JP4158831B2 - Fet増幅器、パルス変調モジュール、およびレーダ装置 - Google Patents
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Description
ところが、従来の増幅器ではFETのゲートバイアス電圧が常時負電圧状態であるので、FETから十分な振幅のミリ波信号を出力することができない。
一方、反転増幅器に正の直流定電圧とHi状態のゲートバイアス制御信号に対応した状態信号の所定の電圧とが入力された場合に、ピンチオフ電圧よりも低い負のゲートバイアス電圧が発生してFETがOFF状態となる。ここで、反転入力部に入力されるゲートバイアス制御信号に対応した所定の電圧は電源電圧変動の影響を受けて変化するため、反転増幅器から出力されるゲートバイアス電圧もこの変化に応じて変化する。しかし、ゲートバイアス電圧をFETのピンチオフ電圧よりも十分低い値に設定することで多少電源電圧が変動してもFETのOFF動作には影響を与えない。
[図2]第2の実施形態に係るレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。
2−ゲートバイアス制御信号入力回路
3−インバータ回路
4−反転増幅回路
5−FET
6−変調信号出力端子
7−高周波信号入力回路
10−駆動電圧入力端子
100−信号処理回路
101−発振器
102−逓倍器
103−増幅器
103A−初段増幅部
103B−終段増幅部
104−サーキュレータ
105−アンテナ
106−ミキサ
図1は本実施形態に係るパルス変調モジュールの回路図である。
図1に示すように、パルス変調モジュールのデプレッション型FET5のゲートには、高周波信号入力回路7と、インダクタL1を介して反転増幅器4の出力部とに導通している。また、FET5のソースは接地し、ドレインは高周波信号出力回路8を介して変調信号出力端子6に導通している。
定電圧回路1の入力部は抵抗素子R1を介して駆動電圧入力端子10に導通しており、定電圧回路1は、入力部と接地との間に入力部側をカソードとして接続されたツェナーダイオードZDと、該ツェナーダイオードZDに並列接続された抵抗素子R2、R3の直列回路とから構成されている。そして、抵抗素子R2と抵抗素子R3との接続点が定電圧回路1の出力部に相当する。
駆動電圧入力端子10にツェナーダイオードZDのブレークダイン電圧VZDより高電圧の駆動電圧信号Vccが入力されると、この駆動電圧信号Vccは抵抗素子R1を介して定電圧回路1に入力される。定電圧回路1に駆動電圧信号Vccが印加されると、抵抗素子R1には所望の電流が流れ、ツェナーダイオードZDには駆動電圧信号Vccからの電流と抵抗素子R1の抵抗値に応じた電圧降下を引いた電流が加わる。ツェナーダイオードZDは、ツェナーダイオードZDに流れる電流が変化してもツェナーダイオードZDの両端の電圧が一定である特性を持っているため、この回路では、抵抗素子R2と抵抗素子R3との直列回路には正の一定電圧であるブレークダウン電圧VZDが印加される。そして、抵抗素子R2と抵抗素子R3とによりブレークダウン電圧VZDが分圧されて、定電圧回路1からは所望の正の直流定電圧信号が出力される。この正の直流定電圧信号は抵抗素子R4を介して反転増幅器4の非反転入力部、すなわちオペアンプOPの非反転入力端子に入力される。
ここで、VDは定電圧回路1の構成により設定され、Vconはインバータ回路3の構成により設定される。このため、これら電圧値と抵抗素子R5,R6の抵抗値とを所定値に設定することにより、Hi状態とLow状態とに対応したゲートバイアス電圧とを設定することができる。
一方、FET5のゲートに高周波信号入力回路7から高周波信号が入力されていても、Low状態のゲートバイアス制御信号が入力されている場合にはFET5はON動作せず、高周波信号を変調信号出力端子6に出力しない。
このように、FET5は、ゲートバイアス制御信号のHi/Low状態の変位によりON/OFF的に高周波信号の振幅を制御することができ、高出力でパルス変調信号を変調信号出力端子6に出力することができる。
図2は本実施形態に係る振幅パルス変調方式のレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。
発振器101は、信号処理回路100から入力された変調信号に従い所望の一定周波数で発振して発振信号を逓倍器102に出力する。逓倍器102は入力された発振信号を所望の送信周波数になるように逓倍して、送信周波数信号を増幅器103に出力する。増幅器103は初段増幅部103Aと、終段増幅部103Bとからなる。初段増幅部103Aは入力された送信周波数信号を所定の振幅レベルまで増幅して、終段増幅部103Bとミキサ106とに出力する。終段増幅部103Bは信号処理回路100からのゲートバイアス制御データ信号に基づき、初段増幅部103Aから入力された送信周波数信号の振幅をON/OFF的に切り替えてパルス変調してサーキュレータ104に出力する。サーキュレータ104は入力されたパルス変調信号をアンテナ105に伝送し、アンテナ105はこのパルス変調信号を探知領域に放射する。アンテナ105は探知領域内の物標から反射された信号を受信して、この受信信号をサーキュレータ104に出力し、サーキュレータ104はこの受信信号をミキサ106に伝送する。ミキサ106は、サーキュレータ104から入力された受信信号と、増幅器103から入力された送信周波数信号とに基づき、受信信号の振幅に応じた検出信号を出力する。信号処理回路100は、入力された検出信号を所望の振幅レベルまで増幅し、AD変換して検出データを上位システムに出力する。また、信号処理回路100は自身が出力するゲートバイアス制御データ信号と入力された検出信号とから時間差を算出して検出された物標までの距離を算出し、距離算出データを上位システムに出力する。
Claims (4)
- ゲートバイアス制御回路からのゲートバイアス電圧に基づいて、ゲートに入力される高周波信号を増幅するFETを備えたFET増幅器において、
前記ゲートバイアス制御回路は、
正の直流定電圧信号を発生する定電圧回路と、
Hi状態とLow状態とをとる状態制御信号を出力する論理回路と、
前記定電圧回路からの正の直流定電圧信号を非反転入力部に入力し、前記論理回路からの前記状態制御信号を反転入力部に入力して、ゲートバイアス電圧を出力する反転増幅器と、を備えたことを特徴とするFET増幅器。 - 前記ゲートバイアス制御回路は、前記論理回路からの状態制御信号がLow状態の時に正のゲートバイアス電圧を発生し、前記論理回路からの状態制御信号がHi状態の時に負のゲートバイアス電圧を発生する請求項1に記載のFET増幅器。
- 請求項1または請求項2に記載のFET増幅器を備え、前記FETに入力される高周波信号を前記ゲートバイアス電圧に基づきパルス変調するパルス変調モジュール。
- 請求項3に記載のパルス変調モジュールを備え、該パルス変調モジュールで高周波信号をパルス変調してなるパルス変調信号を外部に送信し、物標からの反射信号を受信することで該物標の検知を行うレーダ装置。
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