(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号と局部信号の基データとなるディジタルデータを格納するメモリと、メモリから読み出されるディジタルデータの位相を制御する位相制御手段と、前記位相制御手段から出力されるディジタルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換器の出力を受けて所要の高周波信号周波数に変換するための周波数変換器とを備えてなるアレイアンテナの送受信モジュールにおいて、
前記位相制御手段が、メモリからの送信信号の原振となるディジタルデータにオフセットをかけるデータ変換器を具備することを特徴とするアレイアンテナの送受信モジュール。
【請求項２】
送信信号と局部信号の基データとなるディジタルデータを格納するメモリと、メモリから読み出されるディジタルデータの位相を制御する位相制御手段と、前記位相制御手段から出力されるディジタルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換器の出力を受けて所要の高周波信号周波数に変換するための周波数変換器とを備えてなるアレイアンテナの送受信モジュールにおいて、前記送信信号の基データは無変調の高周波信号、ＦＭ変調の高周波信号、パルス変調の高周波信号の波形データを含み、送信時及び受信時にこれらの波形データを選択して読み出すことを特徴とするアレイアンテナの送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブフェーズドアレイアンテナの各アンテナ素子に送受信信号を供給するアレイアンテナの送受信モジュールに関する。従来、この種のアレイアンテナは「改訂レーダ技術」筆者：吉田  孝（１９９６年）の図１１．１９（ｂ）に示されているように、送信用の給電部及び低電力送信機と、受信用の給電部とから給電回路が構成され、送受信モジュールはアンテナ素子とアレー受信機と受信機とＡ／Ｄ変換器とから構成されていた。この構成で、送信信号を送受信モジュールに給電する場合は、高周波信号を使用していた。また、図３は従来のアレイアンテナの給電回路の具体例を示すブロック図であり、送受信モジュール１ａ〜１ｎへの送受信信号の給電においては、送信信号と局部信号として高周波信号が使用されていた。動作を説明すと、送信時においては、送信信号として信号発生器１８から高周波信号を生成し、電力増幅１７により電力増幅したあと、分配器１６を介して送受信モジュール１ａ〜１ｎに伝送する。送受信モジュール１ａ〜１ｎ内において、送信信号は、制御回路１４からの送受信切換信号で制御された切換器８ａ〜８ｎを介して、制御回路１４からの位相データで所要の位相に設定された移相器１５ａ〜１５ｎで移相処理されたあと、電力増幅器５ａ〜５ｎで増幅され、放射素子２ａ〜２ｎから電波発射される。受信時においては、放射素子２ａ〜２ｎからの受信信号は、高周波増幅器４ａ〜４ｎで増幅され、混合器６ａ〜６ｎで制御回路１４からの送受信信号で制御された切換器８ａ〜８ｎからの局部信号によりビデオ信号に変換される。ビデオ信号は、Ａ／Ｄ変換器７ａ〜７ｎでディジタル信号に変換されて、ディジタルビーム形成回路１３に伝送される。送受信モジュール１ａ〜１ｎの制御は、制御回路１４で行い、このため制御回路１４からは、ディジタル信号の送受信切換信号とアレイアンテナのビーム走査のための位相データとＡ／Ｄ変換器動作のためのクロックとが、送受信モジュール１ａ〜１ｎへ供給される。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の第１の問題点は、給電部に高周波信号用の分配器を必要とするため給電部の構造が複雑になることである。その理由は、高周波信号を対象としているため、分配器をマイクロストリップライン、または、導波管で製造する必要があるためである。
第２の問題点は、プラグイン構造の送受信モジュールの場合、入出力端のコネクタに厳しい寸法精度を要求し高価なコネクタを必要とすることである。その理由は、送受信モジュールのインタフェースが高周波信号を対象としていることにある。
したがって、本発明の目的は、アクティブフェーズドアレイアンテナの送受信モジュールに高周波信号を給電する回路が不要となるアレイアンテナの送受信モジュール及びこれを用いたアレイアンテナ装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ディジタル信号を使用することにより送受信モジュールの入出力コネクタに寸法精度の厳しい高価なコネクタが不要となるアレイアンテナの送受信モジュール及びこれを用いたアレイアンテナ装置を提供することにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明のアレイアンテナの送受信モジュールは、送信信号と局部信号の基データとなるディジタルデータを格納するメモリと、メモリから読み出されるディジタルデータの位相を制御する位相制御手段と、前記位相制御手段から出力されるディジタルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換器の出力を受けて所要の高周波信号周波数に変換するための周波数変換器とを備え、前記位相制御手段が、メモリからの送信信号の原振となるディジタルデータにオフセットをかけるデータ変換器を具備することを特徴とする。また、本発明のアレイアンテナの送受信モジュールは、送信信号と局部信号の基データとなるディジタルデータを格納するメモリと、メモリから読み出されるディジタルデータの位相を制御する位相制御手段と、前記位相制御手段から出力されるディジタルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換器の出力を受けて所要の高周波信号周波数に変換するための周波数変換器とを備え、前記送信信号の基データは無変調の高周波信号、ＦＭ変調の高周波信号、パルス変調の高周波信号の波形データを含み、送信時及び受信時にこれらの波形データを選択して読み出すことを特徴とする。
【０００４】
本発明において、この高周波信号は送受信モジュール内部で生成されているため、外部からの送受信用の高周波信号が不要となり、送受信モジュールと給電部のインターフェイスをディジタル信号で行える効果が得られる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のブロック図である。図で、送受信モジュール１ａ〜１ｎは、電波を送受信する放射素子２ａ〜２ｎ、送受信切換を行う送受信切換器３ａ〜３ｎ、送信信号を増幅する電力増幅器５ａ〜５ｎ、受信信号を増幅する高周波増幅器４ａ〜４ｎ、受信信号と局部信号から位相検波する混合器６ａ〜６ｎ、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器７ａ〜７ｎ、送信時に送信信号を電力増幅器５ａ〜５ｎ送出し受信時に局部信号を混合器６ａ〜６ｎに送出する切換器８ａ〜８ｎ、送信信号と局部信号の原振となる信号をディジタルデータとして有するメモリ９ａ〜９ｎ、ディジタルデータをオフセットするデータ変換器１０ａ〜１０ｎ、ディジタルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１１ａ〜１１ｎ、所要の高周波信号に変換する周波数変換器１２ａ〜１２ｎを有する。送受信モジュール１ａ〜１ｎへの送受信切換と送信信号発生と局部信号発生は制御回路１４からのディジタル信号により制御される。送受信モジュール１ａ〜１ｎからの受信信号はディジタル信号としてディジタルビーム形成回路１３へ送出される。次に、本発明の実施の形態の動作について、図１を参照して詳細に説明する。送信時においては、ＲＯＭ等のメモリ９ａ〜９ｎから送信信号の原振となるディジタルデータをパラレルデータとして出力し、シフトレジスタ等で構成されるデータ変換器１０ａ〜１０ｎでディジタルデータにオフセットをかけた後、Ｄ／Ａ変換器１１ａ〜１１ｎでディジタルデータからアナログ信号に変換し、周波数逓倍器等で構成される周波数変換器１２ａ〜１２ｎで所要の高周波信号周波数の送信信号に変換する。送信信号は、切換器８ａ〜８ｎを介して電力増幅器５ａ〜５ｎへ送出され、電力増幅器５ａ〜５ｎで電力増幅され、送受信切換器３ａ〜３ｎを介して放射素子２ａ〜２ｎから電波発射される。制御回路１４からの送受信切換信号が送信の場合、送受信切換器３ａ〜３ｎは電力増幅器５ａ〜５ｎと放射素子２ａ〜２ｎを接続し、切換器８ａ〜８ｎは電力増幅器５ａ〜５ｎと周波数変換器１２ａ〜１２ｎを接続する。そしてメモリ９ａ〜９ｎは、使用波形に応じて無変調の高周波信号、ＦＭ変調の高周波信号、パルス変調の高周波信号等の波形データを出力する。さらに、アレイアンテナとしてビーム走査する場合は、制御回路１４からの位相データによりデータ変換器１０ａ〜１０ｎでディジタルデータをオフセットすることにより、原振の信号の位相をオフセットする。このようにすることにより送信信号の位相を変化させ、ビーム走査を行う。受信時においては、送受信モジュール１ａ〜１ｎの放射素子２ａ〜２ｎで受信された受信信号は、混合器６ａ〜６ｎに受け渡される。混合器６ａ〜６ｎでは受信信号を、切換器８ａ〜７ｎを経て供給される局部信号によりビデオ信号に変換する。このビデオ信号はＡ／Ｄ変換器７ａ〜７ｎでディジタル信号に変換され、ディジタルビーム形成回路に送出される。制御回路１４からの送受信切換信号が受信の場合、送受信切換器３ａ〜３ｎは高周波増幅器４ａ〜４ｎと放射素子２ａ〜２ｎを接続し、切換器８ａ〜８ｎは混合器６ａ〜６ｎと周波数変換器１２ａ〜１２ｎを接続する。そしてメモリ９ａ〜９ｎは、無変調の高周波信号の波形データを出力する。図２に示すように、それぞれの送受信モジュール１ａ〜１ｎへの送信信号の原振であるディジタルデータや受信時に用いる無変調の高周波信号の波形データを記憶したメモリ９ａ〜９ｎに対する読み出しは、クロックでメモリ自体の動作周波数の同期とともに、制御回路１４から送受切換信号と同期が取られて行われる。
【０００６】
【発明の効果】
本発明の第１の効果は、給電部の高周波用の分配器が不要となることである。その理由は、送受信モジュール内部で高周波信号を生成するため、送受信モジュールと給電部とのインターフェイスがディジタル信号となるからである。第２の効果は、送受信モジュールの入出力端に安価で小型のコネクタの使用が可能となることである。その理由は、送受信モジュールのインタフェースがディジタル信号を対象としているため、厳しい寸法精度，かん合精度が不要となるからである。第３の効果は、送受信モジュールの移相器に高価な高周波帯の移相器が不要となることである。その理由は、送受信モジュールの位相の変化は、メモリの高周波信号の原振となるディジタルデータをオフセットすることにより行うためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例のブロック図  。
【図２】本発明の実施の形態における動作タイミングを示す図。
【図３】従来のアレイアンテナの送受信モジュール及びこれを用いたアレイアンテナ装置を示すブロック図。
【符号の説明】
１ａ〜１ｎ：送受信モジュール、
２ａ〜２ｎ：放射素子、
３ａ〜３ｎ：送受信切換器、
４ａ〜４ｎ：高周波増幅器、
５ａ〜５ｎ：電力増幅器、
６ａ〜６ｎ：混合器、
７ａ〜７ｎ：Ａ／Ｄ変換器、
８ａ〜８ｎ：切換器、
９ａ〜９ｎ：メモリ、
１０ａ〜１０ｎ：データ変換器、
１１ａ〜１１ｎ：Ｄ／Ａ変換器、
１２ａ〜１２ｎ：周波数変換器、
１３：ディジタルビーム形成回路、
１４：制御回路、
１５ａ〜１５ｎ：移相器、
１６：分配器、
１７：電力増幅器、
１８：信号発生器
【図１】
0003616502.tif 000002
【図２】
0003616502.tif 000003
【図３】
0003616502.tif 000004