JP2006258644A - Phased-array antenna radar and transmitting chirp signal acquisition method for calibration - Google Patents

Phased-array antenna radar and transmitting chirp signal acquisition method for calibration Download PDF

Info

Publication number
JP2006258644A
JP2006258644A JP2005077293A JP2005077293A JP2006258644A JP 2006258644 A JP2006258644 A JP 2006258644A JP 2005077293 A JP2005077293 A JP 2005077293A JP 2005077293 A JP2005077293 A JP 2005077293A JP 2006258644 A JP2006258644 A JP 2006258644A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission
reception
array antenna
signal
phased array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005077293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuji Fujimura
卓史 藤村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2005077293A priority Critical patent/JP2006258644A/en
Publication of JP2006258644A publication Critical patent/JP2006258644A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for enabling recording of a transmitting chirp signal used as a compression reference function of a receiving signal by covering the whole radar at sufficient precision. <P>SOLUTION: A phased-array antenna radar comprises branching a part of the transmitting chirp signal during a phase shift and an amplified observation mode with a branching filter 128 by a transmitting phase shifter 1211 and a transmitting amplifier 123 in each transmitting and receiving module 12 of a phased array antenna 1, passing a receiving amplifier 127 and a receiving phase shifter 1212 in the transmitting and receiving module 12 to be looped back, performing data processing by receiving the looped-back transmitting chirp signal and being recorded in a data recorder 25 as a calibration chirp signal. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、所定の間隔で配列された複数の放射素子と、前記放射素子毎に設けられた複数の送受信モジュールを有するフェーズドアレイアンテナを備えたフェーズドアレイアンテナレーダに関する。   The present invention relates to a phased array antenna radar including a plurality of radiating elements arranged at a predetermined interval and a phased array antenna having a plurality of transmission / reception modules provided for each of the radiating elements.

レーダ装置では、しばしば送受信モジュールを利用したフェーズドアレイアンテナが利用される。フェーズドアレイアンテナとは、所定の間隔で配列された複数の放射素子(アンテナ・アレイ)の各々に、所定の位相関係の高周波電流を給電し、各放射素子の特性を合波することで、任意の指向特性が得られるアンテナである。このフェーズドアレイアンテナは、機械的構成を用いることなく、各放射素子相互の位相関係を変化させることで指向性を走査することができるので、移動体(特に航空機)あるいは人工衛星に搭載されるアンテナとして用いられることが多い。   In a radar apparatus, a phased array antenna using a transmission / reception module is often used. A phased array antenna is an arbitrary one that feeds a high-frequency current having a predetermined phase relationship to each of a plurality of radiating elements (antenna arrays) arranged at predetermined intervals, and combines the characteristics of the radiating elements. It is an antenna that can obtain the directivity characteristics. Since this phased array antenna can scan the directivity by changing the phase relationship between the radiating elements without using a mechanical configuration, the antenna is mounted on a mobile object (especially an aircraft) or an artificial satellite. Often used as

送受信モジュールを利用したフェーズドアレイアンテナでは、個々の送受信モジュールのRF特性がアンテナで送受信されるチャープ波形に影響を与える。特に、送受信モジュールは、通常、他のRF機器と異なり、温度が一定に保たれる機体内部ではなく、アンテナ表面すなわち機体外部に暴露されている。そのため、送受信モジュールのRF特性の温度による影響は無視できず、チャープ圧縮性能に影響を与える。   In a phased array antenna using a transmission / reception module, the RF characteristics of each transmission / reception module affect the chirp waveform transmitted / received by the antenna. In particular, the transmission / reception module is usually exposed to the antenna surface, that is, the outside of the airframe, not the inside of the airframe where the temperature is kept constant, unlike other RF devices. Therefore, the influence of temperature on the RF characteristics of the transmission / reception module cannot be ignored and affects the chirp compression performance.

このような特性変動の問題を解消するために、従来、航空機あるいは人工衛星のプラットフォームに搭載される合波開口レーダ等のレーダ装置において、観測モードとは別に受信部のリニアリティや飽和レベル等の測定(校正)に使用するための校正用チャープ信号を送信する校正モードを設定し、受信部のRF特性を校正する方法(特許文献1)、あるいはモニタ用のアンテナを使用し、モニタ用のアンテナから送信した信号をレーダ用アンテナで受信、あるいは逆にレーダ用アンテナから送信した信号をモニタ用のアンテナで受信することにより、校正情報を取得する方法(特許文献2)等が提案されている。   In order to eliminate the problem of such characteristic fluctuations, conventionally, in a radar apparatus such as a combined aperture radar mounted on an aircraft or satellite platform, the linearity and saturation level of the receiver are measured separately from the observation mode. A method for setting a calibration mode for transmitting a chirp signal for calibration for use in (calibration) and calibrating the RF characteristics of the receiver (Patent Document 1), or using a monitor antenna, from the monitor antenna A method of acquiring calibration information by receiving a transmitted signal with a radar antenna or conversely receiving a signal transmitted from a radar antenna with a monitoring antenna has been proposed (Patent Document 2).

図9は、校正モードが設定されたフェーズドアレイアンテナレーダの従来例を示すブロック構成図であり、図10は、その動作を示すタイミングチャートである。このフェーズドアレイアンテナレーダは、フェーズドアレイアンテナ1と電気回路部2より構成され、各々は送受信兼用アンテナケーブル31により接続されている。   FIG. 9 is a block diagram showing a conventional example of a phased array antenna radar in which the calibration mode is set, and FIG. 10 is a timing chart showing its operation. This phased array antenna radar is composed of a phased array antenna 1 and an electric circuit unit 2, and each is connected by a transmission / reception antenna cable 31.

図9において、フェーズドアレイアンテナ1は、電気回路部2の送信機22からの送信信号を複数の送受信モジュール12に分波すると共に、各送受信モジュール12からの信号を合波し電気回路部2の受信機23に出力する分合波器13と、送信のタイミングで分合波器13からの送信信号の位相シフトと増幅を行い放射素子11に出力すると共に、受信のタイミングでは放射素子11からの受信信号の位相シフトと増幅を行い分合波器13に出力する複数の送受信モジュール12と、各送受信モジュール12に接続され送信信号の放射とターゲットからの反射波の受信を行う放射素子11とによって構成される。   In FIG. 9, the phased array antenna 1 demultiplexes the transmission signal from the transmitter 22 of the electric circuit unit 2 into a plurality of transmission / reception modules 12, and multiplexes the signals from each transmission / reception module 12. The multiplexer / demultiplexer 13 to be output to the receiver 23 and the phase shift and amplification of the transmission signal from the multiplexer / demultiplexer 13 at the transmission timing and output to the radiating element 11, and at the reception timing from the radiating element 11. A plurality of transmission / reception modules 12 that perform phase shift and amplification of the reception signal and output to the multiplexer / demultiplexer 13, and a radiation element 11 that is connected to each transmission / reception module 12 and that receives the transmission wave and the reflected wave from the target Composed.

各送受信モジュール12は、分合波器13からの送信信号の位相シフトを行うと共に受信信号の位相シフトを行う移相器121と、送信信号の増幅を行う送信用のアンプ123と、放射素子11への送信と放射素子11からの受信を切り替える切替器124と、終端器126と、終端器126と放射素子11からの受信を切り替える切替器125と、受信信号の増幅を行う受信用のアンプ127と、送信用のアンプ123または受信用のアンプ127と移相器121との間に接続された送受切り替え用の切替器122とによって構成される。   Each transmission / reception module 12 performs a phase shift of the transmission signal from the multiplexer / demultiplexer 13 and a phase shifter 121 that shifts the phase of the reception signal, a transmission amplifier 123 that amplifies the transmission signal, and the radiation element 11. Switch 124 for switching between transmission to and reception from radiating element 11, terminator 126, switch 125 for switching reception from terminator 126 and radiating element 11, and receiving amplifier 127 for amplifying the received signal. And a transmission / reception switching switch 122 connected between the transmission amplifier 123 or the reception amplifier 127 and the phase shifter 121.

また電気回路部2は、送信信号を発生するチャープ信号発生器21と、周波数変換・アンプ221、切替器222、およびサーキュレータ223を有する送信機22と、減衰器232、切替器233、および周波数変換・アンプ231を有する受信機23と、受信機23から入力された信号のサンプリングを行い各種の処理を行うデータ処理装置24と、データ処理装置でサンプリング及び処理されたデジタルデータを記録するデータレコーダ25と、フェーズドアレイアンテナ1及び電気回路部2の各機器を制御する制御装置26とによって構成される。   The electric circuit unit 2 includes a chirp signal generator 21 that generates a transmission signal, a transmitter 22 having a frequency converter / amplifier 221, a switch 222, and a circulator 223, an attenuator 232, a switch 233, and a frequency converter. A receiver 23 having an amplifier 231, a data processing device 24 that samples a signal input from the receiver 23 and performs various processes, and a data recorder 25 that records digital data sampled and processed by the data processing device And a control device 26 that controls each device of the phased array antenna 1 and the electric circuit unit 2.

送信機22の切替器222は、観測モード時には、チャープ信号発生器21で発生され周波数変換・アンプ221で周波数変換及び増幅された送信信号を、サーキュレータ223を介してフェーズドアレイアンテナ1側へ出力し、校正モード時には、チャープ信号発生器21で発生され周波数変換・アンプ221で周波数変換及び増幅された送信信号を、受信機23側へ折り返し信号として出力するように切り替え制御される。また受信機23の切替器233は、観測モード時には、フェーズドアレイアンテナ1で受信され、サーキュレータ223を介して入力された反射信号を周波数変換・アンプ231へ出力し、校正モード時には、送信機22の切替器222および受信機23の減衰器232を介して入力された前記折り返し信号を周波数変換・アンプ231へ出力するように切り替え制御される。   In the observation mode, the switch 222 of the transmitter 22 outputs the transmission signal generated by the chirp signal generator 21 and frequency-converted and amplified by the frequency converter / amplifier 221 to the phased array antenna 1 side via the circulator 223. In the calibration mode, switching control is performed so that the transmission signal generated by the chirp signal generator 21 and frequency-converted and amplified by the frequency converter / amplifier 221 is output to the receiver 23 as a return signal. The switch 233 of the receiver 23 outputs the reflected signal received by the phased array antenna 1 in the observation mode and input via the circulator 223 to the frequency conversion / amplifier 231 and in the calibration mode. Switching control is performed so that the folding signal input via the switch 222 and the attenuator 232 of the receiver 23 is output to the frequency conversion / amplifier 231.

次に、従来のフェーズドアレイアンテナレーダの動作について、図9〜図10を参照して説明する。   Next, the operation of the conventional phased array antenna radar will be described with reference to FIGS.

観測モード時には、フェーズドアレイアンテナ1からの送信波の放射は一定のパルス繰り返し周期で行い、送信と送信の間のタイミングでターゲットからの反射波の受信を行う。従って、観測モード時の送信タイミングでは、送受信モジュール12内の切替器122は移相器121と送信アンプ123を接続するルートを設定し、切替器124は送信アンプ123と放射素子11を接続するルートを設定し、切替器125は終端器126と受信アンプ127を接続するルートを設定する。また、観測モード時の受信タイミングでは、切替器122は受信アンプ127と移相器121を接続するルートを設定し、切替器124と切替器125は放射素子11と受信アンプ127を接続するルートを設定する。   In the observation mode, the transmission wave from the phased array antenna 1 is radiated at a constant pulse repetition period, and the reflected wave is received from the target at a timing between transmissions. Therefore, at the transmission timing in the observation mode, the switch 122 in the transmission / reception module 12 sets a route for connecting the phase shifter 121 and the transmission amplifier 123, and the switch 124 is a route for connecting the transmission amplifier 123 and the radiation element 11. The switch 125 sets a route for connecting the terminator 126 and the reception amplifier 127. Further, at the reception timing in the observation mode, the switch 122 sets a route for connecting the reception amplifier 127 and the phase shifter 121, and the switch 124 and the switch 125 have a route for connecting the radiation element 11 and the reception amplifier 127. Set.

観測モード時の送信タイミングにおいてチャープ信号発生器21で発生した送信信号は、送信機22で周波数変換及び増幅され、分合波器13で複数の送受信モジュール12に分配され、送受信モジュール12で位相シフト及び増幅されて放射素子11に出力され、フェーズドアレイアンテナ1から所定の指向特性を持つ電磁波として放射される。一方、観測モード時の受信タイミングにおいて放射素子11で受信された受信信号は、送受信モジュール12で増幅及び位相シフトされ、分合波器13で合波され、受信機23で周波数変換及び増幅され、データ処理装置24でサンプリング及び各種の処理を実行された後、デジタル化した受信信号としてデータレコーダに記録される。   The transmission signal generated by the chirp signal generator 21 at the transmission timing in the observation mode is frequency converted and amplified by the transmitter 22, distributed to the plurality of transmission / reception modules 12 by the multiplexer / demultiplexer 13, and phase-shifted by the transmission / reception module 12. Then, it is amplified and output to the radiating element 11, and is emitted from the phased array antenna 1 as an electromagnetic wave having a predetermined directivity characteristic. On the other hand, the reception signal received by the radiating element 11 at the reception timing in the observation mode is amplified and phase-shifted by the transmission / reception module 12, is multiplexed by the multiplexer / demultiplexer 13, is frequency-converted and amplified by the receiver 23, After the sampling and various processes are executed by the data processing device 24, it is recorded in the data recorder as a digitized received signal.

一方、校正モード時には、チャープ信号発生器21で発生した送信信号は、送信機22内の切替器222により受信機23側へ折り返され、受信機23内の減衰器232および切替器233を経由して周波数変換・アンプ231へ入力され、周波数変換及び増幅されてデータ処理装置24でサンプリング及び各種の処理を実行された後、デジタル化した受信信号としてデータレコーダに記録される。データレコーダに記録された校正信号は、データレコーダに記録された受信信号の再生用の参照関数に使用される。また、校正信号データを解析することで、本装置の校正に使用される。   On the other hand, in the calibration mode, the transmission signal generated by the chirp signal generator 21 is turned back to the receiver 23 by the switch 222 in the transmitter 22 and passes through the attenuator 232 and the switch 233 in the receiver 23. After being input to the frequency conversion / amplifier 231, frequency-converted and amplified, subjected to sampling and various processing by the data processing device 24, it is recorded in the data recorder as a digitized received signal. The calibration signal recorded in the data recorder is used as a reference function for reproducing the received signal recorded in the data recorder. Moreover, it is used for the calibration of this apparatus by analyzing the calibration signal data.

特開昭61−213783号公報JP-A-61-213783 特開平10−246779号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-246779

上記従来の技術では、観測モードとは別のタイミングで校正モードによる送信波形取得を実施しているが、このレーダ装置が航空機や人工衛星等のように高速で移動する装置に搭載されている場合、これらの機体外部に暴露されているフェーズドアレイアンテナは、観測モード時と校正モード時とでその周囲環境(温度等)が大きく変動するため、両者のタイミングのずれに伴う温度変動等によるチャープ特性の変動の影響も無視できない。   In the above conventional technology, transmission waveform acquisition is performed in the calibration mode at a timing different from the observation mode, but this radar device is mounted on a device that moves at high speed such as an aircraft or an artificial satellite These phased array antennas exposed to the outside of the fuselage vary greatly in the surrounding environment (temperature, etc.) between the observation mode and calibration mode, so the chirp characteristics due to temperature fluctuations due to timing differences between the two The effects of fluctuations cannot be ignored.

さらに、上記従来技術においては、フェーズドアレイアンテナと電気回路部は、送受信兼用アンテナケーブルで接続されており、観測モードとは別のタイミングで設定された校正モードにおいて、校正用の送信チャープ信号の記録は、送信チャープ信号のルートを送信機から直接受信機に折り返すルートに切り替えることで実施されるため、記録される校正信号には、電気回路部の特性しか反映されない。   Furthermore, in the above-described prior art, the phased array antenna and the electric circuit unit are connected by a transmission / reception antenna cable, and recording of a transmission chirp signal for calibration is performed in a calibration mode set at a timing different from the observation mode. Is implemented by switching the route of the transmission chirp signal to the route that directly loops back from the transmitter to the receiver, so that only the characteristics of the electric circuit section are reflected in the recorded calibration signal.

しかしフェーズドアレイアンテナの場合、フェーズドアレイアンテナ側の各送受信モジュールには移相器およびアンプが含まれており、これらの移相器およびアンプの特性も観測モード時に測定される信号に影響を及ぼす要因となる。従ってその特性変動は無視できないが、上記従来の技術では、校正信号のチャープ圧縮に際して、送受信モジュールのRF特性を含めた測定が行われないために、完全な校正ができないという問題がある。   However, in the case of a phased array antenna, each transmission / reception module on the phased array antenna side includes a phase shifter and an amplifier. The characteristics of these phase shifters and amplifiers also affect the signal measured in the observation mode. It becomes. Therefore, although the characteristic variation cannot be ignored, the above-described conventional technique has a problem in that complete calibration cannot be performed because the measurement including the RF characteristic of the transmission / reception module is not performed during the chirp compression of the calibration signal.

また、特許文献2に記載されているように、モニタ用のアンテナを使用し、モニタ用のアンテナから送信した信号をレーダ用アンテナで受信、あるいは逆にレーダ用アンテナから送信した信号をモニタ用のアンテナで受信する方法の場合は、モニタ用のアンテナを使用するため、モニタ用のアンテナとレーダ用アンテナとの間の精度が十分に取れない上に送信と受信で別々に校正しなければならないため、精度的に送信信号自身の校正には使用できないという問題点がある。またモニタ用のアンテナを別途設けなければならないためにその構成も複雑となる。   Further, as described in Patent Document 2, a monitor antenna is used, and a signal transmitted from the monitor antenna is received by the radar antenna, or conversely, a signal transmitted from the radar antenna is monitored. In the case of the method of receiving with the antenna, since the monitor antenna is used, the accuracy between the monitor antenna and the radar antenna is not sufficient, and it is necessary to calibrate separately for transmission and reception. However, there is a problem that it cannot be used for calibration of the transmission signal with high accuracy. Further, since a monitor antenna must be provided separately, the configuration becomes complicated.

本発明の目的は、十分な精度でレーダ装置全体をカバーして、受信信号の圧縮用参照関数として使用できる送信チャープ信号の記録が可能な手段を比較的簡単な構成で提供することにある。   An object of the present invention is to provide a means capable of recording a transmission chirp signal that covers the entire radar apparatus with sufficient accuracy and can be used as a reference function for compression of a reception signal with a relatively simple configuration.

本発明の他の目的は、送受信モジュールのRF特性を含めて、チャープ圧縮性能の向上を図ることにある。   Another object of the present invention is to improve the chirp compression performance including the RF characteristics of the transceiver module.

本発明のさらに他の目的は、観測モードと校正モードの送信タイミングを一致させることにより、両者のタイミングのずれに伴うチャープ特性の変動の影響が生じない校正手段を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a calibration means in which the transmission timings of the observation mode and the calibration mode are matched so that the influence of fluctuations in the chirp characteristics due to the timing difference between them does not occur.

本発明のフェーズドアレイアンテナレーダにおける校正用チャープ信号取得方法は、複数の放射素子と、該複数の放射素子にそれぞれ対応して設けられた複数の送受信モジュールを有するフェーズドアレイアンテナを備えたフェーズドアレイアンテナレーダの観測モード時の送信タイミングにおいて、前記各放射素子から放射するために前記各送受信モジュール内の送信用移相器および送信用アンプにより位相シフトおよび増幅された送信チャープ信号の一部を分波し、該分波した送信チャープ信号を前記各送受信モジュール内の受信用アンプおよび受信用移相器を経由して折り返し、該折り返した送信チャープ信号を受信してデータ処理し、校正信号として記録することを特徴とする。   A calibration chirp signal acquisition method in a phased array antenna radar according to the present invention includes a plurality of radiating elements and a phased array antenna having a plurality of transmitting / receiving modules provided corresponding to the plurality of radiating elements, respectively. At the transmission timing in the radar observation mode, a part of the transmission chirp signal phase-shifted and amplified by the transmission phase shifter and transmission amplifier in each transmission / reception module for radiating from each radiating element is demultiplexed. Then, the demultiplexed transmission chirp signal is turned back through the reception amplifier and the reception phase shifter in each of the transmission / reception modules, the returned transmission chirp signal is received, processed, and recorded as a calibration signal. It is characterized by that.

また、本発明のフェーズドアレイアンテナレーダは、所定の間隔で配列された複数の放射素子と、前記放射素子毎に設けられ当該放射素子に送信信号を出力するとともに当該放射素子で受信された信号を入力する複数の送受信モジュールからなるフェーズドアレイアンテナを有するとともに、前記各送受信モジュール内に備えられた送信用移相器および送信用アンプにより位相シフトおよび増幅された観測モード時の送信チャープ信号の送信と同期して該送信チャープ信号の一部を分波する機能と、該分波された送信チャープ信号の一部を前記各送受信モジュール内に備えられた受信用アンプおよび受信用移相器を経由させて折り返す機能と、該折り返された送信チャープ信号を受信してデータ処理することにより校正信号を生成する機能を備えていることを特徴とする。   The phased array antenna radar according to the present invention includes a plurality of radiating elements arranged at predetermined intervals, a transmission signal provided for each of the radiating elements, and a signal received by the radiating element. A transmission chirp signal in an observation mode having a phased array antenna composed of a plurality of input / output modules and being phase-shifted and amplified by a transmission phase shifter and a transmission amplifier provided in each of the transmission / reception modules; A function of demultiplexing a part of the transmission chirp signal in synchronization, and a part of the demultiplexed transmission chirp signal via a reception amplifier and a reception phase shifter provided in each of the transmission / reception modules And a function for generating a calibration signal by receiving the folded transmission chirp signal and processing the data. For example, characterized in that is.

通常、レーダ装置では、送信系のルートと受信系のルートが一部共用されていることが多く、上記従来の構成においても、フェーズドアレイアンテナの分合波器及び送受信モジュールの中の移相器は送信と受信とで共用されているが、本発明では、アンテナの放射素子直前を除き、送信系のルートと受信系のルートを独立させることにより、アンテナの放射素子直前において観測モード時の送信チャープ信号の一部を折り返し可能にしている。   Usually, in a radar apparatus, a transmission system route and a reception system route are often shared, and even in the conventional configuration described above, a phased array antenna multiplexer / demultiplexer and a phase shifter in a transmission / reception module However, in the present invention, the transmission in the observation mode is performed immediately before the radiating element of the antenna by making the transmission system route and the receiving system route independent, except for the radiating element of the antenna. A part of the chirp signal can be folded.

またそのために、本発明では、電気回路部とフェーズドアレイアンテナ間を接続するアンテナケーブルは、送信と受信で共用することなく送信専用と受信専用の各アンテナケーブルをそれぞれ用意し、また、フェーズドアレイアンテナ内でアンテナケーブルに接続される分合波器も、送信専用アンテナケーブルと接続される分波器と受信専用アンテナケーブルと接続される合波器を別に用意する。さらに、各送受信モジュール内の移相器として、送信専用と受信専用のものを各々用意するとともに、送受信モジュール内の送信アンプの後段及び受信アンプの前段にて、分波器・切替器を通して送信系から受信系への折り返しルートを用意する。   Therefore, in the present invention, the antenna cable for connecting the electric circuit section and the phased array antenna is prepared for each of the transmission-only and reception-only antenna cables without being shared for transmission and reception, and the phased-array antenna As for the multiplexer / demultiplexer connected to the antenna cable, a duplexer connected to the transmission dedicated antenna cable and a multiplexer connected to the reception dedicated antenna cable are separately prepared. In addition, as a phase shifter in each transmission / reception module, a transmission-only and a reception-only one are prepared, and a transmission system is passed through a duplexer / switching device at a stage after the transmission amplifier in the transmission / reception module and at a stage before the reception amplifier. Prepare a return route from to the receiving system.

即ち本発明では、チャープ信号発生器で生成し送信機で周波数・レベル変換したチャープ信号を、送信系の分波器で各送受信モジュールに分波し、各送受信モジュールにおいて増幅してアンテナの放射素子から送信する。またこの送信の際、送受信モジュール内で送信波を分波し、受信系のルートに折り返す。そして、折り返した信号を受信系の合波器で合波し、受信機で周波数・レベル変換した後、データ処理装置でサンプリング(A/D変換)することで、送信チャープ信号をデジタルデータとして記録する。   That is, in the present invention, a chirp signal generated by a chirp signal generator and frequency / level converted by a transmitter is demultiplexed to each transmission / reception module by a transmission-system demultiplexer, and amplified by each transmission / reception module to be radiated from the antenna. Send from. At the time of this transmission, the transmission wave is demultiplexed in the transmission / reception module and turned back to the route of the reception system. The folded signal is multiplexed by a receiving multiplexer, frequency / level converted by a receiver, and then sampled (A / D converted) by a data processing device, thereby recording a transmission chirp signal as digital data. To do.

さらに、前記アンテナの放射素子から送信された送信チャープ信号に対するターゲットからの反射波は、通常のレーダ装置と同様、送信と送信の間のタイミングで受信され、受信系の合波器で合波され、受信機で周波数・レベル変換され、データ処理装置でサンプリング(A/D変換)することで、受信チャープ信号として記録される。   Furthermore, the reflected wave from the target with respect to the transmission chirp signal transmitted from the radiating element of the antenna is received at the timing between transmission and transmission in the same manner as in a normal radar device, and is multiplexed by a receiving system multiplexer. The frequency and level are converted by the receiver, and the data is sampled (A / D converted) by the data processor, and recorded as a received chirp signal.

本発明によれば、チャープ信号発生器で生成した送信チャープ信号を、送受信モジュール内で折り返して校正用のチャープ信号を取得するので、より実際の送信波に近い送信チャープ信号情報を取得することができ、チャープ圧縮性能を向上することが可能である。   According to the present invention, the transmission chirp signal generated by the chirp signal generator is folded back in the transmission / reception module to obtain a calibration chirp signal, so that transmission chirp signal information closer to the actual transmission wave can be acquired. It is possible to improve the chirp compression performance.

さらに本発明では、観測と同時に送信波形取得を行うため、観測と校正とのタイムラグを生じないので、温度の時間的変動によるチャープ特性の変動も補正することができ、チャープ圧縮性能を向上することが可能である。   Furthermore, in the present invention, since the transmission waveform is acquired simultaneously with the observation, the time lag between the observation and the calibration does not occur. Therefore, the fluctuation of the chirp characteristic due to the temporal fluctuation of the temperature can be corrected, and the chirp compression performance is improved. Is possible.

また、本発明によれば、観測と同時に校正用の送信波形取得することができるので、観測モードとは別のタイミングで設定された校正モードで送信波形取得を実施する必要がない分、観測の機会を増やすことができる。   In addition, according to the present invention, since a transmission waveform for calibration can be acquired simultaneously with observation, it is not necessary to perform transmission waveform acquisition in a calibration mode set at a timing different from the observation mode. Opportunities can be increased.

また、送受信モジュールの送信アンプの出力を折り返すことで、従来の技術ではできなかった送信電力レベルを含むラジオメトリック校正が可能となり、ラジオメトリック精度を向上させることが可能である。   Further, by folding back the output of the transmission amplifier of the transmission / reception module, radiometric calibration including a transmission power level that cannot be achieved by the conventional technique can be performed, and the radiometric accuracy can be improved.

図1は、本発明の実施形態を示すフェーズドアレイアンテナレーダのブロック構成図である。   FIG. 1 is a block diagram of a phased array antenna radar showing an embodiment of the present invention.

本実施形態のフェーズドアレイアンテナレーダも、フェーズドアレイアンテナ1と電気回路部2より構成されているが、フェーズドアレイアンテナ1と電気回路部2間の接続には、送信専用アンテナケーブル32と受信専用アンテナケーブル33が用いられる。   The phased array antenna radar according to the present embodiment is also composed of the phased array antenna 1 and the electric circuit unit 2. For connection between the phased array antenna 1 and the electric circuit unit 2, the transmission dedicated antenna cable 32 and the reception dedicated antenna are used. A cable 33 is used.

フェーズドアレイアンテナ1は、電気回路部2の送信機22からの送信信号を複数の送受信モジュール12に分波する分波器131と、各送受信モジュール12からの信号を合波し電気回路部2の受信機23に出力する合波器132と、送信のタイミングで分波器131からの送信信号の位相シフトと増幅を行って放射素子11に出力すると共に送信信号の一部を合波器132に折返し、受信のタイミングでは放射素子11からの受信信号の位相シフトと増幅を行って合波器132に出力する複数の送受信モジュール12と、各送受信モジュール12に接続され送信信号の放射とターゲットからの反射波の受信を行う複数の放射素子11とを有している。   The phased array antenna 1 includes a duplexer 131 that demultiplexes a transmission signal from the transmitter 22 of the electric circuit unit 2 into a plurality of transmission / reception modules 12, and a signal from each transmission / reception module 12 that combines the signals from the transmission / reception modules 12. A multiplexer 132 that outputs to the receiver 23 and a phase shift and amplification of the transmission signal from the demultiplexer 131 at the timing of transmission and outputs to the radiating element 11 and a part of the transmission signal to the multiplexer 132. In return and reception timing, a plurality of transmission / reception modules 12 that perform phase shift and amplification of the reception signal from the radiation element 11 and output to the multiplexer 132, and transmission and reception of the transmission signal connected to each transmission / reception module 12 from the target And a plurality of radiating elements 11 for receiving reflected waves.

送受信モジュール12は、分波器131からの送信信号の位相シフトを行う送信用の移相器1211と、送信信号の増幅を行う送信用のアンプ123と、送信信号を分波し主信号を送信ルートに回すと共に送信信号の一部を受信側に折り返す分波器128と、放射素子11への送信と放射素子11からの受信を切り替える切替器124と、終端器126と、終端器126と放射素子11からの受信を切り替える切替器125と、分波器128からの折返した送信信号と放射素子11からの受信信号とを切り替える切替器129と、受信信号または折り返した送信信号の増幅を行う受信用のアンプ127と、アンプ127で増幅された受信信号または折り返した送信信号の位相シフトを行う受信用の移相器1212とを有している。   The transmission / reception module 12 demultiplexes the transmission signal and transmits the main signal, a transmission phase shifter 1211 that shifts the phase of the transmission signal from the demultiplexer 131, a transmission amplifier 123 that amplifies the transmission signal, and the like. A demultiplexer 128 that turns the route and returns a part of the transmission signal to the receiving side, a switch 124 that switches between transmission to the radiation element 11 and reception from the radiation element 11, a terminator 126, a terminator 126, and radiation A switch 125 for switching reception from the element 11, a switch 129 for switching a folded transmission signal from the duplexer 128 and a reception signal from the radiating element 11, and reception for amplifying the reception signal or the folded transmission signal And a reception phase shifter 1212 for performing phase shift of the reception signal amplified by the amplifier 127 or the folded transmission signal.

電気回路部2は、送信信号を発生するチャープ信号発生器21と、発生した送信信号の周波数変換及び増幅を行い送信専用アンテナケーブル32を介してフェーズドアレイアンテナ1の分波器131に出力する送信機22と、受信専用アンテナケーブル33を介してフェーズドアレイアンテナ1の合波器132から受信したターゲットからの反射波の受信信号または送受信モジュール12内で折り返された送信信号を入力し、これらの信号の周波数変換及び増幅を行いデータ処理装置24に出力する受信機23と、受信機から入力された信号のサンプリングを行い各種の処理を行うデータ処理装置24と、データ処理装置でサンプリング及び処理されたデジタルデータを記録するデータレコーダ25と、フェーズドアレイアンテナ1及び電気回路部2の各機器を制御する制御装置26とを有している。   The electric circuit section 2 transmits a chirp signal generator 21 that generates a transmission signal, and frequency conversion and amplification of the generated transmission signal and outputs to the duplexer 131 of the phased array antenna 1 via the transmission dedicated antenna cable 32. The reception signal of the reflected wave from the target received from the multiplexer 22 and the multiplexer 132 of the phased array antenna 1 via the reception-only antenna cable 33 or the transmission signal turned back in the transmission / reception module 12 is input. The receiver 23 that performs frequency conversion and amplification and outputs the data to the data processing device 24, the data processing device 24 that performs sampling and processing of signals input from the receiver, and the data processing device performs sampling and processing. Data recorder 25 for recording digital data, phased array antenna 1 and electricity And a control unit 26 for controlling each device in the road section 2.

図2は、本実施形態のフェーズドアレイアンテナレーダの動作タイミングチャートであり、図3および図4は、本実施形態の送信タイミング(送信波の放射を行うタイミング)における信号の流れ、および受信タイミング(ターゲットからの反射波を受信するタイミング)における信号の流れを示している。以下、本実施形態の動作について、図1〜図4を参照して説明する。   FIG. 2 is an operation timing chart of the phased array antenna radar according to the present embodiment. FIGS. 3 and 4 illustrate signal flows and reception timings at the transmission timing (timing for transmitting a transmission wave) according to the present embodiment. The signal flow at the timing of receiving the reflected wave from the target is shown. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

フェーズドアレイアンテナ1からの送信波の放射は一定のパルス繰り返し周期で行う。本実施形態では同じタイミングで折り返した送信信号の受信を行う。その後、送信と送信の間のタイミングでターゲットからの反射波の受信を行う。   The transmission wave from the phased array antenna 1 is emitted at a constant pulse repetition period. In the present embodiment, a transmission signal that is turned back at the same timing is received. Thereafter, the reflected wave is received from the target at a timing between transmissions.

チャープ信号発生器21で発生した送信信号は、送信機22で周波数変換及び増幅され、送信専用アンテナケーブル32を介してフェーズドアレイアンテナ1側の分波器131へ出力される。分波器131では、入力された送信信号を複数の送受信モジュール12に分波する。各送受信モジュール12は分波された送信信号に対して送受信モジュール毎に所定の位相シフトと増幅を行って放射素子11に出力することによりフェーズドアレイアンテナ1からの放射を行う。この時、送受信モジュール12内の切替器124は、分波器128と放射素子11をつなぐルートを設定する。   The transmission signal generated by the chirp signal generator 21 is frequency-converted and amplified by the transmitter 22 and output to the duplexer 131 on the phased array antenna 1 side via the transmission-dedicated antenna cable 32. The demultiplexer 131 demultiplexes the input transmission signal to the plurality of transmission / reception modules 12. Each transmission / reception module 12 performs radiation from the phased array antenna 1 by performing a predetermined phase shift and amplification for each transmission / reception module on the demultiplexed transmission signal and outputting the result to the radiation element 11. At this time, the switch 124 in the transmission / reception module 12 sets a route connecting the duplexer 128 and the radiating element 11.

この送信波の放射と同時に、送受信モジュール12内の移相器1211及びアンプ123で位相シフトおよび増幅された送信信号の一部は、送受信モジュール12内の分波器128で分波され、受信側に折り返される。そのためこの時の、送受信モジュール12内の切替器125は終端器126と切替器129をつなぐルートを設定し、切替器129は分波器とアンプ127をつなぐルートを設定するように制御される。   Simultaneously with the radiation of the transmission wave, a part of the transmission signal phase-shifted and amplified by the phase shifter 1211 and the amplifier 123 in the transmission / reception module 12 is demultiplexed by the demultiplexer 128 in the transmission / reception module 12 and received by the receiving side. Wrapped to Therefore, the switch 125 in the transmission / reception module 12 at this time sets a route connecting the terminator 126 and the switch 129, and the switch 129 is controlled to set a route connecting the duplexer and the amplifier 127.

折り返された送信信号(校正信号)は、送受信モジュール12内のアンプ127及び移相器1212で増幅及び位相シフトされ、合波器132に出力される。合波器132では各送受信モジュール12で折り返された送信信号(校正信号)を合波し、受信専用アンテナケーブル33を介して受信機23へ出力する。受信機23では入力された送信信号(校正信号)の周波数変換及び増幅を行い、データ処理装置24では周波数変換及び増幅された送信信号(校正信号)のサンプリングを行い各種の処理を行った上でデジタル化した校正信号としてデータレコーダに記録する。   The folded transmission signal (calibration signal) is amplified and phase-shifted by the amplifier 127 and the phase shifter 1212 in the transmission / reception module 12 and output to the multiplexer 132. The multiplexer 132 multiplexes the transmission signal (calibration signal) returned by each transmission / reception module 12 and outputs it to the receiver 23 via the reception-specific antenna cable 33. The receiver 23 performs frequency conversion and amplification of the input transmission signal (calibration signal), and the data processing device 24 performs sampling and sampling of the frequency conversion and amplified transmission signal (calibration signal) and performs various processes. Record in the data recorder as digitized calibration signal.

一方、送信パルス繰返し周期間の受信タイミングにおいては、送受信モジュール内の各切替器124、125、129は放射素子11からアンプ127をつなぐルートに設定するように制御される。従って、放射素子11で受信した受信信号は、送受信モジュール12内の送受信モジュール12内のアンプ127及び移相器1212で増幅及び位相シフトされ、合波器132に出力される。合波器132では各送受信モジュール12で増幅及び位相シフトされた受信信号を合波し、受信専用アンテナケーブル33を介して受信機23へ出力する。   On the other hand, at the reception timing between the transmission pulse repetition periods, the respective switches 124, 125, and 129 in the transmission / reception module are controlled to be set to a route connecting the radiation element 11 to the amplifier 127. Therefore, the reception signal received by the radiating element 11 is amplified and phase-shifted by the amplifier 127 and the phase shifter 1212 in the transmission / reception module 12 in the transmission / reception module 12 and output to the multiplexer 132. The multiplexer 132 multiplexes the reception signals amplified and phase-shifted by the respective transmission / reception modules 12 and outputs them to the receiver 23 via the reception-dedicated antenna cable 33.

受信機23では入力された受信信号の周波数変換及び増幅を行い、データ処理装置24では周波数変換及び増幅された受信信号のサンプリングを行い各種の処理を行った上でデジタル化した受信信号をデータレコーダに記録する。   The receiver 23 performs frequency conversion and amplification of the input received signal, and the data processing device 24 samples the received signal that has been subjected to frequency conversion and amplification, performs various processes, and then converts the received signal into a data recorder. To record.

なお、送信タイミングでデータレコーダに記録した校正信号は、受信タイミングでデータレコーダに記録した受信信号の再生用の参照関数に使用する。また、校正信号データを解析することで、本発明による本装置の位相・振幅特性を解析し、校正に使用する。さらに、レベルを確認することで、本装置の送信電力レベルを含む装置全体のレベル解析を行い、受信信号のラジオメトリック校正を行うことも可能である。   The calibration signal recorded in the data recorder at the transmission timing is used as a reference function for reproducing the reception signal recorded in the data recorder at the reception timing. Further, by analyzing the calibration signal data, the phase / amplitude characteristics of the apparatus according to the present invention are analyzed and used for calibration. Further, by checking the level, it is possible to perform level analysis of the entire apparatus including the transmission power level of the present apparatus and to perform radiometric calibration of the received signal.

また、上記実施例では、観測モード時の送信タイミングにおいて送信される前記送信チャープ信号の一部を分波して前記折り返した送信チャープ信号を受信し、データ処理して前記校正信号を得ているが、別途、校正モードを設定して前記送信チャープ信号を送信し、前記折り返した送信チャープ信号のみを受信してデータ処理し、前記校正信号を得るようにしても、チャープ信号発生器で生成した送信チャープ信号は、送受信モジュール内で折り返さるので、送受信モジュールのRF特性を含めたより実際の送信波に近い送信チャープ信号情報を取得することができる。   Further, in the above embodiment, a part of the transmission chirp signal transmitted at the transmission timing in the observation mode is demultiplexed to receive the folded transmission chirp signal, and the data is processed to obtain the calibration signal. However, it is generated by the chirp signal generator even if the calibration mode is set and the transmission chirp signal is transmitted, only the folded transmission chirp signal is received and data processing is performed to obtain the calibration signal. Since the transmission chirp signal is folded back in the transmission / reception module, transmission chirp signal information closer to the actual transmission wave including the RF characteristics of the transmission / reception module can be acquired.

図5〜図7は、本実施形態のフェーズドアレイアンテナレーダにおける、各送受信モジュールの動作確認を行う場合の実施例を示しており、図5は、その信号の流れ、図6〜図7は、そのタイミングチャートを示している。   5 to 7 show an example in the case of confirming the operation of each transmission / reception module in the phased array antenna radar of the present embodiment, FIG. 5 shows the signal flow, and FIGS. The timing chart is shown.

送受信モジュールの一台毎の動作確認を行う場合、図5に示すように、複数の送受信モジュール12の内、一台を除きアンプ123及び124をオフ状態(信号を増幅しない)とする。従って、分波器131から送受信モジュール12に入力された送信信号の内、一台のみから折り返された送信信号の一部が合波器132に校正信号として出力され、受信機23、データ処理装置24を経由し、データレコーダに記録される。   When checking the operation of each transmission / reception module, as shown in FIG. 5, except for one of the plurality of transmission / reception modules 12, the amplifiers 123 and 124 are turned off (signals are not amplified). Accordingly, a part of the transmission signal returned from only one of the transmission signals input from the duplexer 131 to the transmission / reception module 12 is output as a calibration signal to the multiplexer 132, and the receiver 23, the data processing device 24 and recorded in the data recorder.

上記記録動作を、図6に示すタイミングのように、動作している一台の送受信モジュール12を順次切り替えることにより、全ての送受信モジュール12からの前記校正信号をデータレコーダに記録する。そしてデータレコーダに記録された各送受信モジュール12からの校正信号をそれぞれ解析し、レベルを確認することにより、各送受信モジュール12の正常動作の確認が可能となる。従って、本実施形態のフェーズドアレイアンテナレーダによれば、従来の技術ではできなかった送受信モジュール一台毎の動作確認が可能となる効果がある。   In the recording operation, the calibration signals from all the transmission / reception modules 12 are recorded in the data recorder by sequentially switching one transmission / reception module 12 as shown in the timing of FIG. Then, by analyzing the calibration signal from each transmission / reception module 12 recorded in the data recorder and confirming the level, the normal operation of each transmission / reception module 12 can be confirmed. Therefore, according to the phased array antenna radar of the present embodiment, there is an effect that it is possible to check the operation of each transmission / reception module, which was not possible with the prior art.

また、この時、移相器1211及び1212の位相シフト量の設定を図7に示すタイミングのように次々と変更しても良い。そして、データレコーダに記録された校正信号の位相を確認することで、各移相器の正常動作の確認が可能となる。さらに、各移相器の位相を確認し、確認結果を基に適切な位相を改めて設定することで、フェーズドアレイアンテナが形成するアンテナパターンを最適化できる効果がある。   At this time, the setting of the phase shift amount of the phase shifters 1211 and 1212 may be changed one after another as shown in the timing of FIG. Then, by confirming the phase of the calibration signal recorded in the data recorder, the normal operation of each phase shifter can be confirmed. Furthermore, there is an effect that the antenna pattern formed by the phased array antenna can be optimized by confirming the phase of each phase shifter and setting an appropriate phase again based on the confirmation result.

図8は、本実施形態のフェーズドアレイアンテナレーダにおいて、オンボード校正を行う場合の実施例を示すブロック構成図である。   FIG. 8 is a block configuration diagram showing an example in the case of performing on-board calibration in the phased array antenna radar of the present embodiment.

本実施例は、図1に示す実施形態において、データ処理装置24でサンプリング・処理した校正信号のデータを信号ケーブル27により制御装置26に出力し、制御装置26で、校正信号のデータを解析することにより、装置の動作状態を把握し、異常発生時には制御装置26が装置の停止制御を行う等の処置を実行する。   In this embodiment, the calibration signal data sampled and processed by the data processing device 24 in the embodiment shown in FIG. 1 is output to the control device 26 by the signal cable 27, and the calibration signal data is analyzed by the control device 26. Thus, the operation state of the device is grasped, and when an abnormality occurs, the control device 26 performs measures such as stop control of the device.

本実施例によれば、装置の異常発生時に速やかに対処することが可能となり、二次故障の伝搬などを避けることができる効果がある。   According to the present embodiment, it is possible to quickly cope with the occurrence of an abnormality in the apparatus, and there is an effect that it is possible to avoid the propagation of a secondary failure.

また、図7の実施例の移相器の位相確認と組み合わせて、各送受信モジュールにおける移相器の位相量を確認し、制御装置26で自動的に適切な位相を設定しなおすことにより、リアルタイムでフェーズドアレイアンテナが形成するアンテナパターンを最適化することも可能となる。   Further, in combination with the phase confirmation of the phase shifter of the embodiment of FIG. 7, the phase amount of the phase shifter in each transmission / reception module is confirmed, and the controller 26 automatically resets the appropriate phase so that real time Thus, the antenna pattern formed by the phased array antenna can be optimized.

また図8の実施例では、データ処理装置24から制御装置26に校正信号を出力する構成としているが、校正信号をデータレコーダ25から制御装置26に出力する構成としても良い。   8, the calibration signal is output from the data processing device 24 to the control device 26. However, the calibration signal may be output from the data recorder 25 to the control device 26.

本発明の実施形態を示すフェーズドアレイアンテナレーダのブロック構成図である。It is a block block diagram of the phased array antenna radar which shows embodiment of this invention. 本実施形態のフェーズドアレイアンテナレーダの動作タイミングチャートである。It is an operation | movement timing chart of the phased array antenna radar of this embodiment. 本実施形態の送信タイミング(送信波の放射を行うタイミング)における信号の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the signal in the transmission timing (timing which radiates | emits a transmission wave) of this embodiment. 本実施形態の受信タイミング(ターゲットからの反射波を受信するタイミング)における信号の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a signal in the reception timing (timing which receives the reflected wave from a target) of this embodiment. 本実施形態のフェーズドアレイアンテナレーダにおける、各送受信モジュールの動作確認を行う場合の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example in the case of confirming the operation | movement of each transmission / reception module in the phased array antenna radar of this embodiment. 本実施形態のフェーズドアレイアンテナレーダにおける、各送受信モジュールの動作確認を行う場合の実施例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the Example in the case of confirming the operation | movement of each transmission / reception module in the phased array antenna radar of this embodiment. 本実施形態のフェーズドアレイアンテナレーダにおける、各送受信モジュールの動作確認を行う場合の実施例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the Example in the case of confirming the operation | movement of each transmission / reception module in the phased array antenna radar of this embodiment. 本実施形態のフェーズドアレイアンテナレーダにおいて、オンボード校正を行う場合の実施例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the Example in the case of performing on-board calibration in the phased array antenna radar of this embodiment. 従来例を示すフェーズドアレイアンテナレーダのブロック構成図である。It is a block block diagram of the phased array antenna radar which shows a prior art example. 図9に示すフェーズドアレイアンテナレーダの動作タイミングチャートである。10 is an operation timing chart of the phased array antenna radar shown in FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

1 フェーズドアレイアンテナ
2 電気回路部
11 放射素子
12 送受信モジュール
13 分合波器
21 チャープ信号発生器
22 送信機
23 受信機
24 データ処理装置
25 データレコーダ
26 制御装置
27 信号ケーブル
31 送受信兼用アンテナケーブル
32 送信専用アンテナケーブル
33 受信専用アンテナケーブル
121,1211,1212 移相器
122,124,125,129,222,233 切替器
123,127 アンプ
126 終端器
128 分波器
131 分波器
132 合波器
221,231 周波数変換・アンプ
232 減衰器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Phased array antenna 2 Electric circuit part 11 Radiation element 12 Transmission / reception module 13 Demultiplexer / multiplexer 21 Chirp signal generator 22 Transmitter 23 Receiver 24 Data processing device 25 Data recorder 26 Control device 27 Signal cable 31 Transmission / reception antenna cable 32 Transmission Dedicated antenna cable 33 Dedicated antenna cable 121, 1211, 1212 Phase shifters 122, 124, 125, 129, 222, 233 Switch 123, 127 Amplifier 126 Terminator 128 Demultiplexer 131 Demultiplexer 132 Multiplexer 221 231 Frequency Converter / Amplifier 232 Attenuator

Claims (12)

複数の放射素子と、該複数の放射素子にそれぞれ対応して設けられた複数の送受信モジュールを有するフェーズドアレイアンテナを備えたフェーズドアレイアンテナレーダにおける校正信号取得方法であって、
前記各放射素子から放射するために前記各送受信モジュール内の送信用移相器および送信用アンプにより位相シフトおよび増幅された送信チャープ信号の一部を分波し、該分波した送信チャープ信号を前記各送受信モジュール内の受信用アンプおよび受信用移相器を経由して折り返し、該折り返した送信チャープ信号を受信してデータ処理し、校正信号として記録することを特徴とするフェーズドアレイアンテナレーダにおける校正信号取得方法。
A calibration signal acquisition method in a phased array antenna radar comprising a plurality of radiating elements and a phased array antenna having a plurality of transmission / reception modules respectively provided corresponding to the plurality of radiating elements,
A part of the transmission chirp signal phase-shifted and amplified by the transmission phase shifter and transmission amplifier in each transmission / reception module for radiating from each of the radiating elements is demultiplexed, and the demultiplexed transmission chirp signal is In the phased array antenna radar, wherein the signal is looped back via a receiving amplifier and a receiving phase shifter in each transmitting / receiving module, the looped transmission chirp signal is received, processed, and recorded as a calibration signal. Calibration signal acquisition method.
観測モード時の送信タイミングにおいて送信される前記送信チャープ信号の一部を分波して前記折り返した送信チャープ信号とすることを特徴とする請求項1に記載のフェーズドアレイアンテナレーダにおける校正信号取得方法。   2. A calibration signal acquisition method in a phased array antenna radar according to claim 1, wherein a part of the transmission chirp signal transmitted at the transmission timing in the observation mode is demultiplexed to obtain the folded transmission chirp signal. . 校正モードを設定して前記送信チャープ信号を送信し、前記折り返した送信チャープ信号のみを受信してデータ処理し、前記校正信号を得ることを特徴とする請求項1に記載のフェーズドアレイアンテナレーダにおける校正信号取得方法。   The phased array antenna radar according to claim 1, wherein a calibration mode is set, the transmission chirp signal is transmitted, only the folded transmission chirp signal is received, data processing is performed, and the calibration signal is obtained. Calibration signal acquisition method. 前記複数の送受信モジュールの全てから折り返された送信チャープ信号を合波し、該合波された信号をデータ処理して、校正信号とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のフェーズドアレイアンテナレーダにおける校正信号取得方法。   The transmission chirp signal returned from all of the plurality of transmission / reception modules is multiplexed, and the combined signal is subjected to data processing to obtain a calibration signal. Calibration signal acquisition method for the phased array antenna radar. 動作確認モードを設定し、前記複数の送受信モジュールの内の1台のみを動作させて前記校正信号を取得するとともに、動作させる一台の前記送受信モジュールを順次切り替えることにより、前記各送受信モジュールから取得した前記校正信号を解析することにより、前記各送受信モジュールの正常動作の確認を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のフェーズドアレイアンテナレーダにおける校正信号取得方法を用いた送受信モジュールの動作確認方法。   Set the operation check mode, operate only one of the plurality of transmission / reception modules to acquire the calibration signal, and sequentially acquire one of the transmission / reception modules by switching the transmission / reception module. The transmission / reception using the calibration signal acquisition method in the phased array antenna radar according to claim 1, wherein the normal operation of each of the transmission / reception modules is confirmed by analyzing the calibration signal. How to check module operation. 前記各送受信モジュールから取得した前記校正信号のレベルを解析することにより、前記各送受信モジュールの正常動作の確認を行うことを特徴とする請求項3に記載のフェーズドアレイアンテナレーダにおける校正信号取得方法を用いた送受信モジュールの動作確認方法。   4. The calibration signal acquisition method for a phased array antenna radar according to claim 3, wherein the normal operation of each transmission / reception module is confirmed by analyzing the level of the calibration signal acquired from each transmission / reception module. Operation confirmation method of used transceiver module. 前記各送受信モジュール内の前記移相器の位相シフト量を次々と変更し、該変更した位相シフト量毎に取得した前記校正信号の位相を解析することにより、前記各送受信モジュールの正常動作の確認を行うことを特徴とする請求項3に記載のフェーズドアレイアンテナレーダにおける校正信号取得方法を用いた送受信モジュールの動作確認方法。   Check the normal operation of each transceiver module by changing the phase shift amount of the phase shifter in each transceiver module one after another and analyzing the phase of the calibration signal acquired for each changed phase shift amount The method for confirming the operation of the transmission / reception module using the calibration signal acquisition method in the phased array antenna radar according to claim 3. 複数の放射素子と、該複数の放射素子にそれぞれ対応して設けられた複数の送受信モジュールを有するフェーズドアレイアンテナを備えたフェーズドアレイアンテナレーダにおいて、
前記各送受信モジュール内に備えられた送信用移相器および送信用アンプにより位相シフトおよび増幅された送信チャープ信号の一部を分波する機能と、該分波された送信チャープ信号の一部を前記各送受信モジュール内に備えられた受信用アンプおよび受信用移相器を経由させて折り返す機能と、該折り返された送信チャープ信号を受信してデータ処理することにより校正信号を生成する機能を備えていることを特徴とするフェーズドアレイアンテナレーダ。
In a phased array antenna radar including a plurality of radiating elements and a phased array antenna having a plurality of transmission / reception modules respectively provided corresponding to the plurality of radiating elements,
A function of demultiplexing a part of the transmission chirp signal phase-shifted and amplified by the transmission phase shifter and transmission amplifier provided in each of the transmission / reception modules, and a part of the demultiplexed transmission chirp signal A function of looping back via a reception amplifier and a phase shifter for reception provided in each of the transmission / reception modules, and a function of generating a calibration signal by receiving the looped transmission chirp signal and processing the data A phased array antenna radar characterized by
複数の放射素子と、該複数の放射素子にそれぞれ対応して設けられた複数の送受信モジュールを有するフェーズドアレイアンテナを備えたフェーズドアレイアンテナレーダにおいて、
チャープ信号発生器と、該チャープ信号発生器で発生された送信チャープ信号を周波数変換及び増幅して送信パルスとして出力する送信機と、該送信機から出力された前記送信パルスを前記フェーズドアレイアンテナへ伝送する送信専用アンテナケーブルと、前記フェーズドアレイアンテナ内に備えられて前記送信専用アンテナケーブルを介して入力された前記送信パルスを前記複数の送受信モジュールに分波する分波器と、前記フェーズドアレイアンテナ内に備えられて前記複数の送受信モジュール内でその一部が折り返された前記送信パルスを合波するとともに前記送信パルスによる放射に対する反射波として前記複数の放射素子で受信されて前記複数の送受信モジュールから出力される受信信号を合波する合波器と、該合波器から出力される前記合波折り返し送信パルスと合波受信信号を受信機へ伝送する受信専用アンテナケーブルと、該受信専用アンテナケーブルを介して入力された前記合波折り返し送信パルスと合波受信信号をそれぞれ周波数変換及び増幅する前記受信機と、該受信機で周波数変換及び増幅された前記合波折り返し送信パルスを処理して校正信号を生成するとともに、該受信機で周波数変換及び増幅された前記合波受信信号を処理して受信データを生成するデータ処理装置と、前記送信パルスの送信タイミングと同期して前記校正信号を生成するルートを設定するとともに前記送信パルス繰返し周期間の受信タイミングにおいては前記受信データを生成するルートを設定する制御を行う制御装置とを備えていることを特徴とするフェーズドアレイアンテナレーダ。
In a phased array antenna radar including a plurality of radiating elements and a phased array antenna having a plurality of transmission / reception modules respectively provided corresponding to the plurality of radiating elements,
A chirp signal generator, a transmitter for frequency-converting and amplifying the transmission chirp signal generated by the chirp signal generator and outputting it as a transmission pulse, and the transmission pulse output from the transmitter to the phased array antenna A transmission-dedicated antenna cable for transmission, a duplexer provided in the phased-array antenna and demultiplexing the transmission pulse input via the transmission-dedicated antenna cable to the plurality of transmission / reception modules, and the phased-array antenna The plurality of transmission / reception modules that are included in the plurality of transmission / reception modules and that are partly folded in the plurality of transmission / reception modules and that are received by the plurality of radiating elements as reflected waves with respect to the radiation by the transmission pulses. A multiplexer that multiplexes the received signal output from, and the output from the multiplexer A dedicated reception antenna cable for transmitting the combined folded transmission pulse and the combined received signal to the receiver, and frequency conversion of the combined folded transmission pulse and the combined received signal input through the dedicated antenna cable, respectively. And the receiver that amplifies, and the combined return transmission pulse that is frequency-converted and amplified by the receiver is processed to generate a calibration signal, and the combined-received signal that is frequency-converted and amplified by the receiver A data processing device for processing received data and generating a route for generating the calibration signal in synchronization with the transmission timing of the transmission pulse, and the reception data at the reception timing during the transmission pulse repetition period. A phased array antenna comprising: a control device configured to control to set a route to be generated Radar.
前記送受信モジュールは、前記分波器から入力される前記送信パルスの位相をシフトする送信用移相器と、該送信用移相器で位相シフトされた前記送信パルスを増幅する送信用アンプと、前記送信用アンプで増幅された前記送信パルスを前記放射器側へ出力するとともにその一部を分波する分波器と、前記放射素子への送信ルートと前記放射素子からの受信ルートを切り替える第1の切替器と、前記第1の切替器が受信ルートに切り替えられているときには前記放射器からの受信信号を受信用アンプへ入力し、前記第1の切替器が送信ルートに切り替えられているときには前記分波器で分波された前記送信パルスの一部を前記受信用アンプへ入力するように切り替える第2の切替器と、前記受信用アンプで増幅された前記受信信号または前記送信パルスの一部を位相シフトして前記合波器へ出力する受信用移相器とを有していることを特徴とする請求項9に記載のフェーズドアレイアンテナレーダ。   The transmission / reception module includes: a transmission phase shifter that shifts a phase of the transmission pulse input from the duplexer; a transmission amplifier that amplifies the transmission pulse phase-shifted by the transmission phase shifter; A duplexer that outputs the transmission pulse amplified by the transmission amplifier to the radiator side and demultiplexes a part thereof, a transmission route to the radiation element and a reception route from the radiation element are switched. When the first switch and the first switch are switched to the reception route, the reception signal from the radiator is input to the reception amplifier, and the first switch is switched to the transmission route. Sometimes the second switch for switching to input a part of the transmission pulse demultiplexed by the demultiplexer to the receiving amplifier, and the received signal amplified by the receiving amplifier or the Phased array antenna radar according to claim 9, characterized in that a part of the signal pulses with a phase shift and a reception phase shifter for outputting to the multiplexer. 前記制御装置は、前記複数の送受信モジュールの内の1台のみを動作させて前記校正信号を取得する機能と、動作させる一台の前記送受信モジュールを順次切り替える機能と、前記各送受信モジュールから取得した前記校正信号を解析して、前記各送受信モジュールの正常動作を判定する機能を有していることを特徴とする請求項9または10に記載のフェーズドアレイアンテナレーダ。   The control device has a function of operating only one of the plurality of transmission / reception modules to acquire the calibration signal, a function of sequentially switching one transmission / reception module to be operated, and the acquisition from each transmission / reception module The phased array antenna radar according to claim 9 or 10, wherein the phased array antenna radar has a function of analyzing the calibration signal and determining a normal operation of each of the transmission / reception modules. 前記制御装置は、生成された前記校正信号のデータを解析することにより、当該フェーズドアレイアンテナレーダの動作状態を判定する機能と、異常と判定したとき当該フェーズドアレイアンテナレーダの動作停止制御を行う機能を有していることを特徴とする請求項9または10に記載のフェーズドアレイアンテナレーダ。   The control device analyzes the generated calibration signal data to determine the operation state of the phased array antenna radar, and performs a function to control the operation of the phased array antenna radar when it is determined to be abnormal. The phased array antenna radar according to claim 9, wherein the phased array antenna radar is provided.
JP2005077293A 2005-03-17 2005-03-17 Phased-array antenna radar and transmitting chirp signal acquisition method for calibration Pending JP2006258644A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005077293A JP2006258644A (en) 2005-03-17 2005-03-17 Phased-array antenna radar and transmitting chirp signal acquisition method for calibration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005077293A JP2006258644A (en) 2005-03-17 2005-03-17 Phased-array antenna radar and transmitting chirp signal acquisition method for calibration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006258644A true JP2006258644A (en) 2006-09-28

Family

ID=37098072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005077293A Pending JP2006258644A (en) 2005-03-17 2005-03-17 Phased-array antenna radar and transmitting chirp signal acquisition method for calibration

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006258644A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008309744A (en) * 2007-06-18 2008-12-25 Toyota Central R&D Labs Inc Radar equipment
JP2009294071A (en) * 2008-06-05 2009-12-17 Mitsubishi Electric Corp Radar device
WO2012008110A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 パナソニック株式会社 Radar device
JP2012032321A (en) * 2010-08-02 2012-02-16 Nec Corp Calibrator and calibrating method of array antenna
JP2018046462A (en) * 2016-09-15 2018-03-22 株式会社東芝 Array Antenna Device
CN110739544A (en) * 2019-10-31 2020-01-31 上海无线电设备研究所 ultra-wideband conformal phased-array antenna beam control system and method
WO2022070355A1 (en) * 2020-09-30 2022-04-07 三菱電機株式会社 Phased array antenna calibration method and calibration system

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008309744A (en) * 2007-06-18 2008-12-25 Toyota Central R&D Labs Inc Radar equipment
JP2009294071A (en) * 2008-06-05 2009-12-17 Mitsubishi Electric Corp Radar device
JP5884059B2 (en) * 2010-07-16 2016-03-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Radar equipment
CN102959427A (en) * 2010-07-16 2013-03-06 松下电器产业株式会社 Radar device
JPWO2012008110A1 (en) * 2010-07-16 2013-09-05 パナソニック株式会社 Radar equipment
US9097791B2 (en) 2010-07-16 2015-08-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Radar device
WO2012008110A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 パナソニック株式会社 Radar device
JP2012032321A (en) * 2010-08-02 2012-02-16 Nec Corp Calibrator and calibrating method of array antenna
CN103052888A (en) * 2010-08-02 2013-04-17 日本电气株式会社 Calibration device and calibration method for array antenna
KR101476064B1 (en) * 2010-08-02 2014-12-23 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 Communication satellite, calibration system and calibration method for array antenna
JP2018046462A (en) * 2016-09-15 2018-03-22 株式会社東芝 Array Antenna Device
CN110739544A (en) * 2019-10-31 2020-01-31 上海无线电设备研究所 ultra-wideband conformal phased-array antenna beam control system and method
CN110739544B (en) * 2019-10-31 2021-01-19 上海无线电设备研究所 Ultra-wideband conformal phased array antenna beam control system and method
WO2022070355A1 (en) * 2020-09-30 2022-04-07 三菱電機株式会社 Phased array antenna calibration method and calibration system
JP7427105B2 (en) 2020-09-30 2024-02-02 三菱電機株式会社 Calibration method and calibration system for phased array antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5881680B2 (en) A system that simulates an electromagnetic environment including a network of multiple probes
US5682165A (en) Active array self calibration
US10819446B2 (en) Radar transmitting power and channel performance monitoring apparatus
JP2006258644A (en) Phased-array antenna radar and transmitting chirp signal acquisition method for calibration
JP7069309B2 (en) Radar device, failure detection method of radar device, and operation method of radar device
US5493304A (en) Calibration system for wide band array using true-time-delay beamsteering
CN112698283B (en) Radar test system, method, signal generating equipment and signal feedback equipment
CN113820670B (en) On-orbit calibration method for satellite-borne phased array weather radar
KR101564729B1 (en) Method for arranging array plane of phase array antenna and method for operating the same
JP2010230413A (en) Fault isolation self-diagnostic system for transmission/reception module
KR101003509B1 (en) Apparatus and Method for Cancer Detection Using Electromagnetic wave
EP3522400B1 (en) Beamforming antenna, measurement device, antenna measurement system and method
KR101173427B1 (en) Radar system detecting breakdown using the loop-back of the transmission signal and detecting method of the radar system usnig the loop-back of the transmission signal
JP4556922B2 (en) Radio wave detector
CN112859023A (en) Calibration system of phased array weather radar
KR102066742B1 (en) Apparatus and method for calibrating mono-pulse of aesa radar
AU2008291900A1 (en) Antenna calibration
EP3751306B1 (en) System and method for testing a radar
EP3550314B1 (en) Testing system and method for efficiently testing high-frequency communications devices
JP4893989B2 (en) Radar spectrum measuring device
JPS61172408A (en) Antenna adjusting method
JP2006197242A (en) Transmitter
KR102217900B1 (en) Method and Apparatus for Measuring Frequency Response Time for Frequency Change
Rommel et al. Development of a MIMO Radar System demonstrator-Calibration and demonstration of first results
EP3671258B1 (en) Radar device and method for changing reception gain of radar device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071212

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20090702

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100216

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100629