JPS6046843B2 - 電力分割兼変調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、汗信号装置と、該ＨＦ信号装置の出力端子
に接続され、搬送波信号が供給される共通端子と、それ
ぞれ各別の１ハ波長変成器を経て前記共通端子に接続さ
れ、且つ制御入力端子を有してインピーダンス値を制御
し得る少くとも２個の゛可制御インピーダンスと、前記
制御入力端子に接続され且つ変調信号を供給して前記イ
ンピーダンスの値を変化させる変調信号源と、前記可制
御インピーダンスの両端間に接続された出力端子とを具
える電力分割兼変調装置に関するものである。

斯る装置は方位を決定する無線航行装置、特にドプラ
ＶＨＦオムニレンジ無線装置（ＤＶＯＲ）に用いられて
いる。両側波帯ドプラＶＯＲ装置においては送信装置は
円の中心に配置されたアンテナと、円周上に等間隔に配
置された複数個（例えば４８個）のアンテナとを具え、
中心アンテナにより３０Ｈ２信号で振幅変調された搬送
波信号を全方向性放射パターンで放射させると共に、円
周上の直径方向に対向して位置するアンテナの各対を、
その一方のアンテナに９９６０Ｈ２の補助信号で変調さ
れた搬送波信号の上側波帯信号を、他方のアンテナにそ
の下側波帯信号を供給して、順次に励振することにより
回転指向性放射パターンを３０Ｈｚの速度で放射させる
。全方向性放射パターンの３０Ｈｚ信号の位相は、指向
性放射パターンの回転により得られた補助信号上の３０
Ｈｚ周波数変調波の位相に対し、所定の方向に一致する
よう選択しておく。両信号間の位相差を任意の点で測定
することにより上記の所定方向に対するこの点の方位を
知ることができる。本明細書の冒頭に記した装置の目的
の１つは上記の送信機で発生された測波帯信号を増幅し
、アンテナに供給することにある。

この目的のために、前記ＵＦ信号装置は電力増幅器とし
て設計され、前記インピーダンスの各々は、前記ＨＦ信
号装置に接続されたアンテナ給電線より成る負荷インピ
ーダンスと、制御入力端子が設けられた吸収回路の並列
回路として設計される。ドップラＶＯＲにおいては１つ
のアンテナから次のアンテナへの側波帯信号電力の供給
を切換えを急激に行なうと、即ち側波帯信号電力を一定
に維持して円形配置アンテナに順次切換え供給すると不
所望な周波数成分が発生することが既知であり、これを
避けるためにはこの切換えをなめらかに行なう必要があ
り、この目的のために前記吸収回路の各々の制御入力端
子に変調信号として正弦波の全波整流信号及び余弦波の
全波整流信号をそれぞれ供給して吸収回路からアンテナ
へ供給される側波帯信号を振幅変調する。

このようにすると、一方の吸収回路に接続された１つの
アンテナに供給される側波帯信号電力がピーク値に達す
ると同時に他方の吸収回路に接続された次のアンテナに
側波帯信号電力が供給され始め、次いで前者のアンテナ
への給電電力が零に漸減すると共に後者のアンテナへの
給電電力がピーク値に漸増するので１つのアンテナから
次のアンテナへの側波帯信号の供給の切換えがなめらか
に行なわれる。これらの変調は前記変調信号で吸収回路
のインピーダンス（ＰＩＮダイオード、従つて１１破長
変成器の終端インピーダンスとして設計される）を変化
させることにより行なわれる。その結果、共通端子のイ
ンピーダンスは一定にならず、その結果、電力増幅器に
よりこの端子に供給されたＨＦ信号の変化する部分が反
射され、これにより電力増幅器において位相歪みが起る
。本発明の目的は、共通端子のインピーダンスを可制御
インピーダンスの変化と無関係にせんとするにある。

本発明電力分割兼変調装置は、共通端子に１１４波長変
成器を経て接続された少くとも２個の可制御インピーダ
ンスの制御端子に接続された変調信号源に加算器を接続
してこれに変調信号を供給し、ＨＦ信号装置には制御端
子が設けられた変調装置を設け、該制御端子に前記加算
器を接続して渾信号装置から前記変調信号の和に比例し
た信号により振幅変調された搬送波信号を発生させるよ
うにしたことを特徴とする。

以下図面を参照して本発明およびその利点を更に説明す
る。

第１図に示す回路は本発明電力分割兼変調装置の一例で
、叩信号装置１を具え、この装置は伝送線路２を経て共
通端子３に搬送波信号を供給する。

この共通端子３から搬送波信号を出力端子５を有する第
１の１１破長伝送線路部分４を経て第１の可制御インピ
ーダンス６に供給すると共に出力端子８を有する第２の
１１破長伝送路部分７を経て第２の可制御インピーダン
ス９に供給する。インピーダンス６および９には制御入
力端子１０および１１を設け、これら端子に変調信号源
１２および１３から変調信号を供給してインピーダンス
６および９の値をこれら変調信号の制御の下で変化させ
る。伝送線路２の終端インピーダンスは１１破長伝送線
路部分４および７より成る１１４波長変成器の゛入力イ
ンピーダンスの並列回路で構成される。

これら入力インピーダンスは１１破長変成器４および７
で変成されてインピーダンス６および９に等しくなる。
インピーダンス６および９の値は変調信号により変化さ
れるため、この終端インピーダンスの値も変化する。従
つて、伝送線路２の終端において値の変化する反射が起
り、ＨＦ信号の適正動作に影響をおよぼす。斯る反射を
避けるには、変調信号源１２および１３により発生され
た変調信号を加算器１４て互”に加算し、得られた和信
号をＨＦ信号装置１内の変調装置（図示せず）の制御端
子１５に供給して唾信号源から前記和信号で振幅変調さ
れた搬送波信号を発生させる。

この装置の動作を第２図に示す等価回路図を参照して更
に説明する。

第２図には伝送線路２、共通端子３、１１破長変成器４
，７および出力端子５，８を経てインピーダンス６およ
び９に、これら負荷インピーダンスに供給される変調信
号によつて流れる電流および関連する電圧を示す。

変調信号によつて決まる負荷インピーダンス両端間の電
圧はＥ１およびＥ２て示す。

１１破長伝送線路部分の特性により入力インピーダンス
は伝送線路の特性インピーグンスの２乗を終端インピー
ダンスて割算した値に等しくなる。

従つて入力インピーダンスは終端インピーダンスに逆比
例し、これは出力電圧が入力電流に比例することおよび
入力電流か出力電圧に比例することを意味する。第１の
１１破長変成器４および第２の１１破長変成器７の入力
電流をそれぞれ１１″および１２″で示すと、となる。

これら入力電流の和は伝送線路２から共通端子３に供給
され、この和電流はに等しい。

（３）式に（１）および（２）式を代人すると、となる
。信号源１は、前記変調信号の和信号の制御の下で、に
等しい電圧を発生する。

（４）式および（５）式から、共通端子３のインピーダ
ンスは＼ＡＪｌ碁ＬＪＺノＩＬ−ー１ に等しくなる。

値Ａを伝送線路２の特性インピーダンスに等しく選択す
ることによつてこの伝送線路は無反射に終端されるため
、可制御インピーダンス６および９の値の変化はＨＦ信
号装置に何の影響もおよぼさない。上述の考察において
はインピーダンス６および９を流れる電流１１および１
２を出発点としてもよい。

この場合にもＨＦ信号装置１は前記変調信号の和信号で
振幅変調された電圧を共通端子３に供給する必要がある
という結論が導かれる。尚、信号装置の変調装置（図示
せず）としては従来の振幅変調器を用いることができる
。

第１図に示す装置はドプラＶＯＲ航行装置の送信機に用
いることができる。

第３図はこの送信機の中て、下又は上側波帯信号を発生
し増幅すると共にこの信号をアンテナに順次に供給する
部分を示す。この目的のために、ＨＦ信号装置１には搬
送波信号発生器１６と、９９６０Ｈｚ信号を発生する補
助信号発生器１７を設ける。

両信号発生器を変調器１８に接続し、これにより電力増
幅器１９に上又は下側波帯信号を供給する。この増幅器
１９で増幅された信号を伝送線路２を経て共通端子３に
供給し、ここから１１破長変成器４を通して出力端子５
に供給すると共に１１破長変成器７を経て出力端子８に
供給する。円周に沿つて等間隔に配置した４８個のアン
テナの内の２４個の偶数番アンテナをアンテナ給電線２
０を経て出力端子５に、２４個の奇数番アンテナをアン
テナ給電線２１を経て出力端子８に接続する。ここで図
示してないが、これらアンテナは給電線２０および２１
に順次に接続されて円周に沿つて３０Ｈｚの速度で移動
する１個の放射素子と等価な働きをする。この際、１つ
のアンテナから次のアンテナへの側波帯信号電力の給電
の切換えを急激に行なうと、即ち出力端子５及び８に供
給される側波帯信号電力を一定に維持して円形配置の４
８個のアンテナに順次切換え給電すると、不所望な周波
数成分が発生する。これを避けるためには１つのアンテ
ナから次のアンテナへの側波帯信号電力の給電の切換え
をゆるやかにする。即ち１つのアンテナの給電電力を徐
々に零に減少させると同時に次のアンテナへの給電電力
を徐々にピーク値に増大させる必要がある。この目的の
ために、後に詳述するように吸収回路２２のインピーダ
ンスを第４図に３１で示すような正弦波を全波整流した
ものであつて、その正弦半波を一周期とする信号（以後
正弦半波のくり返し信号という）から成る変調信号で変
化させて出力端子５からアンテナ給電線２０に供給され
る側波帯信号の振幅を周期的に正弦半波状に変調すると
共に、吸収回路２３のインピーダンスを第４図に３２で
示すような余弦波を全波整流したものであつて、その余
弦半波を一周期とする信号（以後余弦半波のくり返し信
号という）から成る変調信号で変化させて出力端子８か
らアンテナ給電線２１に供給される側波帯信号の振幅を
周期的に余弦半波状に変調する。尚、アンテナ給電線２
０には偶数番アンテナが正弦半波くり返し信号の各周期
（正弦半波）毎に順次接続され、アンテナ給電線２１に
は奇数番アンテナが余弦半波くり返し信号の各周期（余
弦半波）毎に順次接続される。このようにすると、アン
テナ給電線２０に接続された頷番目のアンテナに供給さ
れる側波帯電力がピーク値に達したときにアンテナ給電
線２１に接続された次の頷＋１番目のアンテナに側波帯
電力が供給され始め、次いで前者のアンテナへの側波帯
電力が零に漸減すると共に後者のアンテナへの側波帯電
力がピーク値に漸増し、後者のアンテナがピーク値に達
すると同時にアンテナ給電線２０に接続された頷＋２番
目のアンテナに側波帯電力が供給され始め、以下同様に
して１つのアンテナから次のアンテナへの側波電力の給
電の切換えがなめらかに行なわれる。上述のように４８
個の円形配置アンテナを３０Ｈｚの速度で順次給電する
ためには１つのアンテナへの切換え周期は±×±＝±Ｓ
ｅｃとする必要があり、 ３０２４７２０従つて前
記変調信号としては７２０Ｈｚの正弦半波及び余弦半波
くり返し信号が必要とされる。

斯る変調信号は例えば次のようにして得られる。

先ず変調信号発生器２４からの３６０Ｈｚの正弦波信号
を２個の移相器２５及び２６に供給する。これら移相器
は３６０Ｈｚの正弦波信号をそれぞれ＋４５ら及ひ−４
５６移相し、互に９００移相した正弦波信号を出力する
。即ち、これら移相器２５及ひ２６はそれぞれ３６０１
］ｚの正弦波信号及び余弦波信号を出力する。次いでこ
れら正弦波信号及び余弦波信号をそれぞれ全波整流器２
７及ひ２８て全波整流する。このように３６０Ｈｚの正
弦波信号及び余弦波信号を全波整流すると、もとの信号
の半周期を一周期とする７２０Ｈｚの正弦半波くり返し
信号及び余弦半波くり返し信号が得られ、これら信号を
吸収回路２２及ひ２３に変調信号として供給する。これ
ら吸収回路２２および２３にそれぞれ供給される７２０
Ｈｚの正弦半波くり返し信号および余弦半波くり返し信
号を第４図に３１および３２で示す。吸収回路２２およ
び２３はそれぞれ端子５および８と端子３５および３６
との間に接続されたＰＩＮダイオード３３および３４を
具える。

端子３５および３６はそれぞれ変調信号阻止コンデンサ
３７および３８を経て接地する。それぞれの変調信号３
１及び３２をそれぞれ差動増幅器３９および４０を経て
端子３５および３６に供給する。

ＰＩＮダイオードの瞬時抵抗値はこれに供給される変調
信号の瞬時値により決まるため、伝送線路２０および２
１を経てアンテナに供給されるＨＦ搬送波信号は第４図
に示す変調信号３１および３２に対応する振幅変化を示
す。即ち、端子５と大地との間の電圧はに等しく、端子
８と大地との間の電圧は に等しい。

ここで、Ｅは変調信号の振幅である。端子５に接続され
た負荷はに等しい。

ここでＲ。はアンテナ給電線２０のインピーダンスで、
この線が適正に終端されているときはこの線の特性イン
ピーダンスに等しい。Ｒ１はＰＩＮダイオード３３の瞬
時抵抗値である。同様に、端子８に接続された負荷はこ
こでＲ２はＰＩＮダイオード３４の瞬時抵抗値、ＲＯは
アンテナ給電線２１のインピーダンスである。

共通端子３の電圧Ｅ３は出力端子５および８の電圧Ｅ５
およびＥ８で表わすことができる。１１破長変成器４お
よび７の変成作用のために、およびＥ３＝ＶＺ，７／Ｒ
８Ｅ８・（１１）”となる。

ここでＺ，４およびＺ，７は１ノ破長変成器４および７
の入力インピーダンスである。しかし、１１破長変成器
に対してはが成立する。

ここで、Ｚ，は入力インピーダンス、Ｒｕは出力インピ
ーダンスおよびＲ。は伝送線路部分４および７の特性イ
ンピーダンスである。（１０）および（１１）式に（１
２）式を代人すると、およびＥ３＝（ＲＯ／Ｒ８）Ｅ８
・（１４）゛となる。更に、変調信号３１および３２は
加算器１４で加算され、第４図に示す和信号４１となる
。

この和信号４１が差動増幅器４２を経て電力増幅器１９
内の変調装置の制御端子１５に供給され、和信号４１に
等しい変調電圧Ｅ３を有するＨＦ信号が共通端子３に供
給される。従つて、となる。（１５），（６）および（
７）式から、となる。（１３）式に（１６），（７）お
よび（８）式を代人すると、 一
−、，一、一．となり、これからとなり、且つ（１
６），（６）および（９）式を（１４）式に代人すると
、となる。

共通端子のインピーダンスは１１破長変成器４および７
の入力インピーダンスの並列回路より成る。即ち、この
インピーダンス（古，、 に等しい！轡および（９）式青″（１７）および（１８
）式を代人し、その結果を（１２）式に代人すると、お
よびＺｌ７＝ＲＯ（ＣＯｔφ＋１） ・（２１
）最後に（２０）および（２１）式を（１９）式に代人
すると、となる。

これから明らかなように、伝送路２は特性インピーダン
スＲ。

で終端され、ＰＩＮダイオード３３および３４のインピ
ーダンスが変化するにもかかわらず何の反射も発生しな
い。接続点３，５および８に正確な電圧信号を得るため
に、これらの点をダイオード４３，４４および４５とし
て設計した包絡線検波器を経て差動増幅器４２，３９お
よび４０の負入力端子に接続して端子３５および３６お
よび制御入力端子１５に帰還する。

このように点３，５及び８のＨＦ信号を包絡線検波して
差動増幅器４２，３９及び４０の負入力端子に負帰還す
ると、唾信号が変調信号４１，３１及び３２に従つて一
層正確に変調されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電力分割兼変調装置の一例の回路図、第
２図は第１図に示す装置の等価回路図、第３図はドプラ
ＶＯＲ航行装置の送信機に用いた本発明電力分割兼変調
装置の例の回路図、第４図は第３図の装置において発生
される変調信号の波形図である。 １・・・・・・ＨＦ信号装置、２・・・・・・伝送線路
、３・・・共通端子、４，７・・・・・・１１４波長変
成器、５，８・・・・・・出力端子、６，９・・・・・
・可制御インピーダンス、１０，１１・・・・・・制御
端子、１２，１３・・・・・変調信号源、１４・・・・
・・加算器、１５・・・・・制御端子、１６・・・・搬
送波信号源、１７・・・・・・補助信号発生器、１８・
・・・・・変調器、１９・・・・・・電力増幅器、２０
，２１・・・・アンテナ給電線、２２，２３・・・・・
・吸収回路、２４・・・・・・変調信号発生器、２５，
２６・ ・・移相器、２７，２８・・・・・・全波整流
器、３１，３２・・・・変調信号、３３，３４・・・・
・・ＰＩＮダイオード、３７，３８・・・・・・阻止コ
ンデンサ、３９，４０・・・・・・差動増幅器、４１・
・・・・・変調信号３１，３２の和信ノ号、４２・・・
・・・差動増幅器、４３，４４，４５・・包絡線検波ダ
イオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ＨＦ信号装置と、該ＨＦ信号装置の出力端子に接続
   され、搬送波信号が供給される共通端子と、それぞれ各
   別の１／４波長変成器を経て前記共通端子に接続され、
   且つ制御入力端子を有してインピーダンス値を制御し得
   る少くとも２個の可制御インピーダンスと、前記制御入
   力端子に接続され且つ変調信号を供給して前記インピー
   ダンスの値を変化させる変調信号源と、前記可制御イン
   ピーダンスの両端間に接続された出力端子とを具える電
   力分割兼変調装置において、前記変調信号源に接続され
   、前記変調信号が供給される加算器を設け、且つ前記Ｈ
   Ｆ信号装置には制御端子を有する変調装置を設け、該制
   御端子に前記加算器を接続して前記ＨＦ信号装置から前
   記変調信号の和に比例した信号により振幅変調された搬
   送波信号を発生させるようにしたことを特徴とする電力
   分割兼変調装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の装置において、負帰還回路
   を前記共通端子と前記変調装置の制御端子との間に設け
   たことを特徴とする電力分割兼変調装置。 ３ 特許請求の範囲２記載の装置において、前記負帰還
   回路には差動増幅器を設け、その一方の入力端子を前記
   加算器の出力端子に、他方の入力端子を包絡線検波器を
   経て前記共通端子に接続し、出力端子を前記変調装置の
   制御端子に接続したことを特徴とする電力分割兼変調装
   置。