JPH11118915A - ホモダイン送受信回路 - Google Patents
ホモダイン送受信回路Info
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- JPH11118915A JPH11118915A JP28735797A JP28735797A JPH11118915A JP H11118915 A JPH11118915 A JP H11118915A JP 28735797 A JP28735797 A JP 28735797A JP 28735797 A JP28735797 A JP 28735797A JP H11118915 A JPH11118915 A JP H11118915A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数変調された連続的な高周波信号を発生
し、その高周波信号を対象物に向けて送出してその対象
物からの反射信号を受信し、この受信した信号を前記高
周波信号を局部発振信号として周波数変換するホモダイ
ン送受信回路において、周波数変換出力に発生する櫛歯
状雑音を比較的簡単な回路構成で除去する。 【解決手段】 周波数変調された局部発振信号が周波数
混合器７に与えられることにより生じる雑音を予測し、
それを変調信号の位相に同期して周波数混合器７の出力
から減算する。
し、その高周波信号を対象物に向けて送出してその対象
物からの反射信号を受信し、この受信した信号を前記高
周波信号を局部発振信号として周波数変換するホモダイ
ン送受信回路において、周波数変換出力に発生する櫛歯
状雑音を比較的簡単な回路構成で除去する。 【解決手段】 周波数変調された局部発振信号が周波数
混合器７に与えられることにより生じる雑音を予測し、
それを変調信号の位相に同期して周波数混合器７の出力
から減算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は信号発生部と受信部
とで共通の信号源を使用するホモダイン送受信回路に関
する。本発明は特に、空間に高周波信号を送出してその
反射波を受信することにより対象物との距離や相対速度
を測定するレーダ、あるいは伝送線路に高周波信号を注
入して反射信号を検出するとにより伝送線路内部の動作
や故障を検査するリフレクトメータに利用するに適す
る。
とで共通の信号源を使用するホモダイン送受信回路に関
する。本発明は特に、空間に高周波信号を送出してその
反射波を受信することにより対象物との距離や相対速度
を測定するレーダ、あるいは伝送線路に高周波信号を注
入して反射信号を検出するとにより伝送線路内部の動作
や故障を検査するリフレクトメータに利用するに適す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来例のＦＭ−ＣＷ（周波数変調
−連続波）方式ホモダイン送受信回路の構成を示す。こ
のホモダイン送受信回路は、変調信号発生回路１、電圧
制御発振器（ＶＣＯ）２、電力増幅回路３、電力分配器
４、サーキュレータ５、アンテナ６および周波数混合器
７を備える。変調信号発生回路１は三角波を発生し、電
圧制御発振器２は、この三角波を変調入力として、周波
数変調された信号を発生する。この信号は電力増幅回路
３により増幅され、電力分配器４はこの電力増幅回路３
の出力を送信信号と周波数混合器７への局部発振信号と
に分割する。分割された送信信号は、アンテナ６を送受
信で共用するためのサーキュレータ５を通過し、アンテ
ナ６から空中に送信される。送信された信号は空中を伝
搬し、対象物８に当たり、一部が再びアンテナ６に戻っ
てくる。アンテナ６で受信された信号は、サーキュレー
タ５を通り、周波数混合器７に導かれる。周波数混合器
７は、この信号を電力分配器４で分岐された局部発振信
号と混合して周波数変換を行う。
−連続波）方式ホモダイン送受信回路の構成を示す。こ
のホモダイン送受信回路は、変調信号発生回路１、電圧
制御発振器（ＶＣＯ）２、電力増幅回路３、電力分配器
４、サーキュレータ５、アンテナ６および周波数混合器
７を備える。変調信号発生回路１は三角波を発生し、電
圧制御発振器２は、この三角波を変調入力として、周波
数変調された信号を発生する。この信号は電力増幅回路
３により増幅され、電力分配器４はこの電力増幅回路３
の出力を送信信号と周波数混合器７への局部発振信号と
に分割する。分割された送信信号は、アンテナ６を送受
信で共用するためのサーキュレータ５を通過し、アンテ
ナ６から空中に送信される。送信された信号は空中を伝
搬し、対象物８に当たり、一部が再びアンテナ６に戻っ
てくる。アンテナ６で受信された信号は、サーキュレー
タ５を通り、周波数混合器７に導かれる。周波数混合器
７は、この信号を電力分配器４で分岐された局部発振信
号と混合して周波数変換を行う。
【０００３】周波数混合器７により得られる周波数変換
出力には、距離によるビート成分ｆbRと相対速度による
ビート成分ｆbvとの二つの成分が含まれる。距離による
ビート成分ｆbRは、信号がアンテナ６と対象物８との間
を往復する間に、三角変調を受けた局部発振信号の周波
数が変化することにより発生する。すなわち、対象物ま
での距離をＲ〔ｍ〕、周波数偏位（全振れ幅）をΔｆ
〔Ｈｚ〕、変調周波数をｆm 〔Ｈｚ〕、光速度をｃ〔ｍ
／ｓ〕（＝３×１０8 ）とすると、 ｆbR＝４Ｒ・Δｆ・ｆm ／ｃ で表されるビート成分が発生する。一方、相対速度によ
るビート成分ｆbvは、ドップラーシフトのために受信信
号の周波数が変化していることにより生じる。すなわ
ち、キャリア周波数をｆc 〔Ｈｚ〕、相対速度をｖ〔ｍ
／ｓ〕（対象物が近づいてくる場合を正の値とする）と
して、 ｆbv＝４Ｒ・Δｆ・（２ｖ／ｃ） で表されるビート成分が発生する。
出力には、距離によるビート成分ｆbRと相対速度による
ビート成分ｆbvとの二つの成分が含まれる。距離による
ビート成分ｆbRは、信号がアンテナ６と対象物８との間
を往復する間に、三角変調を受けた局部発振信号の周波
数が変化することにより発生する。すなわち、対象物ま
での距離をＲ〔ｍ〕、周波数偏位（全振れ幅）をΔｆ
〔Ｈｚ〕、変調周波数をｆm 〔Ｈｚ〕、光速度をｃ〔ｍ
／ｓ〕（＝３×１０8 ）とすると、 ｆbR＝４Ｒ・Δｆ・ｆm ／ｃ で表されるビート成分が発生する。一方、相対速度によ
るビート成分ｆbvは、ドップラーシフトのために受信信
号の周波数が変化していることにより生じる。すなわ
ち、キャリア周波数をｆc 〔Ｈｚ〕、相対速度をｖ〔ｍ
／ｓ〕（対象物が近づいてくる場合を正の値とする）と
して、 ｆbv＝４Ｒ・Δｆ・（２ｖ／ｃ） で表されるビート成分が発生する。
【０００４】したがって、周波数変換出力は、送信周波
数が上昇の場合には、 ｆu ＝ｆbR−ｆbv 送信周波数が下降の場合には、 ｆd ＝ｆbR＋ｆbv として観測され、 ｆbR＝（ｆd −ｆu ）／２ ｆbv＝（ｆd ＋ｆu ）／２ により距離Ｒによる成分と相対速度Ｖによる成分とを分
離することができる。
数が上昇の場合には、 ｆu ＝ｆbR−ｆbv 送信周波数が下降の場合には、 ｆd ＝ｆbR＋ｆbv として観測され、 ｆbR＝（ｆd −ｆu ）／２ ｆbv＝（ｆd ＋ｆu ）／２ により距離Ｒによる成分と相対速度Ｖによる成分とを分
離することができる。
【０００５】図４は従来のＦＭ−ＣＷ方式ホモダイン送
受信回路で周波数変換出力に発生する雑音を模式的に示
したものである。ホモダイン受信回路では、送信周波数
と周波数混合器の局部発振信号周波数とが同じ信号源か
ら得ている。このため周波数変換出力は、直流から始ま
るベースバンドに得られる。この帯域に発生する雑音
は、 １）周波数混合器やその他の回路の抵抗分により生じる
熱雑音、 ２）周波数混合器としてパッシブミキサを用いた場合の
ダイオードやアクティブミキサを用いた場合の能動素子
に信号が流れることにより発生する直流近傍の位相雑
音、 ３）ＦＭ変調された局部発振信号の変調成分ｆm とその
高周波成分が周波数変換出力に発生する櫛歯状雑音の三
つがある。
受信回路で周波数変換出力に発生する雑音を模式的に示
したものである。ホモダイン受信回路では、送信周波数
と周波数混合器の局部発振信号周波数とが同じ信号源か
ら得ている。このため周波数変換出力は、直流から始ま
るベースバンドに得られる。この帯域に発生する雑音
は、 １）周波数混合器やその他の回路の抵抗分により生じる
熱雑音、 ２）周波数混合器としてパッシブミキサを用いた場合の
ダイオードやアクティブミキサを用いた場合の能動素子
に信号が流れることにより発生する直流近傍の位相雑
音、 ３）ＦＭ変調された局部発振信号の変調成分ｆm とその
高周波成分が周波数変換出力に発生する櫛歯状雑音の三
つがある。
【０００６】市販の低雑音な周波数混合器を用いると、
熱雑音は−１５０ｄＢｍ／Ｈｚ程度、位相雑音は１ｋＨ
ｚ以下の周波数帯において熱雑音の信号レベルから直流
側に１０ｄＢ／ｄｅｃの割合で増加する程度である。し
かし、櫛歯状雑音は変調周波数ｆm の基本波周波数帯で
−６０ｄＢｍ程度と高く、周波数が高くなるにしたがい
高調波のレベルは減少するが、熱雑音のレベルと同等ま
でに下がるのは数十次の高調波以上であり、他の二つに
比べて大きい。一般にアンテナからの受信信号入力は極
めて小さい（−１００ｄＢｍ以下）ので、受信信号によ
るビート周波数成分ｆb は、櫛歯状雑音により受信性能
が大きく劣化してしまう。
熱雑音は−１５０ｄＢｍ／Ｈｚ程度、位相雑音は１ｋＨ
ｚ以下の周波数帯において熱雑音の信号レベルから直流
側に１０ｄＢ／ｄｅｃの割合で増加する程度である。し
かし、櫛歯状雑音は変調周波数ｆm の基本波周波数帯で
−６０ｄＢｍ程度と高く、周波数が高くなるにしたがい
高調波のレベルは減少するが、熱雑音のレベルと同等ま
でに下がるのは数十次の高調波以上であり、他の二つに
比べて大きい。一般にアンテナからの受信信号入力は極
めて小さい（−１００ｄＢｍ以下）ので、受信信号によ
るビート周波数成分ｆb は、櫛歯状雑音により受信性能
が大きく劣化してしまう。
【０００７】この問題を解決する従来技術として、特開
平５−４０１６９号公報には、ヘテロダイン構成により
鋸歯状雑音の影響を排除することが開示されている。そ
の構成例を図５に示す。この従来例は、図３に示した構
成に加え、ビート信号成分を櫛歯状雑音成分から分離す
るに足る周波数ｆL を発生する新たな信号源２１と、こ
の信号源２１の出力により駆動されて受信信号をスイッ
チングする高周波スイッチ２２と、周波数混合器７の出
力を更に周波数変換するための周波数混合器２３とを備
える。
平５−４０１６９号公報には、ヘテロダイン構成により
鋸歯状雑音の影響を排除することが開示されている。そ
の構成例を図５に示す。この従来例は、図３に示した構
成に加え、ビート信号成分を櫛歯状雑音成分から分離す
るに足る周波数ｆL を発生する新たな信号源２１と、こ
の信号源２１の出力により駆動されて受信信号をスイッ
チングする高周波スイッチ２２と、周波数混合器７の出
力を更に周波数変換するための周波数混合器２３とを備
える。
【０００８】図６は図５の構成の送受信回路から得られ
る周波数混合器７の出力を示す。サーキュレータ５から
周波数混合器７に与えられる高周波信号を周波数ｆL で
スイッチングすることにより、受信信号に±ｆL の周波
数に側波帯を生じさせ、周波数混合器７における周波数
変換で生じる雑音からｆL 分だけ逃げておき、再び周波
数混合器２３でベースバンド信号を得る。上記公報によ
れば、このようなヘテロダイン構成により、直流近傍の
発振器の周波数対出力電圧特性の傾斜に起因するＡＭ成
分の復調波を排除できることが記載され、上述した櫛歯
状雑音の影響がが除去できることが示唆されている。
る周波数混合器７の出力を示す。サーキュレータ５から
周波数混合器７に与えられる高周波信号を周波数ｆL で
スイッチングすることにより、受信信号に±ｆL の周波
数に側波帯を生じさせ、周波数混合器７における周波数
変換で生じる雑音からｆL 分だけ逃げておき、再び周波
数混合器２３でベースバンド信号を得る。上記公報によ
れば、このようなヘテロダイン構成により、直流近傍の
発振器の周波数対出力電圧特性の傾斜に起因するＡＭ成
分の復調波を排除できることが記載され、上述した櫛歯
状雑音の影響がが除去できることが示唆されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示の技術では、スイッチング回路により受信信号レベル
が７〜１０ｄＢ劣化するとともに、構造が複雑になると
いう課題がある。
示の技術では、スイッチング回路により受信信号レベル
が７〜１０ｄＢ劣化するとともに、構造が複雑になると
いう課題がある。
【００１０】本発明は、このような課題を解決し、比較
的簡単な回路構成で、ＦＭ変調された局部発振信号の変
調成分ｆm とその高周波成分が周波数変換出力に発生す
る櫛歯状雑音との影響を除去することのできるホモダイ
ン送受信回路を提供することを目的とする。
的簡単な回路構成で、ＦＭ変調された局部発振信号の変
調成分ｆm とその高周波成分が周波数変換出力に発生す
る櫛歯状雑音との影響を除去することのできるホモダイ
ン送受信回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のホモダイン送受
信回路は、周波数変調された連続的な高周波信号を発生
する信号発生手段と、この信号発生手段の発生した高周
波信号を対象物に向けて送出するとともにその対象物か
らの反射信号を受信する送受信手段と、信号発生手段の
発生した高周波信号の一部が分岐されて供給され、それ
を局部発振信号として送受信手段の受信した反射信号に
混合することにより周波数変換を行う周波数混合手段と
を備えたホモダイン送受信回路において、局部発振信号
が周波数変調された信号であることで周波数混合手段の
出力に発生すると予測される雑音を信号発生手段の変調
信号に基づいて発生する予測雑音発生手段と、この予測
雑音発生手段の出力を周波数混合手段の出力から差し引
く手段とを備えたことを特徴とする。
信回路は、周波数変調された連続的な高周波信号を発生
する信号発生手段と、この信号発生手段の発生した高周
波信号を対象物に向けて送出するとともにその対象物か
らの反射信号を受信する送受信手段と、信号発生手段の
発生した高周波信号の一部が分岐されて供給され、それ
を局部発振信号として送受信手段の受信した反射信号に
混合することにより周波数変換を行う周波数混合手段と
を備えたホモダイン送受信回路において、局部発振信号
が周波数変調された信号であることで周波数混合手段の
出力に発生すると予測される雑音を信号発生手段の変調
信号に基づいて発生する予測雑音発生手段と、この予測
雑音発生手段の出力を周波数混合手段の出力から差し引
く手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】予測雑音発生手段は、送受信手段が反射信
号を受信していない状態において測定された周波数混合
手段の出力を打ち消すように設定されたフィルタを含む
ことがよい。また、一次近似的な補償のみでよい場合に
は、信号発生手段の変調信号を単に減衰させるだけでも
よい。
号を受信していない状態において測定された周波数混合
手段の出力を打ち消すように設定されたフィルタを含む
ことがよい。また、一次近似的な補償のみでよい場合に
は、信号発生手段の変調信号を単に減衰させるだけでも
よい。
【００１３】予測雑音発生手段および差し引く手段とし
てディジタル技術を用いることもできる。すなわち、予
測雑音発生手段は、周波数混合手段の出力に発生すると
予測される雑音の波形が信号発生手段の変調信号の位相
状態に対応して記憶される波形記憶手段を含み、差し引
く手段は、信号発生手段の変調信号の位相状態ごとにそ
の位相状態に対応して波形記憶手段に記憶された値を取
り出し、その値を周波数混合手段の出力から減算する手
段を含むようにする。この場合、周波数混合手段の出力
はディジタル信号に変換されているものとする。波形記
憶手段には送受信手段が反射信号を受信していない状態
における周波数混合手段の出力波形が記憶されることが
よい。
てディジタル技術を用いることもできる。すなわち、予
測雑音発生手段は、周波数混合手段の出力に発生すると
予測される雑音の波形が信号発生手段の変調信号の位相
状態に対応して記憶される波形記憶手段を含み、差し引
く手段は、信号発生手段の変調信号の位相状態ごとにそ
の位相状態に対応して波形記憶手段に記憶された値を取
り出し、その値を周波数混合手段の出力から減算する手
段を含むようにする。この場合、周波数混合手段の出力
はディジタル信号に変換されているものとする。波形記
憶手段には送受信手段が反射信号を受信していない状態
における周波数混合手段の出力波形が記憶されることが
よい。
【００１４】上記公報によれば、雑音劣化の主な原因
は、直流近傍の発振器の周波数対出力電力特性の傾斜に
起因するとしている。すなわち、局部発振信号にＡＭ変
調成分が含まれ、それを主信号（受信した反射信号）に
混合すると、出力にそのＡＭ変調成分（およびその高調
波）が現れるというものである。
は、直流近傍の発振器の周波数対出力電力特性の傾斜に
起因するとしている。すなわち、局部発振信号にＡＭ変
調成分が含まれ、それを主信号（受信した反射信号）に
混合すると、出力にそのＡＭ変調成分（およびその高調
波）が現れるというものである。
【００１５】しかし、本願発明者らの実験によれば、周
波数混合手段として用いられる周波数混合器の受信信号
入力を終端した状態で局部発振入力に周波数変調信号を
入力したときにも、理想的には周波数混合器の一方の入
力が無信号であるからその出力もまた無信号となるはず
なのに、局部発振入力の周波数変調波形に相似するＡＭ
出力が現れることがわかった。このことから本願発明者
らは、櫛歯状雑音は主信号が存在しなくても現れるもの
であり、その原因は周波数混合器の不完全性にあるもの
と考える。このような不完全性は周波数混合器の回路構
成やその構成素子を改善することで解決されると考えら
れるが、そのためには周波数混合器が高コストになって
しまう。
波数混合手段として用いられる周波数混合器の受信信号
入力を終端した状態で局部発振入力に周波数変調信号を
入力したときにも、理想的には周波数混合器の一方の入
力が無信号であるからその出力もまた無信号となるはず
なのに、局部発振入力の周波数変調波形に相似するＡＭ
出力が現れることがわかった。このことから本願発明者
らは、櫛歯状雑音は主信号が存在しなくても現れるもの
であり、その原因は周波数混合器の不完全性にあるもの
と考える。このような不完全性は周波数混合器の回路構
成やその構成素子を改善することで解決されると考えら
れるが、そのためには周波数混合器が高コストになって
しまう。
【００１６】そこで本願発明では、変調信号に基づいて
雑音を予測し、それを周波数混合手段の出力から差し引
く。雑音の予測はあらかじめ実測した結果に基づいて行
うことが望ましいが、利用形態やその要求精度によって
可能な場合には、実測によらなくてもよい。
雑音を予測し、それを周波数混合手段の出力から差し引
く。雑音の予測はあらかじめ実測した結果に基づいて行
うことが望ましいが、利用形態やその要求精度によって
可能な場合には、実測によらなくてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第一の実施形態を
示す図であり、ホモダイン送受信回路の回路構成を示
す。このホモダイン送受信回路は、周波数変調された連
続的な高周波信号を発生するための変調信号発生回路１
および電圧制御発振器（ＶＣＯ）２と、電圧制御発振器
２の発生した高周波信号を対象物に向けて送出するとと
もにその対象物からの反射信号を受信するための電力増
幅回路３、電力分配器４、サーキュレータ５およびアン
テナ６と、電圧制御発振器２の発生した高周波信号の一
部が分岐されて供給され、それを局部発振信号としてア
ンテナ６により受信されサーキュレータ５を介して供給
される反射信号に混合することにより周波数変換を行う
周波数混合器７とを備え、さらに、局部発振信号が周波
数変調された信号であることで周波数混合器７の出力に
発生すると予測される雑音を変調信号発生回路１の出力
する変調信号に基づいて発生するプログラマブル・フィ
ルタ９と、このプログラマブル・フィルタ９の出力を周
波数混合器７の出力から差し引く差動回路１０とを備え
る。
示す図であり、ホモダイン送受信回路の回路構成を示
す。このホモダイン送受信回路は、周波数変調された連
続的な高周波信号を発生するための変調信号発生回路１
および電圧制御発振器（ＶＣＯ）２と、電圧制御発振器
２の発生した高周波信号を対象物に向けて送出するとと
もにその対象物からの反射信号を受信するための電力増
幅回路３、電力分配器４、サーキュレータ５およびアン
テナ６と、電圧制御発振器２の発生した高周波信号の一
部が分岐されて供給され、それを局部発振信号としてア
ンテナ６により受信されサーキュレータ５を介して供給
される反射信号に混合することにより周波数変換を行う
周波数混合器７とを備え、さらに、局部発振信号が周波
数変調された信号であることで周波数混合器７の出力に
発生すると予測される雑音を変調信号発生回路１の出力
する変調信号に基づいて発生するプログラマブル・フィ
ルタ９と、このプログラマブル・フィルタ９の出力を周
波数混合器７の出力から差し引く差動回路１０とを備え
る。
【００１８】厳密には周波数混合器７の出力と差動回路
１０との間に帯域フィルタが設けられるが、ここでは省
略する。
１０との間に帯域フィルタが設けられるが、ここでは省
略する。
【００１９】変調信号発生回路１は三角波を発生し、電
圧制御発振器２は、この三角波を変調入力として、周波
数変調された信号を発生する。この信号は電力増幅回路
３により増幅され、電力分配器４はこの電力増幅回路３
の出力を送信信号と周波数混合器７への局部発振信号と
に分割する。分割された送信信号は、アンテナ６を送受
信で共用するためのサーキュレータ５を通過し、アンテ
ナ６から空中に送信される。送信された信号は空中を伝
搬し、対象物に当たり、一部が再びアンテナ６に戻って
くる。アンテナ６で受信された信号（以下「主信号」と
いう）はサーキュレータ５を通り、周波数混合器７に導
かれる。周波数混合器７は、この信号を電力分配器４で
分岐された局部発振信号と混合して周波数変換を行う。
圧制御発振器２は、この三角波を変調入力として、周波
数変調された信号を発生する。この信号は電力増幅回路
３により増幅され、電力分配器４はこの電力増幅回路３
の出力を送信信号と周波数混合器７への局部発振信号と
に分割する。分割された送信信号は、アンテナ６を送受
信で共用するためのサーキュレータ５を通過し、アンテ
ナ６から空中に送信される。送信された信号は空中を伝
搬し、対象物に当たり、一部が再びアンテナ６に戻って
くる。アンテナ６で受信された信号（以下「主信号」と
いう）はサーキュレータ５を通り、周波数混合器７に導
かれる。周波数混合器７は、この信号を電力分配器４で
分岐された局部発振信号と混合して周波数変換を行う。
【００２０】変調信号発生回路１の出力はまた、プログ
ラマブル・フィルタ９を介して差動回路１０に供給され
る。差動回路１０は、この信号を周波数混合器７の出力
から減算する。プログラマブル・フィルタ９の特性は、
アンテナ６からの受信信号が全くない状態、例えばアン
テナ６の代わりに反射特性の良い疑似終端を接続した状
態で周波数混合器７の出力信号を測定し、その信号が打
ち消されるようにあらかじめ設定する。
ラマブル・フィルタ９を介して差動回路１０に供給され
る。差動回路１０は、この信号を周波数混合器７の出力
から減算する。プログラマブル・フィルタ９の特性は、
アンテナ６からの受信信号が全くない状態、例えばアン
テナ６の代わりに反射特性の良い疑似終端を接続した状
態で周波数混合器７の出力信号を測定し、その信号が打
ち消されるようにあらかじめ設定する。
【００２１】周波数混合器７の出力に発生する櫛歯状雑
音は、変調信号ｆm に相似な波形、すなわち高調波歪を
ともなった波形の直流レベルの変動が、周波数混合器７
の出力に現れたものである。スペクトル上で櫛歯状なの
であって、信号波形としては変調波形ｆm に相似であ
る。このような雑音は、周波数混合器７に入力される局
部発振信号の正負に対応した直流的な不平衡が、周波数
が連続的に変化する局部発振信号により変調され、その
局部発振信号と相似波形の直流成分を生み出すことによ
り発生すると考えられる。このため、この雑音の特性は
主に周波数混合器７の特性と局部発振入力の変調波形と
によって決まり、比較的信号レベルの小さい主信号入力
の影響は受けない。そこで、変調信号発生回路１の出力
に適当なフィルタリングおよびレベル調整を行って周波
数混合器７の出力から減算することにより、周波数混合
器７の出力に含まれる櫛歯状雑音成分を低減することが
できる。
音は、変調信号ｆm に相似な波形、すなわち高調波歪を
ともなった波形の直流レベルの変動が、周波数混合器７
の出力に現れたものである。スペクトル上で櫛歯状なの
であって、信号波形としては変調波形ｆm に相似であ
る。このような雑音は、周波数混合器７に入力される局
部発振信号の正負に対応した直流的な不平衡が、周波数
が連続的に変化する局部発振信号により変調され、その
局部発振信号と相似波形の直流成分を生み出すことによ
り発生すると考えられる。このため、この雑音の特性は
主に周波数混合器７の特性と局部発振入力の変調波形と
によって決まり、比較的信号レベルの小さい主信号入力
の影響は受けない。そこで、変調信号発生回路１の出力
に適当なフィルタリングおよびレベル調整を行って周波
数混合器７の出力から減算することにより、周波数混合
器７の出力に含まれる櫛歯状雑音成分を低減することが
できる。
【００２２】櫛歯状雑音の信号波形は変調信号の波形に
相似なので、一次近似的な補償のみでよければ、プログ
ラマブル・フィルタ９の代わりに単なる減衰器を用いる
こともできる。
相似なので、一次近似的な補償のみでよければ、プログ
ラマブル・フィルタ９の代わりに単なる減衰器を用いる
こともできる。
【００２３】図２は本発明の第二の実施形態を示す図で
あり、ディジタル技術を用いた本発明を実施した例を示
す。すなわち、周波数混合器７の出力を離散値に変換す
るＡ／Ｄ変換器１１と、周波数混合器７の出力に発生す
ると予想される雑音の波形が変調信号発生回路１の変調
信号の位相状態に対応して記憶される波形メモリ１２
と、変調信号発生回路１の変調信号の位相状態ごとにそ
の位相状態に対応して波形メモリ１２に記憶された値を
取り出し、その値をＡ／Ｄ変換器１１出力から減算する
離散値減算器１３とを備える。
あり、ディジタル技術を用いた本発明を実施した例を示
す。すなわち、周波数混合器７の出力を離散値に変換す
るＡ／Ｄ変換器１１と、周波数混合器７の出力に発生す
ると予想される雑音の波形が変調信号発生回路１の変調
信号の位相状態に対応して記憶される波形メモリ１２
と、変調信号発生回路１の変調信号の位相状態ごとにそ
の位相状態に対応して波形メモリ１２に記憶された値を
取り出し、その値をＡ／Ｄ変換器１１出力から減算する
離散値減算器１３とを備える。
【００２４】波形メモリ１２にはあらかじめ、アンテナ
６が反射信号を受信していない状態で、周波数混合器７
から出力されＡ／Ｄ変換器１１により変換された離散値
を変調信号の１周期分記憶しておく。動作状態では、変
調信号発生回路１の出力する変調信号の位相状態に応じ
て、Ａ／Ｄ変換器１１の出力から波形メモリ１２に記憶
された雑音成分を離散値減算器１３により減算する。こ
れにより、櫛歯状雑音のない離散化された信号を得るこ
とができる。
６が反射信号を受信していない状態で、周波数混合器７
から出力されＡ／Ｄ変換器１１により変換された離散値
を変調信号の１周期分記憶しておく。動作状態では、変
調信号発生回路１の出力する変調信号の位相状態に応じ
て、Ａ／Ｄ変換器１１の出力から波形メモリ１２に記憶
された雑音成分を離散値減算器１３により減算する。こ
れにより、櫛歯状雑音のない離散化された信号を得るこ
とができる。
【００２５】本発明を利用し、上述した実施形態におけ
るアンテナ６の部分に未知の故障箇所を含む伝送線路を
接続することで、その伝送線路の断線の位置を特定する
こともできる。
るアンテナ６の部分に未知の故障箇所を含む伝送線路を
接続することで、その伝送線路の断線の位置を特定する
こともできる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＦＭ−ＣＷ方式のホモダイン送受信回路の出力に発生す
るＦＭ変調周波数を基本波にもつ雑音（ｆm 雑音）を低
減することができ、受信性能を改善することができる。
この改善の効果はｆm 雑音の基本波に近いほど顕著であ
り、これは近距離もしくは相対速度の小さい場合の性能
改善が大きいことを意味する。また、櫛歯状スペクトラ
ムによる検出不可能領域（距離、速度）も減少する。さ
らに、同一の受信信号が得られる対象物に対して雑音の
低減分だけ変調周波数を高くすることができるので、検
出に要する時間を短縮できる。
ＦＭ−ＣＷ方式のホモダイン送受信回路の出力に発生す
るＦＭ変調周波数を基本波にもつ雑音（ｆm 雑音）を低
減することができ、受信性能を改善することができる。
この改善の効果はｆm 雑音の基本波に近いほど顕著であ
り、これは近距離もしくは相対速度の小さい場合の性能
改善が大きいことを意味する。また、櫛歯状スペクトラ
ムによる検出不可能領域（距離、速度）も減少する。さ
らに、同一の受信信号が得られる対象物に対して雑音の
低減分だけ変調周波数を高くすることができるので、検
出に要する時間を短縮できる。
【図１】本発明の第一の実施形態を示す図。
【図２】本発明の第二の実施形態を示す図。
【図３】従来例のＦＭ−ＣＷ方式ホモダイン送受信回路
の構成を示す図。
の構成を示す図。
【図４】従来のＦＭ−ＣＷ方式ホモダイン送受信回路で
周波数変換出力に発生する雑音を模式的に示す図。
周波数変換出力に発生する雑音を模式的に示す図。
【図５】鋸歯状雑音の影響を排除した従来例の構成を示
す図。
す図。
【図６】図６の構成の送受信回路から得られる周波数混
合器の出力を示す図。
合器の出力を示す図。
１ 変調信号発生回路 ２ 電圧制御発振器 ３ 電力増幅回路 ４ 電力分配器 ５ サーキュレータ ６ アンテナ ７、２３ 周波数混合器 ８ 対象物 ９ プログラマブル・フィルタ １０ 差動回路 １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ 波形メモリ １３ 離散値減算器 ２１ 信号源 ２２ 高周波スイッチ
Claims (4)
- 【請求項１】 周波数変調された連続的な高周波信号を
発生する信号発生手段と、 この信号発生手段の発生した高周波信号を対象物に向け
て送出するとともにその対象物からの反射信号を受信す
る送受信手段と、 前記信号発生手段の発生した高周波信号の一部が分岐さ
れて供給され、それを局部発振信号として前記送受信手
段の受信した反射信号に混合することにより周波数変換
を行う周波数混合手段とを備えたホモダイン送受信回路
において、 前記局部発振信号が周波数変調された信号であることで
前記周波数混合手段の出力に発生すると予測される雑音
を前記信号発生手段の変調信号に基づいて発生する予測
雑音発生手段と、 この予測雑音発生手段の出力を前記周波数混合手段の出
力から差し引く手段とを備えたことを特徴とするホモダ
イン送受信回路。 - 【請求項２】 前記予測雑音発生手段は、前記送受信手
段が反射信号を受信していない状態において測定された
前記周波数混合手段の出力を打ち消すように設定された
フィルタを含む請求項１記載のホモダイン送受信回路。 - 【請求項３】 前記予測雑音発生手段は、前記周波数混
合手段の出力に発生すると予測される雑音の波形が前記
信号発生手段の変調信号の位相状態に対応して記憶され
る波形記憶手段を含み、 前記差し引く手段は、前記信号発生手段の変調信号の位
相状態ごとにその位相状態に対応して前記波形記憶手段
に記憶された値を取り出し、その値を前記周波数混合手
段の出力から減算する手段を含む請求項１記載のホモダ
イン送受信回路。 - 【請求項４】 前記波形記憶手段には前記送受信手段が
反射信号を受信していない状態における前記周波数混合
手段の出力波形が記憶される請求項１記載のホモダイン
送受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28735797A JPH11118915A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | ホモダイン送受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28735797A JPH11118915A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | ホモダイン送受信回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11118915A true JPH11118915A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17716329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28735797A Pending JPH11118915A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | ホモダイン送受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11118915A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003139847A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Fujitsu Ltd | 通信処理装置 |
| KR100657539B1 (ko) | 2006-02-28 | 2006-12-14 | 국방과학연구소 | 자체 동조형 방향 탐지 장치 |
| WO2012128087A1 (ja) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | 古河電気工業株式会社 | パルスレーダ装置及びその制御方法 |
| JP2012202715A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | パルスレーダ装置及びその制御方法 |
| JP2012202949A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | パルスレーダ装置及びその制御方法 |
| JP2012215457A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | パルスレーダ装置及びその制御方法 |
| JP5639150B2 (ja) * | 2010-03-09 | 2014-12-10 | 古河電気工業株式会社 | パルスレーダ装置及びその制御方法 |
| RU2789416C1 (ru) * | 2022-08-25 | 2023-02-02 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" | Способ синхронного приема и обработки запросного сигнала в автодинном приемопередатчике системы радиозондирования атмосферы |
-
1997
- 1997-10-20 JP JP28735797A patent/JPH11118915A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003139847A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Fujitsu Ltd | 通信処理装置 |
| KR100657539B1 (ko) | 2006-02-28 | 2006-12-14 | 국방과학연구소 | 자체 동조형 방향 탐지 장치 |
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| CN103430041A (zh) * | 2011-03-23 | 2013-12-04 | 古河电气工业株式会社 | 脉冲雷达装置及其控制方法 |
| US9223016B2 (en) | 2011-03-23 | 2015-12-29 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Pulse radar apparatus and control method for the same |
| JP2012202949A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | パルスレーダ装置及びその制御方法 |
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| RU2789416C1 (ru) * | 2022-08-25 | 2023-02-02 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" | Способ синхронного приема и обработки запросного сигнала в автодинном приемопередатчике системы радиозондирования атмосферы |
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