(57)【要約】【課題】安価に製造でき、リンギングの起こりにくい小型化に適した送受信モジュールを備え、短パルス／長パルス交互送信をおこなうフェイズドアレイレーダを提供する。【解決手段】長パルス生成用の大容量コンデンサバンク１１を送受信モジュール１００の外部に配置し、低速スイッチ回路１２と、高速スイッチ回路１４とを並列に接続した。そして、低速スイッチ回路１２によってパルスを駆動するとともに、短パルス生成用の小容量コンデンサバンク１３を送受信モジュール１００内に配置し、高速スイッチ回路１４によってパルスを駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移相器と、受信増幅器と、送信増幅器と、高速スイッチ回路と、前記高速スイッチ回路を介して前記送信増幅器に接続する小容量コンデンサバンクと、を含む送受信モジュールと、
前記送受信モジュールの外部に設けられる低速スイッチ回路と、
前記送受信モジュールの外部に設けられ、前記低速スイッチ回路を介して前記送信増幅器に接続する大容量コンデンサバンクと、
を備える、フェイズドアレイレーダ。
【請求項２】
バイアス電源に、前記大容量コンデンサバンクと、低速スイッチ回路と、小容量コンデンサバンクと、高速スイッチ回路と、が直列に接続される請求項１記載のフェイズドアレイレーダ。
【請求項３】
バイアス電源に、前記低速スイッチ回路と、前記小容量スイッチ回路とが並列に接続され、前記小容量コンデンサに前記高速スイッチ回路が接続される請求項１記載のフェイズドアレイレーダ。
【請求項４】
長パルスを、前記大容量コンデンサを用いて低速スイッチ回路によって駆動し、短パルスを、前記小容量コンデンサを用いて高速スイッチ回路によって駆動する請求項１記載のフェイズドアレイレーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェイズドアレイレーダに係り、特に短パルスと長パルスを交互に送受信するのに適したバイアス用パルス電圧を供給する回路を備えるフェイズドアレイレーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
フェイズドアレイレーダは複数の送受信モジュールを配置し、位相をそろえて目標にパルスを発信し、反射波を受信して目標を検出する。より遠くの目標を捕らえるには、エネルギーの大きい長パルスを送信する必要がある。しかし、長パルスを送信中は反射波を受信できないため、近くの目標は検出できなくなる。このため、遠くの目標を検出するのに適した長パルスと、近くの目標を検出するのに適した短パルスとを交互に送信するフェイズドアレイレーダが開発された。
【０００３】
近年ではこのフェイズドアレイレーダを小型化する必要が出てきている。フェイズドアレイレーダを小型化するには送受信モジュールの配置間隔を狭める必要がある。しかし、長パルスを送信するためのコンデンサは容量を大きくする必要があり、容量を大きくするとコンデンサの大きさも大きくなり送受信モジュールの配置間隔を狭めることを妨げる。
【０００４】
この点に関し、大容量のコンデンサを送受信モジュールの外に配置し、長パルスを送信する場合には増幅器のドレインを用いてスイッチングし、短パルスを送信する場合には増幅器のゲートを用いてスイッチングする技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
しかし、ゲートを用いてスイッチングするには絶縁破壊電圧の高いＧａＮ（ガリウムナイトライド）などを用いた半導体素子を用いる必要があり、製造コストが高くなるという問題点がある。また、大容量のコンデンサと増幅器との距離が大きいと配線インダクタンスによりリンギングが起こるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４７９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、安価に製造でき、リンギングの起こりにくい小型化に適した送受信モジュールを備え、短パルス／長パルス交互送信をおこなうフェイズドアレイレーダ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】
【０００８】
本発明は、位相器と、受信増幅器と、送信増幅器と、高速スイッチ回路と、高速スイッチ回路を介して送信増幅器に接続する小容量コンデンサバンクと、を含む送受信モジュールと、送受信モジュールの外部に設けられる低速スイッチ回路と、送受信モジュールの外部に設けられ、低速スイッチ回路を介して送信増幅器に接続する大容量コンデンサバンクと、を備える、フェイズドアレイレーダを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
リンギングの発生を抑えたフェイズドアレイレーダを安価に製造することが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態のフェイズドアレイレーダの要部を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態のフェイズドアレイレーダの動作を示す図である。
【図３】第２の実施形態のフェイズドアレイレーダの要部を示す回路図である。
【図４】第２の実施形態のフェイズドアレイレーダの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の一実施形態に係るフェイズドアレイレーダを、図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施形態のフェイズドアレイレーダ（以下、単にフェイズドアレイレーダと呼ぶ。）の要部を示す回路図である。図１に示すように、本実施形態のフェイズドアレイレーダは、送受信モジュール１００の外部に配置される大容量コンデンサバンク１１と、送受信モジュール１００の外部に配置される低速スイッチ回路１２と、送受信モジュール１００とを備える。
【００１２】
バイアス電源には大容量のコンデンサバンク１１が接続され、大容量コンデンサバンクに低速スイッチ回路１２が接続される。低速スイッチ回路１２には送受信モジュール１００の内部の小容量コンデンサバンク１３が接続される。小容量のコンデンサバンク１３には、高速スイッチ回路１４が接続され、高速スイッチ回路１４は送信増幅器１８のドレインに接続される。
【００１３】
図１に示すように、大容量コンデンサバンク１１と、低速スイッチ回路１２と、小容量コンデンサバンク１３と、高速スイッチ回路１４とは直列に接続されている。
【００１４】
送信入力端子受信出力端子１５は移相器１６に接続する、移相器１６はスイッチ回路１７に接続する。スイッチ回路１７は送信増幅器１８と受信増幅器１９とを切り替える。送信増幅器１８と受信増幅器１９とはスイッチ回路２０に接続する。スイッチ回路２０は送信増幅器１８及び受信増幅器１９と送信出力端子受信入力端子２１との接続を切り替える。
【００１５】
短パルス用送信ドライブ信号２２は高速スイッチ回路１４のスイッチングを制御する。長パルス用送信ドライブ信号２３は低速スイッチ回路１２のスイッチングを制御する。
【００１６】
図２は、第１の実施形態のフェイズドアレイレーダの動作を示す図である。図２に示すように、長パルスを送信する場合は、短パルス用送信ドライブ信号２２が高速スイッチ回路１４をＯＮにする。次いで、長パルス用送信ドライブ信号２３が低速スイッチ回路１２をＯＮにする。低速スイッチ回路１２はゆっくり立ち上がるため、送信増幅器バイアス電源２４はゆっくり立ち上がる。送信増幅器バイアス電源２４がゆっくり立ち上がると、送信パルス２５はリンギングを発生させずにパルスが立ち上がる。
【００１７】
次いで、長パルス送信ドライブ信号２３が低速スイッチ回路１２をＯＦＦにする。低速スイッチ回路１２はゆっくり立ち下がるため、送信増幅器バイアス電源２４はゆっくり立ち下がる。送信増幅器バイアス電源２４がゆっくり立ち下がると、送信パルス２５はリンギングを発生させずにパルスが立ち下がる。次いで、短パルス用送信ドライブ信号２２が高速スイッチ回路１４をＯＦＦにする。
【００１８】
短パルスを送信する場合は、長パルス用送信ドライブ信号２３が低速スイッチ回路１２をＯＮにする。次いで、短パルス用送信ドライブ信号２２が高速スイッチ回路１４をＯＮにする。高速スイッチ回路１４は俊敏に立ち上がるため、送信増幅器バイアス電源２４は俊敏に立ち上がる。送信増幅器バイアス電源２４が俊敏に立ち上がると、送信パルス２５は俊敏にパルスが立ち上がる。
【００１９】
次いで、短パルス送信ドライブ信号２２が高速スイッチ回路１４をＯＦＦにする。高速スイッチ回路１４は俊敏に立ち下がるため、送信増幅器バイアス電源２４は俊敏に立ち下がる。送信増幅器バイアス電源２４が俊敏に立ち下がると、送信パルス２５は俊敏にパルスが立ち下がる。次いで、長パルス送信ドライブ信号２３が低速スイッチ回路１２をＯＦＦにする。
【００２０】
ここで、短パルスのバイアス電圧は小容量コンデンサバンク１３から供給される。小容量コンデンサバンク１３は送信増幅器１８に近いため、配線インダクタンスは無視できるほど小さい。このため、リンギングは発生しない。
【００２１】
以上述べたように、本実施形態のフェイズドアレイレーダは、長パルス生成用の大容量コンデンサバンク１１を送受信モジュール１００の外部に配置し、低速スイッチ回路１２によってパルスを駆動するとともに、短パルス生成用の小容量コンデンサバンク１３を送受信モジュール１００内に配置し、高速スイッチ回路１４によってパルスを駆動する。
【００２２】
従って、リンギングの発生を抑えたフェイズドアレイレーダを安価に製造することが可能となるという効果がある。
【００２３】
図３は、第２の実施形態のフェイズドアレイレーダの要部を示す回路図である。図３に示すように、本実施形態のフェイズドアレイレーダは、バイアス電源に大容量コンデンサバンク１１が接続される。大容量コンデンサバンク１１には並列に低速スイッチ回路１２と、小容量コンデンサバンク１３とが接続される。
【００２４】
低速スイッチ１２は送信増幅器１８のドレインに接続する。小容量コンデンサバンク１３は高速スイッチ回路１４を介して送信増幅器１８のドレインに接続する。
【００２５】
送信入力端子受信出力端子１５は移相器１６に接続する、移相器１６はスイッチ回路１７に接続する。スイッチ回路１７は送信増幅器１８と受信増幅器１９とを切り替える。送信増幅器１８と受信増幅器１９とはスイッチ回路２０に接続する。スイッチ回路２０は送信増幅器１８及び受信増幅器１９と送信出力端子受信入力端子２１との接続を切り替える。
【００２６】
短パルス用送信ドライブ信号２２は高速スイッチ回路１４のスイッチングを制御する。長パルス用送信ドライブ信号２３は低速スイッチ回路１２のスイッチングを制御する。
【００２７】
図４は、第２の実施形態のフェイズドアレイレーダの動作を示す図である。図４に示すように、長パルスを送信する場合は、長パルス用送信ドライブ信号２３が低速スイッチ回路１２をＯＮにする。低速スイッチ回路１２はゆっくり立ち上がるため、送信増幅器バイアス電源２４はゆっくり立ち上がる。送信増幅器バイアス電源２４がゆっくり立ち上がると、送信パルス２５はリンギングを発生させずにパルスが立ち上がる。
【００２８】
次いで、長パルス送信ドライブ信号２３が低速スイッチ回路１２をＯＦＦにする。低速スイッチ回路１２はゆっくり立ち下がるため、送信増幅器バイアス電源２４はゆっくり立ち下がる。送信増幅器バイアス電源２４がゆっくり立ち下がると、送信パルス２５はリンギングを発生させずにパルスが立ち下がる。
【００２９】
短パルスを送信する場合は、短パルス用送信ドライブ信号２２が高速スイッチ回路１４をＯＮにする。高速スイッチ回路１４は俊敏に立ち上がるため、送信増幅器バイアス電源２４は俊敏に立ち上がる。送信増幅器バイアス電源２４が俊敏に立ち上がると、送信パルス２５は俊敏にパルスが立ち上がる。
【００３０】
次いで、短パルス送信ドライブ信号２２が高速スイッチ回路１４をＯＦＦにする。高速スイッチ回路１４は俊敏に立ち下がるため、送信増幅器バイアス電源２４は俊敏に立ち下がる。送信増幅器バイアス電源２４が俊敏に立ち下がると、送信パルス２５は俊敏にパルスが立ち下がる。
【００３１】
ここで、短パルスのバイアス電圧は小容量コンデンサバンク１３から供給される。小容量コンデンサバンク１３は送信増幅器１８に近いため、配線インダクタンスは無視できるほど小さい。このため、リンギングは発生しない。
【００３２】
以上述べたように、本実施形態のフェイズドアレイレーダは、長パルス生成用の大容量コンデンサバンク１１を送受信モジュール１００の外部に配置し、低速スイッチ回路１２と、高速スイッチ回路１４とを並列に接続した。そして、低速スイッチ回路１２によってパルスを駆動するとともに、短パルス生成用の小容量コンデンサバンク１３を送受信モジュール１００内に配置し、高速スイッチ回路１４によってパルスを駆動する。
【００３３】
従って、制御の簡単なリンギングの発生を抑えたフェイズドアレイレーダを安価に製造することが可能となるという効果がある。
【符号の説明】
【００３４】
１１：大容量コンデンサバンク、
１２：低速スイッチ回路、
１３：小容量コンデンサバンク、
１４：高速スイッチ回路、
１００，２００：送受信モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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