JP6409296B2

JP6409296B2 - Transmitter, radar apparatus, and transmission power control method

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Publication number: JP6409296B2
Application number: JP2014056072A
Authority: JP
Inventors: 聡開沼
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: JP2015178996A

Description

本発明は、送信機、該送信機を備えるレーダ装置及び送信電力制御方法に関する。 The present invention relates to a transmitter, a radar apparatus including the transmitter, and a transmission power control method.

レーダ装置は、空間に電波（マイクロ波等）を放射（送信）し、探知対象となる対象物（目標）からの反射波を受信することで、該目標を検出する捜索機能を備えている。また、レーダ装置には、対象物（目標）が搭載する電子機器を無力化するための妨害機能を備えた構成もある。
捜索機能では、他の装置に対する電磁干渉や相手（対象物）による電波出力の探知性を低減するために電波を低電力で送信することが望まれる。但し、その場合は、所要の捜索能力を確保するために比較的長い幅でパルス状に電波を送信する構成が一般的である。
一方、妨害機能では、安全な距離から確実に相手の電子機器に影響を与えることができるように電波を高電力で送信することが望まれる。但し、その場合は、消費電力を低減するために比較的短い幅でパルス状に電波を送信する構成が一般的である。
すなわち、捜索機能と妨害機能とでは、マイクロ波等の電波をパルス状に送信する点で共通するものの、送信機に要求される送信電力は１桁程度あるいはそれ以上異なる場合が多い。そのため、これまでのレーダ装置では捜索用と妨害用とでそれぞれ専用の送信機を備える構成が一般的であった。 The radar apparatus has a search function for detecting a target by radiating (transmitting) radio waves (microwaves or the like) in space and receiving a reflected wave from an object (target) to be detected. In addition, there is a configuration in which a radar apparatus has a disturbing function for neutralizing an electronic device mounted on an object (target).
In the search function, it is desired to transmit radio waves with low power in order to reduce the electromagnetic interference with other devices and the detectability of radio wave output by the other party (object). However, in that case, a configuration in which radio waves are transmitted in a pulse shape with a relatively long width in order to ensure the required search capability is common.
On the other hand, in the jamming function, it is desirable to transmit radio waves with high power so that the other electronic device can be surely affected from a safe distance. However, in that case, in order to reduce power consumption, a configuration in which radio waves are transmitted in a pulse shape with a relatively short width is generally used.
That is, the search function and the interference function are common in that radio waves such as microwaves are transmitted in pulses, but the transmission power required for the transmitter is often different by about one digit or more. For this reason, conventional radar apparatuses generally have a configuration in which dedicated transmitters are provided for search and for interference.

しかしながら、用途に応じて複数種類の送信機を備える構成はコストや保守作業等の増大を招くため、捜索用と妨害用の両方で利用可能な送信機が望まれている。
そのような捜索用と妨害用の両方で利用可能な送信機を備えたレーダ装置は、例えば特許文献１で提案されている。
特許文献１では、レーダ装置の捜索動作または妨害動作に応じて送信用の電力増幅器へ入力するＲＦ（Radio Frequency）信号のパルス幅を変更し、併せて該電力増幅器へ供給する電源電圧を切替えて電力増幅器の出力電力を変更する構成が記載されている。 However, since a configuration including a plurality of types of transmitters according to the application causes an increase in cost, maintenance work, and the like, a transmitter that can be used for both searching and jamming is desired.
A radar apparatus including a transmitter that can be used for both searching and jamming is proposed in Patent Document 1, for example.
In Patent Document 1, the pulse width of an RF (Radio Frequency) signal input to a power amplifier for transmission is changed in accordance with a search operation or an interference operation of a radar apparatus, and a power supply voltage supplied to the power amplifier is also switched. A configuration for changing the output power of the power amplifier is described.

特開２００９−２４４０２８号公報JP 2009-244028 A

上述した特許文献１には、電力増幅器（特許文献１では「送信器」と記載）として「マイクロ波管」を用いることが記載されている。また、特許文献１では、該マイクロ波管に電源電圧として第１の高電圧を供給すると捜索用の電力でＲＦ信号が出力され、該第１の高電圧よりも高い第２の高電圧を供給すると妨害用の電力でＲＦ信号が出力されることが記載されている。しかしながら、特許文献１では、電源電圧を切替えることで出力電力の変更を可能にする、該電源電圧を印加するマイクロ波管の電極やその動作等について何も示していない。
捜索用と妨害用の両方で利用可能な送信機を実現する場合、上記マイクロ波管としては、一般にヘリックス型進行波管（以下、単に「進行波管」と称す）が用いられる。その場合、進行波管から出力するＲＦ信号の電力は、該進行波管に供給するアノード電圧によって制御できる。 Patent Document 1 described above describes that a “microwave tube” is used as a power amplifier (described as “transmitter” in Patent Document 1). Further, in Patent Document 1, when a first high voltage is supplied to the microwave tube as a power supply voltage, an RF signal is output with search power, and a second high voltage higher than the first high voltage is supplied. Then, it is described that an RF signal is output with power for interference. However, Patent Document 1 does not indicate anything about the electrode of the microwave tube to which the power supply voltage is applied and the operation thereof, which enables the output power to be changed by switching the power supply voltage.
When realizing a transmitter that can be used for both searching and jamming, a helical traveling wave tube (hereinafter simply referred to as “traveling wave tube”) is generally used as the microwave tube. In that case, the power of the RF signal output from the traveling wave tube can be controlled by the anode voltage supplied to the traveling wave tube.

しかしながら、進行波管は、アノード電圧を変化させると、入出力対象であるＲＦ信号の小信号利得（以下、単に「利得」と称す場合がある）も変化することが知られている。
図７は、進行波管の飽和出力電力に対する小信号利得の変化の一例を示すグラフである。図７では、進行波管のアノード電圧を最大に設定した時の飽和出力電力を基準に、アノード電圧を低下させて飽和出力電力を低下させた時の利得低下量の例を示している。
図７に示すように、例えば進行波管に供給するアノード電圧を低下させて飽和出力電力を１／２（−３ｄＢ）に低下させると、該進行波管の利得は約２０ｄＢ低下する。このように、進行波管では、アノード電圧によって飽和出力電力を変化させると、該飽和出力電力の変化と比べて利得が大きく変動してしまう。特に、上述した捜索用及び妨害用の両方で利用可能な送信機に進行波管を用いる場合、出力電力を１桁程度あるいはそれ以上変化させるため、進行波管の利得の変動量も非常に大きくなる。 However, it is known that the traveling wave tube changes the small signal gain (hereinafter, simply referred to as “gain”) of the RF signal to be input / output as the anode voltage is changed.
FIG. 7 is a graph showing an example of small signal gain change with respect to the saturated output power of the traveling wave tube. FIG. 7 shows an example of a gain reduction amount when the anode output voltage is lowered to lower the saturation output power with reference to the saturation output power when the anode voltage of the traveling wave tube is set to the maximum.
As shown in FIG. 7, for example, when the anode voltage supplied to the traveling wave tube is lowered to reduce the saturated output power to ½ (−3 dB), the traveling wave tube gain is reduced by about 20 dB. As described above, in the traveling wave tube, when the saturation output power is changed by the anode voltage, the gain largely fluctuates as compared with the change in the saturation output power. In particular, when a traveling wave tube is used in the transmitter that can be used for both the search and the interference described above, the output power is changed by about one digit or more, so the amount of fluctuation in the traveling wave tube gain is very large. Become.

したがって、電力増幅器として進行波管を用い、アノード電圧で出力電力を制御する構成では、出力電力を変化させると、該電力増幅器に入力するＲＦ信号の電力も変化させる必要がある。そのため、該ＲＦ信号を生成して電力増幅器へ供給する励振器の出力段、または電力増幅器の入力段に、例えば多段の前置増幅器等を設ける必要がある。
よって、励振器あるいは電力増幅器の構成が複雑になり、レーダ装置のコストが増大してしまう。特に、アレイ状に配置された複数のアンテナ装置を備えるフェーズドアレイレーダ装置では、各アンテナ装置に対応して複数の電力増幅器を設けるため、レーダ装置のコストがさらに増大してしまう。 Therefore, in a configuration in which a traveling wave tube is used as the power amplifier and the output power is controlled by the anode voltage, it is necessary to change the power of the RF signal input to the power amplifier when the output power is changed. Therefore, it is necessary to provide, for example, a multistage preamplifier at the output stage of the exciter that generates the RF signal and supplies it to the power amplifier or the input stage of the power amplifier.
Therefore, the configuration of the exciter or the power amplifier becomes complicated, and the cost of the radar apparatus increases. In particular, in a phased array radar device including a plurality of antenna devices arranged in an array, a plurality of power amplifiers are provided corresponding to each antenna device, which further increases the cost of the radar device.

本発明は上述したような背景技術の問題を解決するためになされたものであり、レーダ装置のコストの低減に寄与する、捜索用及び妨害用の両方で利用可能な送信機、該送信機を備えるレーダ装置及び送信電力制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the background art, and contributes to the reduction of the cost of the radar apparatus. The transmitter can be used for both searching and jamming, and the transmitter is provided. It is an object to provide a radar apparatus and a transmission power control method provided.

上記課題を解決するため本発明の送信機は、外部から入力されたＲＦ（Radio Frequency）信号をパルス状に変換するための変調回路と、
前記変調回路から出力されたＲＦ信号を所要の送信用の電力まで増幅する、マイクロ波用電子管を備えた電力増幅器と、
外部から第１モードが指定されると、前記ＲＦ信号を予め設定された捜索用の第１のパルス幅に変換するための第１のパルス変調信号を前記変調回路に供給すると共に、前記電力増幅器から予め設定された捜索用電力で前記ＲＦ信号を出力させるための第１のアノード電圧及び第１のヘリックス電圧を前記マイクロ波用電子管に供給し、
外部から第２モードが指定されると、前記ＲＦ信号を前記第１のパルス幅よりも短い予め設定された妨害用の第２のパルス幅に変換するための第２のパルス変調信号を前記変調回路に供給すると共に、前記電力増幅器から前記捜索用電力よりも高い予め設定された妨害用電力で前記ＲＦ信号を出力させるための第２のアノード電圧及び第２のヘリックス電圧を前記マイクロ波用電子管に供給する送信電力切替器と、
を有し、前記送信電力切替器は、
前記第１モード時、前記マイクロ波用電子管に前記第１のアノード電圧が供給された状態おいて、前記ＲＦ信号に対して最大の小信号利得である第１利得が得られるように設定された第１のヘリックス電圧を前記マイクロ波用電子管に供給し、
前記第２モード時、前記マイクロ波用電子管に前記第２のアノード電圧が供給された状態おいて、前記ＲＦ信号に対して最大の小信号利得よりも低い小信号利得である第２利得が得られるように、前記最大の小信号利得が得られるヘリックス電圧よりも高い値に設定された前記第２のヘリックス電圧を前記マイクロ波用電子管に供給する構成である。 In order to solve the above problems, a transmitter of the present invention includes a modulation circuit for converting an externally input RF (Radio Frequency) signal into a pulse shape,
A power amplifier including a microwave electron tube that amplifies the RF signal output from the modulation circuit to a required transmission power; and
When the first mode is designated from the outside, a first pulse modulation signal for converting the RF signal into a preset first pulse width for search is supplied to the modulation circuit, and the power amplifier Supplying a first anode voltage and a first helix voltage for outputting the RF signal with a preset search power from the microwave electron tube,
When the second mode is designated from the outside, the second pulse modulation signal for converting the RF signal into a preset second pulse width for interference shorter than the first pulse width is modulated. A second anode voltage and a second helix voltage for supplying the RF signal with a preset interference power higher than the search power from the power amplifier while supplying to the circuit, the microwave electron tube A transmission power switch to be supplied to
And the transmission power switch is
In the first mode, the first anode voltage is set so that the first gain, which is the maximum small signal gain, can be obtained with respect to the RF signal in a state where the first anode voltage is supplied to the microwave electron tube. Supplying a first helix voltage to the microwave electron tube;
In the second mode, in the state where the second anode voltage is supplied to the microwave electron tube , a second gain having a small signal gain lower than the maximum small signal gain is obtained with respect to the RF signal. As described above, the second helix voltage set to a value higher than the helix voltage at which the maximum small signal gain is obtained is supplied to the microwave electron tube.

また、本発明のレーダ装置は、上述した送信機と、
前記捜索用及び前記妨害用に用いる所要の種信号となるＲＦ信号を生成して前記送信機へ供給する励振器と、
送信動作時に前記送信機から出力されたＲＦ信号を電波に変えて空間へ放射し、受信動作時に電波を受信してＲＦ信号に変換する空中線と、
前記空中線で受信されたＲＦ信号に所定の処理を施す受信機と、
送信動作時に前記送信機から出力されたＲＦ信号を前記空中線へ供給し、受信動作時に前記空中線で受信されたＲＦ信号を前記受信機へ出力する送受切替器と、
を有する。
または、本発明のレーダ装置は、アレイ状に配置された複数の空中線と、
上述した送信機、前記空中線で受信されたＲＦ信号に所定の処理を施す受信機、並びに送信動作時に前記送信機から出力されたＲＦ信号を前記空中線へ供給し、受信動作時に前記空中線で受信されたＲＦ信号を前記受信機へ出力する送受切替器を備えた複数の送受信モジュールと、
前記捜索用及び前記妨害用に用いる所要の種信号となるＲＦ信号を生成して前記送信機へ供給する励振器と、
を有し、
複数の空中線に前記送受信モジュールがそれぞれ個別に接続された構成である。 The radar apparatus of the present invention includes the transmitter described above,
An exciter that generates an RF signal, which is a required seed signal used for the search and the interference, and supplies the RF signal to the transmitter;
An antenna that converts the RF signal output from the transmitter into a radio wave during transmission operation and radiates it into the space, receives the radio wave during reception operation, and converts it into an RF signal;
A receiver that performs predetermined processing on the RF signal received by the antenna;
A transmission / reception switch for supplying an RF signal output from the transmitter during a transmission operation to the antenna, and outputting an RF signal received by the antenna during a reception operation to the receiver;
Have
Alternatively, the radar apparatus of the present invention includes a plurality of antennas arranged in an array,
The above-described transmitter, a receiver that performs predetermined processing on the RF signal received by the antenna, and an RF signal output from the transmitter during a transmission operation is supplied to the antenna and received by the antenna during a reception operation. A plurality of transmission / reception modules including a transmission / reception switch for outputting the received RF signal to the receiver;
An exciter that generates an RF signal, which is a required seed signal used for the search and the interference, and supplies the RF signal to the transmitter;
Have
The transmission / reception module is individually connected to a plurality of antennas.

一方、本発明の送信電力制御方法は、外部から入力されたＲＦ（Radio Frequency）信号をパルス状に変換するための変調回路と、
前記変調回路から出力されたＲＦ信号を所要の送信用の電力まで増幅する、マイクロ波用電子管を備えた電力増幅器と、
を備えた送信機による送信電力制御方法であって、
外部から第１モードが指定されると、前記ＲＦ信号を予め設定された捜索用の第１のパルス幅に変換するための第１のパルス変調信号を前記変調回路に供給すると共に、前記電力増幅器から予め設定された捜索用電力で前記ＲＦ信号を出力させるための第１のアノード電圧及び第１のヘリックス電圧を前記マイクロ波用電子管に供給し、
外部から第２モードが指定されると、前記ＲＦ信号を前記第１のパルス幅よりも短い予め設定された妨害用の第２のパルス幅に変換するための第２のパルス変調信号を前記変調回路に供給すると共に、前記電力増幅器から前記捜索用電力よりも高い予め設定された妨害用電力で前記ＲＦ信号を出力させるための第２のアノード電圧及び第２のヘリックス電圧を前記マイクロ波用電子管に供給し、前記第１モード時、前記マイクロ波用電子管に前記第１のアノード電圧が供給された状態おいて、前記第１のヘリックス電圧を、前記ＲＦ信号に対して最大の小信号利得である第１利得が得られる値に設定し、
前記第２モード時、前記マイクロ波用電子管に前記第２のアノード電圧が供給された状態おいて、前記第２のヘリックス電圧を、前記ＲＦ信号に対して最大の小信号利得よりも低い小信号利得である第２利得が得られるように、前記最大の小信号利得が得られるヘリックス電圧よりも高い値に設定する方法である。 On the other hand, the transmission power control method of the present invention includes a modulation circuit for converting an externally input RF (Radio Frequency) signal into a pulse shape,
A power amplifier including a microwave electron tube that amplifies the RF signal output from the modulation circuit to a required transmission power; and
A transmission power control method by a transmitter comprising:
When the first mode is designated from the outside, a first pulse modulation signal for converting the RF signal into a preset first pulse width for search is supplied to the modulation circuit, and the power amplifier Supplying a first anode voltage and a first helix voltage for outputting the RF signal with a preset search power from the microwave electron tube,
When the second mode is designated from the outside, the second pulse modulation signal for converting the RF signal into a preset second pulse width for interference shorter than the first pulse width is modulated. A second anode voltage and a second helix voltage for supplying the RF signal with a preset interference power higher than the search power from the power amplifier while supplying to the circuit, the microwave electron tube In the first mode, in the state where the first anode voltage is supplied to the microwave electron tube, the first helix voltage is set to a maximum small signal gain with respect to the RF signal. Set the value to obtain a certain first gain,
In the second mode, in a state where the second anode voltage is supplied to the microwave electron tube, the second helix voltage is set to a small signal lower than the maximum small signal gain with respect to the RF signal. This is a method of setting a value higher than the helix voltage at which the maximum small signal gain is obtained so that a second gain which is a gain can be obtained .

本発明によれば、レーダ装置のコストを低減できる。 According to the present invention, the cost of the radar apparatus can be reduced.

図１は第１の実施の形態の送信機の一構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the transmitter according to the first embodiment. 図２は第１の実施の形態のレーダ装置の一構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the radar apparatus according to the first embodiment. 図３はヘリックス電圧に対する進行波管の小信号利得の特性例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a characteristic example of the small signal gain of the traveling wave tube with respect to the helix voltage. 図４はヘリックス電圧に対する進行波管の飽和出力電力の特性例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a characteristic example of the saturated output power of the traveling wave tube with respect to the helix voltage. 図５は捜索用及び妨害用の送信電波の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of search and interference transmission radio waves. 図６は第２の実施の形態のレーダ装置の一構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the radar apparatus according to the second embodiment. 図７は、進行波管の飽和出力電力に対する小信号利得の変化の一例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of small signal gain change with respect to the saturated output power of the traveling wave tube.

次に本発明について図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の送信機の一構成例を示すブロック図である。図２は、第１の実施の形態のレーダ装置の一構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、第１の実施の形態の送信機は、外部から入力されたＲＦ信号（種信号）をパルス状に変換する変調回路３２と、変調回路３２から出力されたＲＦ信号を所要の送信用の電力まで増幅する電力増幅器３と、捜索動作または妨害動作に応じて、変調回路３２に入力されたＲＦ信号を異なるパルス幅の信号に変換するためのパルス変調信号を生成すると共に、電力増幅器３に対して、予め設定された捜索用電力または妨害用電力で出力させるための電源電圧を供給する送信電力切替器２０とを有する構成である。
変調回路３２は、送信電力切替器２０から供給されるパルス変調信号を用いて、外部から入力されたＲＦ信号（種信号）をパルス状に変換する。ＲＦ信号は、例えば周知のミキサ回路を用いてパルス状に変換すればよい。
電力増幅器３は、例えば進行波管を備えた構成である。電力増幅器３は、進行波管に限らず、例えばクライストロン等のその他の電力増幅用のマイクロ波用電子管を備えていてもよい。電力増幅器３のＲＦ入力には、入力されたＲＦ信号を増幅する前置増幅器を備えていてもよい。
送信電力切替器２０は、パルス切替器６、第１のパルス変調器７、第２のパルス変調器８、アノード電圧切替器９、第１のアノード高圧電源１０、第２のアノード高圧電源１１、ヘリックス電圧切替器１２、第１のヘリックス高圧電源１３及び第２のヘリックス高圧電源１４を備えている。
第１のパルス変調器７は、変調回路３２に入力されたＲＦ信号を予め設定された捜索用のパルス幅（第１のパルス幅）に変換するためのパルス変調信号（以下、第１のパルス変調信号と称す）を生成して出力する。
第２のパルス変調器８は、変調回路３２に入力されたＲＦ信号を、捜索用の信号よりもパルス幅が短い、予め設定された妨害用のパルス幅（第２のパルス幅）に変換するための第２のパルス変調信号を生成して出力する。
パルス切替器６は、後述するタイミング制御器１から供給される制御信号にしたがって、第１のパルス変調信号または第２のパルス変調信号のいずれか一方を変調回路３２へ供給するスイッチである。
第１のアノード高圧電源１０は、進行波管に所要の捜索用のアノード電圧（以下、第１のアノード電圧と称す）を生成して出力する。
第２のアノード高圧電源１１は、進行波管に、捜索用のアノード電圧よりも高い所要の妨害用のアノード電圧（以下、第２のアノード電圧と称す）を生成して出力する。
アノード電圧切替器９は、後述するタイミング制御器１から供給される制御信号にしたがって第１のアノード電圧または第２のアノード電圧のいずれか一方を進行波管へ供給するスイッチである。
第１のヘリックス高圧電源１３は、進行波管に所要の捜索用のヘリックス電圧（以下、第１のヘリックス電圧と称す）を生成して出力する。
第２のヘリックス高圧電源１４は、進行波管に、捜索用のヘリックス電圧よりも高い所要の妨害用のヘリックス電圧（以下、第２のヘリックス電圧と称す）を生成して出力する。
ヘリックス電圧切替器１２は、後述するタイミング制御器１からの制御信号にしたがって、第１のヘリックス電圧または第２のヘリックス電圧のいずれか一方を進行波管へ供給するスイッチである。
なお、進行波管の構成や該進行波管へ所要の高電圧を供給する電源装置の構成例については、例えば特開２０１２−２１６４６１号公報等に記載されている。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the transmitter according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the radar apparatus according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the transmitter of the first embodiment includes a modulation circuit 32 that converts an externally input RF signal (seed signal) into a pulse shape, and an RF signal output from the modulation circuit 32. A power amplifier 3 that amplifies the required transmission power, and a pulse modulation signal for converting the RF signal input to the modulation circuit 32 into a signal having a different pulse width according to a search operation or an interference operation. The power amplifier 3 includes a transmission power switch 20 that supplies a power supply voltage for outputting with a preset search power or interference power.
The modulation circuit 32 converts the RF signal (seed signal) input from the outside into a pulse shape using the pulse modulation signal supplied from the transmission power switch 20. The RF signal may be converted into a pulse shape using a known mixer circuit, for example.
For example, the power amplifier 3 includes a traveling wave tube. The power amplifier 3 is not limited to a traveling wave tube, and may include another microwave electron tube for power amplification such as a klystron. The RF input of the power amplifier 3 may include a preamplifier that amplifies the input RF signal.
The transmission power switch 20 includes a pulse switch 6, a first pulse modulator 7, a second pulse modulator 8, an anode voltage switch 9, a first anode high-voltage power supply 10, a second anode high-voltage power supply 11, A helix voltage switch 12, a first helix high voltage power supply 13, and a second helix high voltage power supply 14 are provided.
The first pulse modulator 7 converts a RF signal input to the modulation circuit 32 into a search pulse width (first pulse width) set in advance (hereinafter referred to as a first pulse). A modulation signal is generated and output.
The second pulse modulator 8 converts the RF signal input to the modulation circuit 32 into a preset interference pulse width (second pulse width) having a pulse width shorter than that of the search signal. A second pulse modulation signal is generated and output.
The pulse switch 6 is a switch that supplies either the first pulse modulation signal or the second pulse modulation signal to the modulation circuit 32 in accordance with a control signal supplied from the timing controller 1 described later.
The first anode high-voltage power supply 10 generates and outputs a required search anode voltage (hereinafter referred to as a first anode voltage) in the traveling wave tube.
The second anode high-voltage power supply 11 generates and outputs a required disturbance anode voltage (hereinafter referred to as a second anode voltage) higher than the search anode voltage to the traveling wave tube.
The anode voltage switch 9 is a switch that supplies either the first anode voltage or the second anode voltage to the traveling wave tube in accordance with a control signal supplied from the timing controller 1 described later.
The first helix high-voltage power supply 13 generates and outputs a required helix voltage for searching (hereinafter referred to as a first helix voltage) in the traveling wave tube.
The second helix high-voltage power supply 14 generates and outputs a required helix voltage for interference (hereinafter referred to as a second helix voltage) higher than the helix voltage for search to the traveling wave tube.
The helix voltage switch 12 is a switch that supplies either the first helix voltage or the second helix voltage to the traveling wave tube in accordance with a control signal from the timing controller 1 described later.
A configuration example of a traveling wave tube and a configuration example of a power supply device that supplies a required high voltage to the traveling wave tube are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-216461.

図２に示すように、第１の実施の形態のレーダ装置は、タイミング制御器１、励振器２、送信機３０、送受切替器４、空中線５、受信機３１及び操作器１９を有する構成である。
図２に示す送信機３０には、図１に示した送信機が用いられる。
操作器１９は、レーダ装置の操作者による、捜索動作や妨害動作の指示入力に用いられる入力装置である。以下では、レーダ装置における捜索動作モードを第１モードと称し、レーダ装置における妨害動作モードを第２モードと称す。本発明のレーダ装置は、特許文献１に記載された背景技術のレーダ装置と同様に、捜索及び妨害の両方の動作が可能な構成である。
タイミング制御器１は、レーダ装置全体の動作タイミングを制御する装置であり、例えば周知の情報処理装置（コンピュータ）あるいは情報処理用のＩＣ（Integrated Circuit）で実現される。タイミング制御器１は、操作器１９を介して操作者から第１または第２モードが指定されると、パルス切替器６、アノード電圧切替器９及びヘリックス電圧切替器１２へそれぞれの動作を制御するための制御信号を出力する。
励振器２は、捜索用及び妨害用に用いる所要のＲＦ信号（種信号）を生成する周知の発振回路で構成される。励振器２には発振回路の出力信号を増幅するための前置増幅器等を備えていてもよい。
空中線５は、レーダ装置の送信動作時は入力されたＲＦ信号を電波に変換して空間へ放射し、レーダ装置の受信動作時は対象物（目標）からの反射波等の電波を受信してＲＦ信号に変換するアンテナ装置である。
送受切替器４は、レーダ装置の送信動作時は電力増幅器３から出力された増幅後のＲＦ信号を空中線５へ供給し、レーダ装置の受信動作時は空中線５で受信された受信信号（ＲＦ信号）を受信機３１へ出力する。送受切替器４の切替動作は、レーダ装置の送信動作または受信動作に合わせてタイミング制御器１により制御される。
受信機３１は、空中線５で受信されたＲＦ信号に所定の処理を施す装置であり、前置受信器１８、信号処理器１７、データ処理器１６及び表示制御器１５を備えている。
前置受信器１８は、空中線５及び送受切替器４を介して受信した受信信号（ＲＦ信号）を増幅し、増幅後のＲＦ信号をＩ（Intermediate Frequency）信号に変換する。
信号処理器１７は、前置受信器１８から出力されたＩＦ信号からドップラ情報を抽出すると共に、不要信号の除去処理や探知対象である目標信号の抽出処理等を実行する。
データ処理器１６は、信号処理器１７の出力信号から目標（探知対象）の方位を求める演算処理や目標の航跡追尾処理等を実行する。
表示制御器１５は、データ処理器１６の処理結果や地図等の情報を不図示の表示装置に表示させる。 As shown in FIG. 2, the radar apparatus according to the first embodiment includes a timing controller 1, an exciter 2, a transmitter 30, a transmission / reception switch 4, an antenna 5, a receiver 31, and an operating device 19. is there.
The transmitter shown in FIG. 1 is used for the transmitter 30 shown in FIG.
The operation device 19 is an input device used for inputting a search operation or disturbance operation instruction by an operator of the radar apparatus. Hereinafter, the search operation mode in the radar apparatus is referred to as a first mode, and the disturbance operation mode in the radar apparatus is referred to as a second mode. The radar apparatus according to the present invention has a configuration capable of both searching and disturbing operations, as in the background art radar apparatus described in Patent Document 1.
The timing controller 1 is a device that controls the operation timing of the entire radar device, and is realized by, for example, a known information processing device (computer) or an information processing IC (Integrated Circuit). The timing controller 1 controls each operation to the pulse switch 6, the anode voltage switch 9, and the helix voltage switch 12 when the first or second mode is designated by the operator via the controller 19. Control signal for output.
The exciter 2 is composed of a known oscillation circuit that generates a required RF signal (seed signal) used for searching and for disturbance. The exciter 2 may include a preamplifier for amplifying the output signal of the oscillation circuit.
The antenna 5 converts the input RF signal into a radio wave during the transmission operation of the radar device and radiates it to the space, and receives a radio wave such as a reflected wave from the target (target) during the reception operation of the radar device. An antenna device that converts an RF signal.
The transmission / reception switch 4 supplies the amplified RF signal output from the power amplifier 3 to the antenna 5 during the transmission operation of the radar apparatus, and the reception signal (RF signal) received by the antenna 5 during the reception operation of the radar apparatus. ) To the receiver 31. The switching operation of the transmission / reception switch 4 is controlled by the timing controller 1 in accordance with the transmission operation or the reception operation of the radar apparatus.
The receiver 31 is a device that performs predetermined processing on the RF signal received by the antenna 5, and includes a pre-receiver 18, a signal processor 17, a data processor 16, and a display controller 15.
The pre-receiver 18 amplifies the reception signal (RF signal) received via the antenna 5 and the transmission / reception switch 4 and converts the amplified RF signal into an I (Intermediate Frequency) signal.
The signal processor 17 extracts Doppler information from the IF signal output from the pre-receiver 18, and executes unnecessary signal removal processing, target signal extraction processing, and the like.
The data processor 16 executes arithmetic processing for obtaining the direction of the target (detection target) from the output signal of the signal processor 17, tracking processing for the target, and the like.
The display controller 15 displays information such as a processing result of the data processor 16 and a map on a display device (not shown).

このような構成において、本実施形態の送信機は、レーダ装置の捜索動作（第１モード）時、タイミング制御器１からの制御信号にしたがってパルス切替器６により第１のパルス変調信号を変調回路３２へ供給する。さらに、アノード電圧切替器９により第１のアノード電圧を電力増幅器３が備える進行波管へ供給し、ヘリックス電圧切替器１２により第１のヘリックス電圧を進行波管へ供給する。
一方、レーダ装置の妨害動作（第２モード）時、タイミング制御器１からの制御信号にしたがってパルス切替器６により第２のパルス変調信号を変調回路３２へ供給する。さらに、アノード電圧切替器９により第２のアノード電圧を電力増幅器３が備える進行波管へ供給し、ヘリックス電圧切替器１２により第２のヘリックス電圧を進行波管へ供給する。 In such a configuration, the transmitter of the present embodiment modulates the first pulse modulation signal by the pulse switch 6 according to the control signal from the timing controller 1 during the search operation (first mode) of the radar apparatus. 32. Further, the anode voltage switch 9 supplies the first anode voltage to the traveling wave tube included in the power amplifier 3, and the helix voltage switch 12 supplies the first helix voltage to the traveling wave tube.
On the other hand, during the disturbing operation (second mode) of the radar apparatus, the second pulse modulation signal is supplied to the modulation circuit 32 by the pulse switch 6 according to the control signal from the timing controller 1. Further, the anode voltage switch 9 supplies the second anode voltage to the traveling wave tube included in the power amplifier 3, and the helix voltage switch 12 supplies the second helix voltage to the traveling wave tube.

以下、第１のアノード電圧及び第２のアノード電圧、並びに第１のヘリックス電圧及び第２のヘリックス電圧の設定方法について図面を用いて説明する。
図３はヘリックス電圧に対する進行波管の小信号利得の特性例を示すグラフであり、図４はヘリックス電圧に対する進行波管の飽和出力電力の特性例を示すグラフである。
図３及び図４では、進行波管に第１のアノード電圧が供給される場合と第２のアノード電圧が供給される場合の特性例をそれぞれ示している。また、図３及び図４では、進行波管に第１のアノード電圧が供給された状態を「第１のアノード高圧電源設定」と称し、第２のアノード電圧が供給された状態を「第２のアノード高圧電源設定」と称している。さらに、図３及び図４では、進行波管に第１のヘリックス電圧が供給された状態を「第１のヘリックス高圧電源設定」と称し、第２のヘリックス電圧が供給された状態を「第２のヘリックス高圧電源設定」と称している。
図３に示すように、進行波管では、ヘリックス電圧が変化すると、小信号利得も変化し、第１のアノード高圧電源設定時と第２のアノード高圧電源設定時とで小信号利得が最大となるヘリックス電圧が異なる。また、図４に示すように、第１のアノード高圧電源設定時及び第２のアノード高圧電源設定時共に、ヘリックス電圧が高くなると飽和出力電力も高くなる。
本実施形態の送信機では、第１のアノード電圧を進行波管から所要の捜索用の電力が出力される値に設定し、第２のアノード電圧を進行波管から所要の妨害用の電力が出力される、第１のアノード電圧よりも高い値に設定する。
また、本実施形態の送信機では、第１のアノード高圧電源設定時において、小信号利得が最大となるように第１のヘリックス電圧を設定し、第２のアノード高圧電源設定時において、小信号利得が最大値よりも低下するように第２のヘリックス電圧を設定する。 Hereinafter, a method for setting the first anode voltage and the second anode voltage, and the first helix voltage and the second helix voltage will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a graph showing a characteristic example of the small signal gain of the traveling wave tube with respect to the helix voltage, and FIG. 4 is a graph showing a characteristic example of the saturation output power of the traveling wave tube with respect to the helix voltage.
3 and 4 show characteristic examples when the first anode voltage is supplied to the traveling wave tube and when the second anode voltage is supplied. 3 and 4, the state where the first anode voltage is supplied to the traveling wave tube is referred to as “first anode high-voltage power supply setting”, and the state where the second anode voltage is supplied is referred to as “second anode voltage”. "Anode high voltage power supply setting". Further, in FIGS. 3 and 4, the state where the first helix voltage is supplied to the traveling wave tube is referred to as “first helix high voltage power supply setting”, and the state where the second helix voltage is supplied is referred to as “second helix voltage”. "Helix high-voltage power supply setting".
As shown in FIG. 3, in the traveling wave tube, when the helix voltage changes, the small signal gain also changes, and the small signal gain becomes maximum when the first anode high voltage power source is set and when the second anode high voltage power source is set. Different helix voltages. As shown in FIG. 4, when the first anode high voltage power source is set and when the second anode high voltage power source is set, the saturation output power increases as the helix voltage increases.
In the transmitter according to the present embodiment, the first anode voltage is set to a value at which the required search power is output from the traveling wave tube, and the second interference voltage is set from the traveling wave tube to the required interference power. The output is set to a value higher than the first anode voltage.
In the transmitter according to the present embodiment, the first helix voltage is set so that the small signal gain is maximized when the first anode high voltage power source is set, and the small signal is set when the second anode high voltage power source is set. The second helix voltage is set so that the gain is lower than the maximum value.

このように第１のヘッリクス電圧及び第２のヘリックス電圧を設定することで、捜索時と妨害時における電力増幅器３（進行波管）の利得差を低減できる。特に、第２のアノード高圧電源設定時において、第１のアノード高圧電源設定時における小信号利得との差が零（０）となるように第２のヘリックス電圧を設定すれば、捜索時及び妨害時における進行波管の利得差を無くすことができる。なお、第２のヘリックス電圧は、小信号利得が最大となるヘリックス電圧よりも高い値に設定する。
ここで、捜索時と妨害時における利得差が零（０）、すなわち捜索時と妨害時における利得が等しくなるように第２のヘリックス電圧を高い値に設定すると、妨害動作（第２モード）時における進行波管の動作効率が低下する。これは、小信号利得が最大値よりも低下するように第２のヘリックス電圧を設定するため、進行波管の増幅能力を最大限に利用していないことに起因する。
しかしながら、上述したように第２モードでは、電力増幅器３（進行波管）の増幅対象が幅の短いパルス状のＲＦ信号であるため、進行波管の動作効率が低下してもレーダ装置全体の動作効率にはほとんど影響しない。
なお、電力増幅器３（進行波管）には、レーダ装置として許容できる範囲内で、捜索時と妨害時とで利得（小信号利得）に差を設けてもよい。例えば、励振器２の出力または電力増幅器３の入力に１段あるいは２段程度の前置増幅器を設けることが許容される場合、該前置増幅器の利得に相当する利得差を設けてもよい。図３及び図４では、捜索時と妨害時における出力電力の差が１０ｄＢ程度のとき、利得差が１４ｄＢ程度に抑制された例を示している。
すなわち、第１のヘリックス電圧は最大の小信号利得である第１利得が得られるように設定し、第２のヘリックス電圧は上記第１利得との利得差が許容範囲内となる小信号利得である第２利得が得られるように設定すればよい。 By setting the first helix voltage and the second helix voltage in this way, the gain difference of the power amplifier 3 (traveling wave tube) at the time of searching and at the time of disturbance can be reduced. In particular, when the second helix voltage is set so that the difference from the small signal gain at the time of setting the first anode high-voltage power supply becomes zero (0) at the time of setting the second anode high-voltage power supply, the search and disturbance The gain difference of the traveling wave tube at the time can be eliminated. Note that the second helix voltage is set to a value higher than the helix voltage at which the small signal gain is maximized.
Here, when the second helix voltage is set to a high value so that the gain difference between the search time and the interference time is zero (0), that is, the gains during the search time and the interference time are equal, during the interference operation (second mode) The operating efficiency of the traveling wave tube is reduced. This is because the second helix voltage is set so that the small signal gain is lower than the maximum value, and the amplification capability of the traveling wave tube is not used to the maximum extent.
However, as described above, in the second mode, the amplification target of the power amplifier 3 (traveling wave tube) is a short-width pulsed RF signal. Almost no effect on operating efficiency.
Note that the power amplifier 3 (traveling wave tube) may be provided with a difference in gain (small signal gain) between search and interference within a range allowable as a radar device. For example, when it is allowed to provide a preamplifier having about one or two stages at the output of the exciter 2 or the input of the power amplifier 3, a gain difference corresponding to the gain of the preamplifier may be provided. FIG. 3 and FIG. 4 show an example in which the gain difference is suppressed to about 14 dB when the difference in output power between search and disturbance is about 10 dB.
That is, the first helix voltage is set so as to obtain the first gain which is the maximum small signal gain, and the second helix voltage is a small signal gain in which the gain difference from the first gain is within an allowable range. What is necessary is just to set so that a certain 2nd gain may be acquired.

次に、図２に示した第１の実施の形態のレーダ装置の動作について説明する。
まず、レーダ装置の送信動作時、タイミング制御器１は送受切替器４により電力増幅器３と空中線５とを接続させる。変調回路３２には、タイミング制御器１で生成されたタイミング信号に同期して励振器２で生成されたＲＦ信号が入力される。また、変調回路３２には、操作者が指定した動作モード（第１モードまたは第２モード）に応じて、第１または第２のパルス変調信号が入力される。
電力増幅器３には、タイミング制御器１で生成されたタイミング信号に同期して、第１または第２のアノード電圧が供給され、第１または第２のヘリックス電圧が供給される。
変調回路３２は、第１または第２のパルス変調信号を用いて動作モードに対応したパルス状のＲＦ信号に変換する。電力増幅器３は、変調回路３２から出力されたパルス状のＲＦ信号を、予め設定された所要の電力まで増幅する。電力増幅器３から出力されたＲＦ信号は、送受切替器４を介して空中線５から送信される。
ここで、変調回路３２へ入力するパルス変調信号、並びに電力増幅器３に供給する電源電圧の切替は以下の手順で実施される。
まず、操作者が操作器１９を介して捜索動作モード（第１モード）を指定すると、タイミング制御器１は、アノード高圧切替器９、ヘリックス高圧切替器１２及びパルス切替器６にそれぞれ第１モード用の制御信号を出力する。
パルス切替器６は、第１のパルス変調器７で生成された第１のパルス変調信号を変調回路３２へ供給する。また、アノード電圧切替器９は第１のアノード高圧電源１０で生成された第１のアノード電圧を電力増幅器３へ供給し、ヘリックス電圧切替器１２は第１のヘリックス高圧電源１３で生成された第１のヘリックス電圧を電力増幅器３へ供給する。
変調回路３２は、第１のパルス変調信号により励振器２から入力されたＲＦ信号を幅の長いパルス状の信号に変換する。電力増幅器３は、変調回路３２から出力されたパルス状のＲＦ信号を予め設定された比較的低い捜索用の電力まで増幅して出力する。その結果、空中線５を介して低電力・長パルスの捜索用の電波が送信される（図５参照）。
また、操作者が操作器１９を介して妨害動作（第２モード）を指定すると、タイミング制御器１は、アノード高圧切替器９、ヘリックス高圧切替器１２及びパルス切替器６にそれぞれ第１モード用の制御信号を出力する。
パルス切替器６は、第２のパルス変調器８で生成された第２のパルス変調信号を変調回路３２へ供給する。また、アノード電圧切替器９は第２のアノード高圧電源１１で生成された第２のアノード電圧を電力増幅器３へ供給し、ヘリックス電圧切替器１２は第２のヘリックス高圧電源１４で生成された第２のヘリックス電圧を電力増幅器３へ供給する。
変調回路３２は、第２のパルス変調信号により励振器２から入力されたＲＦ信号を幅の短いパルス状の信号に変換する。電力増幅器３は、変調回路３２から出力されたパルス状のＲＦ信号を予め設定された比較的高い妨害用の電力まで増幅して出力する。その結果、空中線５を介して高電力・短パルスの妨害用の電波が送信される（図５参照）。 Next, the operation of the radar apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 2 will be described.
First, during the transmission operation of the radar apparatus, the timing controller 1 connects the power amplifier 3 and the antenna 5 with the transmission / reception switch 4. The RF signal generated by the exciter 2 is input to the modulation circuit 32 in synchronization with the timing signal generated by the timing controller 1. The modulation circuit 32 receives the first or second pulse modulation signal in accordance with the operation mode (first mode or second mode) designated by the operator.
The power amplifier 3 is supplied with the first or second anode voltage and the first or second helix voltage in synchronization with the timing signal generated by the timing controller 1.
The modulation circuit 32 converts the pulsed RF signal corresponding to the operation mode using the first or second pulse modulation signal. The power amplifier 3 amplifies the pulsed RF signal output from the modulation circuit 32 to a predetermined required power. The RF signal output from the power amplifier 3 is transmitted from the antenna 5 via the transmission / reception switch 4.
Here, switching of the pulse modulation signal input to the modulation circuit 32 and the power supply voltage supplied to the power amplifier 3 is performed in the following procedure.
First, when the operator designates the search operation mode (first mode) via the operation device 19, the timing controller 1 sets the anode high pressure switch 9, the helix high pressure switch 12 and the pulse switch 6 to the first mode. Output control signal.
The pulse switch 6 supplies the first pulse modulation signal generated by the first pulse modulator 7 to the modulation circuit 32. The anode voltage switch 9 supplies the first anode voltage generated by the first anode high-voltage power supply 10 to the power amplifier 3, and the helix voltage switch 12 generates the first anode voltage generated by the first helix high-voltage power supply 13. 1 helix voltage is supplied to the power amplifier 3.
The modulation circuit 32 converts the RF signal input from the exciter 2 by the first pulse modulation signal into a pulse signal having a long width. The power amplifier 3 amplifies and outputs the pulsed RF signal output from the modulation circuit 32 to a relatively low search power set in advance. As a result, a low-power / long-pulse search radio wave is transmitted through the antenna 5 (see FIG. 5).
In addition, when the operator designates the disturbing operation (second mode) via the operation device 19, the timing controller 1 applies to the anode high pressure switch 9, the helix high pressure switch 12 and the pulse switch 6 respectively for the first mode. The control signal is output.
The pulse switch 6 supplies the second pulse modulation signal generated by the second pulse modulator 8 to the modulation circuit 32. The anode voltage switch 9 supplies the second anode voltage generated by the second anode high voltage power supply 11 to the power amplifier 3, and the helix voltage switch 12 generates the second anode voltage generated by the second helix high voltage power supply 14. 2 helix voltage is supplied to the power amplifier 3.
The modulation circuit 32 converts the RF signal input from the exciter 2 by the second pulse modulation signal into a pulse signal having a short width. The power amplifier 3 amplifies the pulsed RF signal output from the modulation circuit 32 to a relatively high interference power and outputs the amplified signal. As a result, high-power and short-pulse interference radio waves are transmitted through the antenna 5 (see FIG. 5).

一方、レーダ装置の受信動作時、タイミング制御器１は送受切替器４により受信機３１と空中線５とを接続させる。空中線５を介して送信された電波は空間を伝播し、対象物で反射した電波が空中線５で受信される。
空中線５で受信されたＲＦ信号は前置受信器１８で増幅され、ＩＦ信号に変換されて信号処理器１７に入力される。信号処理器１７は、前置受信器１８から出力されたＩＦ信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、該ＩＦ信号からクラッタや妨害電波等の不要な信号を除去した後、探知対象である目標信号を抽出する。データ処理器１６は、信号処理器１７で抽出された目標信号から目標（対象物）との距離、方位、仰角等を計測し、航跡追尾処理等を実行する。データ処理器１６の処理結果（目標の位置等）は表示制御器１５により不図示の表示装置に地図情報と共に表示される。 On the other hand, the timing controller 1 connects the receiver 31 and the antenna 5 by the transmission / reception switch 4 during the reception operation of the radar apparatus. The radio wave transmitted via the antenna 5 propagates through the space, and the radio wave reflected by the object is received by the antenna 5.
The RF signal received by the antenna 5 is amplified by the pre-receiver 18, converted into an IF signal, and input to the signal processor 17. The signal processor 17 converts the IF signal output from the pre-receiver 18 from an analog signal to a digital signal, removes unnecessary signals such as clutter and jamming waves from the IF signal, and then detects the target to be detected. Extract the signal. The data processor 16 measures the distance, azimuth, elevation angle, and the like with the target (object) from the target signal extracted by the signal processor 17 and executes track tracking processing and the like. The processing result (target position, etc.) of the data processor 16 is displayed on the display device (not shown) together with the map information by the display controller 15.

本実施形態によれば、捜索動作と妨害動作時とで電力増幅器３として用いるマイクロ波用電子管（進行波管）の利得差を低減できる。そのため、励振器２または電力増幅器３として前置増幅器を含む複雑な構成を採用しなくて済む。そのため、捜索用と妨害用の両方で利用可能な送信機を低コストで実現することが可能であり、該送信機を備えるレーダ装置のコストを低減できる。特に、捜索動作と妨害動作時とでマイクロ波用電子管（進行波管）の利得差が零（０）となるように第２のヘッリクス電圧を設定すれば、励振器２または電力増幅器３に前置増幅器を備える必要が無い。その場合、捜索用と妨害用の両方で利用可能な送信機をより低コストで実現できる。 According to the present embodiment, the gain difference of the microwave electron tube (traveling wave tube) used as the power amplifier 3 can be reduced between the search operation and the disturbance operation. Therefore, it is not necessary to adopt a complicated configuration including a preamplifier as the exciter 2 or the power amplifier 3. Therefore, a transmitter that can be used for both searching and jamming can be realized at a low cost, and the cost of a radar apparatus including the transmitter can be reduced. In particular, if the second helix voltage is set so that the gain difference of the microwave electron tube (traveling wave tube) becomes zero (0) between the search operation and the disturbance operation, the exciter 2 or the power amplifier 3 will be There is no need to provide a preamplifier. In that case, a transmitter that can be used for both searching and jamming can be realized at a lower cost.

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について図面を用いて説明する。
第２の実施の形態のレーダ装置は、複数のアンテナ装置（空中線）がアレイ状に配置されたフェーズドアレイレーダ装置に本発明を適用した例である。
図６は、第２の実施の形態のレーダ装置の一構成例を示すブロック図である。
図６に示すように、第２の実施の形態のレーダ装置は、複数の送受信モジュール２１を備え、アレイ状に配置された複数のアンテナ装置（空中線）に送受信モジュール２１がそれぞれ個別に接続された構成である。
レーダ装置の送信動作時、送受信モジュール２１には、外部に備える不図示の励振器２で生成された励振信号（種信号）が供給される。また、レーダ装置の受信動作時、送受信モジュール２１からは空中線で受信されて増幅された受信信号（ＩＦ信号）が出力される。送受信モジュール２１から出力された受信信号は、第１の実施の形態で示した信号処理器１７やデータ処理器１６で処理され、その処理結果が表示制御器１５により不図示の表示装置に表示される。さらに、送信モジュール２１には、外部に備える不図示のタイミング制御器１から該送信モジュール２１の動作を制御するための制御信号が供給される。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The radar apparatus according to the second embodiment is an example in which the present invention is applied to a phased array radar apparatus in which a plurality of antenna devices (aerial lines) are arranged in an array.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the radar apparatus according to the second embodiment.
As shown in FIG. 6, the radar apparatus according to the second embodiment includes a plurality of transmission / reception modules 21, and the transmission / reception modules 21 are individually connected to a plurality of antenna apparatuses (aerials) arranged in an array. It is a configuration.
During the transmission operation of the radar apparatus, the transmission / reception module 21 is supplied with an excitation signal (seed signal) generated by an exciter 2 (not shown) provided outside. Further, during the reception operation of the radar apparatus, the transmission / reception module 21 outputs a reception signal (IF signal) received and amplified by the antenna. The reception signal output from the transmission / reception module 21 is processed by the signal processor 17 and the data processor 16 described in the first embodiment, and the processing result is displayed on a display device (not shown) by the display controller 15. The Further, a control signal for controlling the operation of the transmission module 21 is supplied to the transmission module 21 from a timing controller 1 (not shown) provided outside.

図６に示すように、送受信モジュール２１は、移相器２２、変調回路３３、電力増幅器２３、送信電力切替器４０、送受切替器２４、前置受信器２５、制御回路２６及び電源回路２７を備えている。
移相器２２は、レーダ装置の送信動作時に不図示の励振器２で生成されたＲＦ信号の位相をシフトさせて変調回路３３に供給する。また、移相器２２は、レーダ装置の受信動作時に前置受信器２５で増幅された受信信号の位相をシフトさせて不図示の信号処理器に供給する。
変調回路３３は、第１の実施の形態で示した変調回路３２と同様の構成である。
電力増幅器２３は、第１の実施の形態で示した電力増幅器３と同様に、進行波管等のマイクロ波用電子管が用いられる。
送信電力切替器４０は、第１の実施の形態の送信電力切替器２０と同様の構成である。送信電力切替器４０は、移相器２２から出力されたＲＦ信号を捜索動作または妨害動作に応じて、変調回路３３に入力されたＲＦ信号を異なるパルス幅の信号に変換するためのパルス変調信号を生成する。また、送信電力切替器４０は、電力増幅器２３に対して、予め設定された捜索用電力または妨害用電力で出力させるための電源電圧を供給する。
送受切替器２４は、第１の実施の形態の送受切替器４と同様に、レーダ装置の送信動作時は電力増幅器２３から出力された増幅後のＲＦ信号を空中線へ供給し、レーダ装置の受信動作時は空中線で受信したＲＦ信号を前置受信器２５へ出力する。
前置受信器２５は、空中線及び送受切替器２４を介して受信したＲＦ信号を増幅し、ＩＦ信号に変換して移相器２２へ出力する。
制御回路２６は、送受信モジュール２１の外部に備える不図示のタイミング制御器１から供給される制御信号にしたがって、移相器２２、送信電力切替器４０、前置受信器２５及び送受切替器２４の動作を制御する回路である。制御回路２６は、移相器２２におけるＲＦ信号の位相シフト量、送受切替器２４の切替動作及び前置受信器２５の利得を制御する。また、制御回路２６は、送信電力切替器４０が備えるパルス切替器、アノード電圧切替器及びヘリックス電圧切替器の動作を、第１の実施の形態の送信電力切替器２０と同様に制御する。制御回路２６は、タイミング制御器１からの制御信号を受信し、移相器２２、送信電力切替器４０、前置受信器２５及び送受切替器２４の動作を制御するための信号を生成して出力できれば、どのような回路で構成してもよい。
電源回路２７は、送受信モジュール２１が備える移相器２２、電力増幅器２３、送信電力切替器４０、前置受信器２５及び制御回路２６に、所要の電源電圧を生成して供給する周知の電源回路である。 6, the transmission / reception module 21 includes a phase shifter 22, a modulation circuit 33, a power amplifier 23, a transmission power switch 40, a transmission / reception switch 24, a pre-receiver 25, a control circuit 26, and a power circuit 27. I have.
The phase shifter 22 shifts the phase of the RF signal generated by the exciter 2 (not shown) during the transmission operation of the radar apparatus, and supplies it to the modulation circuit 33. The phase shifter 22 shifts the phase of the received signal amplified by the pre-receiver 25 during the receiving operation of the radar apparatus, and supplies it to a signal processor (not shown).
The modulation circuit 33 has the same configuration as the modulation circuit 32 shown in the first embodiment.
As the power amplifier 23, a microwave electron tube such as a traveling wave tube is used similarly to the power amplifier 3 shown in the first embodiment.
The transmission power switch 40 has the same configuration as the transmission power switch 20 of the first embodiment. The transmission power switch 40 converts the RF signal output from the phase shifter 22 into a pulse modulation signal for converting the RF signal input to the modulation circuit 33 into a signal having a different pulse width according to a search operation or an interference operation. Is generated. The transmission power switch 40 supplies the power amplifier 23 with a power supply voltage for outputting with a preset search power or interference power.
Similar to the transmission / reception switch 4 of the first embodiment, the transmission / reception switch 24 supplies the amplified RF signal output from the power amplifier 23 to the antenna during the transmission operation of the radar apparatus, and receives the radar apparatus. In operation, the RF signal received by the antenna is output to the pre-receiver 25.
The pre-receiver 25 amplifies the RF signal received via the antenna and the transmission / reception switch 24, converts it to an IF signal, and outputs it to the phase shifter 22.
The control circuit 26 includes a phase shifter 22, a transmission power switch 40, a pre-receiver 25, and a transmission / reception switch 24 in accordance with a control signal supplied from a timing controller 1 (not shown) provided outside the transmission / reception module 21. It is a circuit that controls the operation. The control circuit 26 controls the phase shift amount of the RF signal in the phase shifter 22, the switching operation of the transmission / reception switch 24 and the gain of the pre-receiver 25. The control circuit 26 controls the operations of the pulse switch, the anode voltage switch, and the helix voltage switch included in the transmission power switch 40 in the same manner as the transmission power switch 20 of the first embodiment. The control circuit 26 receives the control signal from the timing controller 1 and generates signals for controlling the operations of the phase shifter 22, the transmission power switch 40, the pre-receiver 25 and the transmission / reception switch 24. Any circuit may be used as long as it can output.
The power supply circuit 27 is a known power supply circuit that generates and supplies a required power supply voltage to the phase shifter 22, the power amplifier 23, the transmission power switch 40, the pre-receiver 25, and the control circuit 26 included in the transmission / reception module 21. It is.

図６に示す複数の送受信モジュール２１を備えるフェーズドアレイレーダ装置においても、第１の実施の形態と同様に、捜索動作と妨害動作時とで電力増幅器２３として用いるマイクロ波用電子管（進行波管）の利得差を低減できる。そのため、電力増幅器２３として前置増幅器を含む複雑な構成を採用しなくて済む。特に、本実施形態では、フェーズドアレイレーダ装置が備える複数の送受信モジュール２１に本発明を適用するため、第１の実施の形態よりもコストの低減効果が大きい。 Also in the phased array radar apparatus including the plurality of transmission / reception modules 21 shown in FIG. 6, as in the first embodiment, the microwave electron tube (traveling wave tube) used as the power amplifier 23 in the search operation and the disturbance operation The gain difference can be reduced. Therefore, it is not necessary to employ a complicated configuration including a preamplifier as the power amplifier 23. In particular, in the present embodiment, since the present invention is applied to the plurality of transmission / reception modules 21 included in the phased array radar apparatus, the cost reduction effect is greater than that in the first embodiment.

１タイミング制御器
２励振器
３、２３電力増幅器
４、２４送受切替器
５空中線
６パルス切替器
７第１のパルス変調器
８第２のパルス変調器
９アノード電圧切替器
１０第１のアノード高圧電源
１１第２のアノード高圧電源
１２ヘリックス電圧切替器
１３第１のヘリックス高圧電源
１４第２のヘリックス高圧電源
１５表示制御器
１６データ処理器
１７信号処理器
１８、２５前置受信器
１９操作器
２０、４０送信電力切替器
２１送受信モジュール
２２移相器
２６制御回路
２７電源回路
３０送信機
３１受信機
３２、３３変調回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Timing controller 2 Exciter 3, 23 Power amplifier 4, 24 Transmission / reception switch 5 Antenna 6 Pulse switch 7 1st pulse modulator 8 2nd pulse modulator 9 Anode voltage switch 10 1st anode high voltage power supply DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 2nd anode high voltage power supply 12 Helix voltage switching device 13 1st helix high voltage power supply 14 2nd helix high voltage power supply 15 Display controller 16 Data processor 17 Signal processor 18, 25 Pre-receiver 19 Operator 20, 40 Transmission Power Switcher 21 Transmission / Reception Module 22 Phase Shifter 26 Control Circuit 27 Power Supply Circuit 30 Transmitter 31 Receiver 32, 33 Modulation Circuit

Claims

A modulation circuit for converting an externally input RF (Radio Frequency) signal into a pulse shape;
A power amplifier including a microwave electron tube that amplifies the RF signal output from the modulation circuit to a required transmission power; and
When the first mode is designated from the outside, a first pulse modulation signal for converting the RF signal into a preset first pulse width for search is supplied to the modulation circuit, and the power amplifier Supplying a first anode voltage and a first helix voltage for outputting the RF signal with a preset search power from the microwave electron tube,
When the second mode is designated from the outside, the second pulse modulation signal for converting the RF signal into a preset second pulse width for interference shorter than the first pulse width is modulated. A second anode voltage and a second helix voltage for supplying the RF signal with a preset interference power higher than the search power from the power amplifier and supplying the circuit to the circuit; A transmission power switch to be supplied to
And the transmission power switch is
In the first mode, the first anode voltage is set so that the first gain, which is the maximum small signal gain, can be obtained with respect to the RF signal in a state where the first anode voltage is supplied to the microwave electron tube. Supplying a first helix voltage to the microwave electron tube;
In the second mode, in the state where the second anode voltage is supplied to the microwave electron tube , a second gain having a small signal gain lower than the maximum small signal gain is obtained with respect to the RF signal. As described above , the transmitter supplies the second helix voltage set to a value higher than the helix voltage at which the maximum small signal gain is obtained to the microwave electron tube.

The second helix voltage is
The transmitter according to claim 1 , wherein the transmitter is set so as to obtain a second gain equal to the first gain.

The transmission power switch is
A first pulse modulator for generating the first pulse modulated signal;
A second pulse modulator for generating the second pulse modulated signal;
A pulse switch for supplying the first pulse modulation signal to the modulation circuit in the first mode, and for supplying the second pulse modulation signal to the modulation circuit in the second mode;
A first anode high voltage power supply for generating the first anode voltage;
A second anode high voltage power supply for generating the second anode voltage;
An anode voltage switch for supplying the first anode voltage to the microwave electron tube during the first mode and for supplying the second anode voltage to the microwave electron tube during the second mode;
A first helix high voltage power supply for generating the first helix voltage;
A second helix high voltage power supply for generating the second helix voltage;
A helix voltage switch for supplying the first helix voltage to the microwave electron tube during the first mode and for supplying the second helix voltage to the microwave electron tube during the second mode;
The transmitter of claim 1 or 2, wherein having.

A transmitter according to any one of claims 1 to 3 ,
An exciter that generates an RF signal, which is a required seed signal used for the search and the interference, and supplies the RF signal to the transmitter;
An antenna that converts the RF signal output from the transmitter into a radio wave during transmission operation and radiates it into the space, receives the radio wave during reception operation, and converts it into an RF signal;
A receiver that performs predetermined processing on the RF signal received by the antenna;
A transmission / reception switch for supplying an RF signal output from the transmitter during a transmission operation to the antenna, and outputting an RF signal received by the antenna during a reception operation to the receiver;
A radar apparatus.

A plurality of antennas arranged in an array;
The transmitter according to any one of claims 1 to 3 , a receiver that performs predetermined processing on an RF signal received by the antenna, and an RF signal output from the transmitter during a transmission operation is supplied to the antenna A plurality of transmission / reception modules including a transmission / reception switch that outputs an RF signal received by the antenna during reception operation to the receiver;
An exciter that generates an RF signal, which is a required seed signal used for the search and the interference, and supplies the RF signal to the transmitter;
Have
A radar apparatus in which the transmission / reception modules are individually connected to a plurality of antennas.

A modulation circuit for converting an externally input RF (Radio Frequency) signal into a pulse shape;
A power amplifier including a microwave electron tube that amplifies the RF signal output from the modulation circuit to a required transmission power; and
A transmission power control method by a transmitter comprising:
When the first mode is designated from the outside, a first pulse modulation signal for converting the RF signal into a preset first pulse width for search is supplied to the modulation circuit, and the power amplifier Supplying a first anode voltage and a first helix voltage for outputting the RF signal with a preset search power from the microwave electron tube,
When the second mode is designated from the outside, the second pulse modulation signal for converting the RF signal into a preset second pulse width for interference shorter than the first pulse width is modulated. A second anode voltage and a second helix voltage for supplying the RF signal with a preset interference power higher than the search power from the power amplifier while supplying to the circuit, the microwave electron tube In the first mode, in the state where the first anode voltage is supplied to the microwave electron tube, the first helix voltage is set to a maximum small signal gain with respect to the RF signal. Set the value to obtain a certain first gain,
In the second mode, in a state where the second anode voltage is supplied to the microwave electron tube, the second helix voltage is set to a small signal lower than the maximum small signal gain with respect to the RF signal. A transmission power control method for setting a value higher than the helix voltage at which the maximum small signal gain is obtained so that a second gain which is a gain is obtained .

The second helix voltage is
The transmission power control method according to claim 6, wherein the second power equal to the first gain is set to be obtained.