JP4983409B2 - 位相同期発振器及びそれを用いたマルチレーダシステム - Google Patents
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Description
図1は第1の実施の形態による位相同期発振器のブロック図である。図において、1はPLLの基準クロック信号CKを発生するクロック発振器、2はPLLループを構成する位相比較部、11はクロック信号CKの可変分周器、12はVCO出力の可変分周器、13は両分周器出力φR,φVの位相を比較する位相比較器(PD)、3はPD13出力の位相誤差信号を積分するローパスフィルタ(LPF)、4は本発明の制御部に相当するプロセッサユニット(PU)、14はLPF3出力の位相誤差信号VpdをサンプリングするA/D変換器、15は本発振器の主制御・処理を行うCPU、16はCPU15出力の制御電圧をアナログの制御電圧Vcontに変換するD/A変換器、5は制御電圧Vcontに対応する周波数の発振信号を出力する電圧制御発振器(VCO)、6はVCO5の出力を通過/遮断するRFスイッチ(SW)である。
Y(n)=(A+B)・X(n)+Y(n−1)−A・X(n−1)
で表される。これをZ変換すると、
Y(z)=(A+B)・X(z)+z−1・Y(z)−A・z−1・X(z)
で表され、フィルタの伝達特性F(z)は、
F(z)=Y(z)/X(z)=A+B/(1−Z−1)
で表される。これをF(s)で表すと、
F(s)=A+B/(1−e−j2πfT)
となる。
H(s)=θo(s)/θi(s)
=K・F(s)/{s+K・F(s)}
但し、K=Kd・Kv/N
で表される。
・区間Aの周波数変化f1→f0、制御電圧変化V1→V0により、
変調感度a(A)=(f0−f1)/(V0−V1)
・区間Bの周波数変化f0→f2、制御電圧変化V0→V2により、
変調感度a(B)=(f2−f0)/(V2−V0)
・区間Cの周波数変化f2→f0、制御電圧変化V2→V0により、
変調感度a(C)=−(f2−f0)/(V2−V0)=−a(B)
・区間Dの周波数変化f0→f1、制御電圧変化V0→V1により、
変調感度a(D)=−(f0−f1)/(V0−V1)=−a(A)
となる。
ΔVcont(k)=Δf/a(j)
により求める。ステップS36では、次の時点の制御電圧Vcont(k+1)を、
Vcont(k+1)=Vcont(k)+ΔVcont(k)
により求める。これにより、出力周波数をΔfづつ変化させるに必要な制御電圧Vcontが更新される。なお、レーダ動作時には更新した制御電圧VcontをVCO5に出力すると共に、この演算処理は50μs周期で定期的に行われる。
(マルチレーダシステム)
以下、上述した位相同期発振器を用いたレーダを複数個配備したマルチレーダシステムについて説明する。
基準信号と比較信号の位相を比較する位相比較器と、該位相比較器の位相誤差信号を積分するローパスフィルタと、該ローパスフィルタの後段に介在して本器の主制御を行う制御部と、該制御部出力の制御電圧に応じた周波数の信号を発生するVCO回路と、該VCO回路の出力信号を分周して前記比較信号を形成する可変分周器とからなるPLLループを備える位相同期発振器であって、前記制御部は、
PLLループを複数の周波数でロックさせて各ロック時の制御電圧を測定する制御電圧測定手段と、
前記測定された各制御電圧に基づき、前記各周波数を結ぶ区間の周波数変化を代表する変調感度を求めるリニアリティー校正手段とを備えたことを特徴とする位相同期発振器。
前記PLLループを所定周波数でロックさせた後、該PLLループを開放した状態で、前記求めた変調感度に基づきVCO回路に前記所定周波数を中心とするリニアリティー補正された周波数変化を発生させるための電圧信号を生成し、出力するVCO駆動手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の位相同期発振器
(付記3)
VCO駆動手段は、VCO回路が中心周波数を出力するタイミングに同期してローパスフィルタの出力をサンプリングし、検出した位相誤差信号が所定範囲を超える場合は、該位相誤差信号を小さくする方向に制御電圧をオフセットすることを特徴とする請求項2記載の位相同期発振器。
基準信号を分周する第1の分周器と、VCO回路の出力を分周して前記比較信号を形成する第2の分周器とを備え、
前記VCO駆動手段は、前記第1,第2の分周器のカウンタをVCO回路に加える信号周期の整数倍周期で定期的にリセットすると共に、前記VCO回路が中心周波数を出力するタイミングに同期してサンプリングしたローパスフィルタ出力の位相誤差信号が所定範囲を超える場合は、該位相誤差信号を小さくする方向に制御電圧をオフセットすることを特徴とする請求項2記載の位相同期発振器。
基準信号を分周する第1の可変分周器と、VCO回路の出力を分周して前記比較信号を形成する第2の可変分周器とを備え、前記制御部は、前記第1,第2の可変分周器に所定の分周比を設定後、PLLループを形成して基準信号と比較信号間の位相引き込みを開始する際に、前記VCO回路に前記所定の分周比に対応する制御電圧を加えると共に、前記第1,第2の可変分周器のカウンタをリセットすることを特徴とする請求項1又は2記載の位相同期発振器。
基準信号と比較信号の位相を比較する位相比較器と、該位相比較器の位相誤差信号を積分するローパスフィルタと、該ローパスフィルタの後段に介在して本器の主制御を行う制御部と、該制御部出力の制御電圧に応じた周波数の信号を発生するVCO回路と、前記VCO回路の出力信号を分周して前記比較信号を形成する可変分周器とからなるPLLループを備える位相同期発振器であって、前記制御部は、
PLLのロック周波数を所定間隔で変化させ、所定の周波数範囲をカバーする範囲につき各ロック時の制御電圧を測定する制御電圧測定手段と、
前記測定した制御電圧の変動範囲を複数区間に分割して、各区間を代表する変調感度を求めるリニアリティー校正手段と、
PLLループを所定周波数でロックさせた後、該PLLループを開放した状態で、VCO回路に前記所定周波数を中心とするリニアリティー補正された周波数変化を発生させるための電圧信号を、前記ロック時の制御電圧と前記求めた各区間を代表する変調感度に基づき生成し、出力するVCO駆動手段とを備えたことを特徴とする位相同期発振器。
付記1乃至6のいずれかに記載の位相同期発振器を有する複数のFM−CWレーダを備えて構成されるマルチレーダシステムにおいて、
各FM−CWレーダの前記制御部は、周期的に増減する制御電圧であって且つ前記制御電圧の増減方向及び増減速度が互いに一致するように所定の同期信号に同期した前記制御電圧を生成し、
各FM−CWレーダの前記VCO回路は、前記制御電圧の増減に応じて、中心周波数に対して所定の周波数偏移量分周波数が周期的に増減する信号であって且つ各信号の中心周波数は互いに異なりさらに当該信号の周波数の増減方向及び増減速度が互いに一致する前記信号を出力することを特徴とするマルチレーダシステム。
付記7において、
各FM−CWレーダの前記制御部のうちの一つが前記同期信号を生成し、残りの前記制御部に出力することを特徴とするマルチレーダシステム。
付記7において、
各FM−CWレーダの前記制御部のうちの一つが外部から供給される同期信号を受信し、残りの前記制御部に出力することを特徴とするマルチレーダシステム。
付記7において、
各FM−CWレーダの前記制御部は、それぞれ外部から供給される同期信号を受信することを特徴とするマルチレーダシステム。
付記7において、
前記基準信号は、各FM−CWレーダで共通であることを特徴とするマルチレーダシステム。
付記7において、
前記同期信号を生成する同期信号生成手段を備え、当該同期信号生成手段が生成された同期信号が各制御部に供給されることを特徴とするマルチレーダシステム。
周波数が周期的に増減する信号を生成して出力する複数のレーダを含んで構成されるマルチレーダシステムにおいて、
各レーダは、周期的に増減する周波数の上限値及び下限値が各レーダの信号毎に互いに異なり且つ当該上限値及び下限値になるタイミングが各信号毎に互いにほぼ一致するように所定の同期信号に同期して前記信号を生成することを特徴とするマルチレーダシステム。
付記13において、
各レーダは、当該信号の周波数の増減方向及び増減速度が互いに一致するように所定の同期信号に同期して当該信号を生成することを特徴とするマルチレーダシステム。
付記13において、
前記複数のレーダのうちの一つが前記同期信号を生成し、残りのレーダに出力することを特徴とするマルチレーダシステム。
付記13において、
前記複数のレーダのうちの一つが外部から供給される同期信号を受信し、残りのレーダに出力することを特徴とするマルチレーダシステム。
付記13において、
前記複数のレーダは、外部から供給される同期信号を受信することを特徴とするマルチレーダシステム。
付記13において、
前記複数のレーダは複数の車両それぞれに搭載されており、第1の方向に進行している車両に搭載されるレーダは、第1の周波数帯域に含まれる周波数の信号を生成し、第1の方向と異なる第2の方向に進行している車両に搭載されるレーダは、第1の周波数帯域と異なる第2の周波数帯域に含まれる周波数の信号を生成することを特徴とするマルチレーダシステム。
同期した複数の三角波を生成する三角波生成部と、
該複数の三角波のそれぞれを制御信号として、該それぞれの制御信号に応じて周波数変調された信号を出力する複数の電圧制御発信器と、
を備え、前記複数の電圧制御発信器は、互いに中心周波数が異なる、周波数変調された信号を出力するとともに、少なくとも1つの三角波に基いて生成される周波数変調された信号の下限周波数に対して、少なくとも他の1つの三角波に基いて生成される周波数変調された信号の上限周波数が大きくなるように出力周波数が設定された、
ことを特徴とするマルチレーダシステム。
2 位相比較部
3 ローパスフィルタ(LPF)
4 プロセッサユニット(PU)
5 電圧制御発振器(VCO)
6 RFスイッチ(SW)
7 周波数逓倍器
11,12 可変分周器
13 位相比較器(PD)
14 A/D変換器
15 CPU
16 D/A変換器
100 レーダ
101 発振部
102 ミキサ
110 受信機
111 同期信号制御部
Claims (5)
- 同期した複数の三角波それぞれを制御信号として、周波数が周期的に増減するように周波数変調された変調信号を生成して出力する複数のレーダを含むマルチレーダシステムにおいて、
各レーダの出力する変調信号は、互いに中心周波数が異なり、周期的に増減する周波数の上限値及び下限値が各レーダの出力する変調信号毎に互いに異なり且つ当該上限値及び下限値になるタイミングが各変調信号毎に互いに一致するように所定の同期信号に同期して出力され、
さらに、少なくとも1つの三角波に基づいて生成される変調信号の下限周波数に対して、少なくとも他の1つの三角波に基づいて生成される別の変調信号の上限周波数が大きくなるように設定されることを特徴とするマルチレーダシステム。 - 請求項1において、
各レーダは、当該変調信号の周波数の増減方向及び増減速度が互いに一致するように所定の同期信号に同期して当該変調信号を生成することを特徴とするマルチレーダシステム。 - 請求項1において、
前記複数のレーダのうちの一つが前記同期信号を生成し、残りのレーダに出力することを特徴とするマルチレーダシステム。 - 請求項1において、
前記複数のレーダのうちの一つが外部から供給される同期信号を受信し、残りのレーダに出力することを特徴とするマルチレーダシステム。 - 請求項1において、
前記複数のレーダは複数の車両それぞれに搭載されており、第1の方向に進行している車両に搭載されるレーダは、第1の周波数帯域に含まれる周波数の変調信号を生成し、第1の方向と異なる第2の方向に進行している車両に搭載されるレーダは、第1の周波数帯域と異なる第2の周波数帯域に含まれる周波数の変調信号を生成することを特徴とするマルチレーダシステム。
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