JPH0263302A - ダイオードリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次］ 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の第１実施例 本発明の第２実施例 発明の効果 （第３〜５図） （第１図） （第２図） 〔概要〕 パルスレーダに用いられるダイオードリミッタに関し、 消費電力を改善することを目的とし、 高電力パルス信号が印加される入力端と受信機側に接続
される出力端との間を結ぶ２線信号路と、該２線信号路
の線間に接続され、高電力パルス信号の印加によって導
通して２線信号路を低インピーダンスで線間接続するＰ
ＩＮダイオードと、該ＰＩＮダイオードのＤＣリターン
電流を流すＤＣリターン電流路と、を備えたダイオード
リミ・ンタにおいて、前記リターン電流路に順方向で直
列挿入された検波ダイオードと、該検波ダイオードに並
列接続された抵抗体と、該抵抗体と検波ダイオードから
構成される並列回路に、検波ダイオードの逆方向電流を
供給するバイアス電流源と、を備えて構成している。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ダイオードリミッタに関し、特に、パルスレ
ーダに用いられるダイオードリミ・ンタに関する。

一般に、パルスレーダでは、送信機で作られた高電力の
送信パルスをアンテナから発射し、目標からの反射エコ
ーをアンテナで受けて受信機に導くといった一連の送・
受信動作を繰り返す。このため、送信時にはアンテナを
送信機側に接続し、受信時（送信期間以外）にはアンテ
ナを受信機側に接続するための送・受切換装置を必要と
する。

送・受切換装置は上述の切換機能を有する他に、自局の
送信パルスや近距離反射物体からの過大な反射エコーあ
るいは近接する他のレーダ局からの送信パルスなどの大
電力信号から受信機ヘッドを保護する機能も有しており
、特に、近時の高性能受信機ヘッドを有するパルスレー
ダでは確実な保護が求められる。

このような切換機能および保護機能を行うために、従前
、ＴＲ管（Ｔｒａｎｓｍｉｔ−Ｒｅｃｅｉｖｅ　Ｔｕｂ
ｅ）およびＡＴＲ管（Ａｎｔｉ−ＴＲＴｕｂｅ）といっ
た放電管が使用されｔいたが、放電管は、放電を開始す
るまでに若干のタイムラグがあり、受信機側に送信パル
スの立上りの一部が洩れてしまう不具合から保護性能の
面で充分でなく、また、放電停止期にいわゆる回復時間
が存在することから、近距離探知距離が少なからず増大
するといった面で不具合があり、近時では放電管に代わ
って、より高速動作の可能なダイオードリミッタが使用
されてきている。

〔従来の技術〕

従来のこの種のダイオードリミッタとしては、例えば、
第３．４図に示すものがある。第３図（ａ）に示す第１
の従来例において、■は接地電位のキャリア、２はＭＩ
Ｃ基板であり、ＭＩＣ基板２には５０Ω線路３が形成さ
れている。５０Ω線路３の一端側（入力端Ａ）はアンテ
ナおよび送信機側に接続され、他端側（出力端Ｂ）は受
信機側に接続されている。また、ＭＩＣ基板２には、上
述の５０Ω線路３とともに、この５０Ω線路３に接続さ
れた整合線路４．５も形成されている。整合線路４．５
の終端にはＰＩＮダイオード６．７が接続され、ＰＩＮ
ダイオード６．７のＤＣリターン電流はＲ，Ｆコイル８
を含む電流路９を通過する。なお、第３図（ｂ）は第３
図（ａ）に対応する等価回路である。

このような構成において、今、入力端Ａに大電力パルス
が印加されると、まず、入力端Ａに近いＰＩＮダイオー
ド６が導通して低インピーダンス状態となり、このため
、整合線路４が終端短絡となる。ここで、整合線路４と
５０Ω線路３の接続点（イ）から終端短絡箇所までの線
路長をλ／２長若しくはλ／２の整数倍長とすると、接
続点（イ）はＰＩＮダイオード６のインピーダンスで線
間短絡されたと同等となり、大電力パルスの出力端Ｂ側
への通過が阻止される。しかし、実際には、ＰＩＮダイ
オード６のインピーダンスは完全にゼロとなり得ないの
で、若干の洩れ電力が通過していくが、この洩れ電力は
次段のＰＩＮダイオード７の導通による５０Ω線路３と
整合路線５との接続点（ロ）の低インピーダンス状態に
よって阻止され、その結果、出力端Ｂにおける電力レベ
ルは、受信機ヘッドを保護するに足りる大きさに制限さ
れる。

一方、入力端Ａに微弱な受信信号が印加されると、ＰＩ
Ｎダイオード６．７は導通せず、整合線路４．５は終端
開放状態となり、５０Ω線路３側から見た整合線路４．
５およびＰＩＮダイオード６．７は高インピーダンスと
なって受信信号は低損失で出力端Ｂに伝えられる。

すなわち、大電力の送信パルス等から受信機を保護する
場合は、ＰＩＮダイオード６．７が導通して５０Ω線路
３の入出力端（Ａ、Ｂ）間をアイソレーションし、また
、受信時は、ＰＩＮダイオード６．７が導通せず、５０
Ω線路３０入出力端（Ａ、Ｂ）間を低損失で接続すると
いった動作が得られる。

第４図は第２の従来例を示す図であり、この例では、５
０Ω線路３に直接ＰＩＮダイオード６．７を挿入してい
る。

ところで、リミッタ動作は、入力端Ａに印加される最大
の予測印加電力を、受信機側ヘッドを保護するに足りる
電力まで抑えることが目的であり、予測印加電力の最大
値としては多くの場合、自局の送信電力が与えられる。

また、受信機ヘッドの耐電力は各々のレーダシステムに
よって異なる。

このため、ダイオードリミッタにはシステム仕様に適合
したアイソレーション特性が求められる。

上述の第３図および第４図の例で、要求されたアイソレ
ーション特性を満足させるためには、ＰＩＮダイオード
６．７の特性をシステム毎に調節する必要があり、コス
トの面で問題がある。

そこで、第５図に示す回路を、第３図および第４図に付
加することが行われる。第５図において、１０は抵抗、
８はＰＩＮダイオードのＤＣリターン経路に挿入された
ＲＦコイルであり、抵抗１ｏの両端には電源回路１１か
らのバイアス電源Ｅ　ｖ　−（”例えば、Ｂｖ＝ＤＣ０
，４Ｖ）が印加されている。このような構成において、
ＰＩＮダイオードには常時Ｅｖなる順方向電圧が与えら
れることととなり、このＥｖの大きさを調整することで
、ＰＩＮダイオードのオン／オフ特性をコントロールす
ることができ、システム仕様に適合したアイソレーショ
ン特性を自在に得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の第１および第２の従来例に、第５
図の回路を付加した場合、Ｅｖを調整することで所望の
アイソレーション特性が得られる反面、以下に述べる理
由から消費電力が大きくなるという問題点があった。

すなわち、ＰＩＮダイオードを高速に動作させるために
は、ＤＣリターン経路の抵抗値は小さい程よい。しかし
、第５図の回路を付加した場合は、ＤＣリターン経路中
に抵抗１０が直列挿入されることから、この抵抗１０の
値はできる限り小さな値が望ましいので、例えば３Ω程
度の微小な値が用いられる。その結果、電源回路１１の
出力電流Ｅｉは、Ｅ　ｉ　＝Ｅ　Ｖ／ＲＩＧ　（但し、
Ｒｈｏ：抵抗１０の抵抗値） となり、仮にＲ３゜−３Ωとし、Ｅｖを０．４　Ｖとす
ると、Ｅｌ−約１３０ｍＡといった大きな電流値となる
。一般に、受信機ヘッド等に供給される電流は１００ｍ
Ａを超えないものが多く、受信機ヘッドを保護するため
のダイオードリミッタに１３０ｍＡもの電流を必要とす
ることの問題は大きい。

そこで、本発明は、バイアス発生用抵抗（上述の抵抗１
０に相当）をＤＣリターン経路以外に設けることにより
、抵抗値を比較的に太き目に設定できるようにし、この
抵抗に流し込むバイアス電流値を少ないものとして消費
電力を改善することを目的としている。

〔課題を解決するだめの手段］ 本発明では、上記目的を達成するために、高電力パルス
信号が印加される入力端と受信機側に接続される出力端
との間を結ぶ２線信号路と、該２線信号路の線間に接続
され、高電力パルス信号の印加によって導通して２線信
号路を低インピーダンスで線間接続するＰＩＮグイオー
トと、該ＰＩＮダイオードのＤＣリターン電流を流すＤ
　Ｃリターン電流路と、を備えたダイオードリミッタに
おいて、前記リターン電流路に順方向で直列挿入された
検波ダイオードと、該検波ダイオードに並列接続された
抵抗体と、該抵抗体と検波ダイオードから構成される並
列回路に、検波ダイオードの逆方向電流を供給するバイ
アス電流源と、を備えて構成している。

〔作用〕

本発明では、ＤＣリターン電流に対して順方向に挿入さ
れた検波ダイオードと並列に、抵抗体が接続され、この
抵抗体に検波ダイオードと逆方向のバイアス電流が供給
される。したがって、抵抗体にはＤＣリターン電流が流
れないので、バイアス電流のみを考慮して抵抗体の値を
設定することができる。

このため、抵抗体の値を大きくすることができ、消費電
力の改善を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ）（ｂ）は本発明に係るダイオードリミッタ
の第１実施例を示す図である。

′第１図（ａ）において、２０はキャリア、２１はＭＩ
Ｃ基板、２２は５０Ωの信号線路、２３．２４は整合線
路、２５はλ／４長ストリップ線路からなるＲＦコイル
、２６は第１の抵抗体、２７は第２の抵抗体（抵抗体）
２８はアース接続材、２９はパスコン領域、３０は検波
ダイオード、３１は前段のＰＩＮダイオード、３２は後
段のＰＩＮダイオードである。第１図（ｂ）は、第１図
（ａ）に対応する等価回路であり、対応する各部材には
第１図（ａ）と同一の符号を付す。

信号線路２２は高電力パルス信号Ｐｉが印加される入力
端Ａと受信機側に接続される出力端Ｂとの間を結ぶもの
であり、等価的には、第１図（ｂ）で示す如く２線信号
路を形成している。また、ＰＴＮダイオード３１．３２
は、整合線路２３．２４を介して信号線路２２の線間に
接続されており、高電力パルス信号Ｐｉの印加時に導通
しておよそλ／２長若しくはλ／２の整数倍長姉れた信
号線路２２の線間を低インピーダンスで線間接続する。

直列に接続された検波ダイオード３０およびＲＦコイル
２５は、信号線路２２の線間に接続されており、これら
の検波ダイオード３０およびＲＦコイル２５はＰＩＮダ
イオード３１．３２のＤＣリターン電流■１を流すため
のＤＣリターン電流路３３を形成している。すなわち検
波ダイオード３０はＤＣリターン電流路３３に順方向で
直列挿入されている。一方、第２の抵抗体２７は、検波
ダイオード３０とともに並列回路を構成しており、この
並列回路には第１の抵抗体２６を介してバイアス電流源
３４からのバイアス電流１．が供給されている。バイア
ス電流ＩＩｌの向きは、検波ダイオード３０に対して逆
方向であり、検波ダイオード３０には流れ込まない。す
なわち、バイアス電流源３４は第２の抵抗体２７と検波
ダイオード３０から構成される並列回路に、検波ダイオ
ード３０の逆方向電流（バイアス電流Ｉｎ）を供給する
電流供給手段として機能している。

バイアス電流Ｉ、の供給によって第２の抵抗体２７の両
端に生じたバイアス電圧Ｅｇ　　（Ｅ＋＋　＝　Ｔ　＊
×Ｒ２７、但し、Ｒ２７：第２の抵抗体２７の抵抗値）
は、ＲＦコイル２５を介してＰＩＮダイオード３１．３
２に供給され、Ｅ、は、ＰＩＮダイオード３１．３２の
オン／オフ特性をコントロールするための順方向の強制
バイアス電圧となる。

このような構成において、今、信号線路２２の入力摘入
に高電力パルス信号Ｐｉが印加されると、まず、ＰＩＮ
ダイオード３１が導通し、次いで、ＰＩＮダイオード３
２が導通して信号線路２２の線間を低インピーダンスで
接続する。これにより、入力端Ａから出力端ＢへとＰｉ
が伝えられるのが阻止され、通過電力Ｐｉ′のレベルが
抑制される。

一方、第２の抵抗体２７には、第１の抵抗体２６を介し
てバイアス電流源３４からのバイアス電流Ｉ。

が供給されており、この第２の抵抗体２７にはバイアス
電圧Ｅ８が生じている。バイアス電圧Ｅ、はＲＦコイル
２５を介してＰＩＮダイオード３１．３２に加えられて
おり、ＰＩＮダイオード３１．３２の導通速度を速めて
、Ｐｉの立上り過渡時における通過電力Ｐｉ’の抑制効
果を改善している。

ここで、ＰＩＮダイオード３１．３２のＤＣリターン電
流ＴＲは、検波ダイオード３０、ＲＦコイル２５からな
るＤＣリターン電流路３３を流れ、第２の抵抗体２７に
はほとんど流れ込まない。

したがって、第２の抵抗体２７の値を設定するにあたっ
ては、ＤＣリターン電流ＩＲを考慮しな（でもよいので
、充分に大きな値を選択することができ、バイアス電流
源３４からのバイアス電流Ｉ。

を小さな電流とすることができる。その結果、バイアス
電流源３４の消費電力を改善することができるという利
点が得られる。

なお、上記実施例ではＰＩＮダイオード３１．３２と信
号線路２２との間を、整合線路２３．２４によって接続
するダイオードリミッタに適用した例を示したが、これ
に限らず、例えば、第２図にその第２実施例を示すよう
に、ＰＩＮダイオード３１．３２と信号線路２２とを直
接に接続したダイオードリミッタにも適用することがで
きる。なお、第２図において、第１図と同一の機能部品
には第１図と同一の符号を付す。

このように、上記各実施例によれば、信号線路２２の２
線間に、検波ダイオード３０およびＲＦコイル２５から
なるＤＣリターン電流路３３を接続し、このＤＣリター
ン電流路３３にＰＩＮダイオード３１．３２のＤＣリタ
ーン電ｍＩＲを流すとともに、さらに、バイアス”４？
Ａ源３４からのバイアス電’ｌｌ　Ｉ　ｎ　ニよってバ
イアス電圧Ｅ８を発生する第２の抵抗体２７を別に設け
、Ｅ、をＰＩＮダイオード３１．３２に印加するように
している。

したがって、第２の抵抗体２７の値の選定にあたっては
、必要なバイアス電圧Ｅ１１　　（但し、ＥＢの最大値
は検波ダイオード３０の逆耐圧以下）が得られる最適な
ものとすることができるとともに、しかも、第２の抵抗
体２７はＤＣリターン電流ＩＲの流路に関与しないので
、その値を比較的に大きなものとすることができる。

このため、バイアス電Ｋ　Ｉ−を少なくしても所望のＥ
、が得られるようになり、消費電力の改善を図ることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、バイアス発生用の抵抗をＤＣリターン
経路以外に設けているので、この抵抗値を比較的に太き
目に設定することができ、バイアス電流を少ないものに
して消費電力の改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るダイオードリミッタの第１実施例
を示すその構成図、 第２圓は本発明に係るダイオードリミ・ツタの第２実施
例を示すその構成図、 第３〜５図は従来例を示す図であり、 第３図はその第１の従来例を示す構成図、第４図はその
第２の従来例を示す構成図、第５図は第１および第２の
従来例に付加される回路の回路図である。 ２２・・・・・・信号線路（２線信号路）、２７・・・
・・・第２の抵抗体（抵抗体）、３１．３２・・・・・
・ＰＩＮダイオード、３３・・・・・・ＤＣリターン電
流路、３４・・・・・・バイアス電流源。 木 ％（、ｌ・ 店壮二 ！！！！派舅口゛（ 国

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　高電力パルス信号が印加される入力端と受信機側に接
   続される出力端との間を結ぶ２線信号路と、該２線信号
   路の線間に接続され、高電力パルス信号の印加によって
   導通して２線信号路を低インピーダンスで線間接続する
   ＰＩＮダイオードと、該ＰＩＮダイオードのＤＣリター
   ン電流を流すＤＣリターン電流路と、 を備えたダイオードリミッタにおいて、 前記リターン電流路に順方向で直列挿入された検波ダイ
   オードと、 該検波ダイオードに並列接続された抵抗体と、該抵抗体
   と検波ダイオードから構成される並列回路に、検波ダイ
   オードの逆方向電流を供給するバイアス電流源と、 を備えたことを特徴とするダイオードリミッタ。