JP3407620B2 - Homodyne transmission / reception circuit - Google Patents
Homodyne transmission / reception circuitInfo
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- JP3407620B2 JP3407620B2 JP28735197A JP28735197A JP3407620B2 JP 3407620 B2 JP3407620 B2 JP 3407620B2 JP 28735197 A JP28735197 A JP 28735197A JP 28735197 A JP28735197 A JP 28735197A JP 3407620 B2 JP3407620 B2 JP 3407620B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は信号発生部と受信部
とで共通の信号源を使用するホモダイン送受信回路に関
する。本発明は特に、空間に高周波信号を送出してその
反射波を受信することにより対象物との距離や相対速度
を測定するレーダ、あるいは伝送線路に高周波信号を注
入して反射信号を検出することにより伝送線路内部の動
作や故障を検査するリフレクトメータに利用するに適す
る。
【0002】
【従来の技術】図4は従来例のFM−CW(周波数変調
−連続波)方式ホモダイン送受信回路の構成を示す。こ
のホモダイン送受信回路は、変調信号発生回路1、電圧
制御発振器(VCO)2、電力増幅回路3、電力分配器
4、サーキュレータ5、アンテナ6および周波数混合器
7を備える。変調信号発生回路1は三角波を発生し、電
圧制御発振器2は、この三角波を変調入力として、周波
数変調された信号を発生する。この信号は電力増幅回路
3により増幅され、電力分配器4はこの電力増幅回路3
の出力を送信信号と周波数混合器7への局部発振信号と
に分割する。分割された送信信号は、アンテナ6を送受
信で共用するためのサーキュレータ5を通過し、アンテ
ナ6から空中に送信される。送信された信号は空中を伝
搬し、対象物8に当たり、一部が再びアンテナ6に戻っ
てくる。アンテナ6で受信された信号は、サーキュレー
タ5を通り、周波数混合器7に導かれる。周波数混合器
7は、この信号を電力分配器4で分岐された局部発振信
号と混合して周波数変換を行う。
【0003】周波数混合器7により得られる周波数変換
出力には、距離によるビート成分fbRと相対速度による
ビート成分fbvとの二つの成分が含まれる。距離による
ビート成分fbRは、信号がアンテナ6と対象物8との間
を往復する間に、三角変調を受けた局部発振信号の周波
数が変化することにより発生する。すなわち、対象物ま
での距離をR〔m〕、周波数偏位(全振れ幅)をΔf
〔Hz〕、変調周波数をfm 〔Hz〕、光速度をc〔m
/s〕(=3×108 )とすると、
fbR=4R・Δf・fm /c
で表されるビート成分が発生する。一方、相対速度によ
るビート成分fbvは、ドップラーシフトのために受信信
号の周波数が変化していることにより生じる。すなわ
ち、キャリア周波数をfc 〔Hz〕、相対速度をv〔m
/s〕(対象物が近づいてくる場合を正の値とする)と
して、
fbv=4R・Δf・(2v/c)
で表されるビート成分が発生する。
【0004】したがって、周波数変換出力は、送信周波
数が上昇の場合には、
fu =fbR−fbv
送信周波数が下降の場合には、
fd =fbR+fbv
として観測され、
fbR=(fd −fu )/2
fbv=(fd +fu )/2
により距離Rによる成分と相対速度Vによる成分とを分
離することができる。
【0005】図5は従来のFM−CW方式ホモダイン送
受信回路で周波数変換出力に発生する雑音を模式的に示
したものである。ホモダイン受信回路では、送信周波数
と周波数混合器の局部発振信号周波数とが同じ信号源か
ら得ている。このため周波数変換出力は、直流から始ま
るベースバンドに得られる。この帯域に発生する雑音
は、
1)周波数混合器やその他の回路の抵抗分により生じる
熱雑音、
2)周波数混合器としてパッシブミキサを用いた場合の
ダイオードやアクティブミキサを用いた場合の能動素子
に信号が流れることにより発生する直流近傍の位相雑
音、
3)FM変調された局部発振信号の変調成分fm とその
高周波成分が周波数変換出力に発生する櫛歯状雑音の三
つがある。
【0006】市販の低雑音な周波数混合器を用いると、
熱雑音は−150dBm/Hz程度、位相雑音は1kH
z以下の周波数帯において熱雑音の信号レベルから直流
側に10dB/decの割合で増加する程度である。し
かし、櫛歯状雑音は変調周波数fm の基本波周波数帯で
−60dBm程度と高く、周波数が高くなるにしたがい
高調波のレベルは減少するが、熱雑音のレベルと同等ま
でに下がるのは数十次の高調波以上であり、他の二つに
比べて大きい。一般にアンテナからの受信信号入力は極
めて小さい(−100dBm以下)ので、受信信号によ
るビート周波数成分fb は、櫛歯状雑音により受信性能
が大きく劣化してしまう。
【0007】この問題を解決する従来技術として、特開
平5−40169号公報には、ヘテロダイン構成により
鋸歯状雑音の影響を排除することが開示されている。そ
の構成例を図6に示す。この従来例は、図4に示した構
成に加え、ビート信号成分を櫛歯状雑音成分から分離す
るに足る周波数fL を発生する新たな信号源21と、こ
の信号源21の出力により駆動されて受信信号をスイッ
チングする高周波スイッチ22と、周波数混合器7の出
力を更に周波数変換するための周波数混合器23とを備
える。
【0008】図7は図6の構成の送受信回路から得られ
る周波数混合器7の出力を示す。サーキュレータ5から
周波数混合器7に与えられる高周波信号を周波数fL で
スイッチングすることにより、受信信号に±fL の周波
数に側波帯を生じさせ、周波数混合器7における周波数
変換で生じる雑音からfL 分だけ逃げておき、再び周波
数混合器23でベースバンド信号を得る。上記公報によ
れば、このようなヘテロダイン構成により、直流近傍の
発振器の周波数対出力電圧特性の傾斜に起因するAM成
分の復調波を排除できることが記載され、上述した櫛歯
状雑音の影響がが除去できることが示唆されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示の技術では、スイッチング回路により受信信号レベル
が7〜10dB劣化するとともに、構造が複雑になると
いう課題がある。
【0010】本発明は、このような課題を解決し、比較
的簡単な回路構成で、FM変調された局部発振信号の変
調成分fm とその高周波成分が周波数変換出力に発生す
る櫛歯状雑音との影響を除去することのできるホモダイ
ン送受信回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のホモダイン送受
信回路は、周波数変調された連続的な高周波信号を発生
する信号発生手段と、この信号発生手段の発生した高周
波信号を対象物に向けて送出するとともにその対象物か
らの反射信号を受信する送受信手段と、前記信号発生手
段の発生した高周波信号の一部が分岐されて供給され、
それを局部発振信号として前記送受信手段の受信した反
射信号に混合することにより周波数変換を行う第一の周
波数混合手段とを備えたホモダイン送受信回路におい
て、前記第一の周波数混合手段と実質的に同一の構成を
もち、一方の入力には前記局部発振信号が入力され、他
方の入力には、前記送受信手段から前記反射信号に混入
して前記第一の周波数混合手段に入力される前記高周波
信号の成分に相当して、前記送受信手段の受信した反射
信号の代わりに前記局部発振信号を減衰させた信号が入
力される第二の周波数混合手段と、この第二の周波数混
合手段の出力を前記第一の周波数混合手段の出力から差
し引く手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】
【0013】上記公報によれば、雑音劣化の主な原因
は、直流近傍の発振器の周波数対出力電力特性の傾斜に
起因するとしている。すなわち、局部発振信号にAM変
調成分が含まれ、それを主信号(受信した反射信号)に
混合すると、出力にそのAM変調成分(およびその高調
波)が現れるというものである。
【0014】しかし、本願発明者らの実験によれば、周
波数混合手段として用いられる周波数混合器の受信信号
入力を終端した状態で局部発振入力に周波数変調信号を
入力したときにも、理想的には周波数混合器の一方の入
力が無信号であるからその出力もまた無信号となるはず
なのに、局部発振入力の周波数変調波形に相似するAM
出力が現れることがわかった。このことから本願発明者
らは、櫛歯状雑音は主信号が存在しなくても現れるもの
であり、その原因は周波数混合器の不完全性にあるもの
と考える。このような不完全性は周波数混合器の回路構
成やその構成素子を改善することで解決されると考えら
れるが、そのためには周波数混合器が高コストになって
しまう。
【0015】そこで本願発明では、同等の二つの周波数
混合器を用い、一方には主信号を入力するものの他方に
は入力せず、それぞれ得られた二つの出力を差し引くこ
とで、その二つの周波数混合器の不完全性を相殺する。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は本発明の第一の実施形態を
示す図であり、ホモダイン送受信回路の回路構成を示
す。このホモダイン送受信回路は、周波数変調された連
続的な高周波信号を発生するための変調信号発生回路1
および電圧制御発振器(VCO)2と、電圧制御発振器
2の発生した高周波信号を対象物に向けて送出するとと
もにその対象物からの反射信号を受信するための電力増
幅回路3、電力分配器4、サーキュレータ5およびアン
テナ6と、電圧制御発振器2の発生した高周波信号の一
部が分岐されて供給され、それを局部発振信号としてア
ンテナ6により受信されサーキュレータ5を介して供給
される反射信号に混合することにより周波数変換を行う
する周波数混合器7とを備え、さらに、この周波数混合
器7と実質的に同一の構成をもち、アンテナ6の受信し
た反射信号が入力されることなく電圧制御発振器2の出
力した高周波信号の一部が局部発振信号として入力され
る周波数混合器9と、この周波数混合器9の出力を周波
数混合器7の出力から差し引く差動回路10とを備え
る。
【0017】厳密には周波数混合器7、9のそれぞれの
出力に帯域フィルタが設けられ、その帯域フィルタの出
力が差動回路10により差し引かれるが、ここでは省略
して説明する。
【0018】変調信号発生回路1は三角波を発生し、電
圧制御発振器2は、この三角波を変調入力として、周波
数変調された信号を発生する。この信号は電力増幅回路
3により増幅され、電力分配器4はこの電力増幅回路3
の出力を送信信号と周波数混合器7への局部発振信号と
に分割する。分割された送信信号は、アンテナ6を送受
信で共用するためのサーキュレータ5を通過し、アンテ
ナ6から空中に送信される。送信された信号は空中を伝
搬し、対象物に当たり、一部が再びアンテナ6に戻って
くる。アンテナ6で受信された信号(以下「主信号」と
いう)は、サーキュレータ5を通り、周波数混合器7、
9に導かれる。周波数混合器7は、この信号を電力分配
器4で分岐された局部発振信号と混合して周波数変換を
行う。周波数混合器9は、主信号用の入力が終端抵抗に
より入力され、他方の入力に電力分配器4で分岐された
局部発振信号が供給される。差動回路10は、周波数混
合器7の出力から周波数混合器9の出力を差し引く。差
動回路10としては、オペアンプなどの素子を用いて簡
単に実現できる。
【0019】この実施形態の基本的動作は従来のものと
同等であるが、電力分配器4により分岐された局部発振
信号で二つの周波数混合器7、9を駆動しているので、
この二つの出力にはそれぞれ、従来のものと同様に櫛歯
状雑音が発生する。その一方で、周波数混合器7には主
信号が入力されるものの、周波数混合器9への主信号の
入力はない。このため、二つの周波数混合器7、9の出
力の差分をとると、主信号に関係する信号成分fb のみ
が得られ、櫛歯状雑音は相殺される。
【0020】周波数混合器7、9の出力に発生する櫛歯
状雑音は、変調信号fm に相似な波形、すなわち高調波
歪をともなった波形の直流レベルの変動が、周波数混合
器7、9の出力に現れたものである。スペクトル状で櫛
歯状なのであって、信号波形としては変調波形fm に相
似である。このような雑音は、周波数混合器7、9に入
力される局部発振信号の正負に対応した直流的な不平衡
が、周波数が連続的に変化する局部発振信号により変調
され、その局部発振信号と相似波形の直流成分を生み出
すことにより発生すると考えられる。このため、この雑
音の特性は主に周波数混合器の特性と局部発振入力の変
調波形とによって決まり、比較的信号レベルの小さい主
信号入力の影響は受けない。そこで、主信号の入力条件
の異なる二つの周波数混合器7、9の出力の差分をとれ
ば、上述した雑音の影響を排除した信号が得られる。こ
れは、二つの周波数混合器7、9が集積回路などで作ら
れた特性の近いものである場合に特に顕著である。
【0021】図2は本発明の第二の実施形態を示す図で
あり、この実施形態は、二つの周波数混合器7、9を用
いる点では第一の実施形態と同じであるが、周波数混合
器9の主信号入力が終端されるのではなく、減衰器11
を介して局部発振信号が入力されることが第一実施例と
異なる。
【0022】この実施形態は、サーキュレータ5の特性
が理想的ではなく、送信信号入力から受信信号出力への
アイソレーションが有限で、電力分配器4、サーキュレ
ータ5、周波数混合器7の経路で送信信号が戻ってくる
場合に適する。すなわち、電力分配器4により分岐され
た局部発振信号を、減衰器11によりサーキュレータ5
の漏れ信号の量に相当するレベルに(場合によって位相
差も同等となるように)調節し、周波数混合器9の主信
号入力に供給する。この構成により、サーキュレータ5
が理想的な動作をしない場合でも周波数混合器7、9が
ほぼ同等の動作をし、アンテナ6により得られた受信信
号に対するベースバンド信号成分のみを差動回路10の
出力に得ることができる。
【0023】
【実施例】図3は本発明のホモダイン送受信回路を利用
した測定の実施例を示す図であり、第二の実施形態で示
した回路で故障の可能性のある線路の状態を検査する例
を示す。この検査のためには、上述の実施形態における
アンテナ6の部分に被測定物12を接続し、故障点まで
の距離を判定する。この測定は、第一の実施形態で示し
た回路を用いても同様に実施できる。本発明により、故
障点の検知可能範囲および距離精度を高めることができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
FM−CW方式のホモダイン送受信回路の出力に発生す
るFM変調周波数を基本波にもつ雑音(fm 雑音)を低
減することができ、受信性能を改善することができる。
この改善の効果はfm 雑音の基本波に近いほど顕著であ
り、これは近距離もしくは相対速度の小さい場合の性能
改善が大きいことを意味する。また、櫛歯状スペクトラ
ムによる検出不可能領域(距離、速度)も減少する。さ
らに、同一の受信信号が得られる対象物に対して雑音の
低減分だけ変調周波数を高くすることができるので、検
出に要する時間を短縮できる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a homodyne transmission / reception circuit using a common signal source for a signal generator and a receiver. This invention is particularly, for detecting the reflected signal by injecting a high frequency signal to the radar or transmission line, to measure the distance and relative velocity of the object by receiving the reflected wave by sending a high-frequency signal to the space Thus, the present invention is suitable for use in a reflectometer for inspecting an operation or a failure inside a transmission line. 2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a configuration of a conventional FM-CW (frequency modulation-continuous wave) type homodyne transmission / reception circuit. This homodyne transmission / reception circuit includes a modulation signal generation circuit 1, a voltage controlled oscillator (VCO) 2, a power amplification circuit 3, a power distributor 4, a circulator 5, an antenna 6, and a frequency mixer 7. The modulation signal generating circuit 1 generates a triangular wave, and the voltage controlled oscillator 2 uses this triangular wave as a modulation input to generate a frequency-modulated signal. This signal is amplified by the power amplifier circuit 3, and the power distributor 4
Is divided into a transmission signal and a local oscillation signal to the frequency mixer 7. The divided transmission signal passes through a circulator 5 for sharing the antenna 6 for transmission and reception, and is transmitted from the antenna 6 to the air. The transmitted signal propagates in the air, hits the object 8, and a part of the signal returns to the antenna 6 again. The signal received by the antenna 6 passes through the circulator 5 and is guided to a frequency mixer 7. The frequency mixer 7 performs frequency conversion by mixing this signal with the local oscillation signal branched by the power divider 4. [0003] frequency-converted output obtained by the frequency mixer 7, the distance by which includes two components of the beat component f bv by the beat component f bR and the relative speed. The beat component f bR due to the distance is generated when the frequency of the local oscillation signal subjected to the triangular modulation changes while the signal reciprocates between the antenna 6 and the object 8. That is, the distance to the object is R [m], and the frequency deviation (total swing width) is Δf.
[Hz], the modulation frequency f m (Hz), the speed of light c [m
/ S] When (= 3 × 10 8), the beat component represented by f bR = 4R · Δf · f m / c is generated. On the other hand, the beat component f bv due to the relative speed is generated when the frequency of the received signal changes due to Doppler shift. That is, the carrier frequency f c (Hz), the relative velocity v [m
/ S] (a positive value when the object approaches), a beat component represented by f bv = 4R · Δf · (2v / c) is generated. [0004] Thus, the frequency converted output, if the transmission frequency of the rise, f u = f bR -f bv transmission frequency in the case of lowering is observed as f d = f bR + f bv , f bR = (f d -f u) / 2 f bv = (f d + f u) / 2 by a component due to the distance R by component and the relative velocity V can be separated. FIG. 5 schematically shows noise generated in a frequency conversion output in a conventional FM-CW system homodyne transmission / reception circuit. In the homodyne receiving circuit, the transmission frequency and the local oscillation signal frequency of the frequency mixer are obtained from the same signal source. Therefore, the frequency conversion output is obtained in the baseband starting from DC. The noise generated in this band is 1) thermal noise generated by the resistance component of the frequency mixer and other circuits, and 2) the active element when the passive mixer is used as the frequency mixer and the active mixer is used. phase noise of the DC vicinity generated by the signal flows, 3) modulation component f m and its high-frequency component of the FM modulated local oscillation signal has three interdigital noise generated frequency conversion output. When a commercially available low noise frequency mixer is used,
Thermal noise is about -150 dBm / Hz, phase noise is 1 kHz
In a frequency band equal to or lower than z, the level increases from the signal level of the thermal noise toward the DC side at a rate of 10 dB / dec. However, comb-like noise as high as -60dBm at the fundamental frequency band of the modulation frequency f m, but reduced levels of harmonics as the frequency becomes higher, the number of drops until the equivalent level of thermal noise It is higher than the tenth harmonic and larger than the other two. Since generally the received signal input from the antenna is very small (-100 dBm or less), the beat frequency component f b by the reception signal, reception performance is degraded significantly by comb-like noise. As a conventional technique for solving this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-40169 discloses that the influence of sawtooth noise is eliminated by a heterodyne configuration. FIG. 6 shows an example of the configuration. In this conventional example, in addition to the configuration shown in FIG. 4, a new signal source 21 that generates a frequency f L sufficient to separate a beat signal component from a comb-like noise component, and is driven by the output of this signal source 21 And a frequency mixer 23 for further converting the output of the frequency mixer 7 into a frequency. FIG. 7 shows an output of the frequency mixer 7 obtained from the transmission / reception circuit having the configuration of FIG. By switching the high-frequency signal supplied from the circulator 5 to the frequency mixer 7 at the frequency f L , a sideband is generated at a frequency of ± f L in the received signal, and f After leaving by L , the baseband signal is obtained again by the frequency mixer 23. According to the above-mentioned publication, it is described that such a heterodyne configuration can eliminate a demodulated wave of an AM component caused by a slope of a frequency-output voltage characteristic of an oscillator near a direct current. It has been suggested that it can be removed. However, the technique disclosed in the above publication has a problem that the received signal level is degraded by 7 to 10 dB by the switching circuit and the structure is complicated. The present invention, this problem was solved a relatively simple circuit configuration, the interdigital noise modulation component f m and its high-frequency component of the FM modulated local oscillator signal is generated in the frequency conversion output It is an object of the present invention to provide a homodyne transmission / reception circuit capable of eliminating the influence of the above. According to the present invention, there is provided a homodyne transmission / reception circuit comprising: a signal generator for generating a continuous frequency-modulated high-frequency signal; and a high-frequency signal generated by the signal generator for an object. Transmitting and receiving means for transmitting and receiving the reflected signal from the object, a part of the high-frequency signal generated by the signal generating means is branched and supplied,
A homodyne transmission / reception circuit having a first frequency mixing means for performing frequency conversion by mixing it as a local oscillation signal with a reflection signal received by the transmission / reception means, and is substantially the same as the first frequency mixing means. The local oscillation signal is input to one input, and the other
To the other input, mixed into the reflected signal from the transmitting and receiving means
And the high frequency inputted to the first frequency mixing means
The reflection received by the transmitting / receiving means corresponding to the signal component
A signal obtained by attenuating the local oscillation signal is input instead of the signal.
And a means for subtracting the output of the second frequency mixing means from the output of the first frequency mixing means. According to the above publication, the main cause of the noise deterioration is caused by the slope of the frequency versus output power characteristic of the oscillator near DC. In other words, the local oscillation signal contains an AM modulation component, and when this is mixed with the main signal (the received reflection signal), the AM modulation component (and its harmonics) appear at the output. However, according to the experiments performed by the inventors of the present invention, even when a frequency modulation signal is input to the local oscillation input in a state where the reception signal input of the frequency mixer used as the frequency mixing means is terminated, it is ideal. Is an analog signal similar to the frequency modulation waveform of the local oscillation input, although one of the inputs of the frequency mixer has no signal, so its output should also be a signal.
Output was found to appear. From this, the inventors of the present application believe that the comb-tooth noise appears even when the main signal does not exist, and that the cause is due to imperfections of the frequency mixer. It is thought that such imperfections can be solved by improving the circuit configuration of the frequency mixer and its constituent elements, but this increases the cost of the frequency mixer. Therefore, in the present invention, two equivalent frequency mixers are used, one of which receives the main signal but the other does not receive the main signal, and subtracts the obtained two outputs to obtain the two frequency mixers. Offsets imperfections in the mixer. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, and shows a circuit configuration of a homodyne transmission / reception circuit. This homodyne transmission / reception circuit includes a modulation signal generation circuit 1 for generating a continuous frequency-modulated high-frequency signal.
A voltage controlled oscillator (VCO) 2, a power amplifier circuit 3 for transmitting a high-frequency signal generated by the voltage controlled oscillator 2 to an object, and receiving a reflected signal from the object, a power distributor 4, The circulator 5, the antenna 6, and a part of the high-frequency signal generated by the voltage-controlled oscillator 2 are branched and supplied, and mixed with a reflected signal received by the antenna 6 as a local oscillation signal and supplied through the circulator 5. And a frequency mixer 7 for performing frequency conversion. The frequency mixer 7 further has substantially the same configuration as the frequency mixer 7, and receives the reflected signal received by the antenna 6 without inputting the reflected signal. A frequency mixer 9 to which a part of the output high-frequency signal is input as a local oscillation signal, and an output of the frequency mixer 9 to an output of the frequency mixer 7 And a differential circuit 10 to subtract al. Strictly speaking, a bandpass filter is provided at each output of the frequency mixers 7 and 9, and the output of the bandpass filter is subtracted by the differential circuit 10, but the description is omitted here. The modulation signal generating circuit 1 generates a triangular wave, and the voltage controlled oscillator 2 uses this triangular wave as a modulation input to generate a frequency-modulated signal. This signal is amplified by the power amplifier circuit 3, and the power distributor 4
Is divided into a transmission signal and a local oscillation signal to the frequency mixer 7. The divided transmission signal passes through a circulator 5 for sharing the antenna 6 for transmission and reception, and is transmitted from the antenna 6 to the air. The transmitted signal propagates in the air, hits an object, and a part of the signal returns to the antenna 6 again. The signal received by the antenna 6 (hereinafter referred to as “main signal”) passes through the circulator 5 and passes through the frequency mixer 7,
It is led to 9. The frequency mixer 7 performs frequency conversion by mixing this signal with the local oscillation signal branched by the power divider 4. The input of the main signal is input to the frequency mixer 9 by the terminating resistor, and the other input is supplied with the local oscillation signal branched by the power divider 4. The differential circuit 10 subtracts the output of the frequency mixer 9 from the output of the frequency mixer 7. The differential circuit 10 can be easily realized by using an element such as an operational amplifier. The basic operation of this embodiment is the same as that of the prior art. However, since the two frequency mixers 7 and 9 are driven by the local oscillation signal branched by the power divider 4,
Comb-like noise is generated in each of these two outputs similarly to the conventional output. On the other hand, although the main signal is input to the frequency mixer 7, the main signal is not input to the frequency mixer 9. Therefore, taking the difference between the outputs of the two frequency mixer 7,9, only the signal component f b associated with the main signal is obtained, comb-like noise is canceled out. The comb-shaped noise generated in the output of the frequency mixer 7 and 9, the modulation signal f m to similar waveform, that is, a change in the dc level of the waveform with the harmonic distortion, frequency mixer 7,9 In the output of A than a comb-shaped spectrum shape, as the signal waveform is analogous to the modulation waveform f m. In such noise, the DC imbalance corresponding to the positive and negative of the local oscillation signals input to the frequency mixers 7 and 9 is modulated by the local oscillation signal whose frequency continuously changes, and the local oscillation signals and This is considered to be caused by generating a DC component having a similar waveform. For this reason, the noise characteristics are mainly determined by the characteristics of the frequency mixer and the modulation waveform of the local oscillation input, and are not affected by the main signal input having a relatively small signal level. Therefore, by taking the difference between the outputs of the two frequency mixers 7 and 9 having different input conditions of the main signal, a signal free of the above-described noise can be obtained. This is particularly remarkable when the two frequency mixers 7 and 9 have similar characteristics made of an integrated circuit or the like. FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the first embodiment in that two frequency mixers 7 and 9 are used. Instead of terminating the main signal input of the attenuator 9,
This is different from the first embodiment in that a local oscillation signal is input via the interface. In this embodiment, the characteristics of the circulator 5 are not ideal, the isolation from the input of the transmission signal to the output of the reception signal is finite, and the transmission signal is transmitted through the path of the power divider 4, the circulator 5, and the frequency mixer 7. Suitable when is coming back. That is, the local oscillation signal branched by the power divider 4 is converted by the attenuator 11 into the circulator 5.
The level is adjusted to a level corresponding to the amount of the leakage signal (so that the phase difference may be equal in some cases) and supplied to the main signal input of the frequency mixer 9. With this configuration, the circulator 5
Does not operate ideally, the frequency mixers 7 and 9 operate almost the same, and only the baseband signal component of the received signal obtained by the antenna 6 can be obtained at the output of the differential circuit 10. FIG. 3 is a diagram showing an example of measurement using a homodyne transmission / reception circuit according to the present invention. In the circuit shown in the second embodiment, a state of a line which may have a failure is inspected. An example is shown below. For this inspection, the device under test 12 is connected to the antenna 6 in the above-described embodiment, and the distance to the failure point is determined. This measurement can be similarly performed using the circuit shown in the first embodiment. According to the present invention, the detectable range and the distance accuracy of the fault point can be improved. As described above, according to the present invention,
It is possible to reduce the noise (f m Noise) having an FM modulation frequency generated in the output of the homodyne transceiver circuit of FM-CW mode in the fundamental wave, it is possible to improve the reception performance.
The effect of this improvement is more remarkable as the frequency is closer to the fundamental wave of the fm noise, which means that the performance is improved more when the distance is short or the relative speed is small. Further, the undetectable area (distance, speed) due to the comb-shaped spectrum is also reduced. Further, since the modulation frequency can be increased by an amount corresponding to the noise reduction for an object from which the same received signal can be obtained, the time required for detection can be reduced.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態を示す図。
【図2】本発明の第二の実施形態を示す図。
【図3】本発明のホモダイン送受信回路を利用した測定
の実施例を示す図。
【図4】従来例のFM−CW方式ホモダイン送受信回路
の構成を示す図。
【図5】従来のFM−CW方式ホモダイン送受信回路で
周波数変換出力に発生する雑音を模式的に示す図。
【図6】鋸歯状雑音の影響を排除した従来例の構成を示
す図。
【図7】図6の構成の送受信回路から得られる周波数混
合器の出力を示す図。
【符号の説明】
1 変調信号発生回路
2 電圧制御発振器
3 電力増幅回路
4 電力分配器
5 サーキュレータ
6 アンテナ
7、9、23 周波数混合器
8 対象物
10 差動回路
11 減衰器
12 被測定物
21 信号源
22 高周波スイッチBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of measurement using the homodyne transmission / reception circuit of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional FM-CW system homodyne transmission / reception circuit. FIG. 5 is a diagram schematically showing noise generated in a frequency conversion output in a conventional FM-CW system homodyne transmission / reception circuit. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional example in which the influence of sawtooth noise is eliminated. FIG. 7 is a diagram illustrating an output of a frequency mixer obtained from the transmission / reception circuit having the configuration of FIG. 6; [Description of Signs] 1 Modulation signal generation circuit 2 Voltage controlled oscillator 3 Power amplification circuit 4 Power distribution circuit 5 Circulator 6 Antennas 7, 9, 23 Frequency mixer 8 Object 10 Differential circuit 11 Attenuator 12 DUT 21 Signal Source 22 high frequency switch
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−265882(JP,A) 特開 平2−157679(JP,A) 特開 昭62−104226(JP,A) 特開 平5−40169(JP,A) 特開 平11−118915(JP,A) 特公 昭50−27718(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/64 G01S 13/00 - 13/95 Continuation of front page (56) References JP-A-4-265882 (JP, A) JP-A-2-157679 (JP, A) JP-A-62-104226 (JP, A) JP-A-5-40169 (JP) , A) JP-A-11-118915 (JP, A) JP-B-50-27718 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01S 7/ 00-7/64 G01S 13/00-13/95
Claims (1)
生する信号発生手段と、 この信号発生手段の発生した高周波信号を対象物に向け
て送出するとともにその対象物からの反射信号を受信す
る送受信手段と、 前記信号発生手段の発生した高周波信号の一部が分岐さ
れて供給され、それを局部発振信号として前記送受信手
段の受信した反射信号に混合することにより周波数変換
を行う第一の周波数混合手段とを備えたホモダイン送受
信回路において、 前記第一の周波数混合手段と実質的に同一の構成をも
ち、一方の入力には前記局部発振信号が入力され、他方
の入力には、前記送受信手段から前記反射信号に混入し
て前記第一の周波数混合手段に入力される前記高周波信
号の成分に相当して、前記送受信手段の受信した反射信
号の代わりに前記局部発振信号を減衰させた信号が入力
される第二の周波数混合手段と、 この第二の周波数混合手段の出力を前記第一の周波数混
合手段の出力から差し引く手段とを備えたことを特徴と
するホモダイン送受信回路。(57) Claims 1. A signal generating means for generating a continuous frequency-modulated high-frequency signal, and transmitting the high-frequency signal generated by the signal generating means to an object and Transmitting and receiving means for receiving a reflected signal from an object; and a part of a high-frequency signal generated by the signal generating means is branched and supplied, and mixed as a local oscillation signal with the reflected signal received by the transmitting and receiving means. In a homodyne transmission / reception circuit comprising a first frequency mixing means for performing frequency conversion by, having substantially the same configuration as the first frequency mixing means, the local oscillation signal is input to one input, The other
Input to the reflected signal from the transmitting / receiving means
The high frequency signal input to the first frequency mixing means.
Corresponding to the reflected signal received by the transmitting / receiving means.
The signal obtained by attenuating the local oscillation signal is input instead of the signal
And a means for subtracting an output of the second frequency mixing means from an output of the first frequency mixing means.
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| JP28735197A JP3407620B2 (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Homodyne transmission / reception circuit |
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| JP28735197A JP3407620B2 (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Homodyne transmission / reception circuit |
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| JPH11118914A JPH11118914A (en) | 1999-04-30 |
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