JP2002518923A - 無線周波数受信回路 - Google Patents
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Abstract
Description
受信回路に関する。
機および受信機を含む。大まかな概要としては、送信機は電磁信号を発生し、ア
ンテナを介して発信即ち放射する。放射された電磁信号は、所定の空間領域を伝
搬し、電磁放射経路内にある1つまたは複数の物体を途中で捕える。電磁放射線
の一部は物体から反射し、レーダ・システムに向かって逆伝搬し、反射信号が受
信機によって検出される。このような反射信号のことを場合によっては反射(リ
ターン)信号またはエコー信号と呼ぶこともある。
ームが放出され、リターン信号が伝搬してくる方向、即ち、物体の方位を推定す
ることができる。反射物体までの距離またはレンジ(距離範囲)は、信号パルス
を送信し、送信パルスの送信とリターン信号の受信との間の時間間隔を測定する
ことによって推定することができる。
。モノパルス・レーダ・システムとは、単一の信号パルスを送信し、対応するリ
ターン・パルス即ちエコー・パルスを受信することによって、物体の角度位置の
完全な測定値を得るレーダ・システムのことである。同じパルスによって行われ
るレンジ測定と共に、三次元の物体位置が完全に決定される。典型的に、一連の
エコー・パルス即ちエコー・パルス列を用いて、多数の測定を繰り返し行い、物
体の位置に関する精細な推定値を得る。
差モノパルス出力信号を形成するモノパルス回路を含む。和および差信号を形成
するには、特定の方法で受信したアンテナ信号を組み合わせる。これらの信号は
、ハイブリッド回路と呼ばれる回路を用いて、組み合わせることができる。ハイ
ブリッド回路は、所謂、マジック−Tまたはラット・レース回路として備えるこ
とができ、これに供給された信号を受け取り、公知の方法で信号の加算および/
または減算を行なう。かかるハイブリッド回路は、プリント回路または導波路伝
送線路のいずれかを用いて製造することができる。
モノパルス回路は、単一のハイブリッド回路を含みさえすればよく、したがって
、モノパルス回路は比較的小型である。二角座標(例えば、方位および仰角双方
)における物体の位置を判定するには、モノパルス回路は多数のハイブリッド回
路を必要とする。したがって、二角座標における物体の位置を判定可能な従来の
モノパルス回路は、比較的大型になる可能性がある。
ン・コンバート後の、低い周波数のいずれかで形成することができる。送信信号
の周波数は、典型的に、マイクロ波またはミリメートル波周波数範囲である。送
信信号の周波数でモノパルス和および差信号を形成する場合、典型的に、モノパ
ルスを直接アンテナに結合し、アンテナの出力ポートとモノパルス入力ポートと
の間には、回路を配するとしても、比較的数が少ない。モノパルス和および差信
号を発生する動作は、ハイブリッド回路によって、マイクロ波またはミリメート
ル波周波数で行われる。ハイブリッド回路は、典型的に、プリント回路または導
波路伝送線路のいずれかを用いて製造する。
信号を得るようにすれば、アンテナ出力ポートとモノパルス入力ポートとの間に
結合される回路(例えば、ミキサ回路)によって、モノパルス信号を形成するた
めに用いられる信号に混入する虞れがあるエラー(誤差)の増加量が少なくなる
。例えば、リターン信号をより低い周波数へダウン・コンバートした後にモノパ
ルス信号を形成するには、アンテナ出力ポートとモノパルス入力ポートとの間に
ミキサまたはその他の周波数変換デバイスを結合する必要がある。実際の周波数
変換デバイス(例えば、ミキサ回路)は、信号に誤差が加わり、これがモノパル
ス出力信号を供給するモノパルス回路に結合される。
ルが形成され、二角度座標の分解(resolution)を可能にする。従来
の導波路マルチモード・ホーン・フィードを利用するシステムでは、導波路モノ
パルス・ネットワークがレーダ・リターン信号を処理してモノパルス和および差
信号を発生し、これらが適切なモノパルス和および差チャネル内を伝搬する。モ
ノパルス・チャネルを伝搬して通過する無線周波数(RF)信号は、導波路ミキ
サを用いて、中間周波数(IF)信号に変換される。IF信号は、IF受信機に
供給され、追加の処理が行われる。
、モノパルス回路が比較的大きく、比較的費用および時間がかかる精密加工およ
び電鋳技法を用いて製造しなければならないことがあげられる。これは、特に、
ミリメートル波周波数範囲で動作するシステムにおいて当てはまる。この欠点を
克服するために、ミリメートル波長周波数で動作するシステムは、モノパルス処
理に先立って、受信信号を中間周波数にダウンコンバートすることができるよう
にしている。この手法では、高い基本周波数即ち送信周波数で行われるモノパル
ス処理の代わりに、中間周波数でモノパルス処理を行なうことができる。一般に
周波数が低い程回路の製造許容差は緩和されるが、同時に導波路回路部品の大型
化を招く。したがって、モノパルス情報(特にミリメートル波周波数における)
を処理および変換するために導波路伝送線路を用いることは、大量生産に適した
、実用的な低コスト案とはならない。
munition)のような発射体は、目標の正確な追跡を可能とするには、比
較的高い解像度のモノパルス受信機を必要とすることである。従来の1ギガヘル
ツ(GHz)ないし20GHz周波数範囲において動作するモノパルス受信シス
テムは、精度高く目標を追跡するのに必要な角度解像度を与えることができない
。更に、1GHzないし20GHz範囲で動作するRF回路部品のサイズは、物
理的に大きくなり過ぎて扱いにくいため、多くの小型発射体内には搭載すること
ができない。したがって、30GHzよりも高いミリメートル波周波数における
動作が必要となる。
波周波数で動作し、ストリップライン、同軸または導波路伝送媒体を用いて実現
されたハイブリッド回路部品によって構成された比較器ネットワークによって、
モノパルス出力受信信号を形成する。モノパルス出力信号は、典型的に、比較的
大きな利得および比較的低い雑音指数を有する増幅器に供給される。増幅された
信号は、次に、無線周波数(RF)マイクロ波ミキサ・モジュールによって、適
切な中間周波数(IF)にダウンコンバートされる。しかしながら、直径が比較
的小さな発射体内にモノパルス受信機を配置しなければならない用途では、従来
の受信システムの信号伝送損失および全体的なサイズが、検知追尾装置の性能に
悪影響を及ぼす。ミリメートル波(MMW)周波数というような高い周波数にお
ける動作は、要求解像度を達成するための必須事項であるが、かかる周波数バン
ド(帯域)で動作する受信装置の利用可能性には限界がある。例えば、MMW周
波数範囲において効率的な能動的検知追尾動作に必要とされる性能特性(例えば
、雑音指数、電力処理、電力制限等)を有するRF装置を供給することは、比較
的困難でしかも費用がかかる。
50ないし0.100インチ程度であり、多くの重要なアセンブリでは0.00
1インチよりも良好な許容差が要求されることを認識すれば、ミリメートル波周
波数バンドにおいて動作するレーダ・システムの複雑性が認められよう。最新の
製造技法を用いればいくらかコストを削減してかかるミリメートル波導波路構造
を製造することは可能な場合もあろうが、かかる許容度が厳しいハードウエアの
調整および検査に伴う費用は、多くの場合法外なコストとなる。
装置が、送信機から来る信号および受信機に戻る信号の経路決定(ルーティング
)および送受切換(デュプレクス:duplexing)を制御するには、20
個を超える異なる導波路部品が必要となるのが当然であることを認識すれば、従
来の小爆発体にミリメートル波検知追尾装置を装備し調整することの問題も認め
られよう。モノパルス機能が必要な場合、振幅および位相双方をチャネル間で追
跡するためには、前述の導波路全てが必要となろう。
2°の位相に匹敵する。したがって、種々の受信機チャネル間で必要な位相およ
び振幅追跡を安価に得ることは比較的困難であることが認められよう。
題として、送信機および受信機間を十分に分離することがあげられる。この問題
は、比較的高い電力の送信信号に耐えることができ、比較的高い分離度を与える
ことができる導波路スイッチおよびサーキュレータが、一般には、比較的高い動
作周波数では妥当なサイズでは入手できないという事実によって、更に深刻化す
る。
ルを有する信号を送信する送信機を含むシステムにおいて動作可能であり、しか
も雑音指数が比較的低く、比較的小型のモノパルス受信機を提供することができ
れば望ましいであろう。発明の概要 本発明によれば、無線周波数(RF)システムは、複数のアンテナ・ポートを
有するアンテナと、複数の保護回路とを含み、保護回路の各々は、複数のアンテ
ナ・ポートの各1つに直接結合された第1ポートと、第2ポートとを有する。第
1制御信号に応答して、各保護回路は、アンテナ・ポートの各1つから各保護回
路の第2ポートに、比較的低い挿入損失特性を有する信号経路に沿って信号を伝
搬させる。また、各保護回路は、第2制御信号にも応答し、第1保護回路ポート
および第2保護回路ポート間の第1方向において、第2制御信号に応答して第1
保護回路ポートを第2保護回路ポートから分離する。この特定構成により、小型
のRFシステムが得られる。アンテナ・ポートを保護回路のポートに直接結合す
ることによって、RFシステムは受信モードで動作し、送信動作モードの間送信
回路が発生する高信号レベルを有する送信信号から保護することができる。受信
モードで動作するには、保護回路にバイアスをかけ、アンテナ・ポートから保護
回路ポートを介して伝搬する信号に、比較的低い挿入損失特性を有する信号経路
を設ける。送信モードの間、保護回路にバイアスをかけ、アンテナ・ポートから
伝搬する信号に、高い挿入損失特性を有する信号経路を設ける。一特定実施形態
では、RFシステムは更に複数のミキサを含み、その各々が、複数の保護回路ポ
ートの各1つに結合された第1ポートと、ミキサ・バイアス信号を受け取る第2
ポートと、周波数シフト信号を供給する第3ポートとを有する。ミキサを保護回
路のポートに結合することにより、小型の受信機アセンブリが得られる。各ミキ
サの第3ポートに増幅器を結合することによって、比較的雑音指数が低いシステ
ムを備えつつ、比較的高い利得特性を有するシステムを備えることが可能となる
。また、増幅器の出力ポートにモノパルスを結合し、RFモノパルス受信システ
ムを得ることもできる。好適な実施形態では、ミキサ、増幅器、およびモノパル
ス回路は、モノリシック・マイクロ波集積回路(MMIC)として設けられ、し
たがってRFシステムは比較的狭い物理的面積を利用する。更に、アンテナは、
ベース(基部)にモーディング(moding)構造を配置したコルゲート・ホ
ーン(corrugated horn)として設け、コルゲート・ホーンのベ
ース構造におけるアンテナ入力およびアンテナ・ポート間で信号を結合し、保護
回路の各々の第1ポートに結合することができる。また、受信システムは、保護
回路に結合された較正信号注入(流入)回路も含み、較正信号を受信システムに
注入(流入)することも可能である。一特定実施形態では、保護回路は、複数の
アイソレータを含むラッチング・フェライト・アイソレータ・マトリクスであり
、アイソレータの各々は、第1、第2および第3ポートを有し、較正信号注入回
路が複数のアイソレータの各々の第3ポートに結合されている。
ミキサを含み、その各々が、RF信号ポートと、局部発振(LO)信号ポートと
、中間周波数(IF)信号ポートとを有し、ミキサの各々は、1つ以上のミキサ
・ダイオード逆並列対と、RFエネルギを複数のミキサの各々のRF信号ポート
に結合する手段とを備えている。RFモノパルス受信機は、更に、複数のIF増
幅器を含み、IF増幅器の各々は、複数のミキサの各1つのIF信号ポートに結
合された増幅入力ポートと、モノパルス比較器ネットワークの複数の入力ポート
の各1つに結合された増幅出力ポートとを有する。供給される適切な入力信号に
応答して、モノパルス比較器ネットワークは、その出力ポートにモノパルス出力
信号を供給する。この特定技法により、比較的雑音指数が低い小型のミリメート
ル波モノパルス受信機が得られる。アンテナおよびミキサポート間にラッチング
・フェライト・アイソレータ・ミキサ保護回路を配することにより、RFモノパ
ルス受信機を高電力送信信号から保護する。更に、ラッチング・フェライト・ア
イソレータ・マトリクスにより、比較的高い送信電力を有するRFレーダ・シス
テムにおいて小型のミリメートル波モノパルス受信回路を動作させることができ
る受信回路アーキテクチャの使用が可能となる。一実施形態では、RFモノパル
ス受信機は、例えば、能動ミサイル検知追尾システムに用いるのに適している。
RF受信機は、小型の爆発体に直接用いることができ、あるいは、より解像度が
高い疑似(準)光学的に結合されたアンテナのモノパルス受信機として機能する
ことができる。このアンテナは、ホーン・アンテナの直径よりもかなり大きなア
パーチャを有する。一実施形態では、極低温冷却システムを受信機に結合し、受
信機が周囲温度で動作するときに得られる雑音指数よりも低い受信機雑音指数を
得る。
ートおよび複数のIF出力ポートを有する回路アセンブリを含む。この回路アセ
ンブリは、(a)ハウジングと、(b)ハウジング内に配置された複数の低調波
(分数調波)励起(ポンプ)ミキサ回路であって、ミキサ回路の各々が、RF信
号ポートと、LO信号ポートとIF信号ポートとを有し、ミキサ回路の各々が、
(1)ハウジング内に配置された複数のミキサ・ダイオード基板であって、ミキ
サ・ダイオード基板の各々が、ダイオード実装領域と、RFフィード領域内に突
出する伝送結合領域とを有し、RFフィード領域が、複数の基板のダイオード実
装領域上に配置されたハウジング・カバーにRF開口を設けることによって形成
された、ミキサ・ダイオード基板と、(2)複数のミキサ・ダイオード基板の各
々のダイオード実装領域上に配置された逆並列ダイオード対と、(3)各低調波
励起ミキサ回路のLO信号ポートとLO信号源との間に結合されたLO分配回路
と、(4)各低調波励起ミキサ回路のIF信号ポートとRFモノパルス受信機の
IF出力ポートとの間に結合されたIF分配回路とから成る、ミキサ回路と、(
c)ハウジングに結合されたRFフィード回路と、(d)RFエネルギを複数の
低調波励起ミキサ回路の各々のRF信号ポートに結合する手段と、(e)モノパ
ルス基板と、(f)モノパルス基板上に配置されたモノリシック・マイクロ波集
積回路(MMIC)モノパルス比較器ネットワークであって、複数のモノパルス
回路入力ポートを有し、複数のモノパルス回路入力ポートの各々が、複数の低調
波励起ミキサ回路のそれぞれのIFポートに結合され、モノパルス基板のIF出
力ポートに結合される複数のモノパルス回路出力ポートを有する、MMICモノ
パルス比較器ネットワークとを含む。この特定構成によって、W−バンド(帯域
)周波数範囲における使用に適したRFモノパルス受信機が得られる。
コルゲート・ホーン・アンテナは、そのベース部にモーディング構造を有し、4
つの別個のアンテナ・ポートを備えている。アンテナ・ベース部は、ミキサ回路
のRFポートに結合され、コルゲート・ホーンのベース構造内のアンテナ・ポー
トとミキサ回路のRFポートとの間に信号を供給する。アンテナ・ポートとミキ
サ回路のRF入力ポートとの間に配置された導波路信号経路に、保護回路を含ま
せることができる。一特定実施形態では、保護回路は、ラッチング・フェライト
・アイソレータ・マトリクスとして設けられ、ラッチング・フェライト・アイソ
レータ・マトリクスは複数のアイソレータを含み、その各々が第1、第2および
第3ポートを有する。RFモノパルス受信機は、更に、保護回路に結合された較
正信号注入回路も含み、較正信号を受信機に注入することができる。保護回路を
ラッチング・フェライトアイソレータ・マトリクスとして設ける場合、較正信号
注入回路は、複数のアイソレータの各々の第3ポートに結合することができる。
第1制御信号に応答して、ラッチング・フェライト・アイソレータは、アイソレ
ータ・ポートの第1対間を第1方向に信号を伝搬させ、第2制御信号に応答して
、ラッチング・フェライト・アイソレータは、アイソレータ・ポートの第2対間
を第2方向に信号を伝搬させる。かかる構成によって、RFモノパルス受信機は
、送信機を含むRFシステムにおいて損傷を受けることなく、動作することがで
きる。更に、ハウジングは、MMICモノパルス比較器ネットワークを含む、R
FおよびIF回路部品を配置した単一のハウジングとして設けることもできる。
あるいは、ハウジングは、物理的および電気的に互いに結合されたRFハウジン
グおよびIFハウジングから構成することができる。RFミキサおよび増幅器を
含むRF信号部品は、RFハウジング内に配置され、MMICモノパルス比較器
ネットワーク、振幅調節回路および移相器はIFハウジング内に配置され、複数
のRF相互接続信号経路が、RFハウジングおよびIFハウジング間にRF信号
経路を設ける。MMIC LNAおよび新規なMMICモノパルスを用いること
により、低変換損失、低雑音指数のW−バンド・ミキサの開発と相まって、比較
的小型で効率的なW−バンド・モノパルス受信機が得られる。これは小径ミサイ
ルや小爆発体と両立し、感度が高くされるので、検知追尾装置は高精度で目標を
追跡することが可能となる。この感度向上は、ミキサ・ダイオードを局部的に冷
却するために用いる冷却ハードウエアを含ませることによって、達成される。
深く理解することができよう。好適な実施形態の説明 これより図1を参照すると、無線周波数(RF)受信システム10は、複数の
アンテナ出力ポート12a〜12dを有するアンテナ12を含む。アンテナ12
は、所望の周波数範囲内の信号を受信可能であれば、いずれの種類のアンテナと
して設けてもよい。例えば、アンテナ12は、ホーン・アンテナ、アレイ・アン
テナ、または第1エンド(端部)13においてRF信号を受信し、アンテナ・ポ
ート12a〜12dにおいて出力信号を供給することが可能な他のいずれの種類
のアンテナとして設けることもできる。
ている。一特定実施形態では、アンテナ12は、W−バンド周波数範囲内の信号
に応答し、その基部にモーディング構造(moding structure)
を備えることにより別個のアンテナ・ポートを設けた、コルゲート導波路ホーン
として設けられている。アンテナ12は、第1端部13においてRFエネルギを
受信し、モーディング構造14が、ホーン12内を伝搬するRFエネルギを分離
し、4つの別個の伝送線路信号経路に沿って送信する。一実施形態では、伝送線
路は、対象の周波数範囲内のRF信号の効率的な伝搬が容易に行なえるように選
択したサイズおよび形状を有する導波路伝送線路として設けられている。
他の回路部品に伝搬するのを防止することによって、過度の信号振幅を有する信
号がかかる部品に損傷を与える可能性を低下させる。
トリクス(latching ferrite isolator matri
x)として設けられ、全体として18で示す、複数のラッチング・フェライト・
アイソレータ18a〜18dを含む。アイソレータ18の各々は、第1、第2お
よび第3ポート19a〜19cを有し、終端22がポート19cに結合されてい
る。バイアス・ライン20を通じてアイソレータ18a〜18dに供給される第
1制御信号に応答して、アイソレータ18は偏波即ちバイアスされ、信号が第1
方向に向かって伝搬しアイソレータ18を通過する。例えば、アイソレータ18
に供給される第1制御信号に応答して、ポート19aに供給されるRF信号は、
時計回り方向にポート19bに結合され、ポート19cからは分離される。
バイアスされ、信号は第2の異なる方向に向かって伝搬しアイソレータ18を通
過する。例えば、ポート19cに供給される信号は、反時計回り方向にアイソレ
ータ18を通ってポート19bに結合され、ポート19aから分離される。第1
および第2制御信号は、例えば、比較的短い時間に比較的高い振幅を有する電流
信号(即ち、「信号スパイク」)として供給することができ、アイソレータ18
を第1および第2の対向する方向にバイアスする。
から、ポート19aを通って、それぞれのアイソレータ18a〜18dのポート
19bに伝搬させることにより、信号はアンテナ12から保護回路16を介して
受信機23の入力ポート23a〜23dに伝搬する。この特定実施形態において
、受信機23はここではモノパルス受信機として示されている。
ジュール24を含む。受信チャネル25aが受信チャネル25d〜25dを代表
するものとすると、受信チャネル25aは、入力ポート26aが受信機入力ポー
ト23aに結合され、出力ポート26bがRFミキサ28のRFポート28aに
結合された遷移回路26を含む。ミキサ・バイアス信号がRF回路モジュール・
ポート27aを介して、ミキサ・バイアス・ポート28bに供給される。この特
定実施形態では、ミキサ・バイアス信号は、局部発振(LO)バイアス信号とし
て供給される。しかしながら、代替実施形態では、LO信号とは別個にミキサに
供給可能なDCバイアス信号によって、ミキサをバイアスすることができる。ポ
ート28a、28bにそれぞれ供給されるLO信号およびRF信号は、公知のよ
うに結合され、第3ミキサ・ポート28cに中間周波数(IF)信号を供給する
。
IF増幅器30は、これに供給されるIF信号を受け取り、増幅した出力信号を
その出力ポートに供給する。このように、受信チャネル25a〜25dの各々は
、その出力ポートにIF出力信号を供給する。
に結合される。IFモジュール34は、それに供給されるIF信号を受け取り、
IF信号の各々を、それぞれの振幅および位相調節回路36に供給する。一特定
実施形態では、位相および振幅調節回路は、可変アッテネータ37および6ビッ
ト移相器38を含み、これらによって、振幅および位相の調節がそれぞれ行われ
る。設ける移相器38は、6ビットよりも多くても少なくてもよいことを当業者
は認めよう。移相器38に含まれるビット数は、種々の要因にしたがって選択さ
れる。その要因には、所望の補正信号精度、移相器を動作させるために必要な制
御線の数、パッケージ・サイズおよび重量等が含まれるが、これらに限定される
訳ではない。6ビットの移相器では、最下位ビットは5度の値を有する。
々から、モノパルス回路40の入力ポート40a〜40dに結合される。モノパ
ルス回路40は、その入力ポート40a〜40dに供給された信号を結合し、ポ
ート41a〜41dにモノパルス出力信号(Σ、ΔEL、ΔAZ、ΔQ)を供給
する。
積回路(MMIC)モノパルス回路として設けることが可能であることを注記し
ておく。しかしながら、代替実施形態では、モノパルス回路40は能動MMIC
回路として設けることが望ましい場合もある。更に代替案として、モノパルス回
路は、MMIC回路の製造に適した媒体以外の伝送媒体で構成してもよい。
45を含む較正回路44を含む。較正信号源45は、例えば、アイソレータまた
はスイッチとして設けることができる保護回路46を介して、較正信号を供給す
る。好適な実施形態では、較正信号源45によって供給される較正信号は、所定
の信号振幅を有する実質的に純粋な正弦波信号に対応する。
される。この特定実施形態では、電力分割器48は、出力ポート48aないし4
8dを含み、その各々は、アイソレータ・ポート19cにおいて、アイソレータ
18a〜18dのそれぞれに結合されている。
有するものとして設けられている。しかしながら、用途によっては、受信チャネ
ルの各々に較正信号を供給する必要がない場合もある。したがって、一般に、電
力分割器48は、較正すべき各受信チャネル25毎に較正信号を供給する。
(図1)を除去し、較正信号をそれに供給可能とすることが望ましい場合もあり
、一方別の用途では、スイッチ(図示せず)を介して較正信号をアイソレータ・
ポート19cに結合することが望ましい場合もある。この手法では、スイッチの
共通ポートをアイソレータ・ポート19cに結合し、第1スイッチ・アームを終
端に結合し、第2スイッチ・アームを、較正回路44からの較正信号を受け取る
ように結合する。更に別の用途では、較正信号を受信チャネルの一部に結合する
ことが望ましい場合もある。
信機を較正モードにするには、アイソレータ18にバイアスをかけ、これを介し
て信号が反時計回り方向に伝搬し、信号がポート19cからポート19bに伝搬
するようにする。保護回路46は、信号源45および電力分割回路48間に比較
的挿入損失が低い信号経路を備える。
9cに供給する。較正信号は、アイソレータのポート19cからポート19bに
結合され、入力信号として、RF回路モジュール24のポート23a〜23dに
供給される。RF回路モジュール24は、較正信号に応答して、周波数変換した
(即ち、ダウンコンバートした)較正信号を出力ポート24a〜24dに供給す
る。
コンバート較正信号を受け取り、較正モノパルス出力信号をポート41a〜41
dに供給する。較正出力信号出力41a〜41dの振幅および位相を監視(モニ
タ)し、予期されるチャネル間信号特性と相関付けることにより、測定出力信号
に対して誤差補正を行なうことができる。予測チャネル間信号特性は、初期受信
機統合(インテグレーション:integration)および整合(アライメ
ント:alignment)の間に、容認可能なモノパルス性能が得られること
がわかっている動作状態に基づいて規定される。こうして、較正モードは、(非
均一なモジュールの加熱)のように前もって予測できない動作環境によって生ず
るチャネル間誤差の補正を可能とする。
ト42を含み、これを介して較正信号をカプラ回路43に供給する。カプラ回路
43は、較正信号の所定部分を、振幅および位相調節回路36の入力に結合する
。較正信号は、回路36を通過してモノパルス40まで伝搬し、較正出力信号が
ポート41a〜41dに供給される。ここでは、IF較正信号は、IFモジュー
ル34の1つのチャネルのみに供給されるものとして示されている。しかしなが
ら、IF較正信号はIFモジュール34のいずれの信号チャネルにも供給可能で
あり、あるいはIFモジュールの各チャネルがカプラ43を含むことも可能であ
り、IF較正信号をIFモジュール34の全チャネルに(同時にまたは同時では
なく)供給可能であることは認められよう。
ード回路として利用することが望ましい場合もあることを注記しておく。こうす
るには、マルチモード・フィード・ホーン12および反射器の焦点面の整合(位
置合わせ)を行う。しかしながら、別の用途では、マルチモード・フィード・ホ
ーン12はモノパルス・アンテナとして直接使用することも可能である。
増幅器30のような能動回路部品に結合し、部品28内のミキサ・ダイオードや
増幅器30内の電界効果トランジスタ(FET)のような能動素子を冷却するこ
とにより、受信機23の雑音指数を低下させることも可能である。冷却システム
49は、ミキサ28および増幅器30それぞれのいずれかまたは双方を冷却する
ために使用することができる。
位相調節回路36、移相器38ならびにモノパルス回路40全てを、モノリシッ
ク・マイクロ波集積回路(MMIC)として供給することができる。かかるアセ
ンブリの結果、受信機は常温において比較的低い雑音指数を有し、ミサイル、小
爆発体、および比較的小さな直径を有する発射体内における受信システム10の
使用が可能となるサイズを有することになる。
圧力窓52が配置された第1アパーチャを有する、コルゲート・ホーン・アセン
ブリ51を含む。圧力窓52は、受信機50に密封機構を備える。その理由につ
いては、以下で更に詳しく説明する。コルゲート・ホーン51の第2端部は、複
数の取り付け孔54が設けられている、ベースプレート53を含む。
チャを備えつつも、所定の周波数バンド内の周波数を有する信号に対して、比較
的低い挿入損失特性を与える。一特定実施形態では、コルゲート・ホーン51は
、W−バンド準光学ガウス・ビーム(W−Band Quasi−optica
l Guassian Beam)入力信号に効率的に結合するのに適している
。
およびベースプレート間の遷移領域には、モーディング構造も形成されており、
捕捉したエネルギを4つの同一の導波路伝送線路57に分離する。端的に図2B
を参照すると、フランジ53内に形成されている導波路57を明確に見ることが
できる。フランジ53の表面からは、オプションの位置決めピン54aが突出し
ており、スイッチ・アセンブリ55(図2)の表面にある対応の孔と係合するこ
とにより、フランジ53内の導波路アパーチャ57を、スイッチ・アセンブリ5
5内の同様の形状のアパーチャ57と整合させている。
ング・フェライト・アイソレータ(スイッチ)マトリクス55を通過する。また
、スイッチ・マトリクス55は、図1のアイソレータ・ポート19cに対応する
アイソレータ(複数のアイソレータ)の1つ以上の信号ポートを介して、W−バ
ンド周波数範囲内の周波数を有する較正信号を供給することによって、W−バン
ド較正トーン(tone)の注入も可能にする。
を、モーディング構造を介して、コルゲート・ホーン51の第2端部即ち基端(
ベースエンド)にあるフランジ53内に配置された4つの矩形状導波路伝送線路
57に結合する。フランジ53は、整合孔およびピン54,54aが、スイッチ
・アセンブリ55内の対応する孔59と整合するようにスイッチ・アセンブリ5
5の第1面上に配置されている。
ms(EMS) Corporation(エレクトロマグネティック・システ
ムズ(EMS)社)が供給し、型番449D−68で識別される機種のラッチン
グ・フェライト・アイソレータ・マトリクスとすればよい。受信機50がミサイ
ルまたは送信機を含むその他の発射体内に配置される場合、比較的高い電力漏れ
信号は受信回路56の回路部品に損傷を与える可能性があるので、スイッチ・ア
センブリ55は、ホーン51に入射する送信機漏れ信号が受信回路56に伝搬す
るのを防止する。
、スイッチ・アセンブリ55を適切な時点で送信状態および受信状態間で能動的
に切り替えることができる。スイッチ・アセンブリ55をラッチング・フェライ
ト・サーキュレータとして設ける場合、フェライト・コアを通過する絶縁ワイヤ
が、制御信号を搬送し、ラッチング・フェライト・アイソレータ55内に磁界を
形成することによってフェライトにバイアスをかけ、サーキュレータ信号経路の
どれが比較的低い挿入損失特性を有し、どのサーキュレータ信号経路が比較的高
い挿入損失特性(分離)を有するかを判定する。このように、ラッチング・フェ
ライト・アイソレータの所定のポートをスルー・ポートと言い(即ち、あるポー
トから他のポートに特定の方向に向かって伝搬する信号は、信号減衰量が比較的
少ない)、ラッチング・フェライト・アイソレータの所定のポートを分離ポート
と言う(即ち、あるポートから他のポートに特定の方向に向かって伝搬する信号
は、信号減衰量が比較的多い)。
即ち、ラッチ)し、DC電流を除去することができる。スイッチ・アセンブリ5
5のポート間で挿入損失特性を変更することが望ましい場合、最小の所定電流レ
ベルを有するDC電流を印加し、既に印加した信号によって形成されているバイ
アス磁界をオフセットし、フェライト・コア内に磁界を形成し直し、これによっ
て第2の所定の方法で種々のポート間における挿入損失のレベルを変更する。
能それぞれの間に、アンテナ51と受信チャネルの1つまたは高電力終端(図1
における終端22のような)との間に比較的低い挿入損失特性を有する信号経路
を選択するために用いられる。好適な実施形態では、スイッチ・アセンブリ55
は、20デシベル(dB)以上の分離特性を有する分離信号経路、または約0.
5dBの挿入損失を有する比較的低損失の信号経路のいずれかを備える。
lse)RF較正信号の注入に便利な場所も提供する。即ち、図1Aと関連付け
て先に説明したように、終端が結合されているスイッチ・ポート(例えば、図1
のポート19c)を、較正信号入力ポートとして用いることができる。
信機50から省略することによって、受信機50のサイズを縮小することも可能
である。また、スイッチ55はアンテナ51から受信回路56に伝搬する信号に
追加の挿入損失をもたらすので、スイッチ・アセンブリ55の除去即ち省略によ
って、システム50全体の雑音指数も改善される。
る。モジュール・カバー58は、その中にアパーチャ58a、およびスイッチ・
アセンブリ55に設けられた装着孔59と一致する複数の装着孔59が設けてい
る。RFモジュール・カバー58は、1つ以上の整合ピン59aも含み、スイッ
チ・アセンブリ55の整合孔から突出することによって、RFモジュール・カバ
ー58をスイッチ・アセンブリ55に対して位置合わせする。
置されている。RF絶縁カバー60は、複数の導波路信号経路62を含み、これ
らは、コルゲート・ホーン51のベース部分53およびスイッチ・アセンブリ5
5の双方に設けられた導波路信号経路57と整合する。RF絶縁カバー60は、
1つ以上のスロット63も含み、これを以下に述べるように用いて、ホーン51
の導波路57、スイッチ・アセンブリ55および絶縁カバー60内の導波路62
間における適正な位置合わせを確保する。
ハウジング64も含む。整合ボス66は、RF絶縁カバー60内の対応するスロ
ット63と係合することにより、RF絶縁カバー60のコルゲート・ホーン51
およびスイッチ55内の導波路57に対する適性な配向および位置決めを確保す
る。また、整合ボス66は、基板をRFハウジング64内に配置する際に、基板
68上に形成されているミキサ回路に対する導波路信号経路62の正しい配向お
よび位置決めも確保し、隣接する受信チャネル間の分離にも役立つ。
ジング64上に配置する前に、RFハウジング64の内側底面部に設けられた、
適切な形状の凹部64a(図2D)内に、複数のミキサ基板68を配置する。図
2Dにはその一部分のみを示す。基板68上には、ミキサ回路69(図2D)が
配置されている。ミキサ基板68の各々は、所謂E−面プローブを形成する突出
部70(図2D)を含み、TE10導波路モードにおいてほぼ導波路62内を伝
搬する電界エネルギをマイクロストリップ・モードに結合することにより、RF
分離カバー60内のW−バンド導波路信号を、各受信チャネル内の低調波ミキサ
(subharmonic mixer)69(図2D)に効率的に転移させる
。このように、ミキサ基板の突出部70およびその上に配置された関連の伝送線
路は、導波路−マイクロストリップ遷移回路を形成する。
れ、これらによりミキサ回路69が形成される。導波路−マイクロストリップ遷
移回路の性能は、導波路バックショート・アセンブリ(waveguide b
ackshort assembly)73によって最適化することができる。
導波路バックショート・アセンブリ73は、突出領域70上に配置されたE−面
プローブ70aから所定の距離だけ、突出領域70の区域内の凹領域64aの底
面を離間させることによって形成される。ここでは、基板70の一部を取り去り
、バック・ショート73を露出させている。バックショート73によって形成さ
れる電界形状は、シムまたはその他の適切な機構の使用によって調節することに
より、電界信号を効率的にE−面プローブ70aに結合することが可能となる。
理想的には、かかるバックショート・アセンブリは、導波路内の特定の物理的位
置において、短絡回路インピーダンスを形成する。好適な実施形態では、バック
ショート・アセンブリは、突出プローブ70aから、1/4波長(導波路媒体に
おける)の奇数倍に対応する距離のところに配置されている。
IF分配回路基板75およびIF整相基板(phasing substrat
e)76も配置されている。LOおよびIF分配基板75は、LOおよびIF分
配回路を含み、局部発振信号および中間周波数信号を、RFハウジング64の適
切なポートに分配する。
させ、IF信号を更に増幅するために用いられる。 一旦ミキサ基板68、LOおよびIF分配基板75、ならびにIF整相基板7
6をハウジング64内に配置したなら、RF絶縁カバー60をその上に配する。
次いで、RFモジュール・カバー58、スイッチ55およびホーン51をRFモ
ジュール・ハウジング64に結合することができる。
れらを通じて、IFインターフェースのコネクタ90の対応するものが配置され
、RFハウジング64およびIFハウジング92間にRF接続を形成する。IF
ハウジング92は、内部にIF基板94が配置されている。IF基板94上には
、モノリシック・マイクロ波集積回路(MMIC)モノパルス比較器ネットワー
クが配置されている。ここでは、MMICモノパルス比較器ネットワークは、そ
れに供給される信号を受け取り、IFハウジング92の出力ポート92a〜92
dにモノパルス出力信号を形成することを述べれば十分であろう。IFモジュー
ル・カバー96が、IFハウジング92の開放面上に配置され、IF排気ハウジ
ング(IF evacuation housing)98がIFハウジング9
2の第2の対向面上に配置されている。IFアセンブリは、IF排気ハウジング
98内に設けられた排気ポート98aを介して排気される。また、IFモジュー
ルは、図1および図1Aとの関連で先に説明した振幅および位相調節回路36と
同様の振幅および位相調節回路を含むことも可能である。
、一方LNA30は、フィードスルー回路90を介して、増幅したIF信号を振
幅および位相調節回路36(図2C)およびモノパルス回路40(図2C)に供
給する。
クライオスタット・チューブ・ハウジング(cryostat tube ho
using)80を有する。クライオスタット・チューブ・ハウジング80は、
ミキサ・ダイオードおよび低雑音増幅器を冷却するために用いられるクライオス
タット・アセンブリ82を受容することにより、受信機アセンブリ56の雑音指
数を低下させる。RF排気ハウジング84が、クライオスタット・チューブ・ハ
ウジングおよびクライオスタット・アセンブリ82上に配置され、ガスケット8
6によって形成される気密封止を介して、RFハウジング64の底面に結合され
ている。RFアセンブリは、RF排気ハウジング84内に設けられた排気ポート
86aを介して排気される。
のクライオスタットがアルゴン・ガスをRFハウジング64の背面、ミキサ・ダ
イオード71(図2D)の直下に送出する。2つのクライオスタットは、排出チ
ェンバとしても機能するデューワ・アセンブリ(dewar assemby)
内部に配置される。デューワ/受信機アセンブリ全体に渡り、密閉ホーン・アセ
ンブリまで部分真空に引かれる。ホーンおよびデューワ・アセンブリ間の機械的
界面において、グリスを塗布したO−リングによって、真空密閉状態が維持され
る。
0の典型的な動作特性を表1に示す。この受信機特性は、ミキサ・ダイオードの
冷却による改善を想定して決定された。
ている。この実施形態では、RFハウジング66がRFエネルギを捕獲し、捕獲
したRF信号を4つのチャネルに分割し、RF信号をC−バンド周波数範囲にダ
ウンコンバートする。C−バンド周波数信号は、RFモジュール内にある低雑音
増幅器(LNA)に供給され、低雑音増幅が行われる。増幅されたC−バンド周
波数信号は、RFハウジングの出力ポート88からIFハウジング92の入力ポ
ートに、コネクタ90を介して結合される。IFハウジング92は、図1に関連
付けて先に説明した回路36と同様の位相および振幅調節回路を含み、C−バン
ド周波数信号の振幅および位相を適切に調節するために用いられる。その後、4
つの信号はモノパルス回路によって処理され、受信機50のモノパルスC−バン
ド出力信号を発生する。
アンテナのフィードを形成する準光学伝送線路に適合化するように構成すること
ができる。かかるユニットは、反射器とは独立して使用することもでき、小型の
発射体に対してはより広いビームのモノパルス・アンテナ性能を備え、またはレ
ンズ・アセンブリの焦点面内に配して、適切なフィード照明特性を得ることがで
きる。ミサイル・レーダ用途に加えて、基本的なミキサ・アーキテクチャ(冷却
および非冷却)のその他の構成も、気象レーダ(weather radar)
、宇宙空間放射計ならびに衛星および航空機搭載撮像システムのような、様々な
その他の商用ミリメートル波用途にも使用可能である。
ポート100b、IFモノパルス信号出力ポート88a〜88d、および1対の
DCバイアス端子100cを有する単一のモジュール・ミリメートル波集積回路
(MIC)として製作されたRF受信機アセンブリ100が示されている。RF
ミキサ回路69は、基板68上に配置されている。基板68は、ここでは、厚さ
0.005インチのアルミナまたはその他の適当なマイクロ波/ミリメートル波
基板材料で構成され、クオーツ、融解シリカ、ガリウム砒素または当業者に公知
の他の適当な材料であればいずれでもよい。基板68は、その底面上に、接地面
導体102が配置されている。基板68は、その上面上に、複数の帯状導体10
5が配置され、これらがRF信号経路および逆並列ダイオード対(anti−p
arallel diode pair)104を形成する。
結合され、第2および第3電力分割器108、110に供給される。これらが更
に電力を分割し、LO信号をミキサ回路69a〜69cの各ポートに供給する。
ミキサを適性にバイアスすると、導波路を通じて逆並列ダイオード対104に供
給されたRF信号は、ミキサIF出力ポートにおいて中間周波数信号を生成し、
モノリシック・マイクロ波集積回路(MMIC)低雑音増幅器(LNA)112
の入力ポートに結合される。LNA112の各々は、それに供給されたIF信号
を、MMICモノパルス・ネットワーク比較器116の複数の入力ポートの内対
応する1つに供給する。MMICモノパルス比較器は、モノパルス信号を形成し
、このモノパルス信号をIF出力ポート88a〜88dに供給する。
グを用いる手法とは対照的に)受信機100は単一のハウジング101に配置さ
れていることを注記しておく。
図2)に設けたWR10導波路伝送線路のような、導波路伝送線路を通じてRF
アセンブリに入力する。Q−バンド周波数範囲内のLO信号が、2.4ミリメー
トル(mM)同軸コネクタのようなRFコネクタを介して、入力ポート100a
に供給される。LO信号は、一連のウィルキンソン型電力分割器106、108
、110を介して結合され、ミキサ回路69a〜69dの各々に供給される。
C LNA112の入力に供給し、MMIC LNA112はIF出力信号の各
々を増幅する。増幅されたIF出力信号は、LNA112からモノパルス比較回
路116の各入力ポートに結合される。モノパルス回路116は、それに供給さ
れるIF信号を受け取り、IF出力ポート88a〜88dにモノパルス出力信号
を発生する。
用いて製作され、MMIC集中回路エレメント(構成要素)を用いて、和信号お
よび差信号を形成する。
て、それぞれのポート88a〜88dに結合される。また、ハウジング101に
は、1対の基準電圧バイアス端子100b、100cも結合され、これらを介し
て、DCバイアス信号が2対の低雑音増幅器に結合される。一特定実施形態では
、バイアス源は、+5VDCバイアス源として設けられ、LNAは約80mAの
電流を引き出すように選択される。
低調波ミキサのダイオード対に供給する。ダイオード対は、例えば、対象周波数
範囲内の信号に応答する背面結合ショットキ・ダイオードとして設けることがで
きる。これらのダイオードは、W−バンド信号をQ−バンド局部発振入力の第2
高調波と混合し、C−バンド周波数範囲の周波数を有するIF信号を発生する。
各々を備え、W−バンド周波数範囲におけるミキサの適正な動作を確保する。L
O分配ネットワークおよび全てのIF回路が配置されている基板は、約0.10
インチ(即ち、10ミル)の厚さを有するアルミナ基板として設けられている。
RFアセンブリ100は、エポキシおよびはんだの組み合わせを用いて、基板お
よびハウジング101間の高い接着性および接地コンタクト(接触)を、常温お
よび低温動作の双方に対して達成する。
たクライオスタット・アセンブリ123および第2端部に結合されたRFモジュ
ール125を有するデュワー122を明らかにする。クライオスタット・アセン
ブリ123は、クライオスタット134a、134b、およびこれらから突出す
るクライオスタット排出部136a、136bを有するクライオスタット・ベー
スプレート133を含む。RFモジュール125は、RFモジュール・カバー1
24、RFモジュール・ベース126、およびステンレス鋼チューブ128a、
128bを含む。RFモジュール125がデューワ122に結合されると、モジ
ュール125はO−リング溝130上に配置され、チューブ128a、128b
はクライオスタット・アセンブリ123の一部を受容する。RFモジュール12
5は、RFモジュール・ベース126内に配置されている基板の熱膨張係数に比
較的近い熱膨張係数を有する材料で構成されている。例えば、ベース126内に
配置されている回路が、薄膜アルミナ・マイクロストリップ回路として設けられ
ている場合、ベース126は、薄膜アルミナ・マイクロストリップ基板の熱膨張
係数に比較的近い熱膨張係数を有する合金46のような材料で構成すればよい。
勿論、他の材料の組み合わせを用いて、ハウジングおよびその中に配置される基
板を設けてもよいことを当業者は認めよう。
cally pumped mixer)は、LO信号の第2高調波を用いて、
4つのチャネル受信機に入射するW−バンドRFエネルギを効率的に所望のIF
周波数にダウンコンバートすることにより、処理を一層容易にすることを可能に
している。GaAsショットキ逆並列ビーム・リード・ダイオードは、ミキサ回
路69a〜69dに用いられる非線形素子である。これらのダイオードは、厚さ
5ミルのアルミナ基板上に実装され、適切な周波数におけるダイオードに対する
適正なインピーダンス整合のための濾波および伝送線路構造は、薄膜技術を用い
てエッチングすることができる。
込んだ他の実施形態も使用可能であることは、当業者には今や明白であろう。し
たがって、これらの実施形態は開示された実施形態に限定されるのではなく、特
許請求の範囲の精神および範囲によってのみ限定されるものと考える。
Claims (39)
- 【請求項1】 受信システムであって、 複数のアンテナ・ポートを有するアンテナであって、所定の周波数範囲内の周
波数を有する信号に応答する、アンテナと、 複数の保護回路であって、該保護回路の各々は、前記複数のアンテナ・ポート
のそれぞれに直接結合された第1ポートを有し、各保護回路は、第1制御信号に
応答して、前記保護回路の第1ポートおよび第2ポート間で第1の方向に信号を
伝搬させ、第2制御信号に応答して、前記第1ポートおよび前記第2ポート間で
第2の逆方向に信号を伝搬させる、保護回路と、 を備える受信システム。 - 【請求項2】 請求項1記載の受信システムにおいて、前記アンテナがコル
ゲート・ホーンを備える受信システム。 - 【請求項3】 請求項2記載の受信システムであって、更に、前記コルゲー
ト・ホーンのベース部に結合され、前記コルゲート・ホーンと前記複数の保護回
路の各々の前記第1ポートとの間で信号を結合するモーディング構造を備える受
信システム。 - 【請求項4】 請求項3記載の受信システムにおいて、前記保護回路が、複
数のアイソレータを含むラッチング・フェライト・アイソレータ・マトリクスを
備え、前記アイソレータの各々が、前記保護回路の第1ポートに対応する第1ポ
ートと、前記保護回路の第2ポートに対応する第2ポートと、第3ポートとを有
する受信システム。 - 【請求項5】 請求項4記載の受信システムであって、更に、前記保護回路
に結合された較正信号注入回路を備え、該較正信号注入回路が較正信号を前記受
信システムに注入する受信システム。 - 【請求項6】 請求項4記載の受信システムであって、更に、前記保護回路
に結合された較正信号注入回路を備え、該較正信号注入回路が較正信号を前記受
信システムに注入する受信システム。 - 【請求項7】 請求項6記載の受信システムにおいて、 前記保護回路が、複数のアイソレータを含むラッチング・フェライト・アイソ
レータ・マトリクスを備え、前記アイソレータの各々が、前記保護回路の第1ポ
ートに対応する第1ポートと、前記保護回路の第2ポートに対応する第2ポート
と、第3ポートとを有し、 前記較正信号注入回路が前記複数のアイソレータの各々の前記第3ポートに結
合されている、 受信システム。 - 【請求項8】 請求項1記載の受信システムであって、更に、 複数のミキサであって、各々、前記複数の保護回路のそれぞれに結合された第
1ポートを有し、バイアス信号を受け取る第2ポートを有し、周波数シフトされ
た信号を供給する第3ポートを有する、複数のミキサと、 複数の増幅器であって、各々、前記複数のミキサのそれぞれの前記第3ポート
に結合された第1ポートと、第2ポートとを有する、複数の増幅器と、 前記増幅器の第2ポートのそれぞれに結合された第1複数のポートと、第2複
数のポートとを有するモノパルス回路と、 を備える受信システム。 - 【請求項9】 請求項8記載の受信システムであって、更に、 前記増幅器の第2ポートのそれぞれに結合された第1複数のポートと、第2複
数のポートとを有するモノパルス回路と、 前記モノパルス回路に結合され、モノパルス較正信号を前記モノパルス回路に
供給するモノパルス較正回路と、 を備える受信システム。 - 【請求項10】 請求項9記載の受信システムであって、更に、 第1複数の伝送線路であって、各々、第1媒体で構成され、前記複数のアンテ
ナ・ポートのそれぞれに結合された第1端部を有し、前記複数の保護回路のそれ
ぞれの前記第1ポートに結合された第2端部とを有する、第1複数の伝送線路と
、 第2複数の伝送線路であって、該第2複数の伝送線路の各々は前記第1複数の
伝送線路とは異なる媒体で構成され、各々、前記複数の保護回路のそれぞれの前
記第2ポートに結合された第1端部と、前記複数のミキサのそれぞれの前記第1
ポートに結合された第2端部とを有する、第2複数の伝送線路と、 前記第1複数の伝送線路と前記第2複数の伝送線路との間に配置され、前記第
1伝送線路媒体内を伝搬する信号を、前記第2伝送線路媒体内を伝搬する信号に
効率的に結合する手段と、 を備える受信システム。 - 【請求項11】 請求項10記載の受信システムであって、更に、前記モノ
パルス回路の前記第1複数の入力ポートに結合された較正信号注入回路を備え、
該較正信号注入回路が、所定の周波数範囲内の周波数を有する較正信号を、前記
第1複数の入力ポートを介して前記モノパルス回路に注入する受信システム。 - 【請求項12】 請求項11記載の受信システムにおいて、前記複数の保護
回路の各々を、ラッチング・フェライト・アイソレータとして設けた受信システ
ム。 - 【請求項13】 請求項12記載の受信システムであって、更に、前記保護
回路に結合された較正信号注入回路を備え、該較正信号注入回路が較正信号を前
記受信システムに注入する受信システム。 - 【請求項14】 請求項10記載の受信システムにおいて、前記第1複数の
伝送線路を導波路伝送線路として設けた受信システム。 - 【請求項15】 請求項14記載の受信システムにおいて、 前記第2伝送線路をマイクロストリップ伝送線路として設け、 前記第1伝送線路媒体内を伝搬する信号を前記第2伝送線路媒体内を伝搬する
信号に効率的に遷移させる前記手段が、前記導波路伝送線路の壁から前記導波路
伝送線路の中央長手方向軸に向かって突出する少なくとも1つのE−面プローブ
を備え、前記導波路伝送線路媒体からのエネルギを前記マイクロストリップ伝送
線路媒体に効率的に遷移させる、 受信システム。 - 【請求項16】 請求項15記載の受信システムにおいて、前記複数のミキ
サの各々を、低調波励起逆並列ショットキ・ダイオード・ミキサとして設けた受
信システム。 - 【請求項17】 請求項16記載の受信システムにおいて、 前記アンテナがW−バンド周波数範囲内の信号を受信し、 前記ミキサの各々の前記第3ポートが、IF信号ポートに対応し、前記ミキサ
がC−バンド周波数範囲内のIF信号を供給する受信システム。 - 【請求項18】 請求項17記載の受信システムにおいて、前記モノパルス
回路をモノリシック・マイクロ波集積回路として設けた受信システム。 - 【請求項19】 請求項9記載の受信システムであって、更に、 前記ミキサの各々の前記第3ポートと前記モノパルスの対応するポートとの間
に配置され、前記ミキサの第3ポートと前記モノパルス・ポートとの間に結合さ
れる信号の振幅を調節する手段と、 前記ミキサの各々の前記第3ポートと前記モノパルスの対応するポートとの間
に配置され、前記ミキサと前記モノパルスとの間に結合される信号の位相を調節
する手段と、 を備える受信システム。 - 【請求項20】 請求項19記載の受信システムであって、更に、前記モノ
パルス回路の前に、較正信号を注入し、モノパルスの振幅および位相誤差を判定
する手段を備える受信システム。 - 【請求項21】 請求項9記載の受信システムであって、更に、前記ミキサ
・ダイオードを冷却する冷却システムを備える受信システム。 - 【請求項22】 請求項21記載の受信システムにおいて、前記冷却システ
ムが、極低温冷却システムを備える受信システム。 - 【請求項23】 RF受信機であって、 複数のミキサであって、該ミキサの各々が、RF信号ポートと、LO信号ポー
トと、IF信号ポートとを有し、各々、1つ以上のミキサ・ダイオードを備える
、ミキサと、 RFエネルギを前記複数のミキサの各々の前記RF信号ポートに結合する手段
と、 複数の中間周波数増幅器であって、該中間周波数増幅器の各々が、前記複数の
ミキサのそれぞれの前記IF信号ポートに結合された増幅器入力ポートを有し、
各々、増幅器出力ポートを有する、複数の中間周波数増幅器と、 複数のモノパルス回路入力ポートと、複数のモノパルス回路出力ポートとを有
するモノパルス比較器ネットワークであって、前記複数のモノパルス回路入力ポ
ートの各々が、前記複数の中間周波数増幅器のそれぞれの前記出力ポートに結合
されている、モノパルス比較器ネットワークと、 前記ミキサ・ダイオードを、所定の温度範囲内の所定の温度に冷却する内蔵極
低温冷却システムと、 前記複数の中間周波数増幅器の出力ポートと前記モノパルス比較器ネットワー
クの入力ポートとの間に結合された振幅および位相調節回路と、 を備えるRF受信機。 - 【請求項24】 請求項23記載のRFモノパルス受信機において、RFエ
ネルギを前記複数のミキサに結合する前記手段が、第1ポートおよび第2ポート
を有するマルチモード・ホーンを備え、該マルチモード・ホーンが、前記複数の
ミキサに隣接して配置され、前記マルチモード・ホーンの第1ポートに供給され
るRF信号が前記マルチモード・ホーンの第2ポートに結合され、続いて前記複
数のミキサに結合されるようにしたRFモノパルス受信機。 - 【請求項25】 請求項23記載のRF受信機において、 前記複数のミキサ回路の各々が、複数の逆並列ダイオード対から成る低調波励
起ミキサであり、 前記複数の中間周波数増幅器の各々が、モノリシック・マイクロ波集積回路中
間周波数増幅器であり、 前記モノパルス比較器ネットワークが、マイクロ波集積回路モノパルス比較器
ネットワークである、 請求項23記載のRF受信機。 - 【請求項26】 請求項25記載のRFモノパルス受信機であって、更に、
前記複数の低調波波励起ミキサの各々の前記IFポートと前記モノリシック・マ
イクロ波集積回路モノパルス比較器ネットワークの前記出力ポートとの間の信号
経路を較正する較正回路を備えるRFモノパルス受信機。 - 【請求項27】 請求項25記載のRFモノパルス受信機において、前記逆
並列ダイオード対の各々がGaAsショットキ・ダイオードから成るRFモノパ
ルス受信機。 - 【請求項28】 RFモノパルス受信機であって、 複数のRF入力ポートと複数のIF出力ポートとを有する回路アセンブリを備
え、該回路アセンブリが、 (a)ハウジングと、 (b)前記ハウジング内に配置された複数の低調波波励起ミキサ回路であって
、該ミキサ回路の各々が、RF信号ポートと、LO信号ポートとIF信号ポート
とを有し、前記ミキサ回路の各々が、 (1)前記ハウジング内に配置された複数のミキサ・ダイオード基板であって
、該基板の各々が、ミキサ・ダイオード・フィード領域内に突出するダイオード
実装領域を有し、前記ミキサ・ダイオード・フィード領域が、前記複数の基板の
ダイオード実装領域上に配置されたカバーにRF開口を設けることによって形成
された、ミキサ・ダイオード基板と、 (2)前記複数の基板の各々の前記ダイオード実装領域上に配置された逆並列
ダイオード対と、 (3)フィード回路と、 (4)LO分配回路と、 (5)IF分配回路と、 から成る、ミキサ回路と、 (c)前記ハウジングに結合されたRFフィード回路と、 (d)RFエネルギを前記複数の低調波励起ミキサ回路の各々の前記RF信号
ポートに結合する手段と、 (e)モノパルス基板と、 (f)前記モノパルス基板上に配置された集積回路モノパルス比較器ネットワ
ークであって、複数のモノパルス回路入力ポートを有し、該複数のモノパルス回
路入力ポートの各々が、前記複数の低調波励起ミキサ回路のそれぞれの前記IF
ポートに結合され、複数のモノパルス回路出力ポートを有する、モノリシック・
マイクロ波集積回路モノパルス比較器ネットワークと、 を備えるRFモノパルス受信機。 - 【請求項29】 請求項28記載のRFモノパルス受信機において、前記集
積回路モノパルス比較器ネットワークを、モノリシック・マイクロ波集積回路モ
ノパルス比較器ネットワークとして設けたRFモノパルス受信機。 - 【請求項30】 請求項29記載のRFモノパルス受信機において、 前記ハウジングが、前記複数の低調波励起ミキサ回路と、前記RFフィード回
路と、前記複数の低調波励起ミキサ回路の各々の前記RF信号ポートにRFエネ
ルギを結合する前記手段と、前記モノパルス基板と、該モノパルス基板上に配置
された集積回路モノパルス比較器ネットワークとを内部に配置したRFハウジン
グに対応し、 前記モノパルス基板および前記集積回路モノパルス比較器ネットワークが、複
数のIF入力ポートを有するとともに、複数のIF出力ポートを有するIF回路
アセンブリを形成し、該IF回路アセンブリが、 前記モノパルス基板および前記集積回路モノパルス比較器ネットワークが配置
され、前記複数のIF入力ポートの各々が前記RF回路アセンブリの出力ポート
のそれぞれに結合されているIFハウジングを備える、 RFモノパルス受信機。 - 【請求項31】 請求項30記載のRFモノパルス受信機において、前記R
FおよびIFハウジングが内部に開口を有し、前記受信機が、更に、複数のIF
インターフェース・コネクタを備え、該複数のIFインターフェース・コネクタ
の各々が、前記RFハウジング内の開口のそれぞれに配置された第1部分を有す
るとともに、前記IFハウジング内の開口のそれぞれに配置された第2部分を有
し、前記RFおよびIFハウジング間にIF信号経路を備えるRFモノパルス受
信機。 - 【請求項32】 請求項29記載のRFモノパルス受信機であって、更に、
前記RF回路アセンブリ・ハウジング内に配置された複数のIF増幅回路を備え
、該複数のIF増幅回路の各々が、前記複数のミキサ回路のIF出力ポートの各
1つに結合された増幅入力ポートを有するとともに、前記集積回路モノパルス比
較器ネットワークの前記複数の入力ポートの1つに結合された増幅出力ポートを
有するRFモノパルス受信機。 - 【請求項33】 請求項32記載のRFモノパルス受信機において、 前記逆並列ダイオード対をモノリシック・マイクロ波集積回路として設け、 前記IF増幅回路をモノリシック・マイクロ波集積回路として設けた、 RFモノパルス受信機。
- 【請求項34】 請求項29記載のRFモノパルス受信機であって、更に、 前記基板上に配置された複数のモノリシック・マイクロ波集積回路中間周波数
増幅回路であって、前記複数のIF増幅回路の各々が、前記IF回路アセンブリ
の前記複数のIF入力ポートの1つに結合された増幅入力ポートを有するととも
に、前記IF回路アセンブリの前記複数のIF出力ポートの1つに結合された増
幅出力ポートを有する、モノリシック・マイクロ波集積回路中間周波数増幅回路
と、 前記複数のモノリシック・マイクロ波集積回路中間周波数増幅器の前記出力ポ
ートと、前記モノリシック・マイクロ波集積回路モノパルス回路の前記入力ポー
トとの間に結合された振幅および位相調節回路と、 を備えるRFモノパルス受信機。 - 【請求項35】 請求項29記載のRFモノパルス受信機において、前記ミ
キサ・ダイオード基板が、 ミキサ整合回路が配置されたミキサ実装基板と、 LOおよびIF分配回路が配置されたミキサ・フィード信号分配基板とを備え
、前記LO分配基板が入力ポートおよび複数の出力ポートを有し、前記IF分配
回路が複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する、 RFモノパルス受信機。 - 【請求項36】 請求項29記載のRFモノパルス受信機であって、更に、
RFエネルギを前記複数の低調波励起ミキサに結合するマルチモード・ホーンを
備え、該マルチモード・ホーンが、第1ポートおよび第2ポートを有し、前記マ
ルチモード・ホーンを前記複数のミキサに隣接して配置し、前記マルチモード・
ホーンの第1ポートに供給されるRF信号が、前記マルチモード・ホーンの第2
ポートに結合され、続いて前記複数のミキサに結合されるようにしたRFモノパ
ルス受信機。 - 【請求項37】 請求項29記載のRFモノパルス受信機であって、更に、
前記RFハウジングに結合された極低温冷却システムを備え、該極低温冷却シス
テムが、所定の温度範囲内の所定温度に前記逆並列ダイオード対を冷却するRF
モノパルス受信機。 - 【請求項38】 請求項37記載のRFモノパルス受信機において、更に、
前記マルチモード・ホーン内に配置され、前記マルチモード・ホーンに圧力封止
を設けた圧力窓を備えるRFモノパルス受信機。 - 【請求項39】 請求項38記載のRFモノパルス受信機において、前記R
F回路アセンブリ・ハウジングおよび前記IF回路アセンブリ・ハウジング内の
各機械的インターフェースが、極低温冷却用排気を可能にする封止を設けるO−
リングを含むRFモノパルス受信機。
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