JPH06102342A - 広帯域低雑音マイクロ波信号発生器 - Google Patents

広帯域低雑音マイクロ波信号発生器

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JPH06102342A
JPH06102342A JP5137564A JP13756493A JPH06102342A JP H06102342 A JPH06102342 A JP H06102342A JP 5137564 A JP5137564 A JP 5137564A JP 13756493 A JP13756493 A JP 13756493A JP H06102342 A JPH06102342 A JP H06102342A
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JP
Japan
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frequency
combined
selecting
microwave
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JP5137564A
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Inventor
Steve Hsu
スティーヴ・スー
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Raytheon Co
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Hughes Aircraft Co
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Publication date
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B21/00—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロ波基準の帯域が低減された広帯域マ
イクロ波信号発生器を提供すること。 【構成】 送信ドライブ（ＴＤ）信号と受信機局部発振
器（ＬＯ）信号とを、１つのプログラム可能な基準発生
器５２と、ＴＤオフセットだけ周波数的に離れた２つの
周波数合成信号Ｆ１，Ｆ２とから生成する。それぞれの
周波数合成信号はミキサー５４、５６において基準発生
器の信号と加算又は減算され、ＴＤ信号又はＬＯ信号と
して選択される信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、広帯域低雑音レーダ
ー・システムのためのマイクロ波信号を発生させるため
の極めて効率の良い周波数計画に関する。
【０００２】
【従来の技術】公知のレーダー・システムにおいては、
ＬＯ信号は、図１に示すように、マイクロ波基準信号と
周波数シンセサイザ信号とを加算することによって発生
される。マイクロ波基準の機能は、粗い周波数ステップ
で広帯域Ｘバンド信号を発生することである。その高い
出力周波数の故に、マイクロ波基準は雑音性能を設定す
る。周波数シンセサイザは、細かい周波数ステップ（５
〜１０ＭＨｚ）で２ＧＨｚよりも小さい周波数領域にお
いて狭帯域信号を発生する。つまり、２つの信号の加算
（混合）は、細かい周波数ステップで広帯域マイクロ波
信号を発生する。マイクロ波基準は広帯域低雑音信号発
生器の最も決定的な要素である。なぜなら、マイクロ波
基準は全レーダー信号帯域幅と周波数安定性とを設定す
るからである。送信ドライブ（ＴＤ）信号は一定の周波
数オフセット（ＴＤオフセット）を局部発振器受信機
（ＬＯ）に加えることによって発生される。１０％より
も小さい帯域幅の従来のレーダー・システムにあって
は、図１の手法は優れた特性を提供する。
【０００３】極めて広い応用において、図１の手法は極
めてハードウェア・インテンシブ（ｈａｒｄｗａｒｅ
ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ）であり、即ち、ハードウェアの重
複を必要とし、ＴＤオフセットに起因するスプリアス信
号の発生は制御が極めて困難である。クオその他の米国
特許第５、０５３、７２２号のフォ−ルト・トレラント
広帯域信号発生器周波数計画は、極めて広い周波数帯域
（例えば４５％）を要するレーダー・システムには有用
である。上記米国特許は本明細書に援用する。この米国
特許の手法においては、ＴＤオフセットは除去され、こ
れによりハードウェアを削減し、ＴＤオフセット・スプ
リアス信号の発生を除去する。マイクロ波基準は高周波
数基準と低周波数基準とに分割され、２つのマイクロ波
基準の出力周波数はＴＤオフセット周波数だけ分離され
る。２つのマイクロ波基準の出力は周波数シンセサイザ
信号と加算され、高域信号と低域信号とを生成する。Ｔ
Ｄ信号を一方の帯域から、またＬＯ信号を他の帯域から
送り出すことにより、ＴＤ周波数帯域からＴＤ信号とＬ
Ｏ信号とを発生させることが可能である。その最も効率
的な形態においては、２つのマイクロ波基準から要求さ
れる全帯域幅は、ＴＤ信号の帯域幅と周波数シンセサイ
ザの帯域幅の２倍との差にほぼ等しい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、この発明
の目的は、マイクロ波基準の必要な帯域幅が実質的に小
さくされ、回路の複雑さを低減し、信号発生器の雑音性
能を改善した広帯域マイクロ波信号発生器を提供するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】アクティブ・レーダー用
の広帯域マイクロ波信号発生器が開示され、その特徴
は、それぞれの個別の送信ドライブ（ＴＤ）信号と受信
機局部発振器（ＬＯ）信号とが発生されることにある。
信号発生器は、プログラム可能な第１のマイクロ波周波
数を持つ基準信号を合成するためのプログラム可能な周
波数発生器を含む。周波数合成手段は２つの被合成信号
を合成するために設けられる。それぞれの信号は、２つ
の被合成信号の周波数の和が送信ドライブ（ＴＤ）オフ
セットに等しいことを特徴とする。
【０００６】信号発生器は、２つの被合成信号のうちの
選択されたものを基準信号と混合して、基準信号と選択
された方の被合成信号とのそれぞれの周波数に等しい周
波数を持つ第１のミキサー出力信号を得る第１の混合手
段を更に備える。また、信号発生器は、他方の被合成信
号を基準信号と混合して、基準信号と他方の被合成信号
との周波数の差に等しい周波数を持つ第２のミキサー出
力信号を得る第２の混合手段を備える。
【０００７】ＴＤ選択手段は、第１のミキサー出力信号
又は第２のミキサー出力信号をレーダーＴＤ信号として
選択するために設けられる。ＬＯ選択手段は、第１のミ
キサー出力信号又は第２のミキサー出力信号を受信機Ｌ
Ｏ信号として選択するが、この場合、第１のミキサー出
力信号がＴＤ信号として選択されたときには、第２のミ
キサー出力信号をＬＯ信号として選択し、第２のミキサ
ー出力信号がＴＤ信号として選択されたときには、第１
のミキサー出力信号をＬＯ信号として選択する。
【０００８】
【実施例】この発明は、他のハードウェアに何らの有意
な量の複雑さを加えることなく、等価マイクロ波基準の
帯域幅を１／２だけカットすることにより、米国特許第
５、０５３、７２２号の周波数計画を単純化するもので
ある。しかし、更に重要なことには、マイクロ波基準信
号発生器の単純化により、低雑音システムの設計が容易
になる。これは、マイクロ波基準信号発生器は周波数安
定性能を設定するからである。
【０００９】図２は、この発明の例示的な実施例の単純
化されたブロック図である。図２の信号発生器５０は、
例えば８〜１０ＭＨｚの周波数領域において基準信号を
発生するためのプログラム可能なマイクロ波基準発生器
を備える。基準発生器は高域発生器７０又は低域発生器
６０として、例えば米国特許第５、０５３、７２２号と
同様にアーキテクチャを持つ発生器を備える。基準信号
は第１又は第２の信号ミキサー５４、５６に供給され
る。更に、信号発生器５０は２つの被合成信号Ｆ１，Ｆ
２を発生する周波数シンセサイザを備える。ＴＤオフセ
ットは、この実施例では、２ＧＨｚの領域にあり、２つ
の被合成信号Ｆ１，Ｆ２の周波数の和に等しい。
【００１０】ミキサー５４の機能は、マイクロ波基準信
号をＦ１と混合し、マイクロ波基準信号とＦ１との周波
数の和に等しい周波数を持つ混合信号を生成することで
ある。同様に、ミキサー５６の機能は、マイクロ波基準
信号をＦ２と混合して、マイクロ波基準信号とＦ２との
周波数の差に等しい周波数を持つ出力信号を生成するこ
とである。ミキサー５４の出力は、この実施例では９〜
１１ＧＨｚの領域の高域信号であり、ミキサー５６の出
力は、この実施例では７〜９ＧＨｚの領域の低域信号で
ある。ミキサー５４、５６の出力はスイッチ６４、６６
によりＴＤ信号又はＬＯ信号として選択される。
【００１１】図２のシステムは、米国特許第５、０５
３、７２２号と同じの、ＴＤオフセットだけ離れている
高域信号と低域信号の概念を採用している。その差は高
域信号と低域信号とがどのように発生されるかにある。
この手法においては、高域信号はマイクロ波基準信号を
一方の周波数シンセサイザ出力と加算することによって
発生され、低域信号はマイクロ波基準信号から他方の周
波数シンセサイザ出力を引くことにより発生される。２
つの周波数シンセサイザ出力を、これら出力の和がＴＤ
オフセット周波数に等しいように設定することにより、
高域周波数及び低域周波数は正確にＴＤオフセット周波
数だけ離れることになる。
【００１２】この発明の最も効率的な形態においては、
マイクロ波基準に必要な帯域幅は、ＴＤ信号の帯域幅と
周波数シンセサイザの帯域幅との差のほぼ半分に等し
い。帯域幅の節約は以下の分析から明白である。ＴＤ帯
域幅（ＴＤＢＷ）は、高域帯域幅（ＨＢＢＷ）と低域帯
域幅（ＬＯＢＷ）との和から、ＨＢとＬＢとの間のオー
バーラップ部（オーバーラップＢＷ）を引いたものに等
しい。例えば、ＨＢ＝９〜１１ＧＨｚであり、ＬＯ＝７
〜９ＧＨｚであるならば、ＴＤＢＷ＝ＨＢＢＷ−オーバ
ーラップＢＷ＝２＋２−０＝４ＧＨｚである。もしＨＢ
＝８．５〜１１ＧＨｚであり、ＬＢ＝７〜９．５ＧＨｚ
であれば、ＴＤＢＷ＝２．５＋２．５−１．０＝４ＧＨ
ｚとなる。
【００１３】ＬＢＢＷはマイクロ波基準帯域幅（ＲＥＦ
ＢＷ）と周波数シンセサイザ帯域幅（ＦＳＢＷ）との差
に等しく、ＨＢＢＷはＲＥＦＢＷとＦＳＢＷとの和に等
しい。ＨＢとＬＢとは、マイクロ波基準信号と周波数シ
ンセサイザ信号との周波数の加算又は減算によって発生
されるからである。したがって、
【数１】ＲＥＦＢＷ＝（ＴＤＢＷ＋オーバーラップＢＷ
−２ＦＳＢＷ） が成立する。
【００１４】最も効率的な形態に対しては、高域と低域
との間のオーバーラップは除去される。即ち
【数２】ＲＥＦＢＷ＝（ＴＤＢＷ／２）−ＦＳＢＷ である。
【００１５】この発明は２つの周波数シンセサイザ出力
を必要とするが、単一の周波数シンセサイザと比較し
て、それほどハードウェアの複雑さを要するものではな
い。これは、２つの周波数シンセサイザ出力は全く同一
の周波数帯域を共有するよう設計することができ、２つ
の出力周波数の和がＴＤオフセット周波数（一定の周波
数）に等しくなければならないとの付加的な制約によ
り、１つの周波数シンセサイザ出力を発生する多くのハ
ードウェアを別の周波数シンセサイザ出力を発生させる
のに使用することができるからである。例えば、１つの
出力を持つ周波数シンセサイザは、図３に示すように、
所望の周波数帯域の上側半分と下側半分とをそれぞれ発
生するように分割される。図３において、周波数シンセ
サイザ７０は上側帯域シンセサイザ７２と下側帯域シン
セサイザ７４とを含み、これらの出力はスイッチ７６に
供給され、シンセサイザ出力として所望の上側帯域又は
下側帯域の出力が選択される。
【００１６】周波数要件に合致する２つの出力を持つ周
波数シンセサイザは、図４に示すような別のスイッチを
付加することにより、図３の一般的な配置を利用して実
現される。図４において、シンセサイザ８０は上側帯域
シンセサイザ８２と下側帯域シンセサイザ８４とそれぞ
れのスイッチ８６、８８とを備え、シンセサイザ出力Ｆ
Ｓ１，ＦＳ２を提供する。
【００１７】図５は、図２の発生器に採用される例示的
な周波数シンセサイザのブロック図である。シンセサイ
ザ５８のこの実施例において、水晶発振器１０２は８０
ＭＨｚの安定な周波数基準信号を発生する。この信号は
増幅器１０４及びステップ・リカバリ・ダイオード・コ
ウム（ｃｏｍｂ）発振器１０６を通り、周波数マルチプ
ライヤ１０８に供給される。周波数マルチプライヤ１０
８は８個のバンドパス・フィルタを含み、基準信号の１
１〜１８倍の範囲の、基準信号の異なる周波数倍数の８
つの信号を提供する。周波数マルチプライヤ１０８の出
力は単極８投（ｓｉｎｇｌｅ ｐｏｌｅ，ｅｉｇｈｔ
ｔｈｒｏｗ）スイッチ１１０と単極４投スイッチ１１
２、１１４とに供給される。８８０〜１４４０ＭＨｚの
範囲の選択された周波数信号はスイッチ１１０から増幅
器１１６を介して８逓分回路１１８に供給される。８逓
分回路１１８の出力はローパス・フィルタを通過し、１
０ＭＨｚステップの１１０〜１８０ＭＨｚの信号を提供
する。この出力信号はミキサー１２４、１２８に提供さ
れ、それぞれのスイッチ１１２、１１４によって選択さ
れた増幅済み信号と混合される。ミキサー１２４の出力
はバンドパス・スイッチ・フィルタ１３０を通過し、１
０００〜１３００ＭＨｚの周波数範囲の出力を提供す
る。ミキサー１２８の出力はバンドパス・スイッチ・フ
ィルタ１３６を通過し、７００〜１０００ＭＨｚの周波
数範囲の出力信号を提供する。スイッチ１３２、１３８
は適宜のスイッチ・フィルタ出力を選択して増幅器１３
４、１４０によって増幅させ、これを周波数シンセサイ
ザ信号ＦＳ１，ＦＳ２として出力させる。
【００１８】上記の実施例は、この発明の原理を表す可
能な特定の実施例を単に例示したにすぎない。当業者
は、この発明の範囲及び精神から逸脱することなく、こ
の発明の原理に従って、他の配置を容易に考案すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知のマイクロ波信号発生器の単純化された概
略図である。
【図２】この発明を実施するマイクロ波信号発生器の単
純化された概略図である。
【図３】図２の周波数シンセサイザの構成の一つの例を
概略的に示す図である。
【図４】図２の周波数シンセサイザの構成の他の例を概
略的示す図である。
【図５】図２の周波数シンセサイザの構成を詳細に示す
図である。
【符号の説明】
５０：信号発生器、 ５２：マイクロ波基準発生器、
５４、５６：ミキサー、 ６４、６６：スイッチ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アクティブ・レーダー用広帯域マイクロ
    波信号発生器であって、送信ドライブ（ＴＤ）信号と受
    信機局部発振器（ＬＯ）信号とを発生し、これらＴＤ信
    号とＬＯ信号との周波数がＴＤ周波数オフセットだけ離
    れているマイクロ波信号発生器において、 プログラム可能な第１のマイクロ波周波数を持つ基準信
    号を合成するためのプログラム可能な基準信号発生器
    と、 その周波数の和が前記ＴＤオフセット周波数に等しい第
    １及び第２の被合成信号を合成するための周波数合成手
    段と、 前記第１の被合成信号を前記基準信号と混合して、前記
    第１のマイクロ波周波数と前記第１の被合成信号の周波
    数との和に等しい周波数の信号を生成し、高域信号を得
    ると共に、前記第２の被合成信号を前記基準信号と混合
    して、前記第１のマイクロ波周波数と前記第２の被合成
    信号の周波数との差に等しい周波数の信号を生成し、低
    域信号を得るための手段と、を具備し、前記高域信号と
    前記低域信号との周波数が前記ＴＤオフセット周波数だ
    け離れていることを特徴とする信号発生器。
  2. 【請求項２】 前記高域信号と前記低域信号とのうちの
    一方を前記ＴＤ信号として選択するための第１選択手段
    と、前記高域信号と前記低域信号とのうちの他方を前記
    ＬＯ信号として選択するための第２選択手段とを更に備
    えることを特徴とする請求項１記載の信号発生器。
  3. 【請求項３】 前記第１選択手段が、前記高域信号又は
    前記低域信号を選択するための第１のスイッチを備え、
    前記第２選択手段が、前記高域信号又は前記低域信号を
    選択するための第２のスイッチを備えることを特徴とす
    る請求項２記載の信号発生器。
  4. 【請求項４】 アクティブ・レーダー用広帯域マイクロ
    波信号発生器であって、送信ドライブ（ＴＤ）信号と受
    信機局部発振器（ＬＯ）信号とを発生するマイクロ波信
    号発生器において、 プログラム可能な第１のマイクロ波周波数を持つ基準信
    号を合成するためのプログラム可能な基準信号発生器
    と、 その周波数の和がＴＤオフセットに等しい第１及び第２
    の被合成信号を合成するための周波数合成手段と、 前記第１及び第２の被合成信号のうちの選択された方の
    信号を前記基準信号と混合して、前記基準信号と前記の
    選択された被合成信号との周波数の和に等しい周波数の
    第１混合出力信号を生成するための第１混合手段と、 前記第１及び第２の被合成信号のうちの他方を前記基準
    信号と混合して、前記第基準信号と前記他方の被合成信
    号との周波数の差に等しい周波数の第２混合出力信号を
    生成するための第２混合手段と、 前記第１混合出力信号と前記第２混合出力信号とのいず
    れか一方をレーダーＴＤ信号として選択するためのＴＤ
    選択手段と、 前記第１混合出力信号と前記第２混合出力信号とのいず
    れか一方を前記受信機ＬＯ信号として選択するためのＬ
    Ｏ選択手段と、を具備し、前記第１混合出力信号が前記
    ＴＤ信号として選択されたときには前記第２混合出力信
    号を前記受信機ＬＯ信号として選択し、前記第２混合出
    力信号が前記ＴＤ信号として選択されたときには前記第
    １混合出力信号を前記受信機ＬＯ信号として選択し、前
    記ＴＤ信号と前記受信機ＬＯ信号との周波数が前記ＴＤ
    オフセットだけオフセットしていることを特徴とする信
    号発生器。
  5. 【請求項５】 前記周波数合成手段が、 上側周波数帯域信号を合成するための手段と、 下側周波数帯域信号を合成するための手段と、 前記上側周波数帯域信号又は前記下側周波数信号を前記
    第１被合成信号として選択するための第１選択手段と、 前記上側周波数帯域信号又は前記下側周波数信号を前記
    第２被合成信号として選択するための第２選択手段と、
    を備え、前記上側周波数帯域信号が前記第１被合成信号
    として選択されたときには前記下側周波数帯域信号を前
    記第２被合成信号として選択し、前記下側周波数帯域信
    号が前記第１被合成信号として選択されたときには前記
    上側周波数帯域信号を前記第２被合成信号として選択す
    ることを特徴とする請求項４記載の信号発生器。
  6. 【請求項６】 前記第１選択手段が第１のスイッチを備
    え、前記第２選択手段が第２のスイッチを備えることを
    特徴とする請求項５記載の信号発生器。
  7. 【請求項７】 前記ＴＤ選択手段がＴＤ選択スイッチを
    備えることを特徴とする請求項４記載の信号発生器。
  8. 【請求項８】 前記ＬＯ選択手段がＬＯ選択スイッチを
    備えることを特徴とする請求項４記載の信号発生器。
  9. 【請求項９】 前記レーダーがＴＤ信号帯域幅によって
    特徴付けられ、 前記周波数合成手段が、前記第１被合成信号と前記第２
    被合成信号との周波数が周波数シンセサイザ帯域幅内に
    あり、 前記基準信号発生器が、前記基準信号が基準信号周波数
    帯域幅内に入り、該基準信号周波数帯域幅が前記ＴＤ信
    号帯域幅と周波数シンセサイザ帯域幅との差の半分であ
    ることを特徴とする請求項４記載の信号発生器。
JP5137564A 1992-06-08 1993-06-08 広帯域低雑音マイクロ波信号発生器 Pending JPH06102342A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US894898 1992-06-08
US07/894,898 US5225840A (en) 1992-06-08 1992-06-08 Wideband, low noise microwave signal generator

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JPH06102342A true JPH06102342A (ja) 1994-04-15

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ID=25403653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5137564A Pending JPH06102342A (ja) 1992-06-08 1993-06-08 広帯域低雑音マイクロ波信号発生器

Country Status (7)

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US (1) US5225840A (ja)
EP (1) EP0573926A1 (ja)
JP (1) JPH06102342A (ja)
KR (1) KR970003699B1 (ja)
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