JPS6027948B2 - パルス幅伸長装置 - Google Patents

パルス幅伸長装置

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JPS6027948B2
JPS6027948B2 JP54047643A JP4764379A JPS6027948B2 JP S6027948 B2 JPS6027948 B2 JP S6027948B2 JP 54047643 A JP54047643 A JP 54047643A JP 4764379 A JP4764379 A JP 4764379A JP S6027948 B2 JPS6027948 B2 JP S6027948B2
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JP
Japan
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phase
output
delayed feedback
pulse width
circuit
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JP54047643A
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道弘 沢田
晃 岡本
秋穂 籠原
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/32Shaping echo pulse signals; Deriving non-pulse signals from echo pulse signals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えば高周波パルス信号を遅延させたり、パ
ルス変調波の搬送波周波数を測定したりする場合に用い
られる遅延帰還合成式のパルス幅伸長装置に関するもの
である。
従来における遅延帰還合成ループの基本的構成を第1図
に示す。
図中、1はパルス幅制限器、2は遅延時間ヶをもった遅
延線、3は重畳回路、4は補増幅器、5はゲートスイッ
チ、6は可変移相器である。
かかる遅延帰還合成ループにおいて入力信号101はパ
ルス幅制限器1に入力される。パルス幅制限器1は入力
信号101を遅延帰還ループの遅延時間丁と等しい長さ
に制限する機能を備えている。補償増幅器4は遅延帰還
ループのループ利得を1に合せる機能をもつ。入力信号
101は第2図aの波形であり、第3図aのようなスベ
クトラムを持ち、パルス幅制限器1から出る短パルス信
号102は第2図bに示す波形となり、この周波数スベ
クトラムは第3図bのようである。これらの波形とスペ
クトルは(la)式及び(lb)式で表される。ナー(
t)=〜eCtく÷)eiけo‘...(1a)F・(
ナ)=A7Sin中(メ−′。
7) …(lb)汀(ナーナ。
)7但し、reCt(÷)妙帆幡のt=0神心とする矩
形パルスである。
短パルス信号102はn回帰遠合成ループを通りゲート
スイッチ5をオフすることにより第2図cのような伸長
パルス出力信号103を得る。伸長パルス出力信号10
3のスベクトラムは第3図cのようである。これらを式
で表すと(泌)式及び(沙)式となる。ナn(t)=A
2把Ct(こヂこ)ei{2中ナ。(t−n丁)−n△
?} ………(2)Fn(ナ)=A7S里芋手≧ラ
守三7XS誓言芋芳三−夫竿十△弓壬と但し0:パルス
接合部の位相差2汀〆。
7=狐汀十△ぐ (n:整 数) △た孝子 ナ,=ナ。
十△ナFn(ナ)=A7S1芸事手ララ守とXS誓言安
亭主三二壬業; (2b)即ちナ。
キチ‐.・△俳0 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐{3’の場
合には第2図cの各短パルスの接合部の位相が不連続と
なり伸長パルス出力信号103のスベクトラムは第3図
cの様になって、入力信号101の搬送波周波数foと
出力信号103の搬送周波数ナ,とは等しくならない。
なお、△ぐは位相不連続を表わす量である。ん=号‐「
‐△っ=0 ‐‐‐‐‐…‐‘4)の場合には、出
力信号103の短パルス接合部の位相不連続が無くなり
、スベクトラムは第3図dの様にナ。
=ナ.となり側帯波成分は最小になる。従って搬送波周
波数を変えないでパルス幅を伸長する為には、移相器6
を可変にして、‘4’式を満足する値に合せてやる必要
がある。
従来は、この遅延ループの移相量を自動的に合せる適当
な手段が無かったので、位相不連続を残したままで使用
したり、伸長パルス出力をスペクトル分析器を用いて観
測しスペクトルが第3図dの様になる様に可変移相器6
を手動で調整して伸長パルス内の位相不連続を最小に調
整していた。
また、この遅延ループの位相量を自動的に合せる為、従
釆は第4図に示すような方式が考えられているが、入力
信号に含まれる雑音や、遅延帰還ループ内で発生する雑
音の影響を受けて安定に動作させるのが非常に驚かしい
。第4図に示す方式は、第5図aに示す入力信号101
のパルス信号幅制限値以上の残余の部分と、1回以上遅
延帰還回路を通って遅れてきた信号104との位相差を
位相検波器7で検出して、この位相差が零になるように
移相器6を制御する。
第4図に示す方式は、第1図に示す遅延帰還合成ループ
に自動位相合せ回路を付加したものであり、位相合せ回
路は位相検波器7において上記遅延帰還合成ループで1
回以上遅延帰還された遅延信号{第5図c}とパルス幅
制限回路1へ入力する入力信号{第5図a}との位相差
を検出し、この位相差に比例した検出信号を第5図dに
示す波形にて取り出す。
そして、該検出信号はサンプルホールド回路8に入力さ
れ第5図eに示すようにサンプルホールドされ、サンプ
ルホールド信号はAPCループフイルタ9にてサンプル
ホールドレベルに比例した制御信号となり、結局この制
御信号を出力する。この制御信号は上記可変移相器6に
供給され、上記位相差が零となるように可変移位相器6
は制御される。なお、1川ま遅延時間調整器である。こ
の方式では入力信号のパルス幅がパルス幅制限値丁の約
2倍以上必要である欠点を有する他位相誤差を検出する
時間が7。
−7で短時間になるので検出系の帯城幅を広くする必要
が生じ雑音の影響を受け易いという欠点もある。そこで
、この発明は従来方式の欠点をすべて解消する新たな位
相差補償手段を提供する。
以下、第6図に示すこの発明の一実施例を具体的に説明
する。
図中、1〜9は第4図の構成と同一である。
11は遅延帰還合成ループの遅延時間↑に対して1/7
の周波数成分のみを選択する帯城通過フィル夕、12は
同期タイミングパルスに同期した成分を検出する同期復
調器、13は遅延帰還合成ループに於ける信号の循環動
作のサイクルに同期した同期タイミングパルスを発生す
る基準タイミングパルス発生器、20は電子的に発振周
波数を制御出来る電子制御発振器VC0,21は位相同
期発振回路の応答速度を決める為の自動位相同期ループ
フィル夕(PLOループフィル夕)である。
本実施例はパルス幅制限器1、遅延線2、重畳回路3、
補償増幅器4、ゲートスイッチ5、可変移相器6で構成
される遅延帰還合成ループに新規な位相同期発振回路(
以下PLO回路と呼ぶ)及び、自動位相合せ回路(以下
APC回路と呼ぶ)を付加している。かかるPLO回路
はまず電子制御発振器(以下VCOと呼ぶ)20と位相
検波器7と位相同期ループフィル夕21で構成され遅延
帰還合成ループの遅延時間7より遅い応答速度で上記遅
延帰還合成ループの出力信号に位相同期する様に上記V
COを自動制御する位相同期発振回路である。そして、
APC回路は帯域通過フィルター1、同期復調器12、
積分ホールド回路8、APCループフィル夕9及びタイ
ミングパルス発生器1 3で構成され、上許史UO回路
の位相制御の残留誤差を上記位相検波器の出力から取り
、遅延帰還合成出力103の位相リツプル成分を検出し
て遅延帰還合成ループの開ル−プ伝達移相量を自動制御
する。遅延帰還合成ループの動作については先に第1図
、第2図及び第3図を用いて説明したものと全く同じで
あるのでここでは説明を省略し、PLO回路とAPC回
路の動作について説明する。
第6図の各部の波形を第7図にまた各部の信号スベクト
ラムを第8図に示す。第7図aはパルス幅制限器1の出
力波形、第7図bは遅延帰還合成ループ伸長パルス出力
信号である。第7図c及びdは位相検波器7の出力で、
同c図はPLO回路とAPC回路がロックされていない
状態を又、同d図はPLO回路がロックされている状態
を示している。更に第7図e,f,g,hは各々帯城通
過フィル夕11、基準タイミングパルス発生器13、同
期復調器12、積分ホールド回路8の出力波形を示す。
また第8図a及びbはPLO回路、APC回路の両方が
ロックオンしていない状態における遅延帰還合成ループ
の出力、及びVC020の出力を示す。なお第7図fに
示す同期タイミングパルスは遅延帰還合成ループの循環
サイクルに同期している。第8図c,d及びeはPレ○
回略がロックオンし、APC回路がロックオンしていな
い状態におけるVC020、位相検波器7及び帯城通過
フィルター1の出力スベクトラムを示す。第8図f及び
gは共にPLO回路とAPC回路の共方がロックオンし
ているときの遅延帰還合成ループの出力スペクトル及び
電子制御発振器VCOの発振出力スペクトルを各々示す
。かかる構成の遅延帰還合成ループにおいて、位相検波
器7は第8図aのスベクトラムを持つ遅延帰還合成出力
信号103と第8図bに示すスベクトラムを持つVCO
出力118との位相差を検出して第7図cに示す波形の
出力を得る。
ここでPLO回路のVC020は予じめ入力信号周波数
の粗情報によって予備設定しておき、遅延帰還合成出力
の搬送波周波数とVC020出力周波数との差は±1/
ヶ以下である。PLO回路は第7図cに示す低周波及び
直流分のみをPLOループフィル夕21で取出しVC0
20を制御して、第8図aに示す遅延帰還合成出力10
3の搬送波成分にVC020を位相同期させる。従って
PLO回路がロックオンした状態において、VC020
の出力118の周波数へc。は上記搬送波成分の周波数
ナ.と一致するのでVC020の出力1 18のスペク
トルは第8図cとなる。この時、位相検波器7の出力1
07は第7図dのようになり、大きな位相差は消滅する
。この場合位相検波器7の出力スベクトラムは第8図d
のようになる。すなわち、第7図d、第8図c,d,e
はPレ○がロックオンした状態を示している。
一方、APC回路はこのPLO回路がロックオンした状
態に於ける位相検波器出力{第7図dに示す}を通過中
心周波数1/7(日Z){但し、7=短パルスのパルス
幅(sec)}の帯城通過フィル夕11に通して第7図
dに示す位相検波器7の出力のf;1/丁の成分、即ち
遅延帰還合成出力103の第1側帯波成分によって生ず
る成分のみを取り出し、第7図eに示すようなリップル
波形を得ることができる。このリツプル成分のスペクト
ルは第8図e、振幅は第8図aの側帯波成分の振幅に比
例し遅延帰還ループの位相誤差△ぐの正弦値Sm△?に
比例する。一方、基準タイミングパルス発生器13は、
パルス幅制限器1が入力信号の到来を検出した結果のタ
イミングパルス109を受けこれに同期して起動し、以
後周期で(sec)に等しくデューティ比が約1/2の
パルス列を発生する。このパルス列は結果的に遅延帰還
合成ループにおける短パルスの循環サイクルに同期する
ので、同期タイミング信号110と呼ぶ。次に同期復調
器12で上記の位相リツプル信号108を同期タイミン
グ信号を基準にして同期検波し遅延帰還ループに於ける
短パルス信号の循環サイクルに同期した信号成分111
を取り出す。
この信号111の波形は第7図gに示す通り全波整流波
形の断続する幅n↑のパルス状であるので、次の積分ホ
ールド回路8で各パルス毎の直流成分を取り出し、スト
レッチして第7図hに示すような直流出力電圧信号11
2に変換する。この直流出力電圧信号112は遅延帰還
合成ループ位相誤差△0の正弦値sin△Jに比例する
ためにこれを位相誤差電圧信号112と呼ぶ。この位相
誤差電圧信号1 12をAPCループフィル夕9を通し
て遅延帰還ループの可変移相器6に帰還して遅延帰還合
成ループの移相量を制御して、常に遅延帰還合成ループ
の位相誤差△◇を零にするように制御している。なお、
上記同期復調器12は周期7の基準タイミングパルスと
同期する成分のみを取り出すために位相検波器7と同期
復調器12の間に入れた帯城通過フィル夕11は不可欠
なものではない。
上記した説明では、第7図cの波形図が示すように、遅
延帰還合成ループの位相誤差が一方向に生じている場合
を示すが、該位相誤差は上記方向と反対方向にも生じ、
この場合第7図cの波形は横軸方向に対し下方にずれが
生じ結果的に第7図hの信号は逆極性となり、可変位相
器6は逆方向に制御されることとなる。すなわち、上記
位相誤差の極性と大きさを検出することにより可変位相
器6を制御している。上記したこの方式では、遅延帰還
合成出力103の搬送波成分を位相同期発振器(PLO
回路)を用いて検出し、このPLO回路の出力と上記遅
延帰還合成出力信号との位相差の変動から遅延帰還合成
ループの遅延婦環サイクルに同期する成分のみを同期検
波によって取り出して自動位相制御回路(APC回路)
の位相誤差検出電圧としているために、位相誤差検出系
のS/Nを大幅に改善することができる。
更に、遅延帰還合成ループ内部で発生する雑音や、入力
RF信号の熱雑音等によって生ずる制御誤差や変動を著
しく小さくすることができるため安定な自動位相制御を
実現する。以上の様にこの発明に係るパルス幅伸長装置
は遅延帰還合成出力の搬送波成分に位相同期発振回路(
PLO回路)をロックオンさせ、このPLO回路の位相
制御の残留謀蔓葦から遅延帰還合成ループの遅延帰還サ
イクルに同期する成分のみを取り出すことによって遅延
帰還合成出力に於るパルス接合部分の位相不連続を検出
し、これが零になる様に遅延帰還合成ループ内に設けた
可変移相器を制御するりかかる本発明によればループ内
発生雑音や入力信号に含まれる熱雑音その他の外釆雑音
に対して安定に遅延帰還合成ループの自動位相制御を行
うことが出来る。
そのため、常に位相連続かつ、搬送波周波数のずれない
パルス幅伸長出力を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般の遅延帰還合成ループの基本的な成を示す
ブロック構成図、第2図は第1図の各部の波形を示す波
形図、第3図は第2図の各部の波形の周波数スベクトラ
ム図、第4図は従来の自動位相合せ機能を持つ遅延帰還
合成系のブロック構成図、第5図は第4図の系の各部の
波形を示す波形図、第6図は本発明の一実施例を示すブ
ロック構成図、第7図は第6図の系の各部の波形を示す
波形図、第8図は第6図の各部における信号の周波数ス
ベクトラム図である。 図中、1はパルス幅制限器、2は遅延線、3は重畳回路
、5はゲート・スイッチ、6は可変移相器、7は位相検
波器、12は同期復調器、13は基準タイミングパルス
発生器、21はPLOループフィル夕、2川ま電子制御
発振器である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。第1図
第2図 第5図 第3図 第6図 第4図 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 移相器を有する遅延帰還合成ループによりパルス変
    調波のパルス幅を伸長するパルス幅伸長装置において、
    電子制御発振器と、この電子制御発振器の出力と上記遅
    延帰還合成ループの出力との位相差を検出する位相検波
    器とを有し、この位相検波器の出力により上記電子制御
    発振器の発振出力を上記遅延帰還合成ループ出力の搬送
    波成分に位相同期させる位相同期発振回路及び上記遅延
    帰還合成ループの循環サイクルに同期した同期タイミン
    グ信号を発生する基準タイミングパルス発生器と、この
    同期タイミング信号を用いて上記位相検波器の出力から
    上記遅延帰還合成ループの循環サイクルに同期した成分
    を検出しこの出力により上記移相器の移相量を可変する
    同期復調器とを有し、この同期復調器の出力によりこの
    出力が零になるように上記移相器の移相量を可変する自
    動移相合せ回路とを備えたパルス幅伸長装置。
JP54047643A 1979-04-18 1979-04-18 パルス幅伸長装置 Expired JPS6027948B2 (ja)

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