検査用シミュレーション信号生成装置
【課題】簡単な構成により、ドップラーレーダー装置から送信された信号の上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを持った変調信号を検査用シミレーション信号として送り返す。
【解決手段】受信信号を分配する信号分配手段と、上記信号分配手段により分配された一方の受信信号を変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第１の反射型変調手段と、上記信号分配手段により分配された他方の受信信号の位相を回転する第１の位相回転手段と、上記変調信号の位相を回転する第２の位相回転手段と、上記第１の位相回転手段により位相を回転された受信信号を上記第２の位相回転手段により位相を回転された変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第２の反射型変調手段とを有する。
【解決手段】受信信号を分配する信号分配手段と、上記信号分配手段により分配された一方の受信信号を変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第１の反射型変調手段と、上記信号分配手段により分配された他方の受信信号の位相を回転する第１の位相回転手段と、上記変調信号の位相を回転する第２の位相回転手段と、上記第１の位相回転手段により位相を回転された受信信号を上記第２の位相回転手段により位相を回転された変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第２の反射型変調手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査用シミュレーション信号生成装置に関し、さらに詳細には、移動する物体の速度や位置（距離、方位）を検出するためのドップラーレーダー装置の性能検査に用いる検査用シミュレーション信号を発生する検査用シミュレーション信号生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、移動する物体の速度や位置（距離、方位）を検出するための装置として、当該物体からの反射信号たるドップラー信号を検出するドップラーレーダー装置が知られている。
【０００３】
こうしたドップラーレーダー装置の性能検査においては、実際に移動する物体からの反射信号を用いることも勿論可能ではあるが、実際に移動する物体からの反射信号を用いる方法では、物体の移動速度や反射信号のレベルを自由に制御することが困難であることが指摘されていた。
【０００４】
一方、実際に移動する物体からの反射信号に代えて、電子回路などで検査用シミレーション信号を発生する装置も知られているが、一般に、こうした装置は複雑かつ高価なものとなっていた。
【０００５】
このため、簡便に検査用シミレーション信号を発生する手法として、ホーンアンテナに接続された導波管線路の中にチューニングポストを挿入し、このチューニングポストを導波管線路内に挿入する挿入量を調整することにより、検査用シミレーション信号として変調を掛けた反射信号を生成する手法が提案されている。
【０００６】
ところで、このような導波管線路の中へのチューニングポストの挿入量を調整することにより変調をかける手法では、送信周波数を中心として上下両方にサイドバンドのある変調信号を送り返すことになる。
【０００７】
しかしながら、実際のドップラー信号は、ドップラーレーダー装置と物体との相対距離が近づくときは周波数が上がり、一方、ドップラーレーダー装置と物体との相対距離が遠ざかるときは周波数が下がるという性質を備えている。即ち、物体は、ドップラーレーダー装置からの受信信号の上側あるいは下側のいずれか一方のサイドバンドのみを反射することになる。
【０００８】
従って、上記した導波管線路の中へのチューニングポストの挿入量を調整することにより変調をかけて検査用シミレーション信号を生成する手法では、送信周波数を中心として上下両方にサイドバンドのある変調信号を検査用シミレーション信号として送り返すことになるものであり、ドップラー信号を正確にシミュレートした検査用シミュレーション信号を生成することはできないという問題点があった。
【０００９】
また、反射信号に含まれるキャリアー（送信波と同一周波数成分）の影響の度合いを調べるためには、キャリアーの無い、即ち、周波数変位した信号のみが必要となるが、上記した導波管線路の中へのチューニングポストの挿入量を調整することにより変調をかけて検査用シミレーション信号を生成する手法では、周波数変位した信号のみを反射信号として送り返すことはできないという問題点があった。
【００１０】
なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記したような従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成により、ドップラーレーダー装置から送信された信号の上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを持った変調信号を検査用シミレーション信号として送り返すことのできる検査用シミュレーション信号生成装置を提供しようとするものである。
【００１２】
また、本発明の目的とするところは、キャリアー信号を抑圧して片側サイドバンド、即ち、上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを送り返すことのできる検査用シミュレーション信号生成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明による検査用シミュレーション信号生成装置は、ドップラーレーダー装置から送信された信号を受けて反射する信号として、あたかもドップラーレーダー装置から送信された信号を受けて反射する物体が移動しているように僅かに周波数をずらした検査用シミレーション信号を送り返すとともに、従来の検査用シミュレーション信号生成装置がドップラーレーダー装置から送信された信号の両サイドバンドもそのまま送り返していたのに代えて、一方のサイドバンドを除去して片側サイドバンドのみを送るようにしたものである。
【００１４】
なお、片側サイドバンドのみ生成するシングルサイドバンドモジュレータ（ＳＳＢモジュレータ）は一般に複雑な構成を備えるものであるが、本発明による検査用シミュレーション信号生成装置は簡易な構成によりなり、シングルサイドバンドモジュレータとしても利用することができるものである。
【００１５】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ドップラーレーダー装置の性能検査に用いる検査用シミュレーション信号を発生する検査用シミュレーション信号生成装置において、受信信号を分配する信号分配手段と、上記信号分配手段により分配された一方の受信信号を変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第１の反射型変調手段と、上記信号分配手段により分配された他方の受信信号の位相を回転する第１の位相回転手段と、上記変調信号の位相を回転する第２の位相回転手段と、上記第１の位相回転手段により位相を回転された受信信号を上記第２の位相回転手段により位相を回転された変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第２の反射型変調手段とを有し、上記第１の反射型変調手段により変調された信号と上記第２の反射型変調手段により変調された信号とを合成した信号を検査用シミュレーション信号として生成するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、伝送線路にシャントにバリアブルキャパシタを接続し、上記バリアブルキャパシタに変調信号をかけることにより上記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであるようにしたものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、伝送線路にシャントにＰＩＮダイオードを接続し、上記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより上記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであるようにしたものである。
【００１８】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、伝送線路にシリーズにバリアブルキャパシタを接続し、上記バリアブルキャパシタに変調信号をかけることにより上記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであるようにしたものである。
【００１９】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、伝送線路にシリーズにＰＩＮダイオードを接続し、上記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより上記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであるようにしたものである。
【００２０】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、導波管線路のＥ面またはＨ面に、上記導波管線路内における挿入量を可変自在にチューニングポストを配置してなり、変調信号に従って上記チューニングポストの挿入量を可変して上記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであるようにしたものである。
【００２１】
また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、導波管線路のＥ面またはＨ面に、上記導波管線路内における挿入量を可変自在にチューニングポストを配置してなり、変調信号に従って上記チューニングポストの挿入量を可変して上記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであり、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、それぞれの上記チューニングポストを単一の駆動機構により制御されるようにしたものである。
【００２２】
また、本発明のうち請求項８に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、上記導波管線路のＥ面の間をバリアブルキャパシタまたはＰＩＮダイオードにより短絡し、上記バリアブルキャブシタまたは上記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより、上記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるようにしたものである。
【００２３】
また、本発明のうち請求項９に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３、４、５、６、７または８のいずれか１項に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とへ入力される信号が、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とを通過して、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段との後段に繋ぐ負荷で反射し、上記負荷は、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とを逆に通過した信号ベクトルが、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段との平均反射率ベクトルと相殺するようにインピーダンスを設定されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、以上説明したように構成されているので、簡単な構成により、ドップラーレーダー装置から送信された信号の上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを持った変調信号を検査用シミレーション信号として送り返すことのできる検査用シミュレーション信号生成装置を提供することができるという優れた効果を奏する。
【００２５】
また、本発明は、以上説明したように構成されているので、キャリアー信号を抑圧して片側サイドバンド、即ち、上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを送り返す検査用シミュレーション信号生成装置を提供することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による検査用シミュレーション信号生成装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００２７】
なお、以下の説明においては、それぞれ同一または相当する構成については、それぞれ同一の符号を付して示すことにより、重複する構成ならびに作用の説明は適宜に省略する。
【００２８】
図１には、本発明の実施の形態の一例による検査用シミュレーション信号生成装置１０の回路ブロック構成説明図が示されている。
【００２９】
この検査用シミュレーション信号生成装置１０は、ホーンアンテナ１２と、ホーンアンテナ１２に接続されるとともにホーンアンテナ１２が受信した受信信号を２つの信号経路を通る信号にそれぞれ分配する信号分配手段としての電力分配器１４と、電力分配器１４により分配された一方の信号が通る一方の信号経路に接続された第１の反射型変調手段としての第１反射型変調器１６と、電力分配器１４により分配された他方の信号が通る他方の信号経路に接続された第１の位相回転手段としての第１移相器１８と、第１移相器１８に接続された第２の反射型変調手段としての第２反射型変調器２０と、第２反射型変調器２０に接続された第２の位相回転手段としての第２移相器２２と、第１反射型変調器１６ならびに第２移相器２２に接続されるとともに第１反射型変調器１６ならびに第２移相器２２へ変調信号を出力する変調信号発振器２４とを有して構成されている。
【００３０】
以上の構成において、この検査用シミュレーション信号生成装置１０においては、上記したように第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との２個の反射型変調器が配設されており、ホーンアンテナ１２がドップラーレーダー装置（図示せず。）から送信された信号を受信すると、当該受信信号は電力分配器１４により２つの信号経路を通る信号にそれぞれ分配されて、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とにそれぞれ供給されることになる。
【００３１】
ここで、電力分配器１４と第２反射型変調器２０との間には第１移相器１８が挿入されていて、電力分配器１４から第２反射型変調器２０へは第１移相器１８により位相が制御された信号が供給されることになる。
【００３２】
一方、変調信号発振器２４から第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とに変調信号がそれぞれ供給されることになるが、変調信号発振器２４と第２反射型変調器２０との間には第２移相器２２が挿入されているため、変調信号発振器２４から第２反射型変調器２０へは第２移相器２２により位相が制御された変調信号が供給されることになる。
【００３３】
従って、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との２つの反射型変調器からの反射信号が電力分配器１４で合成されたときに、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との２つの反射型変調器からの反射信号の位相差に応じて、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とからの反射信号の上側および下側の両サイドバンドの何れか一方が相殺されるように第１移相器１８の移相量と第２移相器１８の移相量を調整すると、ドップラーレーダー装置からの受信信号の上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを持った変調信号を検査用シミレーション信号として送り返すことことができる。
【００３４】
従って、この検査用シミュレーション信号生成装置１０によれば、検査用シミュレーション信号として上側サイドバンドまたは下側サイドバンドのみの変調信号を持った信号を送り返すことが可能になる。また、必要によりキャリアー信号をも除いた信号、即ち、受信信号から変調信号周波数だけ変化した信号のみを返すことも可能になる。
【００３５】
また、この検査用シミュレーション信号生成装置１０において、キャリアーを抑圧した信号を生成するには、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との平均反射ベクトルと、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とから負荷の方へ通過する信号が負荷から反射して第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とを逆に通過したベクトルとが、それぞれ相殺されるように設定すればよい。
【００３６】
こうした相殺が行われるようにするためには、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との個々の反射型変調器に合せて負荷を設計しなくてはならないが、これら第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との特性が分かれば、上記条件を満たす負荷のインピーダンスを計算すればよい。例えば、変調信号を平均値にした時の反射特性、通過特性を測定し、これを元に計算して必要な負荷を決めるようにすることができる。
【００３７】
ここで、上記した第１反射型変調器１６や第２反射型変調器２０としては、例えば、図２乃至図５に示すように、伝送線路にシャントまたはシリーズ（直列）に可変容量素子やＰＩＮダイオードを挿入し、その値を変調信号で変化させるようにした反射型変調器を用いることができる。
【００３８】
即ち、図２乃至図５には、上記した第１反射型変調器１６あるいは第２反射型変調器２０として用いることが可能な各種の反射型変調器が示されている。より詳細には、図２には伝送線路にシャントに可変容量素子としてバリアブルキャパシタを挿入したシャント容量型の反射型変調器が示されており、また、図３には伝送線路にシャントにＰＩＮダイオードを挿入したシャントＰＩＮ型の反射型変調器が示されており、また、図４には伝送線路にシリーズに可変容量素子としてバリアブルキャパシタを挿入したシリーズ容量型の反射型変調器が示されており、図５には伝送線路にシリーズにＰＩＮダイオードを挿入したシリーズＰＩＮ型の反射型変調器が示されている。
【００３９】
また、上記した第１反射型変調器１６あるいは第２反射型変調器２０として用いることが可能な各種の反射型変調器は、チューニングポストを導波管線路に挿入し、その挿入長を加える電圧に従って変化させることによっても実現することができる。
【００４０】
なお、導波管線路にチューニングポストを挿入するように構成した反射型変調器を２つ設けるようにして、それぞれの反射型変調器でそれぞれ異なった変調位相を実現するには、各反射型変調器におけるチューニングポストを動かす位相がそれぞれ異なる２つのカムシャフトを１つのモーターで駆動する手法などを採用すればよい。
【００４１】
さらに、導波管線路のＥ面の間をバリアブルキャパシタやＰＩＮダイオードなどにより短絡して、その値を変調信号で変化させることで反射型変調器を実現するようにしてもよい。
【００４２】
次に、第１反射型変調器１６ならびに第２反射型変調器２０として用いることのできる反射型変調器について詳細に説明する。
【００４３】
まず、反射型変調器の一般的な反射波をベクトルで表す。ここで、例として、図４に示すシリーズ容量型の反射型変調器、即ち、伝送線路にシリーズに可変容量素子としてバリアブルキャパシタＣｖを挿入したシリーズ容量型の反射型変調器について検討する。なお、この図４においては、Ｃは充分大きな容量とする。
【００４４】
ここで、図４において、図の左側から信号を入力し、この回路を通した後は負荷として反射無しのダミーが接続されているものとする。なお、説明の簡略化のために、伝送線路のインピーダンスは１、また、変調信号によってバリアブルキャパシタＣｖのインピーダンスは、
−ｊ（０．５±０．１）
と変化するものとする。
【００４５】
この回路の先には１オームが繋がっているから、この回路を含めたインピーダンスＺは、
Ｚ＝１−ｊ（０．５±０．１）
であり、このとき、反射係数ベクトルΓは、
Γ＝（Ｚ−１）／（Ｚ＋１）
＝（−ｊ（０．５±０．１））／（２−ｊ（０．５±０．１））
＝０．０８２６−ｊ０．２７５ｏｒ０．０３８５−ｊ０．１９２
＝（０．０６０５−ｊ０．２３４）±（０．０２２１−ｊ０．０４１）
となる。
【００４６】
この反射信号は、キャリアーが（０．０６０５−ｊ０．２３４）、サイドバンドが（０．０２２１−ｊ０．０４１）／２の上側および下側サイドバンドの合成と見なすことができる。
【００４７】
図６には、０．０８２６−ｊ０．２７５および０．０３８５−ｊ０．１９２のベクトル図が示されている。なお、図６においては、ＸＹ座標のＸ軸を実軸にとり、ＸＹ座標のＹ軸を虚軸（下向きは負である。）にとってある。また、これらはキャリアと上側のキャリアより早く回転するベクトルと、下側の遅く回転するベクトルの合成と見なすことができる。
【００４８】
ところで、図２乃至図５に示す反射型変調器を含むいずれの反射型変調器においても、反射信号は３つの信号の合成と見なすことができる。
【００４９】
ここで、変調信号の波形または変調信号の振幅と位相廻りとが三角関数関係に無いと、サイドバンドの高調波が発生することになるが、変調波形のモディファイで両サイドバンドのみにすることも可能である。
【００５０】
従って、一般的な反射波のベクトルは図７（ａ）に示すように描くことができ、図７（ａ）において、Ｃはキャリアーのベクトルであり、Ｕは上側サイドバンドのベクトルであり、Ｌは下側サイドバンドのベクトルである。そして、上側サイドバンドは周波数が高いので早く回転し、下側サイドバンドは周波数が低いので遅く回転する。
【００５１】
このキャリアーを基準にすれば、上側サイドバンドは時間経過とともに左に廻り、下側サイドバンドは時間経過とともに右に廻る。また、変調信号の位相を進ませると、上側サイドバンドは左に廻り、下側サイドバンドは右に廻る。
【００５２】
以上のことから、単なる変調器からの変調波と、信号全体の位相を回しさらに変調器信号の位相を回した変調波を合成することにより、不要なサイドバンドを除去することが可能になる。
【００５３】
次に、図１に示す検査用シミュレーション信号生成装置１０の各部の信号のベクトル図を表す図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）を参照しながら、検査用シミュレーション信号生成装置１０の各部の信号について説明する。
【００５４】
即ち、図７（ａ）は、反射型変調器の反射信号、詳細に説明すれば、ホーンアンテナ１２から電力分配器１４を経て、第１反射型変調器１６から反射して、電力分配器１４を経てホーンアンテナ１２に入る信号のベクトル図である。
【００５５】
また、図７（ｂ）は、第２反射型変調器２０の反射信号のベクトル図である。ただし、変調信号発振器２４の後の第２移相器２２による位相変化は、ゼロと仮定している。この反射信号を詳細に説明すれば、ホーンアンテナ１２から電力分配器１４と第１移相器１８（移相量は、位相を４５度遅らせるように設定されている。）を経て、第２反射型変調器２０から反射して、第１移相器１８、電力分配器１４を経てホーンアンテナ１２に入る信号である。信号は、第２反射型変調器２０に入る前後で合計９０度遅れの波形になる。このとき、キャリアもサイドバンドもすべて９０度遅れとなっている。
【００５６】
また、図７（ｃ）は、図７（ｂ）の仮定（変調信号発振器２４の後の第２移相器２２による位相変化がゼロであるとの仮定）を除き、即ち、変調信号（変調波）を第２移相器２２により９０度遅らせているもののベクトル図である。このとき、上側サイドバンドは９０度遅れとなり、下側サイドバンドは９０度進むことになる。
【００５７】
そして、図７（ｄ）は、図７（ａ）と図７（ｃ）との合成信号のベクトル図であり、図７（ａ）も図７（ｃ）もホーンアンテナ１２に入る信号であるので、これらの合成信号は図７（ｄ）に示すようになる。即ち、キャリアーは９０度違う信号の合成で２１／２倍の振幅となり、上側サイドバンドは丁度相殺されてなくなり、下側サイドバンドは足し合わされ２倍となる。この合成された信号が、検査用シミュレーション信号としてホーンアンテナ１２からドップラーレーダー装置へ送り返される。
【００５８】
なお、上記した説明においては、上側サイドバンドを相殺する例を示したが、第１移相器１８、第２移相器２２の位相廻り次第で、下側サイドバンドを相殺することも可能である。また、上記した説明においては、第１移相器１８では信号全体を４５度ずつ２度回し、第２移相器２２では変調信号を９０度回したが、例えば、第１移相器１８では信号全体を４０度ずつ２度回し、第２移相器２２で変調信号を１００度回しても、上側サイドバンドは相殺される。
【００５９】
このことは、導波管線路などで伝送線路を構成したときに、第１移相器１８による位相廻りが正確に４５度でなくても、第２移相器２２により変調信号位相を微調整することにより、上側サイドバンドまたは下側サイドバンドを完全に相殺することができることを示している。
【００６０】
上記においては、一般的な反射型変調器の反射信号を示したが、このような信号を発生する装置の構成としては、上記において図２乃至図５を参照しながら説明したように種々の構成が挙げられる。
【００６１】
即ち、電子回路において伝送線路にシャントまたはシリーズにキャパシタを挿入することにより、インピーダンス整合が崩れて反射信号が発生する。キャパシタの容量値を変えることにより、この反射信号の振幅または位相が変るが、キャパシタの容量を電気信号に従って変えるにはバリアブルキャパシタを用いればよく、図２および図３にはこうした構成を実現する回路図が示されている。これら図２および図３に示す回路の図上右側は、反射無しのダミー抵抗でも、または、完全反射になるショートやオープンでもよく、それらの中間の一定値の反射を示す負荷でもよい。
【００６２】
なお、上記したダミー抵抗か、完全反射になるショートやオープンか、それらの中間の一定値の反射を示す負荷かによって、往復してきた信号の振幅や位相が異なるが、これらを勘案して反射型変調器の特性を定義する値を変えればよい。
【００６３】
また、反射を起こすにはインピーダンス整合を崩せば良いので、キャパシタの代わりにＰＩＮダイオードを使用してもよいことは勿論である。図３および図５には、ＰＩＮダイオードをシャントまたはシリーズに挿入した線路の例が示されている。この負荷も図２および図４に示すバリアブルキャパシタの場合と同様に、これら図３および図５に示す回路の図上右側は、反射無しのダミー抵抗でも、または、完全反射になるショートやオープンでもよく、それらの中間の一定値の反射を示す負荷でもよいものであり、ほとんどどのような特性でもよい。
【００６４】
ここで、図８ならび図９には、第１反射型変調器１６あるいは第２反射型変調器２０として用いることが可能な反射型変調器を、導波管線路を用いて構成する例が示されている。
【００６５】
即ち、図８に示す構成例は、矩形導波管線路のＥ面からチューニングポストを内部に挿入して、反射を起こすようにしたものである。なお、チューニングポストは、Ｅ面からではなくＨ面から挿入するようにしてもよい。
【００６６】
図８に示す構成例においては、矩形導波管線路内部へのチューニングポストの挿入長Ａを変えることにより、反射信号の反射量および反射位相を変えることができる。また、矩形導波管線路内部へのチューニングポストの抜き差しの繰り返し速度が変調周波数になり、そのスペクトラムは両サイドバンドのあるものとなる。
【００６７】
この場合に、加えた電圧に比例してチューニングポストの挿入長を可変することのできる駆動機構を設けて、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との２つの反射型変調器に対する変調位相差の制御を電子回路により実現するようにしてもよい。また、モータなどでチューニングポストの挿入長を可変する場合には、各チューニングポストの動きが９０度ずれるようにしたカムシャフトなどの機械的な同期機構を使用するようにしてもよい。
【００６８】
また、矩形導波管線路のＥ面の間を容量性素子や抵抗性素子で短絡することにより、矩形導波管線路のＥ面またはＨ面からチューニングポストを内部に挿入する場合と同様な作用効果が得られるので、図９に示すように、矩形導波管線路のＥ面をバリアブルキャパシタで接続し、これに変調信号をかけることで反射型変調器を実現するようにしてもよい。
【００６９】
なお、上記においては、反射型変調器の負荷はどのようなものでもよく限定されるものではない旨を説明したが、反射型変調器の反射率と負荷の適当な反射率の組み合せによれば、トータルの反射信号のキャリアー信号を除くこともことも可能である。
【００７０】
即ち、反射型変調器への変調信号がその平均値になったときの反射べクトルと、反射型変調器への入射波が当該反射型変調器を通過して、当該反射型変調器に繋がる負荷で反射して、反射型変調器を逆に通過した信号ベクトルが完全に逆向きになれば、反射型変調器と負荷トータルの反射波はゼロになり、変調により反射の振幅や位相が平均からずれたときにサイドバンドが発生するようになる。
【００７１】
これはキャリアーを抑圧した反射型変調器であり、このキャリアーを抑圧した反射型変調器を２つ用いて、片側のサイドバンドを相殺するように構成すれば、シングルサイドバンド変調のように単に片側のサイドバンドのみを返すことが可能となる。
【００７２】
このような反射となる負荷にするための特性は、反射形変調器の個々の特性に合わせて決めなければならない。なお、反射器個々の特性は、理論的に求めてもよいし、実際の製品の特性を測って決めるようにしてもよい。
【００７３】
例えば、図４の場合には、負荷のインピーダンスは、
ｉ＋ｊωＬ， Ｌ＝１／（ω２Ｃ） ここでＣはＣｖの平均容量を示す
とすればよい。ここでωは、ドップラーレーダーの角周波数である。
【００７４】
一般的には、反射型変調器に無反射ダミーを付けたときの反射率ベクトルをΓ１、反射型変調器の通過率ベクトルをＰ１、反射型変調器の入力側に無反射ダミーを付けた時の負荷側からの反射率ベクトルをΓ２、反射型変調器の逆向きの通過率ベクトルをＰ２としたとき、上記条件を満たす負荷の反射率ベクトルΓＬは次式で表される。
【００７５】
ΓＬ＝Γ１／（Γ１×Γ２−Ｐ１×Ｐ２）
よって、負荷のインピーダンスＺＬは、次式のように決められる。
【００７６】
ＺＬ＝（１＋ΓＬ）／（１−ΓＬ）
この計算式の結果の実数部が負にならないならば、ＺＬを実現することができる。
【００７７】
なお、上記において説明した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形することができるものである。
【００７８】
（１）上記した実施の形態においては、移相器により位相を回転するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、移相器に代えて位相を回転する効果のある遅延回路を用いるようにしてもよい。
【００７９】
（２）上記した実施の形態においては、ホーンアンテナ１２を介してドップラーレーダー装置との間の送受信を行うようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、ホーンアンテナ１２などのアンテナを使用することなく、例えば、導波管線路などの伝送線路と減衰器とを介して接続する場合にも、本発明を適用することができる。
【００８０】
（３）上記した実施の形態において、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とを構成するに際しては、図２乃至図５や図８乃至図９に示すような各種の反射型変調器を選択して用いることができるものであるが、その際には、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とで同一の種類の反射型変調器を用いるようにしてもよいし、あるいは、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とで異なる種類の反射型変調器を用いるようにしてもよい。
【００８１】
（４）上記した実施の形態においては、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とにより反射信号の位相を変える場合について中心に説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とにより反射信号の振幅を変えるようにしても同様な作用効果が得られる。
【００８２】
（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、移動する物体の速度や位置（距離、方位）を検出するためのドップラーレーダー装置の性能検査などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の一例による検査用シミュレーション信号生成装置の回路ブロック構成説明図である。
【図２】図２は、伝送線路にシャントに可変容量素子としてバリアブルキャパシタを挿入したシャント容量型の反射型変調器の回路図である。
【図３】図３は、伝送線路にシャントにＰＩＮダイオードを挿入したシャントＰＩＮ型の反射型変調器の回路図である。
【図４】図４は、伝送線路にシリーズに可変容量素子としてバリアブルキャパシタを挿入したシリーズ容量型の反射型変調器の回路図である。
【図５】図５は、伝送線路にシリーズにＰＩＮダイオードを挿入したシリーズＰＩＮ型の反射型変調器の回路図である。
【図６】図６は、０．０８２６−ｊ０．２７５および０．０３８５−ｊ０．１９２のベクトル図であり、ＸＹ座標のＸ軸を実軸にとり、ＸＹ座標のＹ軸を虚軸（下向きは負である。）にとってある。
【図７】図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、図１に示す検査用シミュレーション信号生成装置の各部の信号のベクトル図である。
【図８】図８は、矩形導波管線路を用いた反射型変調器の構成例を示す回路図である。
【図９】図９は、矩形導波管線路を用いた反射型変調器の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 検査用シミュレーション信号生成装置
１２ ホーンアンテナ
１４ 電力分配器
１６ 第１反射型変調器
１８ 第１移相器
２０ 第２反射型変調器
２２ 第２移相器
２４ 変調信号発振器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査用シミュレーション信号生成装置に関し、さらに詳細には、移動する物体の速度や位置（距離、方位）を検出するためのドップラーレーダー装置の性能検査に用いる検査用シミュレーション信号を発生する検査用シミュレーション信号生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、移動する物体の速度や位置（距離、方位）を検出するための装置として、当該物体からの反射信号たるドップラー信号を検出するドップラーレーダー装置が知られている。
【０００３】
こうしたドップラーレーダー装置の性能検査においては、実際に移動する物体からの反射信号を用いることも勿論可能ではあるが、実際に移動する物体からの反射信号を用いる方法では、物体の移動速度や反射信号のレベルを自由に制御することが困難であることが指摘されていた。
【０００４】
一方、実際に移動する物体からの反射信号に代えて、電子回路などで検査用シミレーション信号を発生する装置も知られているが、一般に、こうした装置は複雑かつ高価なものとなっていた。
【０００５】
このため、簡便に検査用シミレーション信号を発生する手法として、ホーンアンテナに接続された導波管線路の中にチューニングポストを挿入し、このチューニングポストを導波管線路内に挿入する挿入量を調整することにより、検査用シミレーション信号として変調を掛けた反射信号を生成する手法が提案されている。
【０００６】
ところで、このような導波管線路の中へのチューニングポストの挿入量を調整することにより変調をかける手法では、送信周波数を中心として上下両方にサイドバンドのある変調信号を送り返すことになる。
【０００７】
しかしながら、実際のドップラー信号は、ドップラーレーダー装置と物体との相対距離が近づくときは周波数が上がり、一方、ドップラーレーダー装置と物体との相対距離が遠ざかるときは周波数が下がるという性質を備えている。即ち、物体は、ドップラーレーダー装置からの受信信号の上側あるいは下側のいずれか一方のサイドバンドのみを反射することになる。
【０００８】
従って、上記した導波管線路の中へのチューニングポストの挿入量を調整することにより変調をかけて検査用シミレーション信号を生成する手法では、送信周波数を中心として上下両方にサイドバンドのある変調信号を検査用シミレーション信号として送り返すことになるものであり、ドップラー信号を正確にシミュレートした検査用シミュレーション信号を生成することはできないという問題点があった。
【０００９】
また、反射信号に含まれるキャリアー（送信波と同一周波数成分）の影響の度合いを調べるためには、キャリアーの無い、即ち、周波数変位した信号のみが必要となるが、上記した導波管線路の中へのチューニングポストの挿入量を調整することにより変調をかけて検査用シミレーション信号を生成する手法では、周波数変位した信号のみを反射信号として送り返すことはできないという問題点があった。
【００１０】
なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記したような従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成により、ドップラーレーダー装置から送信された信号の上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを持った変調信号を検査用シミレーション信号として送り返すことのできる検査用シミュレーション信号生成装置を提供しようとするものである。
【００１２】
また、本発明の目的とするところは、キャリアー信号を抑圧して片側サイドバンド、即ち、上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを送り返すことのできる検査用シミュレーション信号生成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明による検査用シミュレーション信号生成装置は、ドップラーレーダー装置から送信された信号を受けて反射する信号として、あたかもドップラーレーダー装置から送信された信号を受けて反射する物体が移動しているように僅かに周波数をずらした検査用シミレーション信号を送り返すとともに、従来の検査用シミュレーション信号生成装置がドップラーレーダー装置から送信された信号の両サイドバンドもそのまま送り返していたのに代えて、一方のサイドバンドを除去して片側サイドバンドのみを送るようにしたものである。
【００１４】
なお、片側サイドバンドのみ生成するシングルサイドバンドモジュレータ（ＳＳＢモジュレータ）は一般に複雑な構成を備えるものであるが、本発明による検査用シミュレーション信号生成装置は簡易な構成によりなり、シングルサイドバンドモジュレータとしても利用することができるものである。
【００１５】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ドップラーレーダー装置の性能検査に用いる検査用シミュレーション信号を発生する検査用シミュレーション信号生成装置において、受信信号を分配する信号分配手段と、上記信号分配手段により分配された一方の受信信号を変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第１の反射型変調手段と、上記信号分配手段により分配された他方の受信信号の位相を回転する第１の位相回転手段と、上記変調信号の位相を回転する第２の位相回転手段と、上記第１の位相回転手段により位相を回転された受信信号を上記第２の位相回転手段により位相を回転された変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第２の反射型変調手段とを有し、上記第１の反射型変調手段により変調された信号と上記第２の反射型変調手段により変調された信号とを合成した信号を検査用シミュレーション信号として生成するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、伝送線路にシャントにバリアブルキャパシタを接続し、上記バリアブルキャパシタに変調信号をかけることにより上記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであるようにしたものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、伝送線路にシャントにＰＩＮダイオードを接続し、上記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより上記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであるようにしたものである。
【００１８】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、伝送線路にシリーズにバリアブルキャパシタを接続し、上記バリアブルキャパシタに変調信号をかけることにより上記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであるようにしたものである。
【００１９】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、伝送線路にシリーズにＰＩＮダイオードを接続し、上記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより上記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであるようにしたものである。
【００２０】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、導波管線路のＥ面またはＨ面に、上記導波管線路内における挿入量を可変自在にチューニングポストを配置してなり、変調信号に従って上記チューニングポストの挿入量を可変して上記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであるようにしたものである。
【００２１】
また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、導波管線路のＥ面またはＨ面に、上記導波管線路内における挿入量を可変自在にチューニングポストを配置してなり、変調信号に従って上記チューニングポストの挿入量を可変して上記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであり、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、それぞれの上記チューニングポストを単一の駆動機構により制御されるようにしたものである。
【００２２】
また、本発明のうち請求項８に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とは、上記導波管線路のＥ面の間をバリアブルキャパシタまたはＰＩＮダイオードにより短絡し、上記バリアブルキャブシタまたは上記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより、上記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるようにしたものである。
【００２３】
また、本発明のうち請求項９に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３、４、５、６、７または８のいずれか１項に記載の発明において、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とへ入力される信号が、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とを通過して、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段との後段に繋ぐ負荷で反射し、上記負荷は、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段とを逆に通過した信号ベクトルが、上記第１の反射型変調手段と上記第２の反射型変調手段との平均反射率ベクトルと相殺するようにインピーダンスを設定されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、以上説明したように構成されているので、簡単な構成により、ドップラーレーダー装置から送信された信号の上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを持った変調信号を検査用シミレーション信号として送り返すことのできる検査用シミュレーション信号生成装置を提供することができるという優れた効果を奏する。
【００２５】
また、本発明は、以上説明したように構成されているので、キャリアー信号を抑圧して片側サイドバンド、即ち、上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを送り返す検査用シミュレーション信号生成装置を提供することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による検査用シミュレーション信号生成装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００２７】
なお、以下の説明においては、それぞれ同一または相当する構成については、それぞれ同一の符号を付して示すことにより、重複する構成ならびに作用の説明は適宜に省略する。
【００２８】
図１には、本発明の実施の形態の一例による検査用シミュレーション信号生成装置１０の回路ブロック構成説明図が示されている。
【００２９】
この検査用シミュレーション信号生成装置１０は、ホーンアンテナ１２と、ホーンアンテナ１２に接続されるとともにホーンアンテナ１２が受信した受信信号を２つの信号経路を通る信号にそれぞれ分配する信号分配手段としての電力分配器１４と、電力分配器１４により分配された一方の信号が通る一方の信号経路に接続された第１の反射型変調手段としての第１反射型変調器１６と、電力分配器１４により分配された他方の信号が通る他方の信号経路に接続された第１の位相回転手段としての第１移相器１８と、第１移相器１８に接続された第２の反射型変調手段としての第２反射型変調器２０と、第２反射型変調器２０に接続された第２の位相回転手段としての第２移相器２２と、第１反射型変調器１６ならびに第２移相器２２に接続されるとともに第１反射型変調器１６ならびに第２移相器２２へ変調信号を出力する変調信号発振器２４とを有して構成されている。
【００３０】
以上の構成において、この検査用シミュレーション信号生成装置１０においては、上記したように第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との２個の反射型変調器が配設されており、ホーンアンテナ１２がドップラーレーダー装置（図示せず。）から送信された信号を受信すると、当該受信信号は電力分配器１４により２つの信号経路を通る信号にそれぞれ分配されて、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とにそれぞれ供給されることになる。
【００３１】
ここで、電力分配器１４と第２反射型変調器２０との間には第１移相器１８が挿入されていて、電力分配器１４から第２反射型変調器２０へは第１移相器１８により位相が制御された信号が供給されることになる。
【００３２】
一方、変調信号発振器２４から第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とに変調信号がそれぞれ供給されることになるが、変調信号発振器２４と第２反射型変調器２０との間には第２移相器２２が挿入されているため、変調信号発振器２４から第２反射型変調器２０へは第２移相器２２により位相が制御された変調信号が供給されることになる。
【００３３】
従って、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との２つの反射型変調器からの反射信号が電力分配器１４で合成されたときに、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との２つの反射型変調器からの反射信号の位相差に応じて、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とからの反射信号の上側および下側の両サイドバンドの何れか一方が相殺されるように第１移相器１８の移相量と第２移相器１８の移相量を調整すると、ドップラーレーダー装置からの受信信号の上側または下側いずれか一方のサイドバンドのみを持った変調信号を検査用シミレーション信号として送り返すことことができる。
【００３４】
従って、この検査用シミュレーション信号生成装置１０によれば、検査用シミュレーション信号として上側サイドバンドまたは下側サイドバンドのみの変調信号を持った信号を送り返すことが可能になる。また、必要によりキャリアー信号をも除いた信号、即ち、受信信号から変調信号周波数だけ変化した信号のみを返すことも可能になる。
【００３５】
また、この検査用シミュレーション信号生成装置１０において、キャリアーを抑圧した信号を生成するには、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との平均反射ベクトルと、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とから負荷の方へ通過する信号が負荷から反射して第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とを逆に通過したベクトルとが、それぞれ相殺されるように設定すればよい。
【００３６】
こうした相殺が行われるようにするためには、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との個々の反射型変調器に合せて負荷を設計しなくてはならないが、これら第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との特性が分かれば、上記条件を満たす負荷のインピーダンスを計算すればよい。例えば、変調信号を平均値にした時の反射特性、通過特性を測定し、これを元に計算して必要な負荷を決めるようにすることができる。
【００３７】
ここで、上記した第１反射型変調器１６や第２反射型変調器２０としては、例えば、図２乃至図５に示すように、伝送線路にシャントまたはシリーズ（直列）に可変容量素子やＰＩＮダイオードを挿入し、その値を変調信号で変化させるようにした反射型変調器を用いることができる。
【００３８】
即ち、図２乃至図５には、上記した第１反射型変調器１６あるいは第２反射型変調器２０として用いることが可能な各種の反射型変調器が示されている。より詳細には、図２には伝送線路にシャントに可変容量素子としてバリアブルキャパシタを挿入したシャント容量型の反射型変調器が示されており、また、図３には伝送線路にシャントにＰＩＮダイオードを挿入したシャントＰＩＮ型の反射型変調器が示されており、また、図４には伝送線路にシリーズに可変容量素子としてバリアブルキャパシタを挿入したシリーズ容量型の反射型変調器が示されており、図５には伝送線路にシリーズにＰＩＮダイオードを挿入したシリーズＰＩＮ型の反射型変調器が示されている。
【００３９】
また、上記した第１反射型変調器１６あるいは第２反射型変調器２０として用いることが可能な各種の反射型変調器は、チューニングポストを導波管線路に挿入し、その挿入長を加える電圧に従って変化させることによっても実現することができる。
【００４０】
なお、導波管線路にチューニングポストを挿入するように構成した反射型変調器を２つ設けるようにして、それぞれの反射型変調器でそれぞれ異なった変調位相を実現するには、各反射型変調器におけるチューニングポストを動かす位相がそれぞれ異なる２つのカムシャフトを１つのモーターで駆動する手法などを採用すればよい。
【００４１】
さらに、導波管線路のＥ面の間をバリアブルキャパシタやＰＩＮダイオードなどにより短絡して、その値を変調信号で変化させることで反射型変調器を実現するようにしてもよい。
【００４２】
次に、第１反射型変調器１６ならびに第２反射型変調器２０として用いることのできる反射型変調器について詳細に説明する。
【００４３】
まず、反射型変調器の一般的な反射波をベクトルで表す。ここで、例として、図４に示すシリーズ容量型の反射型変調器、即ち、伝送線路にシリーズに可変容量素子としてバリアブルキャパシタＣｖを挿入したシリーズ容量型の反射型変調器について検討する。なお、この図４においては、Ｃは充分大きな容量とする。
【００４４】
ここで、図４において、図の左側から信号を入力し、この回路を通した後は負荷として反射無しのダミーが接続されているものとする。なお、説明の簡略化のために、伝送線路のインピーダンスは１、また、変調信号によってバリアブルキャパシタＣｖのインピーダンスは、
−ｊ（０．５±０．１）
と変化するものとする。
【００４５】
この回路の先には１オームが繋がっているから、この回路を含めたインピーダンスＺは、
Ｚ＝１−ｊ（０．５±０．１）
であり、このとき、反射係数ベクトルΓは、
Γ＝（Ｚ−１）／（Ｚ＋１）
＝（−ｊ（０．５±０．１））／（２−ｊ（０．５±０．１））
＝０．０８２６−ｊ０．２７５ｏｒ０．０３８５−ｊ０．１９２
＝（０．０６０５−ｊ０．２３４）±（０．０２２１−ｊ０．０４１）
となる。
【００４６】
この反射信号は、キャリアーが（０．０６０５−ｊ０．２３４）、サイドバンドが（０．０２２１−ｊ０．０４１）／２の上側および下側サイドバンドの合成と見なすことができる。
【００４７】
図６には、０．０８２６−ｊ０．２７５および０．０３８５−ｊ０．１９２のベクトル図が示されている。なお、図６においては、ＸＹ座標のＸ軸を実軸にとり、ＸＹ座標のＹ軸を虚軸（下向きは負である。）にとってある。また、これらはキャリアと上側のキャリアより早く回転するベクトルと、下側の遅く回転するベクトルの合成と見なすことができる。
【００４８】
ところで、図２乃至図５に示す反射型変調器を含むいずれの反射型変調器においても、反射信号は３つの信号の合成と見なすことができる。
【００４９】
ここで、変調信号の波形または変調信号の振幅と位相廻りとが三角関数関係に無いと、サイドバンドの高調波が発生することになるが、変調波形のモディファイで両サイドバンドのみにすることも可能である。
【００５０】
従って、一般的な反射波のベクトルは図７（ａ）に示すように描くことができ、図７（ａ）において、Ｃはキャリアーのベクトルであり、Ｕは上側サイドバンドのベクトルであり、Ｌは下側サイドバンドのベクトルである。そして、上側サイドバンドは周波数が高いので早く回転し、下側サイドバンドは周波数が低いので遅く回転する。
【００５１】
このキャリアーを基準にすれば、上側サイドバンドは時間経過とともに左に廻り、下側サイドバンドは時間経過とともに右に廻る。また、変調信号の位相を進ませると、上側サイドバンドは左に廻り、下側サイドバンドは右に廻る。
【００５２】
以上のことから、単なる変調器からの変調波と、信号全体の位相を回しさらに変調器信号の位相を回した変調波を合成することにより、不要なサイドバンドを除去することが可能になる。
【００５３】
次に、図１に示す検査用シミュレーション信号生成装置１０の各部の信号のベクトル図を表す図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）を参照しながら、検査用シミュレーション信号生成装置１０の各部の信号について説明する。
【００５４】
即ち、図７（ａ）は、反射型変調器の反射信号、詳細に説明すれば、ホーンアンテナ１２から電力分配器１４を経て、第１反射型変調器１６から反射して、電力分配器１４を経てホーンアンテナ１２に入る信号のベクトル図である。
【００５５】
また、図７（ｂ）は、第２反射型変調器２０の反射信号のベクトル図である。ただし、変調信号発振器２４の後の第２移相器２２による位相変化は、ゼロと仮定している。この反射信号を詳細に説明すれば、ホーンアンテナ１２から電力分配器１４と第１移相器１８（移相量は、位相を４５度遅らせるように設定されている。）を経て、第２反射型変調器２０から反射して、第１移相器１８、電力分配器１４を経てホーンアンテナ１２に入る信号である。信号は、第２反射型変調器２０に入る前後で合計９０度遅れの波形になる。このとき、キャリアもサイドバンドもすべて９０度遅れとなっている。
【００５６】
また、図７（ｃ）は、図７（ｂ）の仮定（変調信号発振器２４の後の第２移相器２２による位相変化がゼロであるとの仮定）を除き、即ち、変調信号（変調波）を第２移相器２２により９０度遅らせているもののベクトル図である。このとき、上側サイドバンドは９０度遅れとなり、下側サイドバンドは９０度進むことになる。
【００５７】
そして、図７（ｄ）は、図７（ａ）と図７（ｃ）との合成信号のベクトル図であり、図７（ａ）も図７（ｃ）もホーンアンテナ１２に入る信号であるので、これらの合成信号は図７（ｄ）に示すようになる。即ち、キャリアーは９０度違う信号の合成で２１／２倍の振幅となり、上側サイドバンドは丁度相殺されてなくなり、下側サイドバンドは足し合わされ２倍となる。この合成された信号が、検査用シミュレーション信号としてホーンアンテナ１２からドップラーレーダー装置へ送り返される。
【００５８】
なお、上記した説明においては、上側サイドバンドを相殺する例を示したが、第１移相器１８、第２移相器２２の位相廻り次第で、下側サイドバンドを相殺することも可能である。また、上記した説明においては、第１移相器１８では信号全体を４５度ずつ２度回し、第２移相器２２では変調信号を９０度回したが、例えば、第１移相器１８では信号全体を４０度ずつ２度回し、第２移相器２２で変調信号を１００度回しても、上側サイドバンドは相殺される。
【００５９】
このことは、導波管線路などで伝送線路を構成したときに、第１移相器１８による位相廻りが正確に４５度でなくても、第２移相器２２により変調信号位相を微調整することにより、上側サイドバンドまたは下側サイドバンドを完全に相殺することができることを示している。
【００６０】
上記においては、一般的な反射型変調器の反射信号を示したが、このような信号を発生する装置の構成としては、上記において図２乃至図５を参照しながら説明したように種々の構成が挙げられる。
【００６１】
即ち、電子回路において伝送線路にシャントまたはシリーズにキャパシタを挿入することにより、インピーダンス整合が崩れて反射信号が発生する。キャパシタの容量値を変えることにより、この反射信号の振幅または位相が変るが、キャパシタの容量を電気信号に従って変えるにはバリアブルキャパシタを用いればよく、図２および図３にはこうした構成を実現する回路図が示されている。これら図２および図３に示す回路の図上右側は、反射無しのダミー抵抗でも、または、完全反射になるショートやオープンでもよく、それらの中間の一定値の反射を示す負荷でもよい。
【００６２】
なお、上記したダミー抵抗か、完全反射になるショートやオープンか、それらの中間の一定値の反射を示す負荷かによって、往復してきた信号の振幅や位相が異なるが、これらを勘案して反射型変調器の特性を定義する値を変えればよい。
【００６３】
また、反射を起こすにはインピーダンス整合を崩せば良いので、キャパシタの代わりにＰＩＮダイオードを使用してもよいことは勿論である。図３および図５には、ＰＩＮダイオードをシャントまたはシリーズに挿入した線路の例が示されている。この負荷も図２および図４に示すバリアブルキャパシタの場合と同様に、これら図３および図５に示す回路の図上右側は、反射無しのダミー抵抗でも、または、完全反射になるショートやオープンでもよく、それらの中間の一定値の反射を示す負荷でもよいものであり、ほとんどどのような特性でもよい。
【００６４】
ここで、図８ならび図９には、第１反射型変調器１６あるいは第２反射型変調器２０として用いることが可能な反射型変調器を、導波管線路を用いて構成する例が示されている。
【００６５】
即ち、図８に示す構成例は、矩形導波管線路のＥ面からチューニングポストを内部に挿入して、反射を起こすようにしたものである。なお、チューニングポストは、Ｅ面からではなくＨ面から挿入するようにしてもよい。
【００６６】
図８に示す構成例においては、矩形導波管線路内部へのチューニングポストの挿入長Ａを変えることにより、反射信号の反射量および反射位相を変えることができる。また、矩形導波管線路内部へのチューニングポストの抜き差しの繰り返し速度が変調周波数になり、そのスペクトラムは両サイドバンドのあるものとなる。
【００６７】
この場合に、加えた電圧に比例してチューニングポストの挿入長を可変することのできる駆動機構を設けて、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０との２つの反射型変調器に対する変調位相差の制御を電子回路により実現するようにしてもよい。また、モータなどでチューニングポストの挿入長を可変する場合には、各チューニングポストの動きが９０度ずれるようにしたカムシャフトなどの機械的な同期機構を使用するようにしてもよい。
【００６８】
また、矩形導波管線路のＥ面の間を容量性素子や抵抗性素子で短絡することにより、矩形導波管線路のＥ面またはＨ面からチューニングポストを内部に挿入する場合と同様な作用効果が得られるので、図９に示すように、矩形導波管線路のＥ面をバリアブルキャパシタで接続し、これに変調信号をかけることで反射型変調器を実現するようにしてもよい。
【００６９】
なお、上記においては、反射型変調器の負荷はどのようなものでもよく限定されるものではない旨を説明したが、反射型変調器の反射率と負荷の適当な反射率の組み合せによれば、トータルの反射信号のキャリアー信号を除くこともことも可能である。
【００７０】
即ち、反射型変調器への変調信号がその平均値になったときの反射べクトルと、反射型変調器への入射波が当該反射型変調器を通過して、当該反射型変調器に繋がる負荷で反射して、反射型変調器を逆に通過した信号ベクトルが完全に逆向きになれば、反射型変調器と負荷トータルの反射波はゼロになり、変調により反射の振幅や位相が平均からずれたときにサイドバンドが発生するようになる。
【００７１】
これはキャリアーを抑圧した反射型変調器であり、このキャリアーを抑圧した反射型変調器を２つ用いて、片側のサイドバンドを相殺するように構成すれば、シングルサイドバンド変調のように単に片側のサイドバンドのみを返すことが可能となる。
【００７２】
このような反射となる負荷にするための特性は、反射形変調器の個々の特性に合わせて決めなければならない。なお、反射器個々の特性は、理論的に求めてもよいし、実際の製品の特性を測って決めるようにしてもよい。
【００７３】
例えば、図４の場合には、負荷のインピーダンスは、
ｉ＋ｊωＬ， Ｌ＝１／（ω２Ｃ） ここでＣはＣｖの平均容量を示す
とすればよい。ここでωは、ドップラーレーダーの角周波数である。
【００７４】
一般的には、反射型変調器に無反射ダミーを付けたときの反射率ベクトルをΓ１、反射型変調器の通過率ベクトルをＰ１、反射型変調器の入力側に無反射ダミーを付けた時の負荷側からの反射率ベクトルをΓ２、反射型変調器の逆向きの通過率ベクトルをＰ２としたとき、上記条件を満たす負荷の反射率ベクトルΓＬは次式で表される。
【００７５】
ΓＬ＝Γ１／（Γ１×Γ２−Ｐ１×Ｐ２）
よって、負荷のインピーダンスＺＬは、次式のように決められる。
【００７６】
ＺＬ＝（１＋ΓＬ）／（１−ΓＬ）
この計算式の結果の実数部が負にならないならば、ＺＬを実現することができる。
【００７７】
なお、上記において説明した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形することができるものである。
【００７８】
（１）上記した実施の形態においては、移相器により位相を回転するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、移相器に代えて位相を回転する効果のある遅延回路を用いるようにしてもよい。
【００７９】
（２）上記した実施の形態においては、ホーンアンテナ１２を介してドップラーレーダー装置との間の送受信を行うようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、ホーンアンテナ１２などのアンテナを使用することなく、例えば、導波管線路などの伝送線路と減衰器とを介して接続する場合にも、本発明を適用することができる。
【００８０】
（３）上記した実施の形態において、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とを構成するに際しては、図２乃至図５や図８乃至図９に示すような各種の反射型変調器を選択して用いることができるものであるが、その際には、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とで同一の種類の反射型変調器を用いるようにしてもよいし、あるいは、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とで異なる種類の反射型変調器を用いるようにしてもよい。
【００８１】
（４）上記した実施の形態においては、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とにより反射信号の位相を変える場合について中心に説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、第１反射型変調器１６と第２反射型変調器２０とにより反射信号の振幅を変えるようにしても同様な作用効果が得られる。
【００８２】
（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、移動する物体の速度や位置（距離、方位）を検出するためのドップラーレーダー装置の性能検査などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の一例による検査用シミュレーション信号生成装置の回路ブロック構成説明図である。
【図２】図２は、伝送線路にシャントに可変容量素子としてバリアブルキャパシタを挿入したシャント容量型の反射型変調器の回路図である。
【図３】図３は、伝送線路にシャントにＰＩＮダイオードを挿入したシャントＰＩＮ型の反射型変調器の回路図である。
【図４】図４は、伝送線路にシリーズに可変容量素子としてバリアブルキャパシタを挿入したシリーズ容量型の反射型変調器の回路図である。
【図５】図５は、伝送線路にシリーズにＰＩＮダイオードを挿入したシリーズＰＩＮ型の反射型変調器の回路図である。
【図６】図６は、０．０８２６−ｊ０．２７５および０．０３８５−ｊ０．１９２のベクトル図であり、ＸＹ座標のＸ軸を実軸にとり、ＸＹ座標のＹ軸を虚軸（下向きは負である。）にとってある。
【図７】図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、図１に示す検査用シミュレーション信号生成装置の各部の信号のベクトル図である。
【図８】図８は、矩形導波管線路を用いた反射型変調器の構成例を示す回路図である。
【図９】図９は、矩形導波管線路を用いた反射型変調器の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 検査用シミュレーション信号生成装置
１２ ホーンアンテナ
１４ 電力分配器
１６ 第１反射型変調器
１８ 第１移相器
２０ 第２反射型変調器
２２ 第２移相器
２４ 変調信号発振器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドップラーレーダー装置の性能検査に用いる検査用シミュレーション信号を発生する検査用シミュレーション信号生成装置において、
受信信号を分配する信号分配手段と、
前記信号分配手段により分配された一方の受信信号を変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第１の反射型変調手段と、
前記信号分配手段により分配された他方の受信信号の位相を回転する第１の位相回転手段と、
前記変調信号の位相を回転する第２の位相回転手段と、
前記第１の位相回転手段により位相を回転された受信信号を前記第２の位相回転手段により位相を回転された変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第２の反射型変調手段と
を有し、前記第１の反射型変調手段により変調された信号と前記第２の反射型変調手段により変調された信号とを合成した信号を検査用シミュレーション信号として生成する
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
伝送線路にシャントにバリアブルキャパシタを接続し、前記バリアブルキャパシタに変調信号をかけることにより前記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
伝送線路にシャントにＰＩＮダイオードを接続し、前記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより前記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
伝送線路にシリーズにバリアブルキャパシタを接続し、前記バリアブルキャパシタに変調信号をかけることにより前記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項５】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
伝送線路にシリーズにＰＩＮダイオードを接続し、前記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより前記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項６】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
導波管線路のＥ面またはＨ面に、前記導波管線路内における挿入量を可変自在にチューニングポストを配置してなり、変調信号に従って前記チューニングポストの挿入量を可変して前記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項７】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
導波管線路のＥ面またはＨ面に、前記導波管線路内における挿入量を可変自在にチューニングポストを配置してなり、変調信号に従って前記チューニングポストの挿入量を可変して前記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであり、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、それぞれの前記チューニングポストを単一の駆動機構により制御された
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項８】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
前記導波管線路のＥ面の間をバリアブルキャパシタまたはＰＩＮダイオードにより短絡し、前記バリアブルキャブシタまたは前記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより、前記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８のいずれか１項に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とへ入力される信号が、前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とを通過して、前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段との後段に繋ぐ負荷で反射し、
前記負荷は、前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とを逆に通過した信号ベクトルが、前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段との平均反射率ベクトルと相殺するようにインピーダンスを設定された
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項１】
ドップラーレーダー装置の性能検査に用いる検査用シミュレーション信号を発生する検査用シミュレーション信号生成装置において、
受信信号を分配する信号分配手段と、
前記信号分配手段により分配された一方の受信信号を変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第１の反射型変調手段と、
前記信号分配手段により分配された他方の受信信号の位相を回転する第１の位相回転手段と、
前記変調信号の位相を回転する第２の位相回転手段と、
前記第１の位相回転手段により位相を回転された受信信号を前記第２の位相回転手段により位相を回転された変調信号によって変調するとともに該変調信号によってキャリアーに両サイドバンドを発生する第２の反射型変調手段と
を有し、前記第１の反射型変調手段により変調された信号と前記第２の反射型変調手段により変調された信号とを合成した信号を検査用シミュレーション信号として生成する
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
伝送線路にシャントにバリアブルキャパシタを接続し、前記バリアブルキャパシタに変調信号をかけることにより前記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
伝送線路にシャントにＰＩＮダイオードを接続し、前記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより前記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
伝送線路にシリーズにバリアブルキャパシタを接続し、前記バリアブルキャパシタに変調信号をかけることにより前記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項５】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
伝送線路にシリーズにＰＩＮダイオードを接続し、前記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより前記伝送線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項６】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
導波管線路のＥ面またはＨ面に、前記導波管線路内における挿入量を可変自在にチューニングポストを配置してなり、変調信号に従って前記チューニングポストの挿入量を可変して前記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項７】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
導波管線路のＥ面またはＨ面に、前記導波管線路内における挿入量を可変自在にチューニングポストを配置してなり、変調信号に従って前記チューニングポストの挿入量を可変して前記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるものであり、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、それぞれの前記チューニングポストを単一の駆動機構により制御された
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項８】
請求項１に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とは、
前記導波管線路のＥ面の間をバリアブルキャパシタまたはＰＩＮダイオードにより短絡し、前記バリアブルキャブシタまたは前記ＰＩＮダイオードに変調信号をかけることにより、前記導波管線路の反射信号の位相または振幅を変えるものである
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８のいずれか１項に記載の検査用シミュレーション信号生成装置において、
前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とへ入力される信号が、前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とを通過して、前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段との後段に繋ぐ負荷で反射し、
前記負荷は、前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段とを逆に通過した信号ベクトルが、前記第１の反射型変調手段と前記第２の反射型変調手段との平均反射率ベクトルと相殺するようにインピーダンスを設定された
ことを特徴とする検査用シミュレーション信号生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−３３１３（Ｐ２００７−３３１３Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８２９００（Ｐ２００５−１８２９００）
【出願日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【出願人】（０００２１９００４）島田理化工業株式会社 (205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【出願人】（０００２１９００４）島田理化工業株式会社 (205)
【Ｆターム（参考）】
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