JP2003017928A - アクティブ・フェーズド・アレー・アンテナ - Google Patents
アクティブ・フェーズド・アレー・アンテナInfo
- Publication number
- JP2003017928A JP2003017928A JP2001198363A JP2001198363A JP2003017928A JP 2003017928 A JP2003017928 A JP 2003017928A JP 2001198363 A JP2001198363 A JP 2001198363A JP 2001198363 A JP2001198363 A JP 2001198363A JP 2003017928 A JP2003017928 A JP 2003017928A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- local oscillation
- oscillation signal
- delay
- antennas
- array antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
アンテナを、高価な可変移相器を使用せずに、送受信周
波数と無関係に指向方向を任意に変更できるようにする
ことを課題としている。 【解決手段】本発明のアクティブ・フェーズド・アレー
・アンテナは、任意に配置された複数のアンテナ１１
１、１１２、１１３と、元の局部発振信号を生成して出
力する局部発振器２と、前記元の局部発振信号を、複数
の異なる遅延時間だけ遅延させて、それぞれ異なる遅延
時間の複数の局部発振信号を出力する遅延手段３と、前
記複数のアンテナのそれぞれに対して設けられ、前記遅
延手段３から出力される複数の局部発振信号から何れか
の局部発振信号を選択して取り出す複数の選択手段４
１、４２、４３と、前記複数のアンテナのそれぞれに対
して設けられ、各アンテナの励振信号と前記各選択手段
にて取り出された局部発振信号とを混合する混合手段１
３１、１３２、１３３と、前記各混合手段からの出力を
合成する合成手段１４とを備えている。
Description
変更することができるアレーアンテナに関するものであ
る。
・アンテナとしては、例えば、図３や図４に示した構成
のものが知られている。これらの構成は、特開平０２−
２８８６０２の従来技術の欄に例示されている。図３に
示したアクティブ・フェーズド・アレー・アンテナは、
複数のアンテナ８１、８１、８１と合成手段８２との間
に可変移相器８３、８３を挿入して合成位相を調整する
ことによって、指向方向を変更できるように構成された
ものである。また、図４に示したアクティブ・フェーズ
ド・アレー・アンテナは、複数のアンテナ９１、９１、
９１と合成手段９２の間に混合手段９３、９３、９３を
挿入したものであって、この混合手段９３、９３、９３
に入力される局部発振器９４からの局部発振信号の位相
を可変移相器９５、９５によって変化させて合成位相を
調整することによって、指向方向を変更出来るように構
成されたものである。
アクティブ・フェーズド・アレー・アンテナは、受信信
号ラインに可変移相器が挿入されているが、ここで用い
られている可変移相器は現在の技術ではまだ非常に高価
であるため、アンテナ数が多い場合には、アクティブ・
フェーズド・アレー・アンテナ全体が非常に高価になっ
てしまうという問題がある。また、図４に示したアクテ
ィブ・フェーズド・アレー・アンテナでは、混合手段へ
供給される局部発振信号ラインに可変移相器が挿入され
ているが、図３のアクティブ・フェーズド・アレー・ア
ンテナの場合と同様に、アンテナ数が多い場合には、ア
クティブ・フェーズド・アレー・アンテナ全体が非常に
高価になってしまうという問題がある。
７−２０２５４８に記載された技術がある。この技術に
おいては、図５に示したように、局部発振器７１で発生
させた局部発振信号、又は搬送波の伝搬経路の途中にフ
ィルタ７２、７２、・・・を挿入し、このフィルタで搬
送波に位相差を付ける。そして、各ミクサ７３、７３、
・・・では、アンテナ７４、７４、・・・の各々によっ
て受信された電波、又は送信信号と前記局部発振信号、
又は搬送波とを乗算し、合成器７５では合成して出力す
るように構成されており、局部発振器７１の周波数を変
化させることによって、アンテナの指向方向を変更する
ことができるように構成されている。この場合には、各
混合手段に入力される局部発振器からの局部発振信号、
又は搬送波に対する遅延量は、各フィルタ７２、７２、
・・・によってそれぞれ固定されているため、指向方向
を変更するためには、前述したように局部発振器７１の
周波数、即ち局部発振信号、又は搬送波の周波数を変化
させる必要がある。しかし、このような構成のアクティ
ブ・フェーズド・アレー・アンテナを採用する送受信機
が、局部発振器の周波数によって送受信周波数を決定す
るような構成を採用している場合には、局部発振器の周
波数を任意に変更することができないため、指向方向を
任意に変更することができないという問題がある。
用しない安価な構成により、送受信周波数と無関係に指
向方向を任意に変更することができるアクティブ・フェ
ーズド・アレー・アンテナを提供することを目的として
なされたものである。
のアクティブ・フェーズド・アレー・アンテナにおいて
は、任意に配置された複数のアンテナと、局部発振信号
を生成して出力する局部発振器と、局部発振器から出力
される局部発振信号を、複数の異なる遅延時間だけ遅延
させて、それぞれ異なる遅延時間の複数の局部発振信号
を出力する遅延手段と、前記複数のアンテナのそれぞれ
に対して設けられ、前記遅延手段から出力される複数の
局部発振信号から何れかの局部発振信号を選択して取り
出す複数の選択手段と、前記複数のアンテナのそれぞれ
に対して設けられ、各アンテナの励振信号と前記各選択
手段にて取り出された局部発振信号とを混合する混合手
段と、前記各混合手段からの出力を合成する合成手段と
を備えるという手段を講じた。
振器から出力される局部発振信号を、段数に応じた分だ
け遅延させる複数段数の遅延手段とし、選択手段は、複
数のアンテナのそれぞれに対して設けられ、前記遅延手
段における選択された段数位置から前記局部発振信号を
取り出す選択手段とした。請求項３の発明では、遅延手
段は、入力される局部発振信号を、複数のロジック回路
によってそれぞれ遅延させて、各ロジック回路の出力位
置から局部発振信号を取り出し得る構成のロジックＩＣ
とし、選択手段は、前記ロジックＩＣの複数のロジック
回路の出力位置から取り出された局部発振信号がそれぞ
れ入力され、何れか１つの局部発振信号を取り出すよう
に構成されたマルチプレクサとするとともに、該マルチ
プレクサの出力から高調波を除去するように構成された
ローパスフィルタを付加した。
振器から出力される局部発振信号を、長さに応じた分だ
け遅延させる遅延線路とし、選択手段は、複数のアンテ
ナのそれぞれに対して設けられ、前記遅延線路における
選択された長さ位置から前記局部発振信号を取り出す選
択手段とした。
ら出力される局部発振信号を、複数の異なる遅延時間だ
け遅延させて、それぞれ異なる遅延時間の複数の局部発
振信号を出力させ、複数のアンテナのそれぞれに対して
設けられた選択手段では、前記遅延手段から出力される
複数の局部発振信号から何れかの局部発振信号を選択し
て取り出すように構成したので、取り出した局部発振信
号は、それぞれが互いに異なる位相を持つことになる。
従って、このような局部発振信号を混合手段によって各
アンテナの励振信号と混合し、混合されたこれらの励振
信号を合成手段で合成することによって、局部発振信号
が持つ位相差で複数のアンテナによる指向方向を決定で
きる。従って、選択手段によって選択する局部発振信号
を変更することによって遅延時間を変更すれば、局部発
振信号の位相差が変更され、結果的に複数のアンテナに
よる指向方向が変更することになる。
ブ・フェーズド・アレー・アンテナを、その実施の形態
を示した図１に基づいて詳細に説明する。
１２、１１３にて得られる励振信号は、増幅器１２１、
１２２、１２３にてそれぞれ増幅されて、それぞれ混合
手段１３１、１３２、１３３に入力される。各混合手段
１３１、１３２、１３３においては後述する局部発振信
号と前記励振信号とが混合されて、合成手段１４にて合
成されて、図示しない中間周波増幅器、復調器、低周波
増幅器へ順次供給されて、図示しないスピーカ等の出力
手段から音響信号として出力される。
数の局部発振信号の元となる局部発振信号を出力する局
部発振器であり、３は前記元となる局部発振信号が初段
に入力される複数段の遅延回路である。なお、この遅延
回路３は汎用のロジックＩＣの持つ遅延特性を利用した
ものであり、１例としては、１段のゲート素子で４ｎＳ
の遅延特性を持っている。従って、例えば、４段のゲー
ト素子３１、３２、３３、３４を通過させることによっ
て16ｎＳの遅延時間を与えることができる。元となる局
部発振信号の周波数が30ＭＨｚの場合には、１周期が3
3.3ｎＳであるので、１段のゲート素子による４ｎＳの
遅延時間は、位相差に換算すると43.2°（＝360°×４
／33.3）となる。
からの出力が入力され、コントロール信号によって指定
される入力信号のみが選択されて出力されるように構成
されたマルチプレクサである。５１、５２、５３は前記
複数のマルチプレクサ４１、４２、４３から出力される
選択された信号から高調波を除去するローパスフィルタ
である。なお、前記マルチプレクサ４１、４２、４３と
ローパスフィルタ５１、５２、５３が特許請求の範囲に
記載された選択手段に相当する構成である。これらの複
数のローパスフィルタ５１、５２、５３から出力される
信号が、前記混合手段１３１、１３２、１３３へそれぞ
れ入力される局部発振信号であり、それぞれ異なる位相
差が与えられている。
ｚで、３本のアンテナ１１１、１１２、１１３を2.4ｍ
間隔で一列に並べた場合の例で、コントロール信号Ｃ１
によってマルチプレクサ４１においては１段目の遅延信
号（遅延時間＝４ｎＳ×１）が選択され、コントロール
信号Ｃ２によってマルチプレクサ４２においては２段目
の遅延信号（遅延時間＝４ｎＳ×２）が選択され、コン
トロール信号Ｃ３によってマルチプレクサ４３において
は３段目の遅延信号（遅延時間＝４ｎＳ×３）が選択さ
れるように制御することによって、各混合手段１３１、
１３２、１３３へ入力される各局部発振信号の位相差は
43.2°（時間換算で４ｎＳ、距離換算で1.2ｍ）とな
り、同じ遅延時間とした場合に比べて、その指向方向を
３０°だけ変更することができるのである。このように
して、選択する遅延信号を適宜変更することによって、
同様にして各局部発振信号の位相差を変更し、複数のア
ンテナ１１１、１１２、１１３による指向方向を適宜変
更することができるのである。このような指向方向の制
御を行うために、所望の指向方向と、コントロール信号
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３とを対応させたデータテーブルを持っ
た制御回路を備えるとよい。なお、前記複数のアンテナ
は、一列に並べても、平面状に並べても等間隔でなくて
もよく、任意に配置することが可能であり、その配置に
応じて遅延時間の差を制御すればよいのである。
た場合のアクティブ・フェーズド・アレー・アンテナの
構成例である。図２において、６は遅延線路であり、こ
の遅延線路６は局部発振器２から出力される局部発振信
号を、長さに応じた分だけ遅延させる遅延線路であり、
マルチプレクサ４１、４２、４３は、図１と同様に、前
記複数のアンテナ１１１、１１２、１１３のそれぞれに
対して設けられ、前記遅延線路６における選択された長
さ位置から前記局部発振信号を取り出す選択手段を構成
している。
・アンテナによれば、上述したように、アンテナを回転
させることなく、複数のアンテナによる指向方法を変更
することができるようになった。また、従来の高価な可
変移相器を用いたアクティブ・フェーズド・アレー・ア
ンテナに比較して、汎用のロジックＩＣを用いた可変遅
延手段を用いるので、低コストで上記効果の得られるア
クティブ・フェーズド・アレー・アンテナを実現するこ
とが可能になったのである。
可変移相器を使用しないので安価なアクティブ・フェー
ズド・アレー・アンテナを提供できるとともに、局部発
振信号の周波数とは無関係にアクティブ・フェーズド・
アレー・アンテナの指向方向を任意に変更することがで
きるのである。
ー・アンテナの実施の形態の構成図である。
ー・アンテナの構成図である。
ンテナの構成例である。
・アンテナの構成例である。
アレー・アンテナの構成例である。
Claims (4)
- 【請求項１】任意に配置された複数のアンテナと、局部
発振信号を生成して出力する局部発振器と、局部発振器
から出力される局部発振信号を、複数の異なる遅延時間
だけ遅延させて、それぞれ異なる遅延時間の複数の局部
発振信号を出力する遅延手段と、前記複数のアンテナの
それぞれに対して設けられ、前記遅延手段から出力され
る複数の局部発振信号から何れかの局部発振信号を選択
して取り出す複数の選択手段と、前記複数のアンテナの
それぞれに対して設けられ、各アンテナの励振信号と前
記各選択手段にて取り出された局部発振信号とを混合す
る混合手段と、前記各混合手段からの出力を合成する合
成手段とを備えたことを特徴とするアクティブ・フェー
ズド・アレー・アンテナ。 - 【請求項２】遅延手段は、局部発振器から出力される局
部発振信号を、段数に応じた分だけ遅延させる複数段数
の遅延手段とし、選択手段は、複数のアンテナのそれぞ
れに対して設けられ、前記遅延手段における選択された
段数位置から前記局部発振信号を取り出す選択手段と
し、たことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ・
フェーズド・アレー・アンテナ。 - 【請求項３】遅延手段は、入力される局部発振信号を、
複数のロジック回路によってそれぞれ遅延させて、各ロ
ジック回路の出力位置から局部発振信号を取り出し得る
構成のロジックＩＣとし、選択手段は、前記ロジックＩ
Ｃの複数のロジック回路の出力位置から取り出された局
部発振信号がそれぞれ入力され、何れか１つの局部発振
信号を取り出すように構成されたマルチプレクサとする
とともに、該マルチプレクサの出力から高調波を除去す
るように構成されたローパスフィルタを付加したことを
特徴とする請求項２に記載のアクティブ・フェーズド・
アレー・アンテナ。 - 【請求項４】遅延手段は、局部発振器から出力される局
部発振信号を、長さに応じた分だけ遅延させる遅延線路
とし、選択手段は、複数のアンテナのそれぞれに対して
設けられ、前記遅延線路における選択された長さ位置か
ら前記局部発振信号を取り出す選択手段とし、たことを
特徴とする請求項１に記載のアクティブ・フェーズド・
アレー・アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001198363A JP3709357B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | アクティブ・フェーズド・アレー・アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001198363A JP3709357B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | アクティブ・フェーズド・アレー・アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017928A true JP2003017928A (ja) | 2003-01-17 |
| JP3709357B2 JP3709357B2 (ja) | 2005-10-26 |
Family
ID=19035827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001198363A Expired - Lifetime JP3709357B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | アクティブ・フェーズド・アレー・アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3709357B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005036696A1 (de) * | 2003-10-08 | 2005-04-21 | Daimlerchrysler Ag | Antennenarray mit dreitoren |
| JP2007515104A (ja) * | 2003-11-13 | 2007-06-07 | カリフォルニア インスティテュート オヴ テクノロジー | 通信とレーダー用のモノリシックシリコンベース位相配列受信機 |
| US8335248B2 (en) | 2007-03-21 | 2012-12-18 | Qualcomm Incorporated | Fast square root algorithm for MIMO equalization |
| JP2016076779A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | パナソニック株式会社 | ダイバーシティ受信機 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210044365A (ko) | 2019-10-14 | 2021-04-23 | 삼성전자주식회사 | 위상 천이 기능을 갖는 믹서 및 이를 포함하는 통신 장치 |
-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001198363A patent/JP3709357B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005036696A1 (de) * | 2003-10-08 | 2005-04-21 | Daimlerchrysler Ag | Antennenarray mit dreitoren |
| JP2007515104A (ja) * | 2003-11-13 | 2007-06-07 | カリフォルニア インスティテュート オヴ テクノロジー | 通信とレーダー用のモノリシックシリコンベース位相配列受信機 |
| JP4800963B2 (ja) * | 2003-11-13 | 2011-10-26 | カリフォルニア インスティテュート オヴ テクノロジー | 通信とレーダー用のモノリシックシリコンベース位相配列受信機 |
| US8335248B2 (en) | 2007-03-21 | 2012-12-18 | Qualcomm Incorporated | Fast square root algorithm for MIMO equalization |
| JP2016076779A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | パナソニック株式会社 | ダイバーシティ受信機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3709357B2 (ja) | 2005-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6166524B2 (ja) | ビームフォーミングの方法及び当該方法を使用する装置 | |
| JPH09200070A (ja) | 受信回路 | |
| JP2007081646A (ja) | 送受信装置 | |
| US8594598B2 (en) | Method and system for using a multi-RF input receiver for diversity selection | |
| JP2015164247A (ja) | 無線通信装置及びビームフォーミング制御方法 | |
| US8200159B2 (en) | Radioelectric transmission and reception module mainly intended for broad-band radio-communications | |
| WO2016183797A1 (zh) | 一种相控阵芯片、相控阵波束扫描方法和装置 | |
| JP2008035031A (ja) | 混合装置とこれを用いた高周波受信装置 | |
| JP2003017928A (ja) | アクティブ・フェーズド・アレー・アンテナ | |
| JP2004159056A (ja) | 信号生成回路 | |
| JP2002111525A (ja) | ２出力チューナ | |
| US9425505B2 (en) | Integrated phase-shifting-and-combining circuitry to support multiple antennas | |
| Antonov et al. | A delay-based LO phase-shifting generator for a 2-5GHz beamsteering receiver in 28nm CMOS | |
| JP4417313B2 (ja) | ダイバーシティ受信回路 | |
| US20080219246A1 (en) | System and method for switching using coordinated phase shifters | |
| JP4849422B2 (ja) | イメージリジェクションミクサ及び無線装置 | |
| JPH0865225A (ja) | 偏波ダイバーシティアンテナ装置 | |
| JP2605618B2 (ja) | アクティブフェーズドアレイアンテナ | |
| US7486727B2 (en) | Reconfigurable communications circuit | |
| JP2004289595A (ja) | アンテナ回路 | |
| JPS62144406A (ja) | アンテナ装置 | |
| JPH05183540A (ja) | 同相合成スペースダイバーシティ受信装置 | |
| JP2006180165A (ja) | Ｐｌｌシンセサイザ及びこれを用いたマルチバンド無線機 | |
| US8600333B2 (en) | Apparatus for mixing frequency | |
| JPH1198049A (ja) | 携帯用無線機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040507 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050707 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050719 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050808 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3709357 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080812 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090812 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090812 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100812 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110812 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110812 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110812 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120812 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120812 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120812 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120812 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130812 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |