(57)【要約】  送信／受信モジュールは、スイッチと、負荷と、コントローラとを有し、コントローラは、当該コントローラが送信／受信モジュールへの送信イネーブル信号を生成した後且つ当該コントローラが送信／受信モジュールへの受信イネーブル信号を生成する前の時間インターバル中に、スイッチに供給されるレーダーエネルギーを負荷に結合させる。
2019516958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信／受信モジュールであって、
スイッチと、
負荷と、
コントローラであり、該コントローラが当該送信／受信モジュールへの送信イネーブル信号を生成した後且つ該コントローラが当該送信／受信モジュールへの受信イネーブル信号を生成する前の時間インターバル中に、スイッチに供給されるレーダーエネルギーを前記負荷に結合させるコントローラと、
を有する送信／受信モジュール。
【請求項２】
送信／受信モジュールであって、
第１のスイッチと、
第２のスイッチと、
第３のスイッチと、
負荷と、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを、
送信モードを開始するために前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチに供給される送信イネーブル信号に応答して、レーダーシステムの送信器／受信器セクションからのレーダーエネルギーを、前記第１のスイッチを介して、次いで前記第３のスイッチに、次いで前記第２のスイッチに、そして次いでアンテナに結合させ、
受信モードを開始するために前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチに供給される受信イネーブル信号に応答して、前記アンテナによって受信されたレーダー信号を、前記第３のスイッチを介して、次いで前記第２のスイッチに、次いで前記第１のスイッチに、そして次いで前記レーダーシステムの前記送信器／受信器セクションに結合させ、且つ
前記送信イネーブル信号の後且つ前記受信イネーブル信号の前の時間インターバル中に、前記第１のスイッチに供給されるエネルギーを負荷に結合させて、前記第１のスイッチに供給される前記エネルギーが前記第２のスイッチへと渡ることを阻止する、
ように動作させるコントローラと、
を有する送信／受信モジュール。
【請求項３】
送信／受信モジュールであって、
制御可能な減衰器と、
前記制御可能な減衰器に直列に結合された制御可能な位相シフタと、
複数のスイッチと、
前記複数のスイッチに対する送信イネーブル信号及びそれに続く受信イネーブル信号を生成して、
送信モードを開始するために前記複数のスイッチに供給される前記送信イネーブル信号に応答して、レーダーシステムの送信器／受信器セクションからのレーダーエネルギーを、前記複数のスイッチのうちの第１のスイッチを介して、次いで前記複数のスイッチのうちの第３のスイッチに、次いで前記直列に結合された制御可能な減衰器及び制御可能な位相シフタを介して、次いで前記複数のスイッチのうちの第２のスイッチに、そして次いでアンテナに結合させ、
受信モードを開始するために前記複数のスイッチに供給される前記受信イネーブル信号に応答して、前記アンテナによって受信されたレーダー信号を、前記複数のスイッチのうちの前記第３のスイッチを介して、次いで前記直列に結合された制御可能な減衰器及び制御可能な位相シフタを介して、次いで前記複数のスイッチのうちの前記第２のスイッチに、次いで前記複数のスイッチのうちの前記第１のスイッチに、そして次いで前記レーダーシステムの前記送信器／受信器セクションに結合させ、且つ
前記送信イネーブル信号の後且つ前記受信イネーブル信号の前の時間インターバル中に、前記複数のスイッチのうちの前記第１のスイッチに供給されるエネルギーを負荷に結合させて、前記複数のスイッチのうちの前記第１のスイッチに供給される前記エネルギーが前記直列に結合された制御可能な減衰器及び制御可能な位相シフタへと渡ることを阻止する、
ようにするコントローラと、
を有する送信／受信モジュール。
【請求項４】
前記複数のスイッチのうちの前記第１のスイッチは、前記送信イネーブル信号に応答するときに所定の入力インピーダンスを有し、前記負荷は、前記所定の入力インピーダンスと同じインピーダンスを有する、請求項３に記載の送信／受信モジュール。
【請求項５】
前記複数のスイッチのうちの前記第２のスイッチの出力に結合されたＧａＮ増幅器、を含む請求項４に記載の送信／受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、概して、切換可能（スイッチャブル）送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュールに関し、より具体的には、窒化ガリウム（ＧａＮ）ハイパワー増幅器（ＨＰＡ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を有するＴ／Ｒモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
技術的に知られているように、多くのレーダーシステム用途で、切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュールが、当該Ｔ／Ｒモジュール内で使用されるスイッチに送られる電子的な論理制御信号に選択的に応答して、送信モードの間には、レーダー送信器によって生成されてアンテナに送られるレーダー信号を導くために、そして、続く受信モードの間には、アンテナによって受信されたレーダーリターンをレーダー受信器に導くために使用されている。より具体的には、図１を参照するに、電磁放射線のビームを形成するビームフォーミング装置を有するレーダーシステムが示されている。ビームの形状は、装置の開口（aperture）にわたって受信又は送信される信号に提供される位相及び振幅の分布に関係する。例えば、図１に示すようなフェーズドアレイアンテナでは、開口は複数のアンテナ素子を含む。それらアンテナ素子の各々が、複数の切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュールのうちの対応する１つを介してフィードネットワークに結合される。複数の切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュールの各々が、可変位相シフタ及び可変利得／減衰素子を含む。フィード構造は、結合式フィードであることもあるし、宇宙給電フェーズドアレイシステムにおいてのように照射を介してであることもある。いずれにしても、当該モジュールは、コリメートされ且つ方向付けられた放射線ビームを提供するよう、ビームステアリングコンピュータからの信号によって制御される。例えば、ブロードサイド（すなわち、ボアサイト）ビームの場合、各アンテナ素子から発せられる信号の位相シフトは、何らかの任意の基準に対してゼロである。素子から素子への位相シフトが同相である場合、それに従ってメイン放射ローブの方向がブロードサイドからシフトされる。
【０００３】
切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュールの各々は、図示のように構成された、システムコントローラによって生成される送信イネーブル信号及び受信イネーブル信号に応答してＣＬＣ制御インタフェース（又は制御ロジック）にて作成される論理信号によって制御される３つのＴ／Ｒスイッチのセットと、ビームステアリングコンピュータによって供給される信号によって制御されるデジタル制御減衰器及びデジタル制御位相シフタ、ハイパワー増幅器（ＨＰＡ）と、サーキュレータ及び低雑音増幅器ＬＮＡとを含む。送信においては、レーダーシステムからのＲＦエネルギーが、フィードネットワーク、切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール、ハイパワー増幅器（ＨＰＡ）、及びサーキュレータを介して、複数のアンテナ素子に送られる。受信では、アンテナ素子によって受け取られたエネルギーが、サーキュレータ、低雑音増幅器ＬＮＡ、切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール、及びフィードネットワークを介して、レーダーシステムに送られる。
【０００４】
１つのそのようなＴ／Ｒモジュールであるコモンレグ回路（Common  Leg  Circuit；ＣＬＣ）が、図１Ａ及び１Ｂに示されており、ＣＬＣでは、送信信号及びリターン信号の双方が、アンテナ及びサーキュレータとレーダーシステムとの間で、共通の利得制御減衰器と位相シフタを通る。図１Ａは、送信モードにおける３つのＴ／Ｒスイッチ（各々が、図示のように一対の電界効果トランジスタ（ＦＥＴｓ；ＦＥＴ１及びＦＥＴ２）を含む）の位置を概略的に示しており、図１Ｂは、受信モードにおける、切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュールで使用される３つのＴ／Ｒスイッチの位置を概略的に示している。これらＴ／Ｒスイッチの各々内のＦＥＴ１及び２は、システムコントローラ（図１）によって生成される送信イネーブル論理信号及び受信イネーブル論理信号に応答して制御ロジック（後述）によって生成される制御信号（論理信号）によって制御される。
【０００５】
技術的に知られているように、送信モードと受信モードとの間で迅速に切り換わることができることは、レーダーシステムのいっそう高い性能を可能にする。伝統的なガリウム砒素（ＧａＡｓ）ハイパワー増幅器（ＨＰＡ）に基づくレーダー適用では、コモンソースＦＥＴがＨＰＡとして使用される。送信モードにおいて、このＨＰＡ  ＦＥＴは、そのドレイン電圧が非常に速く減衰するので、非常に迅速にシャットダウンされる。より具体的に、図１Ｃは、システムコントローラによって生成される送信イネーブル信号及び受信イネーブル信号に応答して制御ロジックによって生成される論理信号間の関係を示す真理値表であり、図１Ｄは、送信／受信モードの動作の繰り返しシーケンスに関するタイミング図を示している。最初に言及しておくことには、制御ロジック部は、“フリップ／フロップ”回路を提供するように構成されたＮＯＲゲート１及びＮＯＲゲート２である一対のＮＯＲゲートを含んでいる。
【０００６】
従って、送信イネーブル論理１信号がＮＯＲゲート１に与えられ、且つ受信イネーブル論理０信号がＮＯＲゲート２に供給されていたと仮定すると、ＮＯＲゲート１に供給された論理１が、３つのＦＥＴ１のゲートに供給される論理０を生成して、３つのＦＥＴ１を“オフ”にする一方で、ＮＯＲゲート２が、３つのＦＥＴ２のゲートに供給される論理１を生成して、３つのＦＥＴ２を“オン”にし、その結果、図１Ａ中に矢印によって指し示すように、ビームフォーミングネットワークからアンテナへとＲＦが渡ることになる。
【０００７】
送信イネーブル論理１が取り除かれた又は論理１から論理０に変化された後、続く受信モードを待つために、受信イネーブルについて論理０のままであり、その結果、ＮＯＲゲート１は依然として論理０を生成し、ＮＯＲゲート２によって依然として論理１が生成され、３つのＦＥＴ１は“オフ”にとどまり続け、３つのＦＥＴ２は“オン”のままであり、故に、送信モードが維持される。
【０００８】
その後、受信イネーブル論理１が受信されると（なお、送信イネーブル論理１は、続く受信モードを待つために除去されている又は論理１から論理０に変化されている）、受信イネーブル論理１は、３つのＦＥＴ１を“オン”にするとともに３つのＦＥＴ２を“オフ”にし、それにより、図１Ｂ中に矢印によって示すように、アンテナによって受信されたＲＦがビームフォーミングネットワークまで渡ることになる。留意されたいことには、受信イネーブル信号が論理１から論理０に切り換わった後もシステムは受信モードのままである。何故なら、送信イネーブル上の論理０が論理１入力としてＮＯＲゲート２に供給され、それが３つのＦＥＴ２上に論理０を生成するからである。
【０００９】
これまた留意されたいことには、レーダーは、レーダーシステムが受信モードに切り換わり得る前に、送信要素群が完全にオフにされることを必要とする。このことに起因して、伝統的システムのガリウム砒素（ＧａＡｓ）ＦＥＴスイッチは、送信イネーブル及び受信イネーブルの双方で低論理レベルのためにＲＦルーティングスイッチに送られた最後の状態の論理レベルを保つことができた。送信経路は、送信パルスと受信リターンとの間のドウェル中でイネーブルされるが、ＨＰＡ  ＦＥＴ上のドレイン電圧は、送信チェーンのＧａＡｓ電力増幅器によってＲＦエネルギーが生成されないのに十分なほど速く低下する。
【００１０】
窒化ガリウム（ＧａＮ）ＭＭＩＣに基づくレーダーでは、これは困難になる。何故なら、送信モードがターンオフ（終了又はシャットダウン）されるときに、ＧａＮ  ＨＰＡ  ＦＥＴのインピーダンスがドレイン電圧の遅い減衰を引き起こすからである。この遅い減衰は、受信モードがターンオンされることができるまでの遅延を引き起こす。しかしながら、より最新の送信／受信モジュールで使用されるＧａＮベースのハイパワー増幅器（ＨＰＡ）では、電圧を迅速に排するためにブリーダ（流し出し）回路が使用されるときある。しかし、それはＣＬＣでは実用的でない。
【発明の概要】
【００１１】
本開示によれば、送信／受信モジュールが提供され、当該送信／受信モジュールは、スイッチと、負荷と、コントローラとを有し、コントローラは、該コントローラが当該送信／受信モジュールへの送信イネーブル信号を生成した後且つ該コントローラが当該送信／受信モジュールへの受信イネーブル信号を生成する前の時間インターバル中に、スイッチに供給されるレーダーエネルギーを負荷に結合させる。
【００１２】
一実施形態において、送信／受信モジュールが提供され、当該送信／受信モジュールは、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第３のスイッチと、負荷と、コントローラとを有する。コントローラは、これらスイッチに対する送信イネーブル信号及びそれに続く受信イネーブル信号を生成して、送信モードを開始するために第１のスイッチ、第２のスイッチ及び第３のスイッチに供給される送信イネーブル信号に応答して、レーダーシステムの送信器／受信器セクションからのレーダーエネルギーを、第１のスイッチを介して、次いで第３のスイッチに、次いで第２のスイッチに、そして次いでアンテナに結合させ、受信モードを開始するために第１のスイッチ、第２のスイッチ及び第３のスイッチに供給される受信イネーブル信号に応答して、アンテナによって受信されたレーダー信号を、第３のスイッチを介して、次いで第２のスイッチに、次いで第１のスイッチに、そして次いでレーダーシステムの送信器／受信器セクションに結合させ、且つ、送信イネーブル信号の後且つ受信イネーブル信号の前の時間インターバル中に、第１のスイッチに供給されるエネルギーを負荷に結合させて、第１のスイッチに供給されるエネルギーが第２のスイッチへと渡ることを阻止するように、第１のスイッチ、第２のスイッチ及び第３のスイッチを動作させる。
【００１３】
一実施形態において、送信／受信モジュールが提供され、当該送信／受信モジュールは、制御可能な減衰器と、該制御可能な減衰器に直列に結合された制御可能な位相シフタと、複数のスイッチと、コントローラとを有し、コントローラは、上記複数のスイッチに対する送信イネーブル信号及びそれに続く受信イネーブル信号を生成して、送信モードを開始するために上記複数のスイッチに供給される送信イネーブル信号に応答して、レーダーシステムの送信器／受信器セクションからのレーダーエネルギーを、上記複数のスイッチのうちの第１のスイッチを介して、次いで上記複数のスイッチのうちの第３のスイッチに、次いで上記直列に結合された制御可能な減衰器及び制御可能な位相シフタを介して、次いで上記複数のスイッチのうちの第２のスイッチに、そして次いでアンテナに結合させ、受信モードを開始するために上記複数のスイッチに供給される受信イネーブル信号に応答して、アンテナによって受信されたレーダー信号を、上記複数のスイッチのうちの第３のスイッチを介して、次いで上記直列に結合された制御可能な減衰器及び制御可能な位相シフタを介して、次いで上記複数のスイッチのうちの第２のスイッチに、次いで上記複数のスイッチのうちの上記第１のスイッチに、そして次いでレーダーシステムの送信器／受信器セクションに結合させ、且つ送信イネーブル信号の後且つ受信イネーブル信号の前の時間インターバル中に、上記複数のスイッチのうちの第１のスイッチに供給されるエネルギーを負荷に結合させて、上記複数のスイッチのうちの第１のスイッチに供給されるエネルギーが上記直列に結合された制御可能な減衰器及び制御可能な位相シフタへと渡ることを阻止するようにする。
【００１４】
一実施形態において、複数のスイッチのうちの第１のスイッチは、送信イネーブル信号に応答するときに所定の入力インピーダンスを有し、負荷は、所定の入力インピーダンスと同じインピーダンスを有する。
【００１５】
このような送信／受信モジュールを用い、第１のスイッチは、送信イネーブル及び受信イネーブルがどちらもオフ状態またはロー（低）状態にあるときに（すなわち、送信イネーブル信号が終了された時から、続く受信イネーブル信号が起こされるまでの間に）意図的に整合負荷に終端される共通ＲＦポートスイッチである。これは、ＧａＮ電力増幅器の送信チェーン上のドレイン電圧が減衰する間、ＲＦエネルギーを生成する送信モード用の経路を遮断する。これは、より迅速に受信モードがターンオンされることを可能にし、それ故に、レーダーシステム全体の能力を向上させる。換言すれば、送信モードと受信モードとの間のドウェル時間を大幅に短縮することができる。
【００１６】
本開示の１つ以上の実施形態の細部が、添付の図面及び以下の記載にて説明される。本開示のその他の特徴、目的及び利点が、これらの記載及び図面並びに請求項から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来技術に従った切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュールを有するレーダーシステムのブロック図である。
【図１Ａ】従来技術に従った、送信モードにて動作している図１のレーダーシステムで使用される切換可能Ｔ／Ｒモジュールの概略図である。
【図１Ｂ】従来技術に従った、受信モードにて動作している図１のレーダーシステムで使用される切換可能Ｔ／Ｒモジュールの概略図である。
【図１Ｃ】従来技術に従った図１のレーダーシステムの切換可能Ｔ／Ｒモジュールの動作で使用される真理値表である。
【図１Ｄ】従来技術に従った図１のレーダーシステムの切換可能Ｔ／Ｒモジュールのタイミング図である。
【図２】本開示に従った切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュールを有するレーダーシステムのブロック図である。
【図３】本開示に従った図２のレーダーシステムで使用される切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュールのうちの１つのブロック図である。
【図３Ａ】本開示に従った、送信イネーブル信号に応答して送信モードで動作している図２の切換可能Ｔ／Ｒモジュールの概略図である。
【図３Ｂ】本開示に従った、受信イネーブル信号に応答して受信モードで動作している図２のレーダーシステムで使用される切換可能Ｔ／Ｒモジュールの概略図である。
【図３Ｃ】本開示に従った、送信モード信号又は受信モード信号のいずれもない終端モードで動作している図２のレーダーシステムで使用される切換可能Ｔ／Ｒモジュールの概略図である。
【図４】本開示に従った図３の切換可能Ｔ／Ｒモジュールの動作で使用される真理値表である。
【図５】本開示に従った図３の切換可能Ｔ／Ｒモジュールの動作のタイミング図である。
【００１８】
様々な図中の似通った参照符号は同様の要素を指し示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に図２を参照するに、レーダーシステム１０が示されている。ここでは、レーダーシステム１０は、ｎ個のアンテナ素子１２１−１２ｎのアレイを有するフェーズドアレイレーダーシステムであり、ｎは１より大きい整数である。これらｎ個のアンテナ素子の各々が、複数の、ｎ個の、相等しい切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール１４１−１４ｎのうちの対応する１つに結合されており、それらのうちの例示的な１つ（ここではモジュール１４１）がより詳細に示されている。ｎ個の切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール１４１−１４ｎは、図示のように、フィードネットワーク１８を介して送信／受信セクション１６に結合される。ｎ個の切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール１４１−１４ｎの各々への位相及び減衰信号のセットを生成し、それにより、送信モード又はそれに続く受信モードの双方においてコリメートされ且つ方向付けられた放射線ビームを生成するために、ビームステアリングコンピュータ２０が設けられる。送信モード又は受信モードは、それぞれ、システムコントローラ２２によってｎ個の切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール１４１−１４ｎに対して生成される送信イネーブル信号又は受信イネーブル信号に応答して選択される。
【００２０】
切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール１４１−１４ｎの各々は、例示としての切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール１４１に関して示すように、図示のように構成された、３つのＴ／ＲスイッチＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３（ここではＧａＡｓ  ＦＥＴ）のセットと、第１の対のＧａＡｓ増幅器２８ａ、２８ｂを有する増幅器セクションと、ビームステアリングコンピュータ２０によって生成される位相信号によって制御されるデジタル制御位相シフタ３０と、ビームステアリングコンピュータ２０によって生成される減衰信号によって制御されるデジタル制御減衰器３２と、第２の対のＧａＡｓ増幅器２８ｃ、２８ｄと、アンテナ素子１２１に結合されたサーキュレータ３４と、図３Ａ及び３Ｂに関連して更に詳細に説明するようにして３つのＴ／ＲスイッチＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３のための論理信号を生成するために、システムコントローラ２２によって生成される送信イネーブル信号及び受信イネーブル信号に応答するＣＬＣ制御インタフェース３６（ここでは例えばＧａＮ又はＧａＡｓ）と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）セクション３８と、ハイパワー増幅器（ＨＰＡ）セクション４０とを含んでいる。ＨＰＡセクション４０は、ＧａＮテクノロジであり、図３に示すように、ドレイン電極Ｄが＋ＶＤＤに接続された、コモン（接地）ソース電極（Ｓ）接続されたＧａＮ  ＦＥＴを含み、コモンソース電極（Ｓ）接続されたＧａＮ  ＦＥＴのゲート電極Ｇは、Ｔ／ＲスイッチＳＷ２によって給電される。なお、図３における３つのＴ／ＲスイッチＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３の位置は、送信モードにあるように示されており（すなわち、スイッチ“ブレード”２１（図２）が下方位置にあるように示されており）、それ故に、フィードネットワーク１８からのＲＦエネルギーが、ＳＷ１からＳＷ３へ、第２の対のＧａＡｓ増幅器２８ａ、２８ｂを介して、減衰器３２を介して位相シフタ３０へ、ＳＷ２を介してＨＰＡセクション４０へ、サーキュレータ３４へ、そして最終的にアンテナ素子１２１まで渡る。受信モードでは、図３における３つのＴ／ＲスイッチＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３の“ブレード２１”の位置が上方位置となり、それ故に、アンテナ１２１によって受信されたＲＦエネルギーが、サーキュレータ３４を介してＬＮＡセクション３８へ、ＳＷ３へ、第１の対のＧａＡｓ増幅器２８ａ、２８ｂを介して可変減衰器３２へ、デジタル位相シフタ３０へ、ＳＷ２を介してＳＷ１へ、そしてフィードネットワーク１８まで渡る。ここでは、送信モードと受信モードとの間で、システムコントローラ２２によって生成される送信イネーブル及び受信イネーブルの論理信号がどちらも論理０であるとき、ＣＬＣ制御インタフェース３６は、ＳＷ１に対して、電力消散負荷４２をフィードネットワーク１８に結合するようにＳＷ１を動作させる論理信号を生成する。従って、留意されたいことには、スイッチＳＷ１は送信モード及び受信モードの双方においてＲＦビームフォーミングネットワーク１８（図２）に接続されるので、スイッチＳＷ１を共通ＲＦスイッチと見なすことができる。これまた留意されたいことには、送信モード中のビームフォーミングネットワーク１８からのスイッチＳＷ１への入力インピーダンスは、所定の入力インピーダンスであり、ここでは例えば５０オームである。ここで、負荷４２は、スイッチＳＷ１の入力インピーダンスに整合されたインピーダンスを有し、それ故に、ここでは５０オームである。すなわち、スイッチＳＷ１が、インピーダンス整合された電力消散負荷４２にて終端される。
【００２１】
より具体的には、図３Ａ及び３Ｂに関連して更に詳細に説明するように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３の各々はＦＥＴスイッチ（ここではガリウム砒素（ＧａＡｓ）ＦＥＴスイッチ）を含む。従って、送信モードがターンオフ（終了又はシャットダウン）されるときにＧａＮハイパワー増幅器（ＨＰＡ）４０がドレイン電圧の遅い減衰を引き起こす間、ここでは、送信イネーブル信号及び受信イネーブルがどちらもロー状態すなわち論理０状態にあるときに整合負荷４２に意図的に終端されるＲＦポートをスイッチＳＷ１が含むことにより、その効果は、ＦＥＴのドレイン電圧がＧａＮハイパワー増幅器（ＨＰＡ）４０上で減衰する間、ＲＦエネルギーを生成する送信モード用の経路を遮断するというものである。これは、より迅速に受信モードがターンオンされることを可能にし、それ故に、レーダーシステム全体の能力を向上させる。換言すれば、送信モードと受信モードとの間のドウェル時間を大幅に短縮することができる。
【００２２】
次に図３を参照するに、例示的な切換可能送信／受信（Ｔ／Ｒ）モジュール１４１が更に詳細に示されている。なお、スイッチＳＷ１は、ＦＥＴ  Ａ、ＦＥＴ  Ｂ、及びＦＥＴ  Ｃという３つのＦＥＴを有する。ＳＷ１の３つのＦＥＴ（ＦＥＴ  Ａ、ＦＥＴ  Ｂ、及びＦＥＴ  Ｃ）のソース電極は、フィードネットワーク１８（図２）に接続され、これら３つのＦＥＴのゲート電極は、後述する制御信号によって給電され、ＳＷ１のＦＥＴ  Ａのドレイン電極は、ＳＷ３のＦＥＴ  Ｂのソース電極に接続され、ＳＷ１のＦＥＴ  Ｂのドレイン電極は、図示のように、ＳＷ２のＦＥＴ  Ａのソース電極に接続され、そして、ＳＷ１のＦＥＴＣのドレイン電極は、図示のように、整合負荷４２を介してグランドに接続される。
【００２３】
スイッチＳＷ２は、ＦＥＴ  Ａ及びＦＥＴ  Ｂという２つのＦＥＴを有する。ＳＷ２のＦＥＴ  Ａは、そのドレインを、図示のように、ＳＷ２のＦＥＴ  Ｂのドレイン電極及び増幅器２８ｄの出力に接続させている。ＳＷ２のＦＥＴ  Ｂのソース電極は、図示のように、ＨＰＡ４０の入力に接続される。
【００２４】
スイッチＳＷ３は、ＦＥＴ  Ａ及びＦＥＴ  Ｂという２つのＦＥＴを有する。ＳＷ３のＦＥＴ  Ａは、そのドレイン電極を、図示のように、ＳＷ３のＦＥＴ  Ｂのドレイン電極及び増幅器２８ａの入力に接続させている。ＳＷ３のＦＥＴ  Ａのソース電極は、図示のように、ＬＮＡ３８の出力に接続される。
【００２５】
ＣＬＣインタフェース３６は、インバータ５０、５２、６１、及び６３と、ＮＯＲゲート５４、５６、５８、及び６０と、ＮＡＮＤゲート６２を含み、これら全てが図示のように構成される。ＮＡＮＤゲート６２の出力が、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  Ｃのゲート電極に対する制御信号を提供し、ＮＯＲゲート５８の出力が、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  ＡとスイッチＳＷ２及びＳＷ３のＦＥＴ  Ｂとに対する制御信号を提供し、そして、ＮＯＲゲート６０の出力が、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  ＢとスイッチＳＷ２及びＳＷ３のＦＥＴ  Ａとに対する制御信号を提供する。ＣＬＣインタフェース３６に関する真理値表を図４に示し、タイミング図を図５に示す。
【００２６】
図３Ａも参照するに、システムコントローラ２２（図２）によって提供される送信イネーブル信号に応答して、受信イネーブル信号論理０及び送信イネーブル信号論理１により、インバータ５２、ＮＯＲゲート５８、インバータ６１、及びインバータ６３は論理１信号を生成し、ＮＯＲゲート５６、ＮＯＲゲート５４、ＮＡＮＤゲート６２、ＮＯＲゲート６０、及びインバータ５０は論理０信号を生成する。故に、ＮＯＲゲート５８によって生成される論理１信号が、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  Ａ、スイッチＳＷ２のＦＥＴ  Ｂ、及びスイッチＳＷ  ３のＦＥＴ  Ｂをターンオンさせ、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  Ａ並びにスイッチＳＷ２及びＳＷ３のＦＥＴ  Ｂを介して、ＲＦ電力をアンテナ１２１に渡す。なお、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  Ｂ並びにスイッチＳＷ２及びＳＷ３のＦＥＴ  Ａは、ＮＯＲゲート６０によって生成される論理０信号によってターンオフされる。また、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  Ｃは、ＮＡＮＤゲート６２によって生成される論理０によってターンオフされる。
【００２７】
図５のタイミング図及び図４の真理値表に示すように、送信イネーブル論理１信号が論理０に戻された後、受信イネーブル信号が依然として論理０状態にある状態で、後述するように、スイッチＳＷ１のポートＰが整合負荷４２を介してグランドに結合されるように、ＳＷ１のＦＥＴ  Ａ及びＢがターンオフされ、ＦＥＴ  Ｃがターンオンされる。より具体的には、図３Ｃも参照するに、送信イネーブル上の論理０信号及び受信イネーブル上の論理０に応答して、ＮＯＲゲート５８及び６０が論理０を生成して、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３内のＦＥＴ  Ａ及びＦＥＴ  Ｂをターンオフさせる一方で、ＮＡＮＤゲート６２が論理１信号を生成して、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  Ｃをターンオンさせ、それにより、スイッチＳＷ１のポートＰが整合負荷４２を介してグランドに結合されることになる。
【００２８】
図３Ｂも参照するに、システムコントローラ２２（図２）によって提供される受信イネーブル信号に応答して、インバータ５２、ＮＯＲゲート５８、ＮＯＲゲート５４、ＮＯＲゲート５６、及びＮＡＮＤゲート６２は、論理０信号を生成し、インバータ６１、インバータ６３、インバータ５０、及びＮＯＲゲート６０は論理１信号を生成する。故に、ＮＯＲゲート６０によって生成される論理１信号が、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  Ｂ並びにスイッチＳＷ２及びＳＷ３のＦＥＴ  Ａをターンオンさせ、そして、ＲＦ電力が、アンテナ素子１２１から、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  Ｂ並びにスイッチＳＷ２及びＳＷ３のＦＥＴ  Ａを介して、フィードネットワーク１８（図２）まで渡る。なお、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  Ａ並びにスイッチＳＷ２及びＳＷ３のＦＥＴ  Ｂは、ＮＯＲゲート５８によって生成される論理０信号によってターンオフされる。また、スイッチＳＷ１のＦＥＴ  Ｃは、ＮＡＮＤゲート６２によって生成される論理０によってターンオフされる。
【００２９】
もはや理解されるはずのことには、本開示に従った送信／受信モジュールは、スイッチと、負荷と、コントローラであり、該コントローラが当該送信／受信モジュールへの送信イネーブル信号を生成した後且つ該コントローラが当該送信／受信モジュールへの受信イネーブル信号を生成する前の時間インターバル中に、スイッチに供給されるレーダーエネルギーを前記負荷に結合させるコントローラとを含む。
【００３０】
これまたもはや理解されるはずのことには、本開示に従った送信／受信モジュールは、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第３のスイッチと、負荷と、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを、送信モードを開始するために前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチに供給される送信イネーブル信号に応答して、レーダーシステムの送信器／受信器セクションからのレーダーエネルギーを、前記第１のスイッチを介して、次いで前記第３のスイッチに、次いで前記第２のスイッチに、そして次いでアンテナに結合させ、受信モードを開始するために前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチに供給される受信イネーブル信号に応答して、前記アンテナによって受信されたレーダー信号を、前記第３のスイッチを介して、次いで前記第２のスイッチに、次いで前記第１のスイッチに、そして次いで前記レーダーシステムの前記送信器／受信器セクションに結合させ、且つ前記送信イネーブル信号の後且つ前記受信イネーブル信号の前の時間インターバル中に、前記第１のスイッチに供給されるエネルギーを負荷に結合させて、前記第１のスイッチに供給される前記エネルギーが前記第２のスイッチへと渡ることを阻止する、ように動作させるコントローラとを含む。
【００３１】
これまたもはや理解されるはずのことには、本開示に従った送信／受信モジュールは、制御可能な減衰器と、前記制御可能な減衰器に直列に結合された制御可能な位相シフタと、複数のスイッチと、前記複数のスイッチに対する送信イネーブル信号及びそれに続く受信イネーブル信号を生成して、送信モードを開始するために前記複数のスイッチに供給される前記送信イネーブル信号に応答して、レーダーシステムの送信器／受信器セクションからのレーダーエネルギーを、前記複数のスイッチのうちの第１のスイッチを介して、次いで前記複数のスイッチのうちの第３のスイッチに、次いで前記直列に結合された制御可能な減衰器及び制御可能な位相シフタを介して、次いで前記複数のスイッチのうちの第２のスイッチに、そして次いでアンテナに結合させ、受信モードを開始するために前記複数のスイッチに供給される前記受信イネーブル信号に応答して、前記アンテナによって受信されたレーダー信号を、前記複数のスイッチのうちの前記第２のスイッチを介して、次いで前記直列に結合された制御可能な減衰器及び制御可能な位相シフタを介して、次いで前記複数のスイッチのうちの前記第３のスイッチに、次いで前記複数のスイッチのうちの前記第１のスイッチに、そして次いで前記レーダーシステムの前記送信器／受信器セクションに結合させ、且つ前記送信イネーブル信号の後且つ前記受信イネーブル信号の前の時間インターバル中に、前記複数のスイッチのうちの前記第１のスイッチに供給されるエネルギーを負荷に結合させて、前記複数のスイッチのうちの前記第１のスイッチに供給される前記エネルギーが前記直列に結合された制御可能な減衰器及び制御可能な位相シフタへと渡ることを阻止する、ようにするコントローラとを含む。
【００３２】
この送信／受信モジュールは、以下の特徴のうちの１つ以上を、独立に、又は他の特徴と組み合わせて含み得る：前記複数のスイッチのうちの前記第１のスイッチは、前記送信イネーブル信号に応答するときに所定の入力インピーダンスを有し、前記負荷は、前記所定の入力インピーダンスと同じインピーダンスを有する；又は、前記複数のスイッチのうちの前記第２のスイッチの出力に結合されたＧａＮ増幅器。
【００３３】
本開示の多数の実施形態を説明してきた。そうとはいえ、理解されるように、本開示の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更が為され得る。従って、その他の実施形態も以下の請求項の範囲内にある。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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