JPH04150603A - Ｉｑ位相検波回路の位相バランス補正回路 - 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】 ［概要ル レーダ受信機などに用いられるＩＱ位相検波回路の７０
位相バランスを補正する位相バランス補正回路に関し、 ＩＱＱ相バランス補正をより高精度、高安定に行うこと
を目的とし、 受信信号を同期検波して■チャネル信号とＱチャネル信
号を出力するＩＱ位相検波回路（１０）の７０位相バラ
ンスを補正する位相バランス補正回路（２０）であって
、ＩＱ位相検波回路（１０）からの■チャネル信号とＱ
チャネル信号が入力されて、そのＩチャネル信号とＱチ
ャネル信号に所定の演算を行って７０位相バランスの位
相誤差を低減するようにしたものである。

［産業上の利用分野］ 本発明はレーダ受信機などに用いられるＩＱ位相検波回
路の位相ＩＱバランスの補正を高精度、高安定に行う位
相バランス補正回路に関する。

近年、レーダ受信機等においては、パルスドツプラレー
ダ、あるいはイメージングレーダなどに見られるように
、７０位相バランスを高精度・高安定に保つことが要求
されており、したがってＩＱ位相検波回路に用いられる
位相バランス補正回路としては７０位相バランスを高精
度、高安定に補正できる機能を持ったものが必要とされ
る。

［従来の技術］ 第３区には１０位相バランス補正回路を備えた従来のＩ
Ｑ位相検波回路か示される。第３図において、［はＩＱ
位相検波回路であり、受信ＩＦ（中間周波）信号を２系
統に分配する分配器１１、ミクサ１．２，１３、低域フ
ィルタ１４．１５、Ａ／Ｄ変換器１６．１７等を含み構
成される。受信ＩＦｉ言号は、それぞれミクサ１２．１
３で局部発振信号（ＣＯＨ○）が乗じられ、さらに低減
フィルタを経てＡ／Ｄ変換器１６．１７でＡ／Ｄ変換さ
れることで、■　（同相）チャネル信号ｇｉｆｔ）とＱ
（直交相）チャネル信号ｇ　ｏ　［ｔ）とされる。

可変移相器３は局部発振信号の位相を変えることで、こ
のＩチャネル信号ｇ＋Ｉｔ）とＱチャネル信号ｇｏｆｔ
）間に生じる７０位相バランスの位相誤差を補正するも
のである。

［発明が解決しようとする課題］ 可変移相器によるアナログ回路でＩＱ位位相バランス正
正行う従来の回路は、補正の精度および安定度に限界が
ある。

したがって本発明の目的はＩＱＱ相バランス補正をより
高精度、高安定に行うことを可能にすることにある。

［課題を解決するための手［Ω１ 第１図は本発明に係る原理説明図である。

本発明に係るＩＱ位相検波回路の位相バランス補正回路
は、受信信号を同期検波してＩチャネル信号とＱチャネ
ル信号を出力する１０位相検波回路１０の７０位相バラ
ンスを袖正す゛る位相バランス補正回路２０であって、
１０位相検波回路１０からの■チャネル信号とＱチャネ
ル信号が入力されて、そのＩチャネル信号とＱチャネル
信号に所定の演算を行って７０位相バランスの位相誤差
を低減するようにしたものである。

上記所定の演算は、 φ　１−　φＱ ｇ　＋ｆｔ）＝　ｇ　＋ｆｔｌ’　　ｃｏｓ　（）φ　
Ｔ　−φＱ ｇｏ（ｔ）＝ｇ＋（ｔ）’　　ｓｉｎ　　（）φ　ｐ　
−φΩ 十ｇΩｆｔ）′ｃｏｓ（） ま ただし、、ｇ＋（ｔ）は位相バランス補正後のＩチャネ
ル信号、ｇ　ｏ　（ｔ）は位相バランス補正後のＱチャ
ネル信号、ｇ＋ｔｔ）’　はＩＱ位相検波回路出力の■
チャネル信号、ｇ　ｏ　（ｔ）　’　はＩＱ位相検波回
路出力のＱチャネル信号、φ、はＩチャネル信号ｇ＋ｆ
ｔｌ’　における位相角、φ。はＱチャネル信号ｇｏ（
ｔｌ′　における位相角、とすることができる。

また上記位相バランス補正回路は、 φ　１−　φＱ ｓｉｎ　（）を記・ｍする第１のメモリと、φ−−φＱ ｃｏｓ　（）を記・臆する第２のメモリと、第２のメモ
リ出力と位相バランス補正回路の１チャネル信号を乗算
する第１の乗算器と、第１のメモリ出力と位相バランス
補正回路のＱチャネル信号を乗算する第２の乗算器と、
第１のメモリ出力と位相バランス補正回路のＩチャネル
信号を乗算する第３の乗算器と、第２のメモリ出力と位
相バランス補正回路のＱチャネル信号を乗算する第４の
乗算器と、第１の乗算器出力から第２の乗算器出力を減
算する減算器と、第１の乗算器出力と第２の乗算器出力
を加算する加算器とを含み構成することができる。

［作用１ １Ｑ位相検波入力として受信信号を中間周波帯に周波数
変換した受信ＩＦ信号ｆ＋ｒｆｔ）を用いるものとする
。この受信ＩＦ信号ｆ＋ｒｆｔ：、）は、スペクトル表
現により、 ＋Ｓ　（ω）ｓｉｎ　　（ｆω＋ωｒ）ｔ）］ｄω・　
・　・　（１） ω、：ＩＦ段遮断角周波数（上限） ωＬ　＝　　　　　　同　　上　　　　（下限）ωＣ：
搬送波周波数 Ｃ（ω）：振幅変調スペクトル Ｓ（ω）−位相変調スペクトル ω：受信信号の角周波数 ｔ：時刻 と表わせる。

この受信ＩＦ信号をＩＱ位相バランスの位相誤差が生じ
ない理想的なＩＱ位相検波回路に通したと仮定した場合
、その■チャネル出力信号Ｇ　＋　ｆｔｌおよびＱチャ
ネル出力信号Ｇｃ＋ｔｔ）は、各々、−ω　Ｂ ＋Ｓ　　（ω　）　　　ｃｏｓ（ｃａ＞ｔ　　＋ｏ）　
　コ　　ｄ　　ω＋Ｓ　（（Ｌｌ）　　５ｉｎ（ωｔ　
＋ｏ）　］　ｄω・　・　・　（３） ωａ：ＩＱ段低域フィルタ遮断周波数 φ：任意の位相角 となり、Ｉ、Ｑ両チャネルで同じ位相角φを持ち、■チ
ャネルとＱチャネルの位相バランスは正確に９０”　に
（呆たれる。

しかしなから、アナログ回路により位相バランス補正を
行っている実際のＩＱ位相検波回路ｌ○を通した場合に
は、そのＩチャネル出力信号ｇ＋（ｔ）′およびＱチャ
ネル出力信号ｇＱ（Ｌ）’は、各々、 ＋Ｓ（ω）ｃｏｓ（ωｔ　＋φ１　）］　ｄω＋Ｓ （ω） ｓｉｎ　（ωｔ　十φ口 ］ ｄ　ω φ１　：■チャネルの位相角 φＱ　：Ｑチャネルの位相角 となり、１．Ｑ両チャネルでの位相角φ１、φ。

は異なった値となる。この結果、■チャネルとＱチャネ
ルは位相バランスが崩れて位相誤差を持つようになる。

そこで、ＩＱ位相検波回路１０の１チヤネルとＱチャネ
ルの位相角φ１とφ。を予め測定しておき、本発明の位
相バランス補正回路において、ＩＱ位相検波回路の■、
Ｑチャネル出力に対して下記等式右辺の演算、 ・　・　・　（７） を施すことにより、ＩＱ位相バランスが高精度にとれた
エチャネル出力ｇ　＋　（ｔ）およびＱチャネル出力ｇ
　ｏ　（ｔ）を得る。ただし、ここでＩチャネルおよび
Ｑチャネルにおける位相角φ（すなわち、（２）、（３
）式におけるφ）は、 ψ＝（φ１＋φＱ）／２ となる。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図には本発明の一実施例としてのＩＱ位相検波回路
の位相バランス補正回路が示される。この実施例回路は
レーダ受信機に用いられるＩＱ位相検波回路に本発明を
適用したものである。図中、ｌはＩＱ位相検波回路であ
り、分配器１１、ミクサ１２．１３、低域フィルタ１４
．１５、Ａ／Ｄ変換器１６．１７等で構成され、受信し
たレーダ波を中間周波帯に周波数変換した受信ＩＦ信号
ｆｌＦ（ｔｌが入力され、これを局部発振信号ｓｉｎω
ｃｔ、　　ＣＯ８ωｃＬで同期検波し、■チャネル信号
ｇ＋ｆｔｌ′Ｑチャネル信号ｇＱ（ｔ）’　を出力する
。ここでＡ／Ｄ変換器Ｉ６．１７は１０ＭＨｚクロック
で高速動作するもので、１２ビツトタイプのものが用い
られている。

２はディジタル位相バランス補正回路であり、ＩＱ位相
検波回路ｌからの１およびＱチャネル信号ｇ＋ｆｔ）’
　、　ｇＱｆｔ）’が入力される。このディジタル位相
バランス補正回路２は２つのＲＯＭ２７．２８．４つの
乗算器２１〜２４、減算器２５、加算器２６を含み構成
される。これら乗算器２１〜２４、加減算器２５．２６
、ＲＯＭ２７．２８には各々１６ビツトタイプのものが
用いられている。

φ　Ｉ　−φＱ して記・１し、ＲＯＭ２８はｃｏｓ　（）を固定データ
として記憶する。ここでφ１はＩＱ位相検波回路１の１
チヤネル側の位相角、φ。はＱチャネル側の位相角であ
り、これらは予め測定されている。

乗算器２１はＲＯＭ２８の固定データとＩＱ位相検波回
路１の１チャネル信号ｇ＋（ｔｌ’を乗算し、乗算器２
２はＲＯＭ２７の固定データとＩＱ位相検波回路１のＱ
チャネル信号ｇ　Ｑ　（ｔｌ　’　を乗算し、乗算器２
３はＲＯＭ２７の固定データとＩＱ位相検波回路１のＩ
チャネル信号ｇ＋（ｔ）’　を乗算し、乗算器２４はＲ
ＯＭ２８の固定データとＩＱ位相検波回路１のＱチャネ
ル信号ｇ　Ｑ　ｆｔ）　′　を乗算する。

減算器２５は乗算器２１の乗算出力から乗算器２２の乗
算出力を減じて、位相バランス補正されたＩチャネル信
号ｇｉｆｔ）を出力する。また加算器２６は乗算器２３
の乗算出力と乗算器２４の乗算圧力を加算して、位相バ
ランス補正されたＱチャネル信号ｇ　ｏ　（ｔｌを出力
する。

このようにディジタル位相バランス補正回路２における
各回路２１〜２８は、ＩＱ位相検波回路１の１およびＱ
チャネル信号ｇ＋（ｔ）′、　ｇｏ（ｔに対して前述の
（６）、（７）式の演算を施しており、それにより高精
度に位相バランス補正されたＩチャネル信号ｇ＋（ｔ）
およびＱチャネル信号ｇ　Ｑ（ｔｌを出力する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ＩＱ仁相検波回
路の■、Ｑチャネル出力における位相ノ・ランスを、従
来のアナログ回路で位相バランス祁正を実施した場合の
位相誤差の補正限界を大きく越えて、高精度に補正する
ことが可能となる。

例えばアナログ補正方式の常温動作（約２７℃）での位
相バランス誤差的５°に対し本発明ては約０．５°とな
り、約１０倍程度の位相精度壱実現でき、また温度変化
に対しても高い安定性抱実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原理説明図、 第２図は本発明の一実施例としてのＩＱ位位相波波回路
位相バランス補正回路を示すブロック図、および、 第３図は従来の位相バランス補正回路を備えたＩＱ位相
検波回路を示すブロック図である。 図において、 １・・・ＩＱ位相検波回路 ２・・・ディジタル位相バランス補正回路３・・・可変
移相器 １１・・・分配器 １２．１３・・・ミクサ １４．１５−・・低域フィルタ １６．１７・・・Ａ／Ｄ変換器 ２１〜２４・・・乗算器 ２５・・・減算器 ２６・・・加算器 ２７．２８・・・ＲＯＭ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受信信号を同期検波してＩチャネル信号とＱチャネ
   ル信号を出力するＩＱ位相検波回路（１０）のＩＱ位相
   バランスを補正する位相バランス補正回路（２０）であ
   って、 該ＩＱ位相検波回路（１０）からのＩチャネル信号とＱ
   チャネル信号が入力されて、そのＩチャネル信号とＱチ
   ャネル信号に所定の演算を行ってＩＱ位相バランスの位
   相誤差を低減するようにしたＩＱ位相検波回路の位相バ
   ランス補正回路。 ２、上記所定の演算は、 ｇ＿Ｉ（ｔ）＝ｇ＿Ｉ（ｔ）′ｃｏｓ（（φ＿Ｉ−φ＿
   Ｑ）／２）−ｇ＿Ｑ（ｔ）′ｓｉｎ（（φ＿Ｉ−φ＿Ｑ
   ）／２）ｇ＿Ｑ（ｔ）＝ｇ＿Ｉ（ｔ）′ｓｉｎ（（φ＿
   Ｉ−φ＿Ｑ）／２）＋ｇ＿Ｑ（ｔ）′ｃｏｓ（（φ＿Ｉ
   −φ＿Ｑ）／２）ただし、ｇ＿Ｉ（ｔ）は位相バランス
   補正後のＩチャネル信号、ｇ＿Ｑ（ｔ）は位相バランス
   補正後のＱチャネル信号、ｇ＿Ｉ（ｔ）′はＩＱ位相検
   波回路出力のＩチャネル信号、ｇ＿Ｑ（ｔ）′はＩＱ位
   相検波回路出力のＱチャネル信号、φ＿ＩはＩチャネル
   信号ｇ＿Ｉ（ｔ）′における位相角、φ＿ＱはＱチャネ
   ル信号ｇ＿Ｑ（ｔ）′における位相角、 である請求項１記載のＩＱ位相検波回路の位相バランス
   補正回路。 ３、ｓｉｎ（（φ＿Ｉ−φ＿Ｑ）／２）を記憶する第１
   のメモリと、 ｃｏｓ（（φ＿Ｉ−φ＿Ｑ）／２）を記憶する第２のメ
   モリと、 該第２のメモリ出力と位相バランス補正回路のＩチャネ
   ル信号を乗算する第１の乗算器と、該第１のメモリ出力
   と位相バランス補正回路のＱチャネル信号を乗算する第
   ２の乗算器と、該第１のメモリ出力と位相バランス補正
   回路のＩチャネル信号を乗算する第３の乗算器と、該第
   ２のメモリ出力と位相バランス補正回路のＱチャネル信
   号を乗算する第４の乗算器と、該第１の乗算器出力から
   該第２の乗算器出力を減算する減算器と、 該第１の乗算器出力と該第２の乗算器出力を加算する加
   算器とを含み構成される請求項２記載のＩＱ位相検波回
   路の位相バランス補正回路。