のメモリ（図示省略）に記憶させておいて、場合に応じてＳＴＣゲインカーブの組を変更できるように構成してもよい。
【００５３】
他のＳＴＣゲインカーブの組としては、例えば、図５（ａ）に示す短パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ３と長パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ４、及び図５（ｃ）に示す短パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ５と長パルス用のＳＴＣゲインカーブＣ５などがある。図５（ａ）のＳＴＣゲインカーブＣ３，Ｃ４は、受信境界において同じ減衰量を持つように設定されている。そのため、海面反射がないときには、図５（ｂ）に示すように受信境界においてノイズフロアーが連続的に変化する。ＳＴＣゲインカーブＣ３，Ｃ４を用いると、ＳＴＣゲインカーブＣ１，Ｃ２を用いた場合と異なり、短パルス受信信号が用いられる受信領域Ａｒ１４だけでなく、長パルス受信信号が用いられる受信領域Ａｒ２４においてもパルス信号の減衰が行なわれる。ＳＴＣゲインカーブＣ３，Ｃ４を用いた場合、短パルス受信信号のクラッタ電力と長パルス受信信号のクラッタ電力では、長パルスのクラッタ電力の方が大きいため、図５（ｃ）に示すように海面反射がある場合には受信境界（距離値ｒ４）で受信電力に差ＤＰ３が生じて曲線Ｃｎ５が不連続になる。
【００５４】
図６（ａ）に示すＳＴＣゲインカーブＣ５は、短パルス受信信号と長パルス受信信号の両方に用いられる。即ち、短パルス受信信号と長パルス受信信号のＳＴＣゲインカーブＣ５が同じ減衰量を持つように設定されている。この場合には、図６（ｂ）に示すように、海面反射がないときの受信電力を示す曲線Ｃｎ６は、短パルス受信信号の受信領域Ａｒ１５から長パルス受信信号の受信領域Ａｒ２５に入ったときに減衰量が大きくなるため、受信境界（距離値ｒ５）で不連続になる。しかし、図６（ｃ）に示すように、海面反射があるときには、受信電力を示す曲線Ｃｎ７は、受信境界で連続になる。
【００５５】
入力部１６からの指示によりＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７が上記のような異なるＳＴＣゲインカーブの組に変更する場合にも、各組のＳＴＣゲインカーブに適した受信境界ｒ４，ｒ５が自動的に選ばれるようにＳＴＣ制御器及び長/短パルス切替制御器１７は構成される。そして、受信境界が自動設定された後に上記実施形態のように手動で受信境界を移動させるように構成することができる。
【００５６】
（４）
上記実施形態において、例えば、短パルス受信機１０はローパスフィルタを主体に構成され、パルス圧縮受信機７はマッチドフィルタを主体に構成される。また、第１減衰器３は短パルス受信機１０の前に配置してもよく、第２減衰器４は、パルス圧縮受信機７の前に配置してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
３ 第１減衰器
４ 第２減衰器
７ パルス圧縮受信機
１０ 短パルス受信機
１１ 遅延線路
１５ シュレッショルド決定部
１６ 入力部
１７ ＳＴＣ制御器及び長／短パルス切替制御器
２０ レーダ装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特許第２６５２９５０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順次送信された短パルス送信信号及び前記短パルス送信信号よりもパルス幅の長い長パルス送信信号の反射波である短パルス受信信号及び長パルス受信信号を受信する受信機であって、
距離値が増加するに従って減衰量が減少する関係を示す第１関数に基づいて前記短パルス受信信号を減衰させる第１減衰器と、
距離値と減衰量について前記第１関数とは異なる関係を示す第２関数に基づいて前記長パルス受信信号を減衰させる第２減衰器と、
前記第１減衰器の出力と前記第２減衰器の出力のいずれか一方を選択するスイッチと、
前記スイッチの切替の距離値を入力する入力部と、
前記入力部で入力された距離値で前記スイッチに切替を行わせる制御部と、
を有する、受信機。
【請求項２】
前記第２関数は、同じ距離値において減衰量が前記第１関数の値以下になる関係を持つ、
請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記第２関数は、距離値の増加に係わらず減衰量が一定になるように設定されている、
請求項２に記載の受信機。
【請求項４】
前記入力部は、前記第１関数の減衰量と距離値との関係を変化させるツマミを有し、前記ツマミの設定に応じて前記スイッチの切替の距離値を変化させる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項５】
短パルス送信信号と前記短パルス送信信号よりもパルス幅の長い長パルス送信信号とを順次送信する送信機と、
前記短パルス信号の反射波である短パルス受信信号と前記長パルス送信信号の反射波である長パルス受信信号を受信するための受信器と、
距離値が増加するに従って減衰量が減少する関係を示す第１関数に基づいて前記短パルス受信信号を減衰させる第１減衰器と、
距離値と減衰量について前記第１関数とは異なる関係を示す第２関数に基づいて前記長パルス受信信号を減衰させる第２減衰器と、
前記第１減衰器の出力と前記第２減衰器の出力のいずれか一方を選択するスイッチと、前記スイッチの切替の距離値を入力する入力部と、
前記入力部で入力された距離値で前記スイッチに切替を行わせる制御部と、
前記送信機と前記受信機の送受を切替える送受切替器と、
前記送受切替器に接続されているアンテナと、
を備える、レーダ装置。
【請求項６】
順次送信された短パルス送信信号及び前記短パルス送信信号よりもパルス幅の長い長パルス送信信号の反射波である短パルス受信信号及び長パルス受信信号を受信する受信工程と、
距離値が増加するに従って減衰量が減少する関係を示す第１関数に基づいて前記短パルス受信信号を減衰させる第１減衰工程と、
距離と減衰量について前記第１関数とは異なる関係を示す第２関数に基づいて前記長パルス受信信号を減衰させる第２減衰工程と、
前記第１減衰器の出力と前記第２減衰器の出力のいずれか一方を選択するスイッチの切替の距離値を入力する入力工程と、
前記入力工程で入力された距離値で前期スイッチを切替える切替工程と、
を備える、ＳＴＣ制御方法。
【請求項１】
順次送信された短パルス送信信号及び前記短パルス送信信号よりもパルス幅の長い長パルス送信信号の反射波である短パルス受信信号及び長パルス受信信号を受信する受信機であって、
距離値が増加するに従って減衰量が減少する関係を示す第１関数に基づいて前記短パルス受信信号を減衰させる第１減衰器と、
距離値と減衰量について前記第１関数とは異なる関係を示す第２関数に基づいて前記長パルス受信信号を減衰させる第２減衰器と、
前記第１減衰器の出力と前記第２減衰器の出力のいずれか一方を選択するスイッチと、
前記スイッチの切替の距離値を入力する入力部と、
前記入力部で入力された距離値で前記スイッチに切替を行わせる制御部と、
を有する、受信機。
【請求項２】
前記第２関数は、同じ距離値において減衰量が前記第１関数の値以下になる関係を持つ、
請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記第２関数は、距離値の増加に係わらず減衰量が一定になるように設定されている、
請求項２に記載の受信機。
【請求項４】
前記入力部は、前記第１関数の減衰量と距離値との関係を変化させるツマミを有し、前記ツマミの設定に応じて前記スイッチの切替の距離値を変化させる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項５】
短パルス送信信号と前記短パルス送信信号よりもパルス幅の長い長パルス送信信号とを順次送信する送信機と、
前記短パルス信号の反射波である短パルス受信信号と前記長パルス送信信号の反射波である長パルス受信信号を受信するための受信器と、
距離値が増加するに従って減衰量が減少する関係を示す第１関数に基づいて前記短パルス受信信号を減衰させる第１減衰器と、
距離値と減衰量について前記第１関数とは異なる関係を示す第２関数に基づいて前記長パルス受信信号を減衰させる第２減衰器と、
前記第１減衰器の出力と前記第２減衰器の出力のいずれか一方を選択するスイッチと、前記スイッチの切替の距離値を入力する入力部と、
前記入力部で入力された距離値で前記スイッチに切替を行わせる制御部と、
前記送信機と前記受信機の送受を切替える送受切替器と、
前記送受切替器に接続されているアンテナと、
を備える、レーダ装置。
【請求項６】
順次送信された短パルス送信信号及び前記短パルス送信信号よりもパルス幅の長い長パルス送信信号の反射波である短パルス受信信号及び長パルス受信信号を受信する受信工程と、
距離値が増加するに従って減衰量が減少する関係を示す第１関数に基づいて前記短パルス受信信号を減衰させる第１減衰工程と、
距離と減衰量について前記第１関数とは異なる関係を示す第２関数に基づいて前記長パルス受信信号を減衰させる第２減衰工程と、
前記第１減衰器の出力と前記第２減衰器の出力のいずれか一方を選択するスイッチの切替の距離値を入力する入力工程と、
前記入力工程で入力された距離値で前期スイッチを切替える切替工程と、
を備える、ＳＴＣ制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４２２３４（Ｐ２０１２−２４２２３４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２３２５（Ｐ２０１１−１１２３２５）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００１６６２４７）古野電気株式会社 (441)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００１６６２４７）古野電気株式会社 (441)
【Ｆターム（参考）】
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