A Study on the Design of Digital Frequency Discriminator with 3-Channel Delay Lines

In this paper, we propose a DFD (Digital Frequency Discriminator) design that has better frequency discrimination and a smaller size. Electronic warfare equipment can analyze different types of radar signal such as those based on Frequency, Pulse Width, Time Of Arrival, Pulse Amplitude, Angle Of Arrival and Modulation On Pulse. In order for electronic warfare equipment to analyze radar signals with a narrow pulse width (less than 100ns), they need to have a special receiver structure called IFM (Instantaneous Frequency Measurement). The DFD (Digital Frequency Discriminator) is usually used for the IFM. Because the existing DFDs are composed of separate circuit devices, they are bulky, heavy, and expensive. To remedy these shortcomings, we use a three delay line ($1{\lambda}$, $4{\lambda}$, $16{\lambda}$) in the DFD, instead of the four delay line ($1{\lambda}$, $4{\lambda}$, $16{\lambda}$, $64{\lambda}$) generally used in the existing DFDs, and apply the microwave integrated circuit method. To enhance the frequency discrimination, we detect the pulse amplitude and perform temperature correction. The proposed DFD has a frequency discrimination error of less than 1.5MHz, affording it better performance than imported DFDs.

3채널 지연선을 가진 디지털주파수판별기의 설계에 관한 연구

본 논문에서는 전자전장비에 사용할 수 있는 주파수 분석의 정확도가 높으면서 소형화된 디지털주파수판별기 설계방안을 제안하였다. 전자전 장비는 레이더 신호로부터 주파수, 펄스폭, 펄스도착시간, 신호세기, 도달 방위각, 펄스 내 신호변조 등의 정보를 분석할 수 있어야 한다. 전자전장비는 레이더의 매우 좁은 펄스(100ns 이하) 신호를 분석 할 수 있어야 한다. 따라서 전자전장비는 특별한 형태의 수신기 구조가 필요하며, 주파수 측정을 위하여 순시주파수측정방식 구조의 설계가 일반적으로 사용된다. 이 중 대표적으로 사용되는 방식이 디지털주파수판별기다. 기존 디지털주파수판별기는 회로 소자가 개별부품으로 구성되어 부피와 중량이 크며, 고가인 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 기존의 디지털주파수판별기는 4개의 지연선($1{\lambda}$, $4{\lambda}$, $16{\lambda}$, $64{\lambda}$)을 사용하는 반면, 제안한 디지털주파수판별기는 3개의 지연선($1{\lambda}$, $4{\lambda}$, $16{\lambda}$)을 사용하였으며, 국내에서도 비약적인 발전을 하고 있는 마이크로 집적회로 기법으로 설계하였다. 주파수 정확도를 향상하기 위한 방법으로 신호세기 검출과 온도보정을 실시하였다. 제안한 디지털주파수판별기는 실험결과 1.5MHz 이하의 높은 주파수정확도를 가지는 것을 확인하였다. 이것은 국외 도입되는 디지털주파수판별기보다 우수한 성능을 가진다고 볼 수 있다.