特許 6409296 送信機、レーダ装置及び送信電力制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6409296

(24)【登録日】2018年10月5日

(45)【発行日】2018年10月24日

(54)【発明の名称】送信機、レーダ装置及び送信電力制御方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/282 20060101AFI20181015BHJP

   G01S 7/38 20060101ALI20181015BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/282

   G01S7/38

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-56072(P2014-56072)

(22)【出願日】2014年3月19日

(65)【公開番号】特開2015-178996(P2015-178996A)

(43)【公開日】2015年10月8日

【審査請求日】2017年2月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】開沼 聡

【審査官】 櫻井 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２４４０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５３８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３７７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３２０６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１０２２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９４０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１１８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０８４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０５７５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０５５２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９５１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３９８６１８８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／００ − ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００ − １３／９５

Ｈ０１Ｊ ２３／００ − ２５／７８

Ｈ０３Ｆ ３／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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送信機。

【請求項2】

前記第２のヘリックス電圧が、
前記第１利得と等しい第２利得が得られるように設定された請求項１記載の送信機。

【請求項3】

前記送信電力切替器は、
前記第１のパルス変調信号を生成する第１のパルス変調器と、
前記第２のパルス変調信号を生成する第２のパルス変調器と、
前記第１モード時、前記第１のパルス変調信号を前記変調回路へ供給し、前記第２モード時、前記第２のパルス変調信号を前記変調回路へ供給するパルス切替器と、
前記第１のアノード電圧を生成する第１のアノード高圧電源と、
前記第２のアノード電圧を生成する第２のアノード高圧電源と、
前記第１モード時、前記第１のアノード電圧を前記マイクロ波用電子管へ供給し、前記第２モード時、前記第２のアノード電圧を前記マイクロ波用電子管へ供給するアノード電圧切替器と、
前記第１のヘリックス電圧を生成する第１のヘリックス高圧電源と、
前記第２のヘリックス電圧を生成する第２のヘリックス高圧電源と、
前記第１モード時、前記第１のヘリックス電圧を前記マイクロ波用電子管へ供給し、前記第２モード時、前記第２のヘリックス電圧を前記マイクロ波用電子管へ供給するヘリックス電圧切替器と、
を有する請求項１または２記載の送信機。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項記載の送信機と、
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、
を有するレーダ装置。

【請求項5】

アレイ状に配置された複数の空中線と、
請求項１から３のいずれか１項記載の送信機、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レーダ装置。

【請求項6】

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送信電力制御方法。

【請求項7】

前記第２のヘリックス電圧を、
前記第１利得と等しい前記第２利得が得られるように設定する請求項６記載の送信電力制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２４４０２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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。

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、レーダ装置のコストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】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】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3】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。

【図4】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5】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。

【図6】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7】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。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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）。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

（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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【符号の説明】

【0025】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】