JP2009281868A - Microwave frequency converter and radar receiver - Google Patents

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英樹 鳥塚
Kiyohiro Shibata
清裕 柴田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microwave frequency converter to be used in a radar receiver capable of receiving a signal continuously from a far position to a close position. <P>SOLUTION: A first microwave signal (an RF signal) which is input to a limiter 20 and is pulse-modulated is input to an FET amplifier 40 so as to be amplified. An output of the FET amplifier 40 is input to a first mixer. A second RF signal obtained in such a manner that a branch circuit 23 is connected to a gate bias channel of the FET amplifier 40 so as to generate a leakage, is applied to a second single mixer 24. An output from a local oscillator 26 is applied to local oscillation terminals of both the mixers 24, 25. An IF output of the first mixer 25 is applied to a first IF amplifier 29. An IF output of the second mixer 24 is directly applied to a second IF amplifier 31. After amplitudes of the IF amplifiers 29, 31 are adequately tuned, the outputs are detected and added by a detection/addition circuit 32 so as to be output therefrom, and an image of the added result is displayed on a radar display device. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーダ受信機に用いるマイクロ波周波数変換器と、これを用いたレーダ受信機に関する。   The present invention relates to a microwave frequency converter used in a radar receiver and a radar receiver using the same.

パルスレーダの構成を図1に示す。図1のパルスレーダは、マグネトロン1から発振周波数が例えば9.41GHzのパルス信号(例えばパルス幅1μs、出力10kW)を出力し、サーキュレータ2を介してアンテナ3から空中に放射し、物体にて反射した信号を再びアンテナ3で受け、リミッタ4に導く。リミッタ4を介して周波数変換器5に入力した信号は、局部発振器6の出力(局発信号、例えば9.47GHz)と混合し、例えば60MHzの中間周波数(IF信号)に変換する。このIF信号をIF増幅器7にて増幅し、信号処理回路8にてビデオ信号に変換し、レーダ表示装置(PPI)9にて画像を表示する。なお、リミッタ4は大きな信号が入力することによって周波数変換器5が破損するのを防ぐために用いるものもある。   The configuration of the pulse radar is shown in FIG. The pulse radar shown in FIG. 1 outputs a pulse signal having an oscillation frequency of, for example, 9.41 GHz from the magnetron 1 (for example, a pulse width of 1 μs and an output of 10 kW), radiates in the air from the antenna 3 via the circulator 2, and is reflected by an object. The received signal is again received by the antenna 3 and guided to the limiter 4. The signal input to the frequency converter 5 via the limiter 4 is mixed with the output of the local oscillator 6 (local signal, for example, 9.47 GHz) and converted to an intermediate frequency (IF signal) of, for example, 60 MHz. The IF signal is amplified by the IF amplifier 7, converted into a video signal by the signal processing circuit 8, and an image is displayed on the radar display device (PPI) 9. Note that the limiter 4 may be used to prevent the frequency converter 5 from being damaged due to the input of a large signal.

図1に示すようなパルスレーダに用いられるマイクロ波周波数変換器の従来公知の回路構成を図2に示す。   FIG. 2 shows a conventionally known circuit configuration of a microwave frequency converter used in a pulse radar as shown in FIG.

本例のマイクロ波周波数変換器は、2つの独立したミキサ回路24、25を有する。一方の回路はシングルバランスミキサ24で、他方の回路はIF出力合成器27を含んだダブルバランスミキサ25であり、これらは各々信号端子、局発端子、中間周波数端子を有する。   The microwave frequency converter of this example has two independent mixer circuits 24 and 25. One circuit is a single balance mixer 24, and the other circuit is a double balance mixer 25 including an IF output synthesizer 27, each having a signal terminal, a local oscillator terminal, and an intermediate frequency terminal.

この従来公知のマイクロ波周波数変換器は、特許文献1に係わるもので、リミッタ20の入力端子21に入力したパルス変調したマイクロ波信号(RF信号)をRF増幅器22で増幅し、ダブルバランスミキサ25に入れ、局部発振器26の信号(局発信号)と混合し、2つのIF出力を内蔵のIF出力合成器27で合成し、IF出力端子28に合成出力を得る。一方、リミッタ20とRF増幅器22の接続部から分岐回路23を介してシングルバランスミキサ24の入力端子に入力し、IF出力を得る。   This conventionally known microwave frequency converter is related to Patent Document 1 and a pulse-modulated microwave signal (RF signal) input to an input terminal 21 of a limiter 20 is amplified by an RF amplifier 22 to be double balanced mixer 25. The signal is mixed with the signal of the local oscillator 26 (local signal), and the two IF outputs are synthesized by the built-in IF output synthesizer 27 to obtain a synthesized output at the IF output terminal 28. On the other hand, the limiter 20 and the RF amplifier 22 are connected to the input terminal of the single balance mixer 24 via the branch circuit 23 to obtain an IF output.

各ミキサ24、25の局発端子には、局部発振器26の出力を印加する。ダブルバランスミキサ25のIF出力は、IF出力合成器27で出力合成し、IF出力端子28に出力してIF増幅器29に印加する。一方、シングルバランスミキサ24のIF出力は、そのままIF出力端子30に出力してIF増幅器31に印加する。   The output of the local oscillator 26 is applied to the local oscillation terminals of the mixers 24 and 25. The IF output of the double balance mixer 25 is synthesized by an IF output synthesizer 27, outputted to an IF output terminal 28, and applied to an IF amplifier 29. On the other hand, the IF output of the single balance mixer 24 is output to the IF output terminal 30 as it is and applied to the IF amplifier 31.

また各IF増幅器29、31の出力は検波加算回路32によって検波し、加算して出力端子33にビデオ信号として出力し、信号処理回路を経てレーダ表示装置(PPI)に画像を表示させる。なお、IF増幅器として対数増幅器を使うこともある。   The outputs of the IF amplifiers 29 and 31 are detected by a detection and addition circuit 32, added and output as a video signal to an output terminal 33, and an image is displayed on a radar display device (PPI) through a signal processing circuit. A logarithmic amplifier may be used as the IF amplifier.

特開2001-111447号公報JP 2001-111447

ところでアンテナから発射したレーダパルス信号は、反射物体が遠いほど小さな信号となって受信され、反射物体が近いほど大きな信号として受信され、また、反射物体が小さいほど小さな信号として受信され、反射物体が大きいほど大きな信号として受信される。   By the way, the radar pulse signal emitted from the antenna is received as a smaller signal as the reflecting object is farther, received as a larger signal as the reflecting object is closer, and received as a smaller signal as the reflecting object is smaller. A larger signal is received as a larger signal.

これに伴い、入力信号が変動するが、入力電力が増大してゆくとまずダブルバランスミキサ25の飽和現象が現れる。さらに入力電力が増大してゆくとRF増幅器22が飽和し、インピーダンスが変化してゆく。さらに入力電力が増大してゆくとリミッタ20のインピーダンスが変化してゆく。すなわち、RF増幅器22の入力端子の反射係数が増大し、次にリミッタ20の反射係数が増大する。   Along with this, the input signal fluctuates, but when the input power increases, a saturation phenomenon of the double balance mixer 25 appears first. As the input power further increases, the RF amplifier 22 is saturated and the impedance changes. As the input power further increases, the impedance of the limiter 20 changes. That is, the reflection coefficient of the input terminal of the RF amplifier 22 increases, and then the reflection coefficient of the limiter 20 increases.

2箇所で反射現象が起きるとその間で共振が発生する。この共振現象や各々のインピ−ダンスが入力電力によって複雑に変化するため、分岐回路23が接続されている点の位相、振幅がそれに伴い複雑に変化する。すなわち、この共振によって分岐回路23に誘起されるマイクロ波電力が複雑に変化する。   When the reflection phenomenon occurs at two locations, resonance occurs between them. Since this resonance phenomenon and each impedance change in a complicated manner depending on the input power, the phase and amplitude at the point where the branch circuit 23 is connected change in a complicated manner. That is, the microwave power induced in the branch circuit 23 is complicatedly changed by this resonance.

このため、上述したような従来のマイクロ波周波数変換器には、次に示す様な欠点がある。   For this reason, the conventional microwave frequency converter as described above has the following drawbacks.

まず、リミッタ20とRF増幅器22の接続部から分岐回路23を介してシングルバランスミキサ24の入力端子に接続しているので、分岐回路23の損失がRF増幅器22の入力側に入るため増幅度の減少とNFの劣化となる。   First, since the connection between the limiter 20 and the RF amplifier 22 is connected to the input terminal of the single balance mixer 24 via the branch circuit 23, the loss of the branch circuit 23 enters the input side of the RF amplifier 22, so that the amplification degree Decrease and NF degradation.

また、反射係数が増大する2ヶ所の中間点から電力を取り出しているので、分岐回路23を介して接続されているシングルバランスミキサ24に入力する電力が大きく変動し、入力電力に対するIF出力の直線性が得られなくなる。   In addition, since power is extracted from two intermediate points where the reflection coefficient increases, the power input to the single balance mixer 24 connected via the branch circuit 23 fluctuates greatly, and the IF output linearity with respect to the input power Sex cannot be obtained.

すなわち、シングルバランスミキサ24の出力とダブルバランスミキサ25の出力を合成した時、入出力特性が波うつ様な揺らぎが発生する。これは、RF信号電力が変化してもIF出力電力が変化しない現象が現れる可能性が大きいことである。出力電力に変化しない現象が現れるとビデオ信号も変化せず、レーダ表示装置に目標物の有無が表示されない。   That is, when the output of the single balance mixer 24 and the output of the double balance mixer 25 are combined, the input / output characteristics fluctuate. This is because there is a high possibility that the IF output power does not change even if the RF signal power changes. When a phenomenon that does not change in output power appears, the video signal also does not change, and the presence or absence of the target is not displayed on the radar display device.

これを解消するために、リミッタ20とRF増幅器22の接続部に方向性結合器を接続し、リミッタ20からRF増幅器22に向かって伝播するRF電力のみを分岐回路23に誘導する手法があるが、方向性結合器は、動作周波数のλ/4(λは動作周波数におけるRFの波長)以上の長さを必要とすることから、装置が大きくなる欠点がある。   In order to solve this problem, there is a method in which a directional coupler is connected to the connection between the limiter 20 and the RF amplifier 22 and only the RF power propagating from the limiter 20 toward the RF amplifier 22 is guided to the branch circuit 23. Since the directional coupler requires a length equal to or longer than λ / 4 of the operating frequency (λ is the wavelength of RF at the operating frequency), there is a drawback that the device becomes large.

また、リミッタ20とRF増幅器22の接続部から分岐回路23を介してRF信号を出力するとこの結合係数に相当する分損失が増大し、入力端子21から見たNFが増大し、ダブルバランスミキサ25の出力が減少するという性能低下の原因となっていた。   Further, when an RF signal is output from the connection between the limiter 20 and the RF amplifier 22 via the branch circuit 23, the loss corresponding to this coupling coefficient increases, the NF viewed from the input terminal 21 increases, and the double balance mixer 25 Was the cause of the performance degradation that the output of.

本発明は、遠距離から、ごく近距離まで連続して受信可能なレーダ受信機に用いるマイクロ波周波数変換器を提供するもので、より詳細には、本発明は上記従来の問題点を解消すべくなしたもので、リミッタとRF増幅器間での共振の影響を少なくしたことにより、広い入力電力範囲にわたって飽和現象が現れない構造にしたことを特徴にしたマイクロ波周波数変換器を提供しようとするものである。   The present invention provides a microwave frequency converter used in a radar receiver that can continuously receive from a long distance to a very short distance. More specifically, the present invention solves the above-described conventional problems. In order to provide a microwave frequency converter characterized by having a structure in which a saturation phenomenon does not appear over a wide input power range by reducing the influence of resonance between the limiter and the RF amplifier. Is.

本発明のうち請求項1に係るマイクロ波周波数変換器は、信号端子、局発端子、中間周波数端子を有する2つの独立したミキサ回路の各々の局発端子に一つの発振器の出力を分岐して局部発振信号として入力し、かつ上記ミキサ回路の一方の信号端子には、FET増幅器の出力信号を直接入力し、上記ミキサ回路の他方の信号端子には、上記FET増幅器のゲートバイアス線路に設けた分岐回路を介して接続するとともに、上記2つのミキサ回路の各々の中間周波数端子に独立した中間周波信号を出力可能としてなることを特徴とする。   The microwave frequency converter according to claim 1 of the present invention branches the output of one oscillator to each local oscillation terminal of two independent mixer circuits having a signal terminal, a local oscillation terminal, and an intermediate frequency terminal. The signal is input as a local oscillation signal, and the output signal of the FET amplifier is directly input to one signal terminal of the mixer circuit, and the other signal terminal of the mixer circuit is provided on the gate bias line of the FET amplifier. In addition to being connected via a branch circuit, an independent intermediate frequency signal can be output to each intermediate frequency terminal of each of the two mixer circuits.

同請求項2に係るものは、リミッタに入力したパルス変調された第一のマイクロ波信号をFET増幅器に入力して増幅し、該FET増幅器の出力は、第一のミキサ回路に入力し、前記FET増幅器のゲートバイアス線路に分岐回路を接続し、漏洩して得られた第二のマイクロ波信号を前記第二のミキサ回路に印加し、前記両ミキサ回路の局発端子には局発発振器の出力を印加し、前記第一のミキサ回路のIF出力を第一のIF増幅器に印加し、前記第二のミキサ回路のIF出力は、そのまま第二のIF増幅器に印加し、両IF増幅器の増幅度を調節した後に出力を検波加算回路によって検波、加算して出力し、レーダ表示装置に映像を表示可能としてなることを特徴とする。   According to the second aspect of the present invention, the pulse-modulated first microwave signal input to the limiter is input to the FET amplifier for amplification, and the output of the FET amplifier is input to the first mixer circuit, A branch circuit is connected to the gate bias line of the FET amplifier, the second microwave signal obtained by leakage is applied to the second mixer circuit, and the local oscillator terminal of both the mixer circuits is connected to the local oscillator terminal. Apply the output, apply the IF output of the first mixer circuit to the first IF amplifier, apply the IF output of the second mixer circuit as it is to the second IF amplifier, and amplify both IF amplifiers After adjusting the degree, the output is detected and added by a detection / addition circuit, and output, so that an image can be displayed on the radar display device.

同請求項3に係るものは、請求項1または2のマイクロ波周波数変換器において、前記二つのミキサ回路の一方のミキサ回路がマイクロ波信号をマイクロ波増幅器で増幅した後に入力する2個のミキサで構成したイメージ抑圧ミキサであり、他方のミキサ回路がマイクロ波信号の一部をFET増幅器のゲートバイアス線路に接続して入力するミキサで構成したものであることを特徴とする。   According to the third aspect of the present invention, there is provided the microwave frequency converter according to claim 1 or 2, wherein one mixer circuit of the two mixer circuits inputs after the microwave signal is amplified by the microwave amplifier. And the other mixer circuit is constituted by a mixer that inputs a part of the microwave signal by connecting to a gate bias line of the FET amplifier.

同請求項4に係るレーダ受信機は、請求項1ないし3のいずれかのマイクロ波周波数変換器を用いてなることを特徴とする。   A radar receiver according to claim 4 is characterized by using the microwave frequency converter according to any one of claims 1 to 3.

なお本発明では、第一のミキサ回路はダブルバランス形に限定されない。シングルエンドミキサが第一のミキサ回路である場合、IF合成器がなくなるので、その場合は上述のように、ダブルバランスミキサにIF合成器を含ませればよい。   In the present invention, the first mixer circuit is not limited to the double balance type. If the single-ended mixer is the first mixer circuit, there is no IF combiner. In that case, the double balance mixer may include the IF combiner as described above.

本発明は、従来のマイクロ波周波数変換器に比べて近距離から反射してきた信号にほぼ比例した電力を受信でき、したがって遠距離だけでなく、近年の船舶レーダの主な使用目的である船舶同士または固定物などとの衝突防止に関して非常に重要な機能であるごく近距離までの目標物体の認識が可能となるという効果がある。   The present invention can receive power substantially proportional to a signal reflected from a short distance compared to a conventional microwave frequency converter, and therefore, not only a long distance but also a ship that is the main purpose of use of recent ship radars. Alternatively, there is an effect that it is possible to recognize a target object up to a very short distance, which is a very important function for preventing a collision with a fixed object.

以下本発明を実施するための最良の形態を、図3に示す実施例を参照して説明する。なお、以下では従来例として説明した図2と装置と同じブロック、端子は同じ番号付して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the embodiment shown in FIG. In the following description, the same blocks and terminals as those in FIG.

まず本実施例の構成と動作を説明する。
リミッタ20に入力したパルス変調された第一のマイクロ波信号(RF信号)をFET増幅器40に入力して増幅する。FET増幅器40の出力は、第一のミキサ回路25に入力する。FET増幅器40のゲートバイアス線路に分岐回路23を接続し漏洩して得られた第二のRF信号をシングルバランスミキサである第二のミキサ回路24に印加する。
First, the configuration and operation of this embodiment will be described.
The pulse-modulated first microwave signal (RF signal) input to the limiter 20 is input to the FET amplifier 40 and amplified. The output of the FET amplifier 40 is input to the first mixer circuit 25. The second RF signal obtained by connecting the branch circuit 23 to the gate bias line of the FET amplifier 40 and leaking is applied to the second mixer circuit 24 which is a single balance mixer.

両ミキサ回路24、25の局発端子には局発発振器26の出力を印加する。第一のミキサ回路25のIF出力は、内蔵のIF出力合成器27で合成してIF増幅器29に印加する。第二のミキサ回路24のIF出力は、そのままIF増幅器31に印加する。両IF増幅器29、31の増幅度を適度に調節した後に出力を検波加算回路32によって検波、加算して出力し、レーダ表示装置に映像を表示させる。   The output of the local oscillator 26 is applied to the local oscillator terminals of both mixer circuits 24 and 25. The IF output of the first mixer circuit 25 is synthesized by the built-in IF output synthesizer 27 and applied to the IF amplifier 29. The IF output of the second mixer circuit 24 is applied to the IF amplifier 31 as it is. After the amplification levels of both IF amplifiers 29 and 31 are appropriately adjusted, the output is detected and added by the detection and addition circuit 32 and output, and the image is displayed on the radar display device.

次に図3に従って本実施形態の動作原理を説明する。本実施例の従来例との違いは、図4に示す様に、分岐回路41をFET増幅器40のゲートバイアス回路に接続することにある。   Next, the operation principle of this embodiment will be described with reference to FIG. The difference of this embodiment from the conventional example is that the branch circuit 41 is connected to the gate bias circuit of the FET amplifier 40 as shown in FIG.

まずRF増幅器40は、FET(HEMT)からなる。FET(HEMT)のゲートインピーダンスは入力電力の増加に対して単調減少する性質がある。したがって、FET増幅器のゲートバイアス線路の極近傍に分岐回路41を接続すれば、リミッタ20とRF増幅器40間の共振の影響を受けず、分岐回路41への電力は、単調に増加することになる。   First, the RF amplifier 40 is composed of an FET (HEMT). The gate impedance of the FET (HEMT) has a property of monotonically decreasing as the input power increases. Therefore, if the branch circuit 41 is connected in the immediate vicinity of the gate bias line of the FET amplifier, the power to the branch circuit 41 increases monotonously without being affected by the resonance between the limiter 20 and the RF amplifier 40. .

ミキサ回路24への信号端子をFET増幅器50のゲートバイアス線路に結合容量を介して接続することを特徴とする。FET増幅器のゲートバイアス線路は、λ/4バイアス線路とλ/4オープンスタブからなり、λ/4バイアス線路とλ/4オープンスタブの接続点に固定抵抗を介して負のゲートバイアスを印加している。このλ/4バイアス線路とλ/4オープンスタブの接続点は、理論的にはλ/4オープンスタブの特性上接地されるのでRF信号電圧は発生しない。   The signal terminal to the mixer circuit 24 is connected to the gate bias line of the FET amplifier 50 through a coupling capacitor. The gate bias line of the FET amplifier is composed of a λ / 4 bias line and a λ / 4 open stub, and a negative gate bias is applied to the connection point between the λ / 4 bias line and the λ / 4 open stub via a fixed resistor. Yes. Since the connection point between the λ / 4 bias line and the λ / 4 open stub is theoretically grounded due to the characteristics of the λ / 4 open stub, no RF signal voltage is generated.

しかし、現実的には、λ/4オープンスタブの長さがλ/4からずれたり、寄生抵抗分のために、わずかにRF信号電圧が発生している。従来、このλ/4バイアス線路に洩れてきたRF信号は、ゲートバイアス回路に含まれる抵抗などで無駄に消費されていた。λ/4バイアス線路とλ/4オープンスタブの接続点に洩れ出たRF信号を結合容量で取り出し、RF信号を第二のミキサ回路24へ入力する。すなわち、2つの独立したミキサ回路の各々の局発端子に、1つの発振器の出力を分岐して局部発振信号として入力し、一方のミキサ回路25の信号端子にはマイクロ波信号をFET増幅器で増幅して入力し、他方のミキサ回路24の信号端子はFET増幅器のゲートバイアス線路に接続してマイクロ波信号の一部を入力し、各々の中間周波数端子に独立して中間周波信号を出力するようにして、IF増幅器で増幅し、検波しビデオ信号に変換した後に足し合わせることによって出力電力の飽和を大幅に改善する。   However, in reality, the length of the λ / 4 open stub deviates from λ / 4, and a slight RF signal voltage is generated due to the parasitic resistance. Conventionally, the RF signal leaking into the λ / 4 bias line has been wasted by a resistor included in the gate bias circuit. An RF signal leaking to the connection point between the λ / 4 bias line and the λ / 4 open stub is taken out by a coupling capacitor, and the RF signal is input to the second mixer circuit 24. That is, the output of one oscillator is branched and input as a local oscillation signal to each local oscillation terminal of two independent mixer circuits, and a microwave signal is amplified by a FET amplifier at the signal terminal of one mixer circuit 25 The other mixer circuit 24 is connected to the gate bias line of the FET amplifier to input a part of the microwave signal, and the intermediate frequency signal is output independently to each intermediate frequency terminal. Thus, the output power saturation is greatly improved by adding the signals after amplification with an IF amplifier, detection and conversion into a video signal.

また、従来の信号処理回路の入力段階で2つの信号を足し合わせ、その後の処理は従来通りに行うことを可能とし、使い方に何らの変更も必要としない。   In addition, two signals are added together at the input stage of the conventional signal processing circuit, and the subsequent processing can be performed in the conventional manner, and no change in usage is required.

本発明の上記目的を達成するために、上述した2つのミキサ回路の一方のミキサ回路25がマイクロ波信号をマイクロ波増幅器で増幅した後に入力する2個のミキサで構成したイメージ抑圧ミキサであり、他方のミキサ回路24がマイクロ波信号の一部をFET増幅器のゲートバイアス線路に接続して入力するミキサで構成することは上述した従来の例と同様の構成とすることで達成できる。   In order to achieve the above object of the present invention, one mixer circuit 25 of the two mixer circuits described above is an image suppression mixer configured by two mixers that are input after a microwave signal is amplified by a microwave amplifier, The other mixer circuit 24 can be configured with a mixer that inputs a part of the microwave signal by connecting it to the gate bias line of the FET amplifier by adopting the same configuration as the conventional example described above.

またこれも従来の例と同様、各ミキサ回路24、25の局発端子には、局部発振器26の出力を印加する。ミキサ回路25のIF出力は、内蔵のIF出力合成器27で出力合成し、IF出力端子28に出力してIF増幅器29に印加する。一方、ミキサ回路24のIF出力は、そのままIF出力端子30に出力してIF増幅器31に印加する。   Similarly to the conventional example, the output of the local oscillator 26 is applied to the local oscillation terminals of the mixer circuits 24 and 25. The IF output of the mixer circuit 25 is output synthesized by the built-in IF output synthesizer 27, output to the IF output terminal 28, and applied to the IF amplifier 29. On the other hand, the IF output of the mixer circuit 24 is output to the IF output terminal 30 as it is and applied to the IF amplifier 31.

各IF増幅器29、31は、従来同様に対数増幅器を用いるが、その出力はIF増幅器29、31の増幅度を調節してから検波加算回路32によって検波し、加算して出力端子33にビデオ信号として出力し、従来と同様に信号処理回路を経てレーダ表示装置(PPI)に画像を表示させる。   Each IF amplifier 29, 31 uses a logarithmic amplifier as in the prior art, but its output is detected by a detection / addition circuit 32 after adjusting the amplification degree of the IF amplifiers 29, 31, and added to a video signal at an output terminal 33. And the image is displayed on the radar display device (PPI) through the signal processing circuit as in the prior art.

図5は従来例(A)と本実施例(B)に係るマイクロ波周波数変換器の各IF出力端子の入出力特性を示す。   FIG. 5 shows input / output characteristics of each IF output terminal of the microwave frequency converter according to the conventional example (A) and the present embodiment (B).

IF出力端子28は、従来のマイクロ波周波数変換器の入出力特性と同一であるが、IF出力端子30では分岐回路41によって分岐させたRF信号が直接のRF信号より10数dBから20数dB減衰した信号であるので、RF入力電力が約+20dBmで飽和が始まる。   The IF output terminal 28 has the same input / output characteristics as those of the conventional microwave frequency converter, but the RF signal branched by the branch circuit 41 at the IF output terminal 30 is 10 dB to 20 dB from the direct RF signal. Since this is an attenuated signal, saturation begins when the RF input power is about +20 dBm.

RF入力電力に対して図5に示した特性の信号を各々IF増幅器(対数増幅器)29、31にて適度な増幅度で増幅し、検波加算回路32で検波し、加算した出力電圧の関係(入出力特性)を図6に示す。この図6から明らかなように、図2に示した従来のマイクロ波周波数変換器の入出力特性に対して本実施形態ではリミッタ20とRF増幅器40間の共振の影響が緩和されていることがわかる。   A signal having the characteristics shown in FIG. 5 with respect to the RF input power is amplified by IF amplifiers (logarithmic amplifiers) 29 and 31 with an appropriate degree of amplification, detected by the detection and addition circuit 32, and the relationship between the added output voltages ( The input / output characteristics are shown in FIG. As is apparent from FIG. 6, the influence of resonance between the limiter 20 and the RF amplifier 40 is reduced in this embodiment with respect to the input / output characteristics of the conventional microwave frequency converter shown in FIG. Recognize.

このことは、本実施形態のマイクロ波周波数変換器をレーダに使用すると、従来のマイクロ波周波数変換器を使用したレーダに比べて、近距離から反射してきた大きな信号を広い範囲にわたって飽和することなく受信できるので、遠距離からごく近距離まで連続して目標物体の認識が可能となることを意味する。   This means that when the microwave frequency converter of the present embodiment is used for a radar, a large signal reflected from a short distance is not saturated over a wide range compared to a radar using a conventional microwave frequency converter. This means that the target object can be recognized continuously from a long distance to a very short distance.

なお、上記説明では、ミキサ回路24、25にそれぞれシングルバランス形ミキサ、ダブルバランス形ミキサを用いていたが、これに限ることなく、これらはシングルエンド形、トリプルバランス形などどんな形式のミキサでも使用することができる。 In the above description, a single balance type mixer and a double balance type mixer are used for the mixer circuits 24 and 25, respectively. However, the present invention is not limited to this, and any type of mixer such as a single end type or a triple balance type can be used. can do.

なお、本発明に係るマイクロ波周波数変換器は、レジャー用等のボートなどの小型のレーダに用いるのに適する。   The microwave frequency converter according to the present invention is suitable for use in a small radar such as a leisure boat.

パルスレーダの構成図を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the block diagram of a pulse radar. 従来のマイクロ波周波数変換器の回路構成を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the circuit structure of the conventional microwave frequency converter. 本発明に係るマイクロ波周波数変換器の一実施形態の回路構成を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram showing the circuit composition of one embodiment of the microwave frequency converter concerning the present invention. 本発明に係るマイクロ波周波数変換器のRF増幅器と分岐回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows RF amplifier and a branch circuit of the microwave frequency converter which concerns on this invention. 従来(A)、および本発明実施例(B)のマイクロ波周波数変換器のミキサ回路出力端子の入出力特性を示すグラフである。It is a graph which shows the input-output characteristic of the mixer circuit output terminal of the microwave frequency converter of the past (A) and this invention Example (B). 従来(A)、および本発明実施例(B)のマイクロ波周波数変換器の各IF増幅器出力端子の入出力特性を示すグラフである。It is a graph which shows the input-output characteristic of each IF amplifier output terminal of the microwave frequency converter of the past (A) and this invention Example (B).

符号の説明Explanation of symbols

1:マグネトロン
2:サーキュレータ
3:アンテナ
4:リミッタ
5:周波数変換器
6、26:局部発振器
7、29、31:IF増幅器
8:信号処理回路
9:レーダ表示装置(PPI)
20:リミッタ
22、40:RF増幅器
25:ダブルバランスミキサ
27:IF出力合成器
28、30:IF出力端子
23、41:分岐回路
24:シングルバランスミキサ
32:検波加算回路
33:出力端子
1: Magnetron 2: Circulator 3: Antenna 4: Limiter 5: Frequency converter 6, 26: Local oscillator 7, 29, 31: IF amplifier 8: Signal processing circuit 9: Radar display device (PPI)
20: limiter 22, 40: RF amplifier 25: double balance mixer 27: IF output synthesizer 28, 30: IF output terminal 23, 41: branch circuit 24: single balance mixer 32: detection addition circuit 33: output terminal

Claims (4)

信号端子、局発端子、中間周波数端子を有する2つの独立したミキサ回路の各々の局発端子に一つの発振器の出力を分岐して局部発振信号として入力し、かつ上記ミキサ回路の一方の信号端子には、FET増幅器の出力信号を直接入力し、上記ミキサ回路の他方の信号端子には、上記FET増幅器のゲートバイアス線路に設けた分岐回路を介して接続するとともに、上記2つのミキサ回路の各々の中間周波数端子に独立した中間周波信号を出力可能としてなることを特徴とするマイクロ波周波数変換器。 The output of one oscillator is branched and input as a local oscillation signal to each local oscillation terminal of two independent mixer circuits having a signal terminal, a local oscillation terminal, and an intermediate frequency terminal, and one signal terminal of the mixer circuit The output signal of the FET amplifier is directly input, and the other signal terminal of the mixer circuit is connected via a branch circuit provided in the gate bias line of the FET amplifier, and each of the two mixer circuits A microwave frequency converter capable of outputting an independent intermediate frequency signal to the intermediate frequency terminal. リミッタに入力したパルス変調された第一のマイクロ波信号をFET増幅器に入力して増幅し、該FET増幅器の出力は、第一のミキサ回路に入力し、前記FET増幅器のゲートバイアス線路に分岐回路を接続し、漏洩して得られた第二のマイクロ波信号を前記第二のミキサ回路に印加し、前記両ミキサ回路の局発端子には局発発振器の出力を印加し、前記第一のミキサ回路のIF出力を第一のIF増幅器に印加し、前記第二のミキサ回路のIF出力は、第二のIF増幅器に印加し、両IF増幅器の増幅度を調節した後に出力を検波加算回路によって検波、加算して出力し、レーダ表示装置に映像を表示可能としてなることを特徴とするマイクロ波周波数変換器。 The pulse-modulated first microwave signal input to the limiter is input to the FET amplifier for amplification, and the output of the FET amplifier is input to the first mixer circuit, and is branched to the gate bias line of the FET amplifier. The second microwave signal obtained by leakage is applied to the second mixer circuit, the output of the local oscillator is applied to the local oscillation terminal of both mixer circuits, and the first The IF output of the mixer circuit is applied to the first IF amplifier, the IF output of the second mixer circuit is applied to the second IF amplifier, and the output is detected and added after adjusting the amplification degree of both IF amplifiers. A microwave frequency converter characterized by being able to detect, add and output by means of a signal and display an image on a radar display device. 請求項1または2のマイクロ波周波数変換器において、前記2つのミキサ回路の一方のミキサ回路がマイクロ波信号をマイクロ波増幅器で増幅した後に入力する2個のミキサと1個のIF出力合成器で構成したイメージ抑圧ミキサであり、他方のミキサ回路がマイクロ波信号の一部をFET増幅器のゲートバイアス線路に接続して入力するミキサで構成したものであることを特徴とするマイクロ波周波数変換器。 3. The microwave frequency converter according to claim 1, wherein one mixer circuit of the two mixer circuits includes two mixers and one IF output synthesizer that are input after a microwave signal is amplified by a microwave amplifier. A microwave frequency converter comprising: an image suppression mixer configured, wherein the other mixer circuit is configured by a mixer that inputs a part of a microwave signal by connecting to a gate bias line of an FET amplifier. 請求項1ないし3のいずれかのマイクロ波周波数変換器を用いてなることを特徴とするレーダ受信機。
A radar receiver comprising the microwave frequency converter according to any one of claims 1 to 3.
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