JPH0259644B2 - - Google Patents

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JPH0259644B2
JPH0259644B2 JP58021382A JP2138283A JPH0259644B2 JP H0259644 B2 JPH0259644 B2 JP H0259644B2 JP 58021382 A JP58021382 A JP 58021382A JP 2138283 A JP2138283 A JP 2138283A JP H0259644 B2 JPH0259644 B2 JP H0259644B2
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Shidonii Kiriakosu Konsutanteinosu
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Publication of JPH0259644B2 publication Critical patent/JPH0259644B2/ja
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C3/00Angle modulation
    • H03C3/02Details
    • H03C3/08Modifications of modulator to linearise modulation, e.g. by feedback, and clearly applicable to more than one type of modulator
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/345Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using triangular modulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/882Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for altimeters

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、FM/CW高度計に用いられる持続
波発振器を周波数変調するための線形変調制御装
置に関するものである。
〔従来技術〕
周波数変調された持続波(FM/CW)電波高
度計は、地面上の航空機の高度を指示する周知の
種類の計器を構成する。そのような計器において
は、時間とともに直線的に変化する周波数を有す
る持続電波が航空機から地面へ向けて発射され
る。地面から反射されたその電波は航空機により
受信され、その時に発射されている電波と混合さ
れて差周波数を生ずる。ある特定の位相の電波の
発射からその位相の電波の受信までの経過時間は
地面からその航空機の高さに正比例する。発射さ
れる電波の周波数と時間との間には直線的な関係
があるから、発射された電波と受信された電波の
周波数差は航空機の高度に正比例する。前記計器
は差周波数信号の周波数を測定することにより航
空機の高度を指示する。
そのような計器の高度指示確度は発射周波数の
時間に対する変化の直線性に直接関係することが
わかるであろう。たとえば米国特許第3341849号
に開示されているような従来の電波高度計におい
ては、三角変調波による送信機の線形周波数変調
は、VHF帯で動作している発振器を周波数変調
し、その発振器の周波数をマイクロ波帯まで逓倍
することによりかなり直線的に行える。
前記米国特許に開示されている発明では、送信
機の変調特性の直線性を保つことの重要性が認識
されており、その目的のために、変調波の平均こ
う配を調節する固定遅延線を含む装置を有してい
た。
マイクロ波周波数で動作できるトランジスタを
現在は入手できる。そのようなトランジスタを用
いることにより送信機回路の構成をかなり簡単に
できるとともに、動作効率を高くできる。しか
し、トランジスタマイクロ波発振器を最も直線的
な手段により直線的に変調することが困難である
ことが判明している。その直線的な手段は発振器
の同調回路に電圧可変リアクタンス(バラクタ)
を含ませることである。同調回路のリアクタンス
の関数としての発振器の周波数は対数的であり、
バイアス電圧の関数としてのバラクタ・リアクタ
ンスも対数的である。それらの関数の複合的な結
果として、発振器の周波数対電圧特性は極めて非
直線的となる。
非直線的な周波数対変調電圧特性を有する発振
器を直線的に周波数変調する1つの明らかな技術
は、線形変調電圧でなくて、発振器の周波数対電
圧特性とは逆に関連する非直線的な変調電圧を発
振器へ与えることである。そのような技術の採用
においては、バラクタのリアクタンス対電圧関数
が温度の影響を極めて受けやすく、製造時の誤差
のためにバラクタの特性が大幅に変動するために
困難が生ずる。前記米国特許に開示されている、
変調波形の平均こう配を調節するための手段は、
直線的な周波数対時間特性を発生するために非直
線的な発振器周波数制御電圧を必要とする装置に
おいて生ずる誤差を補償するには不適当である。
その理由は、非線形制御関数により直線的な周波
数変調を維持するためには、その関数の1つの部
分が持続する間にその関数を1つの向きに調節
し、かつ、その関数の残りの部分が持続する間に
その関数を前とは逆の向きに調節することが必要
だからである。
〔発明の概要〕
本発明の目的はマイクロ波周波数で動作する発
振器のための線形周波数変調装置を得ることであ
る。
本発明の別の目的は、広い動作温度範囲にわた
つて、かつ部品の広い範囲の製造誤差に対して変
調の直線性を維持するトランジスタマイクロ波発
振器用の周波数変調器を得ることである。
要約すれば、本発明は、FM/CW電波高度計
において、同調回路にバラクタを含むトランジス
タマイクロ波発振器を有する。そのバラクタに与
えられるバイアスを非線形関数発生器の出力に従
つて変えることにより、その発振器の周波数は直
線的に変えられる。非線形関数発生器は、直線入
力信号を受け、その入力信号を修正して、発振器
の周波数対バラクタバイアス特性により求められ
るある特定の非線形関数を発生し、線形周波数変
調を行うものである。その変調の直線性は、較正
信号の短時間平均値と長時間平均値との差を測定
することにより決定される。その較正信号は、発
振器の直接の出力と、その出力を一定時間遅延さ
せたものとを混合することにより得られる。較正
信号の短時間平均値と長時間平均値との差は、発
振器の周波数が低い間と発振器の周波数が高い間
に標本化され、それらの標本は非線形関数発生器
の回路を別々に制御して、発振器の低い周波数出
力と高い周波数出力とにそれぞれ対応する出力を
発生させる。非線形関数発生器の回路のその制御
は、較正信号の短時間平均値と長時間平均値の差
を小さくするようにして行われ、それにより発振
器の周波数変調の閉ループ制御を行う。
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明す
る。
〔実施例〕
FM/CW型電波高度計の簡略化したブロツク
図が示されている第1図をまず参照して、マイク
ロ波発振器10が周波数変調された信号をアンテ
ナ11を通じて地面へ向つて発射する。その信号
の周波数は三角変調波に従つて時間により直線的
に変化する。地面に当つて反射されたその信号は
アンテナ12により受信されてから、混合器13
において、結合器14を介して得られた発射信号
の一部と混合されて、受信器15の出力端子に差
周波数信号Fdを生ずる。以上述べたのはこの種
の電波高度計において周知の回路素子である。ま
た、良く知られているように、地面からの航空機
の高さに正比例する差周波数信号は誤差を含みや
すい。というのは、変調波のピークに対応する時
刻にその差周波数信号中に不連続が生じるからで
ある。
「FM/CW電波高度計における段階的な誤差
を解消するための装置(Means for Eliminating
Step Errors in FM/CW Radio Altimetres)」
という名称の1981年8月10日付の未決の米国特許
出願第291854号には、電波高度計の高度指示にお
けるそれらの誤差を解消するための装置が開示さ
れている。その装置について簡単に説明すれば、
差周波数信号は、変調波形のピークに対応する時
刻に信号ゲート16により遮断される。変調波形
の直線部分の持続する間に信号ゲート16を通つ
たデータはマイクロプロセツサ装置17により処
理されて、高度指示器18に航空器の高度を表す
量として指示される。
発振器10の周波数変調を制御する三角波はク
ロツク19と、アツプ/ダウン・カウンタ22
と、デジタル−アナログ変換器23とにより発生
される。アツプ/ダウン・カウンタ22は、零カ
ウントから始まつて、最高カウントに達するまで
クロツク19からのクロツクパルスの数をカウン
トし、最高カウントに達したら内部に蓄積されて
いるカウントを各クロツクパルスごとに減少させ
て零カウントになるまでダウン・カウントを続
け、零カウントになつたらアツプ/ダウン・カウ
ンタ22のサイクルを反復する。デジタル−アナ
ログ変換器23はカウンタ22に含まれている瞬
時和の連続アナログ出力を発生することにより、
時間とともに直線的に変化する三角波を発生す
る。
発振器10の変調は、発振器10の周波数決定
回路網の一部を構成しているバラクタ24に制御
バイアスを加えることにより行われる。バラクタ
24の容量は制御バイアスとともに直線的に変化
するものではない。発振器10の同調回路にバラ
クタが含ませられると、発振器の周波数はバラク
タのバイアスにより、全体として第2図に示され
ているカーブ25のように変化させられる。しか
し、正確な高度指示を得るためには、発振器の周
波数は、第2図の直線26により示されているよ
うに、デジタル−アナログ変換器23の電圧出力
とともに直線的に変化せねばならない。デジタル
−アナログ変換器23の直線出力を非線形関数発
生器28において修正することにより、求めてい
る発振器周波数が発生される。
第2図のカーブ27は非線形関数発生器28の
バラクタバイアス電圧出力とデジタル−アナログ
変換器23の線形変調電圧出力との関係を示すカ
ーブである。このカーブ27は、デジタル−アナ
ログ変換器23の出力に従つて時間とともに直線
的に変化する発振器10の出力を周波数変調する
ために、非線形関数発生器28から求められる非
線形関数の形を示すために直線26とカーブ25
から得たものである。
発振器の周波数対バラクタのバイアス電圧特性
カーブ25が製造誤差により変化せず、かつ周囲
条件とくに温度により変化しないものとすると、
バラクタにより制御されるマイクロ波発振器の出
力を直線周波数変調するために必要な唯一のとる
べき手段はカーブ27におけるようなある特定の
非線形関数を特定のバラクタ特性のカーブ25に
合わせることである。しかし、バラクタの特性は
製造誤差と温度により大幅に変化するものである
から、ある特定の温度で測定したある特定のバラ
クタの特性25の非直線性を補償するために構成
されている関数27によつても、その較正温度以
外の任意の温度では直線周波数変調は行われな
い。ここで、関数発生器28の出力を制御するた
めの閉ループ装置について、第1図を再び参照し
て簡単に説明する。
航空機の高度は次式の解により与えられる。
H=Fd・C/2(dF/dt) (1) ここに、 H=高度(メートル)(フイート) Fd=差周波数(Hz) C=光の速度(m/s) dF/dt発射周波数の変化率(こう配)Hz/sであ る。
本発明の特定の実施例においては、発射周波数
は150Hzの三角波に従つて4235MHzと4365MHzの
間で変化する。したがつて、dF/dt=3.94×
1010、C=3×108m/sであるから変調のこう
配が一であるならば、(1)式はおよそH=0.004Fd
(メートル)(Fd/80ft)となる。
一定の長さ約90m(300ft)の遅延線29が発
射信号の一部を結合器14から受ける。この遅延
線29の出力が混合器31へ与えられる。この混
合器には結合器14から発射信号も与えられる。
混合器31からの差周波数信号は、(1)式を適用し
て、24kHzの周波数を必ず有しなければならな
い。その差周波数が24kHzと異なれば送信機の変
調特性に誤差が存在することになる。
混合器31からの差周波数信号の周期は周期計
32により測定される。その周期が、24カウン
トHzの信号の周期とは異なると、誤差信号が積分
器33へ与えられる。そうすると、この積分器は
非線形関数発生器28の利得を適切な向きに調節
して、直線性を発振器10の変調特性にもどす。
周期計32の構成を第3図に詳しく示し、その
動作を第4A〜4C図を参照して説明する。周期
が1.4マイクロ秒のワンシヨツト・マルチバイブ
レータ34が混合器31の較正信号出力パルスの
前縁部35によりトリガされる。マルチバイブレ
ータのコンプリメンタリイ出力が、インバータ
36とFET37およびコンデンサ38を含むサ
ンプルおよびホールド回路を制御する。マルチバ
イブレータ34の出力がワンシヨツト・マルチ
バイブレータ39のA入力端子へ与えられる。こ
のマルチバイブレータ39のクリヤ入力端子とB
入力端子に正電圧が与えられているから、A入力
端子に与えられるパルスの前縁部によりマルチバ
イブレータ39はトリガされる。このマルチバイ
ブレータ39の出力は、抵抗器43とコンデン
サ44で構成されている充電回路のための、イン
バータ41とFET42を含むリセツト回路を制
御する。コンデンサ44は第4A図の線45に沿
つて通常充電する。マルチバイブレータ39の出
力端子に現われた負へ向かうパルスにより
FET42が導通状態にされると、コンデンサ4
4は零まで放電させられ、FET42が再び非導
通状態になると再充電をただちに開始する。その
間に、マルチバイブレータ34の出力がFET
37を導通状態にして、マルチバイブレータ39
にが現われる前からコンデンサ44に存在して
いた電荷をコンデンサ38へ移すことができるよ
うにする。第4A図の線45の下の斜線が施され
ている部分により表されている、コンデンサ38
に充電されている電荷は電圧追従器46と、抵抗
器−コンデンサ平均化回路47とを通つて差動増
幅器48の非反転入力端子へ与えられる。平均化
回路47の平均値出力は差動増幅器48の反転入
力端子へ与えられるから、この差動増幅器の出力
はコンデンサ38の端子間電圧のピーク値と、そ
の端子間電圧の長時間平均値との差である。
送信機の変調特性のこう配が、求められている
値の下側にある第4B図と、送信機の変調特性の
こう配が、求められている値の上側にある第4C
図とを参照すると、増幅器46のピーク出力は、
送信機の変調特性が低い時には、長時間平均値か
ら正の向きにずれ、送信機の変調特性が高い時に
は、長時間平均値から負の向きにずれることがわ
かるであろう。増幅器48の出力は、送信機の変
調特性のうち、第2図のA点の下側にある部分の
期間中と、第2図のA点の下側にある部分の期間
中とに、後述する装置により標本化される。それ
らの標本化された出力は、非線形関数発生器28
の素子のうち、非線形関数27のA点の上と下の
部分をそれぞれ発生する素子の利得を別々に制御
するために用いられる。
次に第3,5図を参照して、ワンシヨツト・マ
ルチバイブレータ51が、アツプ/ダウンカウン
タ22から、そのカウンタがアツプ・カウントと
ダウン・カウントのいずれの動作を行つているか
を示す論理信号を入力信号として受ける。前記米
国特許出願に示されているように、信号ゲート1
6を制御するためにカウント・ゲート52の出力
が主として用いられる。カウンタ22がアツプ・
カウント動作中にカウント・ゲート52からの信
号の前縁部が現われた時に、マルチバイブレータ
51はトリガされる。ワンシヨツト・マルチバイ
ブレータ53はカウンタ22からの反転されたア
ツプ/ダウン論理信号とカウント・ゲート52の
出力を入力として受ける。
マルチバイブレータ51,53の出力の周期は
14マイクロ秒である。マルチバイブレータ51が
トリガされると、インバータ54により反転され
たマルチバイブレータ51のコンプリメンタリイ
出力がFET55を、マルチバイブレータ51の
出力が生じている間、導通状態にする。そのため
に、持続時間が一定であるが、増幅器48の差出
力に従つて振幅が可変であるパルスが積分器56
へ与えられる。マルチバイブレータ53がトリガ
されると、インバータ57により反転されたマル
チバイブレータ53のコンプリメンタリイ出力が
FET58を、マルチバイブレータ53からの出
力の一定時間だけ導通状態にして、増幅器48の
出力に依存する振幅を有するパルス積分器59へ
与える。線61に現われる積分器56の出力は、
カウンタ22のアツプ・カウント動作の初めの部
分の期間(これは、第2図の非線形関数27のA
点より下の部分に対応する)中に増幅器48から
得た出力標本の積分されたものである。線62に
現われる積分器59の出力は、カウンタ22のダ
ウン・カウント動作の初めの部分の期間(これ
は、第2図の非線形関数27のA点より上の部分
に対応する)中に増幅器48から得た出力標本の
積分されたものである。線61,62に現われた
出力は、次に説明するように、非線形関数発生器
28の別々の素子の利得を制御する。
第6図は、本発明の特定の実施例の要求を満す
非線形関数発生器の回路図である。非線形関数発
生器28は演算増幅器65,66を含む。デジタ
ル−アナログ変換器23からの三角波出力が3ボ
ルトの振幅で、抵抗器68と69で構成されて
4.3ボルトの一定のバイアスを供給するバイアス
回路網へコンデンサ67を介して与えられる。し
たがつて、増幅器65の非反転入力端子における
バイアスされた三角波は+1.3ボルトと+7.3ボル
トの振幅の間で変化する。増幅器65の帰還回路
網は抵抗器71とダイオード72を含む。このダ
イオードは、抵抗器73と74により構成されて
いる分圧器により与えられる4.6ボルトで順バイ
アスされる。このダイオード72のカソードにお
ける電圧を約4.3ボルトより高く駆動するために
十分に正である入力電圧に対してはこのダイオー
ドはカツトオフされ、増幅器65は利得が1の電
圧追従器として動作する。ダイオード72のカソ
ードにおける電圧を約4.3ボルト以下とするよう
な低い入力電圧に対しては、ダイオード72は導
通状態になり、増幅器65の利得は抵抗器71,
74の値により決定される。抵抗器75とFET
76を含む可変負荷低抗器が増幅器65の出力端
子と、増幅器66の非反転入力端子に接続されて
いる入力バス77の間に接続される。増幅器65
の出力が零に向つて直線的に低下するにつれて、
入力バス77に存在する電圧を4.3ボルトと2.7ボ
ルトの間のしだいに低くなるレベルに制限するこ
とにより、非線形関数27のA点より下側の部分
(第2図)を形成するために、複数のダイオード
振幅制限器78〜82が入力バス77に接続され
る。
抵抗器87とFET88を含む可変帰還抵抗回
路が増幅器66の出力端子と反転入力端子の間に
接続される。分圧回路網91′〜97′により与え
られる順次高くなる電圧レベルで導通状態となる
ようにバイアスされている複数のダイオード91
〜97が、バス98を介して増幅器66の反転入
力端子へ接続される。抵抗器87とバス98との
共通接続点における電圧が、ダイオード91〜9
7のうちの1個またはそれ以上を導通状態にする
レベルまで上昇すると、その導通状態になつたダ
イオードに関連する分圧器が増幅器66の反転入
力端子からアースに至る回路中に挿入されるか
ら、増幅器66の利得が変えられる。抵抗器87
とバス98との共通接続点における電圧が、ダイ
オード91〜97のいずれかを導通状態にするレ
ベル以下である場合には、増幅器66は利得が1
の電圧追従器として動作する。増幅器95および
それに関連するダイオード78〜82により発生
された非線形関数27のA点より下側の部分と、
増幅器66およびそれに関連するダイオード91
〜97により発生された非線形関数27のA点よ
り上側の部分とを組合わせたもので構成されてい
る増幅器66の出力は、増幅器101により増幅
されて、発振器10の発振周波数を希望の周波数
範囲にわたつて変化させるためにバラクタ24に
より求められるレベルにされる。バラクタ24は
発振器10の同調回路に含まれる。その同調回路
はマイクロ波トランジスタ103と、マイクロス
トリツプ素子104と、アイソレータ105とを
含む。
ダイオード78〜82と91〜97のために選
択されたバイアスレベルは非線形関数発生器28
の出力関数の全体の形を決定する。抵抗器75と
87の抵抗値を調節することにより、非線形関数
の低い方の部分と高い方の部分との平均こう配
が、ある特定の較正条件の下においてバラクタ2
4により求められる平均こう配に合致するように
セツトされる。FET76とFET88は抵抗器と
して動作し、その抵抗値はそれらに与えられるゲ
ート電圧に従つて直線的に変化する。FET76
とFET88の動作の直線性は、それらのFETの
ソース電極における電圧波形がコンデンサ10
2,103を介してそれぞれゲートへ加えられる
ことにより改善される。FET76のゲートバイ
アスは、積分器56(第1図)の出力端子から線
61を介して与えられ、FET88のゲートバイ
アスは積分器59の出力端子から線62を介して
与えられる。第3,4図を参照して説明したよう
に、積分器56,59の出力は、混合器31の較
正信号出力の周波数の、その周波数の長時間平均
値からのずれに従つて正または負に変化する。デ
ジタル−アナログ変換器23からの上昇する三角
波の、発振器10の低い方の周波数出力に対応す
る最初の部分が続している期間中に、積分器56
へ入力標本が与えられる。したがつて、FET7
6の導電度を制御して非線形関数27の低い電圧
部分のこう配を調節するために、積分器56の出
力が用いられる。デジタル−アナログ変換器23
からの三角波の下向きこう配の最初の部分が持続
している間に積分器59は標本入力を受け、この
積分器59の出力はFET88の導電度を制御し
て非線形関数27の高い方の電圧部分のこう配を
調節する。FET76とFET88の導電度の調節
は、発振器10の低い方の周波数出力と高い方の
周波数出力に周波数誤差が存在しなくなるまで、
積分器56,59の制御の下に閉ループ内で続行
される。したがつて、それらの積分器の出力は、
発振器10の出力中の周波数誤差をなくすのに必
要な値に一定のまま保たれる。
非線形関数発生器に関連して述べた特定の数値
と、非線形関数発生器の構造は発振器の特定の要
求に合致させるために変えることができることが
明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のFM/CW電波高度計の簡略
化した機能的なブロツク図、第2図はマイクロ波
トランジスタ発振器の非線形周波数対バラクタバ
イアス特性と、線形周波数変調を行うために本発
明において用いられる関数発生器により要求され
る非線形出力とを示すグラフ、第3図は本発明に
おいて用いられる非線形関数発生器を制御する周
期計と標本化器の回路図、第4A図は第3図に示
されている周期計の動作を説明するのに有用なタ
イミング波形図、第4B図は発振器の周波数が線
形周波数変調を行うために要する値より低い場合
の第3図の回路における状態を示すタイミング波
形図、第4C図は発振器の周波数が線形周波数変
調を行うために要する値より高い第4B図に類似
する図、第5図は第3図に示されている標本化器
の動作を説明するのに有用なタイミング波形図、
第6図は本発明で用いられる非線形関数発生器と
マイクロ波発振器との回路図である。 10……マイクロ波発振器、13……混合器、
15……受信器、16……信号ゲート、17……
マイクロプロセツサ装置、18……高度指示器、
19……クロツク、22……アツプ/ダウンカウ
ンタ、23……デジタル−アナログ変換器、24
……バラクタ、28……非線形関数発生器、29
……遅延線、31……周期計、33……積分器、
34,39,51,53……ワンシヨツト・マル
チバイブレータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 非線形周波数対周波数制御電圧特性を有する
    電子的に同調可能な持続波発振器のための線形周
    波数変調器において、この線形周波数変調器は、
    ほぼ全体のサイクルにわたつて時間とともに直線
    的に変化する振幅を有する変調波を発生する要素
    と、前記線形変調波を受けて、その線形変調波を
    それに同調された非直線波に変換する非線形関数
    発生器と、この非線形関数発生器により発生され
    た前記非線形波の形を変える要素と、前記発振器
    の周波数変調の直線性を示す周期を有する発振較
    正信号を発生する要素と、前記較正信号の周期の
    変化を決定する要素と、前記較正信号の周期の前
    記変化を小さくするような向きの前記較正信号の
    周期の前記変化を前記非線形波の形を変えるため
    の前記要素に加えるための要素と、を備え、前記
    非直線波は前記周波数制御電圧として前記発振器
    へ与えられ、前記非線形波は前記発振器の周波数
    を前記線形変調波と同期して直線的に変化させる
    ような形を有することを特徴とする非線形周波数
    対周波数制御電圧特性を有する電子的に同調可能
    な持続波発振器のための線形周波数変調器。 2 特許請求の範囲第1項記載の線形周波数変調
    器において、変調波を発生する前記要素は三角波
    発生器を備えることを特徴とする線形周波数変調
    器。 3 特許請求の範囲第2項記載の線形周波数変調
    器において、較正信号を発生する前記要素は、前
    記発振器の出力端子から入力信号を受け、遅延さ
    れた出力信号を発生する遅延線と、前記発振器の
    出力端子から第1の入力信号を受け、かつ前記遅
    延線の出力端子から第2の入力信号を受けて前記
    較正信号を出力として発生する混合器と、を含
    み、前記較正信号の周波数は前記第1の入力信号
    と前記第2の入力信号との周波数の差に等しいこ
    とを特徴とする線形周波数変調器。 4 特許請求の範囲第2項記載の線形周波数変調
    器において、前記較正信号の周期の変化を決定す
    る前記要素は、時間とともにほぼ直線的に増大す
    る出力を生ずる充電回路と、この充電回路の出力
    を前記較正信号の選択された位相で標本化するた
    めの要素と、この充電回路の動作の一定時間後に
    前記充電回路の出力を零リセツトするための要素
    と、を含むことを特徴とする線形周波数変調器。 5 特許請求の範囲第4項記載の線形周波数変調
    器において、前記較正信号の周期の変化を決定す
    る前記要素は、標本化するための前記要素により
    発生された標本の比較的長い時間にわたる平均値
    を与える要素と、標本化するための前記要素によ
    り発生された標本の比較的短い時間にわたる平均
    値を与える要素と、前記長い時間の平均値と前記
    短い時間の平均値との差を与える要素と、を含む
    ことを特徴とする線形周波数変調器。 6 特許請求の範囲第2項記載の線形周波数変調
    器において、前記三角波発生器の出力サイクルが
    前記発振器の低い方の周波数出力に対応する時間
    中に、前記較正信号の周期の変化を決定する前記
    要素出力を標本化する第1の要素と、前記三角波
    発生器の出力サイクルが前記発振器の高い方の周
    波数出力に対応する時間中に、前記較正信号の周
    期の変化を決定する前記要素出力を標本化する第
    1の要素と、前記第1の標本化要素の出力を前記
    非線形関数発生器へ与えて、前記非直線波のう
    ち、前記発振器の低い方の周波数出力に対応する
    部分の間に、前記非線形波の形を制御する要素
    と、前記第1の標本化要素の出力を前記非線形関
    数発生器へ与えて、前記非線形波のうち、前記発
    振器の高い方の周波数出力に対応する部分の間
    に、前記非線形波の形を制御する要素と、を更に
    備えることを特徴とする線形周波数変調器。 7 非線形周波数対周波数制御電圧特性を有する
    電子的に同調可能な持続波発振器のための線形周
    波数変調器において、この線形周波数変調器は、
    最大ピーク値と最小ピーク値の間を時間に対して
    直線的に変化する三角波出力を発生する三角波発
    生器と、前記三角波を受け、前記発振器の出力を
    線形周波数変調するために前記発振器の周波数制
    御電圧特性により要求される波形の非線形波に前
    記三角波を変換する非線形関数発生器と、この関
    数発生器の出力を前記発振器へその周波数制御電
    圧として与える要素と、前記発振器の周波数変調
    が直線的である場合に、一定の周波数を有する較
    正信号を常に発生する要素と、前記較正信号の周
    波数の前記一定値からのずれの大きさに関連する
    出力を発生する要素と、前記三角波の最小ピーク
    値が生じた時刻に近い時刻に第1のタイミング信
    号を発生し、かつ前記三角波の最大ピーク値が生
    じた時刻に近い時刻に第2のタイミング信号を発
    生するために前記三角波発生器により制御される
    要素と、前記第1のタイミング信号に応答して前
    記較正信号の周波数の前記一定値からのずれの大
    きさに関連する出力を発生する前記要素の出力の
    第1の標本を発生する要素と、前記第1の標本を
    前記非線形関数発生器へ与えて前記関数発生器の
    出力の第1の部分の形を制御する要素と、前記第
    2のタイミング信号に応答して前記較正信号の周
    波数の前記一定値からのずれの大きさに関連する
    出力を発生する前記要素の出力の第2の標本を発
    生する要素と、前記第2の標本を前記非線形関数
    発生器へ与えて前記関数発生器の出力の第2の部
    分の形を制御する要素と、を備えることを特徴と
    する非線形周波数対周波数制御電圧特性を有する
    電子的に同調可能な持続波発振器のための線形周
    波数変調器。 8 特許請求の範囲第7項記載の線形周波数変調
    器において、前記非線形関数発生器は、第1の増
    幅器と、この第1の増幅器の出力のレベルが低く
    なるにつれてしだいに低くなるレベルで順次導通
    状態となるようにバイアスされる第1の複数のダ
    イオードを含み、前記第1の増大の出力端子に接
    続される複数の振幅制限器と、この振幅制限器に
    接続される可変抵抗器を有する第1の回路と、第
    2の増幅器と、この第2の増幅器の出力端子と入
    力端子の間に接続される可変抵抗器を有する第2
    の回路と、前記第2の増幅器の入力端子と前記第
    2の可変抵抗器回路との接続部に1つの電極がそ
    れぞれ共通に接続され、前記第2の増幅器の出力
    のレベルが高くなるにつれてしだいに高くなるレ
    ベルで順次導通状態となるようにバイアスされ、
    かつ関連する抵抗器をそれぞれ有する第2の複数
    のダイオードと、前記第1の増幅器と前記第2の
    増幅器との出力を組合わせて前記関数発生器の出
    力を形成する要素と、を備え、前記第2の複数の
    各ダイオードが導通状態になると、各ダイオード
    に関連する抵抗器が前記第2の可変抵抗器回路と
    前記第2の増幅器の入力端子との接続部に接続さ
    れ、それにより前記第2の増幅器の利得が変えら
    れることを特徴とする線形周波数変調器。 9 特許請求の範囲第8項記載の線形周波数変調
    器において、前記第1の標本を与える前記要素は
    一方の前記可変抵抗器回路の抵抗値を前記第1の
    標本に従つて制御し、前記第2の標本を与える前
    記要素は他方の前記可変抵抗器回路の抵抗値を前
    記第2の標本に従つて制御することを特徴とする
    線形周波数変調器。 10 特許請求の範囲第9項記載の線形周波数変
    調器において、前記三角波発生器は、クロツク発
    振器と、このクロツク発振器の出力を受け、前記
    三角波の前記最小ピーク値に対応する最小カウン
    トから始まるクロツク・サイクルのカウントを、
    前記三角波の前記最大ピーク値に対応する最大カ
    ウントに達するまで増大させ、それから前記最小
    カウントに再び達するまでクロツク・サイクルの
    カウントを減少させるアツプ・ダウン・カウンタ
    と、このカウンタのカウントを、前記三角波を構
    成するアナログ量に変換するデジタル−アナログ
    変換器と、を備えることを特徴とする線形周波数
    変調器。 11 特許請求の範囲第10項記載の線形周波数
    変調器において、第1のタイミング信号を発生す
    る前記要素と、第2のタイミング信号を発生する
    前記要素とは、前記クロツク発振器の出力サイク
    ルをカウントし、前記アツプ・ダウン・カウンタ
    の前記最小カウントに近い前記サイクルのカウン
    トに対して前記第1のタイミング信号を発生し、
    前記アツプ・ダウン・カウンタの前記最大カウン
    トに近い前記サイクルのカウントに対して前記第
    2のタイミング信号を発生する第2のカウント要
    素を備えることを特徴とする線形周波数変調器。 12 特許請求の範囲第11項記載の線形周波数
    変調器において、前記第1のタイミングに応答す
    る前記要素と前記第2のタイミングに応答する前
    記要素との各要素は、与えられたタイミング入力
    に応じて一定持続時間の可能化信号を発生するワ
    ンシヨツト・マルチバイブレータと、前記較正信
    号の周波数のずれに関連する出力を発生する前記
    要素と前記標本を与える前記要素との間に接続さ
    れ、前記可能化信号が持続している間、その可能
    化信号により導通状態にされる通常は非導通状態
    のスイツチング回路と、を備えることを特徴とす
    る線形周波数変調器。 13 特許請求の範囲第12項記載の線形周波数
    変調器において、前記第1の標本を与える前記要
    素と、前記第2の標本を与える前記要素は積分回
    路をそれぞれ備えることを特徴とする線形周波数
    変調器。 14 特許請求の範囲第7項記載の線形周波数変
    調器において、較正信号を発生する前記要素は、
    前記持続波発振器から入力信号を受け、遅延され
    た出力信号を発生する遅延線と、前記持続波発振
    器から前記遅延線の入力信号の位相と同位相の第
    1の入力信号を受け、かつ、前記遅延線の出力端
    子から第2の入力信号を受けて、それら第1の入
    力信号と第2の入力信号との周波数の差に等しい
    周波数を有する出力信号を発生する混合器と、 を備えることを特徴とする線形周波数変調器。
JP58021382A 1982-02-11 1983-02-10 線形周波数変調器 Granted JPS58147206A (ja)

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