JP6271872B2 - Frequency shift method for simulating moving objects - Google Patents

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JP6271872B2 JP2013122633A JP2013122633A JP6271872B2 JP 6271872 B2 JP6271872 B2 JP 6271872B2 JP 2013122633 A JP2013122633 A JP 2013122633A JP 2013122633 A JP2013122633 A JP 2013122633A JP 6271872 B2 JP6271872 B2 JP 6271872B2
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は移動体を模擬する周波数シフト方法に関する。   The present invention relates to a frequency shift method for simulating a moving body.

水中や空間へ波(音波、電波等)を出射し、海面、水中の航走体や航空機等の移動体から反射する反射波を受波することで該移動体を検出する装置(以下、検出装置と称す)が知られている。このような検出装置の試験は検出対象となる移動体を実際に運動させて実施することが理想である。しかしながら、本物の移動体を使用した試験は、該移動体を手配する必要があり、また試験規模も大きくなるため、試験に要する費用や試験時間等が増大する。そのため、本物の移動体を使用した試験は容易に実施することができない。   A device that detects waves by emitting waves (sound waves, radio waves, etc.) to the water and space and receiving reflected waves reflected from the sea surface, moving bodies such as underwater navigational bodies and aircraft (hereinafter, detection) Known as a device). Ideally, such a test of the detection apparatus is carried out by actually moving the moving object to be detected. However, a test using a real moving body requires the arrangement of the moving body and increases the test scale, which increases the cost and time required for the test. Therefore, a test using a real moving object cannot be easily performed.

そこで、移動体を模擬する模擬装置が必要になる。模擬装置は、検出装置が移動体として認識し所要の試験を実施できるように、移動体によって反射される反射波を模擬する必要がある。すなわち、模擬装置は、移動体の運動に伴う周知のドップラー効果による周波数シフトを模擬すると共に、検出装置の出射波を、その形状を変化させることなく、かつ適切なレベルで検出装置へ返さなければならない。   Therefore, a simulation device that simulates a moving body is required. The simulation device needs to simulate a reflected wave reflected by the moving body so that the detection device can recognize the moving body and perform a required test. That is, the simulation device must simulate the frequency shift due to the well-known Doppler effect accompanying the movement of the moving body, and return the output wave of the detection device to the detection device at an appropriate level without changing its shape. Don't be.

このような模擬装置の構成については、例えば特許文献1や2で提案されている。   About the structure of such a simulation apparatus, it is proposed by patent documents 1 and 2, for example.

特許文献1には、周波数変換器を用いて検出装置の出射波から周波数シフトさせた信号を生成し、該生成した信号を検出装置へ移動体の反射波として送出する構成が記載されている。   Patent Document 1 describes a configuration in which a frequency-shifted signal is used to generate a signal that is frequency-shifted from an outgoing wave of a detection device, and the generated signal is sent to the detection device as a reflected wave of a moving body.

特許文献2には、検出装置の出射波と周波数シフト量(以下、「ドップラー周波数」と称す場合がある)に等しい周波数信号とを乗算器を用いて乗算し、出射波の周波数とドップラー周波数の和の周波数成分及び差の周波数成分を含む乗算器の出力信号から、帯域フィルタを用いて周波数シフト後の周波数成分のみを抽出する構成が記載されている。なお、乗算器及びフィルタを用いて入力信号の周波数を変換する技術は、例えば特許文献3や4に記載されているように、無線通信分野でも利用されている。   In Patent Document 2, a frequency signal equal to an outgoing wave of a detection device and a frequency shift amount (hereinafter sometimes referred to as “Doppler frequency”) is multiplied using a multiplier, and the frequency of the outgoing wave and the Doppler frequency are multiplied. A configuration is described in which only the frequency component after frequency shift is extracted from the output signal of the multiplier including the sum frequency component and the difference frequency component using a bandpass filter. Note that a technique for converting the frequency of an input signal using a multiplier and a filter is also used in the wireless communication field, as described in Patent Documents 3 and 4, for example.

特開平10−123230号公報JP-A-10-123230 特開平05−034095号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-034095 特開平06−291557号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-291557 特開平05−083034号公報JP 05-083034 A

上述した特許文献1や2に記載された模擬装置は、ドップラー周波数が一定であることを前提としている。すなわち、検出装置が等速直線運動する移動体の移動線上にある場合を想定した装置である。   The simulation apparatuses described in Patent Documents 1 and 2 described above are based on the assumption that the Doppler frequency is constant. That is, it is an apparatus that assumes a case where the detection device is on the moving line of a moving body that moves at a constant linear velocity.

しかしながら、検出装置は、移動体の移動線上にあるとは限らず、該移動線上からずれた位置で移動体を検出する場合もある。その場合、移動体が等速直線運動していても、検出装置で検出される移動体からの反射波のドップラー周波数は時々刻々と変化する。具体的には、移動体が検出装置に近づくときはドップラー周波数がプラス(+)側で徐々に低くなり、移動体が検出装置と最接近したときにドップラー周波数が零(0)になり、移動体が検出装置から離れるときはドップラー周波数がマイナス(−)側で徐々に高くなる。なお、ドップラー周波数がプラス(+)とは検出装置の出射波の周波数に対して反射波の周波数が高い状態を示し、ドップラー周波数がマイナス(−)とは検出装置の出射波の周波数に対して反射波の周波数が低い状態を示す。   However, the detection device is not necessarily on the moving line of the moving body, and may detect the moving body at a position shifted from the moving line. In that case, even if the moving body is moving at a constant linear velocity, the Doppler frequency of the reflected wave from the moving body detected by the detection device changes every moment. Specifically, when the moving body approaches the detection device, the Doppler frequency gradually decreases on the plus (+) side, and when the moving body comes closest to the detection device, the Doppler frequency becomes zero (0) and moves. When the body leaves the detection device, the Doppler frequency gradually increases on the minus (−) side. The Doppler frequency plus (+) indicates a state in which the reflected wave frequency is higher than the outgoing wave frequency of the detection device, and the Doppler frequency minus (−) indicates the frequency of the outgoing wave of the detection device. The state where the frequency of the reflected wave is low is shown.

上述したように、特許文献1や2に記載された模擬装置は、ドップラー周波数が一定であることを前提としているため、ドップラー周波数が時々刻々と変化する移動体からの反射波を模擬できるとは限らない。   As described above, since the simulation devices described in Patent Documents 1 and 2 are based on the assumption that the Doppler frequency is constant, it is possible to simulate a reflected wave from a moving body in which the Doppler frequency changes every moment. Not exclusively.

例えば、特許文献2では、入力信号とドップラー周波数を生成する発振器の出力信号とを乗算器へ入力し、それらの和および差の周波数成分を含む乗算器の出力信号から、帯域フィルタを用いていずれか一方の周波数成分を抽出することが記載されている。しかしながら、これら二つの周波数成分は非常に接近しているため、いずれか一方の周波数成分を抽出する帯域フィルタを実現するのは非常に困難である。   For example, in Patent Document 2, an input signal and an output signal of an oscillator that generates a Doppler frequency are input to a multiplier, and any one of the output signals of the multiplier including the frequency components of the sum and difference is input using a bandpass filter. It is described that one of the frequency components is extracted. However, since these two frequency components are very close to each other, it is very difficult to realize a band-pass filter that extracts one of the frequency components.

一方、特許文献1は、検出装置の出射波から周波数シフトした信号を生成する周波数変換器の具体的な構成を何も示していない。周波数変換器は、例えば入力信号をA/D(Analog-to-digital)変換するA/D変換器と、入力信号の波形やレベルを記録するメモリと、FFT(Fast Fourier Transform)解析により入力信号の周波数を検出し、該検出結果とメモリに記録した情報とを用いて移動体の反射波を模擬した信号を生成するDSP(Digital Signal Processor)やCPU(Central Processing Unit)等を備えた処理回路と、処理回路で生成された信号をD/A(Digital-to-analog)変換するD/A変換器とを備えたディジタル信号処理回路で実現することが考えられる。   On the other hand, Patent Document 1 does not show any specific configuration of a frequency converter that generates a signal shifted in frequency from the outgoing wave of the detection device. The frequency converter is, for example, an A / D converter that performs A / D (Analog-to-digital) conversion of an input signal, a memory that records the waveform and level of the input signal, and an input signal by FFT (Fast Fourier Transform) analysis. A processing circuit equipped with a DSP (Digital Signal Processor), a CPU (Central Processing Unit), etc. that detects the frequency of the signal and generates a signal simulating the reflected wave of the moving object using the detection result and information recorded in the memory And a digital signal processing circuit including a D / A converter that performs D / A (Digital-to-Analog) conversion on a signal generated by the processing circuit.

しかしながら、そのようなディジタル信号処理回路を有する模擬装置は、上述した複雑な処理を実行するために、高性能なDSPやCPUを備える必要がある。そのため、模擬装置のコストが上昇してしまう。   However, a simulation apparatus having such a digital signal processing circuit needs to include a high-performance DSP or CPU in order to execute the above-described complicated processing. For this reason, the cost of the simulation apparatus increases.

本発明は上述したような背景技術が有する問題点を解決するために成されたものであり、移動体による反射波のドップラー周波数が時々刻々と変化する場合でも、簡易な構成で該ドップラー周波数の変化を模擬できる周波数シフト回路及びそれを備えた模擬装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the problems of the background art as described above. Even when the Doppler frequency of the reflected wave by the moving body changes from moment to moment, the Doppler frequency can be reduced with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a frequency shift circuit capable of simulating a change and a simulation apparatus including the same.

上記目的を達成するため本発明の周波数シフト回路は、以下の第1〜第6の発明で示す構成である。
(第1の発明)
入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
発振周波数が可変な第1発振器及び第2発振器と、
前記入力信号と前記第1発振器から出力された第1信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、前記入力信号の周波数と前記第1信号の周波数である第1周波数との和の周波数成分のみを通過させる高域通過フィルタと、
前記高域通過フィルタの出力信号と前記第2発振器から出力された第2信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、前記高域通過フィルタの出力信号の周波数と前記第2信号の周波数である第2周波数との差の周波数成分のみを通過させる低域通過フィルタと、
前記第1発振器及び前記第2発振器を制御し、前記第1周波数または前記第2周波数のいずれか一方、あるいは前記第1周波数及び前記第2周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1周波数及び前記第2周波数を、前記入力信号の周波数の1.618倍に設定する
(第2の発明)
入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
発振周波数が可変な第1発振器及び第2発振器と、
前記入力信号と前記第1発振器から出力された第1信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、前記入力信号の周波数と前記第1信号の周波数である第1周波数との差の周波数成分のみを通過させる低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタの出力信号と前記第2発振器から出力された第2信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、前記低域通過フィルタの出力信号の周波数と前記第2信号の周波数である第2周波数との和の周波数成分のみを通過させる高域通過フィルタと、
前記第1発振器及び前記第2発振器を制御し、前記第1周波数または前記第2周波数のいずれか一方、あるいは前記第1周波数及び前記第2周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記第1周波数及び第2周波数が前記入力信号の周波数よりも低い周波数であり、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1周波数及び前記第2周波数を、前記入力信号の周波数の0.618倍に設定する
(第3の発明)
入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
発振周波数が可変な第1発振器及び第2発振器と、
前記入力信号と前記第1発振器から出力された第1信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、前記入力信号の周波数と前記第1信号の周波数である第1周波数との差の周波数成分のみを通過させる第1低域通過フィルタと、
前記第1低域通過フィルタの出力信号と前記第2発振器から出力された第2信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、前記第1低域通過フィルタの出力信号の周波数と前記第2信号の周波数である第2周波数との差の周波数成分のみを通過させる第2低域通過フィルタと、
前記第1発振器及び前記第2発振器を制御し、前記第1周波数または前記第2周波数のいずれか一方、あるいは前記第1周波数及び前記第2周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記第1周波数及び第2周波数が前記入力信号の周波数よりも高い周波数であり、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1周波数及び前記第2周波数を、前記入力信号の周波数の2倍に設定する
(第4の発明)
入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
周波数が一定であり、それぞれが異なる周波数の信号を出力する複数の発振器と、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記入力信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記入力信号の周波数との和の周波数成分のみを通過させる高域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記高域通過フィルタの出力信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記高域通過フィルタの出力信号の周波数との差の周波数成分のみを通過させる低域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第1乗算器とを接続する第1スイッチと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第2乗算器とを接続する第2スイッチと、
前記第1スイッチ及び第2スイッチを制御し、前記第1乗算器または前記第2乗算器へ供給する信号の周波数のいずれか一方、あるいは前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ供給する信号の周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ、前記入力信号の周波数の1.618倍の周波数の信号を供給する
(第5の発明)
入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
周波数が一定であり、それぞれが異なる周波数の信号を出力する複数の発振器と、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記入力信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記入力信号の周波数との差の周波数成分のみを通過させる低域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記低域通過フィルタの出力信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記低域通過フィルタの出力信号の周波数との和の周波数成分のみを通過させる高域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第1乗算器とを接続する第1スイッチと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第2乗算器とを接続する第2スイッチと、
前記第1スイッチ及び第2スイッチを制御し、前記第1乗算器または前記第2乗算器へ供給する信号の周波数のいずれか一方、あるいは前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ供給する信号の周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記第1乗算器に入力する前記発振器の出力信号の周波数が前記入力信号の周波数よりも低い周波数であり、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ、前記入力信号の周波数の0.618倍の周波数の信号を供給する
(第6の発明)
入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
周波数が一定であり、それぞれが異なる周波数の信号を出力する複数の発振器と、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記入力信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記入力信号の周波数との差の周波数成分のみを通過させる第1低域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記第1低域通過フィルタの出力信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記第1低域通過フィルタの出力信号の周波数との差の周波数成分のみを通過させる第2低域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第1乗算器とを接続する第1スイッチと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第2乗算器とを接続する第2スイッチと、
前記第1スイッチ及び第2スイッチを制御し、前記第1乗算器または前記第2乗算器へ供給する信号の周波数のいずれか一方、あるいは前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ供給する信号の周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記第1乗算器に入力する前記発振器の出力信号の周波数が前記入力信号の周波数よりも高い周波数であり、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ、前記入力信号の周波数の2倍の周波数の信号を供給する
In order to achieve the above object, a frequency shift circuit of the present invention has a configuration shown in the following first to sixth inventions.
(First invention)
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A first oscillator and a second oscillator having a variable oscillation frequency;
A first multiplier for multiplying the input signal by the first signal output from the first oscillator;
A high-pass filter that passes only the frequency component of the sum of the frequency of the input signal and the first frequency that is the frequency of the first signal from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier that multiplies the output signal of the high-pass filter and the second signal output from the second oscillator;
A low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the output signal of the high-pass filter and the second frequency that is the frequency of the second signal from the output signal of the second multiplier;
A frequency shift with respect to the frequency of the input signal by controlling the first oscillator and the second oscillator and changing either the first frequency or the second frequency, or changing the first frequency and the second frequency. A control unit for changing the amount;
I have a,
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
The first frequency and the second frequency when the frequency shift amount is zero are set to 1.618 times the frequency of the input signal .
(Second invention)
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A first oscillator and a second oscillator having a variable oscillation frequency;
A first multiplier for multiplying the input signal by the first signal output from the first oscillator;
A low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the input signal and the first frequency, which is the frequency of the first signal, from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier that multiplies the output signal of the low-pass filter by the second signal output from the second oscillator;
A high-pass filter that passes only the frequency component of the sum of the frequency of the output signal of the low-pass filter and the second frequency that is the frequency of the second signal from the output signal of the second multiplier;
A frequency shift with respect to the frequency of the input signal by controlling the first oscillator and the second oscillator and changing either the first frequency or the second frequency, or changing the first frequency and the second frequency. A control unit for changing the amount;
Have
The first frequency and the second frequency are lower than the frequency of the input signal ;
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
The first frequency and the second frequency when the frequency shift amount is zero are set to 0.618 times the frequency of the input signal .
(Third invention)
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A first oscillator and a second oscillator having a variable oscillation frequency;
A first multiplier for multiplying the input signal by the first signal output from the first oscillator;
A first low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the input signal and the first frequency, which is the frequency of the first signal, from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier that multiplies the output signal of the first low-pass filter by the second signal output from the second oscillator;
A second low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the output signal of the first low-pass filter and the second frequency that is the frequency of the second signal from the output signal of the second multiplier. When,
A frequency shift with respect to the frequency of the input signal by controlling the first oscillator and the second oscillator and changing either the first frequency or the second frequency, or changing the first frequency and the second frequency. A control unit for changing the amount;
Have
The first frequency and the second frequency are higher than the frequency of the input signal ;
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
The first frequency and the second frequency when the frequency shift amount is zero are set to twice the frequency of the input signal .
(Fourth invention)
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A plurality of oscillators each having a constant frequency and each outputting a signal of a different frequency;
A first multiplier that multiplies the output signal of any one of the plurality of oscillators by the input signal;
A high-pass filter that passes only a frequency component of the sum of the frequency of the oscillator and the frequency of the input signal from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier for multiplying an output signal of any one of the plurality of oscillators by an output signal of the high-pass filter;
A low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the oscillator and the frequency of the output signal of the high-pass filter from the output signal of the second multiplier;
A first switch that connects any one of the plurality of oscillators to the first multiplier;
A second switch that connects any one of the plurality of oscillators to the second multiplier;
A signal for controlling the first switch and the second switch to be supplied to the first multiplier or the second multiplier, or a signal supplied to the first multiplier and the second multiplier A control unit that changes the frequency shift amount with respect to the frequency of the input signal by changing the frequency of
I have a,
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
A signal having a frequency of 1.618 times the frequency of the input signal is supplied to the first multiplier and the second multiplier when the frequency shift amount is zero .
(Fifth invention)
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A plurality of oscillators each having a constant frequency and each outputting a signal of a different frequency;
A first multiplier that multiplies the output signal of any one of the plurality of oscillators by the input signal;
A low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the oscillator and the frequency of the input signal from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier for multiplying an output signal of any one of the plurality of oscillators by an output signal of the low-pass filter;
A high-pass filter that passes only the frequency component of the sum of the frequency of the oscillator and the frequency of the output signal of the low-pass filter from the output signal of the second multiplier;
A first switch that connects any one of the plurality of oscillators to the first multiplier;
A second switch that connects any one of the plurality of oscillators to the second multiplier;
A signal for controlling the first switch and the second switch to be supplied to the first multiplier or the second multiplier, or a signal supplied to the first multiplier and the second multiplier A control unit that changes the frequency shift amount with respect to the frequency of the input signal by changing the frequency of
Have
The frequency of the output signal of the oscillator that is input to the first multiplier is lower than the frequency of the input signal ;
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
A signal having a frequency 0.618 times the frequency of the input signal is supplied to the first multiplier and the second multiplier when the frequency shift amount is zero .
(Sixth invention)
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A plurality of oscillators each having a constant frequency and each outputting a signal of a different frequency;
A first multiplier that multiplies the output signal of any one of the plurality of oscillators by the input signal;
A first low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the oscillator and the frequency of the input signal from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier for multiplying an output signal of any one of the plurality of oscillators by an output signal of the first low-pass filter;
A second low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the oscillator and the frequency of the output signal of the first low-pass filter from the output signal of the second multiplier;
A first switch that connects any one of the plurality of oscillators to the first multiplier;
A second switch that connects any one of the plurality of oscillators to the second multiplier;
A signal for controlling the first switch and the second switch to be supplied to the first multiplier or the second multiplier, or a signal supplied to the first multiplier and the second multiplier A control unit that changes the frequency shift amount with respect to the frequency of the input signal by changing the frequency of
Have
The frequency of the output signal of the oscillator input to the first multiplier is higher than the frequency of the input signal ;
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
A signal having a frequency twice that of the input signal is supplied to the first multiplier and the second multiplier when the frequency shift amount is zero .

一方、本発明の模擬装置は、移動体により反射される反射波を模擬する模擬装置であって、
前記移動体を検出する検出装置から出射される波を受波し、電気信号に変換する受波センサと、
前記受波センサの出力信号を入力信号とする、上記いずれかの周波数シフト回路と、
前記周波数シフト回路の出力信号を増幅する電力増幅器と、
前記電力増幅器で増幅された信号を前記検出装置の出射波に対応する波に変換し、前記検出装置へ送波する送波部と、
を有する。
On the other hand, the simulation device of the present invention is a simulation device that simulates a reflected wave reflected by a moving body,
A wave receiving sensor that receives a wave emitted from a detection device that detects the moving body and converts the wave into an electric signal;
The frequency shift circuit of any one of the above, wherein the output signal of the receiving sensor is an input signal;
A power amplifier for amplifying an output signal of the frequency shift circuit;
A wave transmission unit that converts the signal amplified by the power amplifier into a wave corresponding to the output wave of the detection device and transmits the wave to the detection device;
Have

本発明によれば、移動体による反射波のドップラー周波数が時々刻々と変化する場合でも、簡易な構成で該ドップラー周波数の変化を模擬できる。   According to the present invention, even when the Doppler frequency of the reflected wave from the moving body changes every moment, the change in the Doppler frequency can be simulated with a simple configuration.

第1の実施の形態の模擬装置の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the simulation apparatus of 1st Embodiment. 図1に示した周波数シフト回路の一構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a frequency shift circuit illustrated in FIG. 1. 検出装置から出射される波の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the wave radiate | emitted from a detection apparatus. 移動体と検出装置の位置関係の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the positional relationship of a moving body and a detection apparatus. 図4に示した移動体による反射波のドップラー周波数の変化例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a change of the Doppler frequency of the reflected wave by the moving body shown in FIG. 図5に示したドップラー周波数の変化を実現する、前段シンセサイザの発振周波数の制御例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of control of the oscillation frequency of the pre-stage synthesizer that realizes the change of the Doppler frequency shown in FIG. 5. 図2に示した前段乗算器の出力信号から周波数の和の成分を抽出する場合であって、図2に示した前段シンセサイザ及び後段シンセサイザの発振周波数と前段乗算器及び後段乗算器の出力信号に含まれる二つの周波数成分との関係例を示すグラフである。In this case, the sum component of the frequency is extracted from the output signal of the pre-stage multiplier shown in FIG. 2, and the oscillation frequency of the pre-stage synthesizer and the post-stage synthesizer shown in FIG. It is a graph which shows the example of a relationship with two frequency components contained. 図2に示した前段乗算器の出力信号から周波数の差の成分を抽出する場合であって、図2に示した前段シンセサイザ及び後段シンセサイザの発振周波数と前段乗算器及び後段乗算器の出力信号に含まれる二つの周波数成分との関係例を示すグラフである。FIG. 2 illustrates a case where a frequency difference component is extracted from the output signal of the pre-stage multiplier shown in FIG. 2, and the oscillation frequency of the pre-stage synthesizer and the post-stage synthesizer shown in FIG. It is a graph which shows the example of a relationship with two frequency components contained. 図2に示した高域通過フィルタ及び低域通過フィルタで用いることができるフィルタ回路の一例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a filter circuit that can be used in the high-pass filter and the low-pass filter shown in FIG. 2. 第2の実施の形態の模擬装置が備える周波数シフト回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example of the frequency shift circuit with which the simulation apparatus of 2nd Embodiment is provided. 第3の実施の形態の模擬装置が備える周波数シフト回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example of the frequency shift circuit with which the simulation apparatus of 3rd Embodiment is provided. 本発明の試験装置の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the test apparatus of this invention.

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の実施の形態の模擬装置の一構成例を示すブロック図であり、図2は図1に示した周波数シフト回路の一構成例を示すブロック図である。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the simulation apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the frequency shift circuit shown in FIG.

図1に示すように、第1の実施の形態の模擬装置1は、受波センサ2、帯域通過フィルタ3、初段アンプ4、周波数シフト回路5、電力増幅器6及び送波部7を備える。   As shown in FIG. 1, the simulation apparatus 1 according to the first embodiment includes a reception sensor 2, a band pass filter 3, a first stage amplifier 4, a frequency shift circuit 5, a power amplifier 6, and a transmission unit 7.

受波センサ2は、検出装置(不図示)20から出射された波(音波、電波等)を受波し、電気信号に変換して出力する。受波センサ2は、音波を受信するマイクロフォン、あるいは電波を受信するアンテナ装置等で実現できる。検出装置20からは、例えば図3に示すようにエンベロープが楕円状であり、一定の周波数fiから成る波が出射される。   The wave receiving sensor 2 receives a wave (sound wave, radio wave, etc.) emitted from a detection device (not shown) 20, converts it into an electric signal, and outputs it. The wave receiving sensor 2 can be realized by a microphone that receives sound waves, an antenna device that receives radio waves, or the like. For example, as shown in FIG. 3, the detector 20 emits a wave having an elliptical envelope and a constant frequency fi.

帯域通過フィルタ3は、受波センサ2の出力信号のうち、検出装置20の出射波の周波数を含む、予め想定される帯域の信号を通過させる。帯域通過フィルタ3の通過帯域は、検出装置20の出射波の周波数に応じて予め設定される。帯域通過フィルタ3は、模擬装置の使用条件において、ノイズレベル、ダイナミックレンジ等が許容できる範囲内にあれば、無くてもよい。   The band pass filter 3 passes a signal in a band assumed in advance including the frequency of the outgoing wave of the detection device 20 among the output signals of the wave receiving sensor 2. The pass band of the band pass filter 3 is set in advance according to the frequency of the outgoing wave of the detection device 20. The band-pass filter 3 may be omitted as long as the noise level, dynamic range, and the like are within allowable ranges under the usage conditions of the simulation apparatus.

初段アンプ4は、帯域通過フィルタ3の出力信号を適切なレベルまで増幅する。初段アンプ4は、受波センサ2または帯域通過フィルタ3から周波数シフト回路5に適切なレベルの信号を供給できれば無くてもよい。   The first stage amplifier 4 amplifies the output signal of the band pass filter 3 to an appropriate level. The first stage amplifier 4 may be omitted as long as a signal of an appropriate level can be supplied from the reception sensor 2 or the band pass filter 3 to the frequency shift circuit 5.

周波数シフト回路5は、初段アンプ4から供給される、受波センサ2で受波した信号から、移動体30による反射波を模擬する信号を生成して出力する。   The frequency shift circuit 5 generates and outputs a signal that simulates the reflected wave from the moving body 30 from the signal received by the wave receiving sensor 2 supplied from the first stage amplifier 4.

電力増幅器6は、周波数シフト回路5の出力信号を適切な送波レベルまで増幅する。   The power amplifier 6 amplifies the output signal of the frequency shift circuit 5 to an appropriate transmission level.

送波部7は、電力増幅器6で増幅された信号を検出装置20の出射波に対応した波(音波、電波等)に変換して検出装置20へ送波する。送波部7は、音波を出力する送波センサ(例えば超音波センサ)やスピーカ、あるいは電波を放射するアンテナ装置によって実現できる。   The wave transmission unit 7 converts the signal amplified by the power amplifier 6 into a wave (sound wave, radio wave, etc.) corresponding to the outgoing wave of the detection device 20 and transmits the wave to the detection device 20. The wave transmission unit 7 can be realized by a wave transmission sensor (for example, an ultrasonic sensor) that outputs sound waves, a speaker, or an antenna device that emits radio waves.

図2に示すように、周波数シフト回路5は、前段乗算器51、高域通過フィルタ52、前段アンプ53、後段乗算器54、低域通過フィルタ55、後段アンプ56、制御部57、前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59を備える。   As shown in FIG. 2, the frequency shift circuit 5 includes a pre-stage multiplier 51, a high-pass filter 52, a pre-stage amplifier 53, a post-stage multiplier 54, a low-pass filter 55, a post-stage amplifier 56, a control unit 57, and a pre-stage synthesizer 58. And a rear-stage synthesizer 59.

前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59は、入力信号の周波数に対して周波数シフトした信号を生成するために用いる、レベルが一定であり、周波数が可変の信号を発振・出力する。前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59は、例えば周知のPLL(Phase Locked Loop)回路で実現される。   The front-stage synthesizer 58 and the rear-stage synthesizer 59 oscillate and output a signal having a constant level and a variable frequency that is used to generate a signal shifted in frequency with respect to the frequency of the input signal. The front-stage synthesizer 58 and the rear-stage synthesizer 59 are realized by, for example, a known PLL (Phase Locked Loop) circuit.

制御部57は、前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59の動作を制御し、それぞれの発振周波数を変更する。前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59の発振周波数は、例えばPLL回路の分周数を変更することで制御できる。制御部57は、プログラムにしたがって処理を実行するCPU等で実現できる。   The control unit 57 controls the operations of the front-stage synthesizer 58 and the rear-stage synthesizer 59 and changes their oscillation frequencies. The oscillation frequencies of the front-stage synthesizer 58 and the rear-stage synthesizer 59 can be controlled, for example, by changing the frequency division number of the PLL circuit. The control unit 57 can be realized by a CPU or the like that executes processing according to a program.

前段乗算器51は、周波数シフト回路5の入力信号と前段シンセサイザ58の出力信号とを乗算して出力する。周波数シフト回路5の入力信号の周波数をfiとし、前段シンセサイザ58の発振周波数をflaとしたとき、前段乗算器51からは、それらの和の周波数成分fi+flaと差の周波数成分fi−flaとを含む信号が出力される。   The pre-stage multiplier 51 multiplies the input signal of the frequency shift circuit 5 and the output signal of the pre-stage synthesizer 58 and outputs the result. When the frequency of the input signal of the frequency shift circuit 5 is fi and the oscillation frequency of the pre-stage synthesizer 58 is fl, the pre-multiplier 51 includes the sum frequency component fi + fla and the difference frequency component fi-fla. A signal is output.

高域通過フィルタ52は、前段乗算器51の出力信号から周波数成分fi−flaを減衰させ、周波数成分fi+flaを通過させる。   The high-pass filter 52 attenuates the frequency component fi−fla from the output signal of the pre-stage multiplier 51 and passes the frequency component fi + fla.

前段アンプ53は、高域通過フィルタ52の出力信号を適切なレベルまで増幅する。高域通過フィルタ52の出力信号が所要のレベルである場合、前段アンプ53は無くてもよい。   The pre-stage amplifier 53 amplifies the output signal of the high-pass filter 52 to an appropriate level. When the output signal of the high-pass filter 52 is at a required level, the pre-stage amplifier 53 may not be provided.

後段乗算器54は、前段アンプ53の出力信号と後段シンセサイザ59の出力信号とを乗算して出力する。上述したように前段アンプ53の出力信号の周波数はfi+flaであり、後段シンセサイザ59の発振周波数をflbとすると、後段乗算器54からは、それらの和の周波数成分fi+fla+flbと差の周波数成分fi+fla−flbとを含む信号が出力される。   The post-stage multiplier 54 multiplies the output signal of the pre-stage amplifier 53 and the output signal of the post-stage synthesizer 59 and outputs the result. As described above, the frequency of the output signal of the pre-stage amplifier 53 is fi + fla, and if the oscillation frequency of the post-stage synthesizer 59 is flb, the post-stage multiplier 54 receives the difference between the frequency component fi + fla + flb and the difference frequency component fi + fla−flb. Are output.

低域通過フィルタ55は、後段乗算器54の出力信号から周波数成分fi+fla+flbを減衰させ、周波数成分fi+fla−flbを通過させる。   The low-pass filter 55 attenuates the frequency component fi + fla + flb from the output signal of the post-stage multiplier 54 and passes the frequency component fi + fla-flb.

後段アンプ56は、低域通過フィルタ55の出力信号を適切なレベルまで増幅し、図1に示した電力増幅器6へ出力する。低域通過フィルタ55の出力信号が所要のレベルである場合、後段アンプ56は無くてもよい。   The post-stage amplifier 56 amplifies the output signal of the low-pass filter 55 to an appropriate level and outputs it to the power amplifier 6 shown in FIG. When the output signal of the low-pass filter 55 is at a required level, the post-stage amplifier 56 may not be provided.

上述したように、周波数シフト回路5の出力信号の周波数foutは、fi+fla−flbであり、入力信号の周波数fiに対して(fla−flb)だけ周波数シフトした信号である。ここで、前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59の発振周波数、またはいずれか一方の発振周波数をスイープさせれば、周波数シフト回路5からは、入力信号の周波数fiに対して周波数シフト量(ドップラー周波数)が時々刻々と変化する信号が出力される。周波数foutは、fla=flbのときにfiと一致するため、ドップラー周波数が零(0)の状態も再現できる。   As described above, the frequency fout of the output signal of the frequency shift circuit 5 is fi + fla−flb, which is a signal shifted by (fla−flb) with respect to the frequency fi of the input signal. Here, if the oscillation frequency of the front-stage synthesizer 58 and the rear-stage synthesizer 59 or any one of the oscillation frequencies is swept, the frequency shift circuit 5 generates a frequency shift amount (Doppler frequency) with respect to the frequency fi of the input signal. A signal that changes from moment to moment is output. Since the frequency fout matches fi when fl = flb, a state where the Doppler frequency is zero (0) can also be reproduced.

また、前段シンセサイザ58の発振周波数flaと後段シンセサイザ59の発振周波数flbとを、入力信号の周波数fiに対してある程度離れた周波数に設定すれば、周波数成分fi+fla及びfi−flaのうち、周波数成分fi+flaのみを通過させる高域通過フィルタ52、あるいは周波数成分fi+fla+flb及びfi+fla−flbのうち、周波数成分fi+fla−flbのみを通過させる低域通過フィルタ55を比較的容易に実現できる。   Further, if the oscillation frequency fla of the front-stage synthesizer 58 and the oscillation frequency flb of the rear-stage synthesizer 59 are set to frequencies that are somewhat separated from the frequency fi of the input signal, the frequency component fi + fla of the frequency components fi + fla and fi−fla. The low-pass filter 52 that passes only the frequency component fi + fla-flb among the frequency components fi + fla + flb and fi + fla-flb can be realized relatively easily.

さらに、前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59の出力信号レベルを一定にすることで、周波数シフト回路5の出力信号は、エンベロープ波形が入力信号と同一であり、レベルが入力信号のレベルと比例した信号となる。   Further, by making the output signal levels of the front-stage synthesizer 58 and the rear-stage synthesizer 59 constant, the output signal of the frequency shift circuit 5 has the same envelope waveform as that of the input signal, and the level of the output signal is proportional to the level of the input signal. Become.

したがって、移動体30による反射波のドップラー周波数が時々刻々と変化する場合でも、簡易な構成で該ドップラー周波数の変化を模擬できる。   Therefore, even when the Doppler frequency of the reflected wave by the moving body 30 changes every moment, the change in the Doppler frequency can be simulated with a simple configuration.

なお、図2に示す周波数シフト回路5は、先に前段乗算器51及び高域通過フィルタ52を用いて周波数成分fi+flaを抽出し、続いて後段乗算器54及び低域通過フィルタ55を用いて周波数成分fi+fla−flbを抽出する構成例を示した。しかしながら、周波数シフト回路5は、先に前段乗算器51及び低域通過フィルタ55を用いて周波数成分fi−flaを抽出する構成でもよい。但し、先に周波数成分fi−flaを抽出する構成では、fiとflaの関係に応じて後段乗算器54の出力側に設けるフィルタを変更する必要がある。具体的には、fi>flaの場合は、高域通過フィルタ52を用いて後段乗算器54の出力信号から周波数成分fi−fla+flb(和の周波数成分)を抽出する。また、fi<flaの場合は、低域通過フィルタ55を用いて後段乗算器54の出力信号から周波数成分fi−fla−flb(差の周波数成分)を抽出する。   The frequency shift circuit 5 shown in FIG. 2 first extracts the frequency component fi + fla using the pre-stage multiplier 51 and the high-pass filter 52, and then uses the post-stage multiplier 54 and the low-pass filter 55 to frequency. A configuration example for extracting the component fi + fla-flb has been shown. However, the frequency shift circuit 5 may be configured to extract the frequency component fi-fla using the pre-stage multiplier 51 and the low-pass filter 55 first. However, in the configuration in which the frequency component fi-fla is extracted first, it is necessary to change the filter provided on the output side of the post-stage multiplier 54 in accordance with the relationship between fi and fla. Specifically, when fi> fla, the high-pass filter 52 is used to extract the frequency component fi−fla + flb (sum frequency component) from the output signal of the post-stage multiplier 54. If fi <fla, the low-pass filter 55 is used to extract the frequency component fi-fla-flb (difference frequency component) from the output signal of the post-stage multiplier 54.

例えば、fi=50kHz、fla=flb=30kHz(fi>fla)とすると、前段乗算器51及び低域通過フィルタ55の出力から抽出される周波数成分はfi−fla=20kHzとなる。このとき、後段乗算器54の出力信号から抽出する周波数成分をfi−fla−flb(差の周波数成分)とすると、fi−fla−flb=−10kHzとなり、fi=50kHzを出力できなくなる。なお、マイナス(−)の周波数とは、信号のベクトルの回転方向が時計回りの状態を指す。プラス(+)の周波数とは、信号のベクトルの回転方向が反時計回りの状態であり、周波数はベクトルの回転方向が異なっていても同一である。すなわち、fi−fla−flb=10kHzである。   For example, when fi = 50 kHz and fla = flb = 30 kHz (fi> fla), the frequency component extracted from the outputs of the pre-stage multiplier 51 and the low-pass filter 55 is fi−fla = 20 kHz. At this time, if the frequency component extracted from the output signal of the post-stage multiplier 54 is fi-fla-flb (difference frequency component), fi-fla-flb = -10 kHz, and fi = 50 kHz cannot be output. The minus (-) frequency indicates a state in which the rotation direction of the signal vector is clockwise. The plus (+) frequency is a state in which the rotation direction of the signal vector is counterclockwise, and the frequency is the same even if the rotation direction of the vector is different. That is, fi-fla-flb = 10 kHz.

それに対して、後段乗算器54の出力信号から抽出する周波数成分をfi−fla+flb(和の周波数成分)とすると、fi−fla+flb=50kHzとなり、fi=50kHzを出力できることが分かる。   On the other hand, if the frequency component extracted from the output signal of the post-stage multiplier 54 is fi−fla + flb (sum frequency component), it is found that fi−fla + flb = 50 kHz, and fi = 50 kHz can be output.

一方、例えば、fi=30kHz、fla=flb=50kHz(fi<fla)とすると、前段乗算器51及び低域通過フィルタ55の出力から抽出される周波数成分はfi−fla=−20kHzとなる。このとき、後段乗算器54の出力信号から抽出する周波数成分をfi−fla+flb(和の周波数成分)とすると、fi−fla(=20kHz)+flb=70kHzとなり、fi=30kHzを出力できなくなる。   On the other hand, for example, when fi = 30 kHz and fla = flb = 50 kHz (fi <fla), the frequency component extracted from the outputs of the pre-stage multiplier 51 and the low-pass filter 55 is fi-fla = −20 kHz. At this time, if the frequency component extracted from the output signal of the post-stage multiplier 54 is fi−fla + flb (sum frequency component), fi−fla (= 20 kHz) + flb = 70 kHz, and fi = 30 kHz cannot be output.

それに対して、後段乗算器54の出力信号から抽出する周波数成分をfi−fla−flb(差の周波数成分)とすると、fi−fla(=20kHz)−flb=−30kHzとなり、fi=30kHzを出力できることが分かる。   On the other hand, if the frequency component extracted from the output signal of the post-stage multiplier 54 is fi-fla-flb (difference frequency component), fi-fla (= 20 kHz) -flb = -30 kHz, and fi = 30 kHz is output. I understand that I can do it.

次に本実施形態の具体例について図面を用いて説明する。   Next, a specific example of this embodiment will be described with reference to the drawings.

図4は移動体と検出装置の位置関係の一例を示す模式図であり、図5は図4に示した移動体による反射波のドップラー周波数の変化例を示すグラフである。   FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a positional relationship between the moving body and the detection device, and FIG. 5 is a graph illustrating an example of a change in Doppler frequency of a reflected wave by the moving body illustrated in FIG.

図4は、検出装置20が音波を用いて水中の移動体30を検出する様子を示し、検出装置20が等速直線運動する移動体30の移動線上からずれて位置する例である。移動体30は等速直線運動を行っており、速度vが、例えば20ノットとする。検出装置20と移動体30の最接近距離dは100mとする。また、検出装置20から出射される音波の周波数fiは20kHzとする。   FIG. 4 shows a state in which the detection device 20 detects the moving body 30 in water using sound waves, and is an example in which the detection device 20 is displaced from the movement line of the moving body 30 that moves at a constant linear velocity. The moving body 30 performs constant velocity linear motion, and the speed v is, for example, 20 knots. The closest approach distance d between the detection device 20 and the moving body 30 is 100 m. The frequency fi of the sound wave emitted from the detection device 20 is 20 kHz.

この場合、検出装置20で検出される、移動体30による反射波のドップラー周波数は図5に示すように変化する。図5に示すグラフの縦軸は周波数を示し、横軸は時間を示している。図5の横軸は、検出装置20と移動体30の最接近時を零(t=0)とし、マイナス(−)は移動体30が検出装置20に近づいてくる期間であり、プラス(+)は移動体30が検出装置20から遠ざかっていく期間である。この場合、模擬装置1は、検出装置20から送出される音波の周波数を、図5に示すように時間の経過と共にシフトさせれば、移動体30による反射波を模擬できる。   In this case, the Doppler frequency of the reflected wave by the moving body 30 detected by the detection device 20 changes as shown in FIG. The vertical axis of the graph shown in FIG. 5 indicates frequency, and the horizontal axis indicates time. The horizontal axis in FIG. 5 represents zero (t = 0) when the detection device 20 and the moving body 30 are closest to each other, and minus (−) is a period during which the moving body 30 approaches the detection device 20. ) Is a period during which the moving body 30 moves away from the detection device 20. In this case, the simulation apparatus 1 can simulate the reflected wave by the moving body 30 by shifting the frequency of the sound wave transmitted from the detection apparatus 20 with the passage of time as shown in FIG.

図5に示すグラフにおいて、例えば検出装置20と移動体30の最接近時から0.1分前では、ドップラー周波数が+145.1Hzである。すなわち、移動体30からの反射波の周波数は20145.1Hzになる。   In the graph shown in FIG. 5, for example, the Doppler frequency is +145.1 Hz 0.1 minutes before the closest approach between the detection device 20 and the moving body 30. That is, the frequency of the reflected wave from the moving body 30 is 20145.1 Hz.

この場合、例えば後段シンセサイザ59の発振周波数flbを30000Hzとし、前段シンセサイザ58の発振周波数faを30145.1Hzに設定すれば、周波数シフト回路5からは周波数シフト(=20145.1Hz)した信号が出力される。また、例えば、後段シンセサイザ59の発振周波数flbを固定し、前段シンセサイザ58の発振周波数flaを変化させれば、周波数シフト回路5からはドップラー周波数が時々刻々と変化する信号が出力される。   In this case, for example, if the oscillation frequency flb of the post-stage synthesizer 59 is set to 30000 Hz and the oscillation frequency fa of the pre-stage synthesizer 58 is set to 30145.1 Hz, the frequency shift circuit 5 outputs a signal shifted in frequency (= 20145.1 Hz). The Further, for example, if the oscillation frequency flb of the post-stage synthesizer 59 is fixed and the oscillation frequency fl of the pre-stage synthesizer 58 is changed, the frequency shift circuit 5 outputs a signal whose Doppler frequency changes every moment.

図6は、図5に示したドップラー周波数の変化を実現する、前段シンセサイザ58の発振周波数flaの制御例を示している。後段シンセサイザ59の発振周波数は30000Hzで一定とする。   FIG. 6 shows a control example of the oscillation frequency fla of the pre-stage synthesizer 58 that realizes the change of the Doppler frequency shown in FIG. The oscillation frequency of the post-stage synthesizer 59 is constant at 30000 Hz.

模擬装置1は、周波数シフト回路5により、図6で示すように前段シンセサイザ58の発振周波数flaを制御すれば、図5に示したドップラー周波数の変化を実現することが可能であり、図4に示した移動体30による反射波を模擬できる。図6は、後段シンセサイザ59の発振周波数flbを固定し、前段シンセサイザ58の発振周波数flaを変化させることでドップラー周波数を制御する例を示しているが、周波数シフト回路5は、前段シンセサイザ58の発振周波数flaを固定し、後段シンセサイザ59の発振周波数flbを変化させることでドップラー周波数を変化させてもよい。また、周波数シフト回路5は、前段シンセサイザ58の発振周波数fla及び後段シンセサイザ59の発振周波数flbをそれぞれ変化させることでドップラー周波数を変化させてもよい。   The simulator 1 can realize the change of the Doppler frequency shown in FIG. 5 by controlling the oscillation frequency fl of the pre-stage synthesizer 58 as shown in FIG. 6 by the frequency shift circuit 5. The reflected wave by the mobile body 30 shown can be simulated. FIG. 6 shows an example in which the Doppler frequency is controlled by fixing the oscillation frequency flb of the post-stage synthesizer 59 and changing the oscillation frequency fl of the pre-stage synthesizer 58. However, the frequency shift circuit 5 oscillates the pre-stage synthesizer 58. The Doppler frequency may be changed by fixing the frequency fl and changing the oscillation frequency flb of the post-stage synthesizer 59. Further, the frequency shift circuit 5 may change the Doppler frequency by changing the oscillation frequency flb of the front-stage synthesizer 58 and the oscillation frequency flb of the rear-stage synthesizer 59, respectively.

本具体例では、前段乗算器51から周波数成分50145.1Hz(20000Hz+30145.1Hz)及び周波数成分10145.1Hz(30145.1Hz−20000Hz)を含む信号が出力される。これら二つの周波数成分のレベルは同一である。   In this specific example, a signal including a frequency component 50145.1 Hz (20000 Hz + 30145.1 Hz) and a frequency component 10145.1 Hz (30145.1 Hz−20000 Hz) is output from the pre-stage multiplier 51. The levels of these two frequency components are the same.

周波数成分50145.1Hzに対して周波数成分10145.1Hzが影響しないようにするには周波数成分10145.1Hzを40dB以上減衰させることが望ましい(電圧で表すと、1/100以下)。   In order to prevent the frequency component 10145.1 Hz from affecting the frequency component 50145.1 Hz, it is desirable to attenuate the frequency component 10145.1 Hz by 40 dB or more (in terms of voltage, 1/100 or less).

この関係から高域通過フィルタ52に要求される減衰特性を計算すると、−25dB/octとなる。   From this relationship, the attenuation characteristic required for the high-pass filter 52 is calculated to be −25 dB / oct.

一方、後段乗算器54からは、周波数成分20145.1Hz(50145.1Hz−30000Hz)と周波数成分80145.1Hz(50145.1Hz+30000Hz)とを含む信号が出力される。これら二つの周波数成分のレベルは同一である。   On the other hand, the post-stage multiplier 54 outputs a signal including a frequency component 20145.1 Hz (50145.1 Hz-30000 Hz) and a frequency component 80145.1 Hz (50145.1 Hz + 30000 Hz). The levels of these two frequency components are the same.

周波数成分20145.1Hzに対して周波数成分80145.1Hzが影響しないようにするには,周波数成分80145.1Hzを40dB以上減衰させることが望ましい(電圧で表すと、1/100以下)。   To prevent the frequency component 80145.1 Hz from affecting the frequency component 20145.1 Hz, it is desirable to attenuate the frequency component 80145.1 Hz by 40 dB or more (in terms of voltage, 1/100 or less).

この関係から低域通過フィルタ55に要求される減衰特性を計算すると、−13.4dB/octとなる。なお、oct(オクターブ)とは2倍の周波数を示し、−25dB/octとは周波数が2倍の信号を25dB減衰させる特性を指す。また、−13.4dB/octとは周波数が2倍の信号を13.4dB減衰させる特性を指す。   From this relationship, the attenuation characteristic required for the low-pass filter 55 is calculated to be −13.4 dB / oct. Note that oct (octave) indicates a double frequency, and -25 dB / oct indicates a characteristic that attenuates a signal having a double frequency by 25 dB. Further, −13.4 dB / oct refers to the characteristic of attenuating a signal having a double frequency by 13.4 dB.

この場合、低域通過フィルタ55で必要な減衰量に比べて高域通過フィルタ52で必要な減衰量が大きいため、低域通過フィルタ55よりも高域通過フィルタ52の回路規模が大きくなる。そこで、低域通過フィルタ55及び高域通過フィルタ52の両方を最も簡易に構成できる、前段シンセサイザの発振周波数fla及び後段シンセサイザの発振周波数flbについて以下で検討する。   In this case, since the amount of attenuation required for the high-pass filter 52 is larger than the amount of attenuation required for the low-pass filter 55, the circuit scale of the high-pass filter 52 is larger than that of the low-pass filter 55. Therefore, the following will discuss the oscillation frequency flb of the front-stage synthesizer and the oscillation frequency flb of the rear-stage synthesizer in which both the low-pass filter 55 and the high-pass filter 52 can be configured most simply.

上述したように、図2に示した周波数シフト回路5では、前段乗算器51から周波数成分fi+fla及びfi−flaを含む信号が出力され、高域通過フィルタ52を用いて周波数成分fi+flaのみを抽出する。このとき、必要な周波数成分fi+flaと不要な周波数成分fi−flaとが離れているほど、高域通過フィルタ52は小規模な回路で構成できる。   As described above, in the frequency shift circuit 5 shown in FIG. 2, the signal including the frequency components fi + fla and fi−fla is output from the pre-stage multiplier 51, and only the frequency component fi + fla is extracted using the high-pass filter 52. . At this time, as the required frequency component fi + fla and the unnecessary frequency component fi-fla are more distant, the high-pass filter 52 can be configured with a smaller circuit.

同様に、図2に示した周波数シフト回路5では、後段乗算器54から周波数成分fi+fla+flb及びfi+fla−flbを含む信号が出力され、低域通過フィルタ55を用いて所要の周波数成分fi+fla−flbのみを抽出する。このとき、必要な周波数成分fi+fla−flbと不要な周波数成分fi+fla+flbとが離れているほど、低域通過フィルタ55は小規模な回路で構成できる。   Similarly, in the frequency shift circuit 5 shown in FIG. 2, a signal including frequency components fi + fla + flb and fi + fla−flb is output from the post-stage multiplier 54, and only a required frequency component fi + fla−flb is obtained using the low-pass filter 55. Extract. At this time, as the required frequency component fi + fla-flb and the unnecessary frequency component fi + fla + flb are further away, the low-pass filter 55 can be configured with a smaller circuit.

前段乗算器51から出力される二つの周波数成分の比をxとすると、
x=(fi+fla)/(fi−fla)…(1)
で表される。
If the ratio of the two frequency components output from the pre-stage multiplier 51 is x,
x = (fi + fla) / (fi−fla) (1)
It is represented by

同様に、後段乗算器54から出力される二つの周波数成分の比をyとすると、
y=(fi+fla+flb)/(fi+fla−flb)…(2)
で表される。
Similarly, if the ratio of the two frequency components output from the post-stage multiplier 54 is y,
y = (fi + fla + flb) / (fi + fla−flb) (2)
It is represented by

以下、高域通過フィルタ52及び低域通過フィルタ55をそれぞれ小規模な回路で構成できる条件について求める。以下では式を簡素化するためにドップラー周波数が0(すなわち、fla=flb)の場合にて考察する。   Hereinafter, the conditions under which each of the high-pass filter 52 and the low-pass filter 55 can be configured with a small circuit are obtained. In the following, in order to simplify the equation, a case where the Doppler frequency is 0 (that is, fla = flb) is considered.

このとき、上記(2)式は、
y=(fi+2fla)/fi…(3)
に変形できる。
At this time, the above equation (2) is
y = (fi + 2fla) / fi (3)
Can be transformed into

fi/fla=c…(4)
と定義すると、上記(1)式は、
x=(c+1)/(c−1)…(5)
となる。
fi / fla = c (4)
When the above equation (1) is defined,
x = (c + 1) / (c-1) (5)
It becomes.

また、上記(2)式は、
y=(c+2)/c…(6)
となる。
Also, the above equation (2) is
y = (c + 2) / c (6)
It becomes.

上記(5)式及び(6)式に基づき、cの変化に対するx及びyの変化を示した表が図7(a)であり、グラフが図7(b)である。図7(b)に示すグラフの縦軸はx及びyの値を示し、横軸はcの値を示している。   FIG. 7A is a table showing the change of x and y with respect to the change of c based on the above equations (5) and (6), and FIG. 7 (b) is a graph. The vertical axis of the graph shown in FIG. 7B indicates x and y values, and the horizontal axis indicates the value of c.

なお、上記(5)式によれば、cが1よりも小さい場合、xはマイナス(−)の値となる。但し、xがマイナス(−)の値であっても、二つの周波数成分の比の関係は維持されており、xがプラス(+)の場合と同様に扱うことができる。よって、図7(b)のグラフではxを絶対値で示している。   According to the above equation (5), when c is smaller than 1, x is a minus (−) value. However, even if x is a negative (−) value, the relationship between the ratios of the two frequency components is maintained, and it can be handled in the same manner as when x is positive (+). Therefore, in the graph of FIG.7 (b), x is shown with the absolute value.

図7(a)及び(b)で示すように、xは、cの値が1に近づくほど大きな値となり、周波数成分fi+flaと周波数成分fi−flaの差が大きくなる。一方、yは、cの値が小さくなるほど大きな値となり、周波数成分fi+fla+flbと周波数成分fi+fla−flbの差が大きくなる。   As shown in FIGS. 7A and 7B, x increases as the value of c approaches 1, and the difference between the frequency component fi + fla and the frequency component fi−fla increases. On the other hand, y increases as the value of c decreases, and the difference between the frequency component fi + fla + flb and the frequency component fi + fla−flb increases.

したがって、cは、yの値を大きくするために1よりも小さい値であることが望ましく、xの値を大きくするために1に近い値であることが望ましい。すなわち、cの値をxとyが交差する図7(b)で示すz点に設定すれば、x及びyの両方を最大にできる。   Therefore, c is preferably a value smaller than 1 in order to increase the value of y, and is preferably a value close to 1 in order to increase the value of x. That is, if the value of c is set to the z point shown in FIG. 7B where x and y intersect, both x and y can be maximized.

z点は、−x=yである。したがって、上記(5)式及び(6)式を用いて、
−(c+1)/(c−1)=(c+2)/c…(7)
が成立する。
The z point is -x = y. Therefore, using the above equations (5) and (6),
− (C + 1) / (c−1) = (c + 2) / c (7)
Is established.

(7)式を変形すると、
2+c−1=0…(8)
が得られる。
When formula (7) is transformed,
c 2 + c-1 = 0 (8)
Is obtained.

(8)式から根の公式を用いてcを求めると、   If c is calculated from the equation (8) using the root formula,

Figure 0006271872
Figure 0006271872

したがって、c=0.618、−1.618である。   Therefore, c = 0.618 and -1.618.

ここで、cはマイナス(−)の値にならないため、c=0.618が最適な値となる。   Here, since c does not become a negative (−) value, c = 0.618 is an optimal value.

(4)式よりc=fi/flaであるため、
fla=fi/c=fi/0.618=1.618fiとなる。
Since c = fi / fla from equation (4),
fla = fi / c = fi / 0.618 = 1.618fi.

よって、c<1、すなわち、fi<flaに設定する場合、前段シンセサイザ58の発振周波数fla及び後段シンセサイザ59の発振周波数flbをそれぞれ入力信号の1.618倍の周波数に設定すれば、前段乗算器51の出力信号に含まれる二つの周波数成分の差、並びに後段乗算器54の出力信号に含まれる二つの周波数成分の差を共に最大にすることが可能であり、高域通過フィルタ52及び低域通過フィルタ55の両方を最も簡易に構成できる。   Therefore, when setting c <1, that is, fi <fla, if the oscillation frequency flb of the front-stage synthesizer 58 and the oscillation frequency flb of the rear-stage synthesizer 59 are respectively set to 1.618 times the input signal, the front-stage multiplier 51, the difference between the two frequency components included in the output signal 51 and the difference between the two frequency components included in the output signal of the post-stage multiplier 54 can both be maximized. Both of the pass filters 55 can be configured most simply.

ドップラー周波数を変化させる場合は、前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59で発振する中心周波数をそれぞれ1.618fiに設定し、前段シンセサイザ58または後段シンセサイザ59の発振周波数のいずれか一方、あるいは両方の発振周波数をスイープさせればよい。   When changing the Doppler frequency, the center frequency oscillated by the front-stage synthesizer 58 and the rear-stage synthesizer 59 is set to 1.618 fi, and either one or both of the oscillation frequencies of the front-stage synthesizer 58 and the rear-stage synthesizer 59 are set. Sweep it.

なお、c>1、すなわち、fi>flaに設定する場合、図7(a)及び(b)で示したように、x及びyの値を大きくするためには、cの値をできるだけ1に近づけた方がよい。但し、高域通過フィルタ52と低域通過フィルタ55の回路規模を同程度とする場合は、xとyの値をできるだけ近い値とすることが望ましい。したがって、図7(a)及び(b)より、例えばc=5に設定する。   When c> 1, that is, fi> fla, as shown in FIGS. 7A and 7B, the value of c is set to 1 as much as possible in order to increase the values of x and y. It is better to bring it closer. However, when the circuit sizes of the high-pass filter 52 and the low-pass filter 55 are approximately the same, it is desirable that the values of x and y be as close as possible. Therefore, from FIG. 7A and FIG. 7B, for example, c = 5 is set.

この場合、fla=fi/c=fi/5=0.2fiとなり、前段シンセサイザ58の発振周波数fla及び後段シンセサイザ59の発振周波数flbをそれぞれ入力信号の0.2倍の周波数に設定すればよい。   In this case, fla = fi / c = fi / 5 = 0.2fi, and the oscillation frequency flb of the front-stage synthesizer 58 and the oscillation frequency flb of the rear-stage synthesizer 59 may be set to 0.2 times the input signal.

fla及びflbは、fla=flbのときに1.618fiまたは0.2fiとなるように厳密に設定する必要はない。fla及びflbは、fla=flbのときに1.618fiまたは0.2fi付近の周波数であればよく、高域通過フィルタ52及び低域通過フィルタ55によって不要な周波数成分を十分に減衰させることができればどのような周波数に設定してもよい。   Fla and flb do not need to be set strictly to be 1.618 fi or 0.2 fi when fl = flb. fla and flb may be any frequencies around 1.618 fi or 0.2 fi when fla = flb, and if the high-pass filter 52 and the low-pass filter 55 can sufficiently attenuate unnecessary frequency components. Any frequency may be set.

なお、図7(a)及び(b)から分かるように、fla=flb=1.618fiのとき、x、yの値は4.23である。一方、fla=flb=0.2fiのとき、x、yの値は1.4〜1.5である。x及びyは、大きい値であるほど、差の周波数と和の周波数が離れることを示しているため、fla=flb=1.618fiに設定する方が、高域通過フィルタや低域通過フィルタを小規模な回路で構成できる。   As can be seen from FIGS. 7A and 7B, when fla = flb = 1.618fi, the values of x and y are 4.23. On the other hand, when fla = flb = 0.2fi, the values of x and y are 1.4 to 1.5. As x and y are larger values, the difference frequency and the sum frequency are more distant from each other. Therefore, the setting of fla = flb = 1.618 fi is more effective for the high-pass filter and the low-pass filter. Can be configured with a small circuit.

一方、前段乗算器51の出力信号から低域通過フィルタを用いて周波数成分fi−flaを抽出する構成では、前段乗算器51から出力される二つの周波数成分の比xは、上記(1)式と同様に、
x=(fi+fla)/(fi−fla)…(10)
で表される。
On the other hand, in the configuration in which the frequency component fi-fla is extracted from the output signal of the pre-stage multiplier 51 using a low-pass filter, the ratio x of the two frequency components output from the pre-stage multiplier 51 is expressed by the above equation (1). alike,
x = (fi + fla) / (fi−fla) (10)
It is represented by

また、後段乗算器54から出力される二つの周波数成分の比yは、上記(2)式と同様に、
y=(fi−fla+flb)/(fi−fla−flb)…(11)
で表される。
Further, the ratio y of the two frequency components output from the post-stage multiplier 54 is similar to the above equation (2).
y = (fi−fla + flb) / (fi−fla−flb) (11)
It is represented by

以下、高域通過フィルタ52及び低域通過フィルタ55を小規模な回路で構成できる条件について求める。以下では式を簡素化するためにドップラー周波数が0(すなわち、fla=flb)の場合にて考察する。   Hereinafter, the conditions under which the high-pass filter 52 and the low-pass filter 55 can be configured with a small circuit are obtained. In the following, in order to simplify the equation, a case where the Doppler frequency is 0 (that is, fla = flb) is considered.

このとき、上記(11)式は、
y=fi/(fi−2fla)…(12)
に変形できる。
At this time, the above equation (11) is
y = fi / (fi-2fla) (12)
Can be transformed into

fi/fla=c…(13)
と定義すると、上記(10)式は、
x=(c+1)/(c−1)…(14)
となる。
fi / fla = c (13)
If defined, the above equation (10) is
x = (c + 1) / (c-1) (14)
It becomes.

また、上記(12)式は、
y=c/(c−2)…(15)
となる。
Also, the above equation (12) is
y = c / (c-2) (15)
It becomes.

上記(14)式及び(15)式に基づき、cの変化に対するx及びyの変化を示した表が図8(a)であり、グラフが図8(b)である。図8(b)に示すグラフの縦軸はx及びyの値を示し、横軸はcの値を示している。   FIG. 8A is a table showing the change in x and y with respect to the change in c based on the equations (14) and (15), and FIG. 8 (b) is a graph. The vertical axis of the graph shown in FIG. 8B shows the values of x and y, and the horizontal axis shows the value of c.

なお、上記(14)式によれば、cが1よりも小さい場合、xはマイナス(−)の値となる。但し、xがマイナス(−)の値であっても、二つの周波数成分の比の関係は維持されており、xがプラス(+)の場合と同様に扱うことができる。よって、図8(b)のグラフではxを絶対値で示している。   According to the above equation (14), when c is smaller than 1, x is a minus (−) value. However, even if x is a negative (−) value, the relationship between the ratios of the two frequency components is maintained, and it can be handled in the same manner as when x is positive (+). Therefore, in the graph of FIG. 8B, x is shown as an absolute value.

また、上記(15)式によれば、cが2よりも小さい場合、yはマイナス(−)の値となる。但し、yがマイナス(−)の値であっても、二つの周波数成分の比の関係は維持されており、yがプラス(+)の場合と同様に扱うことができる。よって、図8(b)のグラフではyを絶対値で示している。   Further, according to the above equation (15), when c is smaller than 2, y is a minus (−) value. However, even if y is a minus (−) value, the relationship between the ratios of the two frequency components is maintained, and can be handled in the same manner as when y is plus (+). Therefore, y is shown as an absolute value in the graph of FIG.

図8(a)及び(b)で示すように、xは、cの値が1に近づくほど大きな値となり、周波数成分fi+flaと周波数成分fi−flaの差が大きくなる。一方、yは、cの値が2に近づくほど大きな値となり、周波数成分fi−fla+flbと周波数成分fi−fla−flbの差が大きくなる。   As shown in FIGS. 8A and 8B, x increases as the value of c approaches 1, and the difference between the frequency component fi + fla and the frequency component fi−fla increases. On the other hand, y increases as the value of c approaches 2, and the difference between the frequency component fi−fla + flb and the frequency component fi−fla−flb increases.

したがって、cは、yの値を大きくするために2に近い値であることが望ましく、xの値を大きくするために1に近い値であることが望ましい。すなわち、cの値を、xとyが交差する図8(b)で示すz1点に設定すれば、x及びyの両方を最大にできる。   Therefore, c is preferably a value close to 2 in order to increase the value of y, and is preferably close to 1 in order to increase the value of x. That is, if the value of c is set to the z1 point shown in FIG. 8B where x and y intersect, both x and y can be maximized.

z1点は、x=−yである。したがって、上記(14)式及び(15)式を用いて、
(c+1)/(c−1)=−c/(c−2)…(16)
が成立する。
The z1 point is x = −y. Therefore, using the above equations (14) and (15),
(C + 1) / (c-1) =-c / (c-2) (16)
Is established.

(17)式を変形すると、
2−c−1=0…(17)
が得られる。
When the equation (17) is transformed,
c 2 −c−1 = 0 (17)
Is obtained.

(17)式から根の公式を用いてcを求めると、   If c is calculated from the equation (17) using the root formula,

Figure 0006271872
Figure 0006271872

したがって、c=−0.618、1.618である。   Therefore, c = −0.618 and 1.618.

ここで、cはマイナス(−)の値にならないため、c=1.618が最適な値となる。   Here, since c does not become a negative (−) value, c = 1.618 is an optimal value.

(4)式よりc=fi/flaであるため、
fla=fi/c=fi/1.618=0.618fiとなる。
Since c = fi / fla from equation (4),
fla = fi / c = fi / 1.618 = 0.618fi.

よって、c>1、すなわちfi>flaに設定する場合、前段シンセサイザ58の発振周波数fla及び後段シンセサイザ59の発振周波数flbをそれぞれ入力信号の0.618倍の周波数に設定すれば、前段乗算器51の出力信号に含まれる二つの周波数成分の差、並びに後段乗算器54の出力信号に含まれる二つの周波数成分の差を共に最大にすることが可能であり、高域通過フィルタ52及び低域通過フィルタ55の両方を最も簡易に構成できる。   Therefore, when setting c> 1, that is, fi> fla, if the oscillation frequency flb of the front-stage synthesizer 58 and the oscillation frequency flb of the rear-stage synthesizer 59 are respectively set to 0.618 times the input signal, the front-stage multiplier 51 It is possible to maximize the difference between the two frequency components included in the output signal and the difference between the two frequency components included in the output signal of the post-stage multiplier 54. The high-pass filter 52 and the low-pass filter Both filters 55 can be configured most simply.

なお、c<1、すなわち、fi<flaに設定する場合、図8(a)及び(b)で示すように、xとyとは交わらないため、x=yとなるcの値が存在しない。そこで、cの変化に対するyの逆数の変化を求める。x及びyは二つの周波数の比であり、これら二つの周波数は相対関係にある。例えば、一方の周波数に対して他方の周波数が2倍である場合、他方の周波数からは一方の周波数が0.5倍となる。したがって、x=yとなるcの値を求めるために、yの逆数を用いることも可能である。図8(b)のグラフではyを絶対値で示すと共に、c<1の範囲において1/yの絶対値を示している。   When c <1, i.e., fi <fla, as shown in FIGS. 8A and 8B, since x and y do not intersect, there is no value of c where x = y. . Therefore, the change in the reciprocal of y with respect to the change in c is obtained. x and y are the ratios of the two frequencies, and these two frequencies are in a relative relationship. For example, when the other frequency is doubled with respect to one frequency, one frequency is 0.5 times from the other frequency. Therefore, in order to obtain the value of c where x = y, the reciprocal of y can be used. In the graph of FIG. 8B, y is shown as an absolute value, and 1 / y is shown in the range of c <1.

図8(a)及び(b)で示すように、xは、cの値が1に近づくほど大きな値となり、周波数成分fi+flaと周波数成分fi−flaの差が大きくなる。一方、1/yは、cの値が小さいほど大きな値となり、周波数成分fi−fla+flbと周波数成分fi−fla−flbの差が大きくなる。   As shown in FIGS. 8A and 8B, x increases as the value of c approaches 1, and the difference between the frequency component fi + fla and the frequency component fi−fla increases. On the other hand, 1 / y increases as the value of c decreases, and the difference between the frequency component fi−fla + flb and the frequency component fi−fla−flb increases.

したがって、cは、1/yを大きくするためにはできるだけ小さい値であることが望ましく、xの値を大きくするために1に近い値であることが望ましい。すなわち、cの値を、xと1/yが交差する図8(b)で示すz2点に設定すれば、x及び1/yの両方を最大にできる。   Therefore, c is preferably as small as possible in order to increase 1 / y, and is preferably close to 1 in order to increase the value of x. That is, if the value of c is set to the z2 point shown in FIG. 8B where x and 1 / y intersect, both x and 1 / y can be maximized.

z2点は、−x=−1/yである。したがって、上記(14)式及び(15)式を用いて、
−(c+1)/(c−1)=−(c−2)/c…(20)
が成立する。
The z2 point is -x = -1 / y. Therefore, using the above equations (14) and (15),
-(C + 1) / (c-1) =-(c-2) / c (20)
Is established.

したがって、c=0.5となる。   Therefore, c = 0.5.

(4)式よりc=fi/flaであるため、
fla=fi/c=fi/0.5=2fiとなる。
Since c = fi / fla from equation (4),
fla = fi / c = fi / 0.5 = 2fi.

よって、c<1、すなわち、fi<flaに設定する場合、前段シンセサイザ58の発振周波数fla及び後段シンセサイザ59の発振周波数flbをそれぞれ入力信号の2倍の周波数に設定すれば、前段乗算器51の出力信号に含まれる二つの周波数成分の差、並びに後段乗算器54の出力信号に含まれる二つの周波数成分の差を共に最大にすることが可能であり、低域通過フィルタを最も簡易に構成できる。   Therefore, when setting c <1, that is, fi <fla, if the oscillation frequency flb of the pre-stage synthesizer 58 and the oscillation frequency flb of the post-stage synthesizer 59 are set to twice the frequency of the input signal, the pre-stage multiplier 51 The difference between the two frequency components included in the output signal and the difference between the two frequency components included in the output signal of the post-stage multiplier 54 can both be maximized, and the low-pass filter can be configured most simply. .

次に、前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59の発振周波数を、例えば1.618fiに設定したときの、高域通過フィルタ52及び低域通過フィルタ55の回路規模について検討する。   Next, the circuit scales of the high-pass filter 52 and the low-pass filter 55 when the oscillation frequencies of the front-stage synthesizer 58 and the rear-stage synthesizer 59 are set to 1.618 fi, for example, will be considered.

c=0.618であるとき、上記(5)式より前段乗算器51から出力される二つの周波数成分の比xは、
x=(1+c)/(1−c)=(1+0.618)/(1−0.618)
=4.236
となる。
When c = 0.618, the ratio x of the two frequency components output from the preceding multiplier 51 from the above equation (5) is:
x = (1 + c) / (1-c) = (1 + 0.618) / (1-0.618)
= 4.236
It becomes.

また、上記(6)式より後段乗算器54から出力される二つの周波数成分の比yは、
y=(2+c)/c=(2+0.618)/0.618
=4.236となる。
Further, the ratio y of the two frequency components output from the post-stage multiplier 54 from the above equation (6) is:
y = (2 + c) / c = (2 + 0.618) /0.618
= 4.236.

すなわち、前段乗算器51及び後段乗算器54の出力信号に含まれる二つの周波数成分は、1:4.236の関係にある。   That is, the two frequency components included in the output signals of the pre-stage multiplier 51 and the post-stage multiplier 54 have a relationship of 1: 4.236.

高域通過フィルタ52及び低域通過フィルタ55は、例えば図9(a)及び(b)に示すオペアンプを用いたフィルタ回路で実現できる。図9(a)はオペアンプを用いた低域通過フィルタ55の回路例を示し、図9(b)はオペアンプを用いた高域通過フィルタ52の回路例を示している。   The high-pass filter 52 and the low-pass filter 55 can be realized by a filter circuit using an operational amplifier shown in FIGS. 9A and 9B, for example. FIG. 9A shows a circuit example of the low-pass filter 55 using an operational amplifier, and FIG. 9B shows a circuit example of the high-pass filter 52 using an operational amplifier.

図9(a)及び(b)に示すフィルタ回路は−12dB/octの減衰特性を有することが知られている。したがって、図9(a)に示す低域通過フィルタまたは図9(b)に示す高域通過フィルタを直列に2段接続した回路を用いると、周波数が4.236倍(約4倍)の関係にある二つの周波数のうち、不要な周波数成分を1/100、すなわち40dB減衰させることができる。理由は以下による。   It is known that the filter circuit shown in FIGS. 9A and 9B has an attenuation characteristic of −12 dB / oct. Therefore, when a circuit in which two stages of the low-pass filter shown in FIG. 9A or the high-pass filter shown in FIG. 9B are connected in series is used, the frequency is 4.236 times (about 4 times). Of the two frequencies, an unnecessary frequency component can be attenuated by 1/100, that is, 40 dB. The reason is as follows.

周波数が約4倍の関係にある二つの周波数のうち、一方の周波数を40dB減衰させる場合、二つの周波数が2倍の関係にあるときは一方の周波数を20dB減衰させればよい。すなわち、20dB/oct以上の減衰特性が必要である。図9(a)または(b)で示したフィルタ回路は−12dB/octの減衰特性であるため、直列に2段接続すると、−12dB/oct×2=24dB/octとなり、−20dB/oct以上の減衰特性を実現できる。   When one frequency is attenuated by 40 dB out of two frequencies having a relationship of about four times the frequency, one frequency may be attenuated by 20 dB when the two frequencies are in a double relationship. That is, an attenuation characteristic of 20 dB / oct or more is necessary. Since the filter circuit shown in FIG. 9 (a) or (b) has an attenuation characteristic of −12 dB / oct, when two stages are connected in series, −12 dB / oct × 2 = 24 dB / oct, which is −20 dB / oct or more. The attenuation characteristic can be realized.

不要な周波数成分を約60dB減衰させたい場合は、図9(a)に示す低域通過フィルタや図9(b)に示す高域通過フィルタを直列に3段接続すればよい。   When it is desired to attenuate unnecessary frequency components by about 60 dB, three stages of low-pass filters shown in FIG. 9A and high-pass filters shown in FIG. 9B may be connected in series.

また、不要な周波数成分を約80dB減衰させたい場合は、図9(a)に示す低域通過フィルタや図9(b)に示す高域通過フィルタを直列に4段接続すればよい。   If it is desired to attenuate unnecessary frequency components by about 80 dB, a low-pass filter shown in FIG. 9A or a high-pass filter shown in FIG. 9B may be connected in four stages in series.

以上説明したように、本実施形態の周波数シフト回路5は、容易に実現可能な高域通過フィルタ52及び低域通過フィルタ55を用いて構成できる。
(第2の実施の形態)
図10は、第2の実施の形態の模擬装置が備える周波数シフト回路の一構成例を示すブロック図である。
As described above, the frequency shift circuit 5 of this embodiment can be configured using the high-pass filter 52 and the low-pass filter 55 that can be easily realized.
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a frequency shift circuit included in the simulation apparatus according to the second embodiment.

図10に示すように、第2の実施の形態の周波数シフト回路15は、図2に示した第1の実施の形態の周波数シフト回路5が備える前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59に代えて、発振周波数が一定であり、かつ発振周波数がそれぞれ異なる複数の固定発振器151を備えた構成である。前段乗算器51には、複数の固定発振器151のうち、いずれか一つの固定発振器151の出力信号がスイッチ152を介して供給され、後段乗算器54には、複数の固定発振器151のうち、いずれか一つの固定発振器151の出力信号がスイッチ153を介して供給される。   As shown in FIG. 10, the frequency shift circuit 15 of the second embodiment is an oscillation circuit that replaces the front-stage synthesizer 58 and the rear-stage synthesizer 59 provided in the frequency shift circuit 5 of the first embodiment shown in FIG. In this configuration, a plurality of fixed oscillators 151 having a constant frequency and different oscillation frequencies are provided. An output signal of any one of the plurality of fixed oscillators 151 is supplied to the front-stage multiplier 51 via the switch 152, and any one of the plurality of fixed oscillators 151 is supplied to the rear-stage multiplier 54. The output signal of one fixed oscillator 151 is supplied via the switch 153.

周波数シフト回路15のその他の構成及び模擬装置の構成は第1の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。また、周波数シフト回路15における周波数シフトの原理も第1の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。   Since the other configuration of the frequency shift circuit 15 and the configuration of the simulation device are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted. Further, the principle of the frequency shift in the frequency shift circuit 15 is the same as that in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

図10では、周波数シフト回路15が4台の固定発振器(発振周波数fl1〜fl4)151を備えた構成例を示しているが、固定発振器151の数は2個以上であれば何個でもよく、設定したいドップラー周波数の数に応じて設ければよい。   FIG. 10 shows a configuration example in which the frequency shift circuit 15 includes four fixed oscillators (oscillation frequencies fl1 to fl4) 151. However, the number of the fixed oscillators 151 may be any number as long as it is two or more. It may be provided according to the number of Doppler frequencies to be set.

また、図10に示す周波数シフト回路15は、先に前段乗算器51及び高域通過フィルタ52を用いて周波数成分fi+flaを抽出し、続いて後段乗算器54及び低域通過フィルタ55を用いて周波数成分fi+fla−flbを抽出する構成例を示しているが、第1の実施の形態と同様に、周波数シフト回路15は、先に前段乗算器及び低域通過フィルタを用いて周波数成分fi−flaを抽出し、続いて後段乗算器及び高域通過フィルタを用いて周波数成分fi−fla+flbを抽出する構成(fi>flaの場合)、または後段乗算器及び低域通過フィルタを用いて周波数成分fi−fla−flbを抽出する構成(fi<flaの場合)でもよい。   Further, the frequency shift circuit 15 shown in FIG. 10 first extracts the frequency component fi + fla using the pre-stage multiplier 51 and the high-pass filter 52, and then uses the post-stage multiplier 54 and the low-pass filter 55 to frequency. Although a configuration example for extracting the component fi + fla-flb is shown, as in the first embodiment, the frequency shift circuit 15 first extracts the frequency component fi-fla using a pre-stage multiplier and a low-pass filter. A configuration of extracting and subsequently extracting the frequency component fi-fla + flb using a post-stage multiplier and a high-pass filter (when fi> fla), or using a post-stage multiplier and a low-pass filter, the frequency component fi-fla A configuration for extracting −flb (when fi <fla) may be used.

本実施形態の周波数シフト回路15は、前段乗算器51及び後段乗算器54へ供給する周波数信号の組み合わせによって、出力信号の周波数シフト量(ドップラー周波数)を設定できる。そのため、例えば検出装置20の試験時における、ドップラー周波数の設定数が比較的少ない場合、あるいはドップラー周波数が固定値である場合に使用すればよい。   The frequency shift circuit 15 of this embodiment can set the frequency shift amount (Doppler frequency) of the output signal by the combination of the frequency signals supplied to the pre-stage multiplier 51 and the post-stage multiplier. Therefore, for example, when the number of set Doppler frequencies is relatively small during the test of the detection device 20, or when the Doppler frequency is a fixed value, it may be used.

本実施形態の周波数シフト回路15を用いれば、前段乗算器51及び後段乗算器54と固定発振器151とを接続するスイッチ152及び153を切り換えるだけでドップラー周波数を変化させることができる。そのため、第1の実施の形態で示した周波数シフト回路5よりも制御部57をより簡易に構成できる。
(第3の実施の形態)
図11は、第3の実施の形態の模擬装置が備える周波数シフト回路の一構成例を示すブロック図である。
If the frequency shift circuit 15 of this embodiment is used, the Doppler frequency can be changed only by switching the switches 152 and 153 that connect the pre-stage multiplier 51 and the post-stage multiplier 54 and the fixed oscillator 151. Therefore, the control unit 57 can be configured more simply than the frequency shift circuit 5 shown in the first embodiment.
(Third embodiment)
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a frequency shift circuit included in the simulation apparatus according to the third embodiment.

図11に示すように、第3の実施の形態の模擬装置は、図2に示した第1の実施の形態の周波数シフト回路5、または図10に示した第2の実施の形態の周波数シフト回路15をディジタル信号処理で実現する例である。   As shown in FIG. 11, the simulation apparatus according to the third embodiment has the frequency shift circuit 5 according to the first embodiment shown in FIG. 2 or the frequency shift according to the second embodiment shown in FIG. In this example, the circuit 15 is realized by digital signal processing.

本実施形態の周波数シフト回路25は、例えば入力信号をA/D変換するA/D変換器251と、DSP、CPU、FPGA(Field Programmable Gate Array)、メモリ等を備える処理回路252と、処理回路252で生成された信号をD/A変換するD/A変換器253とを有するディジタル信号処理回路で実現できる。   The frequency shift circuit 25 of the present embodiment includes, for example, an A / D converter 251 that performs A / D conversion of an input signal, a processing circuit 252 including a DSP, a CPU, an FPGA (Field Programmable Gate Array), a memory, and the like, and a processing circuit It can be realized by a digital signal processing circuit having a D / A converter 253 for D / A converting the signal generated at 252.

処理回路252は、例えばプログラムにしたがって処理を実行することで、図2に示した前段乗算器51、高域通過フィルタ52、前段アンプ53、後段乗算器54、低域通過フィルタ55、後段アンプ56、制御部57、前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59の機能、図10に示した固定発振器151並びにスイッチ152及び153の機能を実現する。処理回路252は、例えばFPGA等のようなディジタル回路(ハードウェア)を用いて、図2に示した前段乗算器51、高域通過フィルタ52、前段アンプ53、後段乗算器54、低域通過フィルタ55、後段アンプ56、制御部57、前段シンセサイザ58及び後段シンセサイザ59の機能、図10に示した固定発振器151並びにスイッチ152及び153の機能を実現することも可能である。   The processing circuit 252 executes processing according to a program, for example, to thereby perform the pre-stage multiplier 51, the high-pass filter 52, the pre-stage amplifier 53, the post-stage multiplier 54, the low-pass filter 55, and the post-stage amplifier 56 illustrated in FIG. The functions of the control unit 57, the front-stage synthesizer 58, and the rear-stage synthesizer 59, the functions of the fixed oscillator 151 and the switches 152 and 153 shown in FIG. The processing circuit 252 uses, for example, a digital circuit (hardware) such as an FPGA, and the pre-stage multiplier 51, the high-pass filter 52, the pre-stage amplifier 53, the post-stage multiplier 54, and the low-pass filter shown in FIG. 55, the functions of the post-stage amplifier 56, the control unit 57, the pre-stage synthesizer 58, and the post-stage synthesizer 59, and the functions of the fixed oscillator 151 and the switches 152 and 153 shown in FIG.

周波数シフト回路25を備えた模擬装置の構成は第1の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。また、周波数シフト回路25における周波数シフトの原理も第1の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。   Since the configuration of the simulation apparatus including the frequency shift circuit 25 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. Further, the principle of the frequency shift in the frequency shift circuit 25 is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

なお、図11に示す周波数シフト回路25においても、第1の実施の形態と同様に、先に前段乗算器及び高域通過フィルタを用いて周波数成分fi+flaを抽出し、続いて後段乗算器及び低域通過フィルタを用いて周波数成分fi+fla−flbを抽出してもよく、先に前段乗算器及び低域通過フィルタを用いて周波数成分fi−flaを抽出し、続いて後段乗算器及び高域通過フィルタを用いて周波数成分fi−fla+flbを抽出する構成(fi>flaの場合)、または後段乗算器及び低域通過フィルタを用いて周波数成分fi−fla−flbを抽出する構成(fi<flaの場合)でもよい。   In the frequency shift circuit 25 shown in FIG. 11, as in the first embodiment, the frequency component fi + fla is first extracted using the front-stage multiplier and the high-pass filter, and then the rear-stage multiplier and the low-pass The frequency component fi + fla-flb may be extracted using a pass filter, and the frequency component fi-fla is extracted first using a pre-stage multiplier and a low-pass filter, and then the post-stage multiplier and high-pass filter. Is used to extract the frequency component fi-fla + flb (if fi> fla), or is used to extract the frequency component fi-fla-flb using a post-stage multiplier and a low-pass filter (if fi <fla). But you can.

第1の実施の形態及び第2の実施の形態で示した周波数シフト回路が備える乗算器、アンプ、高域通過フィルタ、低域通過フィルタ、シンセサイザ、固定発振器、スイッチ等は、ディジタル信号処理によって簡易に実現できる。そのため、例えばFFT解析によって入力信号の周波数を検出したり、該検出結果とメモリに記録した入力信号の波形情報やレベル情報から移動体30の反射波を模擬する信号を生成したりする等、複雑な処理を実行する必要がない。   Multipliers, amplifiers, high-pass filters, low-pass filters, synthesizers, fixed oscillators, switches, etc. included in the frequency shift circuits shown in the first and second embodiments can be simplified by digital signal processing. Can be realized. For this reason, for example, the frequency of the input signal is detected by FFT analysis, or a signal that simulates the reflected wave of the moving body 30 is generated from the detection result and the waveform information and level information of the input signal recorded in the memory. There is no need to execute any processing.

したがって、処理性能があまり高くないDSPやCPU等を用いて周波数シフト回路25を実現できるため、該周波数シフト回路25の機能を実現するディジタル信号処理回路のコストを低減できる。
(第4の実施の形態)
上述した第1〜第3の実施の形態では、移動体30からの反射波を模擬する模擬装置について提案した。第4の実施の形態は、第1〜第3の実施の形態で示した周波数シフト回路を備える、検出装置20の試験で用いる試験装置40について提案する。
Therefore, since the frequency shift circuit 25 can be realized using a DSP, CPU, or the like that does not have high processing performance, the cost of the digital signal processing circuit that realizes the function of the frequency shift circuit 25 can be reduced.
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments described above, a simulation apparatus that simulates a reflected wave from the moving body 30 has been proposed. The fourth embodiment proposes a test apparatus 40 that is used in the test of the detection apparatus 20 and includes the frequency shift circuit shown in the first to third embodiments.

試験装置40は、検出装置20の組み立て製造時に実施される、複数の工程間の試験で用いる装置であり、例えば検出装置20から送出される波を電気信号として受信し、移動体30を模擬した波を生成し電気信号として検出装置20へ出力する構成である。   The test apparatus 40 is an apparatus used in a test between a plurality of processes performed when the detection apparatus 20 is assembled and manufactured. For example, the test apparatus 40 receives a wave transmitted from the detection apparatus 20 as an electric signal, and simulates the moving body 30. In this configuration, a wave is generated and output to the detection device 20 as an electrical signal.

図12は、本発明の試験装置の一構成例を示すブロック図である。   FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of the test apparatus of the present invention.

図12に示すように、試験装置40は、図1に示した第1の実施の形態の模擬装置1から受波センサ2及び送波部7を取り外した構成である。その他の構成は図1に示した第1の実施の形態の模擬蔵置1と同様であるため、その説明は省略する。   As shown in FIG. 12, the test apparatus 40 has a configuration in which the wave receiving sensor 2 and the wave transmission unit 7 are removed from the simulation apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. Other configurations are the same as those of the simulated storage 1 of the first embodiment shown in FIG.

なお、図12は、試験装置40が図1に示した第1の実施の形態の周波数シフト回路5を備える構成例を示しているが、試験装置40には、図10に示した第2の実施の形態の周波数シフト回路15や図11に示した第3の実施の形態の周波数シフト回路25を備えていてもよい。   FIG. 12 shows a configuration example in which the test apparatus 40 includes the frequency shift circuit 5 of the first embodiment shown in FIG. 1, but the test apparatus 40 includes the second shifter shown in FIG. The frequency shift circuit 15 of the embodiment or the frequency shift circuit 25 of the third embodiment shown in FIG. 11 may be provided.

本発明は、ドップラー周波数を模擬する場合に限らず、おおよその入力信号の周波数範囲が分かっており、入力信号のレベルや波形を変えることなく入力信号の周波数をダイナミックにまたは固定的にシフトさせたい分野に使用できる。   The present invention is not limited to simulating the Doppler frequency, but the approximate frequency range of the input signal is known, and it is desired to shift the frequency of the input signal dynamically or fixedly without changing the level or waveform of the input signal. Can be used for fields.

1 模擬装置
2 受波センサ
3 帯域通過フィルタ
4 初段アンプ
5 周波数シフト回路
6 電力増幅器
7 送波部
20 検出装置
30 移動体
40 試験装置
51 前段乗算器
52 高域通過フィルタ
53 前段アンプ
54 後段乗算器
55 低域通過フィルタ
56 後段アンプ
57 制御部
58 前段シンセサイザ
59 後段シンセサイザ
151 固定発振器
152、153 スイッチ
251 A/D変換器
252 処理回路
253 D/A変換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Simulation apparatus 2 Received sensor 3 Band pass filter 4 First stage amplifier 5 Frequency shift circuit 6 Power amplifier 7 Transmission part 20 Detection apparatus 30 Mobile body 40 Test apparatus 51 Pre-stage multiplier 52 High-pass filter 53 Pre-stage amplifier 54 Post-stage multiplier 55 Low-pass filter 56 Post-stage amplifier 57 Control unit 58 Pre-stage synthesizer 59 Post-stage synthesizer 151 Fixed oscillator 152, 153 Switch 251 A / D converter 252 Processing circuit 253 D / A converter

Claims (10)

入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
発振周波数が可変な第1発振器及び第2発振器と、
前記入力信号と前記第1発振器から出力された第1信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、前記入力信号の周波数と前記第1信号の周波数である第1周波数との和の周波数成分のみを通過させる高域通過フィルタと、
前記高域通過フィルタの出力信号と前記第2発振器から出力された第2信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、前記高域通過フィルタの出力信号の周波数と前記第2信号の周波数である第2周波数との差の周波数成分のみを通過させる低域通過フィルタと、
前記第1発振器及び前記第2発振器を制御し、前記第1周波数または前記第2周波数のいずれか一方、あるいは前記第1周波数及び前記第2周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1周波数及び前記第2周波数を、前記入力信号の周波数の1.618倍に設定する周波数シフト回路。
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A first oscillator and a second oscillator having a variable oscillation frequency;
A first multiplier for multiplying the input signal by the first signal output from the first oscillator;
A high-pass filter that passes only the frequency component of the sum of the frequency of the input signal and the first frequency that is the frequency of the first signal from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier that multiplies the output signal of the high-pass filter and the second signal output from the second oscillator;
A low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the output signal of the high-pass filter and the second frequency that is the frequency of the second signal from the output signal of the second multiplier;
A frequency shift with respect to the frequency of the input signal by controlling the first oscillator and the second oscillator and changing either the first frequency or the second frequency, or changing the first frequency and the second frequency. A control unit for changing the amount;
I have a,
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
A frequency shift circuit that sets the first frequency and the second frequency to 1.618 times the frequency of the input signal when the frequency shift amount is zero .
入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
発振周波数が可変な第1発振器及び第2発振器と、
前記入力信号と前記第1発振器から出力された第1信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、前記入力信号の周波数と前記第1信号の周波数である第1周波数との差の周波数成分のみを通過させる低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタの出力信号と前記第2発振器から出力された第2信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、前記低域通過フィルタの出力信号の周波数と前記第2信号の周波数である第2周波数との和の周波数成分のみを通過させる高域通過フィルタと、
前記第1発振器及び前記第2発振器を制御し、前記第1周波数または前記第2周波数のいずれか一方、あるいは前記第1周波数及び前記第2周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記第1周波数及び第2周波数が前記入力信号の周波数よりも低い周波数であり、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1周波数及び前記第2周波数を、前記入力信号の周波数の0.618倍に設定する周波数シフト回路。
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A first oscillator and a second oscillator having a variable oscillation frequency;
A first multiplier for multiplying the input signal by the first signal output from the first oscillator;
A low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the input signal and the first frequency, which is the frequency of the first signal, from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier that multiplies the output signal of the low-pass filter by the second signal output from the second oscillator;
A high-pass filter that passes only the frequency component of the sum of the frequency of the output signal of the low-pass filter and the second frequency that is the frequency of the second signal from the output signal of the second multiplier;
A frequency shift with respect to the frequency of the input signal by controlling the first oscillator and the second oscillator and changing either the first frequency or the second frequency, or changing the first frequency and the second frequency. A control unit for changing the amount;
Have
The first frequency and the second frequency are lower than the frequency of the input signal ;
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
A frequency shift circuit that sets the first frequency and the second frequency to 0.618 times the frequency of the input signal when the frequency shift amount is zero .
入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
発振周波数が可変な第1発振器及び第2発振器と、
前記入力信号と前記第1発振器から出力された第1信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、前記入力信号の周波数と前記第1信号の周波数である第1周波数との差の周波数成分のみを通過させる第1低域通過フィルタと、
前記第1低域通過フィルタの出力信号と前記第2発振器から出力された第2信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、前記第1低域通過フィルタの出力信号の周波数と前記第2信号の周波数である第2周波数との差の周波数成分のみを通過させる第2低域通過フィルタと、
前記第1発振器及び前記第2発振器を制御し、前記第1周波数または前記第2周波数のいずれか一方、あるいは前記第1周波数及び前記第2周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記第1周波数及び第2周波数が前記入力信号の周波数よりも高い周波数であり、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1周波数及び前記第2周波数を、前記入力信号の周波数の2倍に設定する周波数シフト回路。
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A first oscillator and a second oscillator having a variable oscillation frequency;
A first multiplier for multiplying the input signal by the first signal output from the first oscillator;
A first low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the input signal and the first frequency, which is the frequency of the first signal, from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier that multiplies the output signal of the first low-pass filter by the second signal output from the second oscillator;
A second low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the output signal of the first low-pass filter and the second frequency that is the frequency of the second signal from the output signal of the second multiplier. When,
A frequency shift with respect to the frequency of the input signal by controlling the first oscillator and the second oscillator and changing either the first frequency or the second frequency, or changing the first frequency and the second frequency. A control unit for changing the amount;
Have
The first frequency and the second frequency are higher than the frequency of the input signal ;
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
A frequency shift circuit that sets the first frequency and the second frequency to be twice the frequency of the input signal when the frequency shift amount is zero .
前記第1発振器及び前記第2発振器は、レベルが一定の信号を出力する請求項1からのいずれか1項記載の周波数シフト回路。 Wherein the first oscillator and the second oscillator, the frequency shift circuit according to any one of claims 1 to 3, the level of which outputs a constant signal. 入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
周波数が一定であり、それぞれが異なる周波数の信号を出力する複数の発振器と、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記入力信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記入力信号の周波数との和の周波数成分のみを通過させる高域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記高域通過フィルタの出力信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記高域通過フィルタの出力信号の周波数との差の周波数成分のみを通過させる低域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第1乗算器とを接続する第1スイッチと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第2乗算器とを接続する第2スイッチと、
前記第1スイッチ及び第2スイッチを制御し、前記第1乗算器または前記第2乗算器へ供給する信号の周波数のいずれか一方、あるいは前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ供給する信号の周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ、前記入力信号の周波数の1.618倍の周波数の信号を供給する周波数シフト回路。
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A plurality of oscillators each having a constant frequency and each outputting a signal of a different frequency;
A first multiplier that multiplies the output signal of any one of the plurality of oscillators by the input signal;
A high-pass filter that passes only a frequency component of the sum of the frequency of the oscillator and the frequency of the input signal from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier for multiplying an output signal of any one of the plurality of oscillators by an output signal of the high-pass filter;
A low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the oscillator and the frequency of the output signal of the high-pass filter from the output signal of the second multiplier;
A first switch that connects any one of the plurality of oscillators to the first multiplier;
A second switch that connects any one of the plurality of oscillators to the second multiplier;
A signal for controlling the first switch and the second switch to be supplied to the first multiplier or the second multiplier, or a signal supplied to the first multiplier and the second multiplier A control unit that changes the frequency shift amount with respect to the frequency of the input signal by changing the frequency of
I have a,
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
A frequency shift circuit for supplying a signal having a frequency of 1.618 times the frequency of the input signal to the first multiplier and the second multiplier when the frequency shift amount is zero .
入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
周波数が一定であり、それぞれが異なる周波数の信号を出力する複数の発振器と、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記入力信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記入力信号の周波数との差の周波数成分のみを通過させる低域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記低域通過フィルタの出力信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記低域通過フィルタの出力信号の周波数との和の周波数成分のみを通過させる高域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第1乗算器とを接続する第1スイッチと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第2乗算器とを接続する第2スイッチと、
前記第1スイッチ及び第2スイッチを制御し、前記第1乗算器または前記第2乗算器へ供給する信号の周波数のいずれか一方、あるいは前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ供給する信号の周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記第1乗算器に入力する前記発振器の出力信号の周波数が前記入力信号の周波数よりも低い周波数であり、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ、前記入力信号の周波数の0.618倍の周波数の信号を供給する周波数シフト回路。
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A plurality of oscillators each having a constant frequency and each outputting a signal of a different frequency;
A first multiplier that multiplies the output signal of any one of the plurality of oscillators by the input signal;
A low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the oscillator and the frequency of the input signal from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier for multiplying an output signal of any one of the plurality of oscillators by an output signal of the low-pass filter;
A high-pass filter that passes only the frequency component of the sum of the frequency of the oscillator and the frequency of the output signal of the low-pass filter from the output signal of the second multiplier;
A first switch that connects any one of the plurality of oscillators to the first multiplier;
A second switch that connects any one of the plurality of oscillators to the second multiplier;
A signal for controlling the first switch and the second switch to be supplied to the first multiplier or the second multiplier, or a signal supplied to the first multiplier and the second multiplier A control unit that changes the frequency shift amount with respect to the frequency of the input signal by changing the frequency of
Have
The frequency of the output signal of the oscillator that is input to the first multiplier is lower than the frequency of the input signal ;
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
A frequency shift circuit for supplying a signal having a frequency of 0.618 times the frequency of the input signal to the first multiplier and the second multiplier when the frequency shift amount is zero .
入力信号から該入力信号の周波数をシフトさせた信号を出力する周波数シフト回路であって、
周波数が一定であり、それぞれが異なる周波数の信号を出力する複数の発振器と、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記入力信号とを乗算する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記入力信号の周波数との差の周波数成分のみを通過させる第1低域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器の出力信号と前記第1低域通過フィルタの出力信号とを乗算する第2乗算器と、
前記第2乗算器の出力信号から、該発振器の周波数と前記第1低域通過フィルタの出力信号の周波数との差の周波数成分のみを通過させる第2低域通過フィルタと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第1乗算器とを接続する第1スイッチと、
前記複数の発振器のうち、いずれか1つの発振器と前記第2乗算器とを接続する第2スイッチと、
前記第1スイッチ及び第2スイッチを制御し、前記第1乗算器または前記第2乗算器へ供給する信号の周波数のいずれか一方、あるいは前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ供給する信号の周波数を変更することで前記入力信号の周波数に対する周波数シフト量を変化させる制御部と、
を有し、
前記第1乗算器に入力する前記発振器の出力信号の周波数が前記入力信号の周波数よりも高い周波数であり、
前記周波数シフト量に零を含み、
前記制御部は、
前記周波数シフト量が零の時点における、前記第1乗算器及び前記第2乗算器へ、前記入力信号の周波数の2倍の周波数の信号を供給する周波数シフト回路。
A frequency shift circuit that outputs a signal obtained by shifting the frequency of the input signal from the input signal,
A plurality of oscillators each having a constant frequency and each outputting a signal of a different frequency;
A first multiplier that multiplies the output signal of any one of the plurality of oscillators by the input signal;
A first low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the oscillator and the frequency of the input signal from the output signal of the first multiplier;
A second multiplier for multiplying an output signal of any one of the plurality of oscillators by an output signal of the first low-pass filter;
A second low-pass filter that passes only the frequency component of the difference between the frequency of the oscillator and the frequency of the output signal of the first low-pass filter from the output signal of the second multiplier;
A first switch that connects any one of the plurality of oscillators to the first multiplier;
A second switch that connects any one of the plurality of oscillators to the second multiplier;
A signal for controlling the first switch and the second switch to be supplied to the first multiplier or the second multiplier, or a signal supplied to the first multiplier and the second multiplier A control unit that changes the frequency shift amount with respect to the frequency of the input signal by changing the frequency of
Have
The frequency of the output signal of the oscillator input to the first multiplier is higher than the frequency of the input signal ;
The frequency shift amount includes zero,
The controller is
A frequency shift circuit for supplying a signal having a frequency twice the frequency of the input signal to the first multiplier and the second multiplier when the frequency shift amount is zero .
前記複数の発振器は、レベルが一定の信号をそれぞれ出力する請求項からのいずれか1項に記載の周波数シフト回路。 Wherein the plurality of oscillators, the frequency shift circuit according to any one of claims 5 7, the level of which outputs a constant signal. 移動体により反射される反射波を模擬する模擬装置であって、
前記移動体を検出する検出装置から出射される波を受波し、電気信号に変換する受波センサと、
前記受波センサの出力信号を入力信号とする、請求項1からのいずれか1項に記載の周波数シフト回路と、
前記周波数シフト回路の出力信号を増幅する電力増幅器と、
前記電力増幅器で増幅された信号を前記検出装置の出射波に対応する波に変換し、前記検出装置へ送波する送波部と、
を有する模擬装置。
A simulation device for simulating a reflected wave reflected by a moving body,
A wave receiving sensor that receives a wave emitted from a detection device that detects the moving body and converts the wave into an electric signal;
The frequency shift circuit according to any one of claims 1 to 8 , wherein an output signal of the reception sensor is an input signal;
A power amplifier for amplifying an output signal of the frequency shift circuit;
A wave transmission unit that converts the signal amplified by the power amplifier into a wave corresponding to the output wave of the detection device and transmits the wave to the detection device;
A simulation device.
移動体を検出する検出装置を試験するための試験装置であって、
前記検出装置の出力信号を入力信号とする、請求項1からのいずれか1項に記載の周波数シフト回路と、
前記周波数シフト回路の出力信号を増幅し、前記検出装置に出力する電力増幅器と、
を有する試験装置。
A test device for testing a detection device for detecting a moving object,
The frequency shift circuit according to any one of claims 1 to 8 , wherein an output signal of the detection device is used as an input signal;
A power amplifier that amplifies the output signal of the frequency shift circuit and outputs the amplified signal to the detection device;
Test equipment with
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