(57)【要約】【課題】複数の目標を同時に追跡可能とする。【解決手段】実施形態に係る電子走査アンテナによれば、４素子一体型の第ｉの送受信モジュールと、第ｉの送受信モジュールそれぞれに送信信号を供給し、第ｉの送受信モジュールそれぞれから出力される第１乃至第４の受信信号を分配合成比較して複数の合成ビームを形成する分配合成比較器とを具備し、前記第ｉの送受信モジュールは、各受信系出力端にモード切替スイッチを設け、第１及び第２の受信信号を出力する第１のモードと第３及び第４の受信信号を出力する第２のモードとを切り替える。分配合成比較器は、第１のモードの処理系統で、全アンテナ素子の合成ビームを形成し、第２のモードの処理系統で、全アンテナ素子を分割した複数のビームを形成するように構成される。【選択図】図１
2022003736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１乃至第４のアンテナ素子それぞれの送受信処理を行い、第１乃至第４の受信信号を出力する４素子一体型の第ｉ（ｉは２以上の自然数）の送受信モジュールと、
前記第ｉの送受信モジュールそれぞれに送信信号を供給し、前記第ｉの送受信モジュールそれぞれから出力される第ｉ×４の受信信号を分配合成比較して複数の合成ビームを形成する分配合成比較器と
を具備し、
前記第ｉの送受信モジュールは、前記第１乃至第４のアンテナ素子それぞれの受信系出力端に設けられ、前記第１及び前記第２の受信信号を出力する第１のモードと前記第３及び第４の受信信号を出力する第２のモードとを切り替えるモード切替スイッチを備え、
前記分配合成比較器は、
前記第１のモードの処理系統と前記第２のモードの処理系統とを備え、
前記第１のモードの処理系統は、前記第１及び前記第２の受信信号を入力する第１及び第２の端子に、全アンテナ素子の合成ビームが形成されるように接続される合成器と９０°ハイブリッドによる第１の比較合成手段を備え、
前記第２のモードの処理系統は、前記第３及び前記第４の受信信号を入力する第３及び第４の端子に、全アンテナ素子を分割した複数のビームが形成されるように接続される９０°ハイブリッドによる第２の比較合成手段を備える
電子走査アンテナ。
【請求項２】
前記第１のモードの処理系統は、
前記第ｉの送受信モジュールの前記第１及び前記第２の受信信号を合成する第ｉの２合成器と、
前記第ｉの２合成器のEL（エレベーション）方向に対をなす出力のEL比較を行うEL比較器群と、
前記EL比較器群それぞれの第１の出力を合成するEL合成器と、
前記EL比較器群それぞれの第２の出力をAZ（アジマス）２系統に合成する第１及び第２のAZ合成器と、
前記第１及び第２のAZ合成器の出力のAZ比較を行うAZ比較器と
を備える請求項１記載の電子走査アンテナ。
【請求項３】
前記第２のモードの処理系統は、
前記第ｉの送受信モジュールの前記第２のモードにおける前記第１及び第２の受信信号のEL比較を行う90°ハイブリッドを用いた第ｉのEL比較器と、
前記第ｉのEL比較器の第１の出力をグループ単位で合成するEL合成器と、
前記第ｉのEL比較器の第２の出力を前記グループ単位でAZ（アジマス）２系統に合成するAZ合成器と、
前記AZ合成器の出力のAZ比較を行う90°ハイブリッドを用いたAZ比較器と
を備える請求項１記載の電子走査アンテナ。
【請求項４】
前記モード切替スイッチは、送受信切替スイッチとデジタル移相器を一体化したＭＭＩＣ（モノリシック・マイクロ波集積回路）に内蔵される請求項１の電子走査アンテナ。
【請求項５】
第１乃至第４のアンテナ素子それぞれの送受信処理を行い、第１乃至第４の受信信号を出力する４素子一体型の第ｉ（ｉは２以上の自然数）の送受信モジュールと、
前記第ｉの送受信モジュールそれぞれに送信信号を供給し、前記第ｉの送受信モジュールそれぞれから出力される第ｉ×４の受信信号を分配合成比較して複数の合成ビームを形成する分配合成比較器と
を具備する電子走査アンテナに用いられ、
前記第ｉの送受信モジュールに、前記第１乃至第４のアンテナ素子それぞれの受信系出力端で、前記第１及び前記第２の受信信号を出力する第１のモードと前記第３及び前記第４の受信信号を出力する第２のモードとを切り替える機能を持たせ、
前記分配合成比較器が、
前記第１のモードの処理系統と前記第２のモードの処理系統とを組み込み、
前記第１のモードの処理系統で、前記第１及び前記第２の受信信号を入力して、全アンテナ素子の合成ビームが形成されるように比較合成し、
前記第２のモードの処理系統で、前記第３及び前記第４の受信信号を入力して、全アンテナ素子を分割した複数のビームが形成されるように比較合成する
電子走査アンテナの信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、電子走査アンテナ及びその信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子走査アンテナでは、複数のアンテナ素子を平面配列し、複数のアンテナをまとめて送受信を処理する送受信モジュールを複数個併設し、分配合成器において、各送受信モジュールへ送信信号を分配配信し、各送受信モジュールからの受信信号を合成出力する。ただし、送信ビーム、受信ビーム共に１方向の設定となっており、送受信周波数も全アンテナ素子共に同一の周波数となっているため、複数の目標を同時に追跡することはできないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−１６１４８９号公報
【特許文献２】特開２００８−１５３９８４号公報
【特許文献３】特表２００４−５０５４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、従来の電子走査アンテナの構成では、送信ビーム、受信ビーム共に１方向の設定となり、送受信周波数も全アンテナ素子共に同一の周波数となるため、複数の目標を同時に追跡することができないという問題があった。
【０００５】
本発明に係る課題は、従来の１ビーム型電子走査アンテナの機能・性能を維持したまま、ビーム毎に周波数を変えることが可能となり、複数の目標を同時に追跡することが可能となるマルチビーム型の電子走査アンテナ及びその信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る電子走査アンテナによれば、第１乃至第４のアンテナ素子それぞれの送受信処理を行い、第１乃至第４の受信信号を出力する４素子一体型の第ｉ（ｉは２以上の自然数）の送受信モジュールと、前記第ｉの送受信モジュールそれぞれに送信信号を供給し、前記第ｉの送受信モジュールそれぞれから出力される第ｉ×４の受信信号を分配合成比較して複数の合成ビームを形成する分配合成比較器とを具備する。前記第ｉの送受信モジュールは、前記第１乃至第４のアンテナ素子それぞれの受信系出力端に設けられ、前記第１及び前記第２の受信信号を出力する第１のモードと前記第３及び前記第４の受信信号を出力する第２のモードとを切り替えるモード切替スイッチを備える。前記分配合成比較器は、前記第１のモードの処理系統と前記第２のモードの処理系統とを備える。前記第１のモードの処理系統は、前記第１及び前記第２の受信信号を入力する第１及び第２の端子に、全アンテナ素子の合成ビームが形成されるように接続される合成器と９０°ハイブリッドによる第１の比較合成手段を備え、前記第２のモードの処理系統は、前記第３及び前記第４の受信信号を入力する第３及び第４の端子に、全アンテナ素子を分割した複数のビームが形成されるように接続される９０°ハイブリッドによる第２の比較合成手段を備える。これにより、従来の１ビーム型電子走査アンテナの機能・性能を維持したまま、ビーム毎に周波数を変えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る電子走査アンテナの第１モード選択時の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態に係る電子走査アンテナの第２モード選択時の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態が適用される電子走査アンテナのアンテナ素子配列を示す平面図である。
【図４】図４は、実施形態が適用される電子走査アンテナの送受信モジュールの内部系統を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施形態が適用される電子走査アンテナのＲＦスイッチ一体型３ビットＭＭＩＣ移相器の内部系統を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、実施形態について説明する。  
図１及び図２は、それぞれ実施形態に係る電子走査アンテナの第１モード選択時の構成及び第２モード選択時の構成を示し、図３乃至図５は、それぞれ本実施形態が適用される電子走査アンテナのアンテナ素子配列、送受信モジュールの内部系統、ＲＦスイッチ一体型３ビットＭＭＩＣ移相器の内部系統を示している。
【０００９】
図１において、アンテナ素子１は送受共用（RF_IN/OUT）で、図３に示すように、EL方向及びAZ方向に８行８列に配置され、同方向１列に並ぶ４素子単位に分割され、それぞれ４素子一体型の第１乃至第１６の送受信モジュール２（No. 1〜No. 16）に接続される。送受信モジュール２は、内部の移相器によって独立した位相制御が可能で、位相制御により任意の方向に送信ビーム、受信ビームを形成し、送信ビーム形成方向に電波を送信し、受信ビーム形成方向からの到来電波を受信することができる。
【００１０】
第１の送受信モジュール２（No. 1）は、図３に示すように、第１乃至第４のアンテナ素子１に対応する第1乃至第４のモジュールユニット２−１〜２−４を備える。第1乃至第４のモジュールユニット２−１〜２−４は同構成である。
【００１１】
第１のモジュールユニット２−１でその構成を説明する。この第１のモジュールユニット２−１は、モード切替スイッチ（SPDT）２−１２１と、送受信信号の位相制御を行う移相器（PS）２−１１と、TX/RX切替スイッチ（SPDT）２−１２２と、送信信号を中間増幅する中間増幅器（MPA）２−１３と、パルス駆動を行うためのドライバ（DRV）２−１４と、出力の利得調整のためのアッテネータ（ATT）２−１５と、送信信号を電力増幅する高出力増幅器（HPA）２−１６と、サーキュレータ（CIR）２−１７と、不要波を除去する帯域制限フィルタ（BEF）２−１８と、受信信号の利得を制限するリミッタ（LIM）２−１９と、受信信号を低雑音で増幅する低雑音増幅器（LNA）２−１Ａと、LNA ２−１Ａをその前後でオン・オフ制御するLNAスイッチ（SPDT）２−１Ｂ１，２−１Ｂ２と、受信信号を中間増幅する中間増幅器（MPA）２−１Ｃとを備える。
【００１２】
上記第１及び第２のモジュールユニット２−１、２−２の送受入出力端にはそれぞれモード切替スイッチ（SPDT）２−１２１が配置され、それぞれのモード切替スイッチ２−１２１が第１モード（図中１側）を選択している時は、第１の２合成器（送信系統では２分配器）２−５１の第１及び第２の端子に接続される。この第１の２合成器２−５１の第３の端子はＡ系統の送受信端（T/R-A）に接続される。また、モード切替スイッチ２−１２１がそれぞれの第２モード（図中２側）を選択している時は、第２の２合成器（送信系統では２分配器）２−５２の第１及び第２の端子に接続される。この第２の２合成器２−５２の第３の端子はEL出力端（EL）に接続される。
【００１３】
また、第３及び第４のモジュールユニット２−３、２−４の送受入出力端にはそれぞれモード切替スイッチ（SPDT）２−１２１が配置され、それぞれのモード切替スイッチ２−１２１が第１モード（図中１側）を選択している時は、第３の２合成器（送信系統では２分配器）２−５３の第１及び第２の端子に接続される。この第３の２合成器２−５３の第３の端子はB系統の送受信端（T/R-B）に接続される。また、モード切替スイッチ２−１２１がそれぞれ第２モード（図中２側）を選択している時は、第４の２合成器（送信系統では２分配器）２−５４の第１及び第２の端子に接続される。この第４の２合成器２−５４の第３の端子はΣ出力端（Σ）に接続される。
【００１４】
第２乃至第１６の送受信モジュール２（No. 2〜No. 16）についても、第１の送受信モジュール２（No. 1）と同構成である。
【００１５】
上記第１乃至第１６の送受信モジュール２（No. 1〜No. 16）において、モード切替スイッチ２−１２１が第１モードを選択しているときは、図１に示すように構成され、第２モードを選択しているときは、図２に示すように構成される。
【００１６】
まず、図１に示すモード1の場合、それぞれの２系統の送受信端（T/R-A, T/R-B）は、分配合成比較器３の第１乃至第１６の２合成器（送信系統では２分配器）３−１１〜３−１１６の第１の端子、第２の端子に接続される。
【００１７】
第１及び第９の２合成器３−１１，３−１９それぞれの第３の端子は、90°ハイブリッド（HYB）による第１のEL比較合成器３−２１の第１の端子、第２の端子に接続される。
【００１８】
第２及び第１０の２合成器３−１２，３−１１０それぞれの第３の端子は、90°ハイブリッドによる第２のEL比較合成器３−２２の第１の端子、第２の端子に接続される。
【００１９】
第３及び第１１の２合成器３−１３，３−１１１それぞれの第３の端子は、90°ハイブリッドによる第３のEL比較合成器３−２３の第１の端子、第２の端子に接続される。
【００２０】
第４及び第１２の２合成器３−１４，３−１１２それぞれの第３の端子は、90°ハイブリッドによる第４のEL比較合成器３−２４の第１の端子、第２の端子に接続される。
【００２１】
第５及び第１３の２合成器３−１５，３−１１３それぞれの第３の端子は、90°ハイブリッドによる第５のEL比較合成器３−２５の第１の端子、第２の端子に接続される。
【００２２】
第６及び第１４の２合成器３−１６，３−１１４それぞれの第３の端子は、90°ハイブリッドによる第６のEL比較合成器３−２６の第１の端子、第２の端子に接続される。
【００２３】
第７及び第１５の２合成器３−１７，３−１１５それぞれの第３の端子は、90°ハイブリッドによる第７のEL比較合成器３−２７の第１の端子、第２の端子に接続される。
【００２４】
第８及び第１６の２合成器３−１８，３−１１６それぞれの第３の端子は、90°ハイブリッドによる第８のEL比較合成器３−２８の第１の端子、第２の端子に接続される。
【００２５】
上記第１乃至第８のEL比較合成器３−２１〜３−２８の第３の端子は、EL1〜EL8の出力端子であり、それぞれ８合成器３−３の第１乃至第８の端子に接続される。８合成器３−３の第９の端子はEL出力端に接続される。
【００２６】
上記第１乃至第４のEL比較合成器３−２１〜３−２４の第４の端子は、Σ1〜Σ4の出力端子であり、それぞれサーキュレータ３−４１〜３−４４を介して第１の４合成器３−５１の第１乃至第４の端子に接続される。また、上記第５乃至第８のEL比較合成器３−２５〜３−２８の第４の端子は、Σ5〜Σ8の出力端子であり、それぞれサーキュレータ３−４５〜３−４８を介して第２の４合成器３−５２の第１乃至第４の端子に接続される。
【００２７】
上記第1及び第２の４合成器３−５1，３−５２の第５の端子はそれぞれ90°ハイブリッド（HYB）によるAZ比較合成器３−６の第１の端子、第２の端子に接続される。AZ比較合成器３−６の第３の端子はΣ出力端に接続され、第４の端子はAZ出力端に接続される。
【００２８】
上記第１乃至第８のサーキュレータ３−４１〜３−４８には、それぞれTX入力端から入力される送信信号を８分配器３−７で８分配された信号が供給される。
【００２９】
一方、図２に示すモード２の場合、アンテナANT#1の送受信モジュール２（No.1〜No. 4）のEL信号出力端EL1〜EL4、Σ出力端Σ1〜Σ4は、それぞれ分配合成比較器３の対応する90°ハイブリッド（HYB）によるEL比較合成器３−２９〜３−２１２の第１の端子（EL入力端）、第２の端子（Σ入力端）に接続される。EL比較合成器３−２９〜３−２１２の第３の端子（EL出力端）は、それぞれ第１の４合成器３−３１の第１乃至第４の端子（EL1〜EL4入力端）に接続される。第１の４合成器３−３１の第５の端子（EL1〜EL4合成出力端）はANT#1_EL出力端に接続される。EL比較合成器３−２９〜３−２１２の第４の端子（Σ出力端）は、それぞれサーキュレータ３−４９〜３−４１２を介して２合成器３−８１の第１の端子（Σ1入力端）、２合成器３−８１の第２の端子（Σ2入力端）、２合成器３−８２の第１の端子（Σ3入力端）、２合成器３−８２の第２の端子（Σ4入力端）に接続される。２合成器３−８１の第３の端子（合成出力端）と２合成器３−８２の第３の端子（合成出力端）はそれぞれ90°ハイブリッド（HYB）による比較合成器３−６２の第１の端子と第２の端子に接続される。比較合成器３−６２の第３の端子はANT#1_Σ出力端に接続される。また、比較合成器３−６２の第４の端子はANT#1_AZ出力端に接続される。一方、TX#１入力端から供給される第１のアンテナ向け送信信号は、4分配器３−７１で４分配されてTX1〜TX4となり、それぞれサーキュレータ３−４９〜３−４１２を介して比較合成器３−２９〜３−２１２から各送受信モジュール２（No.1〜No. 4）に送られる。
【００３０】
同様に、アンテナANT#2の送受信モジュール２（No.5〜No. 8）のEL信号出力端EL5〜EL8、Σ出力端Σ5〜Σ8は、それぞれ分配合成比較器３の対応する90°ハイブリッド（HYB）によるEL比較合成器３−２１３〜３−２１６の第１の端子（EL入力端）、第２の端子（Σ入力端）に接続される。EL比較合成器３−２１３〜３−２１６の第３の端子（EL出力端）は、それぞれ第２の４合成器３−３２の第１乃至第４の端子（EL5〜EL8入力端）に接続される。第２の４合成器３−３２の第５の端子（EL5〜EL8合成出力端）はANT#2_EL出力端に接続される。EL比較合成器３−２１３〜３−２１６の第４の端子（Σ出力端）は、それぞれサーキュレータ３−４１３〜３−４１６を介して２合成器３−８３の第１の端子（Σ5入力端）、２合成器３−８３の第２の端子（Σ6入力端）、２合成器３−８４の第１の端子（Σ7入力端）、２合成器３−８４の第２の端子（Σ8入力端）に接続される。２合成器３−８３の第３の端子（合成出力端）と２合成器３−８４の第３の端子（合成出力端）はそれぞれ90°ハイブリッド（HYB）による比較合成器３−６３の第１の端子と第２の端子に接続される。比較合成器３−６３の第３の端子はANT#2_Σ出力端に接続される。また、比較合成器３−６３の第４の端子はANT#2_AZ出力端に接続される。一方、TX#2入力端から供給される第２のアンテナ向け送信信号は、4分配器３−７２で４分配されてTX5〜TX8となり、それぞれサーキュレータ３−４１３〜３−４１６を介して比較合成器３−２１３〜３−２１６から各送受信モジュール２（No.5〜No. 8）に送られる。
【００３１】
同様に、アンテナANT#3の送受信モジュール２（No.9〜No. 12）のEL信号出力端EL9〜EL12、Σ出力端Σ9〜Σ12は、それぞれ分配合成比較器３の対応する90°ハイブリッド（HYB）によるEL比較合成器３−２１７〜３−２２０の第１の端子（EL入力端）、第２の端子（Σ入力端）に接続される。EL比較合成器３−２１７〜３−２２０の第３の端子（EL出力端）は、それぞれ第３の４合成器３−３３の第１乃至第４の端子（EL9〜EL12入力端）に接続される。第３の４合成器３−３３の第５の端子（EL9〜EL12合成出力端）はANT#3_EL出力端に接続される。EL比較合成器３−２１７〜３−２２０の第４の端子（Σ出力端）は、それぞれサーキュレータ３−４１７〜３−４２０を介して２合成器３−８５の第１の端子（Σ9入力端）、２合成器３−８５の第２の端子（Σ10入力端）、２合成器３−８６の第１の端子（Σ11入力端）、２合成器３−８６の第２の端子（Σ12入力端）に接続される。２合成器３−８５の第３の端子（合成出力端）と２合成器３−８６の第３の端子（合成出力端）はそれぞれ90°ハイブリッド（HYB）による比較合成器３−６４の第１の端子と第２の端子に接続される。比較合成器３−６４の第３の端子はANT#3_Σ出力端に接続される。また、比較合成器３−６４の第４の端子はANT#3_AZ出力端に接続される。一方、TX#3入力端から供給される第３のアンテナ向け送信信号は、4分配器３−７３で４分配されてTX9〜TX12となり、それぞれサーキュレータ３−４１７〜３−４２０を介して比較合成器３−２１７〜３−２２０から各送受信モジュール２（No.9〜No. 12）に送られる。
【００３２】
同様に、アンテナANT#4の送受信モジュール２（No.13〜No. 16）のEL信号出力端EL13〜EL16、Σ出力端Σ13〜Σ16は、それぞれ分配合成比較器３の対応する90°ハイブリッド（HYB）によるEL比較合成器３−２２１〜３−２２４の第１の端子（EL入力端）、第２の端子（Σ入力端）に接続される。EL比較合成器３−２２１〜３−２２４の第３の端子（EL出力端）は、それぞれ第４の４合成器３−３４の第１乃至第４の端子（EL13〜EL16入力端）に接続される。第４の４合成器３−３４の第５の端子（EL13〜EL16合成出力端）はANT#4_EL出力端に接続される。EL比較合成器３−２２１〜３−２２４の第４の端子（Σ出力端）は、それぞれサーキュレータ３−４２１〜３−４２４を介して２合成器３−８７の第１の端子（Σ13入力端）、２合成器３−８７の第２の端子（Σ14入力端）、２合成器３−８８の第１の端子（Σ15入力端）、２合成器３−８８の第２の端子（Σ16入力端）に接続される。２合成器３−８７の第３の端子（合成出力端）と２合成器３−８８の第３の端子（合成出力端）はそれぞれ90°ハイブリッド（HYB）による比較合成器３−６５の第１の端子と第２の端子に接続される。比較合成器３−６５の第３の端子はANT#4_Σ出力端に接続される。また、比較合成器３−６５の第４の端子はANT#4_AZ出力端に接続される。一方、TX#4入力端から供給される第３のアンテナ向け送信信号は、4分配器３−７４で４分配されてTX13〜TX16となり、それぞれサーキュレータ３−４２１〜３−４２４を介して比較合成器３−２２１〜３−２２４から各送受信モジュール２（No.13〜No. 16）に送られる。
【００３３】
ここで、上記モジュールユニット２−１（２−２〜２−４も同様）のモード切替スイッチ（SPDT）２−１２１、移相器（PS）２−１１及びTX/RX切替スイッチ（SPDT）２−１２２は、図３において破線内で示すように一体化され、ＭＭＩＣ（モノリシック・マイクロ波集積回路）によりＲＦスイッチを一体型した３ビット構成のデジタル移相器２−１Ｄで実現される。
【００３４】
図４は、上記ＲＦスイッチ一体型３ビットＭＭＩＣ移相器２−１Ｄの内部系統を示すブロック図である。この移相器２−１Ｄは、一般的な３ビット構成とした場合で、位相差45度の線路（Ｌ１）、位相差90度の線路（Ｌ２）、位相差180度の線路（Ｌ３）をそれぞれ前後に配置されたSPDTによるＲＦスイッチＳＷ１1，ＳＷ１２，ＳＷ２1，ＳＷ１２，ＳＷ３1，ＳＷ１２の切換により、45度ステップで位相が切り替わる構成となっている。さらに、ＭＭＩＣ移相器２−１Ｄには、モード切替スイッチ（SPDT）２−１２１、TX/RX切替スイッチ（SPDT）２−１２２が内蔵される。この場合、ＭＭＩＣ内は既に線路切換用のＲＦスイッチが多数内蔵されているため、ＭＭＩＣの製作コストは殆ど上昇しない。
【００３５】
上記構成による電子走査アンテナでは、モード１の場合、送信信号TXが入力されると、８分配器３−７で８系統の送信信号TX1〜TX8に分配され、それぞれ第１乃至第８のサーキュレータ３−４１〜３−４８を介して第１乃至第８のEL比較合成器３−２１〜３−２８の第４の端子に入力され、それぞれの第１の端子から第１群の第１乃至第８の２合成器３−１１〜３−１８の第３の端子に分配され、第２の端子から第２群の第９乃至第１６の２合成器３−１９〜３−１１６に分配される。
【００３６】
第１群の第１乃至第８の２合成器３−１１〜３−１８に入力された送信信号はＡ系統とＢ系統に分配され、それぞれ第１乃至第８の送受信モジュール２（No. 1〜No. 8）のＡ系統とＢ系統に供給される。
【００３７】
第２群の第９乃至第１６の２合成器３−１９〜３−１１６に入力された送信信号はＡ系統とＢ系統に分配され、それぞれ第９乃至第１６の送受信モジュール２（No. 9〜No. 16）のＡ系統とＢ系統に供給される。
【００３８】
各送受信モジュール２において、Ａ系統の送受入出力端から入力される送信信号は、２合成器２−５１で２系統に分配される。一方の送信信号は、第１のモジュールユニット２−１に入力され、切替スイッチ（SPDT）２−１２１，２−１２２のモード１の選択、送信選択時に移相器（PS）２−１１で位相制御され、送信系中間増幅器（MPA）２−１３で中間増幅され、ドライバ（DRV）２−１４でパルス駆動され、アッテネータ（ATT）２−１５で利得調整され、高出力増幅器（HPA）２−１６で電力増幅され、サーキュレータ（CIR）２−１７を経て、帯域制限フィルタ（BEF）２−１８で帯域制限を受けて、アンテナ素子１から送信される。他方の送信信号は、第２のモジュールユニット２−２に入力され、第１のモジュールユニット２−１と同様に処理される。
【００３９】
第１のモジュールユニット２−１において、アンテナ素子1の受信信号は、帯域制限フィルタ（BEF）２−１８で帯域制限され、サーキュレータ（CIR）２−１７を経て、リミッタ（LIM）２−１９で利得制限され、低雑音増幅器（LNA）２−１Ａにより低雑音で増幅され、LNAスイッチ（SPDT）２−１Ｂ1，２−１B２で必要に応じてLNAオフとされ、受信系中間増幅器（MPA）２−１Ｃで中間増幅され、TX/RX切替スイッチ（SPDT）２−１２２の受信選択時に移相器（PS）２−１１で位相制御を受けて、モード1により第２の２合成器２−５１の第１の端子に供給される。第２のモジュールユニット２−２も第１のモジュールユニット２−１と同様に処理され、その受信出力は第１の２合成器２−５１の第２の端子に供給されて、第１のモジュールユニット２−１からの受信信号と合成され、Ａ系統受信信号として出力される。
【００４０】
また、Ｂ系統の送受入出力端から入力される送信信号は、第３の２合成器２−５３で２系統に分配される。一方の送信信号は、第３のモジュールユニット２−３に入力され、他方の送信信号は、第４のモジュールユニット２−４に入力される。以降、第３及び第４のモジュールユニット２−３，２−４は、第１及び第２のモジュールユニット２−１，２−２と同様に処理され、それぞれの受信信号は、第３の２合成器２−５３で合成されて、Ｂ系統受信信号として出力される。
【００４１】
上記第１乃至第１６の送受信モジュール２で得られたＡ系統受信信号とＢ系統受信信号はそれぞれ分配合成比較器３に供給され、第１乃至第１６の２合成器３−１１〜３−1１６で合成される。このうち、第１乃至第８の２合成器３−１１〜３−1８で合成された受信信号と、第９乃至第１６の２合成器３−１１〜３−1８で合成された受信信号は、それぞれ第１乃至第８のEL比較合成器３−２１〜３−２８の第１の端子、第２の端子に供給される。
【００４２】
第１乃至第８のEL比較合成器３−２１〜３−２８の第３の端子から出力される合成信号（EL1〜EL8）は、８合成器３−４で合成されて、EL出力端から出力される。
【００４３】
上記第１乃至第４のEL比較合成器３−２１〜３−２４の第４の端子から出力される合成信号（Σ1〜Σ4）は、それぞれ第１乃至第４のサーキュレータ３−４１〜３−４４を介して第1の４合成器３−５1の第１乃至第４の端子に供給され、上記第５乃至第８のEL比較合成器３−２５〜３−２８の第４の端子から出力される合成信号（Σ5〜Σ8）は、それぞれ第５乃至第８のサーキュレータ３−４５〜３−４８を介して第２の４合成器３−５２の第１乃至第４の端子に供給される。上記第1及び第２の４合成器３−５1，３−５２で合成された受信信号は、それぞれAZ比較合成器３−６１の第１の端子、第２の端子に供給され、AZ比較合成器３−６１の第３の端子からΣ信号が出力され、第４の端子からAZ合成信号が出力される。
【００４４】
以上のように構成することにより、送受信モジュール２の各モジュールユニット２−１〜２−４に設けられたモード切替スイッチ（受信出力切換用のＲＦスイッチ）２−１２１を１側に設定すると、受信信号の合成は、図１に示すように上側８個の送受信モジュール（No. 1〜No. 8）と下側８個の送受信モジュール（No. 9〜No. 16）の合成信号をEL比較合成器３−２１〜３−２８で比較することによりEL信号が得られ、右側８個の送受信モジュール（No. 1〜No. 4とNo. 9〜No. 12）と左側８個の送受信モジュール（No. 5〜No. 8とNo. 13〜No. 16）の合成信号をAZ比較器３−６１で比較することによりAZ信号が得られ、１ビーム型の電子走査アンテナとして機能する。
【００４５】
また、送受信モジュール２の各モジュールユニット２−１〜２−４に設けられたモード切替スイッチ（受信出力切換用のＲＦスイッチ）２−１２１を２側に設定すると、図２に示すように、送受信モジュール（No. 1〜No. 4）の上側（第１の素子と第２の素子）と送受信モジュール（No. 1〜No. 4）の下側（第３の素子と第４の素子）の合成信号をEL比較合成器３−２９〜３−２２４で比較することによりEL信号が得られ、右側は送受信モジュール（No. 1とNo. 2、第１の素子〜第４の素子）と左側は送受信モジュール（No. 3とNo. 4、第１素子〜第４素子）の合成信号をAZ比較合成器３−６２で比較することによりAZ信号が得られ、１つの電子走査アンテナとして機能する。さらに、送受信モジュール（No. 5〜No. 8）の組み合わせ、送受信モジュール（No. 9〜No. 12）の組み合わせ、送受信モジュール（No. 13〜No. 16）の組み合わせでも、それぞれ独立した電子走査アンテナとして機能する。また、送信入力は４系統あり、送信周波数は独立に設定できるため、電波干渉による問題は発生しない。
【００４６】
なお、１ビーム型と独立したマルチビーム型の動作切換を送受信モジュール２のモード切替スイッチ（受信出力切換用ＲＦスイッチ）で実現できるため、分配合成比較器３の内部にはＲＦ切換機能は必要無い。
【００４７】
以上のように本実施形態に係る電子走査アンテナでは、送受信モジュールの受信系出力部にＲＦスイッチによるモード切替スイッチを設け、分配合成比較器内に１ビーム型とマルチビーム型の独立した合成比較器を設けることで、従来の１ビーム型電子走査アンテナの機能・性能を維持したまま、ビーム毎に周波数を変えることが可能となり、複数の目標を同時に追跡することが可能となる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…アンテナ素子、
２…送受信モジュール（No. 1〜No. 16）、２−１〜２−４…モジュールユニット、
２−１１…移相器（PS）、２−１２１…モード切替スイッチ（SPDT）、２−１２２…TX/RX切替スイッチ（SPDT）、２−１３…中間増幅器（MPA）、２−１４…ドライバ（DRV）、２−１５…アッテネータ（ATT）、２−１６…高出力増幅器（HPA）、２−１７…サーキュレータ（CIR）、２−１８…帯域制限フィルタ（BEF）、２−１９…リミッタ（LIM）、２−１Ａ…低雑音増幅器（LNA）、２−１Ｂ１，２−１Ｂ２…LNAスイッチ（SPDT）、２−１Ｃ…中間増幅器（MPA）、２−５１，２−５２…２合成器、
２−１Ｄ…ＲＦスイッチ一体型３ビットＭＭＩＣ移相器、Ｌ１…位相差45度の線路、Ｌ２…位相差90度の線路、Ｌ３…位相差180度の線路、ＳＷ１1，ＳＷ１２，ＳＷ２1，ＳＷ１２，ＳＷ３1，ＳＷ１２…ＲＦスイッチ、
３…分配合成比較器、３−１１〜３−１１６…２合成器（２分配器）、３−２１〜３−２２４…EL比較合成器、３−３…８合成器、３−４１〜３−４２４…サーキュレータ、３−５1、３−５２…４合成器、３−６１〜３−６５…AZ比較合成器、３−７…８分配器、３−７１〜３−７４…４分配器、３−８１〜３−８８…２合成器。
【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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