JPH037285B2

JPH037285B2 -

Info

Publication number: JPH037285B2
Application number: JP60069808A
Authority: JP
Inventors: Yukio Sudo; Noryuki Akaha; Shinobu Sakurai
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1985-04-02
Filing date: 1985-04-02
Publication date: 1991-02-01
Also published as: JPS61228706A

Description

【発明の詳細な説明】ａ産業上の利用分野本発明は、周波数変換方式を用いた受信機を有
するパルスレーダの局部発振器の発振周波数を送
信信号の周波数に追従させるための自動周波数制
御方式（以下AFCと称す）の周波数弁別回路に
関する。

ｂ従来の技術周波数変換方式を用いた受信機を有するパルス
レーダでは、中間周波増幅器の周波数帯域とミキ
サ出力からの中間周波数がずれている場合には著
しく感度が劣化するために、常に、局部発振器の
発振周波数が得られるように調整する必要があ
る。これを自動的に行なう装置がAFCである。

AFCは電圧によつて周波数が変化する局部発
振器の局部発振周波数を送信器の送信周波数と常
に所定値だけ離れた周波数であるよう制御する周
波数誤差信号を発生する周波数弁別回路と周波数
弁別回路の出力を積分する回路から構成される。

送信器及び局部発振器の周波数が変動すると、
周波数弁別回路は所定の中間周波数からのずれに
相当する周波数誤差信号を発生する。その誤差信
号は、積分回路で適当な時定数で積分され、局部
発振器の発振周波数を、送信周波数と局部発振周
波数の差が常に所定の中間周波数となるように制
御する。

従来技術によるAFCの周波数弁別回路の構成
図を第７図に示す。所定の中間周波数より低い周
波数f_Lに中心周波数を有する第１の同調回路１ａ
と、所定の中間周波数より高い周波数f_Hに中心周
波数を有する第２の同調回路２ａと、該第１の同
調回路の出力v₁を検波する第１の検波回路３ａ
と、該第２の同調回路を検波する第２の検波回路
４ａと、第１及び第２の検波回路の出力の差を発
生する減算回路５ａから構成されている。

第１及び第２の同調回路の周波数特性は、ほぼ
等しい利得及び選択度を有している。この特性を
第８図に示す。このとき減算回路５ａの出力はＳ
字特性を示し、所定の中間周波数f₀でほぼ零とな
る。この特性を第９図に示す。

従来技術による場合は、周波数弁別器に入る中
間周波数のスペクトラムが理想的な方式パルスの
スペクトラムであれば、減算回路の出力はメイン
ローブのピーク点の周波数が所定の中間周波数f₀
に一致するとき零となる様に動作する。なぜなら
ば、このときパルス列のスペクトラムは左右対称
となり、またメインローブに対するサイドローブ
の比も十分に小さいからである。

ｃ発明が解決しようとする問題点実際のマグネトロンを送信機に用いたレーダ送
信波のスペクトラムは、理想的な方形パルスのス
ペクトラムに比し、寄生AMやFMがあるために
相当異なつたものになることが知られている。ま
た、送信パルス幅は通常、レーダ装置の距離レン
ジにより切替えて使用されている。

（例えば、0.08μs、0.25μs、1.2μs）第３図は実際のマグネトロンを送信機に用いた
レーダの送信パルスのスペクトラムを示したもの
である。このようなスペクトラムをもつ送信周波
数と局部発振器よりの局部発振周波数とをミキサ
で混合検波した所定の中間周波数のスペクトラム
は、送信パルスのスペクトラムとほぼ同様な形と
なる。これを第４図に示す。

この図では中間周波信号のスペクトラムは、送
信パルスのスペクトラムに対し、周波数軸上で反
転している。これは局部発振周波数を送信周波数
より所定の中間周波数だけ上側にとつているから
である。

このような左右対称でしかもメインローブに対
するサイドローブの比が充分大きくないスペクト
ラムをもつ中間周波信号を、第１の同調回路と第
２の同調回路の利得の周波数特性が、所定の中間
周波数f₀に対してほぼ対称な特性をもつ（第８図
に示す特性の）周波数弁別回路に入れると、減算
回路の出力にサイドローブの影響が非対称に現わ
れるため、メインローブの中心周波数f_Mで零とな
らずそれとは異なつた周波数で零となる。

第１０図は第４図のスペクトラムをもつ中間周
波信号を第８図に示す特性の周波数弁別回路に入
れたときに、所定の中間周波路f₀に対しΔfだけず
れた周波数でロツクしている状態を示す。

通常パルスレーダーでは、目標物との距りに応
じてパルス幅を切り替えることが多い。このとき
送信パルス幅が切替わることにより、スペクトラ
ムの広がりやその形も変化する。このため前述の
サイドローブによるずれの量Δfは、パルス幅の
切替によるスペクトラム変化のために、パルス幅
に従つて変化する。

したがつて周波数弁別回路の調整をパルスを用
いて行なつた場合でも、調整に用いたパルスと同
形のパルスに対しては正しく動作するが、上記の
ようにパルス切替を行なうようなレーダーでは、
パルス幅を切替えると減算回路の出力が零となる
周波数が異なつてしまう。

以上のような状態でAFCを動作させると、所
定の中間周波数f₀とは異なつた中間周波数とすべ
く局部発振器の局部発振周波数を制御するので、
同調ずれが生じ、レーダの受信感度が低下する。

以上述べたようにパルスレーダ用周波数弁別回
路では、スペクトラムのサイドローブの非対称性
による影響が無視できず、これを補正する必要が
生じる。

ｄ問題点を解決するための手段上記問題点は、パルス変調された入力信号のメ
インローブの周波数f_Mと所定の中間周波数f₀の差
に対応する周波数誤差信号を発生する周波数弁別
回路であつて、上記所定の中間周波数f₀より高い
周波数帯域において利得が急減少する単同調回
路、フイルタ回路、あるいは飽和同調回路からな
る第１の回路と、上記所定の中間周波数f₀より低
い周波数帯域において利得が急減少する単同調回
路、フイルタ回路、あるいは飽和同調回路からな
る第２の回路と、上記第１の回路の出力を検波す
る第１の検波回路と、上記第２の回路の出力を検
波する第２の検波回路と、直流電流を発生するオ
フセツト電圧発生回路と、上記第１の検波回路の
出力と上記第２の検波回路の出力の差に上記オフ
セツト電圧発生回路の出力を加えた電圧を発生す
る減算回路を備える周波数弁別回路によつて解決
された。

ｅ作用本発明に係る周波数弁別回路においては、メイ
ンローブの中心周波数f_Mが所定の中間周波数f₀に
等しいのにもかかわらず、メインローブの片側に
のみサイドローブが存在することに起因して、上
記第１の検波回路の出力と上記第２の検波回路の
出力の差がゼロでないとき、上記オフセツト電圧
発生回路の出力電圧である直流電圧を上記出力の
差に加え、該周波数弁別回路の出力をゼロとす
る。この結果、本出願に係る周波数弁別回路を組
込んだAFC回路は、メインローブの中心周波数
f_Mを所定の中間周波数f₀に一致させるように動作
する。

このように本発明による周波数弁別回路を用い
たAFCは中間周波信号が左右対称なスペクトラ
ムをもつ場合、メインローブが所定の中間周波数
となるようにスペクトラムの非対称性にもとずく
サイドローブの影響分に相当する補正信号をオフ
セツト電圧発生回路から減算器の入力に加えるの
で、ミスロツク（同調ずれ）を生じることなく動
作する。

ｆ実施例第１図は本発明に係る周波数弁別回路の好まし
い実施例のブロツクダイラグラムである。

入力信号Ｓは、単同調回路、フイルタ回路、あ
るいは飽和同調回路からなる第１の回路１と第２
の回路２に導かれ、回路１，２の出力はそれぞれ
第１の検波回路３、第２の検波回路４で検波され
る。オフセツト電圧発生回路６は、上記入力信号
のメインローブの中心周波数f_Mが所定の中間周波
数f₀に等しいときの上記第１の検波回路３の出力
と上記第２の検波回路４の出力の差に相等する直
流電圧を発生する。上記第１の検波回路３と上記
第２の検波回路４の出力の差に上記オフセツト電
圧発生回路６の出力を加えた和が減算回路５で計
算される。

例えば第１の回路として、上記所定の中間周波
数f₀より低い周波数に中心周波数f_Lを有する単同
調回路を、また第２のフイルタ回路として上記所
定の中間周波数f₀に中心周波数f_Hを有する単同調
回路を使用することができる。第５図はこの場合
の減算回路５の出力特性図である。この場合第９
図の場合と異なり、オフセツト電圧V₀が加わつ
ているので、所定中間周波数f₀より高い周波数領
域での利得が相対的に小さい。したがつてメイン
ローブより高周波側にのみサイドローブが存在し
ているとき、その寄与が小さくなる。その結果メ
インローブの中心周波数f_Mが所定の中間周波数f₀
のとき、上記減算回路の出力をゼロとすることが
できる。

メインローブより低周波側にのみサイドローブ
が存在するときは、第５図とは逆符号のオフセツ
ト電圧を加え、所定の中間周波数f₀より低い周波
数領域での利得を下げることにより、目的を達成
することができる。

第１の回路および第２の回路の他の実施例とし
て、第１のフイルタ回路１に上記所定の中間周波
数f₀低い周波数f_Lより高い周波数帯域で伝達関数
の絶対値が小さいローパスフイルタを使用し、第
２のフイルタ回路２に上記所定の中間周波数f₀よ
り高い周波数f_Hより低い周波数帯域で伝達関数の
絶対値が小さいハイパスフイルタを使用すること
ができる。

第１の回路および第２の回路のさらに他の実施
例として、第１の回路１に上記所定の中間周波数
f₀より低い周波数f_Lでは利得が飽和して上記所定
の中間周波数f₀では利得が飽和していない単同調
回路を使用し、第２のフイルタ回路に上記所定の
中間周波数f₀より高い周波数f_Hでは利得が飽和し
上記所定の中間周波数f₀では利得が飽和していな
い単同調回路を使用することができる。

第６図は、フイルタ回路１，２にローパスフイ
ルタとハイパスフイルタを用いた実施例の周波数
特性図である。この場合もオフセツト電圧V₀が
加わつているので、メインローブの中心周波数f_M
が所定の中間周波数V₀に等しいとき、上記減算
回路の出力がゼロになるように定められる。

第２図は、送信パルス幅の切替えに連動してオ
フセツト電圧発生回路の出力を変化させるオフセ
ツト電圧制御回路７を、第１図の上記オフセツト
電圧発生回路６が備える実施例のブロツクダイヤ
グラムである。

レーダの送信パルスの時間幅を変化させると、
その周波数スペクトラムが変化する、すなわちメ
インローブとサイドローブの関係が変化する。し
たがつて上記オフセツト電圧V₀を固定せず、送
信パルスの時間幅に応じて設定することが、中間
周波数信号のミスロツクを防止する上で好まし
い。

ｇ発明の効果 (i) 左右非対称なサイドローブを持つ中間周波信
号であつても、AFCがミスロツク（同調ずれ）
をしない。

(ii) 送信パルス幅を変化させるときにも、各パル
ス幅において容易にミスロツクを防止するよう
に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る周波数弁別回路の好まし
い実施例のブロツクダイヤグラム、第２図はオフ
セツト電圧発生回路の出力を変化させるオフセツ
ト電圧制御回路をオフセツト電圧発生回路が備え
る本発明の好ましい実施例のブロツクダイヤグラ
ム、第３図は実際のレーダの送信パルスのスペク
トラム、第４図は第３図の送信パルスに対応する
中間周波信号のスペクトラム、第５図は本発明に
係る周波数弁別回路の減算回路の好ましい実施例
の出力特性の出力特性図、第６図は本発明に係る
周波数弁別回路の減算回路の他の好ましい実施例
の出力特性図、第７図は従来技術による周波数弁
別回路のブロツクダイヤグラム、第８図は従来技
術による周波数弁別回路の第１のフイルタ回路と
第２のフイルタ回路の周波数特性、第９図は従来
技術による周波数弁別回路の減算回路の出力特性
図、第１０図は主としてメインローブの片側にの
みサイドローブを有する中間周波信号がミスロツ
クされることを示す説明図である。１……第１のフイルタ回路、２……第２のフイ
ルタ回路、３……第１の検波回路、４……第２の
検波回路、５……減算回路、６……オフセツト電
圧発生回路、７……オフセツト電圧制御回路、f₀
……所定の中間周波数、f_M……メインローブの中
心周波数、V₀……オフセツト電圧、f_L……第１の
同調回路の中心周波数、f_H……第２の同調回路の
中心周波数、v₁，v₂……同調回路の出力、Ｖ……
減算回路の出力、Ｓ……入力信号。

Claims

【特許請求の範囲】１スペクトルがメインローブの中心周波数f_Mに
関して非対称性を有し、この非対称性がパルス幅
に応じて変化する入力信号のメインローブの中心
周波数f_Mと所定の中間周波数f₀の差に対応する周
波数誤差信号を発生する周波数弁別回路であつ
て、上記所定の中間周波数f₀より低い周波数f_Lに
中心周波数を有する第１の単同調回路と、上記所
定の中間周波数f₀より高い周波数f_Hに中心周波数
を有する第２の単同調回路と、入力信号が送られ
たときの上記第１の同調回路の出力を検波する第
１の検波回路と、入力信号が送られたときの上記
第２の同調回路の出力を検波する第２の検波回路
と、直流電圧を発生するオフセツト電圧発生回路
と、上記第１の検波回路の出力と上記第２の検波
回路の出力の差に上記オフセツト電圧発生回路の
出力を加えて電圧を発生する減算回路を備え、パ
ルス幅に応じてオフセツト電圧発生回路の出力電
圧を調節することにより同一の中心周波数f_Mに対
してパルス幅とは無関係に同一の出力を減算回路
が出力することを特徴とする周波数弁別回路。２スペクトルがメインローブの中心周波数f_Mに
関して非対称性を有し、この非対称性がパルス幅
に応じて変化する入力信号のメインローブの中心
周波数f_Mと所定の中間周波数f₀の差に対応する周
波数誤差信号を発生する周波数弁別回路であつ
て、上記所定の中間周波数f₀より低い周波数f_Lよ
り高い周波数帯域で伝達関数の絶対値が急減少す
るローパスフイルタと、上記所定の中間周波数f₀
より高い周波数f_Hより低い周波数帯域で伝達関数
の絶対値が急減少するハイパスフイルタと、入力
信号が送られたときの上記ローパスフイルタ回路
の出力を検波する第１の検波回路と、入力信号が
送られたときの上記ハイパスフイルタ回路の出力
を検波する第２の検波回路と、直流電圧を発生す
るオフセツト電圧発生回路と、上記第１の検波回
路の出力と上記第２の検波回路の出力の差に上記
オフセツト電圧発生回路の出力を加えた電圧を発
生する減算回路を備え、パルス幅に応じてオフセ
ツト電圧発生回路の出力電圧を調節することによ
り同一の中心周波数f_Mに対してパルス幅とは無関
係に同一の出力を減算回路が出力することを特徴
とする周波数弁別回路。３スペクトルがメインローブの中心周波数f_Mに
関して非対称性を有し、この非対称性がパルス幅
に応じて変化する入力信号のメインローブの中心
周波数f_Mと所定の中間周波数f₀の差に対応する周
波数誤差信号を発生する周波数弁別回路であつ
て、上記所の中間周波数f₀より低い周波数f_Lでは
利得が飽和し上記所定の中間周波数f₀では利得が
飽和していない単同調回路から成り、上記所定の
中間周波数f₀より高い周波数帯域において利得が
急減少する第１の飽和同調回路と、上記所定の中
間周波数f₀より高い周波数f_Hでは利得が飽和し上
記所定の中間周波数f₀では飽和していない単同調
回路から成り上記所定の中間周波数f₀より低い周
波数帯域において利得が急減少する第２の飽和同
調回路と、入力信号が送られたときの上記第１の
飽和同調回路の出力を検波する第１の検波回路
と、入力信号が送られたときの上記第２の飽和同
調回路の出力を検波する第２の検波回路と、直流
電圧を発生するオフセツト電圧発生回路と、上記
第１の検波回路の出力と上記第２の検波回路の出
力の差に上記オフセツト電圧発生回路の出力を加
えた電圧を発生する減算回路を備え、パルス幅に
応じてオフセツト電圧発生回路の出力電圧を調節
することにより同一の中心周波数f_Mに対してパル
ス幅とは無関係に同一の出力を減算回路が出力す
ることを特徴とする周波数弁別回路。