JPS58190134A - 電圧制御発振器用制御回路 - 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】 （発明の背景） この発明は一般に無線周波発振器に、更に詳しくは低雑
音周波数敏感マイクロ波発振器に関する。

最近の防空レーダは忍込み航空機の脅威に対処するため
に又は一層良好な移動目標指示装置（ＭＴＩ）の性能を
達成するために極めて低雑音のマイクロ波源で使用する
ことを必要とする。、更に、電子式逆探（対レーダ）装
置（ＥＣＭ）の存在下で満足に動作するために、又は多
数の地対空ミサイルを制御するために、この種のレーダ
は周波数に敏感でなければならない。

過去においては、極低雑音と周波数敏感性とは同時に達
成することができなかった。それゆえ、極低雑音の動作
を達成する既知のマイクロ波源は空洞弁別器の使用によ
りそれを行い、又周波数敏感性を達成する既知のマイク
ロ波源は干渉計制御式フィードバックルーズを用いて位
相雑音を低減させることによりそれを行っている。従っ
て、低数敏感性との間で妥協を図ることが必要である。

空洞の使用に関してはマイクロ波源用の雑音低減機構と
してのその使用を複雑にしている幾つかの二次的問題が
ある。その第１の問題は空洞の帯域幅である。すなわち
、空洞の帯域幅が広すぎると感度が減小し、又帯域幅が
狭すぎると安定性が影響を受ける。任意の空洞の帯域幅
は空洞のｒＱＪ、すなわち幾何学的形状、表面仕上げ、
及びその他の機械的諸事項の関数であるパラメータによ
って決定されるので、目的にかなった満足な空洞な製作
することは困難である。更に、どのような空洞の使用時
にも遭遇するようなマイクロホニック雑音の問題もある
。

（発明の要約） 前述のこの発明の背景に留意して、この発明の主な目的
は周波数敏感性と空洞弁別器に匹敵する雑音Ｐｆ注とな
有するマイクロ波源を与えることである。

この発明の別の目的は、帯域幅を正確に制御することの
できる低雑音周波数敏感マイクロ波源な与えることであ
る。

この発明の前述及びその他の目的は一般に、弁別器とし
て干渉計を使用したマイクロ波源な与えることによって
達成される。考えられたマイクロ波源は電圧制御発振器
を備えており、これからの出力信号は分割されて、増幅
され且つ送信されるべき出力信号と干渉計への入力信号
とになり、干渉計においてはこの信号が更に三つの経路
（遅延路、並列路及び基準路）に分割される。遅延路に
は特定の帯域幅を与えるように選ばれた遅延装置があり
、又並列路には電圧制御減衰器がある。遅延路及び並列
路からの出力信号は組み合わされて振幅制限回路を通っ
てハイブリッド結合回路に送られ、それから一対の位相
検出器に送られる。基準路の信号はハイブリッド結合回
路で分割されて一対の信号となり、その一方は「同相」
基準信号として位相検出器の第１のものに加えられて振
幅誤差信号な発生し、且つ他方は９０°の移相の後「直
角位相」基準信号として第２位相検出器に加えられて位
相誤差信号を発生する。振幅誤差信号は増幅器ケ経て最
終的には電圧制御減衰器に送られ、又位相誤差信号は増
幅器を経て電圧制御発振器に送られろ。そこで結局、こ
の干渉計は電圧制御発振器の動作周波数を安定化し且つ
雑音を最小限に低減するのに役立つ搬送波ゼロの弁別器
として動作する。−とになる。周波数変更を行うために
は別の直流制御信号を電圧制御発振器に加える。

（好適実施例の説明） 図面な参照すると、低雑音周波数敏感マイクロ波源１０
が電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１を含めて示されており
、これの出力信号は電力分割器１３において分割されて
その第１部分はレーダ送信機（図示せず）に送られ且つ
その第２部分は干渉計１５に送られている。この干渉計
１５内でこの第２部分は三方電力分割器１６において分
割されて、基準路信号、遅延路信号及び並列路信号と命
名された語信号な形成する。遅延路信号は遅延回路網１
７（この場合単に表面音響波（ＳＡＷ）遅延線又は単純
な同軸ケーブルで構成すればよい）を経てハイブリッド
結合回路１９に送られ、ここで電圧制御減衰器２１を通
過してきた並列路信号と組み合わされる。・・イブリッ
ド結合回路１９からの出力信号は振幅制限回路２３（こ
れはゼロ条件が存在しないときに回路部を保護するため
に設けである）に加えられる。振幅制限回路２３からの
信号はハイブリッド結合回路２５において分割されて「
同相」位相検出器２７Ｉと「直角」位相検出器２７Ｑと
に対する入力信号となる。「同相」位相検出器２７Ｉに
対する第２の（又は基準の）信号は・・イブリッド結合
回路２９から得られ、又位相検出器２７Ｑに対する第２
の（又は基準の）信号は９０°移相器３１を介して・・
イブリッド結合回路２９から得られる。

少者すれば明らかなことと思われるが、搬送波ゼロはノ
・イブリッド結合回路１９に対する二つの入力信号が同
じ大きさで反対位相（１８０°位相外れ）であるときに
おいてのみ達成される。このような条件な達成するため
に、ＶＣＯ１１の出力周波数は特定の周波数に同調させ
て究極的に反対位相の信号が・・イブリッド結合回路１
９に加えられろようにする。ハイブリッド結合回路１９
に加えられろ信号の相対振幅を今度は電圧制御減衰器２
１によって制御する。「同相」信号を加えた場合、位相
検出器２７Ｉからの信号は振幅変調だけな示しているの
で、この信号な制御信号として増幅器３３な介して電圧
制御減衰器２１に送ると、ハイブリッド結合回路１９へ
の入力信号は結局等しい振幅のものにされてしまう。位
相検出器２７Ｑへの入力信号の位相を直角位相関係が存
在するように制御した場合には、位相検出器２７Ｑから
の信号はハイブリッド結合回路１９及び２９からの両信
号間に存在する位相誤差を示したものであり、ループ整
形増幅器３５及び加合せ増幅器３７な通して送られろと
、ＶＣＯｌ　１に対する細密周波数制御信号となる。当
業者には察知されることと思われろが、位相検出器２７
Ｑへの肉入力信号は位相が直角であるので、この位相検
出器は・・イブリッド結合回路１９からの出力信号に現
れる位相変調（ＰＭ）側波帯を復調することになる。や
ばりここで注意するべきことであるが、ゼロ条件が達成
されたときには振幅制限回路２３の出力には搬送波信号
がほとんど残されていないので、位相検出器２７Ｉ、２
７Ｑへの搬送波は基準路においてハイブリッド結合回路
２９により供給されたものである。それゆえ、搬送波ゼ
ロ時利得の有効度（すなわち、通常の干渉計に対する改
善度）は位相検出器２７Ｉ、２７Ｑへの基準電力に対す
る・・イブリッド結合回路１９への信号電力の比である
。

・・イブリッド結合回路１９に加えられろ両信号間の１
８０°の位相差は１／Ｔ（但しＴは遅延回路網１７の遅
延時間）に等しい間隔で達成すればよい。ＶＣＯ１１を
最初に動作させたときには、多分・・イブリッド結合回
路１９に加えられた両信号間には１８０°の位相差は発
生しない。しカルながら、その後振幅制限回路２３が動
作して位相検出器２７Ｉ、２７Ｑに加えられろ信号を制
限する。同時に弁別器作用が（振幅制限の量だけ）低減
した利得でではあるが生じる。この弁別器作用のために
ＶＯＣｌ　１の周波数はある周波数、すなわち［安定１
周波数の方へ押しやられろ。安定周波数に近づ（と、・
・イブリッド結合回路１９からの搬送波レベルは次第に
小さくなって最後には振幅制限回路２３が動作な停止し
て全利得が得られろ。

当業者には察知されることであろうが、ｖＣＯｌｌを制
御するループ（符号は付けず）及び電圧市制御減衰器２
１を制御するループ（やはり符号は付けず）の時定数は
前者が後者よりも動作上はるかに速（なるように構成し
なければならない。すなわち、既述の干渉計１５はまず
ｖＣＯｌｌを正しい周波数（遅延回路網１７のために７
・イブリッド結合回路１９への入力信号が１８０°位相
外れになる周波数）に同調させ、次に電圧制御減衰器２
１な調整して搬送波ゼロ化振幅を制御し、これによって
最良のゼロ点な得ろようにすることによって動作する。

ｖＣＯｌｌを安定周波数に同調させろと、搬送波ゼロ化
干渉計の全利得が利用可能となり、位相検出器２７Ｑで
検出されたＰＭ雑音はＶＣＯＩＩにフィードバックされ
て縮退又は減小する。

マイクロ波源１００周波数敏感性は単に７６０１１０周
波数を、このｖＣＯを制御するループが追従できろより
も速く変化させることによって達成される。この目的の
ために、周波数制御回路網３９に対して外部から加えら
れた「周波数指令」に応答して、この回路網は加合せ増
幅器３７を介してＶＣＯＩＩに対して階段的に作用して
ＶＣＯｌｌの周波数を階動させる。この周波数階動の後
、干渉計１５は再び動作するようになってＶＣＯＩＩの
周波数を最も近い安定周波数に同調させろ。前に簡単に
述べたように、干渉計は周波数に対する応答において一
般に周期的であるので、安定動作は、Ｔを遅延回路網１
７によって与えられろ遅延時間であるとして１／Ｔに等
しい間隔で達成することができろ。従って、周波数制御
回路網３９によりＶＣＯＩＩは１／Ｔの整数倍に対応す
る量だけ周波数上階動させられることになる。干渉計１
５はそれゆえ弁別器の低雑音動作を与えるばかを可能に
する。最後に、ここで注意するべきことであるが、例え
ば総合ループ利得及びループ帯域幅のようなパラメータ
は、正しく動作するフィードバックループを達成するの
に重要ではあるけれども、通常の技術的事項に関する事
柄であると思われるので、ここでは詳説しない。

これまでこの発明の実施例について説明してきたが、低
雑音と周波数敏感性とを共に達成するのに弁別器として
干渉計な利用するというこの発明の概念から離れること
なく多（の変更及び改変を行い得ることは当業者には明
らかであろう。それゆえ、この発明の範囲は開示した実
施例に限定されるべきものではな（・０

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明による干渉計を使用したマイクロ波源の
簡単化した構成図である。 図面において、１０はマイクロ波源、１１は電圧制御発
振器、１３は電力分割器、１５は干渉計を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（（Ｚ）電圧側■発振器の出力信号に応答し、この
   信号を標本化して標本信号を与えろようにするための装
   置、 （ｂ）　　この標本信号を等しく分割して第１、第２及
   び第３の信号な対応する第１、第２及び紀３路において
   形成するようにするための装置、 （Ｃ）それぞれ第１及び第２路に配置された遅延装置及
   び可変減衰装置、 （ｄ）第１及び第２路からの第１及び第２信号をベクト
   ル的に減算して、電圧制御発振器の出力信号に関し、こ
   れの瞬時周波数を示す振幅及び位相を呈する第４信号を
   形成するようにするための装置、 ｊｅ）　　第３信号を分割して基準信号及びこれと直角
   位相の移相基準信号にするための装置、（イ）それぞれ
   移相基準信号、基準信号とベクトル減算装置からの信号
   とに応答して、電圧制御発振器の周波数を制御する信号
   及び第４信号をゼロにする減衰器制御信号を与え、これ
   により究極的には電圧制御発振器の出力信号の周波数を
   安定化するようにするための第１及び第２の位相検出器
   を備えた電圧制御発振器用制御回路。 ２　前記第４信号の経路に振幅制限装置な配置しである
   、特許請求の範囲第１項に記載の制御回路。 ３　前記電圧制御発振器に加えられる電圧を階動させて
   周波数敏感性を得るようにするための装置な有し、階動
   の前後におけろ周波数の差が、Ｔを遅延装置の遅延時間
   であるとして１／Ｔの整数倍の関係になっている、特許
   請求の範囲第２項に記載の制御回路。 ４　前記第１位相検出器を含む回路の時定数が前記第２
   位相検出器を含む回路の時定数より小さくなっている、
   特許請求の範囲第３項に記載の制御回路。