(57)【要約】【課題】  大電力送信の場合は、非線形な電力増幅器を用いるために、励振信号の波形整形が必要となり、また、電力増幅器の特性ばらつき、励振信号波形の変動その他により、それぞれの特性に応じた詳細な波形整形を行う必要があり、大変な労力が必要となる。【解決手段】  変調器２は励振信号を波形制御回路９からの変調信号で波形整形された後、電力増幅器５１〜５ｎ、電力合成器６、方向性結合器７を通り送信出力信号として出力される。送信出力信号は検波器８でモニタされ、このモニタ信号波形と基準信号波形とが比較器１２で比較されて誤差が得られ、誤差・補正信号発生器１４で記憶された後、加算器１６で変調信号発生器１５からの変調信号と加算される。これにより、上記の誤差が前の変調信号波形に補正された変調信号波形が加算器１６から得られる。この補正を加えた次の変調信号で次の励振信号を変調し、パルス波形整形を行う動作を繰り返す。【選択図】            図１
2006042227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励振信号を送信タイミングに同期したパルス列の変調信号でパルス変調することにより、波形整形する変調手段と、
前記変調手段により波形整形されて出力された前記励振信号を、電力増幅する電力増幅手段と、
前記電力増幅手段により電力増幅された前記励振信号を２分岐し、一方は送信出力信号として前記送信タイミングに同期して出力する分岐手段と、
前記分岐手段により分岐された他方の送信出力信号を検波してモニタ信号を出力する検波手段と、
基準信号発生器を含んでおり、その基準信号発生器から出力された基準信号の波形と前記検波手段から出力されたモニタ信号の波形とを比較して得た、それらの誤差に応じた誤差・補正信号で、前回の送信タイミングで出力された前記変調信号を補正し、その補正後の前記変調信号を次回の送信タイミングで前記変調手段へ出力する波形制御手段と
を有することを特徴とする自動パルス波形整形方式。
【請求項２】
前記波形制御手段は、
前記基準信号発生器と、
前記基準信号発生器から出力された前記基準信号の波形と、前記モニタ信号の波形とを比較して、前記誤差・補正信号を出力する比較器と、
前記比較器から出力された前記誤差・補正信号を記憶する誤差・補正信号発生器と、
前記前回の送信タイミングで出力された前記変調信号を記憶する変調信号発生器と、
前記次回の送信タイミングで、前記誤差・補正信号発生器から出力された前記前回の送信タイミングにおける前記誤差・補正信号と、前記変調信号発生器から出力される前記前回の送信タイミングにおける前記変調信号とを加算して、前記次回の送信タイミングでの補正後の変調信号として前記変調手段へ出力する加算手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の自動パルス波形整形方式。
【請求項３】
励振信号を送信タイミングに同期したｋ個（ただし、ｋは２以上の整数）のパルスからなるバーストパルスが時系列的に合成された変調信号でパルス変調することにより、波形整形する変調手段と、
前記変調手段により波形整形されて出力された前記励振信号を、電力増幅する電力増幅手段と、
前記電力増幅手段により電力増幅された前記励振信号を２分岐し、一方は送信出力信号として前記バーストパルスの送信タイミングに同期して出力する分岐手段と、
前記分岐手段により分岐された他方の送信出力信号を検波してモニタ信号を出力する検波手段と、
基準信号発生器を含んでおり、その基準信号発生器から出力された基準信号の波形と、前記検波手段から出力された、前記バーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちのｊ番目（ただし、ｊは１〜ｋの内の任意の値）のパルスに同期した送信出力信号のモニタ信号の波形とを比較して得た、それらの誤差に応じた誤差・補正信号で、前記バーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちの前記ｊ番目のパルスの送信タイミングで出力された前記変調信号を補正し、その補正後の前記変調信号を次回のバーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングで前記変調手段へ出力する波形制御手段と
を有することを特徴とする自動パルス波形整形方式。
【請求項４】
前記波形制御手段は、
前記基準信号発生器と、
前記基準信号発生器から出力された前記基準信号の波形と、前記バーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちの前記ｊ番目のパルスに同期した送信出力信号のモニタ信号の波形とを比較して、前記誤差・補正信号を出力する比較器と、
前記比較器から出力された前記誤差・補正信号を記憶する誤差・補正信号発生器と、
前記バーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちの前記ｊ番目のパルスの送信タイミングで出力された前記変調信号を記憶する変調信号発生器と、
前記誤差・補正信号発生器から出力された前記バーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちの前記ｊ番目のパルスの送信タイミングにおける前記誤差・補正信号と、前記変調信号発生器から出力される前記バーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちの前記ｊ番目のパルスの送信タイミングにおける前記変調信号とを加算して、前記次回のバーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングでの補正後の変調信号として前記変調手段へ出力する加算手段と
を有することを特徴とする請求項３記載の自動パルス波形整形方式。
【請求項５】
前記基準信号発生器は、Ｎ種類（ただし、Ｎはパルス特性又はバースト特性に応じた２以上の整数）の基準信号を発生する基準信号発生部と、前記Ｎ種類の基準信号のうち一の種類の基準信号を選択する第１の切換器とよりなり、
前記誤差・補正信号発生器は、前記バーストパルス中の前記ｋ個のパルスの各送信タイミングに同期した送信出力信号送信時における、前記誤差・補正信号を別々に記憶するｋ個の記憶領域を有する第１のメモリ回路がＮ個と、前記Ｎ個の第１のメモリ回路のうち選択した一の第１のメモリ回路のｊ番目の記憶領域に、前記バーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちの前記ｊ番目のパルスの送信タイミングにおける前記誤差・補正信号を記憶させる第２の切換器と、前記Ｎ個の第１のメモリ回路のうち選択した一の第１のメモリ回路のｊ番目の記憶領域から、前記次回のバーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングで、前回のバーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちの前記ｊ番目のパルスの送信タイミングにおける前記誤差・補正信号を読み出す第３の切換器とよりなり、
前記変調信号発生器は、前記バーストパルス中の前記ｋ個のパルスの各送信タイミングに同期した送信出力信号送信時における、前記変調信号を別々に記憶するｋ個の記憶領域を有する第２のメモリ回路がＮ個と、前記Ｎ個の第２のメモリ回路のうち選択した一の第２のメモリ回路のｊ番目の記憶領域に、前記バーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちの前記ｊ番目のパルスの送信タイミングにおける前記変調信号を記憶させる第４の切換器と、前記Ｎ個の第２のメモリ回路のうち選択した一の第２のメモリ回路のｊ番目の記憶領域から、前記次回のバーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングで、前記前回のバーストパルス中の前記ｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングにおける前記変調信号を読み出す第５の切換器とよりなり、
前記Ｎ種類のうち送信時に用いる１種類のバーストパルスの特性に応じて、前記第１乃至第５の切換器を切換制御する切換信号を出力する切換信号発生器を更に有することを特徴とする請求項４記載の自動パルス波形整形方式。
【請求項６】
前記電力増幅手段は、前記変調手段により波形整形されて出力された前記励振信号をＭ分配（Ｍは２以上の整数）する電力分配器と、前記電力分配器から並列に出力されるＭ個の前記励振信号を別々に電力増幅するＭ個の電力増幅器と、前記Ｍ個の電力増幅器から電力増幅されて出力された前記励振信号を一つに合成する電力合成器とからなることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の自動パルス波形整形方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動パルス波形整形方式に係り、特に大電力を発生する送信機を有する航法援助装置及びレーダ装置等のパルス送信機において、送信信号であるパルスを波形整形する自動パルス波形整形方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
航法援助装置及びレーダ装置等のパルス送信機は大電力信号の発生が必要であり、電子管を使用したものが従来から広く使用されてきた。しかし、近年は電力用半導体デバイスの開発により、これを多数合成して大電力の送信出力を得るパルス送信機が実用されてきている。
【０００３】
図８は従来の自動パルス波形整形方式が適用される上記のパルス送信機の一例のブロック図を示す。同図において、信号発生器１から出力された連続波は、パルス変調器２０によりパルス変調され励振信号となる。この励振信号は、プリアンプ３で後段のｎ個（ｎは２以上の整数）の電力用半導体デバイスである電力増幅器５１〜５ｎの入力レベルまで増幅された後、電力分配器４によりｎ分配されて、電力増幅器５１〜５ｎに並列に入力される。
【０００４】
電力増幅器５１〜５ｎの各々により別々に電力増幅されて取り出された励振信号は、電力合成器６により合成される。このように固体化送信機の場合、１個の電力用半導体デバイス（電力増幅器）の出力電力が小さいため、多数（図８ではｎ個）の電力用半導体デバイスを並列動作させ、これらの出力を電力合成器６で電力合成することにより、所望の出力電力を得ている。
【０００５】
電力合成器６から出力された励振信号は、次段の濾波器又はパルス整形器２１によって、所定の周波数成分を濾波するなどの方法により所望の送信出力信号波形に整形されて出力される。ここで、矩形波の立ち上がり、立ち下がりを滑らかにしたり、ガウシァン波形等で振幅変調することによって信号のスペクトラムの拡がりが抑えられ、不要輻射成分を低減させる方法は良く知られている。
【０００６】
また、従来、パルス変調器からのパルス変調信号を補正ユニットに供給し、これにより生ぜられたエラー信号に基づき、パルス変調信号のパルスエッジにおいて連続的な遅延を導入してパルス変調信号を再タイミングするステップを備え、その再タイミングするステップが、パルス変調信号のスイッチングパワー増幅ステージからのパワー増幅信号に補償効果をもたらすような制御を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の方法によれば、パルスエッジ遅延によりパルス波形を整形している。
【０００７】
【特許文献１】特許第３３４６５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の図８に示した固体化送信機において、電力増幅器が線形回路である場合は励振信号を波形整形することによって所望の送信出力信号波形に整形させることが容易である。しかし、一般的に電力増幅器は効率を上げるためＣ級動作等の非線形回路であるため、励振信号の波形は歪み、変形されてしまう。このため、電力増幅器の後段でパルス整形を行う場合には、上記したように送信機の終段に濾波器又はパルス整形器２１が必要となる。
【０００９】
しかし、これらのコンポーネントの損失は送信電力の低下に直接結びつく上に、扱う電力が非常に大きいため、特殊なコンポーネントが必要となる。また、これを避けるために励振信号を波形整形することによって所望の送信出力信号波形に整形させる場合、Ｃ級動作の非線形な電力増幅器のため詳細な波形整形が必要となる。
【００１０】
また、従来は電力増幅器（電力用半導体デバイス）５１〜５ｎの特性ばらつき、励振信号波形の変動、周波数特性その他により、それぞれの特性に応じた詳細な波形整形を行う必要があり、大変な労力が必要となる。
【００１１】
一方、特許文献１記載の方法は、パワー増幅（電力増幅）の際に導入される非直線性を補正するため、パルス変調信号のパルスエッジを連続的な遅延により再タイミングするものであり、やはり詳細な波形整形が必要となる。
【００１２】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、送信信号のパルス波形整形を容易に行えるようにした自動パルス波形整形方式を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、第１の発明の自動パルス波形整形方式は、励振信号を送信タイミングに同期したパルス列の変調信号でパルス変調することにより、波形整形する変調手段と、変調手段により波形整形されて出力された励振信号を、電力増幅する電力増幅手段と、電力増幅手段により電力増幅された励振信号を２分岐し、一方は送信出力信号として送信タイミングに同期して出力する分岐手段と、分岐手段により分岐された他方の送信出力信号を検波してモニタ信号を出力する検波手段と、基準信号発生器を含んでおり、その基準信号発生器から出力された基準信号の波形と検波手段から出力されたモニタ信号の波形とを比較して得た、それらの誤差に応じた誤差・補正信号で、前回の送信タイミングで出力された変調信号を補正し、その補正後の変調信号を次回の送信タイミングで変調手段へ出力する波形制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
この発明では、励振信号を変調信号で波形整形し、波形整形後の励振信号を電力増幅して送信出力するに際し、その送信出力信号をモニタし、このモニタ信号波形と基準信号波形とを比較して誤差をとり、この誤差を前の変調信号波形に補正して次の変調信号波形とし、補正を加えた次の変調信号で次の励振信号を変調し、パルス波形整形を行う動作を繰り返すようにしたため、送信出力信号波形は、基準信号波形に収束し、自動で基準信号波形と相似の送信出力信号波形が得られる。また、所望の基準信号波形を選ぶことにより、いかなる送信出力信号波形にも対応できる。例えば、基準信号波形にガウシァン波形を選ぶことにより、送信出力信号波形はガウシァン波形になり、信号のスペクトラムの拡がりが抑えられ不要輻射成分を低減させることができる。
【００１５】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明の自動パルス波形整形方式は、第１の発明の波形制御手段を、基準信号発生器と、基準信号発生器から出力された基準信号の波形と、モニタ信号の波形とを比較して、誤差・補正信号を出力する比較器と、比較器から出力された誤差・補正信号を記憶する誤差・補正信号発生器と、前回の送信タイミングで出力された変調信号を記憶する変調信号発生器と、次回の送信タイミングで、誤差・補正信号発生器から出力された前回の送信タイミングにおける誤差・補正信号と、変調信号発生器から出力される前回の送信タイミングにおける変調信号とを加算して、次回の送信タイミングでの補正後の変調信号として変調手段へ出力する加算手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
また、上記の目的を達成するため、第３の発明の自動パルス波形整形方式は、励振信号を送信タイミングに同期したｋ個（ただし、ｋは２以上の整数）のパルスからなるバーストパルスが時系列的に合成された変調信号でパルス変調することにより、波形整形する変調手段と、変調手段により波形整形されて出力された励振信号を、電力増幅する電力増幅手段と、電力増幅手段により電力増幅された励振信号を２分岐し、一方は送信出力信号としてバーストパルスの送信タイミングに同期して出力する分岐手段と、分岐手段により分岐された他方の送信出力信号を検波してモニタ信号を出力する検波手段と、基準信号発生器を含んでおり、その基準信号発生器から出力された基準信号の波形と、検波手段から出力された、バーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目（ただし、ｊは１〜ｋの内の任意の値）のパルスに同期した送信出力信号のモニタ信号の波形とを比較して得た、それらの誤差に応じた誤差・補正信号で、バーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングで出力された変調信号を補正し、その補正後の変調信号を次回のバーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングで変調手段へ出力する波形制御手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
この発明では、励振信号を送信タイミングに同期したｋ個のパルスからなるバーストパルスが時系列的に合成された変調信号でパルス変調することにより、励振信号を波形整形するに際し、バーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスに同期した送信出力信号のモニタ信号の波形とを比較して得た、それらの誤差に応じた誤差・補正信号で、バーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングで出力された変調信号を補正し、その補正後の変調信号を次回のバーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングで変調手段へ出力するようにしたため、送信出力信号波形を基準信号波形に自動的に収束させることができる。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため、第４の発明の自動パルス波形整形方式は、第３の発明における波形制御手段を、基準信号発生器と、基準信号発生器から出力された基準信号の波形と、バーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスに同期した送信出力信号のモニタ信号の波形とを比較して、誤差・補正信号を出力する比較器と、比較器から出力された誤差・補正信号を記憶する誤差・補正信号発生器と、バーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングで出力された変調信号を記憶する変調信号発生器と、誤差・補正信号発生器から出力されたバーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングにおける誤差・補正信号と、変調信号発生器から出力されるバーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングにおける変調信号とを加算して、次回のバーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングでの補正後の変調信号として変調手段へ出力する加算手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
また、上記の目的を達成するため、第５の発明の自動パルス波形整形方式は、第４の発明における基準信号発生器が、Ｎ種類（ただし、Ｎはパルス特性又はバースト特性に応じた２以上の整数）の基準信号を発生する基準信号発生部と、Ｎ種類の基準信号のうち一の種類の基準信号を選択する第１の切換器とよりなり、誤差・補正信号発生器が、バーストパルス中のｋ個のパルスの各送信タイミングに同期した送信出力信号送信時における、誤差・補正信号を別々に記憶するｋ個の記憶領域を有する第１のメモリ回路がＮ個と、Ｎ個の第１のメモリ回路のうち選択した一の第１のメモリ回路のｊ番目の記憶領域に、バーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングにおける誤差・補正信号を記憶させる第２の切換器と、Ｎ個の第１のメモリ回路のうち選択した一の第１のメモリ回路のｊ番目の記憶領域から、次回のバーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングで、前回のバーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングにおける誤差・補正信号を読み出す第３の切換器とよりなり、変調信号発生器が、バーストパルス中のｋ個のパルスの各送信タイミングに同期した送信出力信号送信時における、変調信号を別々に記憶するｋ個の記憶領域を有する第２のメモリ回路がＮ個と、Ｎ個の第２のメモリ回路のうち選択した一の第２のメモリ回路のｊ番目の記憶領域に、バーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングにおける変調信号を記憶させる第４の切換器と、Ｎ個の第２のメモリ回路のうち選択した一の第２のメモリ回路のｊ番目の記憶領域から、次回のバーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングで、前回のバーストパルス中のｋ個のパルスのうちのｊ番目のパルスの送信タイミングにおける変調信号を読み出す第５の切換器とよりなる構成とし、Ｎ種類のうち送信時に用いる１種類のバーストパルスの特性に応じて、第１乃至第５の切換器を切換制御する切換信号を出力する切換信号発生器を更に有することを特徴とする。
【００２０】
この発明では、波形整形に用いる変調信号のパルス特性又はバースト特性がＮ種類ある場合であっても、それぞれＮ個ある基準信号、誤差・補正信号発生器内の第１のメモリ回路、変調信号発生器内の第２のメモリ回路を、第１乃至第５の切換器を、波形整形に用いる変調信号のパルス特性又はバースト特性に応じた一つを選択することにより、第３の発明と同様にして、送信出力信号波形を基準信号波形に自動的に収束させることができる。
【００２１】
また、上記の目的を達成するため、第６の発明の自動パルス波形整形方式は、電力増幅手段が、変調手段により波形整形されて出力された励振信号をＭ分配（Ｍは２以上の整数）する電力分配器と、電力分配器から並列に出力されるＭ個の励振信号を別々に電力増幅するＭ個の電力増幅器と、Ｍ個の電力増幅器から電力増幅されて出力された励振信号を一つに合成する電力合成器とからなることを特徴とする。この発明では、大電力増幅した送信信号を送信する送信機において、電力増幅器１個当りの電力増幅度が小さくても大電力増幅された送信出力信号を出力することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、励振信号を変調信号で波形整形し、波形整形後の励振信号を電力増幅して送信出力するに際し、その送信出力信号をモニタし、このモニタ信号波形と基準信号波形とを比較して誤差をとり、この誤差を前の変調信号波形に補正して次の変調信号波形とし、補正を加えた次の変調信号で次の励振信号を変調し、パルス波形整形を行う動作を繰り返すことにより、自動で送信出力信号波形を、基準信号波形に収束させることができるため、以下の特長を有するものである。
【００２３】
（１）所望の基準信号波形を選ぶことにより、基準信号波形と相似の送信出力信号波形を自動で容易に得ることができる。
【００２４】
（２）所望の送信信号出力時のモニタ信号レベルに基準信号のレベルを合わせることにより、自動で送信出力レベルを一定にすることができる。また、基準信号レベルを可変することにより送信出力レベルを容易に可変することができる。
【００２５】
（３）大電力濾波器又は大電力用の波形整形器が不要となり、これらのコンポーネントによる電力損失を無くすことができる。
【００２６】
（４）自動で波形整形されるため、電力増幅器（半導体デバイス）の特性ばらつき、励振信号波形の変動、周波数特性他によりそれぞれの特性に応じた詳細な波形整形を行うための大変な労力を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明になる自動パルス波形整形方式の一実施の形態のブロック図を示す。この実施の形態は、航法援助装置及びレーダ装置等のパルス送信機に適用したものであり、同図中、図８と同一構成部分には同一符号を付してある。
【００２８】
図１に示す実施の形態は、連続波又は矩形波を発生する信号発生器１と、波形制御回路９からの変調信号波形により、上記の連続波又は矩形波をパルス変調し送信励振信号を生成する変調器２と、変調器２から出力された送信励振信号を電力増幅器５１〜５ｎの入力レベルまで増幅するプリアンプ３と、プリアンプ３からの送信励振信号を電力増幅器５１〜５ｎと同数のｎ分配する電力分配器４と、電力分配器４からの送信励振信号を規定の送信出力レベルまで別々に増幅する電力増幅器５１〜５ｎと、電力増幅器５１〜５ｎで各々電力増幅されたｎ個の送信信号を一つに合成する電力合成器６と、電力合成器６から出力された合成送信信号をモニタするため合成送信信号の一部を取り出す方向性結合器７と、方向性結合器７から出力された合成送信信号を検波し、モニタ信号を発生させる検波器８と、基準信号を発生し、基準信号波形とモニタ信号波形とを比較し誤差・補正信号を発生し、前の変調信号波形にこの誤差・補正信号を補正して次の変調信号波形を発生させる波形制御回路９とを有している。
【００２９】
波形制御回路９は、基準信号発生器１１、比較器１２、誤差・補正信号発生器１４、変調信号発生器１５及び加算器１６より大略構成されている。比較器１２は、基準信号発生器１１から出力された基準信号波形と、検波器８から出力されたモニタ信号波形（送信出力信号波形）とを比較し、その比較信号を誤差・補正信号発生器１４に供給する。誤差・補正信号発生器１４は入力された比較信号に基づき、上記の基準信号波形とモニタ信号波形（送信出力信号波形）との間の波形の誤差に応じた誤差・補正信号を発生する。
【００３０】
加算器１６は、上記の誤差・補正信号と加算器１６から前回の補正の際に出力された加算信号に基づき変調信号発生器１５から発生される変調信号とを加算して、次の変調信号を発生し、それを変調器２に供給すると共に、変調信号発生器１５に供給し、更に次の変調信号を生成させる。このように、補正を加えた次の変調信号で次の励振信号を変調して、パルス波形整形を行うことを繰り返すことにより、送信出力信号波形は、基準信号波形に収束し、自動で基準信号波形と相似の送信出力信号波形を得ることができる。
【００３１】
次に、波形制御回路９の構成及び動作について、更に詳細に説明する。図２は図１中の波形制御回路９の一実施の形態である波形制御回路９ａのブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付してある。図２に示す波形制御回路９ａにおいて、比較器１２は、検波器８からのモニタ信号１０２と基準信号発生器１１からの基準信号１０３とを比較し、誤差・補正信号１０４を出力する。ＡＤＣ１３は、この誤差・補正信号１０４をＡ／Ｄ変換し、ディジタル信号である誤差・補正データを誤差・補正信号発生器１４に出力する。
【００３２】
誤差・補正信号発生器１４は、２つのメモリ１４１及び１４２が縦続接続された構成であり、変調信号発生器１５も２つのメモリ１５１及び１５２が縦続接続された構成である。波形制御回路９は、Ｎ発目の送信タイミングに合わせて、変調信号１０１を出力するときは、変調信号発生器１５内のメモリ１５１及び１５２のうち、メモリ１５１が次のタイミングの（Ｎ＋１）発目の変調信号データを記憶すると共に、メモリ１５２が直前のタイミングの（Ｎ−１）発目の変調信号データを出力する。
【００３３】
一方、誤差・補正信号発生器１４内のメモリ１４１及び１４２のうち、メモリ１４１は、次のタイミングの（Ｎ＋１）発目の誤差・補正データを記憶し、メモリ１４２は直前のタイミングの（Ｎ−１）発目の誤差・補正信号データを出力する。これにより、加算器１６は、メモリ１４２からの（Ｎ−１）発目の誤差・補正信号データと、メモリ１５２からの（Ｎ−１）発目の変調信号データとを加算して（Ｎ−１）発目の変調信号を誤差補正し、Ｎ発目の変調信号データを生成する。ＤＡＣ１７はＮ発目の変調信号データをＤ／Ａ変換し、アナログ信号であるＮ発目の変調信号１０１を出力する。
【００３４】
次に、本実施の形態の動作について図３のタイミングチャートを、図１及び図２と併せ参照して説明する。分かりやすいように、Ｎ発目の送信出力を例に取り説明する。まず、Ｎ発目の送信のタイミングに合わせ、変調信号発生器１５の後段のメモリ１５２から（Ｎ−１）発目の変調信号データ（１発目は基準信号と同じ）と、誤差・補正信号発生器１４の後段のメモリ１４２から（Ｎ−１）発目の誤差・補正信号データ（１発目は誤差０）とが読み出されて、加算器１６で加算され、次のＮ発目の変調信号データが生成される。
【００３５】
この変調信号データは、２つに分けられ、一方のＮ発目の変調信号データは、ＤＡＣ１７によりＤ／Ａ変換され、アナログ信号である図３（Ａ）に示すＮ発目の変調信号１０１として出力され、Ｎ発目に送信する励振信号の変調に使われる。他方のＮ発目の変調信号データは、（Ｎ＋１）発目の変調信号として使うため、変調信号発生器１５内の初段のメモリ１５１に記憶される。
【００３６】
一方、図１の信号発生器１から出力された連続波は、上記のＮ発目の送信のタイミングに合わせ、波形制御回路９から上記のようにして生成された出力された図３（Ａ）に示すＮ発目の変調信号により、変調器２でパルス変調・波形整形され励振信号となる。この励振信号は、図１に示すプリアンプ３で電力増幅器５１〜５ｎの入力レベルまで増幅された後、電力分配器４に供給されてｎ分配され、電力増幅器５１〜５ｎにそれぞれ供給されて、別々に規定の送信出力レベルまで増幅される。電力増幅器５１〜５ｎで各々増幅された全部でｎ個の励振信号は、電力合成器６で一つの信号に電力合成された後、方向性結合器７を通りＮ発目の送信出力信号として出力される。
【００３７】
また、このとき、Ｎ発目の送信出力信号をモニタするため、図１に示す方向性結合器７で送信信号の一部を取り出し、このＮ発目の送信出力信号を検波器８で検波し、Ｎ発目のモニタ信号を発生させる。図２に示す波形制御回路９の比較器１２は、基準信号発生器１１から出力された図３（Ｃ）に示すＮ発目の基準信号１０３の波形と、図３（Ｂ）に示す上記のＮ発目のモニタ信号の波形とを比較し、それらの誤差を図３（Ｄ）に示すようなＮ発目の誤差・補正信号１０４を発生させる。このＮ発目の誤差・補正信号１０４は、ＡＤＣ１３でＡ／Ｄ変換されてディジタル信号の誤差・補正信号データとされて誤差・補正信号発生器１４内の初段のメモリ１４１に記憶される。
【００３８】
次に、波形制御回路９は、（Ｎ＋１）発目の送信が始まる前に、図２に示す変調信号発生器１５内のメモリ１５１に記憶したＮ発目の変調信号データと、誤差・補正信号発生器１４内のメモリ１４１に記憶したＮ発目の誤差・補正信号データとを、それぞれの後段のメモリ１５２、メモリ１４２に転送して記憶させる。
【００３９】
続いて、波形制御回路９は（Ｎ＋１）発目の送信タイミングに合わせ、メモリ１５２に転送して記憶しておいたＮ発目の変調信号データと、メモリ１４２に転送して記憶しておいたＮ発目の誤差・補正信号データをそれぞれ出力し、これらを加算器１６で加算して、Ｎ発目の変調信号をＮ発目の誤差・補正信号で補正した（Ｎ＋１）発目の変調信号データを作り、（Ｎ＋２）発目の変調信号を作成するために、これをメモリ１５１に記憶する一方、ＤＡＣ１７を通して図３（Ａ）に示す（Ｎ＋１）発目の変調信号１０１として波形制御回路９から変調器２へ出力し、ここで信号発生器１よりの連続波と変調させて（Ｎ＋１）発目の励振信号を生成させる。
【００４０】
この（Ｎ＋１）発目の励振信号も電力増幅器５１〜５ｎで各々増幅されてから、電力合成器６で一つの信号に電力合成された後、方向性結合器７を通り（Ｎ＋１）発目の送信出力信号として出力される一方、方向性結合器７で一部が分岐されて検波器８で（Ｎ＋１）発目の送信出力信号としてモニタされて、基準信号発生器１１で出力された基準信号１０３と比較器１２で比較され、誤差を（Ｎ＋１）発目の誤差・補正信号１０４として出力される。以下、上記と同様の動作が繰り返される。
【００４１】
上記と同様にして、直前の送信タイミングの変調信号を、直前の送信タイミングで送信された送信出力信号のモニタ信号と基準信号との誤差・補正信号で補正して、それを次のタイミングの変調信号として生成して次のタイミングの励振信号及び送信出力信号を生成することを繰り返すことにより、送信出力信号波形は基準信号波形に収束し、自動で基準信号波形と相似の送信出力信号波形が得られる。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、送信出力信号波形は基準信号波形に収束するため、所望の基準信号波形を選ぶことにより、基準信号波形と相似の送信出力信号波形を自動で得ることができ、また、所望の送信出力信号の出力時のモニタ信号レベルに基準信号のレベルを合わせることにより、自動で送信出力レベルを一定にすることができ、基準信号レベルを可変することにより送信出力信号レベルを容易に可変することができる。
【００４３】
また、本実施の形態によれば、大電力濾波器又は大電力用の波形整形器が不要となり、これらのコンポーネントによる電力損失を無くすことができ、更には、電力増幅器（電力用半導体デバイス）５１〜５ｎの特性ばらつき、励振信号波形の変動、周波数特性その他により、それぞれの特性に応じた詳細な波形整形が不要であり、それらの労力を無くすことができる。
【００４４】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。本発明の他の実施の形態は、送信出力信号のパルス特性（パルス幅、立ち上がり／立ち下がり時間、シングル／ペアパルス）やバースト特性（基本パルス、パルス数、パルス間隔）により、それぞれのパルス群に分け、パルス群毎にそれぞれの変調信号、誤差・補正信号を出力、記憶できる機能と、パルス群毎の基準信号を出力できる機能と、パルス群の種類に応じてこれを選ぶ機能とを持たせることにより、送信信号のパルス特性、バースト特性の種類に対応できるようにしたものである。これは、図１乃至図３と共に説明した実施の形態のパルス毎の補正では、補正しきれない場合があり、これを補うものである。
【００４５】
バーストは、単発のパルスに比べ約十数倍のデューティサイクルを有するため、温度上昇、電源のドロップ等不可避的な原因により、電力増幅器の特性が短い時間で変化する。従って、補正を加えない送信出力信号は変動する。説明し易いように送信出力信号を３発出力するバーストパルス（１発のバーストパルスが３発のパルスからなるパルス列）を例にとり、これを図４に示す。なお、１発のバーストパルスは、例えば各々パルス幅が３.０〜３.５μs程度のパルスが３０μs周期で入力される３発のパルスからなるパルス列である。
【００４６】
図４（Ｂ）に示すように、補正を加えないバースト１発目の送信出力信号は、同図（Ａ）に示す基準信号レベルの出力であるが、上記説明の原因により、同じバースト１発目ではパルスが２発目、３発目と進むにつれて、同図（Ｂ）に示すように送信出力信号が低下するが、次のバースト２発目では温度、電源の状態が元に戻るのでバースト１発目と同じ出力特性となる。
【００４７】
これに対し、上記の実施の形態のように、パルス毎の補正を加えた例を図５に示す。パルス毎に補正を行う場合は、図５（Ｂ）に示すように、バースト１発目の送信出力信号中の１発目の、同図（Ｃ）に示す基準信号レベルとの誤差が、同図（Ｄ）に示すように０であり、その結果、送信出力信号の２発目の変調信号は同図（Ａ）に示すように１発目と同じとなるため、送信出力信号２発目のレベルは同図（Ｂ）に示すように０.２低下する。
【００４８】
これにより、２発目の誤差は図５（Ｄ）に示すように０.２となり、２発目の変調信号にその誤差が加えられて、同図（Ａ）に示すように３発目の変調信号が、基準信号より０.２大きいレベルとなる。このため、３発目の送信出力信号レベルは補正なしでは０.４低下するところ、図５（Ｂ）に示すように０.２の低下に止まる。
【００４９】
これにより、３発目の誤差は図５（Ｄ）に示すように０.２となり、３発目の変調信号にその誤差が加えられて、同図（Ａ）に示すように３発目の変調信号が、基準信号より０.２大きいレベルとなる。その結果、バースト２発目の送信出力１発目の変調信号は、図５（Ａ）に示すように、３発目の誤差０.２と基準信号より０.２大きいレベルの３発目の変調信号とが加算されて、基準信号よりも０.４大きい変調信号となる。
【００５０】
従って、バースト２発目の１発目送信出力信号レベルは、図５（Ｂ）に示すように、基準信号より０.４大きくなり、同図（Ｃ）に示す基準信号との誤差は、同図（Ｄ）に示すように−０.４となる。以下、同様の動作の結果、図５に示すようになり、送信出力信号レベルは基準信号レベルに収束しない。これは送信出力時の状態が変化するなかで、違う状態での誤差を補正しているためである。
【００５１】
このため、送信出力時の状態が変化するなかで、同じ状態での誤差を補正するため、バーストを一つのパルス群とし、バースト１発目の送信出力１発目はバースト２発目の送信出力１発目に、バースト１発目の送信出力２発目はバースト２発目の送信出力２発目の送信出力２発目に、バースト１発目の送信出力３発目はバースト２発目の送信出力３発目にそれぞれ誤差補正することで、この問題を解決した。
【００５２】
これが本発明の他の実施の形態である。図６は本発明になる自動パルス波形整形方式の他の実施の形態の要部である波形制御回路９ｂのブロック図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付してある。なお、波形制御回路９ｂ以外の構成は、図１の構成と同じである。図６に示す波形制御回路９ｂにおいて、基準信号発生器１１は、Ｎ個のパルス群用基準信号を発生する基準信号発生器１１１１〜１１１Ｎと、これらの基準信号発生器１１１１〜１１１Ｎの出力基準信号から一の基準信号１０３を選択出力する切換器１１２とよりなる。
【００５３】
また、誤差・補正信号発生器１４は、Ｎ個のパルス群毎に変調信号データを発生／記憶させるための、縦続接続された２つのメモリからなるメモリ回路１４４−１〜１４４−Ｎと、メモリ回路１４４−１〜１４４−Ｎに供給する誤差・補正信号データをパルス群毎に切り換える切り換え器１４３と、メモリ回路１４４−１〜１４４−Ｎから出力される誤差・補正信号データの中から一の誤差・補正信号データを選択する出力する切換器１４４とより構成されている。
【００５４】
また、変調信号発生器１５は、Ｎ個のパルス群毎に変調信号データを発生／記憶させるための、縦続接続された２つのメモリからなるメモリ回路１５４−１〜１５４−Ｎと、メモリ回路１５４−１〜１５４−Ｎに供給する変調信号データをパルス群毎に切り換える切り換え器１５３と、メモリ回路１５４−１〜１５４−Ｎから出力される変調信号データの中から一の変調信号データを選択する出力する切換器１５４とより構成されている。また、送信信号のパルス群の種類に応じて、パルス切換信号１０５を切換器１１２、１４３、１４５、１５３及び１５５に供給して、このパルス群を選択切換するパルス群切換器１８を有する。この実施の形態は、バーストパルスがＮ種類の特性の場合（パルス群がＮ個の場合）に対応できる実施の形態である。
【００５５】
すなわち、誤差・補正信号発生器１４内と変調信号発生器１５内には、メモリ回路がそれぞれ１４４−１〜１４４−Ｎと、１５４−１〜１５４−Ｎで示すように、Ｎ種類のバーストパルスに対応してＮ回路設けられており、また、誤差・補正信号発生器１４内のメモリ回路１４４−１〜１４４−Ｎと、変調信号発生器１５内のメモリ回路１５４−１〜１５４−Ｎのそれぞれは、一つのバーストパルスがｋ個のパルスからなる場合は、ｋ個の記憶領域を有しており、そのｋ個の記憶領域に前回のバーストパルスのｋ個のパルス出力時の誤差・補正信号データや変調信号データを各パルス対応で記憶するようになされている。
【００５６】
次に、本実施の形態の動作について説明する。あるｍ発目のバーストパルスの２発目出力の場合（バーストｍ発目の送信出力２発目出力の場合）、選択された２発目のパルスの送信のタイミングに合わせ、変調信号発生器１５からは切換器１５５により選択されたパルス群のメモリ回路（ここでは、一例として１５４−１とする）内の後段のメモリの第２の記憶領域に記憶されている、（ｍ−１）発目のバーストパルスの２発目の変調信号（１発目は選択されたパルス群の基準信号と同じ）が出力される一方、誤差・補正信号発生器１４からは切換器１４５により選択されたパルス群のメモリ回路１４４−１の後段のメモリの第２の記憶領域に記憶されている、（ｍ−１）発目のバーストパルスの２発目の誤差・補正信号（最初は誤差０）が出力され、それらが加算器１６で加算されて、ｍ発目のバーストパルスの２発目の変調信号が生成される。
【００５７】
この変調信号は、２つに分けられ、一方は、ＤＡＣ１７によりＤ／Ａ変換されて、ｍ発目のバーストパルスの２発目の変調信号として図１の変調器２へ出力されてバーストｍ発目の送信出力２発目に送信する励振信号の変調に使われ、他方は、バースト（ｍ＋１）発目の送信出力２発目の変調信号として使うため、変調信号発生器１５の切換器１５３により選択されたパルス群２のメモリ回路１５４−２の初段のメモリに記憶される。変調器２から取り出された信号は、図１と共に説明したように、プリアンプ３、電力分配器４、電力増幅器５１〜５ｎ、電力合成器６及び方向性結合器７を経由してバーストｍ発目の送信出力２発目として出力される一方、検波器８にて検波される。
【００５８】
検波器８からのバーストｍ発目の送信出力２発目のモニタ信号１０２は、図６の基準信号発生器１１内の切換器１１２で選択された１番目のパルス群の基準信号１１１１と比較器１２で比較され、それらの誤差が２発目の誤差・補正信号１０４として出力される。この誤差・補正信号１０４は、ＡＤＣ１３でＡ／Ｄ変換された後、誤差・補正信号発生器１４の切換器１４３で選択されたパルス群のメモリ回路１４４−１の初段のメモリの第２の記憶領域に記憶される。
【００５９】
３発目の送信が始まる前に、変調信号発生器１５の選択されたパルス群のメモリ回路１５４−１及び誤差・補正信号発生器１４のメモリ回路１４４−１の各初段のメモリの第２の記憶領域に記憶された２発目の各データは、それぞれの後段のもう一方のメモリに転送され、その第２の記憶領域に記憶される。以後、バーストパルスの３発目のパルス送信タイミングに合わせ、送信信号のパルス群のメモリ回路１４４−１、１５４−１の第３の記憶領域から読み出されたバースト（ｍ−１）発目の送信出力３発目の誤差・補正信号データや変調信号データを選択し、上記動作を繰り返す。以下、同様に、この動作を繰り返すことにより、送信出力信号波形は各パルス群毎の基準信号波形に収束させることができる。
【００６０】
従って、この実施の形態によれば、図７に示すように、バースト１発目の送信出力１発目、バースト２発目の送信出力１発目等では、誤差（＝基準信号−モニタ信号（送信出力信号））は図７（Ｄ）に示すように、０であり、そのモニタ送信出力はいずれも同図（Ｂ）に示すように同図(Ａ)に示す基準信号と同じレベルであり、また、バースト１発目の送信出力２発目は同図（Ｄ）に示すように＋０.２となり、モニタ送信出力は同図（Ｂ）に示すように、基準信号よりも−０.２低下するが、その誤差とバースト１発目の送信出力２発目の変調信号出力を加算することにより得られるバースト２発目の変調信号は同図（Ａ）に示すように、＋０.２になる。
【００６１】
また、バースト１発目の送信出力３発目の送信出力は同図（Ｂ）に示すように−０.４であり、そのときの同図（Ｃ）に示す基準信号との誤差（＝基準信号−モニタ信号（送信出力信号））は、同図（Ｄ）に示すように、誤差が＋０.４となる。従って、その誤差とバースト１発目の送信出力３発目の変調信号出力を加算することにより得られる、バースト２発目の送信出力３発目の変調信号は同図（Ａ）に示すように、＋０.４になる。この結果、バースト２発目以降の各送信出力は図７（Ｂ）に示すように、同図（Ｃ）に示すように基準信号と同じレベルの信号を出力することができる。
【００６２】
このように、本実施の形態では、バースト１発目の送信出力１発目はバースト２発目の送信出力１発目に、バースト１発目の送信出力２発目はバースト２発目の送信出力２発目の送信出力２発目に、バースト１発目の送信出力３発目はバースト２発目の送信出力３発目にそれぞれ誤差補正することで、自動で送信出力レベルを一定にすることができ、基準信号レベルを可変することにより送信出力信号レベルを容易に可変することができる。
【００６３】
また、本実施の形態によれば、大電力濾波器又は大電力用の波形整形器が不要となり、これらのコンポーネントによる電力損失を無くすことができ、更には、電力増幅器（電力用半導体デバイス）５１〜５ｎの特性ばらつき、励振信号波形の変動、周波数特性その他により、それぞれの特性に応じた詳細な波形整形が不要であり、それらの労力を無くすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、ＤＭＥ／ＴＡＣＡＮ装置及びパルスレーダ装置等で用いられる大電力送信信号の発生方式に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明方式中の波形制御回路の一実施の形態のブロック図である。
【図３】図２の動作説明用タイミングチャートである。
【図４】補正なしの場合の動作説明図である。
【図５】パルス毎の補正の場合の動作説明図である。
【図６】本発明方式中の波形制御回路の他の実施の形態のブロック図である。
【図７】図６によるパルス群毎の補正の場合の動作説明図である。
【図８】従来の一例のブロック図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  信号発生器
２  変調器
３  プリアンプ
４  電力分配器
５１〜５ｎ  電力増幅器
６  電力合成器
７  方向性結合器
８  検波器
９、９ａ、９ｂ  波形制御回路
１１  基準信号発生器
１２  比較器
１３  ＡＤＣ
１４  誤差・補正信号発生器
１５  変調信号発生器
１６  加算器
１７  ＤＡＣ
１８  パルス群切換器
１０１  変調信号
１０２  モニタ信号
１０３  基準信号
１０４  誤差・補正信号
１０５  パルス群切換信号
１１１１〜１１１Ｎ  パルス群基準信号
１４３、１４５、１５３、１５５  切換器
１４４−１〜１４４Ｎ、１５４−１〜１５４−Ｎ  メモリ回路
【図１】
2006042227.tif 000003
【図２】
2006042227.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006042227.tif 000007
【図６】
2006042227.tif 000008
【図７】
2006042227.tif 000009
【図８】
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