JPH0720584U - 気象用レーダのａｆｃ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間に調整でき、一定品質を維持し長期間
安定的に動作可能で、中間周波数の仕様変更に柔軟に対
応できる気象用レーダのＡＦＣ回路を提供する。 【構成】 マグネトロンを使用する気象用レーダの送信
パルス波の一部が与えられるＡＦＣ用ミキサ１はそのパ
ルス信号波を局部発振器６のローカル信号で中間周波の
信号へ変換する。基準パルス発生器３は送信トリガに応
答して送信パルス波とほぼ等幅の基準パルスを発生す
る。ゲート回路２はＡＦＣ用ミキサ１が出力する中間周
波信号を矩形波信号に波形整形し基準パルスの幅内にお
ける矩形波信号を出力する。この矩形波信号の個数がカ
ウンタ４でカウントされ、ＤＡＣ５でアナログ化され、
局部発振器６の制御電圧となる。多数の送信タイミング
でのカウント値を用いると高精密な周波数制御ができ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、マグネトロンを使用する気象用レーダにおいて局部発振器の周波数 を制御して中間周波数を一定に維持するＡＦＣ(Automatic Frequency Control） 回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

マグネトロンを使用とする気象用レーダのＡＦＣ回路としては、従来、例えば 図３に示すものが知られている。図３において、このＡＦＣ回路は、ＡＦＣ用ミ キサ１と周波数弁別器８とサンプルホールド回路９と局部発振器６とのループ回 路で構成され、受信波をＳＩＧ（信号）用ミキサ７において局部発振器６のロー カル信号により中間周波の信号へ変換する際に、その中間周波数が一定となるよ うに、局部発振器６の周波数を制御する回路である。

【０００３】 即ち、ＡＦＣ用ミキサ１に外部から与えられる送信波は気象用レーダの送信パ ルス波の一部を取り出したものである。ＡＦＣ用ミキサ１では、この送信波を局 部発振器６のローカル信号で中間周波の信号へ変換する。

【０００４】 周波数弁別器８では、共振回路によりＡＦＣ用ミキサ１の出力パルス信号波の 周波数の所定中間周波数からの変位を検出し、それを電圧信号の形で出力する。

【０００５】 この周波数弁別器８の出力電圧値はサンプルホールド回路９にて保持され、制 御電圧として局部発振器６に与えられ、局部発振器６は前記変位が零となる周波 数を発生するように制御される。

【０００６】 要するに、このＡＦＣ回路は、送信波の周波数変化に局部発振周波数を追従さ せることによって中間周波数を一定に保持する回路である。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従来のＡＦＣ回路では、周波数弁別器によって送信周波数の変化を検出してい るが、この動作を確実にする共振回路の調整は非常に面倒で相当な調整時間を要 する。またコイルやコンデンサ等は部品のばらつきが相当にあり、経年変化もあ るので、一定品質を維持し、長期間安定的に動作させることが困難である。更に 中間周波数の仕様変更があった場合には、局部発振器の交換だけでは済まず、周 波数弁別器も交換する必要があり、簡単には応じられない、等の問題がある。

【０００８】 本考案は、このような問題に鑑みなされたもので、その目的は、調整の容易化 が図れ、一定品質を維持し、長期間安定的に動作させることができ、かつ、中間 周波数の仕様変更に柔軟に対応できる気象用レーダのＡＦＣ回路を提供すること にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

前記の目的を達成するために、本考案の気象用レーダのＡＦＣ回路は次の如き 構成を有する。 即ち、第１考案の気象用レーダのＡＦＣ回路は、制御電圧に応じた周波数のロ ーカル信号を出力する局部発振器と； 気象用レーダの送信パルス波の一部を受 けてそのパルス信号波を前記ローカル信号で中間周波の信号へ変換するミキサと ； 送信トリガに応答して送信パルス波とほぼ等幅の基準パルスを発生する基準 パルス発生器と； 前記中間周波信号を矩形波信号に波形整形し前記基準パルス の幅内における前記矩形波信号を出力するゲート回路と； 前記ゲート回路が出 力する矩形波信号をカウントするカウンタと； 前記カウンタのカウント値をア ナログ化しそれを前記制御電圧として出力するディジタル・アナログ変換器と； を備えたことを特徴とするものである。

【００１０】 また、第２考案の気象用レーダのＡＦＣ回路は、ディジタル値に応じた周波数 のローカル信号を出力する局部発振器と； 気象用レーダの送信パルス波の一部 を受けてそのパルス信号波を前記ローカル信号で中間周波の信号へ変換するミキ サと； 送信トリガに応答して送信パルス波とほぼ等幅の基準パルスを発生する 基準パルス発生器と； 前記中間周波信号を矩形波信号に波形整形し前記基準パ ルスの幅内における前記矩形波信号を出力するゲート回路と； 前記ゲート回路 が出力する矩形波信号をカウントしそのカウント値を前記ディジタル値として出 力するカウンタと； を備えたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】

次に、前記の如く構成される本考案の気象用レーダのＡＦＣ回路の作用を説明 する。 本考案では、中間周波数へ変換した信号波を波形整形して矩形波とし、送信パ ルス幅とほぼ等幅の期間内における矩形波の数をカウントし、そのカウント値か ら制御電圧（アナログ値）を形成して局部発振器を制御する（第１考案）、また は、そのカウント値（ディジタル値）で直接局部発振器を制御する（第２考案） ようにしてある。要するに、局部発振器の制御系をディジタル回路で構成してあ る。

【００１２】 従って、回路調整はカウント値を幾つにするかという簡単なものとなり、調整 時間は大幅に短縮される。また、部品のばらつきや経年変化の問題は解消するの で、一定品質を維持し長期間安定的に動作させることができる。更に、中間周波 数の仕様変更に対しては局部発振器の交換のみで簡単に済むので、柔軟に対応で きる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。 図１は、本考案の気象用レーダのＡＦＣ回路を示す。図１において、このＡＦ Ｃ回路は、ＡＦＣ用ミキサ１と局部発振器６との間に、ゲート回路２と、基準パ ルス発生器３と、カウンタ４と、ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）５とを 設けたものである。

【００１４】 基準パルス発生器３は、一定の周期で繰り返す送信トリガ（図２（１））に応 答して送信パルス波とほぼ等幅の基準パルス（図２（２））を発生する。

【００１５】 ゲート回路２では、ＡＦＣ用ミキサ１が出力する中間周波信号（通常、正弦波 信号である）を矩形波信号に波形整形し、基準パルス発生器３から入力する基準 パルスをゲート信号としてその幅内における矩形波信号をカウンタ４ヘ出力する （図２（３））。

【００１６】 カウンタ４は、ゲート回路２が出力する矩形波信号（パルス信号）をカウント する。そのカウント値がＤＡＣ５で制御電圧としてアナログ化され局部発振器６ に与えられ、その発振周波数が制御される。

【００１７】 基本的には気象用レーダの各送信タイミング毎に周波数制御をしても良いが、 気象用レーダの送信波のパルス幅は、通常０．５μｓ〜２．５μｓ程度であり、 中間周波数は約３０ＭＨｚであるので、ゲート回路２が出力する１ゲート当たり （１基準パルス当たり）のパルス数は、パルス幅が０．５μｓでは１５個程度、 ２．５μｓでは７５個程度である。

【００１８】 かかる少ない個数（カウント値）で局部発振器６を制御すると、相当に粗い制 御となり、ＫＨｚオーダーの精密な制御はできない。ところが、マグネトロンの 周波数変動は緩やかである。

【００１９】 そこで、ＫＨｚオーダーの精密な制御を行う場合は、カウンタ４で、例えば、 １０００ゲートや３０００ゲート程度のパルスを合計し、それを制御電圧として 用いる。このようにすれば、各ゲート間のパルス数が平均化され、ＫＨｚオーダ ーの精密な制御を容易に行うことができる。かかるカウンタ４のカウント値の設 定は極めて容易であり、短時間に終了する。

【００２０】 なお、局部発振器６として、ディジタル値で制御できるものを使用すれば、Ｄ ＡＣ５を省略できるので、回路の簡素化が図れる。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の気象用レーダのＡＦＣ回路は、中間周波数へ変 換した信号波を波形整形して矩形波とし、送信パルス幅とほぼ等幅の期間内にお ける矩形波の数をカウントし、そのカウント値から制御電圧（アナログ値）を形 成して局部発振器を制御する（第１考案）、または、そのカウント値（ディジタ ル値）で直接局部発振器を制御する（第２考案）ようにしてある。要するに、局 部発振器の制御系をディジタル回路で構成してあるので、回路調整はカウント値 を幾つにするかという簡単なものとなり、調整時間は大幅に短縮される。また、 部品のばらつきや経年変化の問題は解消するので、一定品質を維持し長期間安定 的に動作させることができる。更に、中間周波数の仕様変更に対しては局部発振 器の交換のみで簡単に済むので、柔軟に対応できる、等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るＡＦＣ回路の構成ブロ
ック図である。

【図２】本考案のＡＦＣ回路の要部の動作波形図であ
る。

【図３】従来の気象用レーダのＡＦＣ回路の構成ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ ＡＦＣ用ミキサ ２ ゲート回路 ３ 基準パルス発生器 ４ カウンタ ５ ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ） ６ 局部発振器 ７ 信号（ＳＩＧ）用ミキサ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御電圧に応じた周波数のローカル信号
   を出力する局部発振器と； 気象用レーダの送信パルス
   波の一部を受けてそのパルス信号波を前記ローカル信号
   で中間周波の信号へ変換するミキサと； 送信トリガに
   応答して送信パルス波とほぼ等幅の基準パルスを発生す
   る基準パルス発生器と； 前記中間周波信号を矩形波信
   号に波形整形し前記基準パルスの幅内における前記矩形
   波信号を出力するゲート回路と； 前記ゲート回路が出
   力する矩形波信号をカウントするカウンタと； 前記カ
   ウンタのカウント値をアナログ化しそれを前記制御電圧
   として出力するディジタル・アナログ変換器と； を備
   えたことを特徴とする気象用レーダのＡＦＣ回路。
2. 【請求項２】 ディジタル値に応じた周波数のローカル
   信号を出力する局部発振器と； 気象用レーダの送信パ
   ルス波の一部を受けてそのパルス信号波を前記ローカル
   信号で中間周波の信号へ変換するミキサと； 送信トリ
   ガに応答して送信パルス波とほぼ等幅の基準パルスを発
   生する基準パルス発生器と； 前記中間周波信号を矩形
   波信号に波形整形し前記基準パルスの幅内における前記
   矩形波信号を出力するゲート回路と； 前記ゲート回路
   が出力する矩形波信号をカウントしそのカウント値を前
   記ディジタル値として出力するカウンタと； を備えた
   ことを特徴とする気象用レーダのＡＦＣ回路。