JP3594812B2

JP3594812B2 - Signal receiver

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Publication number: JP3594812B2
Application number: JP26961898A
Authority: JP
Inventors: 幸夫大滝
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: JP2000101464A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレイアンテナの信号受信装置に係わり、特に、同一信号源から送信される電波をアレイアンテナのアンテナ素子毎に受信し、各受信信号をそれぞれ周波数変換して中間周波（ＩＦ）信号やベースバンド（ＢＢ）信号を発生する複数の信号受信部を備えた信号受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、信号電波の到来方向を検知する電波検知装置等においては、信号受信装置に、複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナと、複数のアンテナ素子にそれぞれ接続された複数の信号受信部とを用いている。この電波検知装置は、アレイアンテナで同一信号源から送信される電波を、各複数のアンテナ素子と信号受信部とによって受信し、各受信信号を複数の信号受信部がそれぞれ周波数変換してＩＦ信号やＢＢ信号を発生させ、アンテナ素子毎に得られたＢＢ信号を分析し、電波の到来方向を検知しているものである。
【０００３】
ここで、図６は、既知の電波検知装置の信号受信装置の一例を示す概略構成図であって、ＢＢ信号を出力する複数の信号受信部に関する構成部分を示すブロック図である。
【０００４】
図６に示すように、信号受信装置は、ｎ（複数）本のアンテナ素子６１_１乃至６１_ｎを有するアレイアンテナ６１と、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎと、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎに共通の局部発振器６３と、信号分配器７６とを備えている。
【０００５】
第１の信号受信部６２_１は、無線周波（ＲＦ）信号入力端子６４_１と、ＲＦ帯域通過フィルタ６５_１と、ＲＦ増幅器６６_１と、周波数混合器６７_１と、段間信号増幅器６８_１と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６９_１と、バッファ増幅器７０_１と、ＢＢ信号出力端子７１_１と、局部発振信号入力端子７２_１とからなっている。第ｎの信号受信部６２_ｎは、第１の信号受信部６２_１と同じ構成のもので、ＲＦ信号入力端子６４_ｎと、ＲＦ帯域通過フィルタ６５_ｎと、ＲＦ増幅器６６_ｎと、周波数混合器６７_ｎと、段間信号増幅器６８_ｎと、ＬＰＦ６９_ｎと、バッファ増幅器７０_ｎと、ＢＢ信号出力端子７１_ｎと、局部発振信号入力端子７２_ｎとからなっている。この他に、図６において図示を省略した他の信号受信部６２_２乃至６２_ｎ−１も、第１の信号受信部６２_１や第ｎの信号受信部６２_ｎと同じ構成のものである。
【０００６】
局部発振器６３は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）７３と、位相同期ループ（ＰＬＬ）７４と、周波数安定化発振器７５とからなっている。また、信号分配器７６は、入力端が局部発振器６３の出力端に接続され、複数の出力端が第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎの対応する局部発振信号入力端子７２_１乃至７２_ｎにそれぞれ接続されている。
【０００７】
この場合、前記既知の信号受信装置における第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎは、図６の点線に示すように、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎの間にそれぞれ動作上干渉が生じないようにユニット化され、電気的に隔離されている。例えば、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎは、ＲＦ帯域通過フィルタ６５_１乃至６５_ｎ、ＲＦ増幅器６６_１乃至６６_ｎ、周波数混合器６７_１乃至６７_ｎ、段間信号増幅器６８_１乃至６８_ｎ、ＬＰＦ６９_１乃至６９_ｎ、バッファ増幅器７０_１乃至７０_ｎがそれぞれ対応する金属シャーシ内に収納され、ＲＦ信号入力端子６４_１乃至６４_ｎ、ＢＢ信号出力端子７１_１乃至７１_ｎ、局部発振信号入力端子７２_１乃至７２_ｎが金属シャーシから導出するように配置されている。
【０００８】
前記構成による既知の信号受信装置は、次のように動作する。
【０００９】
アレイアンテナ６１は、ｎ個のアンテナ素子６１_１乃至６１_ｎにおいて同一信号源から送信される電波を捉え、それぞれ受信信号として第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎの対応するＲＦ信号入力端子６４_１乃至６４_ｎに供給される。
【００１０】
また、局部発振器６３においては、ＶＣＯ７３の発振信号ｆ_ｖｃｏと周波数安定化発振器７５の周波数安定化信号（参照信号）ｆ_ｒｅｆとがＰＬＬ７４に供給される。ＰＬＬ７４は、内蔵のカウンタ（図示なし）により発振信号ｆ_ｖｃｏと参照信号ｆ_ｒｅｆとのカウントを繰り返して信号周波数の分周を行い、それらのカウント値がそれぞれ所定の値に達する毎に信号レベルが反転するパルス状の分周信号Ｕ_ｖｃｏとＵ_ｒｅｆをそれぞれ発生する。そして、分周信号Ｕ_ｖｃｏとＵ_ｒｅｆとの位相を比較し、それらの信号Ｕ_ｖｃｏ、Ｕ_ｒｅｆの位相差に比例した制御電圧Ｖ_ｃを発生し、ＶＣＯ７３に供給する。同時に、ＰＬＬ７４は、参照信号ｆ_ｒｅｆのカウントを行っている間中ハイレベルＨになり、カウント値が所定の値に達するとその直後に瞬間的にローレベルＬになるパルス状の信号を分周化参照信号ｆ_ｏとして出力する。ＶＣＯ７３は、供給された制御電圧Ｖ_ｃによって発振信号ｆ_ｖｃｏの周波数が安定化される。ＶＣＯ７３の発振信号ｆ_ｖｃｏは、信号分配器７６において等電力のｎ個の局部発振信号に分配され、共通の局部発振信号として第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎの局部発振信号入力端子７２_１乃至７２_ｎにそれぞれ供給される。
【００１１】
この場合、ＶＣＯ７３の発振信号ｆ_ｖｃｏは、受信信号と同じようなＲＦ信号であるが、周波数安定化発振器７５の参照信号ｆ_ｒｅｆは、発振信号ｆ_ｖｃｏよりも相当に低い周波数のパルス状の信号であり、例えば、数ＭＨｚ乃至数１０ＭＨｚ程度の低い周波数の信号を使用することができる。なお、周波数安定化発振器７５には、周波数安定度の高い温度補償型水晶発振器等を用いている。
【００１２】
第１の信号受信部６２_１は、ＲＦ信号入力端子６４_１に受信信号が供給されると、ＲＦ帯域通過フィルタ６５_１で不要な周波数成分が除去され、ＲＦ増幅器６６_１で所要レベルにまで増幅される。周波数混合器６７_１において、増幅された受信信号と、局部発振信号入力端子７２_１からバッファ増幅器７０_１を介して供給された局部発振信号とが周波数混合され、段間信号増幅器６８_１において、混合信号が増幅される。その後、ＬＰＦ６９_１において、増幅された混合信号の中のＢＢ信号以外の不要な周波数成分が除去され、ＢＢ信号がＢＢ信号出力端子７１_１から出力される。
【００１３】
また、他の第２の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_２乃至６２_ｎにおいても、前述の第１の信号受信部６２_１の動作と全く同様の動作が行われ、対応するＢＢ信号出力端子７１_２乃至７１_ｎにそれぞれＢＢ信号が出力される。
【００１４】
この場合、局部発振器６３が出力する局部発振信号は、前述のように受信信号と同様のＲＦ信号であるので、局部発振信号の伝送には、ＲＦ信号の伝送に適したＲＦ伝送線やＲＦ信号の分配に適した信号分配器７６を用いる必要がある。即ち、局部発振器６３の出力端と信号分配器７６の入力端との間、及び、信号分配器７６の各出力端と第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎの局部発振信号入力端子７２_１乃至７２_ｎとの間は、それぞれＲＦ伝送線を介して接続される。このような接続を行うことにより、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎには、局部発振信号入力端子７２_１乃至７２_ｎに局部発振器６３から出力される局部発振信号が等電力で供給される。
【００１５】
このとき、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎのＢＢ信号出力端子７１_１乃至７１_ｎからそれぞれ出力されるＢＢ信号には、ｎ個のアンテナ素子６１_１乃至６１_ｎで捉えられた信号電波の到来位相成分（遅延時間成分）が含まれている。
【００１６】
ところで、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎは、到来波の到来状態に基づく受信信号の振幅位相成分（これを前者の振幅位相成分という）と、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎのように信号受信装置内部の特性のバラツキに基づく振幅位相成分（これを後者の振幅位相成分という）とを含んだＢＢ信号をＢＢ信号出力端子７１_１乃至７１_ｎから出力する。この中の後者の振幅位相成分は、ｎ個のアンテナ素子６１_１乃至６１_ｎ間の相対的な特性の相違及び第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎ間の相対的な特性の相違に基づくものである。この他にも、後者の振幅位相成分は、信号分配器７６の分配特性や、信号分配器７６の各出力端と第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎの局部発振信号入力端子７２_１乃至７２_ｎ間に結線されるＲＦ伝送線の相対的な特性の相違に基づくものである。このような相対的な特性の相違は、ｎ個のアンテナ素子６１_１乃至６１_ｎの配置、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎ構成、それらの接続状態の設定に基づく固有のものであるので、予め特性の相違を測定し、特性の相違を是正する校正データを準備することができる。そして、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎは、受信信号の到来時に、この校正データを用いてＢＢ信号出力端子７１_１乃至７１_ｎからそれぞれ出力されるＢＢ信号の振幅位相を相対補正することにより、各ＢＢ信号中の前者の振幅位相成分だけを抽出することができる。
【００１７】
このようにして得られたＢＢ信号の位相成分（時間成分）を探索すれば、信号電波の到来位相成分（遅延時間成分）を得ることができ、信号電波の到来方向の検知を行うことができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
前記既知の信号受信装置は、前述のように、局部発振信号の分配にＲＦ信号用の信号分配器７６を用い、かつ、局部発振器６３の出力端と信号分配器７６の入力端との間及び信号分配器７６の各出力端と第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎの各局部発振信号入力端子７２_１乃至７２_ｎと間にインピーダンス整合したＲＦ伝送線を用いる必要がある。
【００１９】
前記既知の信号受信装置に用いられるＲＦ伝送線は、各局部発振信号入力端子７２_１乃至７２_ｎと各ＲＦ用信号分配器７６の出力端との間を引き廻して接続した場合、局部発振信号の伝送損失が発生し、その位相雑音が増大する。そして、このような位相雑音を含んだ局部発振信号を用いてＢＢ信号を得た場合は、ＢＢ信号中の信号成分が相対的に低下し、雑音信号成分が増大するので、信号電波の到来方向を正確に検知が容易に行えなくなるという問題がある。
【００２０】
また、前記既知の信号受信装置に用いられる信号分配器７６は、それぞれ、ｎ個のアンテナ素子６１_１乃至６１_ｎの使用数や第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部６２_１乃至６２_ｎの使用数が増えた場合、その数が増えた分だけ構造が大型になり、高価になるという問題がある。
【００２１】
本発明は、このような問題点を解決するもので、その目的は、同一信号源が送信した電波を複数の信号受信部でそれぞれ受信し、受信信号を利用可能な信号に変換する際に、複数の信号受信部に供給される局部発振信号の伝送損失を低減させることが可能な信号受信装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の信号受信装置は、各信号受信部が、位相同期ループによって位相制御された局部発振信号を発生する局部発振器と、受信信号と局部発振信号とを周波数混合する周波数変換器と、周波数変換器の出力混合信号から利用可能な信号を選択する周波数選択器とを備え、各信号受信部の中の１つを位相基準信号受信部に選択し、位相基準信号受信部が、自己の位相同期ループに得られた位相基準局部発振信号を自己の周波数変換器に供給して周波数混合を行い、位相基準信号受信部以外の各信号受信部が、自己の位相同期ループに得られた局部発振信号の位相を位相基準局部発振信号の位相に同期するように位相補正した補正局部発振信号を自己の周波数変換器に供給して周波数混合を行う手段を具備する。
【００２３】
前記手段によれば、各信号受信部がそれぞれ位相同期ループと局部発振器とを備えているので、ＲＦ帯の局部発振信号を局部発振器から周波数変換器に供給する際に用いるＲＦ伝送線の長さを極力短くすることができ、ＲＦ伝送線による局部発振信号の伝送損失を、既知の信号受信部のＲＦ伝送線における伝送損失と比べて著しく低減することができる。
【００２４】
この場合、各信号受信部で用いられる局部発振信号は、位相基準信号受信部が位相基準局部発振信号を、位相基準信号受信部以外の各信号受信部が位相基準局部発振信号に位相同期するように補正された補正局部発振信号を用いているので、全ての信号受信部の局部発振信号の周波数を一致させることができ、到来電波の受信時に各信号受信部が局部発振信号の周波数変動の影響を受けることがない。
【００２５】
また、前記手段において、各信号受信部の位相同期ループに、ＲＦ信号よりも相当に低周波の周波数が安定化された参照信号を分配供給するような構成にすれば、参照信号を信号線の分岐によって分配することができ、既知の信号受信装置に用いられていたＲＦ信号用の信号分配器が不要になり、しかも、参照信号の伝送にＲＦ伝送線を用いる必要がなくなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態において、信号受信装置は、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナを用いて信号電波を受信し、受信信号をそれぞれ利用可能な信号に変換する複数の信号受信部を備えるものであって、各信号受信部は、少なくとも、位相同期ループによって位相制御された局部発振信号を発生する局部発振器と、受信信号と局部発振信号とを周波数混合する周波数変換器と、周波数変換器の出力混合信号から利用可能な信号を選択する周波数選択器とを備え、各信号受信部の中の１つを位相基準信号受信部に選択し、位相基準信号受信部は、自己の位相同期ループに得られた位相基準局部発振信号を自己の周波数変換器に供給して周波数混合を行い、位相基準信号受信部以外の各信号受信部は、それぞれ、自己の位相同期ループに得られた局部発振信号の位相を位相基準局部発振信号の位相に同期するように位相補正した補正局部発振信号を自己の周波数変換器に供給して周波数混合を行うものである。
【００２７】
本発明の実施の形態の一具体例において、信号受信装置は、位相基準信号受信部以外の各信号受信部が局部発振信号を位相制御する位相同期ループに結合された位相比較器と信号数調整器とを備え、位相比較器が自己位相同期ループに得られた分周化参照信号と位相基準信号受信部の位相同期ループに得られた位相基準分周化参照信号とを位相比較して位相差信号を発生し、信号数調整器が各信号受信部に共通の周波数安定化発振器から供給された参照信号を位相差信号に対応して参照信号の信号数を調整し、この信号数調整参照信号を位相同期ループに供給するものである。
【００２８】
本発明の実施の形態の一具体例の変形例において、信号受信装置は、位相基準信号受信部が位相基準局部発振信号を位相制御する位相同期ループに結合された位相比較器と信号数調整器とを備え、位相比較器及び信号数調整器が各信号受信部に共通の周波数安定化発振器から供給される参照信号を常時位相同期ループに供給するものである。
【００２９】
これらの本発明の実施の形態において、信号受信装置は、同一の信号源から送信される電波を複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナで受信し、受信信号をそれぞれベースバンド（ＢＢ）信号に変換する複数の信号受信部を有し、各信号受信部が、少なくとも、位相同期ループによって位相制御された局部発振信号を発生する局部発振器と、受信信号と局部発振信号とを周波数混合する周波数変換器と、周波数変換器の出力混合信号から利用可能な信号を選択する周波数選択器とを備え、各信号受信部の中の１つの信号受信部を位相基準信号受信部に選択し、位相基準信号受信部の周波数変換器が自己の位相同期ループで得られた位相基準局部発振信号を用いて周波数混合を行い、また、位相基準信号受信部以外の各信号受信部の周波数変換器が自己の位相同期ループで得られ局部発振信号の位相を位相基準局部発振信号の位相に同期するように位相補正した補正局部発振信号を用いて周波数混合を行っている。
【００３０】
このため、各信号受信部の周波数変換器には、常時、位相基準信号受信部の周波数変換器に供給される位相基準局部発振信号の周波数と同じ周波数の局部発振信号が供給される。このとき、既知のこの種の信号受信装置で用いている校正データによって、各信号受信部からそれぞれ出力されるＢＢ信号の振幅位相を相対的に補正すれば、各ＢＢ信号出力端子からそれぞれ出力されるＢＢ信号は、電波の到来位相成分（遅延時間成分）を含むだけで、複数のアンテナ素子間の相対的な特性の相違や、複数の信号受信部の特性の相違に基づく振幅位相成分を含まないものになる。そして、この信号受信装置を電波検知装置に用いる場合、得られたＢＢ信号の位相成分（時間成分）を探索することにより信号電波の到来位相成分（遅延時間成分）を求め、得られた信号電波の到来位相成分（遅延時間成分）から信号電波の到来方向を検知することができる。
【００３１】
また、これらの本発明の実施の形態によれば、各信号受信部は、それぞれ位相同期ループと局部発振器とを備えているので、ＲＦ帯の局部発振信号を局部発振器から周波数変換器に供給する際に用いるＲＦ伝送線の長さを極力短くすることができ、ＲＦ伝送線における局部発振信号の伝送損失を、既知の信号受信部のＲＦ伝送線における伝送損失と比べて、著しく低減することができる。
【００３２】
さらに、これらの本発明の実施の形態によれば、各信号受信部の位相同期ループにＲＦ信号よりも相当に低周波の参照信号（周波数安定化信号）を分配供給するようにしているので、参照信号を信号線の分岐によって分配することができ、既知の信号受信装置に用いられていたＲＦ信号用の信号分配器が不要になり、しかも、参照信号の伝送にＲＦ伝送線を用いる必要がなくなる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００３４】
図１は、本発明による信号受信装置の第１実施例の概略構成を示すもので、複数の信号受信部に関する構成部分を示すブロック図である。
【００３５】
第１実施例の信号受信装置は、第ｎの信号受信部２_ｎを位相基準信号受信部に選択した例を示す。
【００３６】
図１に示すように、第１実施例の信号受信装置は、ｎ（複数）本のアンテナ素子１_１乃至１_ｎを有するアレイアンテナ１と、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部２_１乃至２_ｎと、１個の周波数安定化発振器３と、１個の制御部（ＣＰＵ）４とを備えている。
【００３７】
そして、位相基準信号受信部に選択されない第１の信号受信部２_１は、無線周波（ＲＦ）信号入力端子５_１と、ＲＦ帯域通過フィルタ６_１と、ＲＦ増幅器７_１と、周波数混合器８_１と、段間信号増幅器９_１と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１０_１と、ベースバンド（ＢＢ）信号出力端子１１_１と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１２_１と、位相同期ループ（ＰＬＬ）１３_１と、位相比較器１４_１と、アンドゲート（信号数調整器）１５_１と、参照信号入力端子１６_１と、分周化参照信号入力端子１７_１と、クリア信号入力端子１８_１とからなっている。
【００３８】
また、位相基準信号受信部に選択されない第２の信号受信部乃至第ｎ−１の信号受信部２_２乃至２_ｎ−１（図１に図示されていない）も、第１の信号受信部２_１と同じ構成のものである。
【００３９】
これに対し、位相基準信号受信部に選択された第ｎの信号受信部２_ｎは、ＲＦ信号入力端子５_ｎと、ＲＦ帯域通過フィルタ６_ｎと、ＲＦ増幅器７_ｎと、周波数混合器８_ｎと、段間信号増幅器９_ｎと、ＬＰＦ１０_ｎと、ＢＢ信号出力端子１１_ｎと、ＶＣＯ１２_ｎと、ＰＬＬ１３_ｎと、参照信号入力端子１６_ｎと、分周化参照信号出力端子１９_ｎとからなっている。
【００４０】
即ち、第ｎの信号受信部２_ｎは、位相比較器１４_１乃至１４_ｎ−１及びアンドゲート１５_１乃至１５_ｎ−１に対応する構成要素を具備していない点、及び、分周化参照信号入力端子１７_１乃至１７_ｎ−１及びクリア信号入力端子１８_１乃至１８_ｎ−１に対応する端子を具備していない点、それに、参照化分周信号出力端子１９_ｎを別途具備している点において、第１の信号受信部乃至第ｎ−１の信号受信部２_１乃至２_ｎ−１の構成と異なっている。
【００４１】
この場合、第１実施例の信号受信装置におけるｎ本のアンテナ素子１_１乃至１_ｎを有するアレイアンテナ１は、既知の信号受信装置におけるｎ本のアンテナ素子６１_１乃至６１_ｎを有するアレイアンテナ６１と同じ構成のものであり、第１実施例の信号受信装置におけるＲＦ帯域通過フィルタ６_１、ＲＦ増幅器７_１、周波数混合器８_１、段間信号増幅器９_１、ＬＰＦ１０_１は、それぞれ、既知の信号受信装置におけるＲＦ帯域通過フィルタ６５_１、ＲＦ増幅器６６_１、周波数混合器６７_１、段間信号増幅器６８_１、ＬＰＦ６９_１と同じ構成のものであり、第１実施例の信号受信装置におけるＲＦ帯域通過フィルタ６_ｎ、ＲＦ増幅器７_ｎ、周波数混合器８_ｎ、段間信号増幅器９_ｎ、ＬＰＦ１０_ｎは、それぞれ、ＲＦ帯域通過フィルタ６５_ｎ、ＲＦ増幅器６６_ｎ、周波数混合器６７_ｎ、段間信号増幅器６８_ｎ、ＬＰＦ６９_ｎと同じ構成のものである。
【００４２】
ここで、第１実施例の信号受信装置においては、１個の周波数安定化発振器３の出力端から第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部２_１乃至２_ｎの参照信号入力端子１６_１乃至１６_ｎへは、数ＭＨｚ乃至数１０ＭＨｚ程度の低い周波数のパルス状の周波数安定化信号が参照信号として分配供給される。このため、参照信号の分配供給には、ＲＦ伝送線やＲＦ信号用の信号分配器を用いる必要がなく、例えば、汎用の信号線を分岐して接続すれば足りる。同様に、第１の信号受信部乃至第ｎ−１の信号受信部２_１乃至２_ｎ−１の分周化参照信号入力端子１７_１乃至１７_ｎ−１と第ｎの信号受信部２_ｎの分周化参照信号出力端子１９_ｎとの間、及び、第１の信号受信部乃至第ｎ−１の信号受信部２_１乃至２_ｎ−１のクリア信号入力端子１８_１乃至１８_ｎ−１と１個の制御部４の出力端との間においても、それぞれ汎用の信号線を分岐した接続になっている。
【００４３】
この場合、第１実施例の信号受信装置における周波数安定化発振器３は、既知の信号受信装置における周波数安定化発振器７５と同じ構成のものである。
【００４４】
次に、図２は、図１に図示の第１実施例の信号受信装置に用いられる位相比較器１４_１の構成の一例を示す回路図であり、図３は、図２に図示の位相比較器１４_１の動作状態における信号波形図であって、図３に図示された信号▲１▼乃至▲９▼は図２に▲１▼乃至▲９▼として図示された箇所に得られる信号である。
【００４５】
なお、第１実施例の信号受信装置においては、他の位相比較器１４_２乃至１４_ｎ−１も位相比較器１４_１と同じ構成のものであり、その動作も位相比較器１４_１の動作と同じであるので、以下、位相比較器１４_１に対する説明だけを行い、他の位相比較器１４_２乃至１４_ｎ−１に対する説明は省略する。
【００４６】
図２に示すように、位相比較器１４_１は、第１インバータ２０と、第２インバータ２１と、負論理クリア端子付きの第１フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）２２と、負論理クリア端子付きの第２Ｆ／Ｆ２３と、負論理クリア端子付きの第３Ｆ／Ｆ２４と、負論理クリア端子付きの第４Ｆ／Ｆ２５と、負論理イネーブル端子付きの２チャネルマルチプレクサ２６と、自己分周化参照信号入力端子２７と、外部分周化参照信号入力端子２８と、位相差信号出力端子２９と、負論理クリア信号入力端子３０とからなっている。
【００４７】
第１の信号受信部２_１において、位相比較器１４の自己分周化参照信号入力端子２７（Ｅ）には、ＰＬＬ１３_１の分周化参照信号（ｆ_ｏ）が供給され、外部分周化参照信号入力端子２８（Ｒ）は分周化参照信号入力端子１７_１に接続される。位相差信号出力端子２９（Ｇ）はアンドゲート１５_１の一方の入力端に接続される。アンドゲート１５_１における他方の入力端は参照信号入力端子１６_１に接続され、その出力はＰＬＬ１３_１の参照信号（ｆ_ｒｅｆ）として供給される。負論理クリア信号入力端子３０はクリア信号入力端子１８_１に接続される。
【００４８】
ここで、前記構成による第１実施例の信号受信装置の動作を、図１乃至図３を用いて説明する。
【００４９】
各アンテナ素子１_１乃至１_ｎは、同一の信号源から送信される電波を捉え、それぞれ第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部２_１乃至２_ｎの対応するＲＦ信号入力端子５_１乃至５_ｎに受信信号として供給する。このとき、安定化周波数発振器３は、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部２_１乃至２_ｎの参照信号入力端子１６_１乃至１６_ｎに周波数安定化信号を参照信号として供給する。このため、後述するように、第１の信号受信部乃至第ｎの信号受信部２_１乃至２_ｎの周波数混合器８_１乃至８_ｎには、それぞれ位相同期がとれた補正局部発振信号が供給される。
【００５０】
第１の信号受信部２_１は、ＲＦ信号入力端子５_１に受信信号が供給されると、ＲＦ帯域通過フィルタ６_１で不要な周波数成分を除去し、ＲＦ増幅器７_１で所要レベルにまで増幅する。次いで、周波数混合器８_１で増幅した受信信号と補正局部発振信号とを周波数混合し、段間信号増幅器９_１で周波数混合信号を増幅する。その後、ＬＰＦ１０_１で周波数混合信号の中でＢＢ信号以外の不要な周波数成分を除去し、得られたＢＢ信号をＢＢ信号出力端子１１_１に供給する。
【００５１】
また、他の信号受信部、即ち、第２の信号受信部乃至第ｎの信号受信部２_２乃至２_ｎにおいても、前述の第１の信号受信部２_１の受信信号に対する動作と全く同じ動作が行われ、対応するＢＢ信号出力端子１１_２乃至１１_ｎにそれぞれＢＢ信号が供給される。
【００５２】
ところで、第１の信号受信部２_１乃至第ｎの信号受信部２_ｎにおいて、位相同期のとれた補正局部発振信号は、次のように発生される。
【００５３】
始めに、位相基準信号受信部に選択された第ｎの信号受信部２_ｎにおいては、周波数安定化発振器３からＰＬＬ１３_ｎに供給する参照信号により、ＶＣＯ１２_ｎとＰＬＬ１３_ｎとを含む位相制御ループが発生する位相基準局部発振信号の周波数が安定化され、周波数混合器８_ｎに供給される。
【００５４】
このとき、ＰＬＬ１３_ｎには、ＶＣＯ１２_ｎの局部発振信号ｆ_ｖｃｏと周波数安定化発振器３の参照信号ｆ_ｒｅｆとが供給される。ＰＬＬ１３_ｎは、内蔵のカウンタ（図示なし）によって発振信号ｆ_ｖｃｏと参照信号ｆ_ｒｅｆとのカウントを繰り返し実行してそれらの信号の周波数を分周し、それらのカウント値がそれぞれ所定の値に達する毎に、信号レベルが反転するパルス状の分周信号Ｕ_ｖｃｏとＵ_ｒｅｆをそれぞれ発生する。そして、ＰＬＬ１３_ｎは、これらの分周信号Ｕ_ｖｃｏとＵ_ｒｅｆの位相を比較して位相差に比例した周波数制御電圧Ｖ_ｃを発生し、ＶＣＯ１２_ｎに供給する。同時に、ＰＬＬ１３_ｎは、参照信号ｆ_ｒｅｆをカウントしている間中ハイレベルＨであり、カウント値が所定の値に達するとその直後に瞬間的にローレベルＬになるパルス状の信号を分周化参照信号ｆ_ｏとして出力する。ＶＣＯ１２_ｎは、供給された周波数制御電圧Ｖ_ｃによって局部発振信号ｆ_ｖｃｏの周波数が安定化される。
【００５５】
一方、位相基準信号受信部に選択されてない他の信号受信部、例えば、第１の信号受信部２_１においては、安定化周波数発振器３から参照信号入力端子１６_１及びアンドゲート１５_１を通してＰＬＬ１３_１に供給される参照信号によって、ＶＣＯ１２_１とＰＬＬ１３_１とを含む位相制御ループから発生される局部発振信号の周波数が安定化され、周波数混合器８_１に供給される。
【００５６】
また、第２の信号受信部乃至第ｎ−１の信号受信部２_２乃至２_ｎ−１も、第１の信号受信部２_１と同様に、対応する位相制御ループから発生される局部発振信号が安定化され、対応する周波数混合器８_２乃至８_ｎ−１に供給される。この場合、ＰＬＬ１３_１においては、ＰＬＬ１３_ｎとほぼ同じ動作が行われる。
【００５７】
ところで、既知の信号受信装置は、既に説明したように、第１の信号受信ユニット乃至第ｎの信号受信ユニット６２_１乃至６２_ｎから出力される各ＢＢ信号の中に、各信号受信ユニット６２_１乃至６２_ｎ内部の特性のバラツキに基づく振幅位相成分が含まれているため、到来電波の受信時に得られた各ＢＢ信号を事前に測定して得た校正データを用い、各ＢＢ信号の振幅位相成分を補正する必要があった。
【００５８】
第１実施例の信号受信装置においても、校正データを用いて各ＢＢ信号の振幅位相成分を補正する必要があるが、校正データを取得する際と到来電波を受信する際において、各局部発振信号の位相の再現性が確保されっるようにしなければならない。このため、第１実施例の信号受信装置においては、位相基準信号受信部２_ｎ以外の各信号受信部２_１乃至２_ｎ−１の局部発振信号の位相を位相基準信号受信部２_ｎの局部発振信号の位相に同期させるものであって、そのために位相基準信号受信部２_ｎ以外の各信号受信部２_１乃至２_ｎ−１には、位相比較器１４_１乃至１４_ｎ−１とアンドゲート１５_１乃至１５_ｎ−１とが設けられている。
【００５９】
ここで、各局部発振信号の位相同期をとるための動作を図３を併用して説明する。
【００６０】
まず、時間ｔ_０乃至ｔ_１の期間、即ち、信号受信装置の動作開始直後であって全ての局部発振信号の位相が未だ位相同期していない期間にあっては、信号波形▲１▼に示すように、外部分周化参照信号入力端子２８に第ｎの信号受信部２_ｎで得られた外部分周化参照信号が供給される。一方、信号波形▲３▼に示すように、自己分周化参照信号入力端子２７に自己分周化参照信号が供給される。このとき、第２インバータ２１は、信号波形▲２▼に示すように、外部分周化参照信号を第２負論理パルスに変換し、第１インバータ２０は、信号波形▲４▼に示すように、自己分周化参照信号を第１負論理パルスに変換する。第２Ｆ／Ｆ２３は、信号波形▲５▼に示すように、第２負論理パルスに応答して、その負論理出力端Ｑに第２方形波信号を出力し、第１Ｆ／Ｆ２２は、信号波形▲６▼に示すように、第１負論理パルスに応答して、その負論理出力端Ｑに第１方形波信号を出力する。この場合、時間ｔ_０乃至ｔ_１の期間においては、信号波形▲１▼乃至▲４▼に示すように、外部分周化参照信号と自己分周化参照信号との位相、第１負論理パルスと第２負論理パルスとの位相はいずれも同期していない。
【００６１】
次に、時間ｔ_１になると、制御部４は、信号波形▲８▼に示すように、クリア信号入力端子１８_１及び負論理クリア信号入力端子３０を介して第４Ｆ／Ｆ２５の負論理クリア端子ＣＬＲに負極性のクリア信号を供給する。このとき、第４Ｆ／Ｆ２５の正論理出力端子Ｑは、クリア状態になって負極性の信号を出力し、第３Ｆ／Ｆ２４の遅延入力端子Ｄに加える。
【００６２】
この後の時間ｔ_１乃至ｔ_２の期間は、時間ｔ_０乃至ｔ_１の期間に続いて、信号波形▲１▼乃至▲４▼に示すように、外部分周化参照信号と自己分周化参照信号との位相、第１負論理パルスと第２負論理パルスとの位相がいずれも同期していない状態になっている。
【００６３】
次いで、時間ｔ_２になると、第３Ｆ／Ｆ２４は、信号波形▲９▼に示すように、第１方形波信号（波形▲６▼）の立上り部に応答して正論理出力端子Ｑに負極性の信号を発生し、第５Ｆ／Ｆ２６の負論理イネーブル端子ＥＮに供給する。これによりマルチプレクサ２６の出力（波形▲７▼）が制御可能な状態になる。
【００６４】
この後の時間ｔ_２乃至ｔ_３の期間は、時間ｔ_１乃至ｔ_２の期間に続いて、信号波形▲１▼乃至▲４▼に示すように、分周化参照信号と自己分周化参照信号との位相、第１負論理パルスと第２負論理パルスとの位相がいずれも同期していない状態になっている。
【００６５】
続いて、時間ｔ_３になると、信号波形▲７▼に示すように、マルチプレクサ２６は、第１方形波信号（波形▲６▼）の立下り部に応答して出力端子Ｙに負極性の位相差信号を発生する。これと同時に、位相差信号は、位相差信号出力端子２９と第４Ｆ／Ｆ２５の入力端子に供給される。
【００６６】
このとき、位相差信号は、図１に示すように、位相差信号出力端子２９（Ｇ）からアンドゲート１５_１の一方の入力端に供給される。アンドゲート１５_１は、負極性の位相差信号が供給されている間、周波数安定化発振器３から参照信号入力端子１６_１及びアンドゲート１５_１を通してＰＬＬ１３_１に供給される参照信号の伝送を停止する。
【００６７】
この後の時間ｔ_３乃至ｔ_４の期間は、アンドゲート１５_１に位相差信号が供給され、参照信号の伝送停止の期間であって、ＰＬＬ１３_１に参照信号が供給されないため、ＰＬＬ１３_１における参照信号の分周機能（カウンタによるパルスカウント）が停止されている。
【００６８】
同時に、時間ｔ_３乃至ｔ_４の期間は、時間ｔ_２乃至ｔ_３の期間に続いて、信号波形▲１▼乃至▲４▼に示すように、外部分周化参照信号と自己分周化参照信号との位相、第１負論理パルスと第２負論理パルスとの位相がいずれも同期していない状態が持続している。
【００６９】
次に、時間ｔ_４になると、信号波形▲７▼に示すように、マルチプレクサ２６は、第２方形波信号（波形▲５▼）の立上り部に応答し、出力端子Ｙからの負極性の位相差信号の出力を停止する。
【００７０】
この後の時間ｔ_４乃至ｔ_５の期間は、時間ｔ_３乃至ｔ_４の期間に続いて、信号波形▲１▼乃至▲４▼に示すように、外部分周化参照信号と自己分周化参照信号との位相、第１負論理パルスと第２負論理パルスとの位相がいずれも同期していない状態が持続している。
【００７１】
次いで、時間ｔ_５になると、信号波形▲３▼、▲４▼の点線に示すように、本来、時間ｔ_４乃至ｔ_５の期間に参照信号が供給され、それにより自己分周化参照信号入力端子２７に自己分周化参照信号が供給され、第１インバータ２０から第１負論理パルスが出力されるタイミングであるが、アンドゲート１５_１への負極性の位相差信号の供給による参照信号の伝送停止の期間に、ＰＬＬ１３_１における参照信号の分周機能が停止したことにより、自己分周化参照信号入力端子２７に自己分周化参照信号が供給されない。このため、第１インバータ２０からは第１負論理パルスが出力されず、信号波形▲６▼に示すように、第１Ｆ／Ｆ２２の負論理出力端子Ｑから出力される第１方形波信号が立ち上らない。そして、時間ｔ_５における各信号の状態は、時間ｔ_５乃至ｔ_６の期間においてもそのまま持続される。
【００７２】
続いて、時間ｔ_６になると、信号波形▲１▼乃至▲４▼に示すように、時間ｔ_３乃至ｔ_４の期間におけるＰＬＬ１３_１の参照信号の分周機能が所定期間停止したことに基づいて、全ての局部発振信号の位相が同期した状態になる。
【００７３】
そして、時間ｔ_６以後の期間は、信号波形▲１▼乃至▲４▼に示すように、分周化参照信号と自己分周化参照信号との位相、第１負論理パルスと第２負論理パルスとの位相がそれぞれ同期した状態に持続される。これにより、ＰＬＬ１３_１とＰＬＬ１３_ｎにおける参照信号の分周機能は全く同じになり、この状態に基づいて制御された場合、局部発振信号の分周機能も全く同様になる。即ち、局部発振器１２_１と局部発振器１２_ｎのそれぞれの局部発振信号の位相が同期するようになる。
【００７４】
ところで、第１の信号受信部２_１の位相比較器１４_１における前記動作は、第１の信号受信部２_１と第ｎの信号受信部２_ｎとの間の局部発振信号の位相を同期させる場合の説明であるが、第２の信号受信部乃至第ｎ−１の信号受信部２_２乃至２_ｎ−１のいずれかと第ｎの信号受信部２_ｎとの間の局部発振信号の位相についても、全く同様な動作経緯を経ることにより、同じように同期させることができる。
【００７５】
第１実施例の信号受信装置によれば、複数の信号受信部２_１乃至２_ｎの中の１つの信号受信部２_ｎを位相基準信号受信部に選択し、選択した位相基準信号受信部２_ｎにおける周波数変換器８_ｎは、自己の位相同期ループから得られた位相基準局部発振信号を用いて周波数混合を行い、一方、位相基準信号受信部２_ｎ以外の各信号受信部２_１乃至２_ｎ−１における周波数変換器８_１乃至８_ｎ−１は、自己の位相同期ループから出力される局部発振信号の位相を位相基準局部発振信号の位相に同期させるように位相補正した補正局部発振信号を用いて周波数混合を行うので、各信号受信部２_１乃至２_ｎ−１における周波数変換器８_１乃至８_ｎにおいては、位相基準信号受信部となる信号受信部２_ｎの周波数変換器８_ｎに供給される局部発振信号の位相と同位相の局部発振信号を供給することができる。
【００７６】
そして、前記動作経緯により、校正データ取得時と到来波受信時における局部発振信号の位相の再現性を確保することができ、取得した校正データを用いることにより得られた補正したＢＢ信号を詳細分析すれば、信号電波の到来方向を正確に検知することができる。
【００７７】
次に、図４は、本発明による信号受信装置の第２実施例の概略構成を示すもので、複数の信号受信部に関する構成部分を示すブロック図である。
【００７８】
第２実施例の信号受信装置においても、第ｎの信号受信部２_ｎを位相基準信号受信部に選択した例を示す。
【００７９】
この第２実施例と図１に図示の第１実施例との構成の違いは、下記の諸点を除けば、第２実施例と第１実施例との間に構成上の違いはない。
【００８０】
即ち、位相基準信号受信部に選択されてない各信号受信部２_１乃至２_ｎ−１については、第１実施例が位相比較器１４_１乃至１４_ｎ−１をそれぞれ具備するのに対し、第２実施例が位相比較器１４_１乃至１４_ｎ−１に類似した構成の位相比較器１４’_１乃至１４’_ｎ−１をそれぞれ具備している点、及び、第２実施例が第１実施例で具備していない分周化参照信号出力端子１９_１乃至１９_ｎ−１やプリセット信号出力端子３１_１乃至３１_ｎ−１を具備している点である。
【００８１】
また、位相基準信号受信部に選択されている第ｎの信号受信部２_ｎについては、第１実施例が位相比較器やアンドゲートを具備していないのに対し、第２実施例が前記位相比較器１４’_１乃至１４’_ｎ−１と同じ構成の位相比較器１４’_ｎと、アンドゲート１５_１乃至１５_ｎ−１と同じ構成のアンドゲート１５_ｎとを具備している点、及び、第２実施例が第１実施例で具備していない分周化参照信号入力端子１７_ｎ、クリア信号入力端子１８_ｎ、プリセット信号出力端子３１_ｎをそれぞれ具備している点である。
【００８２】
この他に、これらの構成が変更されたことに伴って、図４に示されるように、伝送線及び接続線の接続状態が若干付加または変更されている点である。
【００８３】
なお、図４において、図１に図示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付け、それらの説明を省略している。
【００８４】
また、図５は、図４に図示の第２実施例の信号受信装置に用いられる位相比較器１４’_１の構成の一例を示す回路図である。
【００８５】
この場合、第２実施例の信号受信装置においては、他の位相比較器１４’_２乃至１４’_ｎも位相比較器１４’_１と同じ構成のものであり、その構成が同じであることから、その動作も位相比較器１４’_１の動作と同じである。このため、以下の説明においては、位相比較器１４’_１に対する説明だけを行い、他の位相比較器１４’_２乃至１４’_ｎに対する説明を省略する。
【００８６】
ところで、位相比較器１４’_１と図２に図示の位相比較器１４_１との構成の違いは、第３Ｆ／Ｆ２４、２４’及び第４Ｆ／Ｆ２５、２５’に関して、位相比較器１４_１がそれぞれ負論理クリア端子ＣＬＲを有する第３Ｆ／Ｆ２４と第４Ｆ／Ｆ２５とを具備しているのに対し、位相比較器１４’_１がそれぞれ負論理クリア端子ＣＬＲ及び負論理プリセット端子ＰＲを有する第３Ｆ／Ｆ２４’と第４Ｆ／Ｆ２５’とを具備している点、位相比較器１４_１が後述する負論理プリセット信号入力端子３１を具備していないのに対し、位相比較器１４’_１がプリセット信号出力端子３１_１に接続された負論理プリセット信号入力端子３１を具備している点、及び、プリセット信号出力端子３１_１に負論理プリセット信号が供給され、負論理プリセット信号によって第３Ｆ／Ｆ２４’と第４Ｆ／Ｆ２５’の動作状態が制御されるように構成されている点だけであって、その他に、位相比較器１４_１と位相比較器１４’_１との間に構成上の違いはない。
【００８７】
なお、図５においても、図２に図示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付け、それらの説明を省略している。
【００８８】
前記構成を有する第２実施例の信号受信装置の動作は、次の通りである。
【００８９】
ただし、ここでは、説明を簡単にするために、第１実施例の信号受信装置の動作と異なる動作が行われる点だけについて説明する。
【００９０】
位相基準信号受信部に選択されていない第１の信号受信部２_１においては、位相比較器１４’_１のプリセット信号入力端子３１に正極性プリセット信号を供給する。このような状態にした場合、位相比較器１４’_１は、前述の位相比較器１４_１で実行される動作と同じ動作が実行される。また、位相基準信号受信部に選択されていない第２の信号受信部乃至第ｎ−１の信号受信部２_２乃至２_ｎ−１においても、第１の信号受信部２_１で実行される動作と同じ動作が実行される。
【００９１】
一方、位相基準信号受信部に選択されている第ｎの信号受信部２_ｎにおいては、位相比較器１４’_ｎのクリア信号入力端子３０に正極性クリア信号を供給した状態にし、プリセット信号入力端子３１に負極性プリセット信号を供給する。このような状態にした場合、第３Ｆ／Ｆ２４’の正論理出力端子Ｑから常時正極性信号が出力され、この正極性信号によって負論理イネーブル端子ＥＮが制御されるマルチプレクサ２６の出力端子Ｙからは常時正極性位相差信号が出力されるようになり、この正極性位相差信号が位相差信号出力端子２９に供給される。そして、アンドゲート１５_ｎにおいては、常時正極性位相差信号が供給されるので、周波数安定化パルス発振器３から供給された参照信号がアンドゲート１５_ｎで伝送停止されることなしにＰＬＬ１３に供給される。そして、このときの状態は、位相比較器１４_ｎ及びアンドゲート１５_ｎが省略されている状態に等価になあるので、第２実施例の第ｎの信号受信部２_ｎでは、前記第１実施例の第ｎの信号受信部２_ｎで実行される動作と同じ動作が実行される。
【００９２】
このように、第２実施例の信号受信装置によれば、複数の信号受信部２_１乃至２_ｎの中の１つの信号受信部２_ｎを位相基準信号受信部に選択し、選択した位相基準信号受信部２_ｎにおける周波数変換器は、自己の位相同期ループから得られた位相基準局部発振信号を用いて周波数混合を行い、一方、位相基準信号受信部２_ｎ以外の各信号受信部２_１乃至２_ｎ−１における周波数変換器においては、自己の位相同期ループから出力される局部発振信号の位相を位相基準局部発振信号の位相に同期させるように位相補正した補正局部発振信号を用いて周波数混合を行っているので、各信号受信部２_１乃至２_ｎにおける周波数変換器は、位相基準信号受信部２_ｎの周波数変換器に供給される局部発振信号の位相と同位相の局部発振信号が供給され、全ての局部発振信号の周波数が一致する。
【００９３】
これにより、校正データ取得時と到来波受信時における局部発振信号の位相の再現性が確保され、取得された校正データによりＢＢ信号を補正した後に、詳細に分析すれば、信号電波の到来方向を正確に検知することができる。
【００９４】
また、第２実施例の信号受信装置によれば、位相基準信号受信部とそれ以外の信号受信部の構成が同じであることから、位相基準信号受信部とそれ以外の信号受信部を区別して製造する必要がなくなり、製造プロセスが簡素化される。
【００９５】
なお、第１実施例及び第２実施例において、複数の信号受信部２_１乃至２_ｎは、いずれもユニット化されたものであってもよく、ユニット化されていないものであってもよい。
【００９６】
また、第１実施例及び第２実施例においては、複数の信号受信部２_１乃至２_ｎがそれぞれ１つの周波数変換段８_１乃至８_ｎを用いた１回の周波数変換によってＢＢ信号を得るようにした例を示しているが、本発明による信号受信装置は、複数の信号受信部２_１乃至２_ｎにそれぞれ１つの周波数変換器８_１乃至８_ｎだけを用いた場合に限られず、それぞれ２つまたはそれ以上の周波数変換器を用い、受信信号を一旦中間周波数に変換した後、２回目またはそれ以上の回数の周波数変換によって、ＢＢ信号を得るようにしてもよい。
【００９７】
さらに、第１実施例及び第２実施例においては、複数の信号受信部２_１乃至２_ｎの中の第ｎの信号受信部２_ｎを位相基準信号受信部に選択した例を示しているが、本発明において位相基準信号受信部に選択される信号受信部は、第ｎの信号受信部２_ｎである場合に限られず、第ｎの信号受信部２_ｎ以外の他のいずれか１つの信号受信部２_１乃至２_ｎ−１を選択するようにしてもよい。
【００９８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、信号受信装置は、複数の信号受信部がそれぞれ位相同期ループと局部発振器とを備えているので、ＲＦ帯の局部発振信号を局部発振器から周波数変換器に供給する際のＲＦ伝送線の長さを極力短くすることができ、ＲＦ伝送線における局部発振信号の伝送損失を、既知の信号受信部のＲＦ伝送線の伝送損失と比べて、著しく低減することができるという効果がある。
【００９９】
この場合、各信号受信部で用いられる局部発振信号には、位相基準信号受信部が位相基準局部発振信号、位相基準信号受信部以外の各信号受信部が位相基準局部発振信号に同位相になるように補正された補正局部発振信号を用いるので、全部の信号受信部の局部発振信号の周波数が一致し、局部発振信号の周波数変動または位相変動による影響を受けることがないという効果がある。
【０１００】
また、各信号受信部の位相同期ループにＲＦ信号よりもかなり低周波の周波数安定化信号を分配供給するようにしているので、周波数安定化信号を信号線分岐によって分配することができ、既知の信号受信装置に用いられていたＲＦ用信号分配器が不要になり、かつ、周波数安定化信号の伝送にＲＦ伝送線を用いる必要がないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による信号受信装置の第１実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示された信号受信装置に用いられる位相比較器の構成の一例を示す回路図である。
【図３】図２に図示された位相比較器の動作状態を示す信号波形図である。
【図４】本発明による信号受信装置の第２実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図３に示された信号受信装置に用いられる位相比較器の構成の一例を示す回路図である。
【図６】既知の信号受信装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１アレイアンテナ
１_１乃至１_ｎアンテナ素子
２_１乃至２_ｎ信号受信部
３周波数安定化発振器
４制御部
５_１乃至５_ｎ無線周波（ＲＦ）信号入力端子
６_１乃至６_ｎＲＦ帯域通過フィルタ
７_１乃至７_ｎＲＦ増幅器
８_１乃至８_ｎ周波数混合器
９_１乃至９_ｎ段間信号増幅器
１０_１乃至１０_ｎローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１１_１乃至１１_ｎベースバンド（ＢＢ）信号出力端子
１２_１乃至１２_ｎ電圧制御発振器（ＶＣＯ）
１３_１乃至１３_ｎ位相同期ループ（ＰＬＬ）
１４_１乃至１４_ｎ−１、１４’_１乃至１４’_ｎ位相比較器
１５_１乃至１５_ｎアンドゲート
１６_１乃至１６_ｎ参照信号入力端子
１７_１乃至１７_ｎ分周化参照信号入力端子
１８_１乃至１８_ｎクリア信号入力端子
１９_１乃至１９_ｎ分周化参照信号出力端子
２０第１インバータ
２１第２インバータ
２２第１フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）
２３第２フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）
２４、２４’ 第３フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）
２５、２５’ 第４フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）
２６２チャネルマルチプレクサ
２７自己分周化参照信号入力端子
２８外部分周化参照信号入力端子
２９位相差信号出力端子
３０クリア信号入力端子
３１_１乃至３１_ｎプリセット信号入力端子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal receiving device for an array antenna, and more particularly, to a radio wave transmitted from the same signal source for each antenna element of the array antenna, and converting each received signal to an intermediate frequency (IF) signal or the like. The present invention relates to a signal receiving device including a plurality of signal receiving units that generate a baseband (BB) signal.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a radio wave detecting device or the like that detects an arrival direction of a signal radio wave, a signal receiving device uses an array antenna including a plurality of antenna elements and a plurality of signal receiving units respectively connected to the plurality of antenna elements. I have. In this radio wave detection device, radio waves transmitted from the same signal source by an array antenna are received by each of a plurality of antenna elements and a signal receiving unit, and each of the received signals is frequency-converted by each of a plurality of signal receiving units to produce an IF signal. And BB signals are generated, the BB signals obtained for each antenna element are analyzed, and the arrival direction of the radio wave is detected.
[0003]
Here, FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a signal reception device of a known radio wave detection device, and is a block diagram illustrating components related to a plurality of signal reception units that output BB signals.
[0004]
As shown in FIG. 6, the signal receiving apparatus includes n (plural) antenna elements 61. ₁ To 61 _n Array antenna 61 having a first signal receiving unit to an n-th signal receiving unit 62 ₁ To 62 _n And the first to n-th signal receiving units 62 to 62 ₁ To 62 _n And a common local oscillator 63 and a signal distributor 76.
[0005]
First signal receiving unit 62 ₁ Is a radio frequency (RF) signal input terminal 64 ₁ And the RF bandpass filter 65 ₁ And the RF amplifier 66 ₁ And the frequency mixer 67 ₁ And the interstage signal amplifier 68 ₁ And a low-pass filter (LPF) 69 ₁ And the buffer amplifier 70 ₁ And the BB signal output terminal 71 ₁ And the local oscillation signal input terminal 72 ₁ It consists of N-th signal receiving unit 62 _n Is a first signal receiving unit 62 ₁ With the same configuration as the RF signal input terminal 64 _n And the RF bandpass filter 65 _n And the RF amplifier 66 _n And the frequency mixer 67 _n And the interstage signal amplifier 68 _n And LPF69 _n And the buffer amplifier 70 _n And the BB signal output terminal 71 _n And the local oscillation signal input terminal 72 _n It consists of In addition, another signal receiving unit 62 not shown in FIG. ₂ To 62 _n-1 Also, the first signal receiving unit 62 ₁ And the n-th signal receiving unit 62 _n It has the same configuration as.
[0006]
The local oscillator 63 includes a voltage controlled oscillator (VCO) 73, a phase locked loop (PLL) 74, and a frequency stabilizing oscillator 75. The signal distributor 76 has an input terminal connected to the output terminal of the local oscillator 63, and a plurality of output terminals connected to the first to n-th signal receiving units 62 to 62. ₁ To 62 _n Corresponding local oscillation signal input terminal 72 ₁ To 72 _n Connected to each other.
[0007]
In this case, the first to n-th signal receiving units 62 in the known signal receiving device are used. ₁ To 62 _n Are, as indicated by the dotted line in FIG. ₁ To 62 _n And are electrically isolated so that no operational interference occurs between them. For example, the first to n-th signal receiving units 62 to 62 ₁ To 62 _n Is an RF bandpass filter 65 ₁ To 65 _n , RF amplifier 66 ₁ To 66 _n , Frequency mixer 67 ₁ To 67 _n , Interstage signal amplifier 68 ₁ To 68 _n , LPF69 ₁ To 69 _n , Buffer amplifier 70 ₁ To 70 _n Are housed in the corresponding metal chassis, and the RF signal input terminals 64 ₁ Through 64 _n , BB signal output terminal 71 ₁ To 71 _n , Local oscillation signal input terminal 72 ₁ To 72 _n Are arranged to extend from the metal chassis.
[0008]
The known signal receiving device having the above configuration operates as follows.
[0009]
The array antenna 61 includes n antenna elements 61 ₁ To 61 _n , The radio waves transmitted from the same signal source are captured, and the first to n-th signal receiving units 62 to 62 are respectively received signals. ₁ To 62 _n Corresponding RF signal input terminal 64 ₁ Through 64 _n Supplied to
[0010]
In the local oscillator 63, the oscillation signal f of the VCO 73 _vco And a frequency stabilized signal (reference signal) f of the frequency stabilized oscillator 75 _ref Are supplied to the PLL 74. The PLL 74 uses an internal counter (not shown) to generate an oscillation signal f. _vco And the reference signal f _ref The frequency division of the signal frequency is performed by repeating the counting with the pulse signal, and the signal level is inverted each time the count value reaches a predetermined value. _vco And U _ref Respectively occur. And the divided signal U _vco And U _ref And their signals U _vco , U _ref Control voltage V proportional to the phase difference of _c And supplies it to the VCO 73. At the same time, the PLL 74 outputs the reference signal f _ref Becomes high level during the counting operation, and when the count value reaches a predetermined value, immediately after that, the pulse-like signal that becomes low level L instantaneously is divided into the frequency-divided reference signal f. _o Is output as The VCO 73 controls the supplied control voltage V _c Oscillation signal f _vco Is stabilized. The oscillation signal f of the VCO 73 _vco Are divided into n equal-power local oscillation signals in the signal distributor 76, and are shared by the first to n-th signal receiving units 62 to 62 as common local oscillation signals. ₁ To 62 _n Local oscillation signal input terminal 72 ₁ To 72 _n Respectively.
[0011]
In this case, the oscillation signal f of the VCO 73 _vco Is an RF signal similar to the received signal, but the reference signal f of the frequency-stabilized oscillator 75 _ref Is the oscillation signal f _vco It is a pulse-like signal having a considerably lower frequency than that of the first embodiment. For example, a low-frequency signal of several MHz to several tens of MHz can be used. In addition, as the frequency stabilized oscillator 75, a temperature-compensated crystal oscillator or the like having high frequency stability is used.
[0012]
First signal receiving unit 62 ₁ Is the RF signal input terminal 64 ₁ Is supplied to the RF band-pass filter 65 ₁ Unnecessary frequency components are removed by the RF amplifier 66. ₁ And is amplified to the required level. Frequency mixer 67 ₁ , The amplified received signal and the local oscillation signal input terminal 72 ₁ From buffer amplifier 70 ₁ Is mixed with the local oscillation signal supplied through the ₁ In, the mixed signal is amplified. After that, LPF69 ₁ In the above, unnecessary frequency components other than the BB signal in the amplified mixed signal are removed, and the BB signal is output to the BB signal output terminal 71. ₁ Output from
[0013]
Further, the other second to n-th signal receiving units 62 ₂ To 62 _n Also in the first signal receiving unit 62 ₁ Is performed in the same manner as the operation of the corresponding BB signal output terminal 71. ₂ To 71 _n Output a BB signal.
[0014]
In this case, since the local oscillation signal output from the local oscillator 63 is the same RF signal as the reception signal as described above, the transmission of the local oscillation signal includes an RF transmission line or an RF signal suitable for transmitting the RF signal. It is necessary to use a signal distributor 76 suitable for the distribution of signals. That is, between the output terminal of the local oscillator 63 and the input terminal of the signal distributor 76, and each output terminal of the signal distributor 76 and the first to n-th signal receiving units 62. ₁ To 62 _n Local oscillation signal input terminal 72 ₁ To 72 _n And are connected via RF transmission lines. By making such a connection, the first to n-th signal receiving units 62 to 62 ₁ To 62 _n Has a local oscillation signal input terminal 72 ₁ To 72 _n The local oscillation signal output from the local oscillator 63 is supplied with equal power.
[0015]
At this time, the first through n-th signal receiving units 62 ₁ To 62 _n BB signal output terminal 71 ₁ To 71 _n BB signals respectively output from the n antenna elements 61 ₁ To 61 _n Arriving phase component (delay time component) of the signal radio wave captured by the above.
[0016]
By the way, the first to n-th signal receiving units 62 to 62 ₁ To 62 _n Are the amplitude and phase components of the received signal based on the arrival state of the arriving wave (this is referred to as the former amplitude and phase component) and the first to n-th signal reception units 62 to 62. ₁ To 62 _n A BB signal including an amplitude / phase component based on variations in characteristics inside the signal receiving device (this is referred to as the latter amplitude / phase component) as shown in FIG. ₁ To 71 _n Output from The latter amplitude / phase component among the n antenna elements 61 ₁ To 61 _n Relative characteristic difference between the first to nth signal receiving units 62 to 62 ₁ To 62 _n This is based on the difference in relative characteristics between the two. In addition, the latter amplitude and phase components are determined by the distribution characteristics of the signal distributor 76, the output terminals of the signal distributor 76 and the first to n-th signal receiving units 62 to 62. ₁ To 62 _n Local oscillation signal input terminal 72 ₁ To 72 _n This is based on the difference in the relative characteristics of the RF transmission lines connected therebetween. Such a difference in relative characteristics is caused by n antenna elements 61 ₁ To 61 _n , The first to n-th signal receiving units 62 to 62 ₁ To 62 _n Since it is unique based on the configuration and the setting of their connection state, it is possible to measure the difference in characteristics in advance and prepare calibration data for correcting the difference in characteristics. Then, the first to n-th signal receiving units 62 ₁ To 62 _n When the received signal arrives, the BB signal output terminal 71 ₁ To 71 _n By relative correcting the amplitude and phase of the BB signals respectively output from the BB signals, only the former amplitude and phase components in each BB signal can be extracted.
[0017]
If the phase component (time component) of the BB signal thus obtained is searched, the arrival phase component (delay time component) of the signal radio wave can be obtained, and the direction of arrival of the signal radio wave can be detected. .
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the known signal receiving apparatus uses the signal distributor 76 for the RF signal for distributing the local oscillation signal, and between the output terminal of the local oscillator 63 and the input terminal of the signal distributor 76. Each output terminal of the signal distributor 76 and the first to n-th signal receiving units 62 to 62 ₁ To 62 _n Local oscillation signal input terminal 72 ₁ To 72 _n It is necessary to use an RF transmission line whose impedance is matched between the RF transmission line.
[0019]
The RF transmission line used in the known signal receiving apparatus has a local oscillation signal input terminal 72. ₁ To 72 _n When the connection between the RF signal distributor 76 and the output terminal of each RF signal distributor 76 is routed, a transmission loss of the local oscillation signal occurs, and the phase noise increases. When a BB signal is obtained by using a local oscillation signal including such phase noise, the signal component in the BB signal relatively decreases and the noise signal component increases. However, there is a problem that it is not easy to detect accurately.
[0020]
Each of the signal distributors 76 used in the known signal receiving device includes n antenna elements 61. ₁ To 61 _n And the first to n-th signal receiving units 62 to 62 ₁ To 62 _n When the number of used is increased, there is a problem that the structure becomes large and the cost becomes high by the increased number.
[0021]
The present invention is to solve such problems, the purpose is to receive the radio wave transmitted by the same signal source in each of a plurality of signal receiving unit, when converting the received signal to a usable signal, An object of the present invention is to provide a signal receiving device capable of reducing transmission loss of a local oscillation signal supplied to a plurality of signal receiving units.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a signal receiving apparatus according to the present invention is configured such that each of the signal receiving units generates a local oscillation signal whose phase is controlled by a phase locked loop, and a frequency mixing of the received signal and the local oscillation signal. And a frequency selector for selecting an available signal from the output mixed signal of the frequency converter. One of the signal receiving units is selected as a phase reference signal receiving unit, and the phase reference signal is selected. The receiving section supplies the phase reference local oscillation signal obtained in its own phase locked loop to its own frequency converter to perform frequency mixing, and each signal receiving section other than the phase reference signal receiving section executes its own phase locked loop. There is provided means for supplying a corrected local oscillation signal obtained by phase-correcting the phase of the local oscillation signal obtained in the loop so as to be synchronized with the phase of the phase reference local oscillation signal to its own frequency converter to perform frequency mixing.
[0023]
According to the above-mentioned means, since each of the signal receiving units includes the phase locked loop and the local oscillator, the length of the RF transmission line used when supplying the local oscillation signal in the RF band from the local oscillator to the frequency converter is provided. Can be reduced as much as possible, and the transmission loss of the local oscillation signal due to the RF transmission line can be significantly reduced as compared with the transmission loss of the known signal receiving unit in the RF transmission line.
[0024]
In this case, the local oscillation signal used in each signal receiving section is such that the phase reference signal receiving section performs phase synchronization with the phase reference local oscillation signal, and each signal receiving section other than the phase reference signal receiving section performs phase synchronization with the phase reference local oscillation signal. Since the corrected local oscillation signal is used, the frequencies of the local oscillation signals of all the signal receiving units can be matched, and each signal receiving unit is affected by the frequency fluctuation of the local oscillation signal when receiving an incoming radio wave. I do not receive.
[0025]
Further, in the above-mentioned means, if a configuration is adopted in which the reference signal whose frequency is considerably lower than that of the RF signal is distributed and supplied to the phase locked loop of each signal receiving unit, the reference signal is transmitted to the signal line. Since the signal can be distributed by branching, the signal distributor for the RF signal used in the known signal receiving apparatus becomes unnecessary, and further, it is not necessary to use the RF transmission line for transmitting the reference signal.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In an embodiment of the present invention, a signal receiving device includes a plurality of signal receiving units that receive signal radio waves using an array antenna having a plurality of antenna elements and convert received signals into usable signals. Each signal receiving unit includes at least a local oscillator that generates a local oscillation signal phase-controlled by a phase locked loop, a frequency converter that mixes the frequency of the received signal and the local oscillation signal, and an output of the frequency converter. A frequency selector for selecting an available signal from the mixed signal, wherein one of the signal receiving units is selected as a phase reference signal receiving unit, and the phase reference signal receiving unit obtains the signal in its own phase locked loop. The received phase reference local oscillation signal is supplied to its own frequency converter to perform frequency mixing, and each signal receiver other than the phase reference signal receiver receives its own phase locked loop. The phase of the obtained local oscillation signal and performs frequency mixing by supplying a correction local oscillation signal phase-corrected in its frequency converter so as to synchronize with the phase of the phase reference local oscillator signal.
[0027]
In one specific example of the embodiment of the present invention, the signal receiving device includes a phase comparator coupled to a phase locked loop in which each signal receiving unit other than the phase reference signal receiving unit controls the phase of the local oscillation signal, and a signal number adjustment. A phase comparator compares the phase of the frequency-divided reference signal obtained in the self-phase locked loop with the phase-reference frequency-divided reference signal obtained in the phase locked loop of the phase reference signal receiving section. A phase difference signal is generated, and a signal number adjuster adjusts the number of reference signals corresponding to the phase difference signal with respect to the reference signal supplied from the frequency stabilizing oscillator common to each signal receiving unit, and this signal number adjustment reference The signal is supplied to the phase locked loop.
[0028]
In a modification of the specific example of the embodiment of the present invention, the signal receiving apparatus includes a phase comparator and a signal number adjuster in which a phase reference signal receiving unit is coupled to a phase locked loop that controls a phase of a phase reference local oscillation signal. Wherein the phase comparator and the signal number adjuster always supply the reference signal supplied from the frequency stabilizing oscillator common to each signal receiving section to the phase locked loop.
[0029]
In these embodiments of the present invention, the signal receiving apparatus receives a radio wave transmitted from the same signal source by an array antenna including a plurality of antenna elements, and converts each of the received signals into a baseband (BB) signal. Having a plurality of signal receiving units, each signal receiving unit, at least, a local oscillator that generates a local oscillation signal phase-controlled by a phase locked loop, and a frequency converter that frequency-mixes the received signal and the local oscillation signal A frequency selector for selecting an available signal from the output mixed signal of the frequency converter, selecting one of the signal receiving units as a phase reference signal receiving unit, and selecting a phase reference signal receiving unit. The frequency converter performs frequency mixing using the phase reference local oscillation signal obtained by its own phase locked loop, and the frequency of each signal receiving unit other than the phase reference signal receiving unit Exchanger is performing the frequency mixing using the corrected local oscillation signal phase-corrected so as to synchronize the phase of the resulting local oscillation signal by its own phase-locked loop with the phase of the phase reference local oscillator signal.
[0030]
For this reason, a local oscillation signal having the same frequency as the frequency of the phase reference local oscillation signal supplied to the frequency converter of the phase reference signal receiving unit is always supplied to the frequency converter of each signal receiving unit. At this time, if the amplitude and phase of the BB signals output from the respective signal receiving units are relatively corrected by the calibration data used in the known signal receiving apparatus of this type, the output signals are output from the respective BB signal output terminals. The BB signal includes only the arrival phase component (delay time component) of a radio wave and is based on a difference in relative characteristics between a plurality of antenna elements and a difference in characteristics between a plurality of signal receiving units. amplitude The phase component is not included. When this signal receiving device is used for a radio wave detecting device, the arrival phase component (delay time component) of the signal radio wave is obtained by searching for the phase component (time component) of the obtained BB signal. The arrival direction of the signal wave can be detected from the arrival phase component (delay time component).
[0031]
Further, according to these embodiments of the present invention, since each signal receiving unit includes the phase locked loop and the local oscillator, the local oscillation signal in the RF band is supplied from the local oscillator to the frequency converter. In this case, the length of the RF transmission line used can be reduced as much as possible, and the transmission loss of the local oscillation signal in the RF transmission line can be significantly reduced as compared with the transmission loss in the RF transmission line of the known signal receiving unit. it can.
[0032]
Furthermore, according to these embodiments of the present invention, a reference signal (frequency stabilizing signal) having a considerably lower frequency than the RF signal is distributed and supplied to the phase locked loop of each signal receiving unit. The reference signal can be distributed by branching the signal line, which eliminates the need for a signal distributor for RF signals used in known signal receiving devices, and necessitates the use of an RF transmission line for transmitting the reference signal. Disappears.
[0033]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of a signal receiving apparatus according to the present invention, and showing constituent parts related to a plurality of signal receiving units.
[0035]
The signal receiving apparatus according to the first embodiment includes an n-th signal receiving unit 2 _n Is an example in which is selected as the phase reference signal receiving unit.
[0036]
As shown in FIG. 1, the signal receiving apparatus of the first embodiment includes n (plural) antenna elements 1. ₁ Or 1 _n Array antenna 1 having a first signal receiving unit to an n-th signal receiving unit 2 ₁ Or 2 _n And one frequency stabilizing oscillator 3 and one control unit (CPU) 4.
[0037]
Then, the first signal receiving unit 2 not selected as the phase reference signal receiving unit ₁ Is a radio frequency (RF) signal input terminal 5 ₁ And an RF bandpass filter 6 ₁ And RF amplifier 7 ₁ And the frequency mixer 8 ₁ And the interstage signal amplifier 9 ₁ And a low-pass filter (LPF) 10 ₁ And a baseband (BB) signal output terminal 11 ₁ And a voltage controlled oscillator (VCO) 12 ₁ And a phase locked loop (PLL) 13 ₁ And the phase comparator 14 ₁ And AND gate (signal number adjuster) 15 ₁ And the reference signal input terminal 16 ₁ And the frequency-divided reference signal input terminal 17 ₁ And the clear signal input terminal 18 ₁ It consists of
[0038]
Further, the second to (n−1) th signal receiving units 2 not selected as the phase reference signal receiving unit ₂ Or 2 _n-1 1 (not shown in FIG. 1) ₁ It has the same configuration as.
[0039]
On the other hand, the n-th signal receiving unit 2 selected as the phase reference signal receiving unit _n Is the RF signal input terminal 5 _n And an RF bandpass filter 6 _n And RF amplifier 7 _n And the frequency mixer 8 _n And the interstage signal amplifier 9 _n And LPF10 _n And the BB signal output terminal 11 _n And VCO12 _n And PLL13 _n And the reference signal input terminal 16 _n And a frequency-divided reference signal output terminal 19 _n It consists of
[0040]
That is, the n-th signal receiving unit 2 _n Is the phase comparator 14 ₁ To 14 _n-1 And AND gate 15 ₁ To 15 _n-1 And the frequency-divided reference signal input terminal 17 ₁ To 17 _n-1 And clear signal input terminal 18 ₁ To 18 _n-1 And a reference frequency-divided signal output terminal 19 _n In that the first to (n−1) th signal receiving units 2 ₁ Or 2 _n-1 Configuration is different.
[0041]
In this case, the n antenna elements 1 in the signal receiving device of the first embodiment ₁ Or 1 _n Array antenna 1 having n antenna elements 61 in a known signal receiving apparatus. ₁ To 61 _n Having the same configuration as the array antenna 61 having the RF bandpass filter 6 in the signal receiving apparatus of the first embodiment. ₁ , RF amplifier 7 ₁ , Frequency mixer 8 ₁ , Interstage signal amplifier 9 ₁ , LPF10 ₁ Are the RF bandpass filters 65 in the known signal receiving device, respectively. ₁ , RF amplifier 66 ₁ , Frequency mixer 67 ₁ , Interstage signal amplifier 68 ₁ , LPF69 ₁ And the RF bandpass filter 6 in the signal receiving device of the first embodiment. _n , RF amplifier 7 _n , Frequency mixer 8 _n , Interstage signal amplifier 9 _n , LPF10 _n Are respectively RF bandpass filters 65 _n , RF amplifier 66 _n , Frequency mixer 67 _n , Interstage signal amplifier 68 _n , LPF69 _n It has the same configuration as.
[0042]
Here, in the signal receiving device of the first embodiment, the first signal receiving unit to the n-th signal receiving unit 2 are output from the output terminal of one frequency-stabilized oscillator 3. ₁ Or 2 _n Reference signal input terminal 16 ₁ To 16 _n , A pulse-shaped frequency stabilizing signal having a low frequency of about several MHz to several tens MHz is distributed and supplied as a reference signal. Therefore, it is not necessary to use an RF transmission line or a signal distributor for RF signals to distribute and supply the reference signal. For example, it is sufficient to branch and connect a general-purpose signal line. Similarly, the first to (n−1) th signal receiving units 2 ₁ Or 2 _n-1 Frequency dividing reference signal input terminal 17 ₁ To 17 _n-1 And the n-th signal receiving unit 2 _n Frequency dividing reference signal output terminal 19 _n And the first to (n−1) th signal receiving units 2 ₁ Or 2 _n-1 Clear signal input terminal 18 ₁ To 18 _n-1 Also, between the output terminal of one control unit 4 and the general-purpose signal line are connected.
[0043]
In this case, the frequency stabilized oscillator 3 in the signal receiving device of the first embodiment has the same configuration as the frequency stabilized oscillator 75 in the known signal receiving device.
[0044]
Next, FIG. 2 shows a phase comparator 14 used in the signal receiving apparatus of the first embodiment shown in FIG. ₁ FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the phase comparator 14 shown in FIG. ₁ FIG. 3 is a signal waveform diagram in the operating state of FIG. 3, and signals (1) to (9) shown in FIG. 3 are signals obtained at points (1) to (9) shown in FIG.
[0045]
In the signal receiving device of the first embodiment, another phase comparator 14 ₂ To 14 _n-1 Also phase comparator 14 ₁ And the operation thereof is the same as that of the phase comparator 14. ₁ Since the operation is the same as that of ₁ , The other phase comparators 14 ₂ To 14 _n-1 The description for is omitted.
[0046]
As shown in FIG. ₁ Are a first inverter 20, a second inverter 21, a first flip-flop (F / F) 22 with a negative logic clear terminal, a second F / F 23 with a negative logic clear terminal, and a A third F / F 24, a fourth F / F 25 with a negative logic clear terminal, a two-channel multiplexer 26 with a negative logic enable terminal, a self-divided reference signal input terminal 27, and an externally divided reference signal input terminal 28 And a phase difference signal output terminal 29 and a negative logic clear signal input terminal 30.
[0047]
First signal receiving unit 2 ₁ , The self-frequency-divided reference signal input terminal 27 (E) of the phase comparator 14 is connected to the PLL 13 ₁ Divided reference signal (f _o ) Is supplied, and the externally-divided reference signal input terminal 28 (R) is connected to the divided reference signal input terminal 17. ₁ Connected to. The phase difference signal output terminal 29 (G) is connected to the AND gate 15 ₁ Connected to one of the input terminals. AND gate 15 ₁ The other input terminal of the reference signal input terminal 16 ₁ And its output is connected to the PLL 13 ₁ Reference signal (f _ref ). Negative logic clear signal input terminal 3 0 is Clear signal input terminal 18 ₁ Connected to.
[0048]
Here, the operation of the signal receiving apparatus according to the first embodiment having the above configuration will be described with reference to FIGS.
[0049]
Each antenna element 1 ₁ Or 1 _n Captures radio waves transmitted from the same signal source, and receives signals from a first signal receiving unit to an n-th signal receiving unit 2 respectively. ₁ Or 2 _n Corresponding RF signal input terminal 5 ₁ To 5 _n As a received signal. At this time, the stabilized frequency oscillator 3 includes the first signal receiving unit to the n-th signal receiving unit 2. ₁ Or 2 _n Reference signal input terminal 16 ₁ To 16 _n Is supplied with a frequency stabilization signal as a reference signal. For this reason, as described later, the first to n-th signal receiving units 2 ₁ Or 2 _n Frequency mixer 8 ₁ To 8 _n Are supplied with corrected local oscillation signals, each of which is phase-synchronized.
[0050]
First signal receiving unit 2 ₁ Is the RF signal input terminal 5 ₁ Is supplied to the RF bandpass filter 6. ₁ Removes unnecessary frequency components with the RF amplifier 7 ₁ To amplify to the required level. Next, the frequency mixer 8 ₁ The frequency of the received signal and the corrected local oscillation signal amplified by ₁ Amplifies the frequency mixing signal. Then, LPF10 ₁ And removes unnecessary frequency components other than the BB signal in the frequency mixed signal, and outputs the obtained BB signal to a BB signal output terminal 11. ₁ To supply.
[0051]
Further, other signal receiving units, that is, the second to n-th signal receiving units 2 ₂ Or 2 _n Also in the first signal receiving unit 2 ₁ Is performed in exactly the same manner as the operation for the received signal, and the corresponding BB signal output terminal 11 ₂ To 11 _n Is supplied with a BB signal.
[0052]
By the way, the first signal receiving unit 2 ₁ To the n-th signal receiving unit 2 _n In the above, the corrected local oscillation signal with phase synchronization is generated as follows.
[0053]
First, the n-th signal receiving unit 2 selected as the phase reference signal receiving unit _n , The frequency stabilized oscillator 3 to the PLL 13 _n To the VCO 12 _n And PLL13 _n The frequency of the phase reference local oscillation signal generated by the phase control loop including _n Supplied to
[0054]
At this time, the PLL 13 _n Has a VCO12 _n Local oscillation signal f _vco And the reference signal f of the frequency-stabilized oscillator 3 _ref Are supplied. PLL13 _n Is an oscillation signal f by a built-in counter (not shown). _vco And the reference signal f _ref Is repeated to divide the frequency of these signals, and each time the count value reaches a predetermined value, a pulse-like frequency-divided signal U whose signal level is inverted. _vco And U _ref Respectively occur. And PLL13 _n Are these divided signals U _vco And U _ref And the frequency control voltage V proportional to the phase difference. _c And VCO12 _n To supply. At the same time, PLL13 _n Is the reference signal f _ref Is high level during the counting of pulses, and immediately after the count value reaches a predetermined value, the pulse-shaped signal that becomes low level L instantaneously is divided into the frequency-divided reference signal f. _o Is output as VCO12 _n Is the supplied frequency control voltage V _c The local oscillation signal f _vco Is stabilized.
[0055]
On the other hand, other signal receiving units not selected as the phase reference signal receiving unit, for example, the first signal receiving unit 2 ₁ , The reference frequency input terminal 16 ₁ And AND gate 15 ₁ Through PLL13 ₁ The VCO 12 ₁ And PLL13 ₁ The frequency of the local oscillation signal generated from the phase control loop including ₁ Supplied to
[0056]
Further, the second to (n−1) th signal receiving units 2 ₂ Or 2 _n-1 Also the first signal receiving unit 2 ₁ Similarly, the local oscillation signal generated from the corresponding phase control loop is stabilized, and the corresponding frequency mixer 8 ₂ To 8 _n-1 Supplied to In this case, the PLL 13 ₁ In the PLL13 _n Almost the same operation is performed.
[0057]
By the way, as already described, the known signal receiving devices include the first signal receiving unit to the n-th signal receiving unit 62. ₁ To 62 _n Each signal receiving unit 62 is included in each BB signal output from ₁ To 62 _n Since amplitude and phase components based on variations in internal characteristics are included, the amplitude and phase components of each BB signal are corrected using calibration data obtained by measuring each BB signal obtained when receiving an incoming radio wave in advance. I needed to.
[0058]
Also in the signal receiving apparatus of the first embodiment, it is necessary to correct the amplitude and phase components of each BB signal using the calibration data. However, when the calibration data is obtained and when the incoming radio wave is received, each local oscillation signal is corrected. The reproducibility of the phase must be ensured. For this reason, in the signal receiving device of the first embodiment, the phase reference signal receiving unit 2 _n Signal receiving unit 2 other than ₁ Or 2 _n-1 The phase of the local oscillation signal of _n To synchronize with the phase of the local oscillation signal of _n Signal receiving unit 2 other than ₁ Or 2 _n-1 Has a phase comparator 14 ₁ To 14 _n-1 And AND gate 15 ₁ To 15 _n-1 Are provided.
[0059]
Here, an operation for achieving phase synchronization of each local oscillation signal will be described with reference to FIG.
[0060]
First, time t ₀ Or t ₁ , That is, immediately after the start of the operation of the signal receiving apparatus and the phases of all the local oscillation signals are not yet phase-synchronized, as shown in the signal waveform (1), The n-th signal receiving unit 2 is connected to the signal input terminal 28. _n Is supplied. On the other hand, the self-divided reference signal is supplied to the self-divided reference signal input terminal 27 as shown by the signal waveform (3). At this time, the second inverter 21 converts the outer partial reference signal into a second negative logic pulse as shown by a signal waveform {circle around (2)}, and the first inverter 20 outputs a signal as shown by a signal waveform {circle around (4)}. , Converts the self-divided reference signal into a first negative logic pulse. The second F / F 23 outputs a second square wave signal to its negative logic output terminal Q in response to the second negative logic pulse, as shown in the signal waveform (5), and the first F / F 22 outputs the signal waveform. As shown in (6), in response to the first negative logic pulse, the first square wave signal is output to the negative logic output terminal Q. In this case, the time t ₀ Or t ₁ In the period of (1), as shown in the signal waveforms (1) to (4), the phases of the externally-divided reference signal and the self-divided reference signal, the phases of the first negative logic pulse and the second negative logic pulse, Are not synchronized.
[0061]
Next, time t ₁ , The control unit 4 sets the clear signal input terminal 18 as shown in the signal waveform (8). ₁ A negative clear signal is supplied to the negative logic clear terminal CLR of the fourth F / F 25 via the negative logic clear signal input terminal 30. At this time, the positive logic output terminal Q of the fourth F / F 25 is in a clear state and outputs a signal of negative polarity, which is applied to the delay input terminal D of the third F / F 24.
[0062]
Time t after this ₁ Or t ₂ Is the time t ₀ Or t ₁ After the period of (1), as shown in the signal waveforms (1) to (4), the phases of the externally-divided reference signal and the self-divided reference signal, Both phases are out of synchronization.
[0063]
Then, time t ₂ Then, the third F / F 24 generates a negative polarity signal at the positive logic output terminal Q in response to the rising edge of the first square wave signal (waveform (6)) as shown in the signal waveform (9). , The negative logic enable terminal EN of the fifth F / F 26. As a result, the output (waveform {circle around (7)}) of the multiplexer 26 becomes controllable.
[0064]
Time t after this ₂ Or t ₃ Is the time t ₁ Or t ₂ , The phases of the frequency-divided reference signal and the self-frequency-divided reference signal, and the phases of the first negative logic pulse and the second negative logic pulse, as shown in signal waveforms (1) to (4). Are not synchronized.
[0065]
Subsequently, time t ₃ , The multiplexer 26 generates a negative phase difference signal at the output terminal Y in response to the falling edge of the first square wave signal (waveform <6>), as shown by the signal waveform <7>. At the same time, the phase difference signal is supplied to the phase difference signal output terminal 29 and the input terminal of the fourth F / F 25.
[0066]
At this time, the phase difference signal is supplied from the phase difference signal output terminal 29 (G) to the AND gate 15 as shown in FIG. ₁ Is supplied to one input terminal. AND gate 15 ₁ Is supplied from the frequency stabilizing oscillator 3 to the reference signal input terminal 16 while the negative phase difference signal is supplied. ₁ And AND gate 15 ₁ Through PLL13 ₁ The transmission of the reference signal supplied to is stopped.
[0067]
Time t after this ₃ Or t ₄ Period is AND gate 15 ₁ The phase difference signal is supplied to the PLL 13 during a period during which the transmission of the reference signal is stopped. ₁ Is not supplied to the PLL 13 ₁ , The frequency division function of the reference signal (pulse counting by the counter) is stopped.
[0068]
At the same time, time t ₃ Or t ₄ Is the time t ₂ Or t ₃ After the period of (1), as shown in the signal waveforms (1) to (4), the phases of the externally-divided reference signal and the self-divided reference signal, The state in which none of the phases are synchronized persists.
[0069]
Next, time t ₄ , The multiplexer 26 stops outputting the negative phase difference signal from the output terminal Y in response to the rising edge of the second square wave signal (waveform {circle around (5)}), as indicated by the signal waveform {circle around (7)}. I do.
[0070]
Time t after this ₄ Or t ₅ Is the time t ₃ Or t ₄ After the period of (1), as shown in the signal waveforms (1) to (4), the phases of the externally-divided reference signal and the self-divided reference signal, The state in which none of the phases are synchronized persists.
[0071]
Then, time t ₅ , The signal waveforms {circle around (3)} and {circle around (4)} originally represent the time t. ₄ Or t ₅ , The self-divided reference signal is supplied to the self-divided reference signal input terminal 27, and the first inverter 20 outputs the first negative logic pulse. AND gate 15 ₁ During the period when the transmission of the reference signal is stopped due to the supply of the negative phase difference signal to the ₁ , The self-frequency-divided reference signal is not supplied to the self-frequency-divided reference signal input terminal 27. Therefore, the first inverter 20 does not output the first negative logic pulse, and the first square wave signal output from the negative logic output terminal Q of the first F / F 22 rises as shown in the signal waveform (6). I don't go up. And time t ₅ State of each signal at time t ₅ Or t ₆ It is continued as it is during the period.
[0072]
Subsequently, time t ₆ , As shown in signal waveforms (1) to (4), time t ₃ Or t ₄ PLL13 in the period of ₁ , The phases of all the local oscillation signals are synchronized based on the fact that the frequency division function of the reference signal is stopped for a predetermined period.
[0073]
And time t ₆ In the subsequent periods, as shown in signal waveforms (1) to (4), the phases of the divided reference signal and the self-divided reference signal, and the phases of the first negative logic pulse and the second negative logic pulse are changed. Each is kept synchronized. Thereby, the PLL 13 ₁ And PLL13 _n In this case, the frequency division function of the reference signal is exactly the same, and when controlled based on this state, the frequency division function of the local oscillation signal is exactly the same. That is, the local oscillator 12 ₁ And local oscillator 12 _n Are synchronized with each other in phase.
[0074]
By the way, the first signal receiving unit 2 ₁ Phase comparator 14 ₁ In the first signal receiving unit 2 ₁ And the n-th signal receiving unit 2 _n Is described in the case where the phase of the local oscillation signal is synchronized between the second signal receiving unit and the (n−1) th signal receiving unit 2. ₂ Or 2 _n-1 And the n-th signal receiving unit 2 _n The phase of the local oscillation signal between them can be similarly synchronized by undergoing exactly the same process.
[0075]
According to the signal receiving device of the first embodiment, the plurality of signal receiving units 2 ₁ Or 2 _n One of the signal receiving units 2 _n Is selected as the phase reference signal receiving unit, and the selected phase reference signal receiving unit 2 is selected. _n Frequency converter 8 at _n Performs frequency mixing using the phase reference local oscillation signal obtained from its own phase-locked loop. _n Signal receiving unit 2 other than ₁ Or 2 _n-1 Frequency converter 8 at ₁ To 8 _n-1 Performs frequency mixing using a corrected local oscillation signal whose phase has been corrected so that the phase of the local oscillation signal output from its own phase-locked loop is synchronized with the phase of the phase reference local oscillation signal. ₁ Or 2 _n-1 Frequency converter 8 at ₁ To 8 _n , A signal receiving unit 2 serving as a phase reference signal receiving unit _n Frequency converter 8 _n , A local oscillation signal having the same phase as the phase of the local oscillation signal supplied to the local oscillation signal can be supplied.
[0076]
Then, the reproducibility of the phase of the local oscillation signal at the time of acquiring the calibration data and at the time of arriving wave reception can be ensured by the operation history, and the corrected BB signal obtained by using the acquired calibration data is analyzed in detail. Then, the arrival direction of the signal radio wave can be accurately detected.
[0077]
Next, FIG. 4 shows a schematic configuration of a second embodiment of the signal receiving apparatus according to the present invention, and is a block diagram showing components related to a plurality of signal receiving units.
[0078]
Also in the signal receiving apparatus of the second embodiment, the n-th signal receiving unit 2 _n Is an example in which is selected as the phase reference signal receiving unit.
[0079]
The difference between the configuration of the second embodiment and the first embodiment shown in FIG. 1 is the same as that of the first embodiment except for the following points.
[0080]
That is, each signal receiving unit 2 not selected as the phase reference signal receiving unit ₁ Or 2 _n-1 In the first embodiment, the phase comparator 14 ₁ To 14 _n-1 Whereas the second embodiment has a phase comparator 14 ₁ To 14 _n-1 Phase comparator 14 'having a configuration similar to ₁ To 14 ' _n-1 And a frequency-divided reference signal output terminal 19 that the second embodiment does not have in the first embodiment. ₁ To 19 _n-1 And preset signal output terminal 31 ₁ To 31 _n-1 Is provided.
[0081]
Also, the n-th signal receiving unit 2 selected as the phase reference signal receiving unit _n As for the first embodiment, the first embodiment does not include a phase comparator and an AND gate, whereas the second embodiment employs the phase comparator 14 ′. ₁ To 14 ' _n-1 Phase comparator 14 'having the same configuration as _n And AND gate 15 ₁ To 15 _n-1 AND gate 15 with the same configuration as _n And the frequency-divided reference signal input terminal 17 which the second embodiment does not have in the first embodiment. _n , Clear signal input terminal 18 _n , Preset signal output terminal 31 _n Respectively.
[0082]
In addition, as shown in FIG. 4, the connection states of the transmission lines and the connection lines are slightly added or changed in accordance with the change of these configurations.
[0083]
In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0084]
FIG. 5 shows a phase comparator 14 'used in the signal receiving apparatus of the second embodiment shown in FIG. ₁ FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of FIG.
[0085]
In this case, in the signal receiving device of the second embodiment, another phase comparator 14 'is used. ₂ To 14 ' _n Also phase comparator 14 ' ₁ And the operation is also the same as that of the phase comparator 14 '. ₁ Operation is the same as For this reason, in the following description, the phase comparator 14 ' ₁ And only the other phase comparators 14 ' ₂ To 14 ' _n The description of is omitted.
[0086]
By the way, the phase comparator 14 ' ₁ And the phase comparator 14 shown in FIG. ₁ The difference between the first and second F / Fs 24 and 24 'and the fourth F / Fs 25 and 25' is that the phase comparator 14 ₁ Has a third F / F 24 and a fourth F / F 25 each having a negative logic clear terminal CLR, whereas the phase comparator 14 ' ₁ Are provided with a third F / F 24 'and a fourth F / F 25' having a negative logic clear terminal CLR and a negative logic preset terminal PR, respectively. ₁ Does not include a negative logic preset signal input terminal 31 described later, whereas the phase comparator 14 ' ₁ Is the preset signal output terminal 31 ₁ A negative logic preset signal input terminal 31 connected to the ₁ , A negative logic preset signal is supplied to the phase comparator, and the operation state of the third F / F 24 ′ and the fourth F / F 25 ′ is controlled by the negative logic preset signal. 14 ₁ And phase comparator 14 ' ₁ There is no structural difference between
[0087]
In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0088]
The operation of the signal receiving apparatus according to the second embodiment having the above-described configuration is as follows.
[0089]
However, here, for simplicity of description, only the operation different from the operation of the signal receiving device of the first embodiment will be described.
[0090]
First signal receiver 2 not selected as phase reference signal receiver ₁ In the phase comparator 14 ' ₁ The positive polarity preset signal is supplied to the preset signal input terminal 31 of FIG. In such a state, the phase comparator 14 ' ₁ Is the phase comparator 14 ₁ The same operation as the operation performed in is performed. Further, the second to (n−1) th signal receiving units 2 not selected as the phase reference signal receiving unit ₂ Or 2 _n-1 Also in the first signal receiving unit 2 ₁ The same operation as the operation performed in is performed.
[0091]
On the other hand, the n-th signal receiving unit 2 selected as the phase reference signal receiving unit _n In the phase comparator 14 ' _n , A positive polarity clear signal is supplied to the clear signal input terminal 30, and a negative polarity preset signal is supplied to the preset signal input terminal 31. In such a state, a positive polarity signal is always output from the positive logic output terminal Q of the third F / F 24 ', and the negative logic enable terminal EN is controlled by the positive polarity signal from the output terminal Y of the multiplexer 26. The positive phase difference signal is always output, and the positive phase difference signal is supplied to the phase difference signal output terminal 29. And AND gate 15 _n , The positive phase difference signal is always supplied, so that the reference signal supplied from the frequency stabilizing pulse _n Is supplied to the PLL 13 without being stopped. The state at this time is determined by the phase comparator 14 _n And AND gate 15 _n Is equivalent to the state in which the n-th signal receiving unit 2 of the second embodiment is omitted. _n Now, the n-th signal receiving unit 2 of the first embodiment is described. _n The same operation as the operation performed in is performed.
[0092]
As described above, according to the signal receiving device of the second embodiment, the plurality of signal receiving units 2 ₁ Or 2 _n One of the signal receiving units 2 _n Is selected as the phase reference signal receiving unit, and the selected phase reference signal receiving unit 2 is selected. _n Performs frequency mixing using the phase reference local oscillation signal obtained from its own phase-locked loop, and on the other hand, _n Signal receiving unit 2 other than ₁ Or 2 _n-1 The frequency converter performs frequency mixing using a corrected local oscillation signal whose phase has been corrected so that the phase of the local oscillation signal output from its own phase locked loop is synchronized with the phase of the phase reference local oscillation signal. Therefore, each signal receiving unit 2 ₁ Or 2 _n Is a phase reference signal receiving unit 2 _n The local oscillation signal having the same phase as the local oscillation signal supplied to the frequency converter is supplied, and the frequencies of all the local oscillation signals match.
[0093]
As a result, the reproducibility of the phase of the local oscillation signal at the time of acquiring the calibration data and at the time of receiving the arriving wave is ensured. If the BB signal is corrected by the acquired calibration data and then analyzed in detail, the arrival direction of the signal wave can be determined. It can be detected accurately.
[0094]
Further, according to the signal receiving apparatus of the second embodiment, since the configuration of the phase reference signal receiving section and the other signal receiving sections are the same, the phase reference signal receiving section and the other signal receiving sections are distinguished. There is no need to manufacture and the manufacturing process is simplified.
[0095]
In the first and second embodiments, a plurality of signal receiving units 2 are used. ₁ Or 2 _n May be either unitized or non-unitized.
[0096]
In the first embodiment and the second embodiment, a plurality of signal receiving units 2 are used. ₁ Or 2 _n Are respectively one frequency conversion stage 8 ₁ To 8 _n Although the example in which the BB signal is obtained by one-time frequency conversion using is described, the signal receiving apparatus according to the present invention includes a plurality of signal receiving units 2. ₁ Or 2 _n One frequency converter 8 each ₁ To 8 _n The BB signal is obtained by performing frequency conversion twice or more times, and then converting the received signal to the intermediate frequency once using two or more frequency converters. It may be.
[0097]
Further, in the first embodiment and the second embodiment, a plurality of signal receiving units 2 ₁ Or 2 _n N-th signal receiving unit 2 in _n Is selected as the phase reference signal receiving unit, the signal receiving unit selected as the phase reference signal receiving unit in the present invention is the n-th signal receiving unit 2 _n The n-th signal receiving unit 2 is not limited to _n Any one of the signal receiving units 2 other than ₁ Or 2 _n-1 May be selected.
[0098]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the signal receiving device, since the plurality of signal receiving units each include the phase locked loop and the local oscillator, the local oscillation signal in the RF band is converted from the local oscillator to the frequency converter. The length of the RF transmission line at the time of supply can be made as short as possible, and the transmission loss of the local oscillation signal on the RF transmission line is significantly reduced as compared with the transmission loss of the RF transmission line of the known signal receiving unit. There is an effect that can be.
[0099]
In this case, in the local oscillation signal used in each signal receiving unit, the phase reference signal receiving unit is in phase with the phase reference local oscillation signal, and each signal receiving unit other than the phase reference signal receiving unit is in phase with the phase reference local oscillation signal. Since the corrected local oscillation signal corrected as described above is used, the frequencies of the local oscillation signals of all the signal receiving units match, and there is an effect that the local oscillation signal is not affected by the frequency variation or the phase variation.
[0100]
In addition, since the frequency stabilizing signal having a considerably lower frequency than the RF signal is distributed and supplied to the phase locked loop of each signal receiving unit, the frequency stabilizing signal can be distributed by the signal line branch. There is an effect that the RF signal distributor used in the signal receiving device becomes unnecessary, and that it is not necessary to use an RF transmission line for transmitting the frequency stabilized signal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of a signal receiving apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a phase comparator used in the signal receiving device shown in FIG.
FIG. 3 is a signal waveform diagram illustrating an operation state of the phase comparator illustrated in FIG. 2;
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the signal receiving apparatus according to the present invention.
5 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a phase comparator used in the signal receiving device shown in FIG.
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of a known signal receiving device.
[Explanation of symbols]
1 Array antenna
1 ₁ Or 1 _n Antenna element
2 ₁ Or 2 _n Signal receiver
3 Frequency stabilized oscillator
4 control unit
5 ₁ To 5 _n Radio frequency (RF) signal input terminal
6 ₁ To 6 _n RF bandpass filter
7 ₁ To 7 _n RF amplifier
8 ₁ To 8 _n Frequency mixer
9 ₁ To 9 _n Interstage signal amplifier
10 ₁ To 10 _n Low-pass filter (LPF)
11 ₁ To 11 _n Baseband (BB) signal output terminal
12 ₁ To 12 _n Voltage controlled oscillator (VCO)
13 ₁ Thirteen to thirteen _n Phase locked loop (PLL)
14 ₁ To 14 _n-1 , 14 ' ₁ To 14 ' _n Phase comparator
Fifteen ₁ To 15 _n And gate
16 ₁ To 16 _n Reference signal input terminal
17 ₁ To 17 _n Divided reference signal input terminal
18 ₁ To 18 _n Clear signal input terminal
19 ₁ To 19 _n Divided reference signal output pin
20 1st inverter
21 Second inverter
22 First flip-flop (F / F)
23 Second flip-flop (F / F)
24, 24 'third flip-flop (F / F)
25, 25 'Fourth flip-flop (F / F)
26 2-channel multiplexer
27 Self-divided reference signal input terminal
28 External frequency division reference signal input terminal
29 Phase difference signal output terminal
30 Clear signal input terminal
31 ₁ To 31 _n Preset signal input terminal

Claims

A signal receiving apparatus that receives a signal radio wave using an array antenna having a plurality of antenna elements and includes a plurality of signal receiving units that convert received signals into usable signals, wherein each of the signal receiving units is at least A local oscillator that generates a local oscillation signal phase-controlled by a phase-locked loop, a frequency converter that frequency-mixes the received signal and the local oscillation signal, and the available signal from an output mixed signal of the frequency converter. A frequency selector for selecting a signal, wherein one of the signal receiving sections is selected as a phase reference signal receiving section, and the phase reference signal receiving section selects a phase reference obtained in its own phase locked loop. The local oscillation signal is supplied to its own frequency converter to perform frequency mixing, and each of the signal receiving units other than the phase reference signal receiving unit has its own phase locked loop. A signal receiving apparatus for supplying a corrected local oscillation signal, which is phase-corrected so that the phase of the obtained local oscillation signal is synchronized with the phase of the phase reference local oscillation signal, to its own frequency converter to perform frequency mixing. .

Each of the signal receiving units other than the phase reference signal receiving unit includes a phase comparator and a signal number adjuster coupled to a phase locked loop that controls the phase of the local oscillation signal, and the phase comparator has a self-phase A phase difference signal is generated by comparing the phase of the frequency-divided reference signal obtained in the locked loop with the phase-reference frequency-divided reference signal obtained in the phase locked loop of the phase reference signal receiving unit, and the number of signals is adjusted. The device adjusts the number of reference signals corresponding to the phase difference signal with respect to the reference signal supplied from the frequency stabilizing oscillator common to the respective signal receiving units, and adjusts the reference signal having the adjusted number of signals to the phase synchronization. The signal receiving device according to claim 1, wherein the signal is supplied to a loop.

The phase reference signal receiving unit includes a phase comparator and a signal number adjuster coupled to a phase locked loop that controls the phase of the phase reference local oscillation signal, and the phase comparator and the signal number adjuster are 2. The signal receiving apparatus according to claim 1, wherein a reference signal supplied from a common frequency stabilizing oscillator to each signal receiving unit is always supplied to the phase locked loop.