JPH0555822B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、航空路監視レーダおよび空港監視
レーダ等の移動目標信号伝送方式とその送受信装
置に関するものである。

［従来の技術］ 現在運用されている航空路監視レーダシステム
等では、一次レーダの固定目標や移動目標等から
のレーダ信号は、このレーダ信号を含んだ掃引信
号又は掃引信号の１部分が所定の掃引間隔で抜き
取られ、この抜き取られた掃引信号は時間伸張さ
れ帯域圧縮した後、残留側波帯変調してアナログ
通信回線で伝送されている。（特公昭54−23238） 受信側では、受信、復調した後、時間圧縮さ
れ、抜き取られた掃引信号が補間されてレーダ信
号が再生され、レーダ指示器に表示されている。

このように、レーダ信号を含んだ掃引信号が所
定の掃引間隔で抜き取られて伝送されるので、間
引かれた掃引信号は伝送されないため、受信側に
おいては、レーダ信号の劣化の原因となつてい
た。

又、最新の航空路監視レーダシステムでは、移
動目標を検出するために、ドツプラーフイルタを
用いて移動クラツター中の目標を検出出来るよう
にしたHMTI（高性能MTI）が採用されているも
のがある。

これは、第２図に示すように、一次レーダ５１
で受信されたアナログのレーダ信号（MTI系の
ビデオ信号５８）は、Ａ／Ｄ変換器５２でデジタ
ル信号に変換され、消去器５３で、固定クラツタ
が抑圧されて、移動目標からの移動目標信号のみ
が出力される。この移動目標信号のうち、方位精
度が劣化しない程度のＮ個の掃引信号はまとめて
順番にＮ個のドツプラーフイルタ５４に入力さ
れ、このドツプラーフイルタ５４のＮ個の出力か
ら、フイルタ選択器５５によりレンジビン毎にＮ
個の出力の中から目標を含んでいる最大値出力を
有する１個の掃引信号が選択される。

この最大値出力を有する１個の掃引信号から平
滑処理器５６によりＮ個の掃引信号が再生され、
アンテナパターンに近似した信号レベルの変化を
与えるような平滑処理が行われた後、この掃引信
号は、Ｄ／Ａ変換器５７により、アナログ信号に
変換されて移動目標信号（MTI信号）５９とし
て一次レーダ５１から伝送系に送り出され、アナ
ログ通信回線で伝送されている。

一方、近年の通信回路は、アナログ通信回線か
らデジタル通信回線に移行しており、航空路監視
レーダ等のレーダ信号においても、デジタル通信
回線を用いて伝送する必要に迫られている。

そこで、現在アナログ通信回線で伝送されてい
るアナログの帯域圧縮信号を、そのままデジタル
化して伝送する場合には、レーダ信号の劣化の問
題は解決されるが、固定目標信号は伝送される情
報量が極めて大きいため、それだけ伝送速度の大
きい高速度のデジタル通信回線が必要となり、回
線使用料が高くなる等の問題がある。

ここで、一般に、航空路監視レーダ等のレーダ
信号としては、固定目標からの固定目標信号と、
移動目標からの移動目標信号とに大別されるが、
航空路監視レーダ等のPPI表示の場合、固定目標
信号は、約0.1度間隔の掃引毎に一連の反射波が
受信されるため、その情報量は極めて大きくな
り、広い占有周波数帯域が必要となる。そのた
め、デジタルの固定目標信号をそのまま実時間で
伝送するには、高速度のデジタル通信回線が必要
である。

一方、移動目標信号は移動目標からの反射波だ
けを選別したレーダ信号であるから、その情報量
は固定目標信号に比べて非常に小さく、それだけ
占有周波数帯域幅が小さいので、低速度のデジタ
ル通信回線で実時間で伝送することが出来る。

しかも、移動目標信号は常時管制に用いるもの
であるから実時間で伝送する必要があるが、固定
目標信号は通常直接的な管制には用いられず、航
空路監視レーダ等のシステムが正常に稼働してい
るか否かを固定目標で確認するのに用いているも
のであるから、実時間で伝送する必要はない。

そこで、発明者は、固定目標信号は走査毎にほ
ぼ同一の信号が受信されるから、固定目標信号を
含む１走査分の全掃引信号を適当な時間間隔で抽
出しながら時間をかけて伝送し、受信側では１走
査分の信号をメモリに格納させ、その内容を更新
することにより、伝送速度の小さいデジタル通信
回線を利用出来るようにして回線使用料を安くす
ることの出来るレーダ信号伝送方式を出願した。
（特公昭63−306943号） 即ち、第３図に示すように、一次レーダ５１か
らの情報量の多いアナログの固定目標信号６０
は、Ａ／Ｄ変換器６１でデジタル信号に変換され
る。一方、一次レーダ５１からのアンテナ角度信
号６２を角度積算器６３で積算して求めたアンテ
ナ角度信号と送信時間を示すトリガ信号６４とを
用いて角度ゲート発生器６５で掃引信号を抽出す
るためのゲート信号が作られる。このゲート信号
により、固定目標信号は掃引信号抽出器６６で固
定目標を含む全掃引信号の中から所定の掃引数毎
に抽出され、この抽出された掃引信号は時間伸張
された後、この信号と積算されたアンテナ角度信
号とは信号合成器６７で合成され、多重送信装置
６８を介して送り出される。

一方、一次レーダ５１からのアナログの移動目
標信号６９は、Ａ／Ｄ変換器７０によりデジタル
信号に変換された後、信号検出器７１で一定レベ
ルの信号が検出され、これに距離積算器７２から
の積算された距離信号と角度積算器６３からの積
算されたアンテナ角度信号とが信号合成器７３で
合成されて、多重送信装置６８を介して低速度の
デジタル通信回線７４に送り出される。

受信装置では、多重受信装置７５で受信され、
固定目標信号と移動目標信号とに選別された後、
信号分離器７６でアンテナ角度信号が分離され、
１走査分の固定目標信号、即ち、全掃引信号はア
ンテナ角度信号に対応したメモリ７７に格納され
る。このメモリ７７に格納されている情報は、ト
リガ／角度発生器７９からのアンテナ角度信号を
基準にした再生用のトリガ／角度信号により順次
読み出され、固定目標信号再生器７８によりアナ
ログの固定目標信号６０が再生される。

一方、移動目標信号として選別された信号は、
信号分離器８０でアンテナ角度信号、距離信号、
移動目標信号とに分離され、移動目標信号再生器
８１でトリガ／角度発生器７９からの再生用のト
リガ／角度信号に基づいて検出した移動目標信号
からアナログの移動目標信号６９が再生される。

このようにして再生されたアナログの固定目標
信号６０と移動目標信号６９とは合成されてレー
ダ指示器８２により表示される。

［発明が解決しようとする課題］ このように、情報量の少ない移動目標信号に関
しては、先に発明者が出願したものは、デジタル
信号に変換して実時間でそのままデジタル通信回
線により伝送する方式を採用しているが、移動目
標信号は、目標となる航空器の数や消え残りなど
により、正確な情報量を算出することが出来ない
ので、一応、経験的に情報量を設定し、この値に
余裕度をもたせて、使用するデジタル通信回線の
回線容量が決定されている。しかしながら、台風
等のような特殊な気象状態の場合には、消え残り
が増大するため、使用しているデジタル通信回線
の回線容量を越えてしまうという危険がある。

さらに、一次レーダ５１で受信したアナログの
レーダ信号は移動目標信号のみを検出するために
デジタルに変換され、さらにアナログに変換され
て伝送系に送り出され、この伝送系では、再度デ
ジタルに変換されて伝送され、受信装置で再度ア
ナログ信号に変換される。

このように、アナログ・デジタル変換が数回行
なわれるため、それだけ信号劣化が大きくなると
ともに、アナログ・デジタル変換器の数も多く必
要である。

この発明は、移動目標信号の伝送情報量を小さ
くしてデジタル通信回線の回線容量の余裕度を十
分とることが出来るとともに、信号劣化が少な
く、機器構成が簡潔となる移動目標信号伝送方式
とその送受信装置を提供することを目的としたも
のである。

［課題を解決するための手段］ この発明は、監視レーダのレーダ信号を、固定
目標からの固定目標信号と移動目標からの移動目
標信号とに分離した後、固定目標信号はデジタル
信号に変換し、これにアンテナ角度信号を付加し
て時間伸張して伝送し、移動目標信号はデジタル
信号に変換して、アンテナ角度信号と距離信号と
を付加して実時間で伝送するレーダ信号伝送方式
において、 レーダ信号をデジタル信号に変換した後、固定
クラツタを抑圧して移動目標信号のみを検出し、
この移動目標信号のうち所望のＮ個の掃引信号
を、それぞれＮ個のドツプラーフイルタに入力
し、このドツプラーフイルタのＮ個の出力から最
大値出力を有する１個の掃引信号を選択してデジ
タル化した移動目標信号の伝送情報量を１／Ｎに
して伝送することにより、伝送容量を小さくして
デジタル通信回線の回線容量に十分な余裕度をも
たせている。

［作用］ 監視レーダのレーダ信号はＡ／Ｄ変換器でデジ
タル信号に変換され、消去器により固定クラツタ
を抑圧されて移動目標信号のみが出力される。こ
の出力された移動目標信号のうち、方位精度等を
考慮して決定されるＮ個の掃引信号が、ひとまと
めとして順番にそれぞれドツプラー周波数を分離
するＮ個のドツプラーフイルタに入力され、この
ドツプラーフイルタのＮ個の出力から目標を含ん
でいる最大値出力を有する１個の掃引信号がフイ
ルタ選択器により選択されて一次レーダから出力
される。一次レーダからは、さらに固定目標信号
とアンテナ角度を示すアンテナ角度信号と、送信
時間を決定するトリガ信号とが出力される。

伝送系においては、フイルタ選択器から取り出
され伝送情報量が１／Ｎとなつている移動目標信
号は、信号検出器により所定レベル以上の信号が
検出され、これに積算されたアンテナ角度信号
と、一次レーダからのトリガ信号を積算して得ら
れた距離信号とが合成されて、多重送信装置を介
してデジタル通信回線に送り出される。この時の
移動目標信号の伝送情報量は１／Ｎになり、デジ
タル通信回線の回線容量の余裕度は大となる。

Ａ／Ｄ変換は、一次レーダ内でMTI処理（移
動目標検出処理）するために、１度だけ行なわ
れ、そのままデジタル信号で伝送系に送り出され
るので、それだけ信号劣化が少なくなる。

なお、一次レーダからの情報量の多い固定目標
信号に関しては、一次レーダからのアンテナ角度
信号を積算して求めたアンテナ角度信号と送信時
間を示すトリガ信号とを用いて角度ゲート発生器
で掃引信号を抽出するためのゲート信号が作られ
る。このゲート信号により固定目標信号は、掃引
信号抽出器で固定目標を含む全掃引信号の中から
所定の掃引数毎に信号が抽出され、この抽出され
た掃引信号は時間伸張された後、この信号と積算
されたアンテナ角度信号とが信号合成器で合成さ
れて多重送信装置を介して送り出すようにして固
定目標信号の伝送速度を小さくして低速度のデジ
タル通信回線を利用出来るようにしている。

受信装置では、多重受信装置で受信され、固定
目標信号と移動目標信号とに選別された後、１走
査分の固定目標信号、即ち、全掃引信号はアンテ
ナ角度信号に対応したメモリに格納される。この
メモリに格納されている情報は、アンテナ角度信
号を基準にした再生用のトリガ／角度信号により
順次読み出されて固定目標信号が再生される。

一方、移動目標信号として選別された信号は、
信号分離器でアンテナ角度信号、距離信号、移動
目標信号とに分離され、移動目標信号再生器で再
生用のトリガ／角度信号に基づいて１掃引分のデ
ジタル信号が再生される。平滑処理器において、
この１掃引分のデジタル信号から、Ｎ個の掃引信
号が作成され、平滑処理され、Ｄ／Ａ変換器でア
ナログ信号に変換され、再生した固定目標信号と
合成してレーダ指示器に表示される。

［実施例］ この発明の実施例を、第１図に基づいて詳細に
説明する。

第１図は、この発明による移動目標信号伝送方
式を用いた場合の航空路監視レーダシステムのブ
ロツク図を示すもので、一次レーダ１で受信され
たアナログのレーダ信号は、中間周波信号に変換
された後、固定目標信号（NOR信号）を出力す
るLOG系と移動目標信号（MTI信号）を出力す
るMTI系とに分離して処理される。

MTI系においては、アナログのレーダ信号は
Ａ／Ｄ変換器２でデジタル信号に変換された後、
消去器３により固定クラツタが抑圧されてMTI
信号のみが検出される。

ここで、ある位置（ある方位、距離）からの反
射波パルスは、ある掃引信号数だけ連続して起こ
ると考えられるので、ドツプラー周波数の偏移も
この間は同じ状況である。そこで、移動目標信号
を検出するために、ドツプラーフイルタ処理する
場合、ある掃引信号数の間、距離を一定にしたま
ま方位方向に信号列を取り出せば、これらの信号
列は同じドツプラー成分をもつているのでドツプ
ラーフイルタ４で分離できる。

従つて、ひとまとめにして処理される掃引信号
がＮ個の場合には、ドツプラーフイルタ４もＮ個
必要である。このように、MTI信号のＮ個の掃
引信号を順番にそれぞれドツプラー周波数を分離
するＮ個のドツプラーフイルタ４に入力すれば、
このドツプラーフイルタ４からのＮ個の出力は、
それぞれＮ個のドツプラー周波数に分離されてい
る。そこで、フイルタ選択器５では、ドツプラー
フイルタ４のＮ個の出力から目標を含んでいる最
大値出力を有する掃引信号が選択される。この選
択された出力は、デジタル化されたMTI信号で、
その伝送情報量は１／Ｎであり、これは一次レー
ダ１から伝送系に送り出される。

なお、実際には連続して起こる掃引信号数の値
は、経験上から反射パルスは13ヒツト程度である
とともに、方位精度が劣化しない程度としてＮは
６〜８程度が適当な値として採用される。

この１／Ｎの伝送情報量を持つデジタルの
MTI信号６は、一次レーダ１から伝送系に送り
出される。

一方、一次レーダ１からは、アナログのNOR
信号７とアンテナ角度を示すアンテナ角度信号８
と、送信時間を決定するトリガ信号９とが伝送系
に送り出される。

伝送系においては、デジタルのMTI信号６は、
信号検出器１０で設定されている所定レベル以上
の信号が検出される。この検出された信号と、ト
リガ信号９から距離積算器１１で求められた距離
信号と、角度積算器１２で積算されたアンテナ角
度信号とが信号合成器１３で合成され、多重送信
装置１４を介して低速度のデジタル通信回線１５
に送り出される。

この際、MTI信号６の伝送情報量は１／Ｎと
なつているので、デジタル通信回線１５の回線容
量の余裕度は大となる。

一方、一次レーダ１からのアナログ信号として
伝送系に送り出されたNOR信号７は、Ａ／Ｄ変
換器１６でデジタル信号に変換され、掃引ビデオ
抽出器１７に送り出される。角度ゲート発生器１
８では、アンテナ角度信号８は角度積算器１２で
積算されたアンテナ角度信号とトリガ信号９とを
用いて、掃引信号を所定掃引毎に抽出するための
ゲート信号が出力される。

角度ゲート発生器１８からのゲート信号は、掃
引ビデオ抽出器１７に入力され、このゲート信号
により、デジタル化したNOR信号は所定掃引毎
に抽出される。この抽出された掃引信号と角度積
算器１２で積算されたアンテナ角度信号とは、信
号合成器１９で合成され、多重送信装置１４を介
してデジタル通信回線１５に送り出される。

受信側では、多重送信装置２０で受信され、
MTI信号として選別された信号は、信号分離器
２１でアンテナ角度信号と距離信号と検出された
MTI信号とに分離される。

トリガ／角度発生器２２は、信号分離器２１で
分離されたアンテナ角度信号に対応したトリガ／
角度信号を作る。移動目標信号再生器２３では、
トリガ／角度発生器２２からのトリガ／角度信号
を基にして、検出されたMTI信号から１掃引分
のデジタルのMTI信号が再生される。

平滑処理器２４では、１掃引分のデジタルの
MTI信号からのもとのＮ個の掃引信号が作成さ
れ、平滑処理されて、Ｄ／Ａ変換器２５によりア
ナログのMTI信号６に変換され、後述するアナ
ログのNOR信号７と合成されて、レーダ指示器
２６に表示される。

一方、多重受信装置２０で受信され、NOR信
号として選別された信号は、信号分離器２７で、
掃引ビデオ信号とアンテナ角度信号とに分離され
た後、それぞれ掃引ビデオ信号は、１走査分の
NOR信号が格納出来るメモリ２８内のアンテナ
角度にそれぞれ対応するアドレスに格納される。

固定目標信号再生器２９では、メモリ２８に格
納されている情報を順次読み出して、アナログの
NOR信号７を再生するのであるが、この読み出
しのタイミングは、MTI信号からの情報を基に
してトリガ／角度発生器２２で作られたアンテナ
角度信号に対応したトリガ／角度信号が用いられ
る。

このようにして再生されたアナログのNOR信
号７は、前述したように、MTI信号６と合成さ
れてレーダ指示器２６に表示される。

なお、現在運用されている航空路監視レーダシ
ステムでは、上記のように一次レーダの固定目
標、移動目標信号の他に二次レーダからのSSR信
号があるが、このSSR信号は移動目標信号と同様
に情報量が少ない。

従つて、この発明では、SSR信号にアンテナ角
度信号と距離信号の他に、航空機の識別番号と飛
行高度情報とを付加して移動目標信号と同様に実
時間で低速度のデジタル通信回線を利用して伝送
される。

［発明の効果］ この発明は、監視レーダのレーダ信号を、固定
目標からの固定目標信号と移動目標からの移動目
標信号とに分離した後、固定目標信号はデジタル
信号に変換し、これにアンテナ角度信号を付加し
て時間伸張して伝送し、移動目標信号はデジタル
信号に変換して、アンテナ角度信号と距離信号と
を付加して実時間で伝送するレーダ信号伝送方式
において、レーダ信号をデジタル信号に変換した
後、固定クラツタを抑圧して移動目標信号のみを
検出し、この移動目標信号のうち所望のＮ個の掃
引信号を、それぞれＮ個のドツプラーフイルタに
入力し、このドツプラーフイルタのＮ個の出力か
ら最大値出力を有する１個の掃引信号を選択する
ことにより、デジタル化した移動目標信号の伝送
情報量を１／Ｎにして伝送しているので、使用し
ているデジタル通信回線の回線容量の余裕度が大
となる。従つて、特殊な気象状態などによる消え
残りの増大により回線容量がオーバーする危険が
ない。

又、移動目標信号は、一次レーダで受信したア
ナログのレーダ信号から移動目標信号のみを検出
するためのMTI処理で、デジタル信号に変換さ
れ、そのまま伝送系に送り出して受信側でアナロ
グ信号に変換するだけであるから、アナログ・デ
ジタル変換の回数が少なく、それだけ信号劣化が
少なくなるとともに、装置全体の構成を簡略化す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロツク図、
第２図、第３図は従来例を示すもので、第２図は
一次レーダ内での移動目標信号処理を示すブロツ
ク図、第３図は装置全体を示すブロツク図であ
る。 １……一次レーダ、２……Ａ／Ｄ変換器、３…
…消去器、４……ドツプラーフイルタ、５……フ
イルタ選択器、６……移動目標信号、７……固定
目標信号、８……アンテナ角度信号、９……トリ
ガ信号、１０……信号検出器、１１……距離積算
器、１２……角度積算器、１３……信号合成器、
１４……多重送信装置、１５……デジタル通信回
線、２０……多重受信装置、２１……信号分離
器、２２……トリガ／角度発生器、２３……移動
目標信号再生器、２４……平滑処理器、２５……
Ｄ／Ａ変換器、２６……レーダ指示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 監視レーダのレーダ信号を、固定目標からの
   固定目標信号と移動目標からの移動目標信号とに
   分離した後、固定目標信号はデジタル信号に変換
   し、これにアンテナ角度信号を付加して時間伸張
   して伝送し、 前記移動目標信号はデジタル信号に変換して、
   アンテナ角度信号と距離信号とを付加して実時間
   で伝送するレーダ信号伝送方法において、 前記レーダ信号をデジタル信号に変換した後、
   固定クラツタを抑圧して移動目標信号のみを検出
   し、この移動目標信号のうち所望のＮ個の掃引信
   号を、それぞれＮ個のドツプラーフイルタに入力
   し、このドツプラーフイルタのＮ個の出力から最
   大値出力を有する１個の掃引信号を選択してデジ
   タル化して伝送することにより、前記移動目標信
   号の伝送情報量を１／Ｎにしたこと を特徴とする移動目標信号伝送方法。 ２ 監視レーダのレーダ信号を、固定目標からの
   固定目標信号と移動目標からの移動目標信号とに
   分離した後、固定目標信号はデジタル信号に変換
   し、これにアンテナ角度信号を付加して時間伸張
   して伝送し、 前記移動目標信号はデジタル信号に変換して、
   アンテナ角度信号と距離信号とを付加して実時間
   で伝送するレーダ信号の送信装置において、 前記監視レーダの前記レーダ信号をデジタル信
   号に変換するＡ／Ｄ変換器と、固定クラツタを抑
   圧して前記移動目標信号のみを出力する消去器
   と、前記移動目標信号のＮ個の掃引信号からそれ
   ぞれドツプラー周波数を分離するＮ個のドツプラ
   ーフイルタと、このドツプラーフイルタのＮ個の
   出力から目標を含んでいる最大値出力を有する１
   個の掃引信号を選択するフイルタ選択器とを有す
   るとともに、アンテナ角度を示すアンテナ角度信
   号と、送信時間を決定するトリガ信号とを出力す
   る一次レーダと、 前記フイルタ選択器からの伝送情報量１／Ｎの
   移動目標信号から所定レベル以上の信号を検出す
   る信号検出器と、 前記一次レーダからのアンテナ角度信号を積算
   する角度積算器と、 前記一次レーダからのトリガ信号を積算して距
   離信号を発生する距離積算器と、 この距離積算器で積算された距離信号と、前記
   角度積算器で積算されたアンテナ角度信号と、前
   記信号検出器で検出された１／Ｎの移動目標信号
   とを合成する信号合成器と、 この信号合成器からの信号をデジタル通信回線
   に送り出す多重送信装置と を備えたことを特徴とする送信装置。 ３ 監視レーダのレーダ信号を、固定目標からの
   固定目標信号と移動目標からの移動目標信号とに
   分離した後、固定目標信号はデジタル信号に変換
   し、これにアンテナ角度信号を付加して時間伸張
   して伝送し、 前記移動目標信号は伝送情報量が１／Ｎにさ
   れ、これをデジタル信号に変換して、アンテナ角
   度信号と距離信号とを付加して実時間で伝送され
   たレーダ信号を受信する受信装置において、 送信装置からの多重化された信号を受信して、
   前記固定目標信号と伝送情報量が１／Ｎの移動目
   標信号とに選別して出力する多重受信装置と、 前記選別された移動目標信号から前記アンテナ
   角度信号と前記距離信号とを分離する信号分離器
   と、 この信号分離器からの前記アンテナ角度信号に
   対応するトリガ／角度信号を発生するトリガ／角
   度発生器と、 このトリガ／角度発生器からのトリガ／角度信
   号を基準にして移動目標に関する１掃引分のデジ
   タル信号を再生する移動目標信号再生器と、 移動目標に関する前記１掃引分のデジタル信号
   からＮ個の掃引信号を作成するとともに、平滑処
   理する平滑処理器と、 前記平滑処理された移動目標に関するデジタル
   信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、 前記再生した移動目標信号と固定目標信号とを
   合成して表示するレーダ指示器と、 を備えたことを特徴とする受信装置。