JPH0770964B2 - チャープフィルタ - Google Patents

チャープフィルタ

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JPH0770964B2
JPH0770964B2 JP63143111A JP14311188A JPH0770964B2 JP H0770964 B2 JPH0770964 B2 JP H0770964B2 JP 63143111 A JP63143111 A JP 63143111A JP 14311188 A JP14311188 A JP 14311188A JP H0770964 B2 JPH0770964 B2 JP H0770964B2
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修 市吉
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、レーダ装置や信号処理、通信等の分野で広汎
に用いられるチャープフィルタに係り、特にディジタル
化技術に関する。
(従来の技術) 周知のように、チャープフィルタは、振幅特性は平坦
で、遅延特性が周波数に比例して変化するフィルタであ
る。従来のチャープフィルタは例えば第5図に示すよう
に水晶等の表面弾性波(SAW)素子10で実現していた。S
AW素子を用いる場合には、電気−表面弾性波変換のた
め、入力側に高出力増幅器9が、出力側に低雑音増幅器
11がそれぞれ配置される。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、SAW素子を用いる従来のチャープフィル
タには、次のような問題が本質的に存在し、その除去は
困難である。
周辺の電気回路との接続のために電気−表面弾性波変換
が必要となるが、この変換時に大きなエネルギー損失
(30dB〜50dBに及ぶ)があるので、SAW素子の前後に配
置される増幅器は高性能であることを要する。
また、本質的にアナログ信号処理であるので、周波数特
性の温度変動が避けられず、チャープ率(遅延特性の対
周波数変化率)の正確な設定あるいは制御が困難であ
る。
さらに、SAW素子によって得られる遅延量には限界があ
り、多様な要求に応えることができない。即ち、チャー
プフィルタの性能は、周波数帯域幅をB(Hz)、遅延量
をT(秒)とすると、両者の積であるBT積で表される
が、このBT積は例えばチャープレーダではパルス圧縮率
を与えるものである。大きなパルス圧縮率を得るには大
きな遅延量、例えば100マイクロ秒を越える遅延量が必
要となるが、SAW素子ではこのように大きな遅延量を得
ることが困難である。
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、その
目的は、ディジタル処理化することによって正確なチャ
ープ率の設定や制御を容易に行うことができ、かつ大き
な遅延量の設定が容易で大きなBT積を得ることができる
チャープフィルタを提供することにある。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明のチャープフィルタ
は次の如き構成を有する。
即ち、本発明のチャープフィルタは、ディジタル化アナ
ログ信号からなる複素ベースバンド信号入力を、周波数
特性が中心周波数に対し±Δf(Hz)に限定されるフィ
ルタを周波数間隔Δf離隔した周波数位置 −1,0,1,2,…, に配置してなるフィルタバンクで以て分波処理をするト
ランスマルチプレクサ型フィルタバンク分波回路と;前
記トランスマルチプレクサ型フィルタバンク分波回路の
対応する出力について (Δτは基本遅延量)なるチャネル番号に比例する遅延
を加える遅延器群と;前記遅延器群の対応する出力をそ
れぞれ受けて前記番号kに対応する周波数位置k・Δf
に信号送出を行いこれを合波するトランスマルチプレク
サ型フィルタバンク合波回路と;で構成されることを特
徴とするものである。
(作 用) 次に、前記の如く構成される本発明のチャープフィルタ
の作用を説明する。
トランスマルチプレクサ型フィルタバンク分波回路で
は、周波数特性が同一であるフィルタをその周波数帯域
が相互に重なるように配置し全体として連続的な周波数
特性を有することとなるフィルタバンクで複素ベースバ
ンド信号入力をろ波処理をし、番号 のポートから遅延器群の対応するものへ出力する。
遅延器群では、kポートの出力について なるチャネル番号に比例する遅延を加えることを行う。
例えば、 のポートについては遅延量=0、 のポートについては遅延量=Δτ、 のポートについては遅延量=2Δτ,…なる遅延が加え
られる。つまり、この遅延器群は全体として周波数に比
例した遅延特性を示す分散遅延回路となっているのであ
り、チャープフィルタの必須特性である分散遅延特性を
具備しているのである。
そして、トランスマルチプレクサ型フィルタバンク合波
回路は、構成的には前記トランスマルチプレクサ型フィ
ルタバンク分波回路と入出力の関係を逆にしたものであ
り、遅延器群の対応する出力をそれぞれ受けて前記ポー
トkに対応する周波数位置に信号出力を行い、合波す
る。即ち、遅延器群の出力は周波数多重され1個の複素
ベースバンド信号として出力される。
斯くして、チャープ率はΔτ/Δfで与えられるが、Δ
τやΔfは正確に、かつ任意の値に設定できるので、本
発明のチャープフィルタによれば、正確なチャープ率の
設定や制御を容易に行うことができ、かつ大きな遅延量
の設定が容易で大きなBT積を得ることができる。
(実 施 例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例に係るチャープフィルタの構
成を示す。第1図において、2はトランスマルチプレク
サ型フィルタバンク分波回路、3−k(k=1,2,…,N−
1)はそれぞれk−Δτ(Δτは基本遅延量)を加える
遅延器、4はトランスマルチプレクサ型フィルタバンク
合波回路である。
トランスマルチプレクサ型フィルタバンク分波回路2と
トランスマルチプレクサ型フィルタバンク合波回路4は
同一構成のものをその入出力関係を逆にしたものからな
り、良く知られているように例えば第2図に示すような
周波数特性のフィルタバンクを構成できる。
第2図において、H(ω;0)は周波数位置0に設定され
る基本LPF(ローパスフィルタ)の周波数特性であり、
この周波数特性はその中心周波数に対して±Δωに限定
されたものである。
このような周波数特性を有する基本LPFを周波数位置0
から正負方向へ向かい周波数間隔Δωごとに、つまり互
いに重なるように配置し、最左端の周波数位置 のフィルタから最右端の周波数位置 のフィルタまでの全体によって周波数が連続的に変化す
る周波数特性となっている。なお、Nは所要帯域幅をΔ
ωで区分して得られる数である。
ディジタル化アナログ信号からなる複素ベースバンド信
号入力はトランスマルチプレクサ型フィルタバンク分波
回路2にて複数の周波数成分信号に分波されるが、第2
図中最左端の周波数位置 のフィルタの出力は直接トランスマルチプレクサ型フィ
ルタバンク合波回路4における対応する周波数位置にあ
るフィルタへ入力し、それ以外は遅延器3−kの対応す
るものへ入力し、そこでk・Δτなる遅延が加えられ
る。
即ち、周波数位置 のフィルタの出力は遅延量0であるが、各遅延器は2Δ
ωの区間一定量の遅延操作を加える。従って、トランス
マルチプレクサ型フィルタバンク合波回路4への入力信
号は、第3図中破線で示すように、周波数位置Δωのフ
ィルタH(ω;1)の出力についての遅延量は 周波数位置 のフィルタの出力についての遅延量は(N−1)Δτと
なる。しかし、トランスマルチプレクサ型フィルタバン
ク合波回路では、各周波数位置に対応するフィルタで処
理するから、入力信号は第3図中実線で示すように周波
数に比例して遅延されたものとなる。この分散遅延特性
はチャープフィルタの必須特性であるが、Δω,Δτ共
に正確に、かつ任意に設定できる点注意する必要があ
る。
最後に、トランスマルチプレクサ型フィルタバンク合波
回路4では、遅延入力する複数の周波数成分信号を周波
数多重して1個の複素ベースバンド信号を出力する。
次に、第4図はレーダ装置への応用例を示す。第4図に
おいて、周波数掃引された受信信号(入力IF信号:チャ
ープ信号)はミキサ5−1と同5−2の一方の入力へ供
給される。ミキサ5−1は他方の入力にローカル発振器
6からローカル信号を受けて、またミキサ5−2は他方
の入力にπ/2移相器7がπ/2移相されたローカル信号を
受けてそれぞれの入力IF信号をベースバンドに周波数変
換し、対応するA/D変換器8−1、同8−2へ出力す
る。A/D変換器8−1と同8−2は互いにπ/2位相が異
なるディジタル化アナログ信号、即ち複素ベースバンド
信号を形成し、それを本発明のチャープフィルタ1へ出
力する。
チャープフィルタ1では、前述した如く動作して複素ベ
ースバンド信号入力についてチャープろ波を行い、時間
Tに渡って入力した信号エネルギーを全掃引帯域幅Bに
逆比例する時間(パルス幅)1/Bなる短いパルスに圧縮
し、波高値が なる出力ベースバンド信号を発生する。つまり、時間長
Tを大きくすることによりS/Nの改善が可能であること
がわかる。また、単位遅延時間Δτを変えることによっ
て容易にチャープ率を制御できるのである。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のチャープフィルタによれ
ば、分散遅延回路として動作する遅延器群の前段と後段
にトランスマルチプレクサ型フィルタバンクを配置する
ようにしたので、ディジタル信号処理に基づくチャープ
フィルタを実現できる。従って、チャープ率を正確に設
定することやチャープ率を可変設定することを容易に行
うことができる。
また、大きな遅延時間を容易に設定でき、従来のアナロ
グ的手法では実現困難であった大きなBT積を容易に得る
ことができる。
さらに、ディジタル信号処理に基づくものであるから、
温度変動や経年変化に対し良好な安定度を期待できると
ともに、LSI化によって画期的な小型化が可能となる、
等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るチャープフィルタの構
成ブロック図、第2図はフィルタバンクの周波数特性
図、第3図は遅延特性図、第4図はレーダ装置への応用
例を示し、同図(a)は回路図、同図(b)は動作説明
図、第5図は従来のチャープフィルタの構成ブロック図
である。 1……チャープフィルタ、2……トランスマルチプレク
サ型フィルタバンク分波回路、3−1〜3−(N−1)
……遅延器、4……トランスマルチプレクサ型フィルタ
バンク合波回路、5−1,5−2……ミキサ、6……ロー
カル発振器、7……π/2移相器、8−1,8−2……A/D変
換器、9……高出力増幅器、10……SAW(表面弾性波)
素子、11……低雑音増幅器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−260913(JP,A) 特開 昭54−145459(JP,A) 特開 昭57−168517(JP,A) 特開 昭58−39136(JP,A) 特開 昭61−177015(JP,A) 特開 昭61−220519(JP,A) 特公 平4−26561(JP,B2) 武部幹「デイジタルフイルタの設計」 1986,1,25,東海大学出版会,P.96〜 97 伊達玄「デイジタル信号処理(上)」昭 和54.11.30,株式会社コロナP.320〜 326

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディジタル化アナログ信号からなる複素ベ
    ースバンド信号入力を、周波数特性が中心周波数に対し
    ±Δf(Hz)に限定されるフィルタを周波数間隔Δf離
    隔した周波数位置 −1,0,1,2,…, に配置してなるフィルタバンクで以て分波処理をするト
    ランスマルチプレクサ型フィルタバンク分波回路と; 前記トランスマルチプレクサ型フィルタバンク分波回路
    の対応する出力について (Δτは基本遅延量)なるチャネル番号に比例する遅延
    を加える遅延器群と;前記遅延器群の対応する出力をそ
    れぞれ受けて前記番号kに対応する周波数位置k・Δf
    に信号送出を行いこれを合波するトランスマルチプレク
    サ型フィルタバンク合波回路と;で構成されることを特
    徴とするチャープフィルタ。
JP63143111A 1988-06-10 1988-06-10 チャープフィルタ Expired - Lifetime JPH0770964B2 (ja)

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JP63143111A JPH0770964B2 (ja) 1988-06-10 1988-06-10 チャープフィルタ

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JPH01311715A JPH01311715A (ja) 1989-12-15
JPH0770964B2 true JPH0770964B2 (ja) 1995-07-31

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54145459A (en) * 1978-05-06 1979-11-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Network analyzer circuit
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Non-Patent Citations (2)

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伊達玄「デイジタル信号処理(上)」昭和54.11.30,株式会社コロナP.320〜326
武部幹「デイジタルフイルタの設計」1986,1,25,東海大学出版会,P.96〜97

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