JP3106088B2 - レーダ・トランスポンダ - Google Patents
レーダ・トランスポンダInfo
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Description
得られるレーダ・トランスポンダに関するものである。
ダを示すブロック図である。図において、1は送信受信
共用空中線、2はこの空中線1に接続されたサーキュレ
ータ、3は受信信号を増幅するFET増幅器、4はこの
増幅された受信信号を検波するダイオード直接検波器、
5はそれを増幅するビデオ増幅器、6は制御回路、7は
掃引信号を発生する鋸歯状波発生回路、8は送信ゲート
回路、9はマイクロ波発振器である。
用空中線1によって受信されたレーダ信号は、サーキュ
レータ2を通過してFET増幅器3に入り、そこで増幅
された後、ダイオード直接検波器4により検波信号とな
る。検波信号は、ビデオ増幅器5でトリガレベルに増幅
され、制御回路6をトリガする。それにより、送信ゲー
ト回路8が開き、同時に鋸歯状波発生回路7が動作し、
それぞれの信号がマイクロ波発振器9に加わり、周波数
掃引されたマイクロ波信号が送信ゲートの開いた時間だ
け送信する。この送信信号は、サーキュレータ2を通過
して、送信受信共用空中線1に伝わり、捜索レーダに向
けて空間へ送信応答電波が発射される。
スポンダは以上のように構成されているので、送信ゲー
トが開いた送信時間に送信波がサーキュレータを介して
受信側に漏洩し、それを受信側が増幅して受信回路が飽
和し、よって制御回路のトリガ・レベルを越えて誤動作
が発生するという課題があった。また更に、受信回路は
微少な受信信号を増幅するため、送信側の信号はもちろ
ん、雑音や温度の影響を受けやすく、誤った受信をする
ことがあるという課題もあった。
されたもので、送受信兼用のアンテナからの送信側の影
響による誤応答の送信を防ぎ、また微少信号に対しても
安定に動作するレーダ・トランスポンダを得ることを目
的とする。
スポンダは、送受信兼用のアンテナと、このアンテナに
接続されて送信信号と受信信号とを切り換える切換器
と、この切換器を通過した受信信号を増幅するFET増
幅器と、このFET増幅器の後段に設けられ、そのFE
T増幅器により増幅された受信信号を検波するダイオー
ド検波器と、このダイオード検波器により検波された検
波信号に基いてマイクロ波信号を発生して上記切換器を
介して上記アンテナに送信するマイクロ波発振器と、上
記切換器の後段であって上記FET増幅器の前段に設け
られ、送信時には接地側に接続し、受信時には上記FE
T増幅器に接続するスイッチとを備えたことを特徴とす
るものである。
スポンダは、送受信兼用アンテナと、この送受信兼用ア
ンテナに接続されて送信信号と受信信号とを切り換える
切換器と、上記受信信号を受信する受信回路と、この受
信回路による出力信号に基いて上記送信信号を発生する
発振器と、上記切換器と上記受信回路との間に設けら
れ、上記送信信号の送信時には接地側に接続し、上記受
信信号の受信時には上記受信回路に接続される単極双投
スイッチとを備え、この単極双投スイッチは、上記受信
信号の入力側に設けられた無反射終端、上記受信信号の
入力側と出力側との間に設けられたインピーダンス整合
用線路、このインピーダンス整合用線路の出力側に設け
られたダイオード、及びこのダイオードをオンオフ制御
する駆動信号が入力される駆動信号入力端を有すること
を特徴とするものである。
スポンダは、送受信兼用アンテナと、この送受信兼用ア
ンテナに接続されて送信信号と受信信号とを切り換える
切換器と、上記受信信号を受信する受信回路と、この受
信回路による出力信号に基いて上記送信信号を発生する
発振器と、この発振器の上記送信信号を一定の送信時間
だけ上記切換器に送信する送信ゲート回路と、上記切換
器と上記受信回路との間に設けられ、上記送信信号の送
信時には接地側に接続し、上記受信信号の受信時には上
記受信回路に接続される単極双投スイッチと、上記一定
の送信時間の経過後に上記単極双投スイッチを接地側か
ら上記受信回路側に切換駆動するスイッチ駆動回路とを
備えたことを特徴とするものである。
スポンダは、上記受信回路は、上記切換器を通過した受
信信号を増幅するFET増幅器を有し、このFET増幅
器の駆動を遮断する遮断時間を設定するFET増幅器駆
動回路を設け、その遮断時間を上記スイッチ駆動回路の
切換駆動のタイミングより遅らせたことを特徴とする請
求項3に記載のものである。
スポンダは、上記受信回路の出力により受信禁止時間を
設定するインヒビット回路を設け、その受信禁止時間を
上記FET増幅器駆動回路の遮断時間よりも延ばしたこ
とを特徴とする請求項4に記載のものである。
スポンダは、上記インピーダンス整合用線路は、段階的
又は連続的に線路幅を変えたことを特徴とする請求項2
に記載のものである。
スポンダは、上記インピーダンス整合用線路のインダク
タンス成分又は上記受信回路側における負荷容量成分を
打ち消す補正インピーダンスを付加したことを特徴とす
る請求項2に記載のものである。
スポンダは、上記受信回路がビデオ増幅器を有し、この
ビデオ増幅器に出力安定化用温度補正回路を付加したこ
とを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載のもの
である。
切換器の後段であって上記FET増幅器の前段に設け、
送信時には接地側に接続し、受信時には上記FET増幅
器に接続するため、送信時にFET増幅器を通過した微
小信号によって誤動作が生じにくい。
ッチは、インピーダンス整合用線路と無反射終端及び駆
動信号入力端とを有するため、送信側への反射が少なく
なる。
回路は、上記送信ゲート回路による送信時間経過後に上
記単極双投スイッチを接地側から上記受信回路側に切換
駆動するため、上記送信信号の上記受信回路への漏洩が
少なくなる。
幅器駆動回路は、その遮断時間を上記スイッチ駆動回路
の切換駆動タイミングより遅らせたことから、上記受信
回路への漏洩が少なくなり、安定な動作が実現しうる。
回路は、その受信禁止時間を上記FET増幅器駆動回路
の遮断時間よりも延ばしたことから、更に上記受信回路
への漏洩が少なくなり、安定な動作が可能となる。
ダンス整合用線路は、段階的又は連続的に線路幅を変え
ることにより、反射を減らすことが可能となる。
ピーダンスを付加することにより、反射を減らすことが
可能となる。
オ増幅器に出力安定化用温度補正回路を付加したことか
ら、温度変化にも安定な動作を実現しうる。
影響を軽減した単極双投のスイッチを受信側に入口に設
けた例を説明する。この発明の実施例1の構成のレーダ
・トランスポンダを図1に示す。図1(a)において、
新規な要素10は、オン時及びオフ時とも、良好な入力
インピーダンスを持つサーキュレータ側から見て単極掃
投のRFスイッチである。このRFスイッチ10の詳細
構成の一例を図1(b)に示す。図において、11a,
11bはPINダイオード、12は電流制御用抵抗、1
3は50Ω無反射終端、14は1/4波長マイクロスト
リップ線路を示す。図1(b)の入力側は、図1(a)
のサーキュレータ2に接続され、また、図1(b)の出
力側は、図1(a)のFET増幅器3に接続される。図
1(b)で抵抗12に印加されるスイッチ駆動信号がオ
ン時に、入力側は無反射終端13とダイオード11b点
で接地され、また、スイッチ駆動信号がオフ時に、入力
側は線路14を経由して出力側に接続される単極双投の
動作をする。
用の空中線1によって受信されたレーダ信号は、サーキ
ュレータ2を通過してRFスイッチ10に入る。スイッ
チ駆動信号がオフで、従ってRFスイッチ10がオン状
態の時、レーダ信号は、RFスイッチ10を通過し、F
ET増幅器3に入る。そこで増幅された後、ダイオード
直接検波器4に伝達され、送信受信共用空中線1より空
間へ送信応答電波が発射されるまでは、従来の技術の動
作と同様である。しかし、送信状態となり、送信ゲート
8が開くと、出力された送信ゲート信号は、RFスイッ
チ10にも伝達され、スイッチ駆動信号がオンになり、
RFスイッチはオフ状態となる。図1(b)において、
RFスイッチ10は、受信状態の時、送信ゲート8は開
いておらず、RFスイッチ10へのスイッチ駆動信号入
力はオフ状態であり、PINダイオード11a,bはオ
ープン状態となるので、レーダ信号は入力側から出力側
へ通過するオン状態となる。また、送信ゲート8が開く
と、RFスイッチ10へのスイッチ駆動信号入力は、オ
ン(高電位)状態となり、抵抗12を介してPINダイ
オード11a,bは順方向へ電流が流れ、短絡状態とな
る。すなわち、ダイオード11bで接地電位になるとと
もに、入力側に入ってきた送信漏洩電波は、整合用の分
布定数線路14でサーキュレータ2の出力インピーダン
スとマッチングして電波は吸収され、反射がない状態と
なる。すなわち、RFスイッチ10は、完全なオフ状態
になり、かつ、50Ω無反射終端により良好な入力イン
ピーダンスが維持される。上記のようにサーキュレータ
側から見て単極双投であればよいので、変化は種々考え
られる。例えば、線路は3/4波長でもよい。この場合
でも、無反射終端に向けて接地電位になるため、RFス
イッチ10で反射した送信信号がマイクロ波発振器9に
流れ込むことがなくなり、マイクロ波発振器9の正常動
作が保てる。
回路への漏洩を更に減らした回路を説明する。上記実施
例では、マイクロ波発振器9への同一の送信ゲート8か
らの出力をRFスイッチ10の駆動信号に用いた例を示
したが、スイッチ駆動信号のタイミングを送信ゲート出
力よりも延ばし、送信信号が終了した後の過渡期の信号
の漏洩も抑えることを考える。例えば、FET増幅器3
への遮断信号及びインヒビット回路と組み合わせた構成
である。図2は、実施例2のレーダ・トランスポンダの
構成ブロック図である。図2において、15はインヒビ
ット回路、16はRFスイッチ駆動回路、17はFET
増幅器駆動回路を示す。図3はインヒビット回路15、
RFスイッチ駆動回路16、FET増幅器駆動回路17
の具体的な回路を示す図である。図において、51はタ
イミング調整回路、52はNORゲートで、61は基準
電位設定回路、62はタイミング調整回路、63はAN
Dゲートである。71は同じく基準電位設定回路、72
はタイミング調整回路、73はANDゲート、74はバ
イアス電位安定回路である。図4は、図2の構成のレー
ダ・トランスポンダの動作を説明するためのタイミング
説明図である。
動作を説明する。まず、スイッチ駆動回路16の出力タ
イミングを説明する。タイミング調整回路62により、
送信ゲート回路8の送信時間が終了するより遅く、RF
スイッチ駆動回路16の送信漏洩電力抑止時間が終了す
る(図4中のb)。また、FET増幅器駆動回路17の
出力は、タイミング調整回路72により、FET増幅器
遮断時間として、送信漏洩電力抑止時間より更に遅く終
了する(図4中のc)。最後に、インヒビット回路出力
は、タイミング調整回路51により、受信禁止時間とし
て最も遅く終了する(図4中のd)。なお、送信電力が
大きいため、送信終了後も過渡期に残留信号があり、送
信終了の後、縁側を阻止することが大切である。これに
より、送信電力漏洩により、制御回路6を誤ってトリガ
するのを防止する。
の反射を更に減らした構成例を説明する。図5は、実施
例3のレーダ・トランスポンダの構成を示すブロック図
である。図において、実施例1と比較して新規な要素は
18のRFスイッチ入力側のインピーダンス補正用の付
加インピーダンス、19のスイッチ出力側のインピーダ
ンス補正用の付加インピーダンスである。図5(b)
は、この変形としての補正インピーダンス18a,19
aを付加した線路を示す図である。PINダイオード1
1bの接地は、広帯域にわたる完全な接地にはならな
い。従って、理想状態から外れる分を更にきめ細かく補
正をする。すなわち、RFスイッチ中に設けた整合用線
路は、インダクタンス成分を持つので、これを打ち消す
ため18aのオープンスタブ(補正インピーダンス)で
容量性を与える。又は、受信回路側を見た負荷容量成分
を打ち消すための19aのシャントスタブ(補正インピ
ーダンス)でインダクタンス性を与える。
して、送信時にRFスイッチ10がオフとなった場合に
異なる。すなわち、スイッチ10がオフで送信信号が反
射するが、補正インピーダンスによりその量が更に減り
マイクロ波発振器9は安定に動作する。なお、図6は図
5中の線路14の形状を変えて線路自体が補正インピー
ダンスを含んで反射を減らすようにした例を示す図であ
る。図6(a)のように段階的に線路幅を変えた線路1
4aとしてもよいし、図6(b)のように連続して線路
幅を変えた線路14bとしてもよい。このように、イン
ピーダンス整合用の線路の形状を入力側で小さくして
も、見かけのインダクタンス成分は小さくなり、インピ
ーダンス整合用の線路の入力側で補正インピーダンスを
付加したのと同等の効果が得られる。
微少な信号であり、安定な受信が大切であるし、また受
信レベル変動等で誤った指令が出て送信側が誤動作して
はならない。本実施例では微細な信号であっても送信信
号とは十分分離して温度変化があっても安定な出力が得
られる構成の装置を説明する。図7は、実施例4のレー
ダ・トランスポンダの構成を示すブロック図である。図
において、新規な要素は20のダイオード電流の温度補
正回路、21のビデオ増幅器の動作もしくは出力安定用
の第1の温度補正回路、22のビデオ増幅器出力安定用
の第2の温度補正回路である。また図8は、ダイオード
検波器4を含む温度補正回路20の具体的な構成を示す
図と、ビデオ増幅器5を含む第1の温度補正回路21と
第2の温度補正回路22の具体的な構成を示す図であ
る。図において、83は温度補償用のサーミスタ、また
95、96は温度補償用のサーミスタであり、それぞれ
ダイオード検波器4の温度増加に比例した出力電流の増
加が打ち消し、また、ビデオ増幅器5におけるリニアI
Cの温度低下に比例した利得の向上による出力増加を打
ち消す特性を有して接続される。上記構成の装置の動作
は、構成の説明のみで明らかなので記述を省略する。全
体として温度変化にも安定で、制御回路6への誤ったト
リガが避けられる。なお、ビデオ増幅器5の温度補正回
路22の構成は、図8(b)に示す抵抗92ないし94
とサーミスタ96にかえて、図8(c)に示すダイオー
ド群97ないし99で構成してもよい。
から守って安定な動作をさせる例を説明する。図9はそ
の構成ブロック図であり、新規な要素は23のシールド
・カバーである。目的により静電シールド、電磁シール
ドいずれのために実施してもよい。受信信号のレベルは
低く、ビデオ増幅器の利得は高い。従ってビデオ増幅器
部分をマイクロ波回路から分離して例えば基板の一部に
集中して配置する。そしてビデオ増幅器の周囲をシール
ドする。搭載する基板側にも例えば多層の一部を接地層
としてシールド効果を高めることができる。こうして外
部雑音によるビデオ増幅器出力から制御回路6への誤っ
たトリガが避けられる。
切換をサーキュレータで行う例を説明したが、他の要素
を用いてもよい。図10に示す本実施例のレーダ・トラ
ンスポンダは、切換を24のRFスイッチで行う構成を
示す図である。上記構成の装置の動作は実施例1と同様
であり、その効果も全く同様である。また実施例2ない
し実施例5と組み合わせて用いた効果も同様である。
ッチは上記切換器の後段であって上記FET増幅器の前
段に設け、送信時には接地側に接続し、受信時には上記
FET増幅器に接続するため、送信時にFET増幅器を
通過した微小信号による誤動作を防止でき、安定な動作
を実現することができるという効果を奏する。
ダの構成ブロック図とスイッチの詳細構成図である。
ダの構成ブロック図である。
回路と増幅器駆動回路の詳細構成図である。
明する図である。
ダの構成ブロック図である。
の補正の他の例を示す図である。
ダの構成ブロック図である。
ダの構成ブロック図である。
ンダの構成ブロック図である。
ック図である。
ET増幅器、4 ダイオード直接検波器、5 ビデオ増
幅器、6 制御回路、8 送信ゲート回路、9マイクロ
波発振器、10 RFスイッチ、11a,11b PI
Nダイオード、12 電流制御用抵抗、13 無反射終
端、14,14a,14b インピーダンス整合用線
路、15インヒビット回路、16 RFスイッチ駆動回
路、17FET増幅器駆動回路、18,18a スイッ
チ入力側補正インピーダンス、19,19a スイッチ
出力側補正インピーダンス、 20 ダイオード温度補
正回路、21 ビデオ増幅器用第1の温度補正回路、2
2 ビデオ増幅器出力用第2の温度補正回路、23 シ
ールド・カバー、24 RF切換スイッチ、51タイミ
ング調整回路、52 NORゲート、61 基準電位設
定回路、62タイミング調整回路、63 ANDゲー
ト、71 基準電圧設定回路、72 タイミング調整回
路、73 ANDゲート、74 バイアス電位安定回
路、83サーミスタ、95,96 サーミスタ、97,
98,99 ダイオード。
Claims (8)
- 【請求項1】 送受信兼用のアンテナと、このアンテナ
に接続されて送信信号と受信信号とを切り換える切換器
と、この切換器を通過した受信信号を増幅するFET増
幅器と、このFET増幅器の後段に設けられ、そのFE
T増幅器により増幅された受信信号を検波するダイオー
ド検波器と、このダイオード検波器により検波された検
波信号に基いてマイクロ波信号を発生して上記切換器を
介して上記アンテナに送信するマイクロ波発振器と、上
記切換器の後段であって上記FET増幅器の前段に設け
られ、送信時には接地側に接続し、受信時には上記FE
T増幅器に接続するスイッチとを備えたことを特徴とす
るレーダ・トランスポンダ。 - 【請求項2】 送受信兼用アンテナと、この送受信兼用
アンテナに接続されて送信信号と受信信号とを切り換え
る切換器と、上記受信信号を受信する受信回路と、この
受信回路による出力信号に基いて上記送信信号を発生す
る発振器と、上記切換器と上記受信回路との間に設けら
れ、上記送信信号の送信時には接地側に接続し、上記受
信信号の受信時には上記受信回路に接続される単極双投
スイッチとを備え、この単極双投スイッチは、上記受信
信号の入力側に設けられた無反射終端、上記受信信号の
入力側と出力側との間に設けられたインピーダンス整合
用線路、このインピーダンス整合用線路の出力側に設け
られたダイオード、及びこのダイオードをオンオフ制御
する駆動信号が入力される駆動信号入力端を有すること
を特徴とするレーダ・トランスポンダ。 - 【請求項3】 送受信兼用アンテナと、この送受信兼用
アンテナに接続されて送信信号と受信信号とを切り換え
る切換器と、上記受信信号を受信する受信回路と、この
受信回路による出力信号に基いて上記送信信号を発生す
る発振器と、この発振器の上記送信信号を一定の送信時
間だけ上記切換器に送信する送信ゲート回路と、上記切
換器と上記受信回路との間に設けられ、上記送信信号の
送信時には接地側に接続し、上記受信信号の受信時には
上記受信回路に接続される単極双投スイッチと、上記一
定の送信時間の経過後に上記単極双投スイッチを接地側
から上記受信回路側に切換駆動するスイッチ駆動回路と
を備えたことを特徴とするレーダ・トランスポンダ。 - 【請求項4】 上記受信回路は、上記切換器を通過した
受信信号を増幅するF ET増幅器を有し、このFET増
幅器の駆動を遮断する遮断時間を設定するFET増幅器
駆動回路を設け、その遮断時間を上記スイッチ駆動回路
の切換駆動のタイミングより遅らせたことを特徴とする
請求項3に記載のレーダ・トランスポンダ。 - 【請求項5】 上記受信回路の出力により受信禁止時間
を設定するインヒビット回路を設け、その受信禁止時間
を上記FET増幅器駆動回路の遮断時間よりも延ばした
ことを特徴とする請求項4に記載のレーダ・トランスポ
ンダ。 - 【請求項6】 上記インピーダンス整合用線路は、段階
的又は連続的に線路幅を変えたことを特徴とする請求項
2に記載のレーダ・トランスポンダ。 - 【請求項7】 上記インピーダンス整合用線路のインダ
クタンス成分又は上記受信回路側における負荷容量成分
を打ち消す補正インピーダンスを付加したことを特徴と
する請求項2に記載のレーダ・トランスポンダ。 - 【請求項8】 上記受信回路は、ビデオ増幅器を有し、
このビデオ増幅器に出力安定化用温度補正回路を付加し
たことを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載の
レーダ・トランスポンダ。
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