(57)【要約】【課題】ＦＤＤ方式の衛星通信に適用可能でレーダ機能も備えた、省スペースで実現可能とする通信・レーダ共用アンテナ装置を得る。【解決手段】アンテナの第一の給電点に接続された偏分波器と、アンテナの第二の給電点に接続されたサーキュレータと、偏分波器に第一の接点が接続され、サーキュレータに第二の接点が接続された第一のスイッチ回路と、サーキュレータに接続されたリミタ回路と、偏分波器に第一の接点が接続され、リミタ回路に第二の接点が接続された第二のスイッチ回路と、第一のスイッチ回路の共通端子に接続された送信部と、第二のスイッチ回路の共通端子に接続された受信部と、送信部に接続され通信用変調送信信号又はレーダ用送信信号を生成する信号発生部と、受信部に接続され受信通信信号の復調又は目標物から反射してきたレーダ受信信号の処理を行う信号処理部とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナの第一の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を高周波信号の偏波によって分離する偏分波器と、前記アンテナの第二の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を非可逆性により分離するサーキュレータと、前記偏分波器の送信端子に第一の接点が接続され、前記サーキュレータの送信端子に第二の接点が接続された第一のスイッチ回路と、前記サーキュレータの受信端子に入力端子が接続されたリミタ回路と、前記偏分波器の受信端子に第一の接点が接続され、前記リミタ回路の出力端子に第二の接点が接続された第二のスイッチ回路と、前記第一のスイッチ回路の共通端子に出力端子が接続された送信部と、前記第二のスイッチ回路の共通端子に入力端子が接続された受信部と、前記送信部の入力端子に接続され、通信用変調送信信号とレーダ用送信信号とを切り替えて生成する信号発生部と、前記受信部の出力端子に接続され、受信通信信号の復調と目標物から反射してきたレーダ受信信号の処理とを切り替えて行う信号処理部と、を備えた通信・レーダ共用アンテナ装置。
【請求項２】
通信動作においては、
前記第一のスイッチ回路は前記第一のスイッチ回路の第一の接点へ切り替え、前記第二のスイッチ回路は前記第二のスイッチ回路の第一の接点へ切り替え、前記信号発生部は通信用変調送信信号の生成動作を行い、前記信号処理部は受信通信信号の復調動作を行い、
レーダ動作においては、
前記第一のスイッチ回路は前記第一のスイッチ回路の第二の接点へ切り替え、前記第二のスイッチ回路は前記第二のスイッチ回路の第二の接点へ切り替え、前記信号発生部はレーダ用送信信号の生成動作を行い、前記信号処理部はレーダ受信信号の処理動作を行う、請求項１に記載の通信・レーダ共用アンテナ装置。
【請求項３】
アンテナの第一の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を高周波信号の偏波によって分離する偏分波器と、前記アンテナの第二の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を非可逆性により分離するサーキュレータと、前記偏分波器の送信端子に第一の接点が接続され、前記サーキュレータの送信端子に第二の接点が接続された第一のスイッチ回路と、前記サーキュレータの受信端子に入力端子が接続されたリミタ回路と、前記偏分波器の受信端子に第一の接点が接続され、前記リミタ回路の出力端子に第二の接点が接続された第二のスイッチ回路と、前記第一のスイッチ回路の共通端子に出力端子が接続された高出力増幅器と、前記第二のスイッチ回路の共通端子に入力端子が接続された低雑音増幅器と、前記高出力増幅器の入力端子にＲＦ端子が接続された第一のミクサと、前記低雑音増幅器の出力端子にＲＦ端子が接続された第二のミクサと、前記第一のミクサのＬＯ端子に出力端子が接続された第一の局部発振器と、前記第一の局部発振器の出力端子に第一の接点が接続され、第二の局部発振器の出力端子に第二の接点が接続され、前記第二のミクサのＬＯ端子に共通端子が接続された第三のスイッチ回路と、前記第一のミクサのＩＦ端子に接続され、通信用変調送信信号とレーダ用送信信号とを切り替えて生成する信号発生部と、前記第二のミクサのＩＦ端子に接続され、受信通信信号の復調と目標物から反射してきたレーダ受信信号の処理とを切り替えて行う信号処理部と、を備えた通信・レーダ共用アンテナ装置。
【請求項４】
複数の給電点から励振され、回動可能に構成された単一の鏡面を有するアンテナと、前記アンテナへ通信用の目標補足・追尾機能及びレーダ用の回転運動するビーム走査機能を有するアンテナ制御器と、前記アンテナの第一の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を高周波信号の偏波によって分離する偏分波器と、前記アンテナの第二の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を非可逆性により分離するサーキュレータと、前記偏分波器の送信端子に第一の接点が接続され、前記サーキュレータの送信端子に第二の接点が接続された第一のスイッチ回路と、前記サーキュレータの受信端子に入力端子が接続されたリミタ回路と、前記偏分波器の受信端子に第一の接点が接続され、前記リミタ回路の出力端子に第二の接点が接続された第二のスイッチ回路と、前記第一のスイッチ回路の共通端子に出力端子が接続された高出力増幅器と、前記第二のスイッチ回路の共通端子に入力端子が接続された低雑音増幅器と、前記高出力増幅器の入力端子に一方の端子が接続された第一のフィルタ回路と、前記低雑音増幅器の出力端子に一方の端子が接続された第二のフィルタ回路と、前記第一のフィルタ回路の他方の端子にＲＦ端子が接続された第一のミクサと、前記第二のフィルタ回路の他方の端子にＲＦ端子が接続された第二のミクサと、前記第一のミクサのＬＯ端子に出力端子が接続された第一の局部発振器と、前記第一の局部発振器の出力端子に第一の接点が接続され、第二の局部発振器の出力端子に第二の接点が接続され、前記第二のミクサのＬＯ端子に共通端子が接続された第三のスイッチ回路と、前記第一のミクサのＩＦ端子に接続され、通信用変調送信信号とレーダ用送信信号とを切り替えて生成する信号発生部と、前記第二のミクサのＩＦ端子に接続され、受信通信信号の復調と目標物から反射してきたレーダ受信信号の処理とを切り替えて行う信号処理部と、を備えた通信・レーダ共用アンテナ装置。
【請求項５】
通信動作においては、
前記第一のスイッチ回路は前記第一のスイッチ回路の第一の接点へ切り替え、前記第二のスイッチ回路は前記第二のスイッチ回路の第一の接点へ切り替え、前記第三のスイッチ回路は前記第三のスイッチ回路の第二の接点へ切り替え、前記信号発生部は通信用変調送信信号の生成動作を行い、前記信号処理部は受信通信信号の復調動作を行い、
レーダ動作においては、
前記第一のスイッチ回路は前記第一のスイッチ回路の第二の接点へ切り替え、前記第二のスイッチ回路は前記第二のスイッチ回路の第二の接点へ切り替え、前記第三のスイッチ回路は前記第三のスイッチ回路の第一の接点へ切り替え、前記信号発生部はレーダ用送信信号の生成動作を行い、前記信号処理部はレーダ受信信号の処理動作を行う、請求項３又は４に記載の通信・レーダ共用アンテナ装置。
【請求項６】
アンテナの第一の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を高周波信号の偏波によって分離する偏分波器と、前記アンテナの第二の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を非可逆性により分離するサーキュレータと、前記サーキュレータの送信端子に出力端子が接続された第一の送信部と、前記サーキュレータの受信端子に入力端子が接続されたリミタ回路と、前記リミタ回路の出力端子に入力端子が接続された第一の受信部と、前記偏分波器の送信端子に出力端子が接続された第二の送信部と、前記偏分波器の受信端子に入力端子が接続された第二の受信部と、前記第一の送信部の入力端子に第一の接点が接続され、前記第二の送信部の入力端子に第二の接点が接続された第四のスイッチ回路と、前記第一の受信部の出力端子に第一の接点が接続され、第二の受信部の出力端子に第二の接点が接続された第五のスイッチ回路と、前記第四のスイッチ回路の共通端子に接続され、通信用変調送信信号とレーダ用送信信号とを切り替えて生成する信号発生部と、前記第五のスイッチ回路の共通端子に接続され、受信通信信号の復調と目標物から反射してきたレーダ受信信号の処理とを切り替えて行う信号処理部と、通信動作とレーダ動作とを切り替えるシステム制御部と、を備えた通信・レーダ共用アンテナ装置。
【請求項７】
アンテナの第一の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を高周波信号の偏波によって分離する偏分波器と、前記アンテナの第二の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を非可逆性により分離するサーキュレータと、前記サーキュレータの送信端子に出力端子が接続された第一の高出力増幅器と、前記サーキュレータの受信端子に入力端子が接続されたリミタ回路と、前記リミタ回路の出力端子に入力端子が接続された第一の低雑音増幅器と、前記第一の高出力増幅器の入力端子にＲＦ端子が接続された第一のミクサと、前記第一の低雑音増幅器の出力端子にＲＦ端子が接続された第二のミクサと、前記第一のミクサ回路および第二のミクサ回路のＬＯ端子に接続された第一の局部発振器と、前記偏分波器の送信端子に出力端子が接続された第二の高出力増幅器と、前記偏分波器の受信端子に入力端子が接続された第二の低雑音増幅器と、前記第二の高出力増幅器の入力端子にＲＦ端子が接続された第三のミクサと、前記第二の低雑音増幅器の出力端子にＲＦ端子が接続された第四のミクサと、前記第三のミクサのＬＯ端子に接続された第三の局部発振器と、前記第四のミクサのＬＯ端子に接続された第四の局部発振器と、前記第一のミクサのＩＦ端子に第一の接点が接続され、第三のミクサのＩＦ端子に第二の接点が接続された第四のスイッチ回路と、前記第二のミクサのＩＦ端子に第一の接点が接続され、第四のミクサのＩＦ端子に第二の接点が接続された第五のスイッチ回路と、前記第四のスイッチ回路の共通端子に接続され、通信用変調送信信号とレーダ用送信信号とを切り替えて生成する信号発生部と、前記第五のスイッチ回路の共通端子に接続され、受信通信信号の復調と目標物から反射してきたレーダ受信信号の処理とを切り替えて行う信号処理部と、通信動作とレーダ動作とを切り替えるシステム制御部と、を備えた通信・レーダ共用アンテナ装置。
【請求項８】
複数の給電点から励振され、回動可能に構成された単一の鏡面を有するアンテナと、前記アンテナへ通信用の目標補足・追尾機能及びレーダ用の回転運動するビーム走査機能を有するアンテナ制御器と、前記アンテナの第一の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を高周波信号の偏波によって分離する偏分波器と、前記アンテナの第二の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を非可逆性により分離するサーキュレータと、前記サーキュレータの送信端子に出力端子が接続された第一の高出力増幅器と、前記サーキュレータの受信端子に入力端子が接続されたリミタ回路と、前記リミタ回路の出力端子に入力端子が接続された第一の低雑音増幅器と、前記第一の高出力増幅器の入力端子に一方の端子が接続された第一のフィルタ回路と、前記第一の低雑音増幅器の出力端子に一方の端子が接続された第二のフィルタ回路と、前記第一のフィルタ回路の他方の端子にＲＦ端子が接続された第一のミクサと、前記第二のフィルタ回路の他方の端子にＲＦ端子が接続された第二のミクサと、前記第一のミクサ回路および第二のミクサ回路のＬＯ端子に接続された第一の局部発振器と、前記偏分波器の送信端子に出力端子が接続された第二の高出力増幅器と、前記偏分波器の受信端子に入力端子が接続された第二の低雑音増幅器と、前記第二の高出力増幅器の入力端子に一方の端子が接続された第三のフィルタ回路と、前記第二の低雑音増幅器の出力端子に一方の端子が接続された第四のフィルタ回路と、前記第三のフィルタ回路の他方の端子にＲＦ端子が接続された第三のミクサと、前記第四のフィルタ回路の他方の端子にＲＦ端子が接続された第四のミクサと、前記第三のミクサのＬＯ端子に接続された第三の局部発振器と、前記第四のミクサのＬＯ端子に接続された第四の局部発振器と、前記第一のミクサのＩＦ端子に第一の接点が接続され、第三のミクサのＩＦ端子に第二の接点が接続された第四のスイッチ回路と、前記第二のミクサのＩＦ端子に第一の接点が接続され、第四のミクサのＩＦ端子に第二の接点が接続された第五のスイッチ回路と、前記第四のスイッチ回路の共通端子に接続され、通信用変調送信信号とレーダ用送信信号とを切り替えて生成する信号発生部と、前記第五のスイッチ回路の共通端子に接続され、受信通信信号の復調と目標物から反射してきたレーダ受信信号の処理とを切り替えて行う信号処理部と、通信動作とレーダ動作とを切り替えるシステム制御部と、を備えた通信・レーダ共用アンテナ装置。
【請求項９】
通信動作においては、
前記第四のスイッチ回路は前記第四のスイッチ回路の第一の接点へ切り替え、前記第五のスイッチ回路は前記第五のスイッチ回路の第一の接点へ切り替え、前記信号発生部は通信用変調送信信号の生成動作を行い、前記信号処理部は受信通信信号の復調動作を行い、
レーダ動作においては、
前記第四のスイッチ回路は前記第四のスイッチ回路の第二の接点へ切り替え、前記第五のスイッチ回路は前記第五のスイッチ回路の第二の接点へ切り替え、前記信号発生部はレーダ用送信信号の生成動作を行い、前記信号処理部はレーダ受信信号の処理動作を行う、請求項６〜８のいずれかに記載の通信・レーダ共用アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラボラアンテナなどの高利得なアンテナを用い、その鏡面およびＲＦ回路部を共用出来るような、通信・レーダ共用のアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信装置とレーダ装置を共用するアンテナ装置としては、特許第３４０１２８４号（特許文献１参照）に記載のようなものが挙げられる。本構成におけるアンテナ装置では、反射鏡アンテナの給電点に設けられた一次放射用の素子アンテナ部分を回転させることにより、レーダとしては、開口面アンテナと組み合わせた高利得・狭ビーム幅のアンテナとして用い、通信装置としては素子アンテナから直接放射することで、低利得・広ビーム幅のアンテナとして用いることで、通信とレーダの機能を切り替えて使用できるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４０１２８４号公報
【特許文献２】特許第３１３１３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１におけるレーダ・通信兼用装置は、固定された反射鏡アンテナを用い、レーダとして用いる際には、素子アンテナ部分を前記パラボラアンテナへ給電する一次放射器として用い、通信装置として用いる場合には、素子アンテナ部分を回転させ、パラボラアンテナを介することなく直接電波を放射することで、高いアンテナ利得、すなわち狭ビーム幅のレーダ装置と、低いアンテナ利得すなわち広ビーム幅を有する通信装置としての機能とを切り替えて使用することを目的としている。
【０００５】
かかるレーダ・通信兼用装置においては、例えば衛星通信のような、微弱な電波を通信用として用い、長距離を伝送するようなシステムにおいては、前記の素子アンテナ部分から直接放射する方式では利得が不足し、通信を行うことが出来ない。また、本発明におけるアンテナ装置においては、通信・レーダ用電子機器との切替は、アンテナ切替器、すなわち、送受共用のアンテナ給電点に対して、レーダ用送受信装置を接続するか、あるいは、通信用の送受信装置を接続するかを選択するスイッチ回路により実現されており、衛星通信のような送受を周波数分離（Ｆｒｅｑｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ。以下、ＦＤＤ方式と略す）方式により全二重で行うようなケースには、適用することが出来ない。
【０００６】
本発明は、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、ＦＤＤ方式の衛星通信に適用可能でレーダ機能も備えた、省スペースで実現可能とする通信・レーダ共用アンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る通信・レーダ共用アンテナ装置は、アンテナの第一の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を高周波信号の偏波によって分離する偏分波器と、前記アンテナの第二の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を非可逆性により分離するサーキュレータと、前記偏分波器の送信端子に第一の接点が接続され、前記サーキュレータの送信端子に第二の接点が接続された第一のスイッチ回路と、前記サーキュレータの受信端子に入力端子が接続されたリミタ回路と、前記偏分波器の受信端子に第一の接点が接続され、前記リミタ回路の出力端子に第二の接点が接続された第二のスイッチ回路と、前記第一のスイッチ回路の共通端子に出力端子が接続された送信部と、前記第二のスイッチ回路の共通端子に入力端子が接続された受信部と、前記送信部の入力端子に接続され、通信用変調送信信号とレーダ用送信信号とを切り替えて生成する信号発生部と、前記受信部の出力端子に接続され、受信通信信号の復調と目標物から反射してきたレーダ受信信号の処理とを切り替えて行う信号処理部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る通信・レーダ共用アンテナ装置においては、アンテナ鏡面の複数の給電点からレーダ用の信号、通信用の信号をそれぞれ供給することで、アンテナ鏡面を複数の用途で共用できることとなり、例えば、車載用途や、小型船舶のような設置面積の限られた用途でレーダと通信装置を効率よく設置することが可能となる。
【０００９】
さらに、通信とレーダの周波数帯が比較的近接しており、ＲＦ回路が共用出来る場合には、ＲＦ回路部分も共用化することが可能となり、設置場所の更なる省スペース化および装置コストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る通信・レーダ共用アンテナ装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る通信・レーダ共用アンテナ装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明における通信・レーダ共用アンテナ装置について、その実施の形態を説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信・レーダ共用アンテナ装置の構成図である。図１において、通信・レーダ共用アンテナ装置は、駆動部２を有し、複数の給電点から励振され、回動可能に構成された単一の鏡面を有する開口面アンテナ１と、開口面アンテナ１へ通信用の目標補足・追尾機能及びレーダ用の回転運動するビーム走査機能を有するアンテナ制御器３と、開口面アンテナ１の第一の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を高周波信号の偏波によって分離する偏分波器（ＯＭＴ）６と、開口面アンテナ１の第二の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を非可逆性により分離するサーキュレータ７と、偏分波器６の送信端子に第一の接点が接続され、サーキュレータ７の送信端子に第二の接点が接続された第一のスイッチ回路９と、サーキュレータ７の受信端子に入力端子が接続されたリミタ回路（ＬＩＭ）８と、偏分波器６の受信端子に第一の接点が接続され、リミタ回路８の出力端子に第二の接点が接続された第二のスイッチ回路１０と、第一のスイッチ回路９の共通端子に出力端子が接続された高出力増幅器１１と、第二のスイッチ回路１０の共通端子に入力端子が接続された低雑音増幅器１２と、高出力増幅器１１の入力端子に一方の端子が接続された第一のフィルタ回路１３と、低雑音増幅器１２の出力端子に一方の端子が接続された第二のフィルタ回路１４と、第一のフィルタ回路１３の他方の端子にＲＦ端子（高周波端子）が接続された第一のミクサ１５と、第二のフィルタ回路１４の他方の端子にＲＦ端子（高周波端子）が接続された第二のミクサ１６と、第一のミクサ１５のＬＯ端子（局部発振端子）に出力端子が接続された第一の局部発振器１７と、第二の局部発振器１８と、第一の局部発振器１７の出力端子に第一の接点が接続され、第二の局部発振器１８の出力端子に第二の接点が接続され、第二のミクサ１６のＬＯ端子（局部発振端子）に共通端子が接続された第三のスイッチ回路１９と、第一のミクサ１５のＩＦ端子（中間周波端子）に接続され、通信用変調送信信号とレーダ用送信信号とを切り替えて生成する信号発生部２０と、第二のミクサ１６のＩＦ端子（中間周波端子）に接続され、受信通信信号の復調と目標物から反射してきたレーダ受信信号の処理とを切り替えて行う信号処理部２１と、通信動作とレーダ動作とを切り替えるシステム制御部４０を備えている。
【００１３】
図１において、複数の給電点を有する開口面アンテナ１とは、特許文献２に示すマルチビームアンテナのような、同一の鏡面に対して複数の給電点から、それぞれ電波を照射し、開口面アンテナで反射させて目標の衛星や、相手方の通信装置に伝送するアンテナのような方式を想定している。
【００１４】
開口面アンテナ１は、レーダのビーム走査を実現するために、モータにより一定の速度で無限回転が可能な一方で、衛星通信のように目標物を捕捉・追尾する必要がある場合は、前記の一定速度での無限回転を停止するアンテナ駆動部２を備え、レーダモードから人工衛星等の目標物に対して、捕捉・追尾を行う補足・追尾モードへ切り替える複数モードを切り替え可能な制御回路３を有する。
【００１５】
図１は、例えば、衛星通信地球局としてＫｕ帯（１１ＧＨｚ〜１４ＧＨｚ）の送受信を行う機能とＸ帯（主として９ＧＨｚ帯）の気象観測用レーダとしての機能を備え、災害時の衛星通信回線と、ゲリラ豪雨対策などに用いられるＸ帯気象レーダの役目を切り替えて実現することを想定している。
【００１６】
本発明の実施の形態１における通信・レーダ共用アンテナ装置の動作について説明する。
【００１７】
通信動作においては、システム制御部４０は、第一のスイッチ回路９を第一のスイッチ回路９の第一の接点へ切り替え、第二のスイッチ回路１０を第二のスイッチ回路１０の第一の接点へ切り替え、第三のスイッチ回路１９を第三のスイッチ回路１９の第二の接点へ切り替え、信号発生部２０を通信用変調送信信号の生成に切り替え、信号処理部２１を受信通信信号の復調に切り替え、アンテナ制御器３に補足・追尾モードでの動作を指示する。
【００１８】
衛星通信用の信号の送信動作について説明する。信号発生部２０で生成された通信用変調送信信号は、第一のミクサ１５のＩＦ端子に入力し、第一のミクサ１５のＬＯ端子に入力する第一の局部発振器１７からの高周波信号と混合されてアップコンバートされ、Ｋｕ帯の通信用高周波送信信号に変換され、第一のミクサ１５のＲＦ端子から出力され第一のフィルタ１３の入力端子に入力する。通信用高周波送信信号は、第一のフィルタ１３で通信用高周波送信信号に含まれるスプリアス等の不要波が除去されて第一のフィルタ１３の出力端子から出力され第一の高出力増幅器１１の入力端子に入力し、第一の高出力増幅器１１で高出力増幅され、第一の高出力増幅器１１の出力端子から出力され、第一のスイッチ回路９の共通端子に入力する。第一のスイッチ回路９は、第一の接点すなわち偏分波器６側へ切り替えられているので、通信用高周波送信信号は、偏分波器６の送信端子（ＴＸ）に入力し偏分波器６の送受信共通端子（Ｃ）から出力され、開口面アンテナ１の通信用給電点４に入力し、開口面アンテナ１から衛星へ放射（アップリンク）される。
【００１９】
衛星通信用の信号の受信動作について説明する。衛星から開口面アンテナ１のアンテナ鏡面で受信（ダウンリンク）した通信用高周波受信信号は、開口面アンテナ１の通信用給電点４から出力され、偏分波器６の送受信共通端子（Ｃ）に入力し偏分波器６の受信端子（ＲＸ）から出力され、第二のスイッチ回路１０の第一の接点に入力する。第二のスイッチ回路１０は、第一の接点すなわち偏分波器６側へ切り替えられているので、通信用高周波受信信号は、第一の低雑音増幅器１２の入力端子に入力する。通信用高周波受信信号は、第一の低雑音増幅器１２で低雑音増幅され第一の低雑音増幅器１２の出力端子から出力され第二のフィルタ１４で通信用高周波受信信号に含まれるスプリアス等の不要波が除去されて第二のフィルタ１４の出力端子から出力され第二のミクサ１６のＲＦ端子に入力する。第三のスイッチ回路１９は第三のスイッチ回路の第二の接点へ切り替えられているので、通信用高周波受信信号は、第二のミクサ１６のＬＯ端子に入力する第二の局部発振器１８からの高周波信号と混合されてダウンコンバートされてベースバンドの通信用高周波受信信号に変換され、第二のミクサ１６のＩＦ端子から出力され、信号処理部２１に入力し、信号処理部２１で復調される。
【００２０】
衛星通信において、衛星へアップリンクする通信用高周波送信信号の周波数と衛星からダウンリンクされる通信用高周波受信信号の周波数は異なるので、通信用変調送信信号の周波数とベースバンドの通信用高周波受信信号の周波数を同じにする場合は、第一の局部発振器１７の発振周波数と第二の局部発振器１８の発振周波数は、衛星へアップリンクする通信用高周波送信信号の周波数と衛星からダウンリンクされる通信用高周波受信信号の周波数との差分の周波数異なるようにする。
【００２１】
レーダ用の信号の送信動作について説明する。レーダ動作においては、システム制御部４０は、第一のスイッチ回路９を第一のスイッチ回路９の第二の接点へ切り替え、第二のスイッチ回路１０を第二のスイッチ回路１０の第二の接点へ切り替え、第三のスイッチ回路１９を第三のスイッチ回路１９の第一の接点へ切り替え、信号発生部２０をレーダ用パルス変調送信信号の生成に切り替え、信号処理部２１を受信レーダ信号のレーダ信号処理に切り替え、アンテナ制御器３にレーダモードでの動作を指示する。
【００２２】
信号発生部２０で生成されたレーダ用パルス変調送信信号は、第一のミクサ１５のＩＦ端子に入力し、第一のミクサ１５のＬＯ端子に入力する第一の局部発振器１７からの高周波信号と混合されてアップコンバートされ、Ｘ帯のレーダ用高周波送信信号に変換され、第一のミクサ１５のＲＦ端子から出力され第一のフィルタ１３の入力端子に入力する。レーダ用高周波送信信号は、第一のフィルタ１３でレーダ用高周波送信信号に含まれるスプリアス等の不要波が除去されて第一のフィルタ１３の出力端子から出力され第一の高出力増幅器１１の入力端子に入力し、第一の高出力増幅器１１で高出力増幅され、第一の高出力増幅器１１の出力端子から出力され、第一のスイッチ回路９の共通端子に入力する。第一のスイッチ回路９は、第二の接点すなわちサーキュレータ７側へ切り替えられているので、レーダ用高周波送信信号は、サーキュレータ７の送信端子（ＴＸ）に入力しサーキュレータ７の送受信共通端子（Ｃ）から出力され、開口面アンテナ１のレーダ用給電点５に入力し、開口面アンテナ１から目標物へ放射される。
【００２３】
レーダ用の信号の受信動作について説明する。目標物で反射し開口面アンテナ１のアンテナ鏡面でしたレーダ用高周波受信信号は、開口面アンテナ１のレーダ用給電点５から出力され、サーキュレータ７の送受信共通端子（Ｃ）に入力しサーキュレータ７の受信端子（ＲＸ）から出力され、リミタ回路８で大電力保護を受けた後、第二のスイッチ回路１０の第二の接点に入力する。第二のスイッチ回路１０は、第二の接点すなわちサーキュレータ側へ切り替えられているので、レーダ用高周波受信信号は、第一の低雑音増幅器１２の入力端子に入力する。レーダ用高周波受信信号は、第一の低雑音増幅器１２で低雑音増幅され第一の低雑音増幅器１２の出力端子から出力され第二のフィルタ１４でレーダ用高周波受信信号に含まれるスプリアス等の不要波が除去されて第二のフィルタ１４の出力端子から出力され第二のミクサ１６のＲＦに入力する。第三のスイッチ回路１９は第三のスイッチ回路の第一の接点へ切り替えられているので、レーダ用高周波受信信号は、第二のミクサ１６のＬＯ端子に入力する第一の局部発振器１７からの高周波信号と混合されてダウンコンバートされてベースバンドのレーダ用高周波受信信号に変換され、第二のミクサ１６のＩＦ端子から出力され、信号処理部２１に入力し、信号処理部２１でレーダ信号処理される。
【００２４】
このような構成の通信・レーダ共用アンテナ装置では、従来のレーダ、通信用装置を個別に設置した場合と比較し、アンテナ鏡面、アンテナ駆動／制御装置、送受信ＲＦ回路部、信号処理部、ネットワーク接続装置、マンマシンインタフェース等、大部分を共用化することが出来、設置場所を少なく出来るほか、各自治体の衛星通信ネットワーク用にＶＳＡＴ（Ｖｅｒｙ  Ｓｍａｌｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）局を設置する場合に、衛星通信回線を使用していない期間には、気象レーダ網として活用するなど、システム全体の有用性、稼働率を高めることが可能となる。
【００２５】
ここでは、一例として、比較的周波数の近いＸ帯レーダとＫｕ帯衛星通信装置の共用の例を示したが、本構成のようなアンテナ装置はＫａ帯の衛星通信装置とＣ帯レーダ装置のような周波数の離れたシステムについても、図２のように、ＲＦ回路部分を分離して設置することで、信号処理部等については、同様に共用する形で構成することが可能である。
【００２６】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る通信・レーダ共用アンテナ装置の構成図である。図２において、通信・レーダ共用アンテナ装置は、駆動部２を有し、複数の給電点から励振され、回動可能に構成された単一の鏡面を有する開口面アンテナ１と、開口面アンテナ１へ通信用の目標補足・追尾機能及びレーダ用の回転運動するビーム走査機能を有するアンテナ制御器３と、開口面アンテナ１の第一の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を高周波信号の偏波によって分離する偏分波器（ＯＭＴ）６と、開口面アンテナ１の第二の給電点に送受信共通端子が接続され、送受信高周波信号を非可逆性により分離するサーキュレータ７と、サーキュレータ７の送信端子に出力端子が接続された第一の高出力増幅器１１と、サーキュレータ７の受信端子に入力端子が接続されたリミタ回路（ＬＩＭ）８と、リミタ回路８の出力端子に入力端子が接続された第一の低雑音増幅器１２と、第一の高出力増幅器１１の入力端子に一方の端子が接続された第一のフィルタ回路１３と、第一の低雑音増幅器１２の出力端子に一方の端子が接続された第二のフィルタ回路１４と、第一のフィルタ回路１３の他方の端子にＲＦ端子（高周波端子）が接続された第一のミクサ１５と、第二のフィルタ回路１４の他方の端子にＲＦ端子（高周波端子）が接続された第二のミクサ１６と、第一のミクサ回路１５および第二のミクサ回路１６のＬＯ端子（局部発振端子）に接続された第一の局部発振器１７と、偏分波器６の送信端子に出力端子が接続された第二の高出力増幅器２２と、偏分波器６の受信端子に入力端子が接続された第二の低雑音増幅器２３と、第二の高出力増幅器２２の入力端子に一方の端子が接続された第三のフィルタ回路２４と、第二の低雑音増幅器２３の出力端子に一方の端子が接続された第四のフィルタ回路２５と、第三のフィルタ回路２４の他方の端子にＲＦ端子（高周波端子）が接続された第三のミクサ２６と、第四のフィルタ回路２５の他方の端子にＲＦ端子（高周波端子）が接続された第四のミクサ２７と、第三のミクサ２６のＬＯ端子（局部発振端子）に接続された第三の局部発振器２８と、第四のミクサ２７のＬＯ端子（局部発振端子）に接続された第四の局部発振器２９と、第一のミクサ１５のＩＦ端子（中間周波端子）に第一の接点が接続され、第三のミクサ２６のＩＦ端子（中間周波端子）に第二の接点が接続された第四のスイッチ回路３０と、第二のミクサ１６のＩＦ端子（中間周波端子）に第一の接点が接続され、第四のミクサ２７のＩＦ端子（中間周波端子）に第二の接点が接続された第五のスイッチ回路３１と、第四のスイッチ回路３０の共通端子に接続され、通信用変調送信信号とレーダ用送信信号とを切り替えて生成する信号発生部２０と、第五のスイッチ回路３１の共通端子に接続され、受信通信信号の復調と目標物から反射してきたレーダ受信信号の処理とを切り替えて行う信号処理部２１と、通信動作とレーダ動作とを切り替えるシステム制御部４０と、を備えている。
【００２７】
本発明の実施の形態２における通信・レーダ共用アンテナ装置の動作について説明する。
【００２８】
通信動作においては、システム制御部４０は、第四のスイッチ回路３０を第四のスイッチ回路３０の第一の接点へ切り替え、第五のスイッチ回路３１を第二のスイッチ回路３１の第一の接点へ切り替え、信号発生部２０を通信用変調送信信号の生成に切り替え、信号処理部２１を受信通信信号の復調に切り替え、アンテナ制御器３に補足・追尾モードでの動作を指示する。
【００２９】
衛星通信用の信号の送信動作について説明する。第四のスイッチ回路３０を第四のスイッチ回路３０の第一の接点へ切り替えているので、信号発生部２０で生成された通信用変調送信信号は、第三のミクサ２６のＩＦ端子に入力し、第三のミクサ２６のＬＯ端子に入力する第三の局部発振器２８からの高周波信号と混合されてアップコンバートされ、Ｋａ帯の通信用高周波送信信号に変換され、第三のミクサ２６のＲＦ端子から出力され第三のフィルタ２４の入力端子に入力する。通信用高周波送信信号は、第三のフィルタ２４で通信用高周波送信信号に含まれるスプリアス等の不要波が除去されて第三のフィルタ２４の出力端子から出力され第二の高出力増幅器２２の入力端子に入力し、第二の高出力増幅器２２で高出力増幅され、第二の高出力増幅器２２の出力端子から出力され、偏分波器６の送信端子（ＴＸ）に入力し偏分波器６の送受信共通端子（Ｃ）から出力され、開口面アンテナ１の通信用給電点４に入力し、開口面アンテナ１から衛星へ放射（アップリンク）される。
【００３０】
衛星通信用の信号の受信動作について説明する。衛星から開口面アンテナ１のアンテナ鏡面で受信（ダウンリンク）した通信用高周波受信信号は、開口面アンテナ１の通信用給電点４から出力され、偏分波器６の送受信共通端子（Ｃ）に入力し偏分波器６の受信端子（ＲＸ）から出力され、第二の低雑音増幅器２３の入力端子に入力する。通信用高周波受信信号は、第二の低雑音増幅器２３で低雑音増幅され第二の低雑音増幅器２３の出力端子から出力され第四のフィルタ２５で通信用高周波受信信号に含まれるスプリアス等の不要波が除去されて第四のフィルタ２５の出力端子から出力され第四のミクサ２７のＲＦ端子に入力する。通信用高周波受信信号は、第四のミクサ２７のＬＯ端子に入力する第四の局部発振器２９からの高周波信号と混合されてダウンコンバートされてベースバンドの通信用高周波受信信号に変換され、第四のミクサ２７のＩＦ端子から出力され、第五のスイッチ回路３１を第二のスイッチ回路３１の第一の接点へ切り替えているので信号処理部２１に入力し、信号処理部２１で復調される。
【００３１】
衛星通信において、衛星へアップリンクする通信用高周波送信信号の周波数と衛星からダウンリンクされる通信用高周波受信信号の周波数は異なるので、通信用変調送信信号の周波数とベースバンドの通信用高周波受信信号の周波数を同じにする場合は、第三の局部発振器２８の発振周波数と第四の局部発振器２９の発振周波数は、衛星へアップリンクする通信用高周波送信信号の周波数と衛星からダウンリンクされる通信用高周波受信信号の周波数との差分の周波数異なるようにする。
【００３２】
レーダ用の信号の送信動作について説明する。レーダ動作においては、システム制御部４０は、第四のスイッチ回路３０を第四のスイッチ回路３０の第二の接点へ切り替え、第五のスイッチ回路３１を第二のスイッチ回路３１の第二の接点へ切り替え、信号発生部２０をレーダ用パルス変調送信信号の生成に切り替え、信号処理部２１を受信レーダ信号のレーダ信号処理に切り替え、アンテナ制御器３にレーダモードでの動作を指示する。
【００３３】
第四のスイッチ回路３０を第四のスイッチ回路３０の第二の接点へ切り替えているので、信号発生部２０で生成されたレーダ用パルス変調送信信号は、第一のミクサ１５のＩＦ端子に入力し、第一のミクサ１５のＬＯ端子に入力する第一の局部発振器１７からの高周波信号と混合されてアップコンバートされ、Ｃ帯のレーダ用高周波送信信号に変換され、第一のミクサ１５のＲＦ端子から出力され第一のフィルタ１３の入力端子に入力する。レーダ用高周波送信信号は、第一のフィルタ１３でレーダ用高周波送信信号に含まれるスプリアス等の不要波が除去されて第一のフィルタ１３の出力端子から出力され第一の高出力増幅器１１の入力端子に入力し、第一の高出力増幅器１１で高出力増幅され、第一の高出力増幅器１１の出力端子から出力され、サーキュレータ７の送信端子（ＴＸ）に入力しサーキュレータ７の送受信共通端子（Ｃ）から出力され、開口面アンテナ１のレーダ用給電点５に入力し、開口面アンテナ１から目標物へ放射される。
【００３４】
レーダ用の信号の受信動作について説明する。目標物で反射し開口面アンテナ１のアンテナ鏡面でしたレーダ用高周波受信信号は、開口面アンテナ１のレーダ用給電点５から出力され、サーキュレータ７の送受信共通端子（Ｃ）に入力しサーキュレータ７の受信端子（ＲＸ）から出力され、リミタ回路８で大電力保護を受けた後、第一の低雑音増幅器１２の入力端子に入力する。レーダ用高周波受信信号は、第一の低雑音増幅器１２で低雑音増幅され第一の低雑音増幅器１２の出力端子から出力され第二のフィルタ１４でレーダ用高周波受信信号に含まれるスプリアス等の不要波が除去されて第二のフィルタ１４の出力端子から出力され第二のミクサ１６のＲＦに入力する。レーダ用高周波受信信号は、第二のミクサ１６のＬＯ端子に入力する第一の局部発振器１７からの高周波信号と混合されてダウンコンバートされてベースバンドのレーダ用高周波受信信号に変換され、第二のミクサ１６のＩＦ端子から出力され、第五のスイッチ回路３１を第二のスイッチ回路３１の第二の接点へ切り替えているので信号処理部２１に入力し、信号処理部２１でレーダ信号処理される。
【００３５】
このように、通信信号の周波数とレーダ信号の周波数が離れている場合は、本発明の実施の形態２とし、送受信のＲＦ回路部分を分離して設置することで、アンテナ駆動／制御部や、信号処理装置等については、本発明の実施の形態１の場合と同様に共用することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  開口面アンテナ装置
２  アンテナ装置駆動部
３  アンテナ装置制御部
４  第一の給電点
５  第二の給電点
６  偏分波器
７  サーキュレータ
８  リミタ回路
９  第一のスイッチ回路
１０  第二のスイッチ回路
１１  第一の高出力増幅器
１２  第一の低雑音増幅器
１３  第一のフィルタ
１４  第二のフィルタ
１５  第一のミクサ
１６  第二のミクサ
１７  第一の局部発振器
１８  第二の局部発振器
１９  第三のスイッチ回路
２０  通信／レーダ信号発生部
２１  通信／レーダ信号処理部
２２  第二の高出力増幅器
２３  第二の低雑音増幅器
２４  第三のフィルタ
２５  第四のフィルタ
２６  第三のミクサ
２７  第四のミクサ
２８  第三の局部発振器
２９  第四の局部発振器
３０  第四のスイッチ回路
３１  第五のスイッチ回路
４０  システム制御部
【図１】
2015064291.tif 000003
【図２】
2015064291.tif 000004