JP5883285B2 - Radar receiver and radar apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、レーダ装置において、アンテナで受信された信号を検波するための受信機の構成に関する。   The present invention relates to a configuration of a receiver for detecting a signal received by an antenna in a radar apparatus.

レーダ装置は、マグネトロンから出力されるマイクロ波信号をアンテナから送信するとともに、ターゲット等によって反射した信号をアンテナで受信して、当該ターゲットの位置等を検出するように構成されている。ここで、アンテナに近い位置で反射した信号の強度は極めて強く、アンテナから遠い位置で反射した信号の強度は極めて微弱である。従って、アンテナ近傍を含む広い範囲のターゲットをレーダ装置で検出できるようにするためには、受信した信号を検波する受信機のダイナミックレンジが極めて広いことが要求される。   The radar apparatus is configured to transmit a microwave signal output from a magnetron from an antenna, and to receive a signal reflected by a target or the like by the antenna and detect the position or the like of the target. Here, the intensity of the signal reflected at a position close to the antenna is extremely strong, and the intensity of the signal reflected at a position far from the antenna is extremely weak. Therefore, in order to enable the radar apparatus to detect a wide range of targets including the vicinity of the antenna, it is required that the receiver has a very wide dynamic range for detecting the received signal.

ところが、信号を増幅するための増幅器等のダイナミックレンジには限界があり、制限を超えた信号が入力されると出力が飽和してしまう。このため、信号を検波するためのラインを一系統しか有さない従来の受信機では、ダイナミックレンジを広げるにも限界があった。   However, the dynamic range of an amplifier or the like for amplifying a signal has a limit, and when a signal exceeding the limit is input, the output is saturated. For this reason, the conventional receiver having only one line for detecting a signal has a limit in expanding the dynamic range.

この問題を解決するため、特許文献1は、受信した信号の強度を殆ど減衰させない主ラインと、減衰させる副ラインと、に分岐させたうえで、それぞれのラインで検波した後、両ラインの信号を合成する構成を開示している。特許文献1は、このように信号を分配することで、受信信号のレベルに応じた信号処理が可能になり、広ダイナミックレンジを実現できるとしている。また、特許文献2も同様の構成を開示している。   In order to solve this problem, Patent Document 1 divides the received signal strength into a main line that hardly attenuates the signal and a sub-line that attenuates the signal. The structure which synthesize | combines is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 states that by distributing signals in this way, signal processing according to the level of the received signal is possible, and a wide dynamic range can be realized. Patent Document 2 also discloses a similar configuration.

なお、このようなレーダ受信機においては、過大な信号が受信系に流れ込んで、当該受信系の増幅器等が破壊されてしまうおそれがある。このように過大な信号が受信系に流れ込む原因としては、大レベルの反射信号がレーダアンテナで受信された場合が考えられる。また、マグネトロンから出力される強力なマイクロ波信号がサーキュレータから受信系に直接漏洩したり、当該マイクロ波信号がレーダアンテナと導波管の間の不整合箇所で反射して受信系に流入したりする場合もある。   In such a radar receiver, there is a possibility that an excessive signal flows into the receiving system and the amplifier and the like of the receiving system are destroyed. As a cause of such an excessive signal flowing into the receiving system, a case where a reflected signal of a large level is received by the radar antenna can be considered. In addition, a powerful microwave signal output from the magnetron leaks directly from the circulator to the receiving system, or the microwave signal is reflected at the mismatched location between the radar antenna and the waveguide and flows into the receiving system. There is also a case.

そこで、このような過大な信号によって受信系が破壊されてしまうことを防ぐために、受信系の前段にリミッタが設けられる場合がある。このリミッタは、例えば図2に示すように、所定のスレッショルドThを超える信号レベルの入力信号を抑圧して出力するものである。過大な入力信号をリミッタによって抑圧することができるので、過大な信号によって受信系が破壊されてしまうことを防止できる。   Therefore, in order to prevent the reception system from being destroyed by such an excessive signal, a limiter may be provided at the front stage of the reception system. This limiter suppresses and outputs an input signal having a signal level exceeding a predetermined threshold Th, for example, as shown in FIG. Since an excessive input signal can be suppressed by the limiter, it is possible to prevent the reception system from being destroyed by the excessive signal.

特開2000−137071号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-137071 特開2008−215952号公報JP 2008-215952 A

上記のようなレーダ受信機において、受信系は、リミッタを通過した信号を検波することになる。従来のレーダ受信機はダイナミックレンジが狭かったため、リミッタが動作するような大レベルの信号は、受信機が飽和してしまうためリニアな検波ができなかった。しかし、特許文献1や特許文献2の構成を採用することにより、受信系のダイナミックレンジを飛躍的に拡大して、リミッタが動作するような大レベルの信号もリニアに検波することができるようになってきている。ところが、大レベルの信号が入力されてリミッタが動作すると、当該信号は抑圧され歪んでしまうことになる。   In the radar receiver as described above, the reception system detects the signal that has passed through the limiter. Since the dynamic range of the conventional radar receiver is narrow, a high level signal for operating the limiter cannot be detected linearly because the receiver is saturated. However, by adopting the configurations of Patent Document 1 and Patent Document 2, the dynamic range of the receiving system can be dramatically expanded so that a large level signal at which the limiter operates can be detected linearly. It has become to. However, if a limiter operates when a high-level signal is input, the signal is suppressed and distorted.

つまり、特許文献1や特許文献2の構成を採用したレーダ受信機の受信系は、大レベルの信号をリニアに検波できる性能を有しているにもかかわらず、このような大レベルの信号は、受信系に入力される前の段階でリミッタによって歪んでしまうために、結局はリニアな検波結果を得ることができない。このように、リミッタによって信号が歪んでしまうために、受信系の広いダイナミックレンジを十分に活かすことができていなかった。   That is, although the receiving system of the radar receiver adopting the configurations of Patent Document 1 and Patent Document 2 has a performance capable of linearly detecting a large level signal, such a large level signal is Since the signal is distorted by the limiter before being input to the receiving system, a linear detection result cannot be obtained after all. As described above, since the signal is distorted by the limiter, the wide dynamic range of the receiving system cannot be fully utilized.

そこで、受信系のダイナミックレンジの拡大に伴って、リミッタのスレッショルドも高めに設定することが考えられる。これにより、大レベルの信号も歪みにくくなる。ところが、リミッタのスレッショルドを引き上げてしまうと、マグネトロン等からの強力なマイクロ波信号をリミッタで十分に抑えることができなくなり、受信系に大きな電力が入って破壊の原因となる。   Therefore, it is conceivable that the threshold of the limiter is set higher with the expansion of the dynamic range of the receiving system. This makes it difficult to distort large level signals. However, if the threshold of the limiter is raised, a strong microwave signal from a magnetron or the like cannot be sufficiently suppressed by the limiter, and a large amount of power enters the receiving system, causing destruction.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、リミッタの信号抑圧量、漏洩電力の設定を変更せずに、レーダ受信機全体の飽和レベルを上げることにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to increase the saturation level of the entire radar receiver without changing the signal suppression amount of the limiter and the setting of leakage power.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.

本発明の観点によれば、以下の構成のレーダ受信機が提供される。即ち、このレーダ受信機は、リミッタと、第1検波部と、リミッタ超過補正部と、信号加算部と、を備える。前記リミッタは、所定の信号レベル未満の入力信号はそのまま出力信号として出力するとともに、前記所定の信号レベル以上の入力信号は抑圧した出力信号を出力する。前記第1検波部は、前記リミッタの出力信号を検波して第1検波信号を出力する。前記リミッタ超過補正部は、所定の信号レベル以上の入力信号が前記リミッタに入力された場合、当該抑圧された前記出力信号に基づく前記第1検波信号から、前記リミッタに前記所定のレベルの入力信号が入力されたときの出力信号に基づく前記第1検波信号を減算することで得られる差分信号を増幅した補正信号を出力する。前記信号加算部は、前記第1検波部の検波結果と前記補正信号とを加算する。 According to an aspect of the present invention, a radar receiver having the following configuration is provided. That is, the radar receiver includes a limiter, a first detection unit, a limiter excess correction unit, and a signal addition unit. The limiter outputs an input signal below a predetermined signal level as an output signal as it is, and outputs an input signal above the predetermined signal level as a suppressed output signal. The first detector detects the output signal of the limiter and outputs a first detection signal. The limiter excess correction unit, when an input signal of a predetermined signal level or higher is input to the limiter, the input signal of the predetermined level from the first detection signal based on the suppressed output signal to the limiter There outputs a correction signal obtained by amplifying the difference signal obtained by subtracting the first detection signal based on the output signal when inputted. The signal adding unit adds the detection result of the first detection unit and the correction signal.

即ち、スレッショルド(所定の信号レベル)を超える信号がリミッタに入力された場合、当該リミッタの出力信号のうち、前記スレッショルドを超えている部分は抑圧されてしまう。そこで上記のように、第1検波信号のうち、入力信号の信号レベルがスレッショルドを超えている部分である差分信号を取り出し、これを増幅した補正信号を前記第1検波部の検波結果に加算してやることにより、当該検波結果のリニアリティをある程度改善することができる。これにより、リミッタのスレッショルド等の設定を変えることなく、レーダ受信機のダイナミックレンジを拡大することができる。 That is, when a signal exceeding the threshold (predetermined signal level) is input to the limiter, a portion of the limiter output signal exceeding the threshold is suppressed. Therefore, as described above, a differential signal that is a portion where the signal level of the input signal exceeds the threshold is extracted from the first detection signal, and a correction signal obtained by amplifying the difference signal is added to the detection result of the first detection unit. As a result, the linearity of the detection result can be improved to some extent . As a result, the dynamic range of the radar receiver can be expanded without changing the setting of the limiter threshold or the like.

上記のレーダ受信機においては、前記抑圧による前記第1検波信号の信号レベルの低下分と、前記補正信号の信号レベルと、が略一致するように、前記リミッタ超過補正部における前記増幅率が設定されていることが好ましい。   In the radar receiver, the amplification factor in the limiter excess correction unit is set so that a reduction in the signal level of the first detection signal due to the suppression substantially matches the signal level of the correction signal. It is preferable that

これにより、リミッタの抑圧によって信号レベルが低下してしまった第1検波信号を、補正信号によって適切に補正することができる。   As a result, the first detection signal whose signal level has decreased due to the suppression of the limiter can be appropriately corrected with the correction signal.

上記のレーダ受信機は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、このレーダ受信機は、前記リミッタの出力信号を減衰して前記第1検波部に出力する減衰器と、前記リミッタの出力信号を検波して第2検波信号を出力する第2検波部を更に備える。前記第1検波部は減衰された前記リミッタの出力信号を検波した第1検波信号を出力する。   The radar receiver is preferably configured as follows. That is, the radar receiver includes an attenuator that attenuates the output signal of the limiter and outputs the attenuated signal to the first detector, and a second detector that detects the output signal of the limiter and outputs a second detected signal. In addition. The first detection unit outputs a first detection signal obtained by detecting the attenuated output signal of the limiter.

このように、信号を減衰させずに検波する第2検波部と、信号を減衰させて検波する第1検波部と、を別々に設けることにより、一系統の検波部で検波していた従来の受信機に比べてダイナミックレンジを拡大することができる。   In this way, by providing separately the second detection unit for detecting without attenuating the signal and the first detection unit for detecting by attenuating the signal, the conventional detection unit that has detected by one system of detection unit is provided. The dynamic range can be expanded compared to the receiver.

前記のレーダ受信機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第2検波部に入力される前記リミッタの出力信号の信号レベルが第1信号レベル以上の場合、前記第2検波部は一定の信号レベルの前記第2検波信号を出力する。信号レベルが第1信号レベルの前記リミッタの出力信号が前記第1検波部に入力された場合の前記第1検波信号の信号レベルを第2信号レベルとする。レーダ受信機は、減衰された前記第1検波信号から、信号レベルが前記第2信号レベル以上の部分を取り出すことで得られる処理済第1検波信号を前記第1検波部の検波結果として出力する波形処理部を更に備える。前記信号加算部は、前記第1検波部の検波結果と前記補正信号に更に前記第2検波信号を加算する。 The radar receiver preferably has the following configuration. That is, when the signal level of the output signal of the limiter input to the second detection unit is equal to or higher than the first signal level, the second detection unit outputs the second detection signal having a constant signal level. The signal level of the first detection signal when the output signal of the limiter whose signal level is the first signal level is input to the first detection unit is set as the second signal level. The radar receiver outputs a processed first detection signal obtained by extracting a portion having a signal level equal to or higher than the second signal level from the attenuated first detection signal as a detection result of the first detection unit. A waveform processing unit is further provided. The signal adding unit further adds the second detection signal to the detection result of the first detection unit and the correction signal.

このように、上記の第1検波部の検波結果と、第2検波信号と、補正信号と、を加算することにより、ダイナミックレンジが広く、しかもリミッタによる歪みを補正した検波結果を得ることができる。 As described above , by adding the detection result of the first detection unit , the second detection signal, and the correction signal, it is possible to obtain a detection result having a wide dynamic range and correcting distortion caused by the limiter. .

本発明の更に別の観点によれば、上記のレーダ受信機と、受信した高周波信号を前記レーダ受信機に出力するレーダアンテナと、前記レーダアンテナに対して高周波信号を印加する発振器と、を備えるレーダ装置が提供される。   According to still another aspect of the present invention, the radar receiver includes: a radar antenna that outputs a received high-frequency signal to the radar receiver; and an oscillator that applies a high-frequency signal to the radar antenna. A radar device is provided.

このレーダ装置は、発振器からの強信号によってレーダ受信機の各構成が破壊されてしまうことをリミッタによって防止しつつ、当該リミッタによる検波信号の歪みを補正することができる。   This radar apparatus can correct the distortion of the detection signal caused by the limiter while preventing each component of the radar receiver from being destroyed by the strong signal from the oscillator.

本発明の一実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention. リミッタの入力信号と出力信号の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the input signal and output signal of a limiter. 入力信号と、第2検波部が出力する第2検波信号と、の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between an input signal and the 2nd detection signal which a 2nd detection part outputs. 入力信号と、第1検波部が出力する第1検波信号と、の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between an input signal and the 1st detection signal which a 1st detection part outputs. 波形処理部における処理を模式的に示すグラフ。The graph which shows typically the process in a waveform process part. 処理済第1検波信号と、第2検波信号と、を加算した検波信号のグラフ。The graph of the detection signal which added the processed 1st detection signal and the 2nd detection signal. リミッタ超過補正部における処理を模式的に示すグラフ。The graph which shows typically the process in a limiter excess correction | amendment part. リミッタによる歪みを補正した補正後検波信号のグラフ。The graph of the detection signal after correction | amendment which correct | amended the distortion by a limiter.

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本実施形態のレーダ装置1は船舶に搭載される舶用レーダ装置であり、図1に示すように、レーダアンテナ2と、レーダ受信機3と、表示装置4と、発振器5と、を備えている。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The radar device 1 of this embodiment is a marine radar device mounted on a ship, and includes a radar antenna 2, a radar receiver 3, a display device 4, and an oscillator 5, as shown in FIG. .

レーダアンテナ2は、サーキュレータ6を介して、発振器5及びレーダ受信機3に接続されている。周知のように、レーダアンテナ2は、水平面内を所定の回転周期で360°回転駆動されるように構成されている。   The radar antenna 2 is connected to the oscillator 5 and the radar receiver 3 via the circulator 6. As is well known, the radar antenna 2 is configured to be rotated 360 ° in a horizontal plane with a predetermined rotation period.

発振器(具体的にはマグネトロン)5は、高周波のパルス信号を、所定の周期でレーダアンテナ2に印加するように構成されている。これにより、回転するレーダアンテナ2から所定の周期で高周波信号が送信される。レーダアンテナ2から送信された高周波信号は、周囲の物標等で反射して、レーダアンテナ2に受信される。受信された高周波信号は、受信機3に入力される。   The oscillator (specifically magnetron) 5 is configured to apply a high-frequency pulse signal to the radar antenna 2 at a predetermined period. Thereby, a high frequency signal is transmitted from the rotating radar antenna 2 at a predetermined cycle. The high frequency signal transmitted from the radar antenna 2 is reflected by a surrounding target or the like and received by the radar antenna 2. The received high frequency signal is input to the receiver 3.

レーダ受信機3は、リミッタ10と、周波数変換部11,12と、検波部13,14と、を備えている。   The radar receiver 3 includes a limiter 10, frequency conversion units 11 and 12, and detection units 13 and 14.

レーダアンテナ2からレーダ受信機3に入力された高周波信号は、まずリミッタ10に通される。リミッタ10は、大レベルの信号がレーダアンテナ2に受信された場合や、発振器5が出力する強力な高周波信号が受信機3に流入した場合などに、当該受信機3の各構成を過大な信号から保護するために設けられている。このリミッタ10への入力信号Liminの信号レベル[dBm]と、当該リミッタ10からの出力信号Limoutの信号レベル[dBm]と、の関係を、図2に例示する。 The high-frequency signal input from the radar antenna 2 to the radar receiver 3 is first passed through the limiter 10. The limiter 10 is configured so that each component of the receiver 3 is an excessive signal when a high level signal is received by the radar antenna 2 or when a strong high-frequency signal output from the oscillator 5 flows into the receiver 3. It is provided to protect from. The signal level [dBm] of the input signal Lim in to this limiter 10, output signal Lim out signal level [dBm] from the limiter 10, the relationship is illustrated in Figure 2.

図2に示すように、リミッタ10は、所定の信号レベル(スレッショルドTh)未満の信号レベルの入力信号Liminは、そのまま出力する。すなわち、Limin<Thのとき、Limout[dBm]=Limin[dBm]である。この場合、リミッタ10は動作していないと言える。 As shown in FIG. 2, the limiter 10 includes an input signal Lim in signal level below a predetermined signal level (threshold Th) is output as it is. That is, when Lim in <Th, Lim out [dBm] = Lim in [dBm]. In this case, it can be said that the limiter 10 is not operating.

一方、リミッタ10に対する入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドThを超えると、当該リミッタ10が動作して信号の抑圧(圧縮)が始まる。すなわち、Th≦LiminのときΔLimout[dB]=(1/X)ΔLimin[dB]となる。なお、ΔLimoutは、スレッショルドThからのLimoutの増加量、ΔLiminは、スレッショルドThからのLiminの増加量である。また、Xはリミッタ10の抑圧率であり、1以上の値をとる。このリミッタ10により、レーダ受信機3に過大な信号が入力されたときに、当該信号の信号レベルを抑圧して出力することができるので、当該リミッタ10よりも後段の構成を、過大な信号から保護することができる。 On the other hand, when the signal level of the input signal Lim in respect limiter 10 exceeds the threshold Th, the suppression of the signal the limiter 10 is operated (compressed) begins. That is, ΔThim out [dB] = (1 / X) ΔLim in [dB] when Th ≦ Lim in . It should be noted, ΔLim out is, increase the amount of Lim out from the threshold Th, ΔLim in is the increased amount of Lim in from the threshold Th. X is a suppression rate of the limiter 10 and takes a value of 1 or more. When an excessive signal is input to the radar receiver 3 by the limiter 10, the signal level of the signal can be suppressed and output. Therefore, a configuration subsequent to the limiter 10 can be configured from an excessive signal. Can be protected.

上記のようにしてリミッタ10を通過した高周波信号は、周波数変換部11,12において中間周波数に変換され、検波部13,14で検波される。高周波信号の検波結果は、表示装置4に出力される。   The high-frequency signal that has passed through the limiter 10 as described above is converted to an intermediate frequency by the frequency converters 11 and 12 and detected by the detectors 13 and 14. The detection result of the high frequency signal is output to the display device 4.

表示装置4は、信号処理部15と、カラー液晶ディスプレイ16と、を備えている。信号処理部15は、レーダ受信機3からの信号にフィルタリング・閾値処理の適宜の処理を施して、レーダ映像を生成するように構成されている。液晶ディスプレイ16は、信号処理部15が生成したレーダ映像を表示するように構成されている。   The display device 4 includes a signal processing unit 15 and a color liquid crystal display 16. The signal processing unit 15 is configured to generate a radar image by performing appropriate filtering / threshold processing on the signal from the radar receiver 3. The liquid crystal display 16 is configured to display a radar image generated by the signal processing unit 15.

続いて、レーダ受信機3の構成について説明する。   Next, the configuration of the radar receiver 3 will be described.

図1に示すように、本実施形態のレーダ受信機3は、2系統の検波部(第1検波部14及び第2検波部13)を備えている。そして、第1検波部14及び第2検波部13で別々に検波を行ったのち、両者の検波結果を信号加算部17において加算して出力するように構成されている。この構成は例えば特許文献1及び特許文献2に記載されているが、以下に詳しく説明する。   As shown in FIG. 1, the radar receiver 3 of the present embodiment includes two systems of detectors (a first detector 14 and a second detector 13). Then, the first detection unit 14 and the second detection unit 13 perform detection separately, and then the detection results of both are added by the signal addition unit 17 and output. This configuration is described in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2, and will be described in detail below.

本実施形態のレーダ受信機3は、リミッタ10の出力信号Limoutを2つのラインに分岐させる信号分岐部18を有している。ここで、信号分岐部18で分岐した2つのラインのうち、第1検波部14が配置されているライン(図1の下側のライン)を第1ライン、第2検波部13が配置されているライン(図1の上側のライン)を第2ラインと呼ぶ。 The radar receiver 3 of this embodiment has a signal branching unit 18 that branches the output signal Lim out of the limiter 10 into two lines. Here, of the two lines branched by the signal branching unit 18, the line where the first detection unit 14 is arranged (the lower line in FIG. 1) is the first line, and the second detection unit 13 is arranged. The line (the upper line in FIG. 1) is called the second line.

まず、第2検波部13が配置された第2ラインについて説明する。当該第2ラインにおいて、リミッタ10からの出力信号Limoutは、低雑音増幅器19によって増幅された後、第2周波数変換部11に入力される。 First, the second line where the second detector 13 is arranged will be described. In the second line, the output signal Lim out from the limiter 10 is amplified by the low noise amplifier 19 and then input to the second frequency converter 11.

第2周波数変換部11は、ミキサ21と、ローパスフィルタ22を備えている。低雑音増幅器19で増幅された出力信号Limoutは、ミキサ21において、局部発振器20が出力する局部発振器信号とミキシングされた後、ローパスフィルタ22によってイメージ周波数信号が除去されることにより、中間周波数信号にダウンコンバートされる。この中間周波数信号は、第2検波部13に入力される。なお、ローパスフィルタ22は省略しても良い。 The second frequency conversion unit 11 includes a mixer 21 and a low-pass filter 22. The output signal Lim out amplified by the low noise amplifier 19 is mixed with the local oscillator signal output from the local oscillator 20 in the mixer 21, and then the image frequency signal is removed by the low-pass filter 22, whereby the intermediate frequency signal Down converted. This intermediate frequency signal is input to the second detector 13. The low pass filter 22 may be omitted.

第2検波部13は、第2増幅器23と、第2対数検波器24と、を備えている。第2周波数変換部11からの中間周波数信号は、第2増幅器23で適宜増幅された後、第2対数検波器24に入力される。第2対数検波器24は、入力された信号を対数検波して、第2検波信号Det2を出力する。入力信号Liminの信号レベル[dBm]と、第2検波信号Det2[V]との関係を、図3に示す The second detector 13 includes a second amplifier 23 and a second logarithmic detector 24. The intermediate frequency signal from the second frequency converter 11 is appropriately amplified by the second amplifier 23 and then input to the second logarithmic detector 24. The second logarithmic detector 24 performs logarithmic detection on the input signal and outputs a second detection signal Det2. The signal level [dBm] of the input signal Lim in, the relationship between the second detection signal Det2 [V], shown in Figure 3

第2検波部13は、低雑音増幅器19によって増幅された信号を検波しているので、入力信号Liminの信号レベルが極めて微弱な場合であっても、精度の良い検波が可能である。 The second detection unit 13, since the detection of the signal amplified by the low noise amplifier 19, even when the input signal Lim in signal level is very weak, and it is possible to accurate detection.

一方、図3からわかるように、入力信号Liminの信号レベルがAmpsat以上のときには、第2検波信号Det2が一定となってしまう。これは、入力信号Liminの信号レベルがAmpsat以上になると、第2増幅器23の出力が飽和してしまうためである。そこで、第2検波部13によってリニアに検波できる入力信号Liminの上限Ampsatを、当該第2検波部13の飽和入力レベル(第1信号レベル)と呼ぶ。このように、第2検波部13で入力信号Liminをリニアに検波できるのは、当該入力信号Liminの信号レベルが飽和入力レベルAmpsat未満の場合に限られる。 On the other hand, as can be seen from Figure 3, when the signal level of the input signal Lim in the above Amp sat, the second detection signal Det2 becomes constant. This is because when the signal level of the input signal Lim in becomes more Amp sat, the output of the second amplifier 23 is because is saturated. Therefore, the upper limit Amp sat input signal Lim in that the second detection unit 13 can detected linearly, referred to as the saturation input level of the second detection unit 13 (first signal level). Thus, the input signal Lim in the second detection unit 13 can detects linearly the signal level of the input signal Lim in is limited in the case of less than the saturation input level Amp sat.

以上で説明したように、第2検波部13は、入力信号Liminの信号レベルが小さい場合に、精度の良い検波が行えるように構成されている。 As described above, the second detection unit 13, when the signal level of the input signal Lim in small, and is configured to allow the accurate detection.

なお、リミッタ10のスレッショルドThは、第2検波部13の飽和入力レベルAmpsatよりは高くなるように設定されている。従って、入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドThを超えて、リミッタ10において信号が歪んでしまったとしても、このような大レベルの信号は第2検波部13では飽和してしまうために、前記歪んだ信号が第2検波部13の出力に影響を与えることはない。 The threshold Th of the limiter 10 is set to be higher than the saturation input level Amp sat of the second detector 13. Therefore, beyond the signal level threshold Th of the input signal Lim in, even been distorted signal in the limiter 10, for signal such a large level that is saturated in the second detection unit 13, the The distorted signal does not affect the output of the second detector 13.

続いて、第1検波部14が配置された第1ラインについて説明する。当該第1ラインにおいて、リミッタ10からの出力信号Limoutは、減衰器25によって減衰された後、第1周波数変換部12に入力される。 Next, the first line where the first detection unit 14 is arranged will be described. In the first line, the output signal Lim out from the limiter 10 is attenuated by the attenuator 25 and then input to the first frequency converter 12.

第1周波数変換部12は、ミキサ26と、ローパスフィルタ27と、を備えている。減衰器25からの出力信号は、ミキサ26において、局部発振器20が出力する局部発振器信号とミキシングされた後、ローパスフィルタ27によってイメージ周波数信号が除去されることにより、中間周波数信号にダウンコンバートされる。この中間周波数信号は、第1検波部14に入力される。なお、ローパスフィルタ27は省略しても良い。   The first frequency conversion unit 12 includes a mixer 26 and a low-pass filter 27. The output signal from the attenuator 25 is mixed with the local oscillator signal output from the local oscillator 20 in the mixer 26 and then down-converted to an intermediate frequency signal by removing the image frequency signal by the low-pass filter 27. . This intermediate frequency signal is input to the first detector 14. Note that the low-pass filter 27 may be omitted.

第1検波部14は、第1増幅器28と、第1対数検波器29と、を備えている。第1周波数変換部12からの中間周波数信号は、第1増幅器28で適宜増幅された後、第1対数検波器29に入力される。第1対数検波器29は、入力された信号を対数検波して、第1検波信号Det1を出力する。入力信号Liminの信号レベル[dBm]と、第1検波信号Det1[V]との関係を、図4に示す。 The first detector 14 includes a first amplifier 28 and a first logarithmic detector 29. The intermediate frequency signal from the first frequency converter 12 is appropriately amplified by the first amplifier 28 and then input to the first logarithmic detector 29. The first logarithmic detector 29 performs logarithmic detection on the input signal and outputs a first detection signal Det1. The signal level [dBm] of the input signal Lim in, the relationship between the first detection signal Det1 [V], shown in Figure 4.

前述のように、第1検波部14は、入力信号Liminを減衰器25によって予め減衰させたうえで検波を行っている。これにより、入力信号Liminの信号レベルが極めて大きい場合であっても、第1増幅器28の出力が飽和することはない。従って、第1検波部14は、第2検波部13では飽和してしまうような大レベルの信号でもリニアな検波が可能になっている。 As described above, the first detector 14 performs detection after the input signal Limin is attenuated in advance by the attenuator 25. Thus, the signal level of the input signal Lim in even if very large, there is no possibility that the output of the first amplifier 28 is saturated. Therefore, the first detection unit 14 can perform linear detection even with a high level signal that would be saturated in the second detection unit 13.

一方、図4からわかるように、入力信号Liminの信号レベルが小さいときには、第1検波信号Det1が一定、又はほぼゼロとなってしまう。これは、第1ラインでは入力信号Liminを減衰器25によって減衰させているので、入力信号Liminの信号レベルが微弱なときには第1検波部14で検波できないためである。このように、第1検波部14で入力信号Liminをリニアに検波できるのは、当該入力信号Liminの信号レベルが或る程度大きい場合に限られる。 On the other hand, as can be seen from Figure 4, when the signal level of the input signal Lim in is small, the first detection signal Det1 is constant, or will become almost zero. This is because in the first line are attenuated by the attenuator 25 to the input signal Lim in, when the signal level of the input signal Lim in is weak is can not be detected by the first detection unit 14. Thus, it can be detected input signal Lim in linearly in the first detection unit 14, only when the signal level of the input signal Lim in about some large.

以上で説明したように、第1検波部14は、入力信号Liminの信号レベルが大きい場合にリニアな検波が行えるように構成されている。 As described above, the first detection unit 14 is linear detection is configured to allow when the signal level of the input signal Lim in is large.

そして、本実施形態のレーダ受信機3は、第1ラインでの検波結果と、第2ラインでの検波結果とを加算する信号加算部17を備えている。即ち、第1ラインでは大レベルの信号をリニアに検波可能であり、第2ラインでは微弱な信号を精度良く検出可能であるから、両者の検出結果を合成することにより、微弱な信号から大レベルの信号までを広いダイナミックレンジで精度良く検波した結果を得ることができるのである。   The radar receiver 3 of this embodiment includes a signal adding unit 17 that adds the detection result on the first line and the detection result on the second line. That is, a large level signal can be detected linearly on the first line, and a weak signal can be detected with high precision on the second line. By combining both detection results, a large level can be detected from the weak signal. As a result, it is possible to obtain a result obtained by accurately detecting up to the above signal with a wide dynamic range.

ただし、第1検波信号Det1と第2検波信号Det2をそのまま加算しても、適切な検波結果を得ることはできない。そこで、本実施形態のレーダ受信機3は、第1検波信号Det1と第2検波信号Det2を適切に加算できるようにするため、第2検波部13の飽和入力レベルAmpsatに応じて第1検波信号Det1に波形処理を行う波形処理部30を備えている。 However, even if the first detection signal Det1 and the second detection signal Det2 are added as they are, an appropriate detection result cannot be obtained. Therefore, the radar receiver 3 according to the present embodiment allows the first detection signal Det1 and the second detection signal Det2 to be appropriately added according to the saturation input level Amp sat of the second detection unit 13 in order to appropriately add the first detection signal Det1 and the second detection signal Det2. A waveform processing unit 30 that performs waveform processing on the signal Det1 is provided.

波形処理部30は、オペアンプによる減算回路と半波整流回路とを組み合わせて構成されている。   The waveform processing unit 30 is configured by combining a subtractor circuit using an operational amplifier and a half-wave rectifier circuit.

まず、減算回路としての波形処理部30は、第1検波信号Det1(図5(a))から、所定の信号レベルVref1 (第2信号レベル)を減算する(図5(b))。この信号レベルVref1は、Limin=Ampsatのときに第1検波部14が出力する第1検波信号Det1の信号レベルに設定されている。なお、第2増幅器23には個体差があるので、飽和入力レベルAmpsatは、レーダ受信機ごとに異なる。そこで本実施形態の波形処理部30は、当該波形処理部30において第1検波信号Det1から減算されるVref1の値を調整するための可変抵抗を備えている。これにより、個体差に応じた調整が可能となっている。 First, the waveform processing unit 30 as a subtraction circuit subtracts a predetermined signal level V ref1 (second signal level) from the first detection signal Det1 (FIG. 5A) (FIG. 5B). The signal level V ref1 is set to the signal level of the first detection signal Det1 output from the first detection unit 14 when Lim in = Amp sat . Since there is an individual difference in the second amplifier 23, the saturation input level Amp sat is different for each radar receiver. Therefore, the waveform processing unit 30 of this embodiment includes a variable resistor for adjusting the value of V ref1 subtracted from the first detection signal Det1 in the waveform processing unit 30. Thereby, adjustment according to individual differences is possible.

続いて、半波整流回路としての波形処理部30は、上記のように−Vref1だけオフセットさせた第1検波信号Det1のうち、符号が正の部分の信号のみを取り出す(図5(c))。これにより、第1検波部14が出力した第1検波信号Det1のうち、「入力信号Liminの信号レベルが飽和入力レベルAmpsat以上の部分」のみを取り出すことができる。このようにして取り出した信号を、処理済第1検波信号Det1´とする。波形処理部30は、処理済第1検波信号Det1´を、信号加算部17に出力する。 Subsequently, the waveform processing unit 30 as a half-wave rectifier circuit extracts only a signal with a positive sign from the first detection signal Det1 offset by −V ref1 as described above (FIG. 5C). ). Thus, among the first detection signal Det1 the first detection unit 14 is output, it is possible to extract only the "signal level is saturated input level Amp sat or more portions of the input signal Lim in". The signal extracted in this way is referred to as a processed first detection signal Det1 ′. The waveform processing unit 30 outputs the processed first detection signal Det1 ′ to the signal adding unit 17.

即ち、第2検波信号Det2は、「入力信号Liminの信号レベルが飽和入力レベルAmpsat未満の部分」のみを検波した信号であるから、「入力信号Liminの信号レベルが飽和入力レベルAmpsat以上の部分」のみを取り出した第1検波信号Det1´を加算することにより、両者を適切に合成することができる。ここで、処理済第1検波信号Det1´と、第2検波信号Det2と、を加算した信号を、検波信号Detとする。この検波信号Det[V]と、入力信号Liminの信号レベル[dBm]と、の関係を図6に示す。 That is, the second detection signal Det2, since "the input signal Lim in the signal level of a portion below the saturation input level Amp sat" is a signal obtained by detecting only, "the input signal Lim in signal level is saturated input level Amp sat in By adding the first detection signal Det1 ′ from which only “the above part” is extracted, the two can be appropriately combined. Here, a signal obtained by adding the processed first detection signal Det1 ′ and the second detection signal Det2 is defined as a detection signal Det. This detection signal Det [V], indicate the signal level [dBm] of the input signal Lim in, the relationship in FIG.

このように、第1検波部14の検出結果と、第2検波部13の検波結果と、を合成することにより、第1検波部14のみ、又は第2検波部13のみの場合にくらべて、広いダイナミックレンジの検波信号Detを得ることができる。   In this way, by combining the detection result of the first detection unit 14 and the detection result of the second detection unit 13, compared to the case of only the first detection unit 14 or only the second detection unit 13, A detection signal Det having a wide dynamic range can be obtained.

しかし、図6からわかるように、入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドThを超えると、検波信号Detのグラフの傾きが変化している。即ち、入力信号LiminがスレッショルドThを超えてしまうと、当該入力信号Liminに対する検波信号Detのリニアリティが損なわれてしまう。これは、入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドThを超えた場合、リミッタ10において信号が抑圧されてしまうためである。 However, as can be seen from FIG. 6, the signal level of the input signal Lim in exceeds the threshold Th, the slope of the graph of the detection signal Det is changing. That is, when the input signal Lim in exceeds the threshold Th, the linearity of the detection signal Det for the input signal Lim in is impaired. This is because when the signal level of the input signal Lim in exceeds the threshold Th, because the signal from being suppressed in the limiter 10.

ここで、検波信号Detの理想的なリニアリティを回復するためには、図6のグラフにおいてTh≦Liminの部分(グラフの傾きが変化している部分)の検波信号Detに対して、補正値Δを加算してやれば良い。この補正値Δは、差分信号ΔDet1を、所定の増幅率で増幅することで求めることができる。ここで、差分信号ΔDet1は、入力信号LiminがスレッショルドThを超えているときの第1検波信号Det1と、所定の信号レベルVref2と、の差分を取ったものである。この所定の信号レベルVref2は、入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドThのときに第1検波部14が出力する検波信号の信号レベルに設定される(図4参照)。つまり、差分信号ΔDet1は、第1検波信号Det1のうち、入力信号LiminがスレッショルドThを超えてしまったためにリニアリティが損なわれている部分を示している。 Here, in order to recover the ideal linearity of the detection signal Det, a correction value is applied to the detection signal Det in the portion of Th ≦ Limin (the portion where the slope of the graph changes) in the graph of FIG. Add Δ. The correction value Δ can be obtained by amplifying the difference signal ΔDet1 with a predetermined amplification factor. Here, the differential signal ΔDet1 includes a first detection signal Det1 when an input signal Lim in exceeds the threshold Th, are those taken with a predetermined signal level V ref2, the difference. This predetermined signal level V ref2, the signal level of the input signal Lim in is set to the signal level of the detection signal first detection unit 14 is output when the threshold Th (see Fig. 4). In other words, the difference signal ΔDet1, of the first detection signal Det1, shows a partial linearity is impaired because the input signal Lim in has exceeded the threshold Th.

以上の点をふまえ、本実施形態のレーダ受信機3は、リミッタ10による信号の歪みを補正するためのリミッタ超過補正部31を備えている。また、レーダ受信機3は、第1検波部14の出力を2分岐させる第2信号分岐部32を備えている。第2信号分岐部が分岐させた2つのラインのうち、一方には前記波形処理部30を配置し、他方にはリミッタ超過補正部31を配置する。   Based on the above points, the radar receiver 3 of the present embodiment includes a limiter excess correction unit 31 for correcting signal distortion caused by the limiter 10. In addition, the radar receiver 3 includes a second signal branching unit 32 that branches the output of the first detection unit 14 into two. Of the two lines branched by the second signal branching unit, the waveform processing unit 30 is arranged on one side, and the limiter excess correction unit 31 is arranged on the other side.

リミッタ超過補正部31は、オペアンプによる減算回路と半波整流回路とを組み合わせて構成されている。   The limiter excess correction unit 31 is configured by combining a subtractor circuit using an operational amplifier and a half-wave rectifier circuit.

まず、減算回路としてのリミッタ超過補正部31は、第1検波部14が出力する第1検波信号Det1(図7(a))から、所定の信号レベルVref2を減算する(図7(b))。この信号レベルVref2は、Limin=Thのときに第1検波部14が出力する第1検波信号Det1の信号レベルに設定されている。なお、リミッタ10には個体差があるので、スレッショルドThは、レーダ受信機ごとに異なる。そこで本実施形態のリミッタ超過補正部31は、当該リミッタ超過補正部31において第1検波信号Det1から減算されるVref2の値を調整するための可変抵抗を備えている。これにより、個体差に応じた調整が可能となっている。 First, the limiter excess correction unit 31 as a subtraction circuit subtracts a predetermined signal level V ref2 from the first detection signal Det1 (FIG. 7A) output from the first detection unit 14 (FIG. 7B). ). The signal level V ref2 is set to the signal level of the first detection signal Det1 output from the first detection unit 14 when Lim in = Th. Since the limiter 10 has individual differences, the threshold Th differs for each radar receiver. Therefore, the limiter excess correction unit 31 of the present embodiment includes a variable resistor for adjusting the value of V ref2 subtracted from the first detection signal Det1 in the limiter excess correction unit 31. Thereby, adjustment according to individual differences is possible.

半波整流回路としてのリミッタ超過補正部31は、上記のように−Vref2だけオフセットさせた第1検波信号Det1のうち、符号が正の部分の信号のみを取り出す(図7(c))。これにより、「リミッタ10によって入力信号Liminが抑圧されているときの第1検波信号Det1と、スレッショルドThに対応した検波信号の信号レベルVref2と、の差分信号ΔDet1」を取り出すことができる。 The limiter excess correction unit 31 as a half-wave rectifier circuit extracts only a signal with a positive sign from the first detection signal Det1 offset by −V ref2 as described above (FIG. 7C). This makes it possible to take out the "first detection signal Det1 when an input signal Lim in the limiter 10 is suppressed, and the signal level V ref2 of the detection signal corresponding to the threshold Th, the differential signal ΔDet1 of".

更に、リミッタ超過補正部31は、上記のようにして取り出した差分信号ΔDet1を、所定の増幅率Bで増幅して、補正信号Δを生成する(図5(d))。   Further, the limiter excess correction unit 31 amplifies the difference signal ΔDet1 extracted as described above at a predetermined amplification factor B to generate a correction signal Δ (FIG. 5D).

この増幅率Bは任意の値でも良いが、増幅によって得られる補正信号Δの信号レベルが、リミッタ10の抑圧による第1検波信号Det1の信号レベルの低下分(リミッタ抑圧成分)に一致するように設定されていれば好適である。   Although this amplification factor B may be an arbitrary value, the signal level of the correction signal Δ obtained by amplification coincides with the decrease in the signal level of the first detection signal Det1 due to the suppression of the limiter 10 (limiter suppression component). It is preferable if it is set.

このような増幅率Bは、例えば、リミッタ10の抑圧率から1を引いた値とすることができる。即ち、前述のように、入力信号Liminの信号レベルがリミッタ10のスレッショルドTh未満の場合は、リミッタ10の入力信号Liminと出力信号Limoutは1:1の関係であり、Limout[dBm]=Limin[dBm]である。しかし、入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドThを超えると、リミッタ10が動作してリミッタ10の入出力関係が崩れ、ΔLimout[dB]=(1/X)ΔLimin[dB]となる(Xはリミッタの抑圧率)。 Such an amplification factor B can be a value obtained by subtracting 1 from the suppression rate of the limiter 10, for example. That is, as described above, when the signal level of the input signal Lim in is less than the threshold Th of the limiter 10, the input signal Lim in the output signal Lim out of the limiter 10 is 1: 1 relationship, Lim out [dBm ] = Lim in [dBm]. However, the signal level of the input signal Lim in exceeds the threshold Th, collapses input-output relationship of the limiter 10 the limiter 10 is operated, the ΔLim out [dB] = (1 / X) ΔLim in [dB] ( X is the limiter suppression rate).

第1検波部14は対数検波を行うので、リミッタ10が動作していないとき(入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドTh未満の場合)は、
Det1[V]=A×Limout[dBm]=A×Limin[dBm] ……(1)
である(Aは定数[V/dB])。従って、入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドTh未満の領域では、図6のグラフの傾きはAとなっている。
Since the first detection unit 14 performs logarithmic detection, when the limiter 10 is not operating (when the signal level of the input signal Lim in is less than the threshold Th) is
Det1 [V] = A × Lim out [dBm] = A × Lim in [dBm] (1)
(A is a constant [V / dB]). Therefore, in the region where the signal level of the input signal Limin is less than the threshold Th, the slope of the graph of FIG.

しかし、リミッタ10が動作し始めると、ΔLimout[dB]=(1/X)ΔLimin[dB]となる結果、図6に示すように、検波信号Detのグラフの傾きはA/Xとなる。即ち、入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドTh以上の領域では、
ΔDet1[V]=A×ΔLimout[dB]=(A/X)×ΔLimin[dB] ……(2)
となる。
However, when the limiter 10 starts to operate, ΔLim out [dB] = (1 / X) ΔLim in [dB]. As a result, as shown in FIG. 6, the slope of the graph of the detection signal Det is A / X. . That is, in a region where the signal level of the input signal Limin is equal to or higher than the threshold Th,
ΔDet1 [V] = A × ΔLim out [dB] = (A / X) × ΔLim in [dB] (2)
It becomes.

一方、リミッタ10による歪みが発生せずに、入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドThを超えた領域でも検波結果に理想的なリニアリティが成り立っていると仮定した場合、
ΔDet1[V]=A×ΔLimin[dBm] ……(3)
が成り立つ。
On the other hand, without causing distortion due to the limiter 10, when the signal level of the input signal Lim in is assumed that consists ideal linearity even detection result in the region beyond the threshold Th,
ΔDet1 [V] = A × ΔLim in [dBm] (3)
Holds.

ここで、式(3)から式(2)を差し引くことにより、リミッタ10の抑圧の影響による検波信号Detの信号レベルの低下分(リミッタ抑圧成分Δ)を求めることができる。
Δ=A×ΔLimin−(A/X)×ΔLimin
=(X−1){(A/X)×ΔLimin} ……(4)
ここで、上記式(3)中の{(A/X)×ΔLimin}は、式(2)の右辺そのものである。従って、式(4)は、以下のように書き換えることができる。
Δ=(X−1)ΔDet1 ……(5)
つまり、リミッタ抑圧成分Δは、差分信号ΔDet1に(X−1)を乗じることにより得ることができる。
Here, by subtracting the equation (2) from the equation (3), a decrease in the signal level of the detection signal Det due to the influence of the suppression of the limiter 10 (limiter suppression component Δ) can be obtained.
Δ = A × ΔLim in − (A / X) × ΔLim in
= (X-1) {(A / X) × ΔLim in } (4)
Here, {(A / X) × ΔLim in } in the formula (3) is the right side of the formula (2) itself. Therefore, Equation (4) can be rewritten as follows.
Δ = (X−1) ΔDet1 (5)
That is, the limiter suppression component Δ can be obtained by multiplying the difference signal ΔDet1 by (X−1).

そこで、本実施形態では、リミッタ超過補正部31における増幅率Bを、リミッタ10の抑圧率から1を引いた値(X−1)としている。これにより、リミッタ超過補正部31において差分信号ΔDet1を増幅率Bで増幅することにより得られる補正信号Δを、リミッタ10の抑圧の影響による検波信号Detの信号レベルの低下分に一致させることができる。リミッタ超過補正部31は、上記補正信号Δを、信号加算部17に出力する。   Therefore, in this embodiment, the amplification factor B in the limiter excess correction unit 31 is set to a value (X−1) obtained by subtracting 1 from the suppression rate of the limiter 10. As a result, the correction signal Δ obtained by amplifying the difference signal ΔDet1 with the amplification factor B in the limiter excess correction unit 31 can be made to coincide with the decrease in the signal level of the detection signal Det due to the suppression effect of the limiter 10. . The limiter excess correction unit 31 outputs the correction signal Δ to the signal addition unit 17.

そして、信号加算部17は、上記のようにして求めた補正信号Δと、処理済第1検波信号Det1´と、第2検波信号Det2と、を加算した補正後検波信号Det´を出力するように構成されている。このようにして得られる補正後検波信号Det´[V]と、入力信号Liminの信号レベル[dBm]との関係を、図8に示す。 Then, the signal adding unit 17 outputs a corrected detection signal Det ′ obtained by adding the correction signal Δ obtained as described above, the processed first detection signal Det1 ′, and the second detection signal Det2. It is configured. Such a corrected after detection signals Det' obtained [V] in the relationship between the signal level [dBm] of the input signal Lim in, shown in Figure 8.

前述のように、補正信号Δは、リミッタ10の抑圧の影響による検波信号Detの信号レベルの低下分(リミッタ抑圧成分Δ)に一致しているので、当該補正信号Δを検波信号Detに加算することにより、リミッタ10によって抑圧された検波信号の信号レベルを元に戻すことができる。即ち、図8と図6とを比べれば明らかなように、検波信号Detに補正信号Δを加算することで、グラフが直線状になり、リミッタ10によって抑圧されてしまった信号を補正することができる。これにより、入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドThを超えた場合のリニアリティを、大きく改善することができる。 As described above, the correction signal Δ matches the decrease in the signal level of the detection signal Det due to the suppression effect of the limiter 10 (limiter suppression component Δ), so the correction signal Δ is added to the detection signal Det. Thus, the signal level of the detection signal suppressed by the limiter 10 can be restored. That is, as apparent from a comparison between FIG. 8 and FIG. 6, by adding the correction signal Δ to the detection signal Det, the graph becomes linear and the signal that has been suppressed by the limiter 10 can be corrected. it can. Thus, the linearity of the case where the signal level of the input signal Lim in exceeds the threshold Th, can be greatly improved.

以上で説明したように、本実施形態のレーダ受信機3は、リミッタ10と、第1検波部14と、リミッタ超過補正部31と、信号加算部17と、を備える。リミッタ10は、スレッショルドTh未満の信号レベルの入力信号Liminはそのまま出力するとともに、前記スレッショルドTh以上の信号レベルの入力信号Liminは抑圧して出力する。第1検波部14は、リミッタ10の出力信号を検波して第1検波信号Det1を出力する。リミッタ超過補正部31は、リミッタ10によって入力信号が抑圧されたときに第1検波部14が出力する第1検波信号Det1と、スレッショルドThの信号レベルの入力信号Liminを入力したときの検波信号Vref2と、の差分信号ΔDet1を所定の増幅率で増幅した補正信号Δを出力する。信号加算部17は、第1検波部14の検波結果Det1´と前記補正信号Δとを加算して出力する。 As described above, the radar receiver 3 according to the present embodiment includes the limiter 10, the first detection unit 14, the limiter excess correction unit 31, and the signal addition unit 17. Limiter 10, together with the input signal Lim in signal levels below the threshold Th is output as it is, the input signal Lim in the threshold Th or more signal level and outputs the suppression. The first detector 14 detects the output signal of the limiter 10 and outputs a first detection signal Det1. Limiter excess correction unit 31 includes a first detection signal Det1 the first detection unit 14 is output when the input signal is suppressed by the limiter 10, the detection signal when the input signal is input Lim in signal level threshold Th A correction signal Δ obtained by amplifying the difference signal ΔDet1 between V ref2 and a predetermined amplification factor is output. The signal adder 17 adds the detection result Det1 ′ of the first detector 14 and the correction signal Δ and outputs the result.

このように、第1検波信号Det1のうち、入力信号Liminの信号レベルがスレッショルドThを超えている部分である差分信号ΔDet1を取り出し、これを増幅した補正信号Δを前記第1検波部の検波結果に加算してやることにより、当該検波結果のリニアリティを改善することができる。これにより、リミッタ10のスレッショルド等の設定を変えることなく、レーダ受信機3のダイナミックレンジを拡大することができる。 Thus, one of the first detection signal Det1, takes out a differential signal ΔDet1 signal level of the input signal Lim in is part that exceeds the threshold Th, the detection of the first detection unit a correction signal Δ that amplifies the By adding to the result, the linearity of the detection result can be improved. Thereby, the dynamic range of the radar receiver 3 can be expanded without changing the setting of the threshold of the limiter 10 or the like.

なお、この種のレーダ装置においては、リミッタ10と、当該リミッタ10の後段の電気部品(本実施形態の場合は低雑音増幅器19と減衰器25)との間の電気長によって、リミッタ10の性能が変化することが知られている。これは、リミッタ10からの漏れ電力が、後段の電気部品で反射して返ってきた場合に、当該リミッタ10と電気部品との間に定在波が発生して、リミッタ10の性能に影響を与えるためである。これを逆に言うと、リミッタ10と、当該リミッタ10の後段の電気部品と、の間の電気長を調整することにより、リミッタ10の性能を最適化できる。   In this type of radar apparatus, the performance of the limiter 10 depends on the electrical length between the limiter 10 and the electrical components downstream of the limiter 10 (in this embodiment, the low-noise amplifier 19 and the attenuator 25). Is known to change. This is because a standing wave is generated between the limiter 10 and the electrical component when the leakage power from the limiter 10 is reflected back from the subsequent electrical component, thereby affecting the performance of the limiter 10. To give. In other words, the performance of the limiter 10 can be optimized by adjusting the electrical length between the limiter 10 and an electrical component subsequent to the limiter 10.

そこで本実施形態では、入力信号LiminがスレッショルドThを超えた領域でのリミッタ10の抑圧率が可能な限り一定となるように、当該リミッタ10と、当該リミッタの後段の電気部品との間の電気長を最適化している。これにより、リミッタ10による抑圧率を一定とみなせるので、当該リミッタ10によって抑圧された信号を補正するための補正信号を生成するリミッタ超過補正部を、簡単な回路で構成することができる。 Therefore, in this embodiment, as the suppression ratio of the limiter 10 in the region where the input signal Lim in exceeds the threshold Th is constant as possible, with the limiter 10, between the rear stage of the electrical components of the limiter The electrical length is optimized. Thereby, since the suppression rate by the limiter 10 can be regarded as constant, the limiter excess correction unit that generates the correction signal for correcting the signal suppressed by the limiter 10 can be configured with a simple circuit.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は以下のように構成することもできる。   Although a preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can also be configured as follows.

本発明の構成は、船舶用のレーダ装置に限らず、各種のレーダ装置に適用することができる。   The configuration of the present invention can be applied not only to a marine radar device but also to various radar devices.

上記実施形態では、リミッタ10の出力信号を第1検波部14が検波して出力した検波信号に対して、リミッタ10による歪みを補正する処理を行っている。しかしこれに限らず、リミッタ10の出力信号(検波される前の信号)に対して、リミッタ10による歪みを補正する処理を行ってもよい。   In the above-described embodiment, a process of correcting distortion by the limiter 10 is performed on the detection signal output by detecting the output signal of the limiter 10 by the first detection unit 14. However, the present invention is not limited to this, and processing for correcting distortion by the limiter 10 may be performed on the output signal of the limiter 10 (signal before detection).

上記実施形態では、リミッタ10の出力を2つに分岐させ、検波部を2系統設ける構成とした。しかしこれに限らず、検波部は1つのみとすることもできる。この場合であっても、検波部の飽和レベルがリミッタ10のスレッショルドThよりも高く設定されている場合は、リミッタ10によって抑圧された信号を元に戻してリニアリティを回復するという本願発明の効果を発揮することができる。   In the embodiment described above, the output of the limiter 10 is branched into two, and two detection units are provided. However, the present invention is not limited to this, and only one detection unit may be used. Even in this case, when the saturation level of the detection unit is set higher than the threshold Th of the limiter 10, the effect of the present invention of restoring the linearity by returning the signal suppressed by the limiter 10 to the original state. It can be demonstrated.

もっとも、リミッタ10の出力を3つ以上に分岐させ、検波部を3系統以上設ける構成としても良い。   However, the output of the limiter 10 may be branched into three or more, and three or more detection units may be provided.

リミッタ超過補正部31における増幅率Bを決定する方法は、上記のものに限らない。また、増幅率Bは、任意の値でも良い。つまり、リミッタ超過補正部31が出力する補正信号は、リミッタ10の抑圧の影響による第1検波信号Det1の信号レベルの低下分(リミッタ抑圧成分)に一致していなくても良い。補正信号がリミッタ抑圧成分に完全に一致していなかったとしても、当該補正信号を検波信号に加算することである程度はリニアリティを改善できるためである。   The method of determining the amplification factor B in the limiter excess correction unit 31 is not limited to the above. Further, the amplification factor B may be an arbitrary value. That is, the correction signal output from the limiter excess correction unit 31 does not have to coincide with the decrease in the signal level (limiter suppression component) of the first detection signal Det1 due to the influence of suppression of the limiter 10. This is because even if the correction signal does not completely match the limiter suppression component, the linearity can be improved to some extent by adding the correction signal to the detection signal.

上記実施形態では、リミッタ10からの出力信号を中間周波数信号に変換するものとしたが、高周波信号のままで検波するように構成しても良い。   In the above embodiment, the output signal from the limiter 10 is converted into an intermediate frequency signal. However, the detection may be performed while the high frequency signal is maintained.

1 レーダ装置
2 レーダアンテナ
3 レーダ受信機
5 発振器
10 リミッタ
13 第2検波部
14 第1検波部
17 信号加算部
31 リミッタ超過補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radar apparatus 2 Radar antenna 3 Radar receiver 5 Oscillator 10 Limiter 13 2nd detection part 14 1st detection part 17 Signal addition part 31 Limiter excess correction part

Claims (5)

所定の信号レベル未満の入力信号はそのまま出力信号として出力するとともに、前記所定の信号レベル以上の入力信号は抑圧した出力信号を出力するリミッタと、
前記リミッタの出力信号を検波して第1検波信号を出力する第1検波部と、
所定の信号レベル以上の入力信号が前記リミッタに入力された場合、当該抑圧された前記出力信号に基づく前記第1検波信号から、前記リミッタに前記所定のレベルの入力信号が入力されたときの出力信号に基づく前記第1検波信号を減算することで得られる差分信号を増幅した補正信号を出力するリミッタ超過補正部と、
前記第1検波部の検波結果と前記補正信号とを加算する信号加算部と、
を備えることを特徴とするレーダ受信機。
An input signal that is less than a predetermined signal level is output as it is as an output signal, and an input signal that is equal to or higher than the predetermined signal level is a limiter that outputs a suppressed output signal;
A first detector for detecting the output signal of the limiter and outputting a first detection signal;
When an input signal of a predetermined signal level or higher is input to the limiter, an output when the input signal of the predetermined level is input to the limiter from the first detection signal based on the suppressed output signal a limiter excess correction unit for outputting a correction signal obtained by amplifying the difference signal obtained by subtracting the first detection signal based on the signal,
A signal addition unit for adding the detection result of the first detection unit and the correction signal;
A radar receiver comprising:
請求項1に記載のレーダ受信機であって、
前記抑圧による前記第1検波信号の信号レベルの低下分と、前記補正信号の信号レベルと、が略一致するように、前記リミッタ超過補正部における増幅率が設定されていることを特徴とするレーダ受信機。
The radar receiver according to claim 1,
Wherein said a decrease amount of the signal level of the first detection signal by the suppression, the signal level of the correction signal, but so as to be substantially coincident, that the amplification factor that put the limiter excess correction unit is configured Radar receiver.
請求項1又は2に記載のレーダ受信機であって、
前記リミッタの出力信号を減衰して前記第1検波部に出力する減衰器と、
前記リミッタの出力信号を検波して第2検波信号を出力する第2検波部を更に備え、
前記第1検波部は、減衰された前記リミッタの出力信号を検波した第1検波信号を出力することを特徴とするレーダ受信機。
The radar receiver according to claim 1 or 2,
An attenuator for attenuating the output signal of the limiter and outputting it to the first detector;
A second detector for detecting the output signal of the limiter and outputting a second detection signal;
The radar receiver according to claim 1, wherein the first detector outputs a first detection signal obtained by detecting the attenuated output signal of the limiter.
請求項3に記載のレーダ受信機であって、
前記第2検波部に入力される前記リミッタの出力信号の信号レベルが第1信号レベル以上の場合、前記第2検波部は一定の信号レベルの前記第2検波信号を出力し、
信号レベルが第1信号レベルの前記リミッタの出力信号が前記第1検波部に入力された場合の前記第1検波信号の信号レベルを第2信号レベルとし、
減衰された前記第1検波信号から、信号レベルが前記第2信号レベル以上の部分を取り出すことで得られる処理済第1検波信号を前記第1検波部の検波結果として出力する波形処理部を更に備え、
前記信号加算部は、前記第1検波部の検波結果と前記補正信号に更に前記第2検波信号を加算することを特徴とするレーダ受信機。
A radar receiver according to claim 3,
When the signal level of the output signal of the limiter input to the second detection unit is equal to or higher than the first signal level, the second detection unit outputs the second detection signal having a constant signal level,
The signal level of the first detection signal when the output signal of the limiter having a signal level of the first signal level is input to the first detection unit is set as a second signal level;
A waveform processing unit that outputs a processed first detection signal obtained by extracting a portion having a signal level equal to or higher than the second signal level from the attenuated first detection signal as a detection result of the first detection unit; Prepared,
The radar receiver according to claim 1 , wherein the signal addition unit further adds the second detection signal to the detection result of the first detection unit and the correction signal .
請求項1からまでの何れか一項に記載のレーダ受信機と、
受信した高周波信号を前記レーダ受信機に出力するレーダアンテナと、
前記レーダアンテナに対して高周波信号を印加する発振器と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
A radar receiver according to any one of claims 1 to 4 ;
A radar antenna that outputs the received high-frequency signal to the radar receiver;
An oscillator for applying a high-frequency signal to the radar antenna;
A radar apparatus comprising:
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