(57)【要約】【目的】本発明は、フィードスルー補償装置、フィードスルー補償型アンテナ、レーダ装置およびフィードスルー補償値計測方法とに関し、広い温度範囲に亘って、容易かつ安定にフィールドスルー量を十分に小さな値に維持できることを目的とする。【解決手段】送信系および受信系に接続され、かつ送信系から受信系に送信波の一部を直接伝達するパスを有する系において、パスに並設され、かつ送信波の一部が受信系に入力されるレベルを抑圧する伝達特性を有する並設パスと、並設パスの温度を計測する温度計測手段と、送信波の周波数帯でパスの減衰量が所定の閾値以上となるために、伝達特性が補償されるべき量を含むパラメータが並設パスが作動し得る温度に対応づけられて予め記憶された記憶手段と、温度計測手段によって計測された温度に対応づけられて記憶手段に記憶されているパラメータを用いて伝達特性の偏差を補償する制御手段とを備える。【選択図】図１
2010181229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信系および受信系に接続され、かつ前記送信系から前記受信系に送信波の一部を直接伝達するパスを有する系において、前記パスに並設され、かつ前記送信波の一部が前記受信系に入力されるレベルを抑圧する伝達特性を有する並設パスと、
前記並設パスの温度を計測する温度計測手段と、
前記送信波の周波数帯で前記パスの減衰量が所定の閾値以上となるために、前記伝達特性が補償されるべき量を含むパラメータが前記並設パスが作動し得る温度に対応づけられて予め記憶された記憶手段と、
前記温度計測手段によって計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する制御手段と
を備えたことを特徴とするフィードスルー補償装置。
【請求項２】
送信系が出力する送信波を放射する送信アンテナと、
到来した受信波を受信系に引き渡す受信アンテナと、
前記送信系から前記受信系に前記送信波の一部を直接伝達するパスに並設され、かつ前記送信波の一部が前記受信系に入力されるレベルを抑圧する伝達特性を有する並設パスと、
前記並設パスの温度を計測する温度計測手段と、
前記送信波の周波数帯で前記パスの減衰量が所定の閾値以上となるために、前記伝達特性が補償されるべき量を含むパラメータが前記並設パスが作動し得る温度に対応づけられて予め記憶された記憶手段と、
前記温度計測手段によって計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する制御手段と
を備えたことを特徴とするフィードスルー補償型アンテナ。
【請求項３】
請求項１に記載のフィードスルー補償装置と、
前記フィードスルー補償装置に接続された送信系および受信系とを備え、
前記受信系は、
前記送信系によって送信された送信波と、前記受信系に到来した受信波との相関に基づいて前記受信波の源である目標の測距または測位を行う
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
請求項４に記載のフィードスルー補償型アンテナと、
前記フィードスルー補償型アンテナに接続された送信系および受信系とを備え、
前記受信系は、
前記送信系によって送信された送信波と、前記受信系に到来した受信波との相関に基づいて前記受信波の源である目標の測距または測位を行う
ことを特徴とするレーダ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のフィードスルー補償装置が稼働する温度を段階的に設定し、
前記フィードスルー補償装置に備えられる記憶手段に予め記憶されるべきパラメータを計測する
ことを特徴とするフィードスルー補償値計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ等の無線装置において、送信系から受信系に漏れ込む信号のレベルを抑圧するフィードスルー補償装置と、そのフィードスルー補償装置にアンテナが付加されて構成されたフィードスルー補償型アンテナと、このフィードスルー補償装置が空中線系に適用されてなるレーダ装置と、このようなレベルの抑圧に必要なパラメータを計測するフィードスルー補償値計測方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置は、目標の位置が変化し得る範囲が既知である場合にレンジ幅を無用に大きく設定することなく、効率的に測距や測位を反復できるために、航空用の電波高度計や船舶用の接岸速度計等に採用されている。
【０００３】
図１２は、ＦＭ−ＣＷ方式が適用されたレーダ装置の構成例を示す図である。
図において、測距処理部５１の出力は送信部５２の制御入力に接続され、その送信部５２の出力は方向性結合器５３の入力に接続される。送信部５２の一部は、測距処理部５１の対応する入力に接続される。方向性結合器５３の第１および第２の出力は、それぞれ送信アンテナ５４Ｔの給電点と反固定の移相器５５の入力とに接続される。移相器５５の出力は、反固定の減衰器５６および遅延回路５７を介して合成器５８の第１の入力に接続される。合成器５８の第２の入力には受信アンテナ５４Ｒの給電点が接続され、その合成器５８の出力は受信部５９の入力に接続される。受信部５９の出力は、測距処理部５１の入力に接続される。
【０００４】
なお、上述した送信アンテナ５４Ｔおよび受信アンテナ５４Ｒは、同一の筐体またはプリント基板６０上に所定の形状、寸法および配置でパッチアンテナとして形成され、かつ方向性結合器５３、移相器５５、減衰器５６、遅延回路５７および合成器５８は、上記送信アンテナ５４Ｔおよび受信アンテナ５４Ｒと共に、共通の筐体またはプリント基板６０上に配置される。なお、筐体またはプリント基板６０に併せて、その筐体またはプリント基板６０上に配置された送信アンテナ５４Ｔ、受信アンテナ５４Ｒ、方向性結合器５３、移相器５５、減衰器５６、遅延回路５７および合成器５８から構成されるモジュールについては、以下、「アンテナモジュール」と称し、符号「６０Ｍ」を付して示す。
【０００５】
このような構成のレーダ装置では、送信部５０は、測距処理部５１の主導の下で時系列の順に周波数が直線的に変化するＦＭ−ＣＷ波を反復して送信波として生成する。その送信波は、方向性結合器５３を介して送信アンテナ５４Ｔから放射され、例えば、地表等の目標で反射した後、受信波５４Ｒに受信波として到来する。
受信部５９は、合成器５８を介してこの受信波を受信する。測距処理部５１は、送信部５２によって生成された送信波と、このようにして受信された受信波とのビート周波数ｆｂを生成し目標までの距離に換算する。さらに、測距処理部５１は、送信波の周波数の変移幅（ΔＦ）を一定に保ちつつ、上記ビート周波数ｆｂが一定となるようにその周波数変移に要する時間を可変することで目標までの距離として識別する。
【０００６】
また、送信アンテナ５４Ｔに給電された送信波の一部は、その送信アンテナ５４Ｔと受信アンテナ５４Ｒとの間に空間（プリント基板６０が介在する空間を含む）を介して形成される伝搬路（以下、単に「パス」という。）を介して、受信アンテナ５４Ｒに伝達される。なお、以下では、このようにして受信アンテナ５４Ｒに伝達される送信波のレベルを「フィールドスルー量」と称する。
【０００７】
このようにして受信アンテナ５４Ｒに伝達された送信波の成分は、一般に、上述した目標の測距の精度が低下したり誤動作の要因となる。
ＦＭ−ＣＷ方式が適用されたレーダ装置では、移相器５５の移相量と減衰器５６の減衰量とが予め望ましい値に調整され、かつ遅延回路５７の遅延時間が上記パスの伝搬遅延時間に等しく設定されることによって、方向性結合器５３から移相器５５、減衰器５６、遅延回路５７および合成器５８を介して受信部５９の入力に至る区間（以下、「並設パス」という。）の伝達特性で上記パスの伝達特性の相殺が図られる。
【０００８】
したがって、送信アンテナ５４Ｔと受信アンテナ５４Ｒとの間における物理的な距離が小さい場合であっても、これらの送信アンテナ５４Ｔと受信アンテナ５４Ｒとの間のアイソレーションが高く設定され、既述の測距の精度が高く維持される。
【０００９】
なお、本願発明に関連する関連する先行技術としては、後述する特許文献１に開示されるように、受信用アンテナ、送信用アンテナ、受信信号増幅用の増幅器および送信電力コントロール用の可変抵抗減衰器とを備え、装置が小型化に併せて、大きなレーダ断面積が実現され、かつレーダ断面積を可変できることによって、異なるレーダ基準散乱体として動作させることができ、しかも操作が容易である「レーダ絶対校正装置」がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−２３０１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述した従来例では、以下に列記する制約により、並設パスの伝達特性は、効率的な達成が阻まれ、かつアンテナモジュール６０Ｍが稼働すべき広い温度の範囲において望ましい値に高い精度で維持することは難しかった。
【００１２】
(1) 減衰器５６の遅延時間は、その減衰器５６に設定される減衰量に応じて変化する。
(2) 移相器５５の減衰量は、その移相器５５に設定される移相量に応じて変化する。
(3) 送信アンテナ５４Ｔおよび受信アンテナ５４Ｒの電気特性（比誘電率、誘電正接）も温度に応じて変化する。
【００１３】
(4) 送信アンテナ５４Ｔおよび受信アンテナ５４Ｒの構成（アンテナ方式による比誘電率、誘電正接等）の温度特性と、前記並設パスの構成による比誘電率、誘電正接の温度特性とにバラツキがある。
(5) 並設パスが有効に作用するべき温度の範囲が１００度以上に亘る。
【００１４】
本発明は、構成が大幅に複雑化することなく、広い温度範囲に亘って、容易かつ安定にフィールドスルー量を十分に小さな値に維持できるフィードスルー補償装置、フィードスルー補償型アンテナ、レーダ装置およびフィードスルー補償値計測方法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】
【００１５】
請求項１に記載のフィードスルー補償装置では、並設パスは、送信系および受信系に接続され、かつ前記送信系から前記受信系に送信波の一部を直接伝達するパスを有する系において、前記パスに並設され、かつ前記送信波の一部が前記受信系に入力されるレベルを抑圧する伝達特性を有する。温度計測手段は、前記並設パスの温度を計測する。記憶手段は、前記送信波の周波数帯で前記パスの減衰量が所定の閾値以上となるために、前記伝達特性が補償されるべき量を含むパラメータが前記並設パスが作動し得る温度に対応づけられて予め記憶される。制御手段は、前記温度計測手段によって計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する。
すなわち、並設パスの伝達特性の偏差は、その並設パスの温度が変化しても、温度に対応して記憶手段に予め記憶されたパラメータが用いられることによって補償される。
【００１６】
請求項２に記載のフィードスルー補償型アンテナでは、送信アンテナは、送信系が出力する送信波を放射する。受信アンテナは、到来した受信波を受信系に引き渡す。並設パスは、前記送信系から前記受信系に前記送信波の一部を直接伝達するパスに並設され、かつ前記送信波の一部が前記受信系に入力されるレベルを抑圧する伝達特性を有する。温度計測手段は、前記並設パスの温度を計測する。記憶手段は、前記送信波の周波数帯で前記パスの減衰量が所定の閾値以上となるために、前記伝達特性が補償されるべき量を含むパラメータが前記並設パスが作動し得る温度に対応づけられて予め記憶される。制御手段は、前記温度計測手段によって計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する。
すなわち、並設パスの伝達特性の偏差は、その並設パスの温度が変化しても、この温度に対応して記憶手段に予め記憶されたパラメータが用いられることによって補償される。
【００１７】
請求項３に記載のレーダ装置では、送信系および受信系は、請求項１に記載のフィードスルー補償装置に接続される。前記受信系は、前記送信系によって送信された送信波と、前記受信系に到来した受信波との相関に基づいて前記受信波の源である目標の測距または測位を行う。
すなわち、受信系によって受信される受信波の帯域が制限されることなく、送信系から受信系に伝達される送信波の成分が広範な温度において安定に精度よく抑圧される。
【００１８】
請求項４に記載のレーダ装置では、送信系および受信系は、請求項２に記載のフィードスルー補償型アンテナに接続される。前記受信系は、前記送信系によって送信された送信波と、前記受信系に到来した受信波との相関に基づいて前記受信波の源である目標の測距または測位を行う。
すなわち、受信系によって受信される受信波の帯域が制限されることなく、送信系から受信系に伝達される送信波の成分が広範な温度において安定に精度よく抑圧される。
【００１９】
請求項５に記載のフィードスルー補償値計測方法では、請求項１に記載のフィードスルー補償装置が稼働する温度が段階的に設定され、前記フィードスルー補償装置に備えられる記憶手段に予め記憶されるべきパラメータが計測される。
すなわち、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のフィードスルー補償装置が搭載される電子機器には、広範な温度において送信系と受信系との間のアイソレーションを高く維持するために必要なパラメータがそのフィードスルー補償装置を用いて予め計測されて組み込まれる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、受信系によって受信される受信波の帯域が制限されることなく、パスを介して送信系から受信系に伝達される送信波の成分は、その送信系から並設パスを介して並行して伝達される送信波の成分と合成されることによって、広範な温度において安定に精度よく抑圧される。
【００２１】
また、本発明に係るレーダ装置は、稼働すべき広範な温度において、高い精度で安定に測距および測位を行うことが可能となる。
さらに、本発明では、従来手作業として行われていたパラメータの調整の工数を大幅に削減することが可能となる。
したがって、本発明が適用された装置やシステムでは、コストが大幅に増加することなく、多様な動作環境において性能および信頼性が安定に高く維持される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に用いられるパラメータを得る計測系の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の動作フローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に用いられる最適パラメータの判定基準を示す図である。
【００２３】
【図６】制御テーブルに格納されるパラメータを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に用いられるパラメータを得る計測系の構成を示す図である。
【図９】温度センサ付きディジタルポテンショメータにプログラムされるべきパラメータを示す図である。
【図１０】温度センサが複数備えられた構成を示す図（１）図である。
【図１１】温度センサが複数備えられた構成を示す図（２）図である。
【図１２】ＦＭ−ＣＷ方式が適用されたレーダ装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態を示す図である。
図１において、既述の従来例と共通の要素については、図１２に示す符号と同じ符号を付与し、ここでは、その説明を省略する。
【００２５】
本実施形態と図１２に示す従来例との構成の相違点は、以下の点にある。
(1) アンテナモジュール６０Ｍに代えてアンテナモジュール１０Ｍが備えられ、そのアンテナモジュール１０Ｍには、筐体またはプリント基板６０に代えて筐体またはプリント基板１０が備えられる。
【００２６】
(2) この筐体またはプリント基板１０には、図１２に示す方向性結合器５３、送信アンテナ５４Ｔ、受信アンテナ５４Ｒ、遅延回路５７および合成器５８に併せて、以下の要素が配置される。
(2-1) 図１２に示す移相器５５および減衰器５６にそれぞれ代わる可変移相器１１および可変減衰器１２
【００２７】
(2-2) これらの可変移相器１１および可変減衰器１２の制御入力に接続された出力ポートを有し、かつ後述する不揮発性の制御テーブルを有する制御部１３
(2-3) この制御部１３の入力ポートに出力が接続され、かつ可変移相器１１、可変減衰器１２に密に温度結合した温度センサ１４
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施形態に用いられるパラメータを得る計測系の構成を示す図である。
図２において、恒温槽２０の内壁の全てには電波吸収体２１が布設され、その恒温槽２０の内部には、図１に示すアンテナモジュール１０Ｍが配置される。恒温槽２０の外部には、以下の要素が配置される。
【００２９】
(1) 図１に示す送信部５２および受信部５９に代えて方向性結合器５３および合成器５８にそれぞれ接続されたネットワークアナライザ２２
(2) そのネットワークアナライザ２２の制御ポートと、既述の制御部１３が有する制御ポートとに接続されたパーソナルコンピュータ２３
【００３０】
図３は、本発明の第１の実施形態の動作フローチャートである。
以下、図１〜図３を参照して本発明の第１の実施形態の動作を説明する。
恒温槽２０の内部に配置されたアンテナモジュール１０Ｍは、図１に示すようにレーダ装置に追って組み込まれるアンテナモジュール１０Ｍである。
【００３１】
ネットワークアナライザ２２は、パーソナルコンピュータ２３の主導の下で、図１に示す送信部５２および受信部５９として機能し、方向性結合器５３を介して送信アンテナ５４Ｔに送信波を与える。送信アンテナ５４Ｔから放射された送信波は、既述の電波吸収体２１によって吸収されるため、受信アンテナ５４Ｒの給電端に得られる無線信号の主要な成分は、送信アンテナ５４Ｔとの間に既述の空間（プリント基板１０が介在する空間を含む）を介して形成されたパスを介して伝達された成分（以下、「フィードスルー波」という。）となる。
【００３２】
パーソナルコンピュータ２３は、恒温槽２０内の温度（ここでは、１度単位に段階的に設定されると仮定する。）と、その温度が定常状態となった時点とが新たに与えられる度に、以下の処理を行う。
(1) 制御部１３を介して可変移相器１１と可変減衰器１２とに、図４に示すように、これらの可変移相器１１と可変減衰器１２とに設定され得る移相量φと減衰量Ｌｏｓｓとの組み合わせの全てを順次設定する（図３ステップＳ１）。
【００３３】
(1-1) このようにして設定された移相量φと減衰量Ｌｏｓｓとの組み合わせ毎に、以下の処理を行う。
(1-1-1) 送信波の周波数がとり得る帯域の全てに亘って、ネットワークアナライザ２２を介してその送信波の周波数を段階的に可変することによって、受信アンテナ５４Ｒから合成器５８を介して得られる合成波（フィールドスルー波と、並設パスを介して入力される送信波との合成波）のレベルＬと、そのレベルが既定の上限値ＵＬ以下となる周波数帯の幅（以下、単に「帯域幅」という。）Ｗとを求める（図３ステップＳ２）。
【００３４】
(1-1-2) 求められたレベルＬおよび帯域幅Ｗに併せて、対応する移相量φおよび減衰量Ｌｏｓｓを含むレコードをパーソナルコンピュータ２３の主記憶上の記憶領域に格納することによって、図４に示すテーブル２３ｔを順次生成する（図３ステップＳ３）。
(1-2) このようにして生成されたテーブル２３ｔのレコードの内、図４に網掛けを付して示すように、帯域幅Ｗ内に、「送信波（図５に実線で示される。）がとり得る周波数の帯域Ｗ０の全て」が含まれ、かつレベルＬが最小であるレコード（以下、「特定のレコード」という。）を特定する（図３ステップＳ４）。
【００３５】
(1-3) 制御部１３に内蔵された不揮発性メモリの記憶領域（以下、「制御テーブル１３ｔ」という。）に、図６に示すように、このような特定のレコードに含まれる移相量φおよび減衰量Ｌossと、対応する温度ｔとの組み合わせを書き込む（図３ステップＳ５）。
【００３６】
以上の処理により、制御テーブル１３ｔの内容が確定すると、アンテナモジュール１０Ｍは、図１に示すように、レーダ装置に実装される。
図１に示すレーダ装置では、温度センサ１４は、可変移相器１１および可変減衰器１２に密に温度結合しているため、これらの可変移相器１１および可変減衰器１２を含んでなる既述のパスの温度を常時計測する。
【００３７】
制御部１３は、このようにして計測されたパスの温度に対応して制御テーブル１３ｔに格納されている減衰量Ｌossおよび移相量φを可変移相器１１および可変減衰器１２に設定する。
すなわち、送信アンテナ５４Ｔから既述のパスを介して受信アンテナ５４Ｒに伝達される送信波の成分は、温度が広範に変化しても、方向性結合器１４から可変移相器１１、可変減衰器１２および遅延回路５７を介して合成器５８に至る並設パスを介して伝達される送信波の成分によって精度よく相殺される。
【００３８】
したがって、本実施形態によれば、従来、並設パスの伝達特性の調整に要していた工数の多くを削減でき、しかも、レーダ装置の測距精度が広い温度範囲に亘って安定に、かつ高く維持される。
なお、本実施形態では、制御テーブル１３ｔに格納されるパラメータは、並設パスの伝達特性の偏差そのものでなくてもよく、その偏差を圧縮（相殺）するために可変移相器１１、減衰器１２、遅延回路５７に与えられるべき制御信号を得るために用いることができるならば、如何なるものであってもよい。
【００３９】
また、本発明は、可変移相器１１および可変減衰器１２が温度に対してヒステリシスを有する場合であっても、既述のテーブル２３ｔおよび制御テーブル１３ｔがその温度の増減に対応した個別のテーブルとして生成されることによって、同様に適用可能である。
【００４０】
さらに、本実施形態は、可変移相器１１の移相量φおよび可変減衰器１２の減衰量Ｌｏｓｓの温度変化に対する応答時間が無視できない程度に遅い場合には、以下の通りに構成することによって、同様の作用効果を達成可能である。
(1) 可変移相器１１および可変減衰器１２の温度に対する応答の特性を計測して記録する。
(2) 既述のテーブル２３ｔは、温度変化に対して得られる上記移相量φおよび減衰量Ｌｏｓｓの定常値に基づいて生成される。
(3) 制御テーブル１３ｔから得られた移相量φおよび減衰量Ｌｏｓｓは、温度が変化した直近の時点から経過した時間に応じて上記応答特性を参照することにより、時系列の順に補正されつつ適用される。
【００４１】
〔第２の実施形態〕
図７は、本発明の第２の実施形態を示す図である。
図において、図１に示す第１の実施形態との構成の相違点は、温度センサ１４および制御部１３（制御テーブル１３ｔを含む）に代えて、温度センサ付きディジタルポテンショメータ３１が備えられた点にある。
図８は、本発明の実施形態に用いられるパラメータを得る計測系の構成を示す図である。
【００４２】
図において、図２に示す計測系との構成の相違点は、温度センサ１４および制御部１３（制御テーブル１３ｔを含む）に代えて、温度センサ付きディジタルポテンショメータ３１が備えられた点にある。
【００４３】
以下、図７および図８を参照して本発明の第２の実施形態の動作を説明する。
温度センサ付きディジタルポテンショメータ３１は、２つのポートを有し、以下の機能を有する。
【００４４】
既述の並設パスに密に温度結合し、個々のポートの抵抗値をその並設パスの温度に対応した値に切り替えて出力する。また、これらのポートの抵抗値は、パーソナルコンピュータ２３が与える指令に応じて設定され、その時点における温度に対応した値としてプログラムされる。
【００４５】
したがって、温度センサ付きディジタルポテンショメータ３１は、全ての温度における抵抗値がパーソナルコンピュータ２３によってプログラムされた後には、各々のポートの電位が並設パスの温度に適した値（各ポートの抵抗値に比例し、あるいは反比例する。）となることによって、可変移相器１１の移相量および可変減衰器１２の減衰量を可変することができる。
【００４６】
パーソナルコンピュータ２３は、恒温槽２０内の温度が定常状態となった時点とその温度とが新たに与えられる度に、以下の処理を行う。
温度センサ付きディジタルポテンショメータ３１の２つのポートの抵抗値の組み合わせをそれぞれ可変することによって、可変移相器１１と可変減衰器１２とに設定され得る移相量φと減衰量Ｌｏｓｓとの組み合わせの全てを順次設定する。
【００４７】
(1) 既述の第１の実施形態と同様の手順に基づいて、図４に示すテーブル２３ｔを生成し、そのテーブル２３ｔのレコードの内、「特定のレコード」を特定する。
(2) この特定のレコードに含まれる移相量φおよび減衰量Ｌossに対応した抵抗値をこの時点における温度に対応した２つの抵抗値として、図９に示すように、上記２つのポートにプログラムする。
【００４８】
以上の処理により、全ての温度に対応した２つの抵抗値が温度センサ付きディジタルポテンショメータ３１にプログラムされると、アンテナモジュール１０Ｍは、図７に示すように、レーダ装置に実装される。
【００４９】
図７に示すレーダ装置では、温度センサ付きポテンショメータ３１に内蔵された温度センサは、可変移相器１１および可変減衰器１２を含んでなる並設パスの温度を常時計測する。
【００５０】
温度センサ付きポテンショメータ３１の２つのポートの抵抗値は、このようにして計測された温度ｔに対応して予めプログラムされた値となるため、可変移相器１１の移相量φと、減衰器１２の減衰量Ｌｏｓｓとは、並設パスの温度ｔにおいて最適な値に維持される。
【００５１】
すなわち、送信アンテナ５４Ｔから既述のパスを介して受信アンテナ５４Ｒに伝達される送信波の成分は、方向性結合器１４から可変移相器１１、可変減衰器１２および遅延回路５７を介して合成器５８に至る並設パスを介して伝達される送信波の成分によって精度よく抑圧（相殺）される。
【００５２】
したがって、本実施形態では、図１に示す温度センサ１４および制御部１３を代替する温度センサ付きポテンショメータ３１によって、可変移相器１１の移相量φと、可変減衰器１２の減衰量Ｌｏｓｓとが並設パスの温度に対応した離散的なアナログ量として最適値に維持され、既述の第１の実施形態と同様に、レーダの測距精度が広い温度範囲に亘って安定に、かつ高く維持される。
【００５３】
なお、本実施形態では、可変移相器１１の移相量φと可変減衰器１２の減衰量Ｌｏｓｓとは、並設パスの温度において最適である温度センサ付きポテンショメータ３１の抵抗値として設定されている。
【００５４】
しかし、これらの移相量φおよび減衰量Ｌｏｓｓは、例えば、以下のようなアナログ量に対応した値として設定されてもよい。
(1) 静電容量、インダクタンス、電圧値、電流値
(2) アナログの交流信号の振幅、レベル、移相、周波数
(3) パルス信号の周波数、デューティ比、パルス幅、立ち上がり時間（立ち下がり時間）
【００５５】
また、このようなアナログ量は、温度センサ付きポテンショメータ３１以外の如何なる回路や素子によって与えられても良い。
【００５６】
なお、上述した各実施形態は、可変移相器１１と可変減衰器１２とが共に温度センサ１４（温度センサ付きポテンショメータ３１）に密に温度結合していることを前提として構成されている。
【００５７】
しかし、本発明は、筐体またはプリント基板１０上における部品配置の制約、あるいは他の部品や他の部材との熱結合に起因して、可変移相器１１、可変減衰器１２および温度センサ１４（温度センサ付きポテンショメータ３１）が異なる温度で作動しなければならない場合には、例えば、図１０および図１１に示すように、温度センサが可変移相器１１および可変減衰器１２に対して個別に密に熱結合する温度センサが設けられ、これらの温度センサによって計測される温度の組み合わせが第１の実施形態あるいは第２の実施形態における温度に代えて参照されるように構成されてもよい。
【００５８】
また、上述した各実施形態では、温度に応じて可変される並設パスの伝達特性は、送信アンテナ５４Ｔと受信アンテナ５４Ｒとの間のアイソレーションの維持が所望の精度で達成されるならば、例えば、図１、図２、図７、図８、図１０および図１１に点線で示されるように、可変移相器１１の移相量と可変減衰器１２の減衰量とに併せて、遅延回路５７の遅延時間が含まれてもよく、あるいはこれらの移相量、減衰量、遅延時間の任意の組み合わせであってもよい。
【００５９】
さらに、上述した各実施形態では、恒温槽２０内の温度の設定と、その温度が定常値となった時点とは、何れも、パーソナルコンピュータ２３がその温度の切り替えおよび設定を主導的に行い、かつ制御部１３を介して温度センサ１４から与えられる温度を監視することにより、自律的に識別されてもよい。
【００６０】
また、上述した各実施形態では、図５に破線で示される「送信波がとり得る周波数の帯域Ｗ０」は、その送信波に施される変調の方式に応じて定まる占有帯域であってもよく、かつ異なる広範な周波数帯の全域を網羅する帯域に設定されることによって、本発明が適用された電子装置が稼働する地域の法令上の制限に対する適応、あるいは構成の標準化が実現されてもよい。
【００６１】
さらに、本発明は、送信アンテナ５４Ｔと受信アンテナ５４Ｒとの間における高いアイソレーションの確保が要求されるならば、既述のＦＭ−ＣＷ方式が適用されたレーダに限定されず、他の方式が適用されたレーダと、レーダ以外の多様な電子装置との何れにも適用可能である。
【００６２】
また、上述した各実施形態では、恒温槽２０によって設定される温度の範囲および値は、どのような値に設定されてもよい。
【００６３】
さらに、本発明は、送信アンテナ５４Ｔと受信アンテナ５４Ｒとが共用される１つのアンテナとして構成される場合にも、送信系と受信系との間における高いのアイソレーションを確保するために適用可能である。
【００６４】
また、上述した各実施形態では、可変移相器１１の移相量φおよび可変減衰器１２の減衰量Ｌｏｓｓは、図２および図８に示す計測系によって、送信アンテナ５４Ｔと受信アンテナ５４Ｒとの特性の温度に応じた変化が共に吸収可能な値に設定されている。
【００６５】
しかし、送信アンテナ５４Ｔと受信アンテナ５４Ｒとの双方の特性の温度に応じた変化が無視できる場合には、既述のアンテナモジュール１０Ｍからこれらの送信アンテナ５４Ｔおよび受信アンテナ５４Ｒが着脱可能な「別モジュール」として構成され、図２および図８に示す計測系には、この別モジュールに相当する共通のモジュールが予め備えられてもよい。
【００６６】
また、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。
【００６７】
以下、本願に開示された発明を整理し、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段」の欄の記載に準じた様式により列記する。
【００６８】
［請求項１］  送信系および受信系に接続され、かつ前記送信系から前記受信系に送信波の一部を直接伝達するパスを有する系において、前記パスに並設され、かつ前記送信波の一部が前記受信系に入力されるレベルを抑圧する伝達特性を有する並設パスと、
前記並設パスの温度を計測する温度計測手段と、
前記送信波の周波数帯で前記パスの減衰量が所定の閾値以上となるために、前記伝達特性が補償されるべき量を含むパラメータが前記並設パスが作動し得る温度に対応づけられて予め記憶された記憶手段と、
前記温度計測手段によって計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する制御手段と
を備えたことを特徴とするフィードスルー補償装置。
このような構成のフィードスルー補償装置では、並設パスは、送信系および受信系に接続され、かつ前記送信系から前記受信系に送信波の一部を直接伝達するパスを有する系において、前記パスに並設され、かつ前記送信波の一部が前記受信系に入力されるレベルを抑圧する伝達特性を有する。温度計測手段は、前記並設パスの温度を計測する。記憶手段は、前記送信波の周波数帯で前記パスの減衰量が所定の閾値以上となるために、前記伝達特性が補償されるべき量を含むパラメータが前記並設パスが作動し得る温度に対応づけられて予め記憶される。制御手段は、前記温度計測手段によって計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する。
すなわち、並設パスの伝達特性の偏差は、その並設パスの温度が変化しても、この温度に対応して記憶手段に予め記憶されたパラメータが用いられることによって補償される。
したがって、受信系によって受信される受信波の帯域が制限されることなく、上記パスを介して送信系から受信系に伝達される送信波の成分は、その送信系から並設パスを介して並行して伝達される送信波の成分と合成されることによって、広範な温度において安定に精度よく抑圧される。
【００６９】
［請求項２］  請求項１に記載のフィードスルー補償装置において、
前記温度計測手段は、
前記並設パスの温度をアナログ量として計測し、
前記記憶手段は、
前記パラメータをアナログ量として記憶し、
前記制御手段は、
前記伝達特性の偏差をアナログ領域で補償する
ことを特徴とするフィードスルー補償装置。
このような構成のフィードスルー補償装置では、請求項１に記載のフィードスルー補償装置において、前記温度計測手段は、前記並設パスの温度をアナログ量として計測する。前記記憶手段は、前記パラメータをアナログ量として記憶する。前記制御手段は、前記伝達特性の偏差をアナログ領域で補償する。
すなわち、温度の変化に起因して生じる並設パスの伝達特性の偏差は、請求項１に記載の発明と同様の処理がアナログ領域で行われることによって、補償される。
したがって、受信系によって受信される受信波の帯域が制限されることなく、上記パスを介して送信系から受信系に伝達される送信波の成分は、その送信系から並設パスを介して並行して伝達される送信波の成分と合成されることによって、広範な温度において安定に精度よく抑圧される。
【００７０】
［請求項３］  請求項１または請求項２に記載のフィードスルー補償装置において、
前記温度計測手段は、
前記並設パス上に配置され、かつ前記伝達特性を示す複数の物理量毎に可変を実現する複数の素子の温度を個別に計測し、
前記記憶手段は、
前記複数の素子の個々の物理量および温度の組み合わせ、または前記複数の素子の個々の物理量の偏差と温度として前記パラメータを記憶し、
前記制御手段は、
前記温度計測手段によって前記複数の素子毎に計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する
ことを特徴とするフィードスルー補償装置。
このような構成のフィードスルー補償装置では、請求項１または請求項２に記載のフィードスルー補償装置において、前記温度計測手段は、前記並設パス上に配置され、かつ前記伝達特性を示す複数の物理量毎に可変を実現する複数の素子の温度を個別に計測する。前記記憶手段は、前記複数の素子の個々の物理量および温度の組み合わせ、または前記複数の素子の個々の物理量の偏差と温度として前記パラメータを記憶する。前記制御手段は、前記温度計測手段によって前記複数の素子毎に計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する。
すなわち、並設パスの伝達特性の偏差は、その並設パスの温度が一様でない場合であっても、精度よく補償される。
したがって、本発明が適用された電子装置は、部品配置、実装および熱構造にかかわる制約の大幅な制約が図られ、かつ稼働可能な環境条件が拡大される。
【００７１】
［請求項４］  送信系が出力する送信波を放射する送信アンテナと、
到来した受信波を受信系に引き渡す受信アンテナと、
前記送信系から前記受信系に前記送信波の一部を直接伝達するパスに並設され、かつ前記送信波の一部が前記受信系に入力されるレベルを抑圧する伝達特性を有する並設パスと、
前記並設パスの温度を計測する温度計測手段と、
前記送信波の周波数帯で前記パスの減衰量が所定の閾値以上となるために、前記伝達特性が補償されるべき量を含むパラメータを前記並設パスが作動し得る温度に対応づけられて予め記憶された記憶手段と、
前記温度計測手段によって計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する制御手段と
を備えたことを特徴とするフィードスルー補償型アンテナ。
このような構成のフィードスルー補償型アンテナでは、送信アンテナは、送信系が出力する送信波を放射する。受信アンテナは、到来した受信波を受信系に引き渡す。並設パスは、前記送信系から前記受信系に前記送信波の一部を直接伝達するパスに並設され、かつ前記送信波の一部が前記受信系に入力されるレベルを抑圧する伝達特性を有する。温度計測手段は、前記並設パスの温度を計測する。記憶手段は、前記送信波の周波数帯で前記パスの減衰量が所定の閾値以上となるために、前記伝達特性が補償されるべき量を含むパラメータが前記並設パスが作動し得る温度に対応づけられて予め記憶される。制御手段は、前記温度計測手段によって計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する。
すなわち、並設パスの伝達特性の偏差は、その並設パスの温度が変化しても、この温度に対応して記憶手段に予め記憶されたパラメータが用いられることによって補償される。
したがって、受信アンテナを介して受信される受信波の帯域が制限されることなく、上記パスを介して送信アンテナから受信アンテナに伝達される送信波の成分は、その送信アンテナから並設パスを介して並行して伝達される送信波の成分と合成されることによって、広範な温度において安定に精度よく抑圧される。
【００７２】
［請求項５］  請求項４に記載のフィードスルー補償型アンテナにおいて、
前記温度計測手段は、
前記並設パスの温度をアナログ量として計測し、
前記記憶手段は、
前記パラメータをアナログ量として記憶し、
前記制御手段は、
前記伝達特性の偏差をアナログ領域で補償する
ことを特徴とするフィードスルー補償型アンテナ。
このような構成のフィードスルー補償型アンテナでは、請求項４に記載のフィードスルー補償型アンテナにおいて、前記温度計測手段は、前記並設パスの温度をアナログ量として計測する。前記記憶手段は、前記パラメータをアナログ量として記憶する。前記制御手段は、前記伝達特性の偏差をアナログ領域で補償する。
すなわち、温度の変化に起因して生じる並設パスの伝達特性の偏差は、請求項４に記載の発明と同様の処理がアナログ領域で行われることによって、補償される。
したがって、受信系によって受信される受信波の帯域が制限されることなく、上記パスを介して送信系から受信系に伝達される送信波の成分は、その送信系から並設パスを介して並行して伝達される送信波の成分と合成されることによって、広範な温度において安定に精度よく抑圧される。
【００７３】
［請求項６］  請求項４または請求項５に記載のフィードスルー補償型アンテナにおいて、
前記温度計測手段は、
前記並設パス上に配置され、かつ前記伝達特性を示す複数の物理量毎に可変を実現する複数の素子の温度を個別に計測し、
前記記憶手段は、
前記複数の素子の個々の物理量および温度の組み合わせ、または前記複数の素子の個々の物理量の偏差と温度として前記パラメータを記憶し、
前記制御手段は、
前記温度計測手段によって前記複数の素子毎に計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する
ことを特徴とするフィードスルー補償型アンテナ。
このような構成のフィードスルー補償型アンテナでは、請求項４または請求項５に記載のフィードスルー補償型アンテナにおいて、前記温度計測手段は、前記並設パス上に配置され、かつ前記伝達特性を示す複数の物理量毎に可変を実現する複数の素子の温度を個別に計測する。前記記憶手段は、前記複数の素子の個々の物理量および温度の組み合わせ、または前記複数の素子の個々の物理量の偏差と温度として前記パラメータを記憶する。前記制御手段は、前記温度計測手段によって前記複数の素子毎に計測された温度に対応づけられて前記記憶手段に記憶されているパラメータを用いて前記伝達特性の偏差を補償する。
すなわち、並設パスの伝達特性の偏差は、その並設パスの温度が一様でない場合であっても、精度よく補償される。
したがって、本発明が適用された電子装置は、部品配置、実装および熱構造にかかわる制約の大幅な解消が図られ、稼働可能な環境条件が拡大される。
【００７４】
［請求項７］  請求項４ないし請求項６の何れか１項に記載のフィードスルー補償型アンテナにおいて、
前記送信アンテナおよび前記受信アンテナは、
送受共用のアンテナとして構成された
ことを特徴とするフィードスルー補償型アンテナ。
このような構成のフィードスルー補償型アンテナでは、請求項４ないし請求項６の何れか１項に記載のフィードスルー補償型アンテナにおいて、前記送信アンテナおよび前記受信アンテナは、送受共用のアンテナとして構成される。
すなわち、送信アンテナと受信アンテナとが共用のアンテナである場合であっても、広範な温度に亘って送信系と受信系とのアイソレーションが安定に高く維持される。
したがって、本発明が適用された電子装置は、空中線系の構成に制約されることなく、所望の環境条件において高い性能が実現される。
【００７５】
［請求項８］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のフィードスルー補償装置と、
前記フィードスルー補償装置に接続された送信系および受信系とを備え、
前記受信系は、
前記送信系によって送信された送信波と、前記受信系に到来した受信波との相関に基づいて前記受信波の源である目標の測距または測位を行う
ことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、送信系および受信系は、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のフィードスルー補償装置に接続される。前記受信系は、前記送信系によって送信された送信波と、前記受信系に到来した受信波との相関に基づいて前記受信波の源である目標の測距または測位を行う。
すなわち、受信系によって受信される受信波の帯域が制限されることなく、送信系から受信系に伝達される送信波の成分が広範な温度において安定に精度よく抑圧される。
したがって、本発明に係るレーダ装置は、稼働すべき広範な温度において、高い精度で安定に測距および測位を行うことが可能となる。
【００７６】
［請求項９］  請求項４ないし請求項７の何れか１項に記載のフィードスルー補償型アンテナと、
前記フィードスルー補償型アンテナに接続された送信系および受信系とを備え、
前記受信系は、
前記送信系によって送信された送信波と、前記受信系に到来した受信波との相関に基づいて前記受信波の源である目標の測距または測位を行う
ことを特徴とするレーダ装置。
このような構成のレーダ装置では、送信系および受信系は、請求項４ないし請求項７の何れか１項に記載のフィードスルー補償型アンテナに接続される。前記受信系は、前記送信系によって送信された送信波と、前記受信系に到来した受信波との相関に基づいて前記受信波の源である目標の測距または測位を行う。
すなわち、受信系によって受信される受信波の帯域が制限されることなく、送信系から受信系に伝達される送信波の成分が広範な温度において安定に精度よく抑圧される。
したがって、本発明に係るレーダ装置は、稼働すべき広範な温度において、高い精度で安定に測距および測位を行うことが可能となる。
【００７７】
［請求項１０］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のフィードスルー補償装置が稼働する温度を段階的に設定し、
前記フィードスルー補償装置に備えられる記憶手段に予め記憶されるべきパラメータを計測する
ことを特徴とするフィードスルー補償値計測方法。
このような構成のフィードスルー補償値計測方法では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のフィードスルー補償装置が稼働する温度が段階的に設定され、前記フィードスルー補償装置に備えられる記憶手段に予め記憶されるべきパラメータが計測される。
すなわち、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のフィードスルー補償装置が搭載される電子機器には、広範な温度において送信系と受信系との間のアイソレーションを高く維持するために必要なパラメータがそのフィードスルー補償装置を用いて予め計測されて組み込まれる。
したがって、従来手作業として行われていたパラメータの調整の工数を大幅に削減することが可能となり、安価に性能および信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００７８】
［請求項１１］  請求項４ないし請求項７の何れか１項に記載のフィードスルー補償型アンテナが稼働する温度を段階的に設定し、
前記フィードスルー補償型アンテナに備えられる記憶手段に予め記憶されるべきパラメータを計測する
ことを特徴とするフィードスルー補償値計測方法。
このような構成のフィードスルー補償値計測方法では、請求項４ないし請求項７の何れか１項に記載のフィードスルー補償型アンテナが稼働する温度が段階的に設定され、前記フィードスルー補償型アンテナに備えられる記憶手段に予め記憶されるべきパラメータが計測される。
すなわち、請求項４ないし請求項７の何れか１項に記載のフィードスルー補償型アンテナが搭載される電子機器には、広範な温度において送信系と受信系との間のアイソレーションを高く維持するために必要なパラメータがそのフィードスルー補償装置を用いて予め計測されて組み込まれる。
したがって、従来手作業として行われていたパラメータの調整の工数を大幅に削減することが可能となり、安価に性能および信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００７９】
［請求項１２］  請求項８または請求項９に記載のレーダ装置が稼働する温度を段階的に設定し、
前記レーダ装置に備えられる記憶手段に予め記憶されるべきパラメータを計測する
ことを特徴とするフィードスルー補償値計測方法。
このような構成のフィードスルー補償値計測方法では、請求項８または請求項９に記載のレーダ装置が稼働する温度が段階的に設定され、前記レーダ装置に備えられる記憶手段に予め記憶されるべきパラメータが計測される。
すなわち、請求項８または請求項９に記載のレーダ装置には、広範な温度において送信系と受信系との間のアイソレーションを高く維持するために必要なパラメータは、そのレーダ装置を用いて予め計測されて組み込まれる。
したがって、このようなパラメータの調整のために従来手作業として行われていた調整の工数を大幅に削減することが可能となり、安価に性能および信頼性の向上を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００８０】
１０，６０  筐体またはプリント基板
１０Ｍ  アンテナモジュール
１１  可変移相器
１２  可変減衰器
１３  制御部
１３ｔ  制御テーブル
１４  温度センサ
２０  恒温槽
２１  電波吸収体
２２  ネットワークアナライザ
２３  パーソナルコンピュータ
２３ｔ  テーブル
３１  温度センサ付きポテンショメータ
５１  測距処理部
５２  送信部
５３  方向性結合器
５４Ｔ  送信アンテナ
５４Ｒ  受信アンテナ
５５  移相器
５６  減衰器
５７  遅延回路
５８  合成器
５９  受信部
【図１】
2010181229.tif 000003
【図２】
2010181229.tif 000004
【図３】
2010181229.tif 000005
【図４】
2010181229.tif 000006
【図５】
2010181229.tif 000007
【図６】
2010181229.tif 000008
【図７】
2010181229.tif 000009
【図８】
2010181229.tif 000010
【図９】
2010181229.tif 000011
【図１０】
2010181229.tif 000012
【図１１】
2010181229.tif 000013
【図１２】
2010181229.tif 000014