JPH0247710B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はパルス変調自動制御装置に関するもの
であり、特に種々の異なる比率のレベルにおいて
変調されたパルスの継続時間（パルス幅）が一定
に保たれるような復調パルスを得るために変調パ
ルスを発生するために使用された信号のレベルを
連続的かつ自動的に変更する制御電流または制御
電圧を提供するパルス自動制御装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 周知のようにパルス継続時間或いはパルスの形
状自体に関する情報を伝送するパルス伝送システ
ムは広く使用されている。それ等のシステムのい
くつかにおいては伝送された情報およびサービス
の効果は装置の出力パルス特性の安定性、したが
つてその保存性に依存している。

しかしながら当業者によく知られているように
前述の特性は周囲環境その他の動作条件によつて
ドリフトし易い。そのようなドリフトは装置の複
雑性が増すにつれて増大し、全体としての動作を
悪化させる。1980年９月20日に本出願人により出
願された米国特許出願第130113号明細書中には自
動変調制御による変調技術が記載されている。そ
のような技術は本発明の装置によつて有効に使用
できる。

［発明の解決すべき課題］ 本発明の目的は上記米国特許出願明細書に示さ
れた変調技術を出発点として、前記ドリフトを補
償し、パルス特性の高度の安定性を確保する装置
を提供することである。本発明による装置はま
た、後述の説明から明らかになるように、前記の
米国特許出願明細書に記載された発明の技術を発
展させ改善しようとするものである。

本発明の役割はまた、パルス変調の自動制御に
使用され、パルスのスペクトル特性を最適値に保
持することのできる、換言すれば受信期間中種々
の予め定められた比率のレベルにおいてパルス継
続時間を安定に保持することのできる装置を提供
することである。

上述の役割の範囲において、本発明の主要な目
的は、変調自動制御に使用され、DMEや
TACAN航空ビーコンのような受信−送信装置
によつて発生された時間遅延に関して結果として
改善された正確さのパルス前縁の安定性の保持が
適切に行われる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、パルス変調自動制
御に使用され、送信機からの最大出力電力を任意
の瞬間および任意の動作条件下において得ること
を可能にする装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、パルス変調自動制
御に使用され、厳密にパルス継続時間に依存する
ように、しかも一方ではパルスレベル或いはその
使用サイクルに一般に無関係である制御電圧また
は制御電流に関連して変調パルスレベルを変更す
ることが可能であるように変調信号を行う装置を
提供することである。

本発明のさらに別の目的は、パルス変調自動制
御に使用される装置であつて、装置自身の入力に
供給される基準パルスの決められた継続時間に等
しい値までピークに関する種々の比率のレベルに
おいて測定された出力復調パルスの継続時間を変
化させるように自動的に変化する制御電圧または
電流を供給する装置を提供することにある。

［課題解決のための手段］ 上記および他の目的は、以下の説明により一層
明らかなものとなるが、次のようなパルス変調を
伴つた送信装置またはその他のパルス変調を使用
する高周波数装置、特に航空用に使用される距離
測定装置におけるパルス変調自動制御用装置によ
つて達成さる。すなわち、その装置においては、
前記変調信号は複数の別々の形状の成分を加える
ことによつて得られ、前記成分が互いに加えられ
る前に、前記変調信号の各成分に対して単一の制
御電気量を与える回路手段が設けられ、前記電気
量は前記各成分レベルを単独に設定および制御
し、しかも出力復調パルスのレベルおよび前記出
力パルスの単位時間当りのパルス数に完全に無関
係である。

［実施例］ 本発明の装置のさらな詳しい特徴や効果は添付
図面に示された実施例についての以下の説明によ
り一層明瞭になるであろう。ただし、それ等実施
例は単に例示のためのものであつて、本発明の技
術的範囲を限定するものではない。

以下図面を参照に説明する。本発明のパルス変
調自動制御装置は実施例では特定の送信装置すな
わちDEMやTACANのような航空航法用距離測
定装置に関して記載されている。しかし前述のよ
うに、本発明はこのような用途にのみ限定される
べきものではなく任意の形式のパルス装置に適用
することができ、特に出力パルスの形状とは無関
係に送信システムに適用できることを理解すべき
である。

周知のようにDEMおよびTACAN装置では送
信されたパルスはガウス関数波形である。何故な
らば、ガウス関数波形は与えられた波（パルス）
エネルギに対して最小のスペクトル幅を占めるか
らである。すなわち、ガウス関数波形の伝送はコ
ンパクトなスペクトルを持つ効果がある。ビデオ
周波数のガウス関数パルスより成る変調パルスは
次のような目的で第１図に示されるようにそれよ
り幅の広いパルス（ペデスタルパルス）に重畳さ
れる。すなわち、その目的は、 １ 変調が線形或いは準線形になり、他方予め定
められたオンオフまたは変調中断比を保証する
領域にもたらすため。

２ 変調された段の出力において高周波信号に、
後続する３個のカスケード接続の変調されない
増幅器の導電閾値を超えるような電力と形状を
与えるため。

３ ３段の変調されないカスケード接続増幅器の
高周波入力レベルを、前記段のＣ級増幅がペデ
スタルに重畳されたパルスに関する領域におい
て線形または準線形に保たれ、同様にパルスピ
ークに関連してより高い電力段の飽和が開始さ
れるように保持するため。

しかしながら、そのような特性は例えば温度、
搬送周波数その他の変化のような送信機の動作条
件の変化のために一定に留まることはない。

それに対して、本発明の変調制御装置は以下説
明するように上記３点に関する影響についてのゆ
つくりとした変化、例えば数十ミリ秒に亙る変化
を保証することができる。

ペデスタルパルスのパイロツト方形パルスレベ
ルは自動的に制御されて例えば出力復調パルスの
振幅の約15％のレベルにおいて一定の5μ秒の幅
に維持される。同時にガウス関数パルスのパイロ
ツト方形波パルスレベルは例えば出力復調パルス
の約85％のレベルにおいて2μ秒の幅に固定して
保持されるように自動的に制御される。

そのようにして送信されたパルス形状は自動的
に制御され、次のような効果を生じる。

ａ スペクトル特性の保持。

ｂ グランドラジオビーコンによつて導入される
時間遅延の正確性の改善の結果として生ずるパ
ルス前縁の安定性。

ｃ 如何なる瞬間においても、また如何なる動作
条件においても送信機の最大出力を得ることが
できること。

この発明が適用される変調パルス発生器を示し
ている第１図のブロツク図を参照すると、変調信
号は例えばパルス発生器１で略図的に示されたよ
うな周知の論理回路によつて制御され、加算器５
において２またはそれ以上の適当な形の成分を加
算することによつて得られる。例えば継続時間の
異なる２個の図示された方形波信号はその一方が
例えばローパスフイルタ２で適当なろ波され、ガ
ウス関数パルスに成形される。この成形されたパ
ルスは他方のペデスタルパルスと加算器５によつ
て重畳される。駆動増幅器３およびローパスフイ
ルタ４は図示されたパルス波形を有する変調信号
を生成する。しかしながら前述のように出力パル
スの特性は温度変化などの環境の変化等によつて
変化し、このままでは安定した出力を保証するこ
とはできない。

本発明によれば、以下詳細に説明するようにこ
れ等成分のレベルは、それ等がろ波され加算され
る前に各成分に対して１つの制御信号（電圧また
は電流）によつて決定され制御される。制御電圧
或いは電流は出力復調パルスレベルおよび単位時
間または使用サイクル当りのパルス数に全く無関
係にすると有利であり、それ等はパルス継続時間
にのみ応答する。複合変調信号の単一成分に関連
するこの発明による閉ループ型制御回路が第３図
に示されている。それにおいて、 V1：固定されたパイロツト信号、 V2：検出された変調された信号 ｔ（Ｓ）：検出されたパルス幅 t1：基準幅（時間） ｉ（Ｓ）：いわゆるポンプ電流 V3（Ｓ）：制御電圧 G1（Ｓ）：幅検出器 G3（Ｓ）：ポンプフイルタ、これはその伝達関
数によつて周波数の関数としてシステム安定性を
生じる。

すなわち、変調された信号V2の幅ｔ（Ｓ）すな
わち変調パルスの長さが幅検出器G1（Ｓ）によつ
て検出され、基準幅t1と比較され、その結果の差
電流すなわちポンプ電流ｉ（Ｓ）がポンプフイル
タG3（Ｓ）を介してフイードバツクされ、V1の
パルス幅が制御される。このような制御は前記第
１図の各成分信号に対して行われる。

これに関して、第４図は周波数のみに関する伝
達関係のモジユールであるG₃（Ｓ）の変化を示
す。前記モジユールは周波数f₁とf₂との間で一定
に保持される。

上記第３図の回路は１つのレベルにおける時間
幅を一定値に維持するためのものであり、前記の
ように85％と15％のレベルにおけるパルスの幅を
制御するためにはこのような回路が２組必要とな
る。第２図はこのような２組のフイードバツク制
御を使用する状態を示している。第２図において
鎖線Ｌの上方の部分は通常のDME送信機DTを
示すもので、この発明とは直接関係はないのでそ
の説明は省略する。図の右側のこの送信装置の出
力から取出された信号から85％と15％のレベルに
おけるパルスの幅に等しいパルスが取出されて２
つのフイードバツク路で制御される。この回路に
おいて供給されている信号について説明すると、
Ａは駆動ペデスタルパルスであり、Ｂはそれに重
畳される駆動ガウス関数パルスであり、Ｃはペデ
スタルパルスの基準となる15％のレベルにおける
パルス幅の基準信号で実施例では5μsであり、Ｄ
は駆動ガウス関数パルスの基準となる85％のレベ
ルにおけるパルス幅の基準信号で実施例では2μs
である。これらのパルスの波形は第５ｂ図に示さ
れている。フイードバツク路においてはまず取出
された15％を85％のレベルにおけるパルス幅のパ
ルス信号が基準幅の信号ＣおよびＤとそれぞれ比
較され、それらの差信号によりペデスタルパルス
Ａとガウス関数パルスＢが補正されて入力にフイ
ードバツクされる。

この制御装置の具体的な構成の一例が第５ａ図
に示されているので制御装置の具体的構成および
動作については以下第５ａ図の実施例によつて説
明する。しかしこれは単なる例示であつて本発明
を限定するものではない。この第５ａ図に示され
た装置は第１図のパルス発生器１を除いた部分と
本発明の制御装置とを組合わせたものであり、図
の２，３，４，５は第１図のそれを対応してい
る。この図から明らかなように、出力復調パルス
は増幅器６で増幅された後ブロツク７（ピーク検
出器）でピークが検出され、その結果生じた信号
がパルス幅を検出する２個の比較器８，９にピー
クレベルの約85％および約15％で供給される。

当業者には明らかなように、これはフエイル・
ソフト（FAIL−SOFT）伝送動作の本質的条件
であるレベルに無関係にパルス幅の検出を許容す
る。レベルは前述のように変化するがパルス継続
時間は変更を許されない。

２個の比較器８，９からは85％と15％のレベル
におけるパルスの幅に等しいパルスが出力され
る。これらのパルスはナンドゲート１１，１２に
供給される。ナンドゲート１１の出力はトランジ
スタＱ１のベースに供給され、ナンドゲート１２
の出力はトランジスタＱ３のベースに供給され
る。またパルス幅の基準信号ＤおよびＣはそれぞ
れノアゲート１３，１４に供給され、その出力は
それぞれトランジスタＱ２，Ｑ４のベースに供給
される。またトランジスタＱ１とＱ２、トランジ
スタＱ３，Ｑ４のコレクタは共通に接続されてポ
ンプフイルタ１７，１８にそれぞれ接続されてい
る。今15％のレベルについて説明すれば、ポンプ
フイルタ１８はナンドゲート１２の出力である15
％のレベルにおけるパルスの幅に等しい幅のパル
スがナンドゲート１２に供給され、トランジスタ
Ｑ３が導通することによつて放電され、信号Ｃの
期間に基準の幅のパルスでトランジスタＱ４が導
通することによつて充電される。したがつてこの
ポンプフイルタ１８の出力である直流電圧は基準
信号Ｃの幅からの15％のレベルにおけるパルスの
幅の偏差を表している。この偏差を表している直
流信号は演算増幅器１１５の＋入力に結合され、
この演算増幅器１１５の−入力には駆動ペデスタ
ルパルスＡが供給されているためこの駆動ペデス
タルパルスＡの振幅が前記偏差値によつて制御さ
れることにより15％のレベルにおけるパルスの幅
を所望の5μsにすることができる。

以上15％のレベルにおけるパルスの幅の制御に
ついて説明したが、85％のレベルについても同様
にナンドゲート１１、ノアゲート１３、トランジ
スタＱ１，Ｑ２によつて2μsの基準幅のパルスＤ
と比較され、演算増幅器１１４において供給され
る駆動ガウス関数パルスＢの振幅が補正される。
これらの補正された信号は演算増幅器５において
加算されて重畳され、パルス変調出力信号を生成
する。制御回路のナンドゲート１１，１２、ノア
ゲート１３，１４は比較器出力信号によりワンシ
ヨツト回路１０を付勢することにより同期的に動
作する。

信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは通常のビデオ周波数方形
波パルス発生器によつて発生されるが、それは本
発明と直接関係がないからここでは説明を省略す
る。

このように本発明によれば、所定のレベルにお
けるパルスの長さ（継続時間）の制御が比較器
８，９により発生される検出した継続時間を有す
るパルスである単一の制御電気量に基づいて行わ
れ、出力パルスのパルス数とは無関係に制御を行
うことができる。

以上の説明により本発明の意図する目的が完全
に達成されることを認識すべきである。特に、送
信或いは他の高周波（またはパルス）装置のパル
ス変調信号を種々の定められた比率のレベルで出
力復調継続時間を安定に維持するような方法で自
動的に変更する装置が明らかにされた。変調信号
は適当に成形、ろ波された２以上の成分を加える
ことによつて発生される。本発明によるそれ等成
分のレベルは、それ等が加えられろ波される前
に、各成分に対して１つの単一制御電圧および電
流によつて設定され、制御される。

そのような制御電圧は出力復幅パルスレベルお
よび単位時間当りのパルス数とは全く無関係であ
り、パルス継続時間のみに応答している。

本発明は、信号レベルに無関係な幅検出回路
と、説明したようにパルス数に無関係にパルス幅
のみに依存する電圧を提供する能動フイルタ回路
と、および演算増幅器１１４および１１５の入力
に供給される適当な電圧または電流の制御下にパ
ルスレベルを変化する増幅回路を具備している。

本発明は特定の実施例およびDEM装置におけ
る特定の用途に関連して説明されたが、多くの変
形、変更が可能であり、また多くの用途に適用可
能であつて、それ等は全て本発明の技術的範囲に
含まれることに注意しなければならない。例えば
前述の説明はパルスの２つのパラメータ（時間に
おける）に関連する特定の基準について為されて
いるが、当業者には、本発明の装置がそれぞれ１
つの電圧によつて制御されるＮ個の出力、Ｎ個の
能動フイルタ、およびＮ個の増幅器を有する幅検
出回路が設けられ、与えられたＮ個のパラメータ
を同時に処理する如く容易に適合できることは明
白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は変調パルス信号を得るためのシステム
のブロツク図であり、第２図は本発明の制御装置
の１実施例を含んでいるパルス変調送信装置の回
路ブロツク図である。第３図は第２図のパルス変
調装置に負荷される本発明の制御装置に適用され
る制御回路の原理を示す回路ブロツク図である。
第４図は第３図の回路に関して周波数の関数とし
て伝達関数G₃（Ｓ）をプロツトした図である。第
５ａ図は本発明による制御装置の１実施例の詳細
図であり、第５ｂ図は第５ａ図に示された信号の
パルス波形図である。 １……パルス発生器、２……ローパスフイル
タ、３，６……増幅器、４……出力フイルタ、５
……加算器、７……ピーク検出器、８，９……比
較器、１０……ワンシヨツト回路、１１，１２…
…ナンドゲート、１３，１４……ノアゲート、１
１４，１１５……演算増幅器、１７，１８……ポ
ンプフイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルス変調によるパルス装置その他の無線周
   波数装置に使用され、変調信号は複数の異なる形
   状の成分を加えることによつて得られるパルス変
   調自動制御装置において、 前記変調信号の前記成分のそれぞれに対する単
   一の制御電気量を前記変調信号中のパルスの長さ
   から与える第１の回路手段を具備し、前記制御電
   気量は前記成分が加えられる前の前記各成分レベ
   ルを単に設定し制御するものであり、出力復調パ
   ルスおよび単位時間当りの前記出力パルスのバル
   ス数とは完全に無関係であることを特徴とするパ
   ルス変調自動制御装置。 ２ 前記制御電気量が出力パルスのピークに関し
   て予め定められた比率のレベルにおいて測定され
   た出力パルスの継続時間にのみ応答する如く構成
   さていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の自動制御装置。 ３ 前記各制御電気量が制御電圧であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動制御装
   置。 ４ 前記各制御電気量が制御電流であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動制御装
   置。 ５ 前記第１の回路手段が、ピーク検出手段と、
   前記パルスのレベルからそのパルス幅検出を自由
   に設定できるように構成されたパルス幅検出比較
   手段と、検出されたパルス幅に等しい各時間に放
   電する如く構成され、各サンプルパルス継続時間
   に等しい各時間に充電する如く構成されたフイル
   タ手段とを具備し、前記フイルタ手段は差動増幅
   手段を経て前記パルスレベルを予め定められて値
   に変更するような制御電気量を与えられる如く構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の自動制御装置。 ６ 前記複数の成分がＮであり、前記回路手段
   が、制御されるべきパルスのレベルに無関係であ
   るＮ個の出力を有するパルス幅検出手段と、それ
   ぞれの制御電圧または制御電流によつてそれぞれ
   制御されるＮ個の増幅手段とを具備している特許
   請求の範囲第１項記載の自動制御装置。 ７ Ｎ個の電気量を出力する前記第１の回路手段
   は、Ｎ個の異なる比率のレベルにおいて測定され
   た制御されるべき装置の出力パルスの継続時間を
   Ｎ個の基準方形パルスの定められた継続時間に等
   しい値にする如く自動的に制御する如く構成され
   ている特許請求の範囲第１項記載の自動制御装
   置。 ８ Ｎが２である特許請求の範囲第６項記載の自
   動制御装置。