(57)【要約】      （修正有）【課題】アンテナシステムを運用している最中に生じる位相変動を低減させる信号処理装置を提供する。【解決手段】アンテナが受信した受信信号が入力され、受信電力の和信号および差信号を出力する給電部１１０と、第１受信部１２０と、角度情報を算出して出力する第２受信部１３０とを備え、第１受信部は、基準信号を発生させる基準信号発生部２１０と、基準信号が第２受信部で反射されて第１伝送路１１２に伝送された第１反射信号と、第２伝送路に伝送された第２反射信号との位相差を検出する位相差検出部２７０と、位相差に基づき、第１伝送路および第２伝送路のうち少なくとも一方の伝送路を伝送する信号の位相を調節する位相調節部２８０とを有し、第２受信部は、第１伝送路において、基準信号の少なくとも一部を反射させる第１フィルタと、第２伝送路において、基準信号の少なくとも一部を反射させる第２フィルタとを有する、信号処理装置を提供する。【選択図】図２
2020180788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナが受信した受信信号が入力され、当該アンテナの仰角および方位角を調節するための角度情報を出力する信号処理装置であって、
前記受信信号が入力され、受信電力の和信号および差信号を出力する給電部と、
前記和信号および前記差信号を増幅する増幅回路を有する第１受信部と、
前記和信号および前記差信号の周波数をそれぞれ異なる周波数に変換する周波数変換回路と、前記周波数変換回路の変換結果に基づいて前記角度情報を算出する算出回路とを有する第２受信部と
を備え、
前記第１受信部は、
予め定められた周波数の基準信号を発生させる基準信号発生部と、
前記和信号を伝送させる第１伝送路に前記基準信号を供給する第１方向性結合器と、
前記差信号を伝送させる第２伝送路に前記基準信号を供給する第２方向性結合器と、
前記基準信号が前記第２受信部で反射されて前記第１伝送路に伝送された第１反射信号と、前記基準信号が前記第２受信部で反射されて前記第２伝送路に伝送された第２反射信号との位相差を検出する位相差検出部と、
前記第１反射信号および前記第２反射信号の位相差に基づき、前記第１伝送路および前記第２伝送路のうち少なくとも一方の伝送路を伝送する信号の位相を調節する位相調節部と
を有し、
前記第２受信部は、
前記第１伝送路において、前記第１受信部から伝送された前記和信号を通過させて、前記基準信号の少なくとも一部を反射させる第１フィルタと、
前記第２伝送路において、前記第１受信部から伝送された前記差信号を通過させて、前記基準信号の少なくとも一部を反射させる第２フィルタと
を有する、
信号処理装置。
【請求項２】
前記第１受信部および前記第２受信部の間に設けられ、
前記和信号および前記基準信号を伝送させる前記第１伝送路の一部である第１ケーブルと、
前記差信号および前記基準信号を伝送させる前記第２伝送路の一部である第２ケーブルと
を更に備える、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記第１方向性結合器は、前記第１伝送路から前記第１反射信号を取り出して前記位相差検出部に供給し、
前記第２方向性結合器は、前記第２伝送路から前記第２反射信号を取り出して前記位相差検出部に供給する、
請求項１または２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記基準信号発生部は、前記和信号および前記差信号の周波数とは異なる周波数の前記基準信号を発生させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記基準信号発生部は、前記和信号および前記差信号の周波数よりも低い周波数の第１基準信号と、前記和信号および前記差信号の周波数よりも高い周波数の第２基準信号とを切り換えて発生させる、請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
アンテナと、
前記アンテナが受信した受信信号が入力される請求項１から５のいずれか一項に記載の前記信号処理装置と、
前記信号処理装置から出力される前記角度情報に基づき、前記アンテナの仰角および方位角を制御するための制御信号を前記アンテナに供給する駆動制御装置と
を備える、アンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置およびアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動物体等から電波を受信し、当該受信した電波に基づいてアンテナの方位角および仰角を調節してアンテナ追尾を実行するシステム等が知られている。このようなシステムは、受信電力の和信号および差信号の２系統の信号をそれぞれ処理するので、当該２系統の信号に位相差が発生することがあり、当該位相差がアンテナ追尾の誤差要因となっていた。従来、このような２系統の受信機の位相を予め調整することが知られていた（例えば、特許文献１および２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−３４５９１号公報
【特許文献２】特開平１１−１１８９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の２系統の受信機の位相を調整する技術は、アンテナシステムを運用する前に実行するものであったので、実際にアンテナシステムを運用している最中に位相変動が生じても、当該変動を補償することは困難であった。例えば、受信機等において、環境温度の変動等が生じると、２系統の受信機の温度特性差に基づき、位相変動が生じることがある。このように、アンテナシステムを運用している最中に生じる位相変動を低減させることが望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、複数系統の受信機を運用中に、当該複数の系統の受信機が処理する信号間の位相を調節できる信号処理装置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】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、アンテナが受信した受信信号が入力され、当該アンテナの仰角および方位角を調節するための角度情報を出力する信号処理装置であって、前記受信信号が入力され、受信電力の和信号および差信号を出力する給電部と、前記和信号および前記差信号を増幅する増幅回路を有する第１受信部と、前記和信号および前記差信号の周波数をそれぞれ異なる周波数に変換する周波数変換回路と、前記周波数変換回路の変換結果に基づいて前記角度情報を算出する算出回路とを有する第２受信部とを備え、前記第１受信部は、予め定められた周波数の基準信号を発生させる基準信号発生部と、前記和信号を伝送させる第１伝送路に前記基準信号を供給する第１方向性結合器と、前記差信号を伝送させる第２伝送路に前記基準信号を供給する第２方向性結合器と、前記基準信号が前記第２受信部で反射されて前記第１伝送路に伝送された第１反射信号と、前記基準信号が前記第２受信部で反射されて前記第２伝送路に伝送された第２反射信号との位相差を検出する位相差検出部と、前記第１反射信号および前記第２反射信号の位相差に基づき、前記第１伝送路および前記第２伝送路のうち少なくとも一方の伝送路を伝送する信号の位相を調節する位相調節部とを有し、前記第２受信部は、前記第１伝送路において、前記第１受信部から伝送された前記和信号を通過させて、前記基準信号の少なくとも一部を反射させる第１フィルタと、前記第２伝送路において、前記第１受信部から伝送された前記差信号を通過させて、前記基準信号の少なくとも一部を反射させる第２フィルタとを有する、信号処理装置を提供する。
【０００７】
前記信号処理装置は、前記第１受信部および前記第２受信部の間に設けられ、前記和信号および前記基準信号を伝送させる前記第１伝送路の一部である第１ケーブルと、前記差信号および前記基準信号を伝送させる前記第２伝送路の一部である第２ケーブルとを更に備えてもよい。
【０００８】
前記第１方向性結合器は、前記第１伝送路から前記第１反射信号を取り出して前記位相差検出部に供給し、前記第２方向性結合器は、前記第２伝送路から前記第２反射信号を取り出して前記位相差検出部に供給してもよい。
【０００９】
前記基準信号発生部は、前記和信号および前記差信号の周波数とは異なる周波数の前記基準信号を発生させてもよい。
【００１０】
前記基準信号発生部は、前記和信号および前記差信号の周波数よりも低い周波数の第１基準信号と、前記和信号および前記差信号の周波数よりも高い周波数の第２基準信号とを切り換えて発生させてもよい。
【００１１】
本発明の第２の態様においては、アンテナと、前記アンテナが受信した受信信号が入力される第１の態様の前記信号処理装置と、前記信号処理装置から出力される前記角度情報に基づき、前記アンテナの仰角および方位角を制御するための制御信号を前記アンテナに供給する駆動制御装置とを備える、アンテナシステムを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数系統の受信機を運用中に、当該複数の系統の受信機が処理する信号間の位相を調節できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係るアンテナシステム１０の構成例を示す。
【図２】本実施形態に係る信号処理装置３０の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜アンテナシステム１０の構成例＞
図１は、本実施形態に係るアンテナシステム１０の構成例を示す。アンテナシステム１０は、移動物体等からの電波を受信し、受信信号に基づいてアンテナの方位角および仰角を調節してアンテナ追尾を実行する。アンテナシステム１０は、例えば、３次元レーダ等を構成するレーダシステムの一部である。この場合、レーダシステムは、例えば、検出しようとする移動物体等の目標に対して電波を放射し、反射した電波の受信信号からアンテナの角度情報を抽出して目標を捕捉、追尾するシステムである。アンテナシステム１０は、アンテナ２０と、信号処理装置３０と、駆動制御装置４０とを備える。
【００１５】
アンテナ２０は、移動物体等からの電波を受信する。アンテナ２０は、例えば、位相がそろったビーム状の電波を受信する。例えば、アンテナシステム１０が船、飛行機等に設置されている場合、アンテナ２０は、船、飛行機等の基体の外部に設けられている。
【００１６】
信号処理装置３０は、アンテナ２０が受信した受信信号が入力され、受信信号に基づき、当該アンテナ２０の仰角および方位角を調節するための角度情報を出力する。信号処理装置３０は、給電部１１０と、第１受信部１２０と、第２受信部１３０とを備える。
【００１７】
給電部１１０は、アンテナ２０の受信信号が入力され、受信電力の和信号および差信号を生成して出力する。給電部１１０は、和信号を伝送させる第１伝送路１１２に、生成した和信号を供給する。また、給電部１１０は、差信号を伝送させる第２伝送路１１４に、生成した差信号を供給する。第１伝送路１１２および第２伝送路１１４は、給電部１１０から第１受信部１２０を経て、第２受信部１３０まで、対応する信号をそれぞれ伝送する。第１伝送路１１２および第２伝送路１１４は、例えば、一部がマイクロストリップライン等の伝送線路で形成されている。また、第１伝送路１１２および第２伝送路１１４は、一部が同軸ケーブル等であってもよい。
【００１８】
第１受信部１２０は、和信号および差信号を増幅する増幅回路１２２を有する。第１受信部１２０は、第１伝送路１１２および第２伝送路１１４のそれぞれに、増幅回路１２２が設けられている。第１受信部１２０は、和信号および差信号をそれぞれ増幅した信号を第２受信部１３０に供給する。
【００１９】
第２受信部１３０は、第１受信部１２０から受け取った和信号および差信号に基づき、アンテナ２０の仰角および方位角を調節するための角度情報を出力する。第２受信部１３０は、周波数変換回路１３２と算出回路１３４とを有する。
【００２０】
周波数変換回路１３２は、和信号および差信号の周波数をそれぞれ異なる周波数に変換する。周波数変換回路１３２は、例えば、ダウンコンバータまたはアップコンバータとして機能する。本実施形態において、周波数変換回路１３２がダウンコンバータとして機能する例を説明する。周波数変換回路１３２は、ローカル信号発生部１４１、第１分配器１４２、第１ミキサ１４３、第１出力フィルタ１４４、第２ミキサ１４５、および第２出力フィルタ１４６を含む。
【００２１】
ローカル信号発生部１４１は、ローカル信号を発生させる。ここで、ローカル信号の周波数をｆＬＯとする。第１分配器１４２は、ローカル信号発生部１４１が発生させたローカル信号を受け取って、当該ローカル信号を２つに分配する。第１分配器１４２は、分配した一方のローカル信号を第１ミキサ１４３に供給し、他方のローカル信号を第２ミキサ１４５に供給する。
【００２２】
第１ミキサ１４３は、第１伝送路１１２に設けられ、第１伝送路１１２により伝送された和信号と、第１分配器１４２から受け取ったローカル信号とをミキシングさせて、和信号の周波数を異なる周波数に変換する。例えば、和信号の周波数をｆＲとすると、第１ミキサ１４３は、周波数ｆＲをｆＲ−ｆＬＯおよびｆＲ＋ｆＬＯといった周波数に変換して出力する。
【００２３】
第１出力フィルタ１４４は、予め定められた第１周波数帯域の信号を通過させ、当該第１周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号を低減させる。例えば、第１周波数帯域は、周波数ｆＲ−ｆＬＯを含み、周波数ｆＲ＋ｆＬＯを含まない周波数帯域である。この場合、第１出力フィルタ１４４は、周波数ｆＩＦ＝ｆＲ−ｆＬＯの和信号を出力信号として算出回路１３４に供給する。第１出力フィルタ１４４は、例えば、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタのうち少なくとも１つを含む。
【００２４】
第２ミキサ１４５は、第２伝送路１１４に設けられ、第１ミキサ１４３と同様に、第２伝送路１１４により伝送された差信号と、第１分配器１４２から受け取ったローカル信号とをミキシングさせて、差信号の周波数を異なる周波数に変換する。例えば、差信号の周波数をｆＲとすると、第２ミキサ１４５は、周波数ｆＲをｆＲ−ｆＬＯおよびｆＲ＋ｆＬＯといった周波数に変換して出力する。
【００２５】
第２出力フィルタ１４６は、第１出力フィルタ１４４と同様に、予め定められた第１周波数帯域の信号を通過させ、当該第１周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号を低減させる。例えば、第１周波数帯域は、周波数ｆＲ−ｆＬＯを含み、周波数ｆＲ＋ｆＬＯを含まない周波数帯域である。この場合、第２出力フィルタ１４６は、周波数ｆＩＦ＝ｆＲ−ｆＬＯの差信号を出力信号として算出回路１３４に供給する。第２出力フィルタ１４６は、例えば、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタのうち少なくとも１つを含む。
【００２６】
算出回路１３４は、周波数変換回路１３２の変換結果に基づいて、アンテナ２０の仰角および方位角を調節するための角度情報を算出する。算出回路１３４が算出する角度情報は、例えば、アンテナ２０に受信信号が入射する方向と、当該アンテナ２０が向いている方向との差を、方位角および仰角における角度誤差として算出した情報である。算出回路１３４は、例えば、周波数変換回路１３２から受け取った和信号および差信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号処理によって角度信号を算出する。算出回路１３４によるデジタル信号処理は、既知の処理方法によるもので、ここでは具体的な説明を省略する。
【００２７】
駆動制御装置４０は、信号処理装置３０から出力される角度情報に基づき、アンテナ２０の仰角および方位角を制御するための制御信号をアンテナ２０に供給する。駆動制御装置４０は、算出回路１３４が算出した方位角および仰角の角度誤差を補正するようにアンテナ２０を制御する制御信号を生成する。駆動制御装置４０は、例えば、アンテナ２０の方位角を制御する制御信号と、仰角を制御する制御信号とをそれぞれ生成して、アンテナ２０に供給する。
【００２８】
以上の本実施形態に係るアンテナシステム１０は、アンテナ２０が受信した受信信号に基づき、アンテナ２０の方位角および仰角を調節して、受信信号がアンテナ２０に入射する方向にアンテナ２０を追尾させる。なお、信号処理装置３０の第１受信部１２０に設けられている増幅回路１２２は、増幅すべき信号の発生源により近い位置に配置されることが望ましい。
【００２９】
そこで、例えば、増幅回路１２２が設けられている第１受信部１２０は、アンテナ２０により近い場所に配置できるように、第２受信部１３０と分離されていることが望ましい。この場合、分離された第１受信部１２０および第２受信部１３０は、第１ケーブル１５０および第２ケーブル１６０で電気的に接続されている。第１ケーブル１５０は第１伝送路１１２の一部となり、第２ケーブル１６０は第２伝送路１１４の一部となる。第１ケーブル１５０および第２ケーブル１６０は、一例として、同軸ケーブルである。第１ケーブル１５０および第２ケーブル１６０は、第１受信部１２０および第２受信部１３０と、ＳＭＡコネクタ等のコネクタを介してそれぞれ接続されていることが望ましい。
【００３０】
以上のように、アンテナシステム１０は、受信信号から生成した和信号および差信号を、第１伝送路１１２および第２伝送路１１４といった２つの伝送路でそれぞれ伝送させ、当該２つの信号をそれぞれ周波数変換して信号処理するシステムである。このような２系統の受信回路を有するアンテナシステム１０は、２つの伝送路の間の伝送遅延の差等に応じた位相差が発生することがある。この場合、当該位相差は、位相差がない場合と比較して、信号処理装置３０が出力する角度情報の誤差要因となる。
【００３１】
従来は、２系統の受信回路の位相変化が等しくなるように、配線の長さが等しくなるように回路基板等が設計され、電気長が等しい第１ケーブル１５０および第２ケーブル１６０を用いて、このような位相差を低減させていた。また、アンテナシステム１０の運用前に、当該２系統の受信回路の伝送遅延等を予め校正して調整し、このような位相差に基づく角度情報の誤差を低減させていた。しかしながら、このような調整済みのアンテナシステム１０を用いたとしても、実際の動作を開始させてシステムを運用すると、環境温度の変動等により、２系統の受信回路の間に位相差が発生することがあった。このような場合、従来は、アンテナシステム１０の運用を停止してから再び位相差の調整をしなければならなかった。
【００３２】
そこで、本実施形態に係る信号処理装置３０は、アンテナシステム１０が運用中であっても、２系統の受信回路の伝送遅延等を調整可能とし、環境変動等に起因する位相差を低減させる。このような信号処理装置３０について、次に説明する。
【００３３】
＜信号処理装置３０の構成例＞
図２は、本実施形態に係る信号処理装置３０の構成例を示す。図２に示す信号処理装置３０において、図１に示された本実施形態に係る信号処理装置３０の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。信号処理装置３０は、基準信号発生部２１０と、第２分配器２２０と、第１方向性結合器２３０と、第２方向性結合器２４０と、第１フィルタ２５０と、第２フィルタ２６０と、位相差検出部２７０と、位相調節部２８０とを更に備える。
【００３４】
なお、基準信号発生部２１０、第２分配器２２０、第１方向性結合器２３０、第２方向性結合器２４０、位相差検出部２７０、および位相調節部２８０は、第１受信部１２０に設けられており、第１フィルタ２５０および第２フィルタ２６０は第２受信部１３０に設けられている。
【００３５】
基準信号発生部２１０は、予め定められた周波数の基準信号を発生させる。基準信号発生部２１０は、和信号および差信号の周波数とは異なる周波数の基準信号を発生させる。基準信号発生部２１０が発生させる基準信号の周波数をｆｓとする。第２分配器２２０は、基準信号発生部２１０が発生させた基準信号を受け取って、当該基準信号を２つに分配する。第２分配器２２０は、分配した一方の基準信号を第１方向性結合器２３０に供給し、他方の基準信号を第２方向性結合器２４０に供給する。
【００３６】
第１方向性結合器２３０は、和信号を伝送させる第１伝送路１１２に基準信号を供給する。第１方向性結合器２３０は、例えば、ポートを４つ有する双方向性結合器である。これに代えて、第１方向性結合器２３０は、ポートを３つ有する単方向性結合器を２つ組み合わせて構成されていてもよい。
【００３７】
第１方向性結合器２３０は、一例として、第１ポートおよび第２ポートが第１伝送路１１２にそれぞれ接続され、第１ポートに入力される和信号を第２ポートから出力する。また、第１方向性結合器２３０は、第３ポートが第２分配器２２０に接続され、第３ポートに入力される基準信号を第２ポートから出力する。更に、第１方向性結合器２３０は、第４ポートが位相差検出部２７０に接続され、第３ポートに入力される第２受信部１３０からの反射信号を第４ポートから出力する。
【００３８】
第２方向性結合器２４０は、差信号を伝送させる第２伝送路１１４に基準信号を供給する。第２方向性結合器２４０は、第１方向性結合器２３０と同様に、ポートを４つ有する双方向性結合器であってよく、これに代えて、ポートを３つ有する単方向性結合器を２つ組み合わせた結合器であってもよい。
【００３９】
第２方向性結合器２４０は、一例として、第１ポートおよび第２ポートが第２伝送路１１４にそれぞれ接続され、第１ポートに入力される差信号を第２ポートから出力する。また、第２方向性結合器２４０は、第３ポートが第２分配器２２０に接続され、第３ポートに入力される基準信号を第２ポートから出力する。更に、第２方向性結合器２４０は、第４ポートが位相差検出部２７０に接続され、第３ポートに入力される第２受信部１３０からの反射信号を第４ポートから出力する。
【００４０】
以上のように、本実施形態に係る第１受信部１２０は、和信号および差信号に基準信号をそれぞれ加えた信号を第２受信部１３０に伝送させる。この場合、第１ケーブル１５０は、和信号および基準信号を伝送させる。また、第２ケーブル１６０は、差信号および基準信号を伝送させる。なお、図２において、第１方向性結合器２３０および第２方向性結合器２４０のポート番号の例を数字で示す。
【００４１】
第１フィルタ２５０は、第１伝送路１１２において、第１受信部１２０から伝送された和信号を通過させて、基準信号の少なくとも一部を反射させる。例えば、第１フィルタ２５０は、周波数ｆＲの和信号を通過させ、周波数ｆＳの基準信号を低減および反射させる。言い換えると、基準信号発生部２１０は、第１フィルタ２５０が周波数ｆＲを通過させる通過帯域を有する場合に、基準信号が低減および反射するような周波数ｆＲとは異なる周波数の基準信号を発生させる。第１フィルタ２５０は、例えば、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタのうち少なくとも１つを含む。
【００４２】
第２フィルタ２６０は、第２伝送路１１４において、第１受信部１２０から伝送された差信号を通過させて、基準信号の少なくとも一部を反射させる。例えば、第２フィルタ２６０は、第１フィルタ２５０と同様に、周波数ｆＲの差信号を通過させ、周波数ｆＳの基準信号を低減および反射させる。第２フィルタ２６０は、例えば、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタのうち少なくとも１つを含む。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る第２受信部１３０は、和信号および差信号に基準信号をそれぞれ加えた信号のうち、和信号を第１フィルタ２５０の後段に伝送させ、差信号を第２フィルタ２６０の後段に伝送させる。したがって、図２に示す第２受信部１３０は、第１フィルタ２５０および第２フィルタ２６０の後段において、図１に示す第２受信部１３０と同様に、和信号および差信号を周波数変換してから信号処理する。第２受信部１３０の周波数変換および信号処理の動作は図１と同様なので、ここでは説明を省略する。
【００４４】
また、本実施形態に係る第２受信部１３０は、和信号および差信号に基準信号をそれぞれ加えた信号のうち、基準信号の少なくとも一部を第１受信部１２０へと反射させて伝送させる。ここで、基準信号が第２受信部１３０の第１フィルタ２５０で反射されて第１伝送路１１２に伝送された信号を、第１反射信号とする。また、基準信号が第２受信部１３０の第２フィルタ２６０で反射されて第２伝送路１１４に伝送された信号を、第２反射信号とする。
【００４５】
第１反射信号は、第１受信部１２０に戻り、第１方向性結合器２３０の第２ポートに入力する。第１方向性結合器２３０は、入力された第１反射信号を第４ポートから出力する。即ち、第１方向性結合器２３０は、第１伝送路１１２から第１反射信号を取り出して位相差検出部２７０に供給する。
【００４６】
第２反射信号は、第１受信部１２０に戻り、第２方向性結合器２４０の第２ポートに入力する。第２方向性結合器２４０は、入力された第２反射信号を第４ポートから出力する。即ち、第２方向性結合器２４０は、第２伝送路１１４から第２反射信号を取り出して位相差検出部２７０に供給する。
【００４７】
位相差検出部２７０は、第１反射信号と第２反射信号との位相差を検出する。位相差検出部２７０は、例えば、第１反射信号の位相と、第２反射信号の位相とをそれぞれ検出する。この場合、位相差検出部２７０は、第１反射信号および第２反射信号の位相をそれぞれ直接検出してもよく、これに代えて、基準信号との位相差をそれぞれ検出してもよい。位相差検出部２７０は、例えば、第１反射信号の位相および第２反射信号の位相の検出結果を２つの直流電圧として出力し、当該２つの直流電圧の差分を位相差として出力する。これに代えて、位相差検出部２７０は、第１反射信号の位相と、第２反射信号の位相とを比較して、比較結果を位相差として出力してもよい。
【００４８】
位相調節部２８０は、第１反射信号および第２反射信号の位相差に基づき、第１伝送路１１２および第２伝送路１１４のうち少なくとも一方の伝送路を伝送する信号の位相を調節する。位相調節部２８０は、第１可変位相器２８２と、第２可変位相器２８４と、制御回路２８６と、記憶部２８８とを有する。
【００４９】
第１可変位相器２８２は、第１伝送路１１２に設けられており、第１伝送路１１２を伝送する信号の位相をシフトする。第１可変位相器２８２は、制御回路２８６から受け取る制御信号に応じて、第１伝送路１１２を伝送する信号の位相をシフトする。第２可変位相器２８４は、第２伝送路１１４に設けられており、第２伝送路１１４を伝送する信号の位相をシフトする。第２可変位相器２８４は、制御回路２８６から受け取る制御信号に応じて、第２伝送路１１４を伝送する信号の位相をシフトする。
【００５０】
制御回路２８６は、第１反射信号および第２反射信号の位相差に応じた直流電圧を受け取り、当該直流電圧に応じて、第１可変位相器２８２および第２可変位相器２８４の位相のシフト量を調節する制御信号を生成する。制御回路２８６は、第１可変位相器２８２および第２可変位相器２８４を制御して、第１反射信号および第２反射信号の位相差を低減させる。好ましくは、制御回路２８６は、第１反射信号および第２反射信号の位相差をほとんど０に低減させる。なお、制御回路２８６は、一例として、ＣＰＵ等で構成されている。
【００５１】
記憶部２８８は、制御回路２８６が調節した位相の調節量を記憶する。これにより、制御回路２８６は、電源投入時等の初期動作において、記憶部２８８に記憶された調節量を読み出して、直ちに調節量に基づく制御信号を第１可変位相器２８２および第２可変位相器２８４に供給できる。また、記憶部２８８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等が制御回路２８６として機能するＯＳ（Operating System）、およびプログラム等の情報を格納してもよい。例えば、ＣＰＵ等は、記憶部２８８に記憶されたプログラムを実行することによって、制御回路２８６として機能する。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係る信号処理装置３０は、第１受信部１２０および第２受信部１３０の間で基準信号を授受して、第１伝送路１１２および第２伝送路１１４を伝送する信号の位相を調節可能とする。信号処理装置３０による信号位相の調節は、アンテナ２０の受信信号の和信号および差信号の処理とは独立して実行できるので、信号処理装置３０は、アンテナシステム１０が運用中であっても、信号位相を調節できる。
【００５３】
したがって、信号処理装置３０は、環境変動等が発生しても、和信号および差信号の位相を適切に補償することができ、アンテナ２０の仰角および方位角を調節するための角度情報をより正確に出力できる。また、このような信号処理装置３０を備えるアンテナシステム１０は、より正確に目標を捕捉、追尾することができる。
【００５４】
以上の本実施形態に係る信号処理装置３０において、基準信号発生部２１０が、和信号および差信号の周波数とは異なる周波数の基準信号を発生させる例を説明した。これに加えて、基準信号発生部２１０は、周波数変換回路１３２の出力にスプリアス等が発生しない周波数の基準信号を発生させることが望ましい。
【００５５】
第１フィルタ２５０および第２フィルタ２６０は、基準信号を低減させるものの、基準信号の一部が周波数変換回路１３２に伝送されることがある。この場合、第１ミキサ１４３および第２ミキサ１４５において、和信号または差信号と、ローカル信号と、基準信号との間で混変調が発生してしまうことがある。例えば、基準信号の周波数ｆＳをｆＲ−２・ｆＩＦまたはｆＲ−ｆＩＦ／２とすると、第１ミキサ１４３および第２ミキサ１４５の出力にスプリアスが発生してしまい、Ｓ／Ｎが劣化してしまう。
【００５６】
そこで、基準信号発生部２１０は、和信号または差信号と、ローカル信号との間で混変調が発生しない周波数の基準信号を発生させることで、このようなＳ／Ｎの劣化を防止できる。なお、ここで、第１ミキサ１４３および第２ミキサ１４５の出力信号の周波数ｆＩＦをｆＲ−ｆＬＯとした。
【００５７】
また、基準信号発生部２１０は、複数の周波数の基準信号を発生させてもよい。例えば、基準信号発生部２１０は、和信号および差信号の周波数よりも低い周波数の第１基準信号と、和信号および差信号の周波数よりも高い周波数の第２基準信号とを切り換えて発生させる。そして、信号処理装置３０は、第１基準信号による第１位相調整と、第２基準信号による第２位相調整とを実行する。
【００５８】
第１伝送路１１２および第２伝送路１１４において発生する位相差が、伝送している信号の周波数に依存する周波数特性を有することがある。この場合、例えば、第１位相調整および第２位相調整による位相差の調整量が異なることになる。そこで、制御回路２８６は、例えば、２つの調整量の平均値等を用いて位相差を調節する。これによって、信号処理装置３０は、位相差の周波数特性を考慮して、和信号および差信号の位相を適切に補償することができる。
【００５９】
以上の本実施形態に係る信号処理装置３０において、位相調節部２８０が、第１伝送路１１２および第２伝送路１１４の位相をそれぞれ調節する例を説明したが、これに限定されることはない。位相調節部２８０は、第１伝送路１１２および第２伝送路１１４のいずれか一方の位相を調節してもよい。
【００６０】
また、以上の本実施形態に係る信号処理装置３０は、２系統の受信回路を備え、２系統の伝送路の位相差を調節する例を説明したが、これに限定されることはない。信号処理装置３０は、複数系統の受信回路を備え、複数系統の伝送路の位相差を調節してもよい。
【００６１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００６２】
１０  アンテナシステム
２０  アンテナ
３０  信号処理装置
４０  駆動制御装置
１１０  給電部
１１２  第１伝送路
１１４  第２伝送路
１２０  第１受信部
１２２  増幅回路
１３０  第２受信部
１３２  周波数変換回路
１３４  算出回路
１４１  ローカル信号発生部
１４２  第１分配器
１４３  第１ミキサ
１４４  第１出力フィルタ
１４５  第２ミキサ
１４６  第２出力フィルタ
１５０  第１ケーブル
１６０  第２ケーブル
２１０  基準信号発生部
２２０  第２分配器
２３０  第１方向性結合器
２４０  第２方向性結合器
２５０  第１フィルタ
２６０  第２フィルタ
２７０  位相差検出部
２８０  位相調節部
２８２  第１可変位相器
２８４  第２可変位相器
２８６  制御回路
２８８  記憶部
【図１】
2020180788.tif 000003
【図２】
2020180788.tif 000004