JP2013211617A - 信号生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でキャリアリークを低減することが可能な信号生成装置を提供する。
【解決手段】パルスレーダ装置１００は、分配器１０１と高周波増幅器１０２、１０３と１８０°位相器１０４と合成器１０５と、を備えている。高周波増幅器１０２は、パルス波を出力していないときは搬送波のリーク信号を出力しており、高周波増幅器１０３は常時搬送波のリーク信号を出力している。１８０°位相器１０４は、高周波増幅器１０３から出力される搬送波のリーク信号を入力し、その位相を１８０°ずらして逆相の搬送波のリーク信号を出力する。合成器１０５は、高周波増幅器１０２側から入力する搬送波のリーク信号と高周波増幅器１０３側から入力する逆相の搬送波のリーク信号とを合波することで、キャリアリークの出力レベルを大幅に低減している。
【選択図】図１

Description

本発明は、発振器で生成された搬送波をパルス変調してパルス波を出力する信号生成装置に関し、特に搬送波のリークが低減された信号生成装置に関するものである。

パルスレーダ装置等では、発振器で生成された搬送波をスイッチ等でパルス変調してパルス波を出力する信号生成装置が用いられており、該信号生成装置から出力されるパルス波を送信信号として送信アンテナから放射している。このような信号生成装置では、パルス波を出力するときだけスイッチをオンにして搬送波を通過させ、パルス波を出力しないときはオフにして搬送波の通過を阻止している。

パルス波を出力しないときはスイッチをオフにして搬送波を出力させないようにしているが、スイッチのオン／オフ比が十分でないと、スイッチをオフにしていても搬送波のリーク信号が生じる。このような搬送波のリーク信号を低減するために、従来はスイッチを多段に接続することでオン／オフ比を実質的に高くし、送信信号に生じるキャリアリークを低減していた。

また、キャリアリークを低減する別の技術として、特許文献１に開示されているものが知られている。特許文献１に開示されている技術の概要を、図１２に示す概略構成図を用いて説明する。図１２において、発振器９１では搬送波の整数分の１の周波数の源搬送波信号が生成され、これが分配器９２で２つに分配される。分配器９２で分配された一方の源搬送波信号は、周波数逓倍器９３で搬送波の周波数まで高められて変調器９４に出力される。変調器９４では、搬送波が変調されて高周波送信信号が生成され、合成器９５に出力される。

また、分配器９２で分配された他方の源搬送波信号は、変調器９４から漏出した搬送波をキャンセルするのに用いられる。他方の源搬送波信号は、周波数逓倍器９６で搬送波の周波数まで高められ、１８０°位相器９７で位相が１８０°変更される。さらに、１８０°位相器９７から出力される信号のレベルを、変調器９４からの搬送波のリーク信号を好適にキャンセルできるようにレベル調整器９８で調整する。

特開２００１−２４６０１号公報

発振器で生成された搬送波をスイッチ等でパルス変調してパルス波を出力する信号生成装置の基本的な構成を図４に示す。同図に示す信号生成装置２０は、所定周波数の搬送波を発振器１０で生成し、これをスイッチとして機能する高周波増幅器２１で所定の時間幅だけオンすることでパルス波を生成する。生成されたパルス波は、例えば送信信号として送信アンテナ１１から空間に放射される。このような信号生成装置２０では、高周波増幅器２１をオンにしたときだけ搬送波を通過させてパルス波を生成し、高周波増幅器２１をオフにしたときは搬送波を通過させないようにしている。

オフ状態にしたときは搬送波を完全に通過させない理想的なスイッチ（高周波増幅器を含む）を用いてパルス波を生成したときの、理想的なパルス波を図５に示す。同図（ａ）は理想的なパルス波の時間波形を示し、同図（ｂ）は周波数スペクトルを示している。理想的なパルス波では、図５（ａ）に示すように、パルス波が出力される期間以外に搬送波のリーク信号が出現することは全くない。その結果、図５（ｂ）に示す周波数スペクトルでも、搬送波の周波数にキャリアリークが現れることはない。

一方、実際に使用されているスイッチは、搬送波を完全に通過させないようにすることは難しく、スイッチのオン／オフ比が十分高くないときは、オフにしても搬送波のリーク信号が現れる。オン／オフ比が十分高くないスイッチを用いて生成したパルス波の一例を図６に示す。同図（ａ）はパルス波の時間波形を示し、同図（ｂ）は周波数スペクトルを示している。オン／オフ比が十分でないスイッチを用いて生成したパルス波は、図６（ａ）に示すように、パルス波が出力される期間以外で搬送波のリーク信号が現れている。その結果、図６（ｂ）に示す周波数スペクトルでも、搬送波の周波数にキャリアリーク（符号Ｐ１で示す）が出現している。

オン／オフ比が十分高くないスイッチを多段に接続して生成したパルス波の一例を図７に示す。同図は、オン／オフ比が低いスイッチを、１段だけ用いたとき（同図（ａ））、同じスイッチを２段接続したとき（同図（ｂ））、及び３段接続したとき（同図（ｃ））、のそれぞれのパルス波の時間波形（同図左側）及び周波数スペクトル（同図右側）を示している。ここでは、スイッチ１段あたりのオン／オフ比を３０ｄＢとし、２段接続したときのオン／オフ比を６０ｄＢ、及び３段接続したときのオン／オフ比を９０ｄＢとしている。

図７（ａ）に示すように、オン／オフ比が低いスイッチを１段だけ用いたときは比較的大きな搬送波のリーク信号が生じ、周波数スペクトルでも搬送波の周波数に高いキャリアリークが現れてしまう。これに対し、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、スイッチの段数を増やすに伴って、キャリアリークが大幅に低減されるようになる。しかしながら、スイッチの段数を増やすと装置が大型化するとともに、各スイッチのスイッチングのタイミングを好適に調整するのが難しいといった問題があった。

また、特許文献１に記載のキャリアリークをキャンセルさせる回路では、変調器９４からのキャリアリークを好適にキャンセルできるように、位相が１８０°変更された信号のレベルをレベル調整器９８で調整するのが難しいといった問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でキャリアリークを低減することが可能な信号生成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の信号生成装置の第１の態様は、発振器で生成された所定周波数の搬送波をパルス変調してパルス波を出力する信号生成装置であって、前記発振器から前記搬送波を入力して２つに分配する分配部と、前記分配部の一方の出力端に接続されて分配された一方の搬送波を通過／遮断するためにオン／オフする第１スイッチング部と、前記分配部の他方の出力端に接続されて分配された他方の搬送波を通過／遮断するためにオン／オフする第２スイッチング部と、前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部とに接続されてそれぞれから入力した信号を合成して前記パルス波を出力する合成部と、を備え、前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部とは等しいオン／オフ比を有し、前記分配部から前記第１スイッチング部を通過して前記合成部から出力される信号と、前記分配部から前記第２スイッチング部を通過して前記合成部から出力される信号とが、１８０°の位相差を有しており、前記パルス波を出力するときは、前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部のいずれか一方のみをオンにする ことを特徴とする。

本発明の信号生成装置の他の態様は、前記分配部と前記合成部との間の２つの伝送線路のうち、前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部のいずれか一方が接続された前記伝送線路に１８０°位相器が接続されており、前記分配部は、入力した信号を同位相で分配し、前記合成部は、前記第１スイッチング部側から入力した信号と前記第２スイッチング部側から入力した信号との間の位相差を変えずに合成することを特徴とする。

本発明の信号生成装置の他の態様は、前記分配部と前記合成部との間の２つの伝送線路は、前記１８０°位相器を除いて電気的に等しい長さを有していることを特徴とする。

本発明の信号生成装置の他の態様は、前記１８０°位相器は、前記分配部と前記第１スイッチング部または前記第２スイッチング部との間に接続されていることを特徴とする。

本発明の信号生成装置の他の態様は、前記分配部は、前記発振器から入力した搬送波を９０°の位相差を加えて分配する９０°カプラであり、前記合成部は、前記第１スイッチング部から入力した信号と前記第２スイッチング部から入力した信号との間に９０°の位相差を加えて合成する別の９０°カプラであり、前記合成部は、前記第１スイッチング部から入力した信号と前記第２スイッチング部から入力した信号との間の９０°の位相差にさらに９０°の位相差を加えて合成することを特徴とする。

本発明の信号生成装置の他の態様は、前記分配部と前記合成部との間の２つの伝送線路は、電気的に等しい長さを有していることを特徴とする。

本発明の信号生成装置の他の態様は、前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部は、所定期間ごとに交替して前記パルス波を出力するためにオンにされることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成でキャリアリークを低減することが可能な信号生成装置を提供することができる。また、キャリアリークの低減効果が経年劣化により変化してくることを回避できる。

本発明の第１実施形態に係る信号生成装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の信号生成装置で生成されるパルス波の時間波形図及び周波数スペクトル図である。 第１実施形態の信号生成装置の動作を説明するためのパルス波の時間波形図及び周波数スペクトル図である。 信号生成装置の基本構成を説明するためのブロック図である。 理想的なスイッチを用いて生成したパルス波の時間波形図及び周波数スペクトル図である。 オン／オフ比が十分でないスイッチを用いて生成したパルス波の時間波形図及び周波数スペクトル図である。 スイッチを多段に接続して生成したパルス波の時間波形図及び周波数スペクトル図である。 シールドケースを備えた第１実施形態の信号生成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る信号生成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る信号生成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る信号生成装置の構成を示すブロック図である。 従来の信号生成装置の概略構成を示すブロック図である。

本発明の好ましい実施の形態における信号生成装置について、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。

（第１実施形態）
本発明の信号生成装置は、上記のキャリアリークを簡単な構成で低減できるように構成されている。本発明の第１の実施形態に係る信号生成装置を、図１を用いて以下に説明する。図１は、本実施形態の信号生成装置１００の構成を示すブロック図である。本実施形態のパルスレーダ装置１００は、分配器１０１と第１スイッチング部１０２と第２スイッチング部１０３と１８０°位相器１０４と合成器１０５と、を備えている。第１スイッチング部１０２及び第２スイッチング部１０３として、ここでは高周波増幅器を用いており、高周波増幅器へのバイアス電源をオン／オフすることで、スイッチング動作を実現している。以下ではそれぞれを高周波増幅器１０２、１０３とする。これに限定されず、第１スイッチング部及び第２スイッチング部としてスイッチを用いてもよい。

図１（ａ）と図１（ｂ）とでは、高周波増幅１０３と１８０°位相器１０４との接続順序が異なっており、同図（ａ）では高周波増幅１０３の後に１８０°位相器１０４が接続されているのに対し、同図（ｂ）では高周波増幅１０３の前に１８０°位相器１０４が接続されている。１８０°位相器１０４は、高周波増幅１０３の前後の何れに接続してもよく、ともにキャリアリークを好適に低減することができる。以下では、図１（ａ）に示す構成の信号生成装置１００を中心に説明する。

分配器１０１は、発振器１０で生成された所定周波数の搬送波を入力し、これを２つに分配して出力する。一方の高周波増幅器１０２は、分配器１０１の一方の出力端から出力される一方の搬送波を入力し、パルス波を出力するときはオンにして搬送波を通過させ、それ以外のときはオフにして搬送波を遮断する。これに対し、他方の高周波増幅器１０３は、分配器１０１の他方の出力端に接続されているが、常時オフにして他方の搬送波を遮断している。

高周波増幅器１０２と１０３は、ともに同じオン／オフ比を有するものを用いている。また、それぞれのオン／オフ比は、十分に高くないものを用いることも可能である。その結果、それぞれがオフ状態のとき、搬送波がリークしている。すなわち、高周波増幅器１０２は、パルス波を出力していないときは搬送波がリークしており、高周波増幅器１０３は常時搬送波がリークしている。１８０°位相器１０４は、高周波増幅器１０３からリークする搬送波を入力し、その位相を１８０°ずらして逆相の搬送波のリーク信号を出力する。

合成器１０５は、高周波増幅器１０２からの出力信号と高周波増幅器１０３からの出力信号とを入力し、これを合波して出力する。分配器１０１から高周波増幅器１０２を経由して合成器１０５に至る伝送線路と、分配器１０１から高周波増幅器１０３を経由して合成器１０５に至る伝送線路とでは、１８０°位相器１０４を除いて電気的に等しい長さを有するように構成している。これにより、分配器１０１で分配された２つの搬送波は、１８０°位相器１０４を除いて、両者の間に位相差が生じないようにしている。

その結果、高周波増幅器１０２から入力されるキャリアリークと、高周波増幅器１０３から１８０°位相器１０４を経由して入力されるキャリアリークとは、１８０°位相器１０４で１８０°ずらした位相差分だけ位相が異なって合成器１０５に入力される。合成器１０５において、高周波増幅器１０２側から入力する搬送波のリーク信号と高周波増幅器１０３側から入力する逆相の搬送波のリーク信号とを合波することで、搬送波のリーク信号が相互にキャンセルされて、キャリアリークの出力レベルが大幅に低減される。

なお、高周波増幅器１０２がオンのときにはパルス波が合成器１０５に出力され、合成器１０５で高周波増幅器１０３側から入力した逆相の搬送波のリーク信号と合波されるが、搬送波のリーク信号のレベルはパルス波の振幅に比べて十分小さいことから、その影響を無視することができる。

本実施形態の信号生成装置１００で生成されたパルス波の一例を図２に示す。同図（ａ）はパルス波の時間波形を示し、同図（ｂ）は周波数スペクトルを示している。高周波増幅器１０２、１０３は、図４に示すような従来の構成のスイッチ２１として用いられたときは、図６に示すようなパルス波を生成するものとする。これに対し、本実施形態の信号生成装置１００では、図２（ａ）に示すように、高周波増幅器１０２側から出力される搬送波のリーク信号Ｃ１と高周波増幅器１０３側から出力される逆相の搬送波のリーク信号Ｃ２とがキャンセルされることで、図６（ｂ）で出現していた搬送波の周波数におけるキャリアリークＰ１が、図２（ｂ）に示す逆相のキャリアリークＰ２とキャンセルされることで、キャリアリークを大幅に低減することができる。

本実施形態の信号生成装置１００でキャリアリークが低減される過程を、図３に示すシミュレーション結果を用いて詳細に説明する。図３（ａ）は、パルス波を出力する高周波増幅器１０２からの出力信号の時間波形（同図左側、以下同様）及び周波数スペクトル（同図右側、以下同様）を示している。時間波形において、パルス波が出力されていない期間に搬送波のリーク信号が出現しており、周波数スペクトルにも高いキャリアリークが見られる。図３（ｂ）は、常時オフ状態にある高周波増幅器１０３から出力されて１８０°位相器１０４で逆相にされた搬送波のリーク信号の時間波形及び周波数スペクトルを示している。周波数スペクトルでは、搬送波のリーク信号が高いピークとして出現している。

図３（ｃ）は、合成部１０５において、図３（ａ）に示す信号と図３（ｂ）に示す信号とを合波して出力する信号の時間波形及び周波数スペクトルを示している。高周波増幅器１０２から入力する信号と、高周波増幅器１０２から１８０°位相器１０４を経由して入力する逆相の信号とを合波することで、キャリアリークが大幅に低減されている。さらに、合成部１０５から出力される信号を、所望の周波数帯だけを通過させるバンドパスフィルタを通過させたときの時間波形及び周波数スペクトルを図３（ｄ）に示す。ここでは、所望の周波数帯で形成された好適なパルス波が示されている。

本実施形態の信号生成装置１００において、キャリアリークを好適に低減できるようにするには、合成部１０５に入力される２つの信号が高精度に逆相となっており、かつ両者のレベルができるだけ一致しているのが好ましい。そのためには、分配部１０２で分配され合成部１０５で合成されるまでの２つの伝送線路を、電気的に長さを等しくするとともに、両者の配置の対称性が保たれているのがよい。対称性を高めることにより、２つの伝送線路が周囲から受けるノイズの影響を同程度とすることができ、２つの伝送線路の間でノイズの影響による差が生じにくくなる。

また、上記２つの伝送線路に対するノイズ等の外乱に対して、できるだけシールド性を高めるのが好ましい。２つの伝送線路のシールド性を高めるために、高周波半導体１０２、１０３及び１８０°位相器１０４を含む２つの伝送線路全体を、図８に示すように、シールドケース１１０で覆うのがよい。これにより、外部からのノイズの混入を防止することができる。

キャリアリークを低減するためには、合成部１０５に入力される２つの搬送波のリーク信号のレベルができるだけ一致しているのが好ましい。しかしながら、本実施形態の信号生成装置１００では、高周波増幅器１０２と１０３とでその動作が異なっているため、時間の経過とともに両者の特性が異なってくるおそれがある。すなわち、高周波増幅器１０２と１０３のそれぞれの経年劣化が異なってくるために、それぞれの搬送波のリーク信号のレベルも異なってくるおそれがある。

そこで、高周波増幅器１０２と１０３の動作を固定化せず、両者の動作を適宜交替させて用いるのが好ましい。例えば、一定期間、高周波増幅器１０２をパルス波の生成に用い、高周波増幅器１０３を常時オフにして用いると、次の一定期間では、高周波増幅器１０３をパルス波の生成に用い、高周波増幅器１０２を常時オフにして用いるようにする。これにより、高周波増幅器１０２と１０３は、平均的にほぼ同一期間だけオンに動作されたことになり、ほぼ同等の経年劣化を有することになる。その結果、経年劣化に伴う搬送波のリーク信号のレベルもほぼ同等に変化することになり、搬送波のリーク信号と好適にキャンセルされる逆相の搬送波のリーク信号を生成することができる。これにより、キャリアリークの低減効果が経年劣化により変化してくることを回避できる。

高周波増幅器１０３を用いてパルス波を生成する場合、搬送波が１８０°位相器１０４を通過するため逆相のパルス波が生成される。しかしながら、送信信号として送信アンテナ１１から空間に放射されるパルス波では、位相が逆相であっても問題とはならない。一方、図１（ａ）に示すように、高周波増幅器１０３の後段に１８０°位相器１０４が接続されている場合には、高周波増幅器１０３で生成されたパルス波を逆相にすることになり、パルス波が広帯域の場合には、パルス波が１８０°位相器の周波数特性の影響を受けるおそれがある。

これに対し、図１（ｂ）に示す信号生成装置１００の構成では、１８０°位相器１０４が高周波増幅器１０３の前段にあることから、搬送波を逆相にしたのち高周波増幅器１０３でパルス波を生成することになる。搬送波を逆相にする場合には、周波数が一定であるため１８０°位相器の周波数特性の影響を受けることはほとんどない。よって、パルス波を生成する高周波増幅器を、１０２と１０３との間で適宜交替させて用いる場合には、図１（ｂ）の構成の信号生成装置１００を用いるのが好ましい。

本実施形態の信号生成装置１００では、簡単な構成で相互に逆相の２つの搬送波のリーク信号を生成し、両者をキャンセルさせることでキャリアリークのレベルを大幅に低減することが可能となっている。本実施形態では、高周波増幅器を２つ用いているが、パルス波の生成に一方のみを用い、他方を常時オフとしていることから、消費電力を増大させることもない。

（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る信号生成装置を、図９を用いて以下に説明する。図９は、本実施形態の信号生成装置２００の構成を示すブロック図である。本実施形態のパルスレーダ装置２００は、第１実施形態の分配器１０１及び合成器１０５に代えて９０°カプラ２０１、２０５を備えている。９０°カプラ２０１、２０５は、入力した信号の位相を変化させずに出力する接続端と、入力した信号の位相を９０°変化させて出力する接続端とを有しており、本実施形態ではこれらを組み合わせることにより、１８０°位相器１０４を不要としている。

９０°カプラ２０１は、一方に発振器１０に接続された接続端２０１ａと接地された接続端２０１ｂを有し、他方に高周波増幅器１０２に接続された接続端２０１ｃと高周波増幅器１０３に接続された接続端２０１ｄを有している。また、９０°カプラ２０５は、一方に送信アンテナ１１に接続された接続端２０５ａと接地された接続端２０５ｂを有し、他方に高周波増幅器１０２に接続された接続端２０５ｃと高周波増幅器１０３に接続された接続端２０５ｄを有している。接続端２０１ｃ、２０５ｃは、位相を変化させずに信号を入力または出力するのに対し、接続端２０１ｄ、２０５ｄは、位相を９０°変化させて信号を入力または出力する。

図９において、高周波増幅器１０２は、９０°カプラ２０１、２０５のそれぞれ位相を変化させない接続端２０１ｃ、２０５ｃに接続されている。また、高周波増幅器１０３は、９０°カプラ２０１、２０５のそれぞれ位相を９０°変化させる接続端２０１ｄ、２０５ｄに接続されている。これにより、９０°カプラ２０１で分配されて接続端２０１ｃから出力される信号と接続端２０１ｄから出力される信号との間で、９０°の位相差が生じている。本実施形態の信号生成装置２００でも、９０°カプラ２０１と２０５との間の２つの伝送線路の電気的な長さを等しくしており、２つの伝送線路を伝送する信号は位相差９０°のまま９０°カプラ２０５に入力される。

９０°カプラ２０１の接続端２０１ｃから出力されて高周波増幅器１０２を通過した信号は、接続端２０５ｃから位相を変えずに９０°カプラ２０５に入力される。これに対し、９０°カプラ２０１の接続端２０１ｄから出力されて高周波増幅器１０３を通過した信号は、接続端２０５ｄから位相を再び９０°変化させて９０°カプラ２０５に入力される。これにより、９０°カプラ２０５では、接続端２０５ｃから入力した信号と接続端２０５ｄから入力した信号との間で１８０°の位相差が生じることになり、２つの信号を逆相で合波して出力端２０５ａから出力する。よって、９０°カプラ２０５に入力される２つの信号が、レベルがほぼ等しい搬送波のリーク信号と逆相の搬送波のリーク信号のときは、合波されてキャンセルされることになり、キャリアリークのレベルが大幅に低減される。

本実施形態の信号生成装置２００では、９０°カプラ２０１、２０５を用いることで１８０°位相器を不要とすることができ、構成をさらに簡素化することができる。本実施形態においても、外乱等の影響を低減するために、２つの９０°カプラ２０１、２０５間の２つの伝送線路にシールドケースを用いて遮蔽するのが好ましい。また、高周波増幅器１０２、１０３の経年劣化により、それぞれのオン／オフ比に差が生じるのを防止するために、適宜交替してパルス波の生成に用いるのがよい。

（第３実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る信号生成装置を、図１０を用いて以下に説明する。図１０は、本実施形態の信号生成装置３００の構成を示すブロック図である。本実施形態のパルスレーダ装置３００は、第１実施形態の分配器１０１に代えて１８０°カプラ３０１、を備えている。１８０°カプラ３０１は、入力した信号の位相を変化させずに出力する接続端と、入力した信号の位相を１８０°変化させて出力する接続端とを有しており、本実施形態ではこれらを組み合わせることにより、１８０°位相器１０４を不要としている。

１８０°カプラ３０１は、一方に発振器１０に接続された接続端３０１ａと接地された接続端３０１ｂを有し、他方に高周波増幅器１０２に接続された接続端３０１ｃと高周波増幅器１０３に接続された接続端３０１ｄを有している。接続端３０１ｃは、位相を変化させずに信号を出力するのに対し、接続端３０１ｄは、位相を１８０°変化させて信号を出力する。

図１０において、高周波増幅器１０２は、１８０°カプラ３０１の位相を変化させない接続端３０１ｃと合成器１０５に接続されている。また、高周波増幅器１０３は、１８０°カプラ３０１の位相を１８０°変化させる接続端３０１ｄと合成器１０５に接続されている。これにより、１８０°カプラ３０１で分配されて接続端３０１ｃから出力される信号と接続端３０１ｄから出力される信号との間で、１８０°の位相差が生じている。本実施形態の信号生成装置３００でも、１８０°カプラ３０１と合成器１０５との間の２つの伝送線路の電気的な長さを等しくしており、２つの伝送線路を伝送する信号は位相差１８０°のまま合成器１０５に入力される。

１８０°カプラ３０１の接続端３０１ｃから出力されて高周波増幅器１０２を通過した信号は、位相を変えずに合成器１０５に入力される。また、１８０°カプラ３０１の接続端３０１ｄから出力されて高周波増幅器１０３を通過した信号は、位相を変えずに合成器１０５に入力される。これにより、合成器１０５では、高周波増幅器１０２を通過して入力した信号と高周波増幅器１０３を通過して入力した信号との間で１８０°の位相差が生じることになり、２つの信号を逆相で合波して出力する。よって、合成器１０５に入力される２つの信号が、レベルがほぼ等しい搬送波のリーク信号と逆相の搬送波のリーク信号のときは、合波されてキャンセルされることになり、キャリアリークのレベルが大幅に低減される。

本実施形態の信号生成装置３００では、１８０°カプラ３０１を用いることで１８０°位相器を不要とすることができ、構成をさらに簡素化することができる。本実施形態においても、外乱等の影響を低減するために、１８０°カプラ３０１と合成器１０５間の２つの伝送線路にシールドケースを用いて遮蔽するのが好ましい。また、高周波増幅器１０２、１０３の経年劣化により、それぞれのオン／オフ比に差が生じるのを防止するために、適宜交替してパルス波の生成に用いるのがよい。

（第４実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る信号生成装置を、図１１を用いて以下に説明する。図１１は、本実施形態の信号生成装置４００の構成を示すブロック図である。本実施形態のパルスレーダ装置４００は、第１実施形態の合成器１０５に代えて１８０°カプラ４０５を備えている。１８０°カプラ４０５は、入力した信号の位相を変化させずに出力する接続端と、入力した信号の位相を１８０°変化させて出力する接続端とを有しており、本実施形態ではこれらを組み合わせることにより、１８０°位相器１０４を不要としている。

１８０°カプラ４０５は、一方に送信アンテナ１１に接続された接続端４０５ａと接地された接続端４０５ｂを有し、他方に高周波増幅器１０２に接続された接続端４０５ｃと高周波増幅器１０３に接続された接続端４０５ｄを有している。接続端４０５ｃは、位相を変化させずに信号を入力または出力するのに対し、接続端４０５ｄは、位相を１８０°変化させて信号を入力または出力する。

図１１において、高周波増幅器１０２は、分配器１０１と１８０°カプラ４０５の位相を変化させない接続端４０５ｃに接続されている。また、高周波増幅器１０３は、分配器１０１と１８０°カプラ４０５の位相を１８０°変化させる接続端４０５ｄに接続されている。これにより、分配器１０１で分配されて出力される二つの信号の間に位相差が生じていない。本実施形態の信号生成装置４００でも、分配器１０１と１８０°カプラ４０５との間の２つの伝送線路の電気的な長さを等しくしており、２つの伝送線路を伝送する信号は位相差がない状態のまま１８０°カプラ４０５に入力される。

分配器１０１から出力されて高周波増幅器１０２を通過した信号は、接続端４０５ｃから位相を変えずに１８０°カプラ４０５に入力される。これに対し、分配器１０１の接続端から出力されて高周波増幅器１０３を通過した信号は、接続端４０５ｄから位相１８０°変化させて１８０°カプラ４０５に入力される。これにより、１８０°カプラ４０５では、接続端４０５ｃから入力した信号と接続端４０５ｄから入力した信号との間で１８０°の位相差が生じることになり、２つの信号を逆相で合波して出力端４０５ａから出力する。よって、１８０°カプラ４０５に入力される２つの信号が、レベルがほぼ等しい搬送波のリーク信号と逆相の搬送波のリーク信号のときは、合波されてキャンセルされることになり、キャリアリークのレベルが大幅に低減される。

本実施形態の信号生成装置４００では、１８０°カプラ４０５を用いることで１８０°位相器を不要とすることができ、構成をさらに簡素化することができる。本実施形態においても、外乱等の影響を低減するために、分配器１０１と１８０°カプラ４０５間の２つの伝送線路にシールドケースを用いて遮蔽するのが好ましい。また、高周波増幅器１０２、１０３の経年劣化により、それぞれのオン／オフ比に差が生じるのを防止するために、適宜交替してパルス波の生成に用いるのがよい。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る信号生成装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における信号生成装置の細部構成及び詳細な動作などに関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１０ 発振器
１１ 送信アンテナ
２０、１００ 信号生成装置
２１、１０２、１０３ 高周波増幅器
１０１ 分配器
１０４ １８０°位相器
１０５ 合成器
２０１、２０５ ９０°カプラ２０１、２０５
３０１ １８０°カプラ３０１
４０５ １８０°カプラ４０５

Claims (7)

1. 発振器で生成された所定周波数の搬送波をパルス変調してパルス波を出力する信号生成装置であって、
   前記発振器から前記搬送波を入力して２つに分配する分配部と、
   前記分配部の一方の出力端に接続されて分配された一方の搬送波を通過／遮断するためにオン／オフする第１スイッチング部と、
   前記分配部の他方の出力端に接続されて分配された他方の搬送波を通過／遮断するためにオン／オフする第２スイッチング部と、
   前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部とに接続されてそれぞれから入力した信号を合成して前記パルス波を出力する合成部と、を備え、
   前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部とは等しいオン／オフ比を有し、
   前記分配部から前記第１スイッチング部を通過して前記合成部から出力される信号と、前記分配部から前記第２スイッチング部を通過して前記合成部から出力される信号とが、１８０°の位相差を有しており、
   前記パルス波を出力するときは、前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部のいずれか一方のみをオンにする
   ことを特徴とする信号生成装置。
2. 前記分配部と前記合成部との間の２つの伝送線路のうち、前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部のいずれか一方が接続された前記伝送線路に１８０°位相器が接続されており、
   前記分配部は、入力した信号を同位相で分配し、
   前記合成部は、前記第１スイッチング部側から入力した信号と前記第２スイッチング部側から入力した信号との間の位相差を変えずに合成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号生成装置。
3. 前記分配部と前記合成部との間の２つの伝送線路は、前記１８０°位相器を除いて電気的に等しい長さを有している
   ことを特徴とする請求項２に記載の信号生成装置。
4. 前記１８０°位相器は、前記分配部と前記第１スイッチング部または前記第２スイッチング部との間に接続されている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の信号生成装置。
5. 前記分配部は、前記発振器から入力した搬送波を９０°の位相差を加えて分配する９０°カプラであり、
   前記合成部は、前記第１スイッチング部から入力した信号と前記第２スイッチング部から入力した信号との間に９０°の位相差を加えて合成する別の９０°カプラであり、
   前記合成部は、前記第１スイッチング部から入力した信号と前記第２スイッチング部から入力した信号との間の９０°の位相差にさらに９０°の位相差を加えて合成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号生成装置。
6. 前記分配部と前記合成部との間の２つの伝送線路は、電気的に等しい長さを有している
   ことを特徴とする請求項５に記載の信号生成装置。
7. 前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部は、所定期間ごとに交替して前記パルス波を出力するためにオンにされる
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の信号生成装置。

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