(57)【要約】  位相制御のみでなく振幅制御も連続的に行うための送信モジュールを実現し、かつ、その振幅、位相ばらつきを抑え、さらに、送信モジュール内の高周波増幅器の高効率化を実現する。また、送信モジュールを用いたフェーズドアレイアンテナ装置として、大きな指向性利得、低いサイドローブレベル、低消費電力化を実現する。  高周波増幅器３の電源電圧を可変設定する電源電圧制御手段と、振幅制御手段、位相制御手段および電源電圧制御手段を制御する制御回路７とを備え、制御回路７および電源電圧制御手段は、高周波増幅器３の出力電力に応じて電源電圧を制御する。
2011108103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波増幅器と、
前記高周波増幅器の入力信号の利得を可変設定する振幅制御手段と、
前記高周波増幅器の入力信号の位相を可変設定する位相制御手段と
により構成された送信モジュールにおいて、
前記高周波増幅器の電源電圧を可変設定する電源電圧制御手段と、
前記振幅制御手段、前記位相制御手段および前記電源電圧制御手段を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路および前記電源電圧制御手段は、前記高周波増幅器の出力電力に応じて前記電源電圧を制御することを特徴とする送信モジュール。
【請求項２】
前記制御回路は、前記電源電圧の変化に応じて発生する前記高周波増幅器の利得および通過位相の各変化を補償するように、前記振幅制御手段および前記位相制御手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の送信モジュール。
【請求項３】
前記制御回路および前記電源電圧制御手段は、前記高周波増幅器の利得が一定となるように、前記電源電圧を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信モジュール。
【請求項４】
前記高周波増幅器の出力電力に対する電源電圧設定値と、前記振幅制御手段に対する利得変化設定値と、前記位相制御手段に対する位相変化設定値とが格納された制御テーブルを備え、
前記制御回路および前記電源電圧制御手段は、前記電源電圧設定値に基づいて前記電源電圧を制御し、
前記制御回路および前記振幅制御手段は、前記利得変化設定値に基づいて前記利得を制御し、
前記制御回路および前記位相制御手段は、前記位相変化設定値に基づいて前記位相を制御することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項５】
前記高周波増幅器の出力信号の位相を検出する第１の位相検出手段を備え、
前記制御回路および前記位相制御手段は、前記第１の位相検出手段により検出された出力位相情報に基づいて、前記位相を制御することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項６】
前記高周波増幅器の入力信号の位相を検出する第２の位相検出手段を備え、
前記制御回路および前記位相制御手段は、前記第１および第２の位相検出手段により検出された出力位相情報および入力位相情報に基づいて、前記位相を制御することを特徴とする請求項５に記載の送信モジュール。
【請求項７】
前記入力位相情報と前記出力位相情報との位相差を検出する位相差検出手段を備え、
前記制御回路および前記位相制御手段は、前記位相差検出手段により検出された位相差情報に基づいて、前記位相を制御することを特徴とする請求項６に記載の送信モジュール。
【請求項８】
温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御回路および前記振幅制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度情報に基づいて前記利得を制御し、
前記制御回路および前記位相制御手段は、前記温度情報に基づいて前記位相を制御することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項９】
前記電源電圧制御手段は、ＤＣ−ＤＣコンバータを含むことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１０】
前記振幅制御手段は、可変利得増幅器を含むことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１１】
前記振幅制御手段は、可変減衰器を含むことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１２】
前記位相制御手段は、移相器を含むことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１３】
前記位相制御手段は、
発振器と、前記振幅制御手段の入力側に接続された周波数変換器と、前記周波数変換器の入力側に接続されたＤＤＳとを含み、
前記ＤＤＳで発生したベースバンド信号を、前記発振器で発生したローカル信号と前記周波数変換器とを用いて周波数変換することにより、前記高周波増幅器の入力信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１４】
前記位相制御手段は、
発振器と、前記振幅制御手段の入力側に接続された周波数変換器と、前記発振器と前記周波数変換器との間に挿入された移相器とを含み、
前記周波数変換器に入力されるベースバンド信号を、前記発振器で発生したローカル信号と前記周波数変換器とを用いて周波数変換することにより、前記高周波増幅器の入力信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１５】
前記位相制御手段は、
発振器と、前記振幅制御手段の入力側に接続された第１の周波数変換器と、前記発振器と前記第１の周波数変換器との間に挿入された第２の周波数変換器と、前記第２の周波数変換器に接続された第１のＤＤＳとを含み、
前記発振器および前記第１のＤＤＳの各出力信号を第２の周波数変換器で周波数変換した信号をローカル信号として用い、前記第１の周波数変換器に入力されるベースバンド信号を、前記ローカル信号と前記第１の周波数変換器とを用いて周波数変換することにより、前記高周波増幅器の入力信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１６】
前記位相制御手段は、
前記周波数変換器の入力側に接続されて前記ベースバンド信号を生成するＤＤＳを含み、
前記高周波増幅器で発生する通過位相の変化を補償するために、前記ＤＤＳを用い、
フェーズドアレイアンテナ装置のビーム形成のために、前記移相器を用いることを特徴とする請求項１４に記載の送信モジュール。
【請求項１７】
前記位相制御手段は、
前記周波数変換器の入力側に接続されて前記ベースバンド信号を生成する第２のＤＤＳを含み、
前記第１の高周波増幅器で発生する通過位相の変化を補償するために、前記第２のＤＤＳを用い、
フェーズドアレイアンテナ装置のビーム形成のために、前記第１のＤＤＳを用いることを特徴とする請求項１５に記載の送信モジュール。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７までのいずれか１項に記載の送信モジュールも用いたフェーズドアレイアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フェーズドアレイアンテナ装置に用いられる送信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フェーズドアレイアンテナ装置に用いる送信モジュールにおいては、送信モジュール内の高周波増幅器（高出力増幅器）の低消費電力化を目的とした高効率動作に加えて、アンテナの指向性を変化させるために、出力信号の位相を制御する手段が必要である。また、ビーム形成を行うために、フェーズドアレイアンテナの各素子アンテナに接続される送信モジュール間の振幅誤差および位相誤差を抑える必要がある。【０００３】
従来から、フェーズドアレイアンテナ装置に用いられる送信モジュールは、高周波増幅器および移相器を備え、高周波増幅器により信号を増幅し、かつ、移相器によりビーム形成を行うために、各送信モジュールの位相を制御するように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。【０００４】
また、従来から、複数の送信モジュールを用いたフェーズドアレイアンテナ装置においては、出力電力が同じ送信モジュールを用いてフェーズドアレイアンテナを形成する際に、素子アンテナを間引くことによって振幅分布を与えることにより、位相のみでなく振幅も制御し、十分な指向性利得を得るとともに、サイドローブレベルを低減する方法が提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。【０００５】
さらに、非特許文献１に記載のフェーズドアレイアンテナ装置においては、精度を向上させるために、また、フェーズドアレイアンテナ装置の消費電力を低減するために、飽和出力電力の異なる送信モジュールを複数用意し、アンテナの間引き、およびアンテナの組み合わせが行われている。【０００６】
この場合、飽和出力電力が同じ送信モジュールを用いてフェーズドアレイアンテナを形成する際に、アンテナを間引くことによって適切な振幅分布を与え、位相のみでなく振幅も制御し、十分な指向性利得を取得すること、または、サイドローブレベルを低減することを実現している。
また、飽和出力電力の異なる送信モジュールを複数用意し、アンテナの間引きと組み合わせとによって振幅分布を与えることにより、アンテナ装置の消費電力を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７４０９０号公報、図１（ａ）、図３、図４
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｒｏｂｅｒｔ  Ｊ．Ｍａｉｌｌｏｕｘ，「Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」，Ａｒｔｅｃｈ  Ｈｏｕｓｅ  Ｉｎｃ．，１９９４．Ｓｅｃｔｉｏｎ  ２．４．２  Ｆｉｇ．２．１３，Ｓｅｃｔｉｏｎ  ２．４．３  Ｆｉｇ．２．１７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の送信モジュールは、たとえば特許文献１においては、高周波増幅器が移相器を含み、信号を増幅し、かつビーム形成を行うために、各送信モジュールの位相を制御可能に構成されているが、送信モジュール間の振幅誤差および位相誤差については、特に触れられておらず、送信モジュール間の振幅誤差および位相誤差を各モジュールで等しくするように、ばらつきを管理する必要があり、コストが高くなるという課題があった。【００１０】
また、各送信モジュールの振幅を制御する手段を備えていないことから、送信モジュールの出力電力がすべて同じになるので、特許文献１に記載の送信モジュールを用いてフェーズドアレイアンテナ装置を形成した場合には、各アンテナ素子から放射される信号の位相のみしか制御することができず、アンテナの十分な指向性利得を得ることができない、または、サイドローブレベルを十分に低減することができないという課題があった。
さらに、振幅制御を行うために、一部の送信モジュール出力電力を低く抑えることも考えられるが、この場合には、出力電力を低くした送信モジュール内の高周波増幅器の効率が低くなってしまい、アンテナ装置の消費電力が大きくなるという課題があった。【００１１】
一方、非特許文献１によるフェーズドアレイアンテナ装置の位相および振幅の制御方法においては、間引きによって離散的に振幅分布を与えているものの、連続的ではないうえ、大きく振幅分布を与える場合には、振幅が小さな箇所については素子アンテナの間隔が大きくなりすぎるので、連続的に振幅分布を与えた場合に得られる大きな指向性利得や、サイドローブレベルの低減を実現することができないという課題があった。【００１２】
また、飽和出力電力の異なる送信モジュールを複数用意した場合においては、振幅が小さな箇所について、素子アンテナの間隔が大きくなりすぎる課題が解消されることはなく、また、飽和出力電力の異なる送信モジュール間の振幅誤差および位相誤差を小さくすることは困難なので、誤差が大きくなるうえ、複数の飽和出力電力の異なる送信モジュールを開発する必要があることから、コストが高くなるという課題があった。【００１３】
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あり、フェーズドアレイアンテナ装置において、位相制御のみでなく振幅制御も連続的に行うための送信モジュールを実現し、かつ、その振幅、位相ばらつきを抑え、さらに、送信モジュール内の高周波増幅器の高効率化を実現することを目的とする。
また、送信モジュールを用いたフェーズドアレイアンテナ装置として、大きな指向性利得、低いサイドローブレベル、低消費電力化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る送信モジュールは、高周波増幅器と、高周波増幅器の入力信号の利得を可変設定する振幅制御手段と、高周波増幅器の入力信号の位相を可変設定する位相制御手段とにより構成された送信モジュールにおいて、高周波増幅器の電源電圧を可変設定する電源電圧制御手段と、振幅制御手段、位相制御手段および電源電圧制御手段を制御する制御回路とを備え、制御回路および電源電圧制御手段は、高周波増幅器の出力電力に応じて電源電圧を制御するものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、位相制御のみでなく振幅制御も連続的に行うための送信モジュールを実現し、かつ、その振幅、位相ばらつきを抑え、さらに、送信モジュール内の高周波増幅器の高効率化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施例１に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例１）
【図２】この発明の実施例１における電源電圧の変化時の入出力特性の測定結果を示す説明図である。（実施例１）
【図３】この発明の実施例１における出力電力依存性を示す説明図である。
【図４】この発明の実施例２に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例２）
【図５】この発明の実施例３に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例３）
【図６】この発明の実施例４に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例４）
【図７】この発明の実施例５に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例５）
【図８】この発明の実施例６に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例６）
【図９】この発明の実施例７に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例７）
【図１０】図９内の制御テーブルに格納されたデータ例を示す説明図である。（実施例７）
【図１１】この発明の実施例８に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例８）
【図１２】図１１内の制御テーブルに格納されたデータ例を示す説明図である。（実施例８）
【図１３】この発明の実施例９に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例９）
【図１４】この発明の実施例１０に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例１０）
【図１５】この発明の実施例１１に係る送信モジュールを示す回路ブロック図である。（実施例１１）
【図１６】この発明の実施例１２に係るフェーズドアレイアンテナ装置を示す回路ブロック図である。（実施例１２）
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施例１）
図１はこの発明の実施例１に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、図１（ａ）、図１（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示している。
図１（ａ）において、送信モジュールは、高周波信号入力端子１と、高周波信号出力端子２と、高周波増幅器３と、可変利得増幅器４と、可変電圧源５と、移相器６と、制御回路７と、高周波増幅器３の電源端子８と、可変利得増幅器４（利得制御手段、振幅制御手段）の制御端子９と、移相器６（位相制御手段）の制御端子１０と、可変電圧源５（電源電圧制御手段）の制御端子１１と、可変電圧源５の電源端子１２とを備えている。
【００１８】
一方、図１（ｂ）においては、図１（ａ）内の可変利得増幅器４に代えて、可変減衰器１３を備えている。
図１（ａ）および図１（ｂ）の各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
【００１９】
次に、図１（ａ）に示した送信モジュールの動作について説明する。ここでは、代表的に、図１（ａ）の回路構成において説明し、同様の図１（ｂ）については、動作説明を省略する。
高周波信号入力端子１から入力された高周波信号は、移相器６により位相制御され、可変利得増幅器４により振幅制御された後、高周波増幅器３により所要の出力電力まで増幅され、高周波信号出力端子２から出力される。これにより、高周波信号の位相のみでなく振幅も制御することができる。
【００２０】
高周波増幅器３の電源電圧は、可変電圧源５から、高周波増幅器３の電源端子８を介して供給される。また、電源電圧は、可変電圧源５の電源端子１２から印加された電圧に基づいて生成され、可変電圧源の制御端子１１を介して、制御回路７により制御される。
なお、制御回路７には、高周波増幅器３の入出力特性（出力電圧の値を含む）が、既知のデータ値としてあらかじめ格納されているものとする。
【００２１】
移相器６の通過位相は、移相器６（位相制御手段）の制御端子１０を介して、制御回路７によって制御される。
同様に、可変利得増幅器４の利得は、可変利得増幅器４（利得制御手段、振幅制御手段）の制御端子９を介して、制御回路７によって制御される。
【００２２】
図２は高周波増幅器３（３段増幅器）の入出力特性の測定結果を示す説明図であり、図２（ａ）は効率［％］の出力電力依存性、図２（ｂ）は利得［ｄＢ］の出力電力依存性、図２（ｃ）は通過位相［ｄｅｇ］の出力電力依存性、をそれぞれ示している。
【００２３】
図２（ａ）〜図２（ｃ）において、横軸は出力電力Ｐｏｕｔ［ｄＢｍ］であり、ここでは、３段増幅器のすべての電源電圧Ｖｃ［Ｖ］を１Ｖ〜４Ｖの範囲で変化させた場合の各測定結果が示されている。なお、測定周波数は、２．５ＧＨｚである。
【００２４】
図２（ａ）において、特性曲線が左側にシフトするように電源電圧Ｖｃを低くすると、効率が最大（極大）となる出力電力Ｐｏｕｔが低くなる。
したがって、図１（ａ）に示す送信モジュールにおいては、送信モジュール内の高周波増幅器３の出力電力Ｐｏｕｔが低くなるにつれて、電源電圧が低くなるように制御することにより、高周波増幅器３の効率を高めることが可能なことが分かる。
【００２５】
すなわち、フェーズドアレイアンテナ装置において、各素子アンテナの出力信号に振幅分布を持たせる場合に、出力電力が小さい素子アンテナに接続する送信モジュールにおいては、送信モジュール内の高周波増幅器３の出力電力の低下にともなって電源電圧が低くなるように制御することにより、高周波増幅器３の効率を高めることができ、フェーズドアレイアンテナ装置としての消費電力を低減させることができる。
【００２６】
一方、図２（ｂ）、図２（ｃ）において、高周波増幅器３の利得および通過位相は、電源電圧Ｖｃの変化にともなって変化するので、フェーズドアレイアンテナ装置を構成する他の送信モジュールとの間で、振幅誤差および位相誤差が発生することが分かる。
ただし、図１（ａ）の送信モジュールにおいては、可変利得増幅器４（振幅制御手段）を、可変利得増幅器４（利得制御手段）の制御端子９を介して、制御回路７により制御することによって、高周波増幅器３の電源電圧の変化による利得変化を補償することができる。
【００２７】
同様に、移相器６（位相制御手段）を、移相器６（位相制御手段）の制御端子１０を介して、制御回路７により制御することによって、高周波増幅器３の電源電圧の変化による通過位相変化を補償することができる。
これにより、フェーズドアレイアンテナ装置を構成する他の送信モジュールとの間の振幅誤差および位相誤差を低減することができる。
【００２８】
図３は出力電力依存性を示す説明図であり、図３（ａ）は電源電圧Ｖｃ［Ｖ］の出力電力依存性、図３（ｂ）は効率［％］の出力電力依存性、図３（ｃ）は利得［ｄＢ］および通過位相［ｄｅｇ］の出力電力依存性、をそれぞれ示している。
【００２９】
図３（ａ）〜図３（ｃ）においては、図２（電源電圧Ｖｃを変えた場合の３段増幅器の入出力特性の測定結果データ）に基づき、「効率最大電源電圧制御（高周波増幅器３の効率が最大となるように、出力電力に応じて電源電圧を制御）」した場合と、「利得一定電源電圧制御（高周波増幅器３の利得が２９［ｄＢ］で一定となるように、出力電力に応じて電源電圧を制御）」した場合とにおける、出力電力依存性が示されている。
【００３０】
図３（ｂ）においては、電源電圧Ｖｃを制御せずに、４Ｖで一定とした場合の効率［％］の出力電力依存性も、合わせて示されている（黒四角による特性曲線参照）。
図３（ｂ）から明らかなように、電源電圧Ｖｃを制御しない場合（黒四角の特性曲線）と比較して、効率最大電源電圧制御（黒三角の特性曲線）においても、利得一定電源電圧制御（黒丸の特性曲線）においても、出力電力Ｐｏｕｔが低い場合には、大幅に効率が高くなっていることが分かる。
【００３１】
したがって、図１（ａ）の送信モジュールにおいて、出力電力に応じて効率が最大となるように、高周波増幅器３の電源電圧を制御すること、または、利得が一定となるように高周波増幅器３の電源電圧を制御することにより、送信モジュール内の高周波増幅器３の効率を高くすることができる。
【００３２】
また、図３（ｃ）（利得および通過位相の出力電力依存性）において、出力電力Ｐｏｕｔに応じて、効率［％］が最大となるように３段増幅器の電源電圧Ｖｃを制御した場合（黒丸の特性曲線）と比較して、利得が一定となるよう３段増幅器（高周波増幅器３）の電源電圧Ｖｃを制御した場合（黒三角の特性曲線）には、利得が一定になるとともに、通過位相の変化についても大幅に小さく抑制されていることが分かる。
【００３３】
したがって、図１（ａ）の送信モジュールにおいて、出力電力に応じて利得が一定となるように、高周波増幅器３の電源電圧を制御することにより、高周波増幅器３の利得を一定にすることができ、通過位相の変化も小さくすることができる。
【００３４】
これにより、送信モジュールの入力信号の振幅および位相が変わらないとした場合に、出力電力の変化に応じて高周波増幅器３の電源電圧を変化させた場合には、高周波増幅器３の利得変化が生じないので、可変利得増幅器４（振幅制御手段）の利得の制御は、出力電力に合わせて線形に制御すればよく、制御を簡単にすることができる。
【００３５】
また、高周波増幅器３の通過位相の変化も小さく抑制することができるので、移相器６（位相制御手段）の制御範囲も小さくなり、高精度に位相を制御することができる。
また、フェーズドアレイアンテナの各素子アンテナから出力される信号に対して求められる振幅誤差および位相誤差によっては、位相に対する制御を不要にすることができる。
【００３６】
以上、図１（ａ）の送信モジュールによる効果について説明したが、図１（ｂ）の送信モジュールについても、図１（ａ）の送信モジュールと比較して、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４の代わりに可変減衰器１３を用いている点のみが異なるので、図１（ａ）の送信モジュールと同様の作用効果を奏することは言うまでもない。
【００３７】
また、図１（ａ）および図１（ｂ）の送信モジュールにおいては、可変電圧源５としてＤＣ−ＤＣコンバータを想定し、高周波増幅器３の電源端子８に供給する可変電圧源５に対して制御端子１１および電源端子１２を設けているが、可変電圧源５の内部で基準となる電圧を生成して、可変電圧源５の電源端子１２を設けない構成としてもよい。
【００３８】
以上のように、この発明の実施例１（図１）に係る送信モジュールは、高周波増幅器３と、高周波増幅器３の入力信号の利得を可変設定する振幅制御手段（可変利得増幅器４、可変減衰器１３）と、高周波増幅器３の入力信号の位相を可変設定する移相器６（位相制御手段）、高周波増幅器３の電源電圧を可変設定する可変電圧源５（電源電圧制御手段）と、振幅制御手段、位相制御手段および電源電圧制御手段を制御する制御回路７とを備え、制御回路７および可変電圧源５（電源電圧制御手段）は、高周波増幅器３の出力電力に応じて電源電圧を制御する。
【００３９】
制御回路７は、電源電圧の変化に応じて発生する高周波増幅器３の利得および通過位相の各変化を補償するように、振幅制御手段（可変利得増幅器４、可変減衰器１３）および移相器６（位相制御手段）を制御する。
また、制御回路７および可変電圧源５（電源電圧制御手段）は、高周波増幅器３の利得が一定となるように、電源電圧を制御する。
【００４０】
可変電圧源５（電源電圧制御手段）は、ＤＣ−ＤＣコンバータを含み、振幅制御手段は、図１（ａ）内の可変利得増幅器４、または、図１（ｂ）内の可変減衰器１３を含み、位相制御手段は、移相器６を含む。
【００４１】
これにより、フェーズドアレイアンテナ装置において、位相制御のみでなく振幅制御も連続的に行うための送信モジュールを実現することができる。
また、送信モジュール内の高周波増幅器３の振幅および位相のばらつきを抑え、高効率化を実現することができる。
さらに、送信モジュールを用いたフェーズドアレイアンテナ装置として、大きな指向性利得、低いサイドローブレベル、および低消費電力化を実現することができる。
【００４２】
（実施例２）
なお、上記実施例１（図１）では、位相制御手段として移相器６を用いたが、図４のように、移相器６に代えて、周波数変換器１９、発振器２０およびＤＤＳ（ダイレクトデジタルシンセサイザ）２１を用いてもよい。
図４はこの発明の実施例２に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００４３】
図４（ａ）、図４（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示しており、各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
図４（ａ）において、送信モジュールは、前述の高周波信号入力端子１に代えて、ベースバンドデジタル信号入力端子２５を備えており、また、前述の移相器６に代えて、可変利得増幅器４（振幅制御手段）の入力側に接続された周波数変換器１９と、周波数変換器１９に接続された発振器２０と、周波数変換器１９の入力側に接続されたＤＤＳ２１とを備えている。
【００４４】
図４（ａ）において、前述の図１（ａ）との相違点は、入力信号を、高周波信号ではなく、ベースバンドデジタル信号とした点と、位相制御手段として、移相器６に代えて、周波数変換器１９、発振器２０およびＤＤＳ２１を用いた点とである。
【００４５】
この場合、入力信号（ベースバンドデジタル信号）をＤＤＳ２１によりアナログベースバンド信号に変換した後、周波数変換器１９により、発振器２０で生成したローカル信号とミキシングして、高周波信号を生成している。
また、ＤＤＳ２１は、位相制御手段の制御端子１０を介して、制御回路７により制御されることによって、通過位相を制御する。
【００４６】
図４（ｂ）の送信モジュールにおいても、前述と同様に、図４（ａ）と同様に動作する。したがって、図４（ａ）、図４（ｂ）に示したこの発明の実施例２においても、前述の実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【００４７】
以上のように、この発明の実施例２（図４）によれば、位相制御手段は、発振器２０と、振幅制御手段の入力側に接続された周波数変換器１９と、周波数変換器１９の入力側に接続されたＤＤＳ２１とを含み、ＤＤＳ２１で発生したベースバンド信号を、発振器２０で発生したローカル信号と周波数変換器１９とを用いて周波数変換することにより、高周波増幅器３の入力信号を生成するので、前述と同様の作用効果を奏することができる。
また、ＤＤＳ２１において位相制御を行うので、デジタル制御が可能であり、アナログの移相器６が不要となり、小形化を実現することが可能となる。
【００４８】
（実施例３）
なお、上記実施例２（図４）では、位相制御手段においてＤＤＳ２１を用いたが、図５のように、ＤＤＳ２１に代えて、周波数変換器１９と発振器２０との間に挿入された移相器２２を用いてもよい。
図５はこの発明の実施例３に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、前述（図４参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００４９】
図５（ａ）、図５（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示しており、各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
図５（ａ）において、送信モジュールは、前述のベースバンドデジタル信号入力端子２５に代えて、ベースバンドアナログ信号入力端子２６を備えており、また、前述のＤＤＳ２１に代えて、周波数変換器１９と発振器２０との間に挿入された移相器２２を備えている。
【００５０】
図５（ａ）において、前述の図４（ａ）との相違点は、入力信号を、ベースバンドデジタル信号ではなく、ベースバンドアナログ信号とした点と、位相制御手段において、ＤＤＳ２１に代えて、移相器２２を用いた点とである。
【００５１】
この場合、周波数変換器１９は、入力信号（ベースバンドアナログ信号）を、発振器２０で生成したローカル信号とミキシングすることにより、高周波信号を生成する。
また、発振器２０と周波数変換器１９との間に設けられた移相器２２は、位相制御手段の制御端子１０を介して、制御回路７により制御されることによって、発振器２０からのローカル信号の位相を制御し、送信モジュールの通過位相を制御する。
したがって、図５（ａ）、図５（ｂ）に示したこの発明の実施例３においても、前述の実施例１と同様の作用効果を奏する。
【００５２】
以上のように、この発明の実施例３（図５）によれば、位相制御手段は、発振器２０と、振幅制御手段の入力側に接続された周波数変換器１９と、発振器２０と周波数変換器１９との間に挿入された移相器２２とを含み、周波数変換器１９に入力されるベースバンド信号を、発振器２０で発生したローカル信号と周波数変換器１９とを用いて周波数変換することにより、高周波増幅器の入力信号を生成するので、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【００５３】
（実施例４）
なお、上記実施例３（図５）では、位相制御手段において移相器２２を用いたが、図６のように、移相器２２に代えて、第２の周波数変換器２３および第１のＤＤＳ２４を用いてもよい。
図６はこの発明の実施例４に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、前述（図５参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００５４】
図６（ａ）、図６（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示しており、各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
図６（ａ）において、送信モジュールは、前述の移相器２２に代えて、第１の周波数変換器１９と発振器２０との間に挿入された第２の周波数変換器２３と、第２の周波数変換器２３に接続された第１のＤＤＳ２４とを備えている。
図６（ａ）において、前述の図５（ａ）との相違点は、位相制御手段において、移相器２２に代えて、第２の周波数変換器２３および第１のＤＤＳ２４を用いた点である。
【００５５】
この場合、第２の周波数変換器２３は、発振器２０で生成した信号と、第１のＤＤＳ２４で生成した信号とを、ミキシングしてローカル信号を生成する。
このとき、第１のＤＤＳ２４は、位相制御手段の制御端子１０を介して、制御回路７により制御されることによって、ローカル信号の位相を制御して、送信モジュールの通過位相を制御する。
【００５６】
第１の周波数変換器１９は、入力信号（ベースバンドアナログ信号）と、第２の周波数変換器２３からのローカル信号とを、ミキシングして高周波信号を生成する。
したがって、図６（ａ）、図６（ｂ）に示したこの発明の実施例４においても、前述の実施例３と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
以上のように、この発明の実施例４（図６）によれば、位相制御手段は、発振器２０と、振幅制御手段の入力側に接続された第１の周波数変換器１９と、発振器２０と第１の周波数変換器１９との間に挿入された第２の周波数変換器２３と、第２の周波数変換器２３に接続された第１のＤＤＳ２４とを含み、発振器２０および第１のＤＤＳ２４の各出力信号を第２の周波数変換器２３で周波数変換した信号をローカル信号として用い、第１の周波数変換器１９に入力されるベースバンド信号を、ローカル信号と第１の周波数変換器１９とを用いて周波数変換することにより、高周波増幅器３の入力信号を生成するので、前述の実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
また、ＤＤＳ２４において通過位相の制御を行うので、デジタル制御が可能であり、図５内のアナログの移相器２２が不要となって小形化が可能となる。
【００５８】
（実施例５）
なお、前述の実施例２（図４）では、位相制御手段においてＤＤＳ２１を用い、前述の実施例３（図５）では、位相制御手段において移相器２２を用いたが、図７のように、ＤＤＳ２１および移相器２２の両方を用いてもよい。
図７はこの発明の実施例５に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、前述（図４、図５参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００５９】
図７（ａ）、図７（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示しており、各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
図７（ａ）において、送信モジュールの位相制御手段は、周波数変換器１９と、発振器２０と、ＤＤＳ２１と、移相器２２と、ベースバンドデジタル信号入力端子２５と、第１の制御端子１０とは別に追加された第２の位相制御手段の制御端子２７とを備えている。
【００６０】
図７（ａ）において、前述の図５（ａ）との相違点は、位相制御手段において、入力信号として、ベースバンドアナログ信号に代えて、ベースバンドデジタル信号を用い、ＤＤＳ２１によりベースバンドアナログ信号を生成する点である。
また、この場合、位相制御手段として、フェーズドアレイアンテナ装置のビーム形成のための第１の位相制御手段と、高周波増幅器３で発生する通過位相の変化を補償するための第２の位相制御手段とを備えている。
【００６１】
すなわち、ビーム形成に必要な第１の位相制御手段は、発振器２０と周波数変換器１９との間に設けられた移相器２２を含み、移相器２２は、第１の位相制御手段の制御端子１０を介して、制御回路７により制御されることにより、ローカル信号の位相を制御して、送信モジュールの通過位相を制御する。
一方、高周波増幅器３で発生する通過位相の変化を補償するための第２の位相制御手段は、ＤＤＳ２１を含み、ＤＤＳ２１は、第２の位相制御手段の制御端子２７を介して制御回路７で制御する。
【００６２】
以上のように、この発明の実施例５（図７）による位相制御手段は、前述の実施例３（図５）の構成に加えて、周波数変換器１９の入力側に接続されてベースバンド信号を生成するＤＤＳ２１を含み、高周波増幅器３で発生する通過位相の変化を補償するために、ＤＤＳ２１を用い、フェーズドアレイアンテナ装置のビーム形成のために、移相器２２を用いるので、前述の実施例３と同様の作用効果を奏することができる。
また、ビーム形成のための第１の位相制御手段と、高周波増幅器３で発生する通過位相の変化を補償するための第２の位相制御手段と別に設けることにより、フェーズドアレイアンテナ装置において、受信モジュールとローカル信号源を共通化した場合に、送受信ともにビーム形成をすることができる。
【００６３】
（実施例６）
なお、前述の実施例４（図６）では、位相制御手段において、第２の周波数変換器２３に第１のＤＤＳ２４を設けたが、図８のように、さらに、第１の周波数変換器１９の入力側に第２のＤＤＳ２１を設けてもよい。
図８はこの発明の実施例５に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、前述（図４、図６参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００６４】
図８（ａ）、図８（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示しており、各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
図８（ａ）において、送信モジュールの位相制御手段は、第１の周波数変換器１９と、発振器２０と、第２のＤＤＳ２１と、第２の周波数変換器２３と、第１のＤＤＳ２４と、ベースバンドデジタル信号入力端子２５と、第２の位相制御手段の制御端子２７とを備えている。
【００６５】
図８（ａ）において、前述の図６（ａ）との相違点は、位相制御手段において、入力信号として、ベースバンドアナログ信号に代えて、ベースバンドデジタル信号を用い、第２のＤＤＳ２１によりベースバンドアナログ信号を生成する点である。
また、この場合、位相制御手段として、前述の実施例５と同様に、フェーズドアレイアンテナ装置のビーム形成のための第１の位相制御手段と、高周波増幅器３で発生する通過位相の変化を補償するための第２の位相制御手段とを備えている。
【００６６】
すなわち、ビーム形成に必要な第１の位相制御手段は、第１のＤＤＳ２４を含み、第１のＤＤＳ２４は、位相制御手段の制御端子１０を介して、制御回路７により制御されることによって、ローカル信号の位相を制御して、送信モジュールの通過位相を制御する。
一方、高周波増幅器３で発生する通過位相の変化を補償するための第２の位相制御手段は、第２のＤＤＳ２１を含み、第２のＤＤＳ２１は、第２の位相制御手段の制御端子２７を介して、制御回路７により制御される。
【００６７】
以上のように、この発明の実施例６（図８）による位相制御手段は、前述の実施例４（図６）の構成に加えて、第１の周波数変換器１９の入力側に接続されてベースバンド信号を生成する第２のＤＤＳ２１を含み、高周波増幅器３で発生する通過位相の変化を補償するために、第２のＤＤＳ２１を用い、フェーズドアレイアンテナ装置のビーム形成のために、第１のＤＤＳ２４を用いるので、前述の実施例４と同様の作用効果を奏することができる。
また、ビーム形成のための第１の位相制御手段と、高周波増幅器３で発生する通過位相の変化を補償するための第２の位相制御手段と設けることにより、フェーズドアレイアンテナ装置において、受信モジュールとローカル信号源を共通化した場合に、送受信ともにビーム形成をすることができる。
【００６８】
（実施例７）
なお、上記実施例１〜６（図１〜図８）では特に言及しなかったが、図９のように、制御回路７と協働する制御テーブル１４を設け、制御テーブル１４内の設定値に基づいて、高周波増幅器３の電源電圧、利得および位相を制御するように構成してもよい。
【００６９】
図９はこの発明の実施例７に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
ここでは、代表的に、実施例１（図１）の回路構成に制御テーブル１４を追加した例を示すが、他の実施例構成（図４〜図８）にも適用可能なことは言うまでもない。
また、図９（ａ）、図９（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示しており、各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
【００７０】
図９（ａ）において、送信モジュールは、前述（図１）の構成に加えて、制御回路７に接続された制御テーブル１４を備えている。
制御回路７は、高周波増幅器３の出力電力に応じて、制御テーブル１４内の各種設定値に基づき、可変電圧源５（電源電圧制御手段）、可変利得増幅器４（振幅制御手段）および移相器６（位相制御手段）と協働して、高周波増幅器３の電源電圧、利得（振幅）および位相を制御する。
【００７１】
図１０は制御テーブル１４内の具体的なデータ例（設定値）を示す説明図である。
図１０に示すように、制御テーブル１４には、各出力電力に対する高周波増幅器３への印加電圧（電源電圧）の設定値と、利得変化手段の利得の設定値と、位相変化手段の位相の設定値とが、テーブルデータとして格納されている。
【００７２】
制御回路７は、あらかじめ送信モジュールに用いられる高周波増幅器３、可変利得増幅器４（または、可変減衰器１３）および移相器６の特性を把握し、その結果に基づいて、送信モジュールの振幅、通過位相が設定値となるような各コンポーネントの設定値を求め、制御テーブル１４を作成する。
【００７３】
以下、制御回路７は、制御テーブル１４に基づいて各コンポーネント（各種制御手段および各種増幅器パラメータ）を制御することにより、高精度の送信モジュールの振幅と通過位相を設定値にすることができる。
なお、制御テーブル１４を送信モジュールごと、および環境条件（環境温度など）ごとに設けておくことにより、複数の送信モジュールの相互間のばらつき、温度などの環境条件の変化による振幅および通過位相のばらつきを抑えることが可能である。
【００７４】
以上のように、この発明の実施例７（図９、図１０）に係る送信モジュールは、前述（図１）の構成に加えて、高周波増幅器３の出力電力に対する電源電圧設定値と、振幅制御手段（可変利得増幅器４または可変減衰器１３）に対する利得変化設定値と、移相器６（位相制御手段）に対する位相変化設定値とが格納された制御テーブル１４を備えている。
【００７５】
制御回路７および可変電圧源５（電源電圧制御手段）は、制御テーブル１４内の電源電圧設定値に基づいて電源電圧を制御し、制御回路７および振幅制御手段（可変利得増幅器４または可変減衰器１３）は、制御テーブル１４内の利得変化設定値に基づいて利得を制御し、制御回路７および移相器６（位相制御手段）は、制御テーブル１４内の位相変化設定値に基づいて位相を制御する。
これにより、前述の実施例１と同様の作用効果を奏する。
また、前述の実施例２〜６（図４〜図８）の送信モジュールに対して制御テーブル１４を設けた場合も、同様の作用効果を奏する。
【００７６】
（実施例８）
なお、上記実施例１〜７（図１〜図１０）では特に言及しなかったが、図１１のように、高周波増幅器３の出力信号の位相を検出する第１の位相検出器１５を設け、検出された出力位相情報を制御回路７にフィードバックするように構成してもよい。
図１１はこの発明の実施例８に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、前述（図９参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００７７】
ここでは、代表的に、実施例７（図９）の回路構成に第１の位相検出器１５を追加した例を示すが、他の実施例構成（図１、図４〜図８）にも適用可能なことは言うまでもない。
また、図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示しており、各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
【００７８】
図１１（ａ）において、送信モジュールは、前述（図９）の構成に加えて、高周波増幅器３の出力信号の位相を検出する第１の位相検出器１５を備えている。
図１１（ａ）において、図９（ａ）との相違点は、第１の位相検出器１５を設けた点と、第１の位相検出器１５により検出された出力位相情報に基づいて、制御回路７が、位相制御手段の制御端子１０を介して、移相器６（位相制御手段）を制御して、送信モジュールの移相を制御する点とである。
【００７９】
図１２は制御テーブル１４内の具体的なデータ例（設定値）を示す説明図である。
図１２に示すように、図１１内の制御テーブル１４には、各出力電力に対する高周波増幅器３への印加電圧（電源電圧）の設定値と、利得変化手段の利得の設定値とが、テーブルデータとして格納されている。
この場合、位相変化手段の位相の設定値（図１０参照）を、テーブルデータに含めなくても制御可能であり、制御テーブル１４に使用するメモリの大きさを小さくすることができる。
【００８０】
以上のように、この発明の実施例８によれば、高周波増幅器３の出力信号の位相を検出する第１の位相検出器１５を備え、制御回路７および移相器６（位相制御手段）は、第１の位相検出器１５により検出された出力位相情報に基づいて、位相を制御するので、前述の実施例７と同様の作用効果を奏する。
また、出力位相情報に基づいて位相を制御するので、さらに高精度に送信モジュールの通過位相を設定値に制御することが可能である。
また、温度などによる環境変化、および複数の送信モジュールの相互間のばらつきに対しても、影響を受けずに位相を制御することが可能である。
さらに、前述の実施例１〜６（図１、図４〜図８）の送信モジュールに対して第１の位相検出器１５を設けた場合も、同様の作用効果を奏する。
【００８１】
（実施例９）
なお、上記実施例８（図１１）では、出力位相情報を検出する第１の位相検出器１５のみを追加したが、図１３のように、さらに第２の位相検出器１６を設け、入力位相情報も制御回路７にフィードバックするように構成してもよい。
図１３はこの発明の実施例９に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、前述（図１１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００８２】
ここでは、代表的に、実施例８（図１１）の回路構成に第２の位相検出器１６を追加した例を示すが、他の実施例構成（図１、図４〜図９）にも適用可能なことは言うまでもない。
図１３（ａ）、図１３（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示しており、各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
【００８３】
図１３（ａ）において、送信モジュールは、前述（図１１）の構成に加えて、高周波増幅器３の入力信号の位相を検出する第２の位相検出器１６を備えている。
図１３（ａ）において、図１１（ａ）との相違点は、入力信号の位相を検出する第２の位相検出器１６を設け、制御回路７が、検出された入出力位相情報に基づき、位相制御手段の制御端子１０を介して移相器６を制御し、送信モジュールの位相を制御する点のみである。
【００８４】
以上のように、この発明の実施例９（図１３）によれば、図１１の構成に加えて、高周波増幅器３の入力信号の位相を検出する第２の位相検出器１６を備え、制御回路７および移相器６（位相制御手段）は、第１および第２の位相検出器１５、１６により検出された出力位相情報および入力位相情報に基づいて、位相を制御するので、前述の実施例８と同様の作用効果を奏する。
また、出力信号の位相のみでなく、入力信号の位相を検出して、入出力位相から送信モジュールの通過位相の情報を求め、通過位相の情報に基づき位相制御するので、さらに高精度に送信モジュールの通過位相を設定値に制御することが可能である。
さらに、温度などによる環境変化、複数の送信モジュールの相互間のばらつきに対しても、影響を受けずに制御することが可能である。
【００８５】
（実施例１０）
なお、上記実施例８、９（図１１、図１３）では、入出力位相情報に基づき位相制御したが、図１４のように、位相差検出器１７（位相比較器など）を設け、入力位相情報と出力位相情報との位相差に基づき位相制御してもよい。
図１４はこの発明の実施例１０に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、前述（図９、図１１、図１３参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００８６】
ここでは、代表的に、実施例７（図９）の回路構成に位相差検出器１７を受けた例を示すが、他の実施例構成にも適用可能なことは言うまでもない。
図１４（ａ）、図１４（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示しており、各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
【００８７】
図１４（ａ）において、送信モジュールは、前述（図９）の構成に加えて、入力信号と出力信号との位相差を検出する位相差検出器１７を備えている。
図１４（ａ）において、図９（ａ）との相違点は、位相差検出器１７を設け、制御回路７が、検出された位相差情報に基づき、位相制御手段の制御端子１０を介して移相器６を制御し、送信モジュールの位相を制御する点のみである。
位相差検出器１７は、図１３に示した第１および第２の位相検出器１５、１６の機能も含むものとする。
【００８８】
以上のように、この発明の実施例１０（図１４）によれば、入力位相情報と出力位相情報との位相差を検出する位相差検出器１７を備え、制御回路７および移相器６（位相制御手段）は、位相差検出器１７により検出された位相差情報に基づいて、位相を制御するので、前述の実施例９と同様の作用効果を奏する。
また、２つの位相検出器１５、１６を、１つの位相差検出器１７（位相比較器）で実現することができるので、小形化が可能である。
【００８９】
（実施例１１）
なお、上記実施例８〜１０（図１１、図１３、図１４）では、位相を検出して位相をフィードバック制御したが、図１５のように、温度検出器１８を設け温度情報に基づいて、電源電圧、利得および位相をフィードバック制御してもよい。
図１５はこの発明の実施例１１に係る送信モジュールを示す回路ブロック図であり、前述（図９参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００９０】
ここでは、代表的に、実施例７（図９）の回路構成に温度検出器１８を受けた例を示すが、他の実施例構成にも適用可能なことは言うまでもない。
図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、それぞれ異なる構成例を示しており、各回路構成における相違点は、利得可変手段（振幅制御手段）として、可変利得増幅器４または可変減衰器１３のいずれか一方を用いた点のみである。
【００９１】
図１５（ａ）において、送信モジュールは、前述（図９）の構成に加えて、高周波信号出力端子２の近傍の環境温度を検出する温度検出器１８を備えている。
図１５（ａ）において、図９（ａ）との相違点は、温度検出器１８を設け、制御回路７が、検出された温度情報に基づき、出力電力に応じて高周波増幅器３の電源電圧を制御するとともに、可変利得増幅器４（振幅制御手段）、移相器６（位相制御手段）を制御する点のみである。
【００９２】
以上のように、この発明の実施例１１によれば、温度を検出する温度検出器１８を備え、制御回路７および可変利得増幅器４（振幅制御手段）は、温度検出器１８により検出された温度情報に基づいて利得を制御し、制御回路７および移相器６（位相制御手段）は、温度情報に基づいて位相を制御するので、前述の実施例７と同様の作用効果を奏する。
【００９３】
また、温度検出器１８による温度情報に基づいて制御を行うので、温度変化に起因した送信モジュールの振幅および通過位相の変動を補償することができ、温度が変化しても正確に設定値に制御することが可能である。
また、図１５のように制御テーブル１４を用いた場合には、前述（図１０、図１２）の制御テーブルを、各温度に対応して設定することにより、さらに高精度に送信モジュールの振幅および通過位相を設定値に制御することができる。
さらに、図９の送信モジュールに対して温度検出器１８を設けたが、図１、図４〜図８、図１１、図１３、図１４の送信モジュールに対して温度検出器１８を設けた場合も、同様の作用効果を奏することができる。
【００９４】
（実施例１２）
なお、上記実施例１〜１１（図１〜図１５）では、送信モジュールに注目して説明したが、図１６のように、複数の送信モジュール１００を用いてフェーズドアレイアンテナ装置を構成してもよい。
図１６はこの発明の実施例１２に係るフェーズドアレイアンテナ装置を示す回路ブロック図であり、前述（図１５参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００９５】
ここでは、代表的に、実施例１１（図１５）の送信モジュールを用いてフェーズドアレイアンテナ装置を構成した例を示すが、他の実施例構成にも適用可能なことは言うまでもない。
また、ここでは、振幅制御手段の代表例として、可変利得増幅器４を用いた場合のみを示している。
【００９６】
図１６において、フェーズドアレイアンテナ装置は、並設された複数の送信モジュール１００により構成されており、各送信モジュール１００の高周波信号出力端子２には、それぞれ素子アンテナ１０１が設けられている。
各送信モジュール１００には、制御テーブル１４および温度検出器１８が設けられているので、各送信モジュール１００の振幅および通過位相が高精度に設定値に制御されている。また、フェーズドアレイアンテナ装置として、各素子アンテナ１０１から放射される信号は、位相のみでなく、振幅も制御することができる。
【００９７】
したがって、図１６に示したフェーズドアレイアンテナ装置は、高い指向性利得を実現することができるとともに、低いサイドローブレベルを実現することができる。
また、各送信モジュール１００内の高周波増幅器３に印加される電源電圧は、各送信モジュール１００の出力電力の設定値に応じて制御されているので、高効率に動作することができ、フェーズドアレイアンテナ装置として、消費電力を低減することができる。
さらに、送信モジュール１００として、図１５（ａ）の構成を用いたが、図１、図４〜図９、図１１、図１３、図１４および図１５（ｂ）の構成を用いても、同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１  高周波信号入力端子、２  高周波信号出力端子、３  高周波増幅器、４  可変利得増幅器（振幅制御手段）、５  可変電圧源（電源電圧制御手段）、６  移相器（位相制御手段）、７  制御回路、１３  可変減衰器（振幅制御手段）、１４  制御テーブル、１５  位相検出器（第１の位相検出器）、１６  位相検出器（第２の位相検出器）、１７  位相差検出器、１８  温度検出器、１９  周波数変換器（第１の周波数変換器）、２０  発振器、２１  ＤＤＳ（第２のＤＤＳ）、２２  移相器、２３  周波数変換器（第２の周波数変換器）、２４  ＤＤＳ（第１のＤＤＳ）、２５  ベースバンドデジタル信号入力端子、２６  ベースバンドアナログ信号入力端子、１００  送信モジュール、１０１  素子アンテナ。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年6月6日(2012.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この発明に係る送信モジュールは、高周波増幅器と、高周波増幅器の入力信号の利得を可変設定する振幅制御手段と、高周波増幅器の入力信号の位相を可変設定する位相制御手段とにより構成された送信モジュールにおいて、高周波増幅器の電源電圧を可変設定する電源電圧制御手段と、振幅制御手段、位相制御手段および電源電圧制御手段を制御する制御回路とを備え、制御回路および電源電圧制御手段は、高周波増幅器の出力電力に応じて、高周波増幅器の利得が一定となるように、電源電圧を制御するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波増幅器と、
前記高周波増幅器の入力信号の利得を可変設定する振幅制御手段と、
前記高周波増幅器の入力信号の位相を可変設定する位相制御手段と
により構成された送信モジュールにおいて、
前記高周波増幅器の電源電圧を可変設定する電源電圧制御手段と、
前記振幅制御手段、前記位相制御手段および前記電源電圧制御手段を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路および前記電源電圧制御手段は、前記高周波増幅器の出力電力に応じて、前記高周波増幅器の利得が一定となるように、前記電源電圧を制御することを特徴とする送信モジュール。
【請求項２】
前記制御回路は、前記電源電圧の変化に応じて発生する前記高周波増幅器の利得および通過位相の各変化を補償するように、前記振幅制御手段および前記位相制御手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の送信モジュール。
【請求項３】
前記高周波増幅器の出力電力に対する電源電圧設定値と、前記振幅制御手段に対する利得変化設定値と、前記位相制御手段に対する位相変化設定値とが格納された制御テーブルを備え、
前記制御回路および前記電源電圧制御手段は、前記電源電圧設定値に基づいて前記電源電圧を制御し、
前記制御回路および前記振幅制御手段は、前記利得変化設定値に基づいて前記利得を制御し、
前記制御回路および前記位相制御手段は、前記位相変化設定値に基づいて前記位相を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信モジュール。
【請求項４】
前記高周波増幅器の出力信号の位相を検出する第１の位相検出手段を備え、
前記制御回路および前記位相制御手段は、前記第１の位相検出手段により検出された出力位相情報に基づいて、前記位相を制御することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項５】
前記高周波増幅器の入力信号の位相を検出する第２の位相検出手段を備え、
前記制御回路および前記位相制御手段は、前記第１および第２の位相検出手段により検出された出力位相情報および入力位相情報に基づいて、前記位相を制御することを特徴とする請求項４に記載の送信モジュール。
【請求項６】
前記入力位相情報と前記出力位相情報との位相差を検出する位相差検出手段を備え、
前記制御回路および前記位相制御手段は、前記位相差検出手段により検出された位相差情報に基づいて、前記位相を制御することを特徴とする請求項５に記載の送信モジュール。
【請求項７】
温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御回路および前記振幅制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度情報に基づいて前記利得を制御し、
前記制御回路および前記位相制御手段は、前記温度情報に基づいて前記位相を制御することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項８】
前記電源電圧制御手段は、ＤＣ−ＤＣコンバータを含むことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項９】
前記振幅制御手段は、可変利得増幅器を含むことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１０】
前記振幅制御手段は、可変減衰器を含むことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１１】
前記位相制御手段は、移相器を含むことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１２】
前記位相制御手段は、
発振器と、前記振幅制御手段の入力側に接続された周波数変換器と、前記周波数変換器の入力側に接続されたＤＤＳとを含み、
前記ＤＤＳで発生したベースバンド信号を、前記発振器で発生したローカル信号と前記周波数変換器とを用いて周波数変換することにより、前記高周波増幅器の入力信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１３】
前記位相制御手段は、
発振器と、前記振幅制御手段の入力側に接続された周波数変換器と、前記発振器と前記周波数変換器との間に挿入された移相器とを含み、
前記周波数変換器に入力されるベースバンド信号を、前記発振器で発生したローカル信号と前記周波数変換器とを用いて周波数変換することにより、前記高周波増幅器の入力信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１４】
前記位相制御手段は、
発振器と、前記振幅制御手段の入力側に接続された第１の周波数変換器と、前記発振器と前記第１の周波数変換器との間に挿入された第２の周波数変換器と、前記第２の周波数変換器に接続された第１のＤＤＳとを含み、
前記発振器および前記第１のＤＤＳの各出力信号を第２の周波数変換器で周波数変換した信号をローカル信号として用い、前記第１の周波数変換器に入力されるベースバンド信号を、前記ローカル信号と前記第１の周波数変換器とを用いて周波数変換することにより、前記高周波増幅器の入力信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の送信モジュール。
【請求項１５】
高周波増幅器と、
前記高周波増幅器の入力信号の利得を可変設定する振幅制御手段と、
前記高周波増幅器の入力信号の位相を可変設定する位相制御手段と
により構成された送信モジュールにおいて、
前記高周波増幅器の電源電圧を可変設定する電源電圧制御手段と、
前記振幅制御手段、前記位相制御手段および前記電源電圧制御手段を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路および前記電源電圧制御手段は、前記高周波増幅器の出力電力に応じて前記電源電圧を制御する送信モジュールであって、
前記位相制御手段は、
発振器と、前記振幅制御手段の入力側に接続された周波数変換器と、前記発振器と前記周波数変換器との間に挿入された移相器と、前記周波数変換器の入力側に接続されて前記ベースバンド信号を生成するＤＤＳと、を含み、
前記周波数変換器に入力されるベースバンド信号を、前記発振器で発生したローカル信号と前記周波数変換器とを用いて周波数変換することにより、前記高周波増幅器の入力信号を生成し、
前記高周波増幅器で発生する通過位相の変化を補償するために、前記ＤＤＳを用い、
フェーズドアレイアンテナ装置のビーム形成のために、前記移相器を用いることを特徴とする送信モジュール。
【請求項１６】
高周波増幅器と、
前記高周波増幅器の入力信号の利得を可変設定する振幅制御手段と、
前記高周波増幅器の入力信号の位相を可変設定する位相制御手段と
により構成された送信モジュールにおいて、
前記高周波増幅器の電源電圧を可変設定する電源電圧制御手段と、
前記振幅制御手段、前記位相制御手段および前記電源電圧制御手段を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路および前記電源電圧制御手段は、前記高周波増幅器の出力電力に応じて前記電源電圧を制御する送信モジュールであって、
前記位相制御手段は、
発振器と、前記振幅制御手段の入力側に接続された第１の周波数変換器と、前記発振器と前記第１の周波数変換器との間に挿入された第２の周波数変換器と、前記第２の周波数変換器に接続された第１のＤＤＳと、前記第１の周波数変換器の入力側に接続されて前記ベースバンド信号を生成する第２のＤＤＳと、を含み、
前記発振器および前記第１のＤＤＳの各出力信号を第２の周波数変換器で周波数変換した信号をローカル信号として用い、前記第１の周波数変換器に入力されるベースバンド信号を、前記ローカル信号と前記第１の周波数変換器とを用いて周波数変換することにより、前記高周波増幅器の入力信号を生成し、
前記高周波増幅器で発生する通過位相の変化を補償するために、前記第２のＤＤＳを用い、
フェーズドアレイアンテナ装置のビーム形成のために、前記第１のＤＤＳを用いることを特徴とする送信モジュール。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の送信モジュールも用いたフェーズドアレイアンテナ装置。
【国際調査報告】
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