(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号源から出力された送信信号の位相を調整する可変移相器と、
前記可変移相器により位相が調整された送信信号の振幅を調整する可変減衰器と、
前記可変減衰器により振幅が調整された送信信号を増幅する送信用増幅器と、
前記送信用増幅器により増幅された送信信号の一部を分配する第１の電力分配器と、
前記信号源から出力された送信信号の一部を分配する第２の電力分配器と、
前記第１の電力分配器により分配された送信信号の位相および振幅を調整する基準制御部と、
前記基準制御部を制御するデジタル制御回路と、
前記基準制御部により位相および振幅が調整された送信信号と、前記第２の電力分配器により分配された送信信号との位相差および振幅差に基づいて、前記可変移相器および前記可変減衰器を制御するフィードバック制御部と
を備えた送受信モジュール。
【請求項２】
前記基準制御部は、
前記第１の電力分配器により分配された送信信号の振幅を調整する基準減衰器と、
前記基準減衰器により振幅が調整された送信信号の位相を調整する基準移相器とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の送受信モジュール。
【請求項３】
前記デジタル制御回路は、前記フィードバック制御部によりフィードバックが収束した際の送信信号の収束値を示す信号を保持し、自機が次に送信動作を行う場合に当該収束値を用いて前記基準制御部を制御する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の送受信モジュール。
【請求項４】
受信信号を増幅する受信用増幅器と、
前記受信用増幅器により増幅された受信信号の一部を分配する第３の電力分配器とを備え、
前記可変移相器は、前記受信用増幅器により増幅された受信信号の位相を調整し、
前記可変減衰器は、前記可変移相器により位相が調整された受信信号の振幅を調整し、
前記第２の電力分配器は、前記可変減衰器により振幅が調整された受信信号の一部を分配し、
前記基準制御部は、前記第３の電力分配器により分配された受信信号の位相および振幅を調整し、
前記フィードバック制御部は、前記基準制御部により位相および振幅が調整された受信信号と、前記第２の電力分配器により分配された受信信号との位相差および振幅差に基づいて、前記可変移相器および前記可変減衰器を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の送受信モジュール。
【請求項５】
前記基準制御部は、
前記第１の電力分配器により分配された送信信号および前記第３の電力分配器により分配された受信信号の振幅を調整する基準減衰器と、
前記基準減衰器により振幅が調整された信号の位相を調整する基準移相器とを有する
ことを特徴とする請求項４記載の送受信モジュール。
【請求項６】
前記デジタル制御回路は、前記フィードバック制御部によるフィードバックが収束した際の受信信号の収束値を示す信号を保持し、自機が次に送信動作を行う場合に対応する当該収束値を用いて前記基準制御部を制御する
ことを特徴とする請求項４または請求項５記載の送受信モジュール。
【請求項７】
受信信号を増幅する受信用増幅器と、
送受切替信号に従い、前記受信用増幅器により増幅された受信信号および前記第１の電力分配器により分配された送信信号のうち一方を選択する第１のセレクタと、
送受切替信号に従い、前記基準制御部により位相および振幅が調整された送信信号を前記フィードバック制御部に出力し、前記基準制御部により位相および振幅が調整された受信信号を前記信号源に出力する第２のセレクタとを備え、
前記基準制御部は、前記第１のセレクタにより選択された信号の位相および振幅を調整する
ことを特徴とする請求項１記載の送受信モジュール。
【請求項８】
前記基準制御部は、
前記第１のセレクタにより選択された信号の振幅を調整する基準減衰器と、
前記基準減衰器により振幅が調整された信号の位相を調整する基準移相器とを有する
ことを特徴とする請求項７記載の送受信モジュール。
【請求項９】
前記フィードバック制御部は、
前記基準制御部により位相および振幅が調整された送信信号と、前記第２の電力分配器により分配された送信信号との位相差を示す誤差信号を生成する位相比較回路と、
前記基準制御部により位相および振幅が調整された送信信号と、前記第２の電力分配器により分配された送信信号との振幅差を示す誤差信号を生成する振幅比較回路と、
前記位相比較回路および前記振幅比較回路による誤差信号に所定感度に応じた係数を乗算する感度可変回路と、
前記感度可変回路により係数が乗算された誤差信号を積分する積分回路と、
前記積分回路により積分された誤差信号に基づいて、前記可変移相器および前記可変減衰器を制御するフィードバック制御信号を取り出すループフィルタとを有する
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の送受信モジュール。
【請求項１０】
前記デジタル制御回路は、自機がパルス動作を行う場合において、前記パルス動作時間内に前記フィードバック制御部から出力されたフィードバック制御信号を保持し、当該フィードバック制御信号を用いて前記パルス動作を繰り返すことでフィードバックを収束させ、当該収束した際の収束値を用いて前記基準制御部を制御する
ことを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載の送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーダや通信機に用いられる送受信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の送受信モジュールは例えば図１３に示すように構成されている（例えば特許文献１参照）。
この送受信モジュールで送信動作を行う場合、まず、可変移相器１０４および可変減衰器１０５は、信号源から接続端子１１３およびスイッチ１０１，１０２を介して出力された送信信号の位相・振幅を調整する。次いで、ドライバ増幅器１０６および高出力増幅器１０７は、可変移相器１０４および可変減衰器１０５により位相・振幅が調整されスイッチ１０３を介して出力された送信信号を適切なレベルに増幅する。そして、サーキュレータ１０８は、ドライバ増幅器１０６および高出力増幅器１０７により増幅された送信信号を接続端子１１２を介してアンテナに出力する。
また、受信動作を行う場合には、まず、サーキュレータ１０８は、アンテナから接続端子１１２を介して出力された受信信号を低雑音増幅器１０９に出力し、低雑音増幅器１０９は、この受信信号を適切なレベルに増幅する。次いで、可変移相器１０４および可変減衰器１０５は、低雑音増幅器１０９からスイッチ１０２を介して出力された受信信号の位相・振幅を調整する。そして、可変移相器１０４および可変減衰器１０５により位相、振幅が調整された受信信号は、スイッチ１０３，１０１および接続端子１１３を介して信号源に出力される。
【０００３】
ここで、送受信モジュールに使用される高出力増幅器１０７は、飽和領域に近い動作点で動作する場合、その非線形性によって通過位相が入力電力に応じて変動する。そのため、予め高出力増幅器１０７の特性を測定し、非線形動作時の通過位相変動を補償するテーブルを作成する必要がある。また、高出力増幅器１０７の個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件によっても通過位相や利得が変動する。そのため、それぞれの変動に応じたテーブルを作成する必要がある。
そこで、従来の送受信モジュールでは、高出力増幅器１０７の非線形性による通過位相や利得の変動を補正するための補正データを持つテーブル１１０と、テーブル１１０から補正データを読み取って可変移相器１０４および可変減衰器１０５を制御するデジタル制御回路１１１とを備えている。そのため、モジュールごとに補正データを持つテーブルを用意する必要があり、多数のモジュールを用いるシステムではテーブル１１０の増加に応じてメモリの増大や調整作業量の増大が生じ、コストが増大するという課題があった。
【０００４】
一方、特許文献２には、高出力増幅器のバイアス電流の変化を検出することで高出力増幅器の飽和領域を検知し、可変移相器にフィードバックする構成が開示されている。これにより、高出力増幅器の非線形動作時の通過位相変動を補正することができる。
しかしながら、特許文献２に開示された技術をもっても、バイアス電流の変化に対する位相や利得変動を補正するためのテーブルが必要である。また、使用する高出力増幅器によっては温度変化に対する補正テーブルも必要となる可能性がある。したがって、上記従来の送受信モジュールに対する課題を解消することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４７９４３号公報
【特許文献２】特開２００３−１４２９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の送受信モジュールでは、高出力増幅器の非線形性に起因する位相・利得の変動に対し、素子ごとに補正するためのテーブルを作成する必要があるという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、増幅器の非線形性や個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件による位相・利得の変動を補正するためのテーブルを作成することなく、当該位相・利得の変動を補正することができる送受信モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る送受信モジュールは、信号源から出力された送信信号の位相を調整する可変移相器と、可変移相器により位相が調整された送信信号の振幅を調整する可変減衰器と、可変減衰器により振幅が調整された送信信号を増幅する送信用増幅器と、送信用増幅器により増幅された送信信号の一部を分配する第１の電力分配器と、信号源から出力された送信信号の一部を分配する第２の電力分配器と、第１の電力分配器により分配された送信信号の位相および振幅を調整する基準制御部と、基準制御部を制御するデジタル制御回路と、基準制御部により位相および振幅が調整された送信信号と、第２の電力分配器により分配された送信信号との位相差および振幅差に基づいて、可変移相器および可変減衰器を制御するフィードバック制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、上記のように構成したので、増幅器の非線形性動作や個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件による位相・利得の変動を補正するためのテーブルを作成することなく、当該位相・利得の変動を高精度に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る送受信モジュールの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る送受信モジュールの送信動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１における送信用増幅器の非線形特性とその補正を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る送受信モジュールの各部の信号の時間波形を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る送受信モジュールの受信動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係る送受信モジュールの構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る送受信モジュールの送信動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２に係る送受信モジュールの受信動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態３に係る送受信モジュールの構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る送受信モジュールの送信動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る送受信モジュールの受信動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態４におけるフィードバック制御部の構成を示す図である。
【図１３】従来の送受信モジュールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る送受信モジュールの構成を示す図である。
送受信モジュールは、図１に示すように、スイッチ１〜３、可変移相器４、可変減衰器５、ドライバ増幅器６、高出力増幅器７、サーキュレータ８、低雑音増幅器（受信用増幅器）９、電力分配器（第１の電力分配器）１０、電力分配器（第２の電力分配器）１１、減衰器１２、基準制御部１３、フィードバック制御部１４、送受切り替え端子１５、セレクタ１６，１７およびデジタル制御回路１８から構成されている。
【００１２】
スイッチ１〜３は、上位装置（不図示）からの、送受信モジュールの動作切替（送信動作または受信動作）を示す送受切替信号に従い、信号経路を切り替えるものである。
【００１３】
可変移相器４は、信号源から接続端子１９およびスイッチ１，２を介して出力された送信信号、または、低雑音増幅器９からスイッチ２を介して出力された受信信号の位相を調整（デジタル制御）するものである。この可変移相器４により位相が調整された送信信号または受信信号は、可変減衰器５に出力される。なお、可変移相器４は、セレクタ１６からの信号に従い、移相量の設定を行う。
【００１４】
可変減衰器５は、可変移相器４からの送信信号または受信信号の振幅を調整（デジタル制御）するものである。この可変減衰器５により振幅が調整された送信信号は、スイッチ３を介してドライバ増幅器６に出力される。また、可変減衰器５により振幅が調整された受信信号は、スイッチ３，１および接続端子１９を介して信号源に出力される。なお、可変減衰器５は、セレクタ１７からの信号に従い、減衰量の設定を行う。
【００１５】
ドライバ増幅器６は、可変減衰器５からの送信信号を適切なレベルに増幅するものである。このドライバ増幅器６により増幅された送信信号は、高出力増幅器７に出力される。
高出力増幅器７は、ドライバ増幅器６からの送信信号を大電力化するものである。この高出力増幅器７により増幅された送信信号は、サーキュレータ８に出力される。
なお、ドライバ増幅器６および高出力増幅器７は、可変移相器４および可変減衰器５により位相・振幅が調整された送信信号を増幅する送信用増幅器を構成する。
【００１６】
サーキュレータ８は、送受を切り替えて送信信号と受信信号を分離するものである。このサーキュレータ８は、送信時には、高出力増幅器７からの送信信号を接続端子２０を介してアンテナに出力する。また、サーキュレータ８は、受信時には、アンテナから接続端子２０を介して出力された受信信号を低雑音増幅器９に出力する。
【００１７】
低雑音増幅器９は、サーキュレータ８からの受信信号を適切なレベルに増幅するものである。この低雑音増幅器９により増幅された受信信号は、スイッチ２を介して可変移相器４に出力される。
【００１８】
電力分配器１０は、高出力増幅器７から出力された送信信号の一部を減衰器１２に分配するものである。
電力分配器１１は、信号源から接続端子１９を介して送受信モジュールに出力された送信信号の一部をフィードバック制御部１４に分配するものである。
なお、電力分配器１０，１１は、送信用増幅器を通過前後の送信信号の一部をそれぞれ分配する電力分配部を構成する。
【００１９】
減衰器１２は、電力分配器１０からの信号を適切なレベルに減衰するものである。この減衰器１２により減衰された信号は、基準制御部１３に出力される。
基準制御部１３は、減衰器１２からの信号の位相・振幅を調整し、送信信号の基準位相・基準利得を設定するものである。この基準制御部１３は、基準減衰器（可変減衰器）１３１および基準移相器（可変移相器）１３２から構成されている。
【００２０】
基準減衰器１３１は、減衰器１２からの信号の振幅を調整するものである。この基準減衰器１３１により振幅が調整された信号は、基準移相器１３２に出力される。なお、基準減衰器１３１は、デジタル制御回路１８から出力された制御信号によって、減衰量の設定を行う。
基準移相器１３２は、基準減衰器１３１からの信号の位相を調整するものである。この基準移相器１３２により位相が調整された信号は、フィードバック制御部１４に出力される。なお、基準移相器１３２は、デジタル制御回路１８から出力された制御信号によって、移相量の設定を行う。
【００２１】
フィードバック制御部１４は、基準制御部１３（基準移相器１３２）からの信号と電力分配器１１からの信号とに基づいて、両信号の位相・振幅を等しくするためのフィードバック制御信号を生成するものである。このフィードバック制御部１４は、位相比較回路１４１、振幅比較回路１４２、積分回路１４３，１４４およびループフィルタ１４５，１４６から構成されている。
【００２２】
位相比較回路１４１は、基準制御部１３からの信号と電力分配器１１からの信号との位相を比較し、その位相差を示す誤差信号を生成するものである。この位相比較回路１４１により生成された位相の誤差信号は、積分回路１４３に出力される。また、フィードバック制御が収束した場合には、その際の移相量（収束値）を示す収束値信号をセレクタ１６を介してデジタル制御回路１８に出力する。
振幅比較回路１４２は、基準制御部１３からの信号と電力分配器１１からの信号との振幅を比較し、その振幅差を示す誤差信号を生成するものである。この振幅比較回路１４２により生成された振幅の誤差信号は、積分回路１４４に出力される。また、フィードバック制御が収束した場合には、その際の減衰量（収束値）を示す収束値信号をセレクタ１７を介してデジタル制御回路１８に出力する。
【００２３】
積分回路１４３は、位相比較回路１４１からの誤差信号を積分するものである。この積分回路１４３により積分された位相の誤差信号は、ループフィルタ１４５に出力される。
積分回路１４４は、振幅比較回路１４２からの誤差信号を積分するものである。この積分回路１４４により積分された振幅の誤差信号は、ループフィルタ１４６に出力される。
【００２４】
ループフィルタ１４５は、積分回路１４３からの誤差信号に基づいて、必要なフィードバック制御信号を取り出すものである。このループフィルタ１４５により取り出された位相のフィードバック制御信号はセレクタ１６に出力される。
ループフィルタ１４６は、積分回路１４４からの誤差信号に基づいて、必要なフィードバック制御信号を取り出すものである。このループフィルタ１４６により取り出された振幅のフィードバック制御信号はセレクタ１７に出力される。
【００２５】
送受切り替え端子１５は、上位装置からの送受切替信号をセレクタ１６，１７に出力するものである。
セレクタ１６は、送受切り替え端子１５からの送受切替信号に従い、フィードバック制御部１４（ループフィルタ１４５）からのフィードバック制御信号またはデジタル制御回路１８からの収束値信号を可変移相器４に出力するものである。このセレクタ１６は、送信時には、フィードバック制御信号を可変移相器４に出力する。また、セレクタ１６は、受信時には、収束値信号を可変移相器４に出力する。
【００２６】
セレクタ１７は、送受切り替え端子１５からの送受切替信号に従い、フィードバック制御部１４（ループフィルタ１４６）からのフィードバック制御信号またはデジタル制御回路１８からの制御信号を可変減衰器５に出力するものである。このセレクタ１７は、送信時には、フィードバック制御信号を可変減衰器５に出力する。また、セレクタ１７は、受信時には、制御信号を可変減衰器５に出力する。
【００２７】
デジタル制御回路１８は、送信時には基準制御部１３を制御し、受信時にはセレクタ１６，１７を介して可変移相器４および可変減衰器５を制御するものである。このデジタル制御回路１８は、セレクタ１６，１７を介してフィードバック制御部１４から出力された位相・振幅の収束値信号を保持するものである。そして、デジタル制御回路１８は、送信時に、保持している位相・振幅の収束値信号を基準制御部１３に出力する。
【００２８】
次に、上記のように構成された送受信モジュールの動作について説明する。
まず、送受信モジュールが送信動作を行う場合について、図２を参照しながら説明する。
送受信モジュールの送信動作では、図２に示すように、まず、可変移相器４および可変減衰器５は、あらかじめ設定された初期値により、信号源から接続端子１９およびスイッチ１，２を介して出力された送信信号の位相・振幅を調整する（ステップＳＴ２１）。
次いで、ドライバ増幅器６および高出力増幅器７は、可変移相器４および可変減衰器５により位相・振幅が調整されスイッチ３を介して出力された送信信号を適切なレベルに増幅する（ステップＳＴ２２）。なおこの際、送信信号は、送信用増幅器の非線形性や個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件によって位相・利得が変動する。送信用増幅器の非線形性の例として、図３の実線に示すように送信用増幅器の通過位相は入力電力に応じて変化するため、可変移相器４で設定した移相量からの誤差が生じる。
次いで、サーキュレータ８は、ドライバ増幅器６および高出力増幅器７により増幅され出力された送信信号を接続端子２０を介してアンテナに出力する（ステップＳＴ２３）。
【００２９】
一方、電力分配器１０は、高出力増幅器７の非線形性によって利得・位相が変動した送信信号の一部を減衰器１２に分配し、減衰器１２は、この信号を適切なレベルに減衰する。また、電力分配器１１は、信号源から接続端子１９を介して出力された送信信号の一部をフィードバック制御部１４に分配する（ステップＳＴ２４）。
次いで、基準制御部１３は、基準減衰器１３１および基準移相器１３２により減衰器１２からの信号の位相・振幅を調整する（ステップＳＴ２５）。
【００３０】
次いで、フィードバック制御部１４は、基準制御部１３（基準移相器１３２）からの信号と電力分配器１１からの信号とに基づいて、両信号の位相・振幅を等しくするためのフィードバック制御信号を生成する（ステップＳＴ２６）。すなわち、まず、位相比較回路１４１および振幅比較回路１４２は、基準制御部１３からの信号と電力分配器１１からの信号との位相・振幅を比較し、その位相差・振幅差を示す誤差信号を生成する。そして、積分回路１４３，１４４は、この誤差信号をそれぞれ積分し、ループフィルタ１４５，１４６は、必要な位相・振幅のフィードバック制御信号を取り出す。
【００３１】
次いで、セレクタ１６，１７は、送受切り替え端子１５からの送受切替信号に従い、フィードバック制御部１４からの位相・振幅のフィードバック制御信号をそれぞれ可変移相器４および可変減衰器５に出力する（ステップＳＴ２７）。これにより、可変移相器４および可変減衰器５では、それぞれ、位相比較回路１４１および振幅比較回路１４２における両信号の位相差・振幅差が無くなるようにフィードバック制御が行われる。そして、フィードバックが収束し、基準制御部１３で設定した基準位相・基準利得との差が十分に小さくなった送信用増幅器の出力信号が送信信号としてアンテナから外部に出力される。
これにより、送信用増幅器の非線形性や個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件に起因する位相・利得変動に対し、素子ごとのテーブルを作成する必要なく、高精度に補正することが可能となる。送信用増幅器の非線形性による移相量の誤差補正を例に取ると、図３に示すようにフィードバック制御による誤差補正を行うことで移相量は破線で示す特性となり、移相量誤差が補正される。
【００３２】
ここで、基準制御部１３において、基準減衰器１３１、基準移相器１３２の順に処理を行うことで、フィードバックを収束する際に基準減衰器１３１から後段へ出力された信号の電力レベルが一定になる。そのため、基準移相器１３２に非線形性があっても、フィードバック制御部１４において、位相・振幅の誤差を小さくすることが可能となる。
【００３３】
また、フィードバック制御が収束した後、フィードバック制御部１４からセレクタ１６，１７を介して出力された振幅・位相の収束値信号をデジタル制御回路１８で保持しておく。これにより、再び送信動作を行う際のフィードバックの収束時間を短縮することが可能となる。
【００３４】
また、図４はこの発明の実施の形態１に係る送受信モジュールの各部の信号の時間波形を示す図である。この図４において、モジュール入力信号Ａは、信号源から接続端子１９を介して送受信モジュールに入力される信号であり、可変減衰器設定値Ｂは、可変減衰器５の制御信号であり、モジュール出力信号Ｃは、送受信モジュールから接続端子２０を介してアンテナに出力される信号である。
送受信モジュールがフィードバック制御部１４の収束時間より短い時間のパルス幅で動作する場合、調整モードとなる時間を設け、デジタル制御回路１８はパルス動作時間内にフィードバック制御部１４から出力された制御信号を次のパルス動作まで保持しておく。そして、調整モードの時間内で上記パルス動作を繰り返すことで、パルス動作時間内にフィードバック制御が収束しない場合にも、フィードバック制御を収束値に到達させることができる。その後、運用状態に入ったら、この収束値を用いて基準制御部１３の制御を行う。これにより、高出力動作によって発生する熱が問題となり連続運転ができない送信用増幅器であっても、パルス動作を何回か繰り返すことで、送信用増幅器の非線形性や個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件に起因する位相・利得変動に対し、素子ごとのテーブルを作成する必要なく、高精度に補正することが可能となる。
【００３５】
次に、送受信モジュールが受信動作を行う場合について、図５を参照しながら説明する。
送受信モジュールの送信動作では、図５に示すように、まず、セレクタ１６，１７は、送受切り替え端子１５からの送受切替信号に従い、デジタル制御回路１８からの制御信号をそれぞれ可変移相器４および可変減衰器５に出力する（ステップＳＴ５１）。これにより、可変移相器４および可変減衰器５では、移相量および減衰量の設定が行われる。
【００３６】
次いで、サーキュレータ８は、アンテナから接続端子２０を介して出力された受信信号を低雑音増幅器９に出力し、低雑音増幅器９は、この受信信号を適切なレベルに増幅する（ステップＳＴ５２）。
次いで、可変移相器４および可変減衰器５は、低雑音増幅器９からスイッチ２を介して出力された受信信号の位相・振幅を調整（デジタル制御）する（ステップＳＴ５３）。この可変移相器４および可変減衰器５により位相、振幅が調整された受信信号は、スイッチ３，１および接続端子１９を介して信号源に出力される。
【００３７】
以上のように、この実施の形態１によれば、送信用増幅器を通過した後に基準減衰器１３１および基準移相器１３２により位相・振幅が調整された信号と、送信用増幅器を通過する前の信号との位相差・振幅差に基づいて、可変移相器４および可変減衰器５をフィードバック制御するように構成したので、送信用増幅器の非線形性動作や個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件による位相・利得の変動を補正するためのテーブルを作成することなく、当該位相・利得の変動を高精度に補正することができる。
【００３８】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係る送受信モジュールの構成を示す図である。図６に示す実施の形態２に係る送受信モジュールは、図１に示す実施の形態１に係る送受信モジュールのセレクタ１６，１７を削除し、電力分配器（第３の電力分配器）２１およびセレクタ２２を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
電力分配器２１は、低雑音増幅器９からの受信信号の一部をセレクタ２２に分配するものである。
セレクタ２２は、送受切り替え端子１５からの送受切替信号に従い、減衰器１２からの信号または電力分配器２１からの信号を基準制御部１３に出力するものである。このセレクタ２２は、送信時には、減衰器１２からの信号を基準制御部１３に出力する。また、セレクタ２２は、受信時には、電力分配器２１からの信号を基準制御部１３に出力する。
【００４０】
なお、電力分配器１１は、送受信モジュールから接続端子１９を介して信号源に出力された受信信号の一部をフィードバック制御部１４に分配する第４の電力分配器としての機能も有している。また、電力分配器２１および電力分配器１１は第２の電力分配部を構成する。
また、基準制御部１３は、セレクタ２２からの信号を用いて、その位相・振幅を調整する。
【００４１】
また、フィードバック制御部１４では、ループフィルタ１４５は、取り出した位相のフィールドバック制御信号を可変移相器４に出力し、位相比較回路１４１は、フィードバック制御が収束した場合に、その際の移相量（収束値）を示す収束値信号をデジタル制御回路１８に出力する。同様に、ループフィルタ１４６は、取り出した振幅のフィールドバック制御信号を可変減衰器５に出力し、振幅比較回路１４２は、フィードバック制御が収束した場合に、その際の減衰量（収束値）を示す収束値信号をデジタル制御回路１８に出力する。
また、デジタル制御回路１８は、受信時に、可変移相器４および可変減衰器５の制御は行わず、基準制御部１３の制御を行う。また、デジタル制御回路１８は、受信時において、フィードバック制御部１４から出力された位相・振幅の収束値信号を保持し、次の送信時に、保持している位相・振幅の収束値信号を基準制御部１３に出力する。
【００４２】
次に、上記のように構成された送受信モジュールの動作について説明する。なお以下では、図２，５に示す実施の形態１に係る送受信モジュールの動作と異なる部分についてのみ説明を行う。
まず、送受信モジュールが送信動作を行う場合について、図７を参照しながら説明する。
送受信モジュールの送信動作では、図７に示すように、ステップＳＴ７５において、セレクタ２２は、送受切り替え端子１５からの送受切替信号に従い、送信用増幅器から電力分配器１０および減衰器１２を介して出力された信号を基準制御部１３に出力する。
次いで、基準制御部１３は、基準減衰器１３１および基準移相器１３２によりセレクタ２２からの信号の位相・振幅を調整する（ステップＳＴ７６）。
【００４３】
次いで、フィードバック制御部１４は、基準制御部１３（基準移相器１３２）からの信号と電力分配器１１からの信号とに基づいて、両信号の位相・振幅を等しくするためのフィードバック制御信号を生成する（ステップＳＴ７７）。このフィードバック制御部１４により生成されたフィードバック制御信号はそれぞれ可変移相器４および可変減衰器５に出力される。
これにより、可変移相器４および可変減衰器５では、それぞれ、位相比較回路１４１および振幅比較回路１４２における両信号の位相差・振幅差が無くなるようにフィードバック制御が行われる。よって、送信用増幅器の非線形性や個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件に起因する利得・位相変動を高精度に補正することが可能となる。
【００４４】
次に、送受信モジュールが受信動作を行う場合について、図８を参照しながら説明する。
送受信モジュールの受信動作では、図８に示すように、ステップＳＴ８４において、セレクタ２２は、送受切り替え端子１５からの送受切替信号に従い、受信用増幅器から電力分配器２１を介して出力された信号を基準制御部１３に出力する。また、電力分配器１１からは、送受信モジュールから接続端子１９を介して信号源に出力された送信信号の一部がフィードバック制御部１４に分配されている。
次いで、基準制御部１３は、基準減衰器１３１および基準移相器１３２によりセレクタ２２からの信号の位相・振幅を調整する（ステップＳＴ８５）。
【００４５】
次いで、フィードバック制御部１４では、基準制御部１３（基準移相器１３２）からの信号と電力分配器１１からの信号とに基づいて、両信号の位相・振幅を等しくするためのフィードバック制御信号を生成する（ステップＳＴ８６）。このフィードバック制御部１４により生成されたフィードバック制御信号はそれぞれ可変移相器４および可変減衰器５に出力される。
これにより、可変移相器４および可変減衰器５では、それぞれ、位相比較回路１４１および振幅比較回路１４２における両信号の位相差・振幅差が無くなるようにフィードバック制御が行われる。よって、受信系に用いられる素子の個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件に起因する利得・位相変動を高精度に補正することが可能となる。
【００４６】
また、フィードバック制御が収束した後、フィードバック制御部１４から出力された振幅・位相の収束値信号をデジタル制御回路１８で保持しておく。これにより、次の送信動作を行う際のフィードバックの収束時間を短縮することが可能となる。
【００４７】
以上のように、この実施の形態２によれば、受信用増幅器を通過した後に基準減衰器１３１および基準移相器１３２により位相・振幅が調整された信号と、送受信モジュールから信号源に出力された信号との位相差・振幅差に基づいて、可変移相器４および可変減衰器５をフィードバック制御するように構成したので、実施の形態１における効果に加えて、受信系に用いられる素子の個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件による位相・利得の変動を補正するためのテーブルを作成することなく、当該位相・利得の変動を高精度に補正することができる。
【００４８】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３に係る送受信モジュールの構成を示す図である。図９に示す実施の形態３に係る送受信モジュールは、図１に示す実施の形態１に係る送受信モジュールのスイッチ１，３およびセレクタ１６，１７を削除し、セレクタ２３，２４および送受切り替え端子２５，２６を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
セレクタ（第１のセレクタ）２３は、送受切り替え端子２５からの送受切替信号に従い、減衰器１２からの信号または低雑音増幅器９からの信号を基準制御部１３に出力するものである。このセレクタ２３は、送信時には、減衰器１２からの信号を基準制御部１３に出力する。また、セレクタ２３は、受信時には、低雑音増幅器９からの信号を基準制御部１３に出力する。
セレクタ（第２のセレクタ）２４は、送受切り替え端子２６からの送受切替信号に従い、基準制御部１３からの信号をフィードバック制御部１４またはスイッチ２に出力するものである。このセレクタ２４は、送信時には、基準制御部１３からの信号をフィードバック制御部１４に出力する。また、セレクタ２４は、受信時には、基準制御部１３からの信号をスイッチ２に出力する。
【００５０】
なお、基準制御部１３は、セレクタ２２からの信号を用いて、その位相・振幅を調整する。
また、デジタル制御回路１８は、送信時、受信時ともに基準制御部１３を制御する。また、デジタル制御回路１８は、送信時において、フィードバック制御部１４から出力された位相・振幅の収束値信号を保持し、次の送信時に、保持している位相・振幅の収束値信号を基準制御部１３に出力する。
【００５１】
次に、上記のように構成された送受信モジュールの動作について説明する。なお以下では、図２，５に示す実施の形態１に係る送受信モジュールの動作と異なる部分についてのみ説明を行う。
まず、送受信モジュールが送信動作を行う場合について、図１０を参照しながら説明する。
送受信モジュールの送信動作では、図１０に示すように、ステップＳＴ１０５において、セレクタ２３は、送受切り替え端子２５からの送受切替信号に従い、送信用増幅器から電力分配器１０および減衰器１２を介して出力された信号を基準制御部１３に出力する。
次いで、基準制御部１３は、基準減衰器１３１および基準移相器１３２によりセレクタ２３からの信号の位相・振幅を調整する（ステップＳＴ１０６）。そして、セレクタ２４は、送受切り替え端子２６からの送受切替信号に従い、基準制御部１３（基準移相器１３２）からの信号をフィードバック制御部１４に出力する。
【００５２】
次いでフィードバック制御部１４は、セレクタ２４からの信号と電力分配器１１からの信号とに基づいて、両信号の位相・振幅を等しくするためのフィードバック制御信号を生成する（ステップＳＴ１０７）。このフィードバック制御部１４により生成されたフィードバック制御信号はそれぞれ可変移相器４および可変減衰器５に出力される。
これにより、可変移相器４および可変減衰器５では、それぞれ、位相比較回路１４１および振幅比較回路１４２における両信号の位相差・振幅差が無くなるようにフィードバック制御が行われる。よって、送信用増幅器の非線形性や個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件に起因する利得・位相変動を高精度に補正することが可能となる。
【００５３】
次に、送受信モジュールが受信動作を行う場合について、図１１を参照しながら説明する。
送受信モジュールの受信動作では、図１１に示すように、ステップＳＴ１１４において、セレクタ２３は、送受切り替え端子２５からの送受切替信号に従い、低雑音増幅器９を介して出力された受信信号を基準制御部１３に出力する。
次いで、基準制御部１３は基準減衰器１３１および基準移相器１３２によりセレクタ２３からの信号の位相・振幅を調整する（ステップＳＴ１１５）。そして、セレクタ２４は、送受切り替え端子２６からの送受切替信号に従い、基準制御部１３（基準移相器１３２）からの信号をスイッチ２に出力する。その後、この信号は電力分配器１１および接続端子１９を介して信号源に出力される。
【００５４】
以上のように、この実施の形態３によれば、低雑音増幅器９を通過した受信信号を基準制御部１３により振幅・位相を調整して信号源に直接出力することで、受信動作時に可変移相器４および可変減衰器５を用いない構成としたので、実施の形態１における効果に加えて、可変移相器４および可変減衰器５の個体ばらつき、温度、電源電圧などの環境条件による位相・利得の変動を補正するためのテーブルを作成する必要が無くなる。
【００５５】
実施の形態４．
図１２はこの発明の実施の形態４に係る送受信モジュールのうちフィードバック制御部１４の構成のみを示す図である。図１２に示す実施の形態４におけるフィードバック制御部１４は、図１に示す実施の形態１におけるフィードバック制御部１４に、感度可変回路１４７，１４８を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
感度可変回路１４７は、位相比較回路１４１からの誤差信号に、感度に応じた係数を乗算するものである。この際、感度を可変することで位相比較回路１４１による比較結果に対して乗算する係数を可変する。この感度可変回路１４７により係数が乗算された誤差信号は、積分回路１４３に出力される。
感度可変回路１４８は、振幅比較回路１４２からの誤差信号に、感度に応じた係数を乗算するものである。この際、感度を可変することで振幅比較回路１４２による比較結果に対して乗算する係数を可変する。この感度可変回路１４８により係数が乗算された誤差信号は、積分回路１４４に出力される。
【００５７】
次に、上記のように構成された送受信モジュールの動作について説明する。
送信動作時、フィードバック制御が開始されてすぐは、感度可変回路１４７，１４８の感度を大きくすることで、位相比較回路１４１および振幅比較回路１４２が出力する位相比較結果および振幅比較結果に対して乗算する係数を大きくする。これにより、収束までの時間を早める。その後、時間とともに感度可変回路１４７、１４８の感度を小さくする。これにより、フィードバック制御系における収束値付近での位相変動および振幅変動を小さくすることができる。
【００５８】
以上のように、この実施の形態４によれば、位相比較回路１４１および振幅比較回路１４２が出力する比較結果に、感度に応じた係数を乗算して積分回路１４３，１４４に出力する感度可変回路１４７、１４８を設けたので、フィードバック制御系の特性に応じて感度を動的に可変することで収束時間を短縮することが可能となる。
【００５９】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１〜３  スイッチ、４  可変移相器、５  可変減衰器、６  ドライバ増幅器、７  高出力増幅器、８  サーキュレータ、９  低雑音増幅器、１０，１１，２１  電力分配器、１２  減衰器、１３  基準制御部、１４  フィードバック制御部、１５，２５，２６  送受切り替え端子、１６，１７，２２〜２４  セレクタ、１８  デジタル制御回路、１９，２０  接続端子、１３１  基準減衰器（可変減衰器）、１３２  基準移相器（可変移相器）、１４１  位相比較回路、１４２  振幅比較回路、１４３，１４４  積分回路、１４５，１４６  ループフィルタ、１４７，１４８  感度可変回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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