JPH0239126B2 - Shuhasubenbetsukairo - Google Patents

Description

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

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

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

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

従来技術によるAFCの周波数弁別回路の構成
図を第４図に示す。所定の中間周波数より低い周
波数_Lに中心周波数を有する第１の同調回路１
と、所定の中間周波数より高い周波数_Hに中心周
波数を有する第２の同調回路２と、該第１の同調
回路の出力v₁を検波する第１の検波回路３と、該
第２の同調回路の出力v₂を検波する第２の検波回
路４と、第１及び第２の検波回路の出力の差を発
生する減算回路５から構成されている。

第１及び第２の同調回路の周波数特性は、ほぼ
等しい利得及び選択度を有している。この特性を
第６図に示す。このとき減算回路５の出力ｖはＳ
字特性を示し、所定の中間周波数_Oでほぼ零とな
る。この特性を第６図に示す。

ｃ 発明が解決しようとする問題点 周波数弁別回路の特性は、AFCの精度及び引
込み範囲を考慮して、その特性が決定される。

AFCのような制御系では、系が定常状態に落
ちついた後になお残る定常偏差、すなわち第６図
に示す減算回路の出力のゼロボルト付近の電圧
dvが存在する。AFCの精度を上げるためには、
周波数弁別回路の感度、つまり第６図に示す減算
回路の出力の、いわゆるＳ字特性の所定の中間周
波数_O付近での傾斜を大きくし、定常偏差内での
周波数変位量を少なくする必要がある。具体的に
は各々の同調回路の選択度を上げ、各々の中心周
波数_L及び_Hを近接させることにより実現してい
た。

このようなタイプのAFCは中心周波数_Lと_Hの
間に中間周波信号が存在するときは、中間周波信
号の周波数は速かに中間周波数_Oに追随する。ま
た中心周波数_Lより低い周波数もしくは中心周波
数_Hより高い周波数であつても、上記周波数弁別
回路の出力が周波数誤差信号の電圧を生じる範囲
に中間周波信号を存在すれば、中間周波信号の周
波数は所定の中間周波数_Oに追随する。この所定
の中間周波数_Oに追随する範囲を引込み範囲とい
う。引込み範囲外に存在する中間周波信号の周波
数は、所定の中間周波数_Oに追随しない。

引込み範囲に関しては、送信器及び局部発振器
の周波数が温度により変わること、送信器のマグ
ネトロンを変換したときに周波数がバラツクこと
などから、できるだけ広い範囲をもつことが望ま
れる。このためには、各々の同調回路の中心周波
数_L，_Hの所定の中間周波数_Oから遠く離し且つ
選択度を下げる必要がある。

このように、AFCの精度と引込み範囲とはト
レードオフの関係にあり、前述の同調回路を用い
た従来技術による場合、AFCの精度と引込み範
囲の両者を同時に満足させることが極めて困難で
あつた。

ｄ 問題点を解決するための手段 上記問題点は、パルス変調された入力信号の周
波数と所定の中間周波数_Oの差に対応する周波数
誤差信号を発生する周波数弁別回路であつて、上
記所定の中間周波数_Oより低い中心周波数_Lを有
し、上記周波数_Oにおいては出力が飽和せず少く
とも上記周波数_Lにおいて出力が飽和している第
１の同調回路と、上記所定の中間周波数_Oより高
い中心周波数_Hを有し、上記周波数_Oにおいては
出力が飽和せず少くとも上記周波数_Hにおいては
出力が飽和している第２の同調回路と、上記第１
の同調回路の出力を検波する第１の検波回路と、
上記第２の同調回路の出力を検波する第２の検波
回路と、上記第１の検波回路の出力を上記第２の
検波回路の出力の差を発生する減算回路から成る
ことを特徴とする周波数弁別回路によつて解決さ
れた。

ｅ 作用 本発明に係る周波数弁別回路の第１の同調回路
の特性曲線と第２同調回路の特性曲線は、所定の
中間周波数_Oの近傍において交差する。また周波
数弁別回路の減算回路の特性曲線は、低周波帯域
と高周波帯域で平坦であり、所定の中間周波数_O
付近においてステツプ状に変化する。

中間周波信号の周波数が上記平坦部（例えば低
域平坦部）に位置するとき、上記減算回路の出力
は周波数誤差信号を発生しており、局部発振器の
発振周波数は中間周波信号の周波数が所定の中間
周波数_Oに近づく方向に変化する。

中間周波信号の周波数が所定の中間周波数_Oか
ら遠く離れていても、減算回路の出力が周波数誤
差信号を発生する位置にいる限り、このように動
作する。

中間周波信号が所定の中間周波数_Oに近いと
き、中間周波信号の周波数と所定の中間周波数
_Oの偏差dfに対する減算回路の出力dv、すなわち
感度dv／dfは、所定の中間周波数_O付近における
減算回路の特性曲線の傾きによつて定まる。特性
が飽和する周波数領域および上記傾きは、第１の
同調回路と第２の同調回路の利得または周波数特
性を調整することによつて変えることができる。
これはこの周波数弁別回路を用いたAFCの引き
込み範囲と精度を任意に設定することができるこ
とを意味する。各同調回路の設計法は公知であ
る。

本発明に係る周波数弁別回路の入力信号のスペ
クトル幅が広い場合、例えばサイドローブを有す
る中間周波信号である場合、入力信号の周波数成
分中の所定の中間周波数_Oより低い周波数帯域の
スペクトルエネルギーの和と該周波数_Oより高い
周波数帯域のスペクトルエネルギーの和が等しい
とき減算回路の出力は周波数誤差信号を発生せず
ゼロとなる。

ｆ 実施例 第１図は本発明に係る周波数弁別回路に用いら
れる第１の同調回路の特性曲線u_Lの好ましい実施
例と第２の同調回路の特性曲線u_Hの好ましい実施
例を示す。第１図の特性を有する第１および第２
の同調回路は公知の技術を用いて実現することが
できる。例えば第７図に示すように、並列同調回
路にダイオードリミツターを並列接続することに
より実現できる。この場合、並列同調回路の電圧
が一定値以上にならないようにダイオードリミツ
ターの動作点を選択することにより、第１図に示
す特性曲線を得ることができる。また第８図に示
すように、飽和型同調増幅器を用いて実現するこ
ともできる。この場合、インダクタンスＬと容量
Ｃで定まるるる同調周波数の近傍の周波数では出
力が飽和するように回路定数を定めることによ
り、第１図に示す特性を得ることができる。

第１図の場合、特性曲線u_Lとu_Hは所定の中間周
波数_Oにおいて交差する。すなわち入力信号の周
波数が所定の中間周波数_Oに一致するとき、両同
調回路の出力は等しい。

第２図は、第４図の従来技術による第１の同調
回路を上記第１の同調回路で置換し、従来技術に
よる第２の同調回路を上記第２の同調回路で置換
して形成した、本発明に係る周波数弁別回路の減
算回路の特性曲線を示す。図中の破線は、飽和し
ないときに期待される特性曲線である。

第６図の場合、AFCの定常偏差内での周波数
変位量を小さくするために、所定の中間周波数_O
付近における特性曲線の傾きを大きくすると必然
的に両同調回路の中心周波数が近づき引き込範囲
が狭くなる。これに対し、第２図の場合、各同調
回路の中心周波数_L，_Hを一定に保ちながら、利
得を大きくすることによつて所定の中間周波数_O
近傍における特性曲線の傾きを大きくすることが
できる。上記傾きを大きくするために利得を大き
くしても、出力が飽和する周波数領域は狭くなら
ずむしろ拡大する、すなわち減算回路の出力特性
における平坦部が広がる。このことは、該周波数
弁別回路を用いたAFCの引き込み範囲が拡大す
ることを意味する。その理由は、入力信号が上記
中間周波数_Oから離れた周波数帯域に位置する場
合でも、上記減算回路の出力は周波数誤差信号を
発生しゼロでなく、例えば所定の中間周波数_Oよ
り低周波の入力信号_aは、AFCによつて_Oに近づ
くように高周波側に移動し、所定の中間周波数_O
より高周波の入力信号_bは、AFCによつて所定
の中間周波数_Oに近づくように低周波側に移動す
る。

なお第１の同調回路と第２の同調回路の特性は
必ずしも所定の中間周波数_Oに関して対称的であ
る必要はなく、入力信号が主としてメインローブ
の片側にのみサイドローブを有する中間周波信号
であるときは、非対称にすることが好ましい場合
がある。例えばサイドローブが主としてメインロ
ーブの低周波側にのみ存在する場合（第３図参
照）は、第１の同調回路の利得を第２の同調回路
の利得より小さくすることが好ましい。

入力信号がパルスレーダの中間周波信号である
場合のように、パルス幅が目的物との距離に応じ
て切換えられ、この結果中間周波信号のメインロ
ーブとサイドローブのスペクトラムが変化すると
きは、該切換えに応じて少くとも一方の同調回路
の利得と中心周波数またはその一方を調整可能と
したり、該減算回路の出力に所定のオフセツト電
圧を加えることが好ましい。なぜならば上記方法
によつても所定の中間周波数_O付近における特性
曲線の形状（第２図参照）を変えることができる
からである。

ｇ 発明の効果 AFCの引込み範囲を拡大することができる。

AFCの精度を向上することができる。

引込み範囲の設定と精度の設定を独立に行う
ことができる。すなわち設計の自由度が増す。

同調ズレが生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る周波数弁別回路に使用す
る第１の同調回路と第２の同調回路の特性曲線の
好ましい実施例を示すスペクトラム、第２図は第
１図の特性曲線を有する周波数弁別回路の出力の
特性曲線と入力信号の周波数移動方向を示すスペ
クトラム、第３図はメインローブの主として片側
にのみサイドローブが存在する入力信号のスペク
トラム、第４図は従来技術による周波数弁別回路
のブロツクダイヤグラム、第５図は従来技術によ
る周波数弁別回路に使用される同調回路の同調特
性を示すスペクトラム、第６図は従来技術による
周波数弁別回路の出力特性曲線、第７図は第１図
の特性を有する第１および第２の同調回路をダイ
オードリミツターを並列接続して実現したときの
回路図、第８は第１図の特性を有する第１および
第２の同調回路を飽和型同調増幅器を用いて実現
したときの回路図である。 １…第１の同調回路、２…第２の同調回路、３
…第１の検波回路、４…第２の検波回路、５…減
算回路、_O…所定の中間周波数、_M…メインロー
ブの中心周波数、_L…第１の同調回路の中心周波
数、_H…第２の同調回路の中心周波数、U_L…本
発明に係る第１の同調回路の特性曲線、U_H…本
発明に係る第２の同調回路の特性曲線、v₁，v₂…
同調回路の出力、Ｖ…減算回路の出力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルス変調された入力信号の周波数と所定の
   中間周波数_Oの差に対応する周波数誤差信号を発
   生する周波数弁別回路であつて、上記所定の中間
   周波数_Oより低い中心周波数_Lを有し、上記周波
   数_Oにおいては出力が飽和せず少くとも上記周波
   数_Lにおいて出力が飽和している第１の同調回路
   と、上記所定の中間周波数_Oより高い中心周波数
   _Hを有し、上記周波数_Oにおいては出力が飽和せ
   ず少くとも上記周波数_Hにおいては出力が飽和し
   ている第２の同調回路と、上記第１の同調回路の
   出力を検波する第１の検波回路と、上記第２の同
   調回路の出力を検波する第２の検波回路と、上記
   第１の検波回路の出力と上記第２の検波回路の出
   力の差を発生する減算回路から成ることを特徴と
   する周波数弁別回路。 ２ 上記第１の同調回路の利得と、上記第２の同
   調回路の利得、またはその一方が調節可能である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の周
   波数弁別回路。 ３ 上記第１の同調回路の中心周波数_Lと、上記
   第２の同調回路の中心周波数_H、またはその一方
   が調節可能であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の周波数弁別回路。