JP2003526969A - フェイズドアレイアンテナビーム形成器 - Google Patents

フェイズドアレイアンテナビーム形成器

Info

Publication number
JP2003526969A
JP2003526969A JP2001519526A JP2001519526A JP2003526969A JP 2003526969 A JP2003526969 A JP 2003526969A JP 2001519526 A JP2001519526 A JP 2001519526A JP 2001519526 A JP2001519526 A JP 2001519526A JP 2003526969 A JP2003526969 A JP 2003526969A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
wavefront
resulting
phased array
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.)
Pending
Application number
JP2001519526A
Other languages
English (en)
Inventor
ステファンズ，ロナルド，アール．
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HRL Laboratories LLC
Original Assignee
HRL Laboratories LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HRL Laboratories LLC filed Critical HRL Laboratories LLC
Publication of JP2003526969A publication Critical patent/JP2003526969A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2676—Optically controlled phased array

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、フェイズドアレイアンテナビーム形成方法および装置に関するものである。入力される電気波頭はアンテナによって受信される。レーザ光は、合成された光波面ビームを供給するように振幅変調される。この合成された光波面は、光波長によって入力される電気波頭と混合され、粗い走査角度に形成された結果として生じる光波形を供給する。この結果として生じる光波形は、所定の遅延線に送信され、結果として生じる光波面の主ローブに対応する電気出力を所定の遅延線から供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェイズドアレイアンテナの分野、より詳細にはアンテナビーム形
成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フェイズドアレイアンテナシステムは、レーダ、電子戦争および高データ速度
通信の用途に幅広く使用されている。従来のマルチビームフェイズドアレイアン
テナシステム２０の一部は図１に示されている。このアンテナシステムは、アレ
イ面２４に沿って配置された複数の放射器２２を含む。この放射器アレイは、一
般的にはサブアレイに分割される。例えば、このアレイは、各々２５６の放射器
を含む４つのサブアレイに分割される１０２４個の放射器を含んでもよい。用語
「放射器」は、アンテナシステムの送信機および受信機の両方の態様を示すため
に使用される。簡単にするために、図１は、これらのサブアレイの中の１つの単
一の１６の要素行を示す。各行では、各放射器２２は、電力増幅器２８によって
それぞれのマルチプレクサ３０に結合されている。各放射ビームは、各々がマル
チプレクサ３０のそれぞれに結合する二次伝送線３６に分岐した一次伝送線３４
を有する異なるマニホールド３２と関連している。プログラマブル遅延線３８は
、一次伝送線３４に挿入され、フィルタ４０および調整可能電気移相器４２は、
各々二次伝送線３６に挿入される。図示を明瞭にするために、各一次伝送線は、
そのそれぞれのアンテナビーム番号のラベルが付けられている。
【０００３】 フェイズドアレイアンテナの動作は、粗いビームポインティング方法および細
かいビームポインティング方法に分割できる。粗いビームポインティング方法で
は、適切な時間遅延は、プログラミングされ、４つのサブアレイの各ビーム＃１
遅延線になる。これらの時間遅延は、アンテナアレイにわたる選択された粗い同
位相波面（例えば、粗い同位相波面４４）を発生するので、＃１アンテナビーム
は、この粗い同位相波面に直角に放射される。細かいビームポインティング方法
では、適切な移相は、ビーム＃１のマニホールドに関連した移相器４２によって
選択される。これらの移相は、粗い同位相波面を修正し、アンテナアレイにわた
る細かい同位相波面（例えば、細かい同位相波面４６）を発生するので、＃１の
アンテナビームは、この同位相波面に直角に放射される。この動作方法は、他の
ビーム、すなわちビーム＃２、＃３および＃４の各々に対して繰り返される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、データ（例えばパルス）が放射信号に配置された場合、信号ス
ペクトルが広くされる。これは、望ましくないビーム広がりの増加をもたらし得
る。広いバンド幅信号を広げるこの望ましくないビームは、一般的には「ビーム
スキント」と呼ばれる。図１のアンテナ２０では、遅延線３８は、適切な時間遅
延を挿入し、粗い波面４４を形成する。各放射されたビームは、好ましくは、公
称のビーム角度に粗く向けられ、次に公称の角度の周りに細かくに向けられる。
粗い指向は、ビームスキントを誘起せず、細かい指向はビームスキントを誘起す
る。したがって、低い値のビームスキントを有するアンテナビームを発生するフ
ェイズドアレイ構造を有することは有利であると分かる。
【０００５】 従来のアンテナよりも少ないビームスキントを有する広帯域フェイズドアレイ
アンテナシステムのために提供する１つの方式は、ここに参照して組み込まれる
名称が「広帯域フェイズドアレイアンテナおよび方法」である米国特許第５，８
６１，８４５号（以下、‘８４５特許）に詳述されている。このようなアンテナ
は、選択可能走査角度にビームスキントを全く有しない。ビームスキントは、走
査角度が走査信号の周波数に応じて変えられるときに増加するが、この増加は、
基準時間遅延差の数を増加させることによって制御される。従来のフェイズドア
レイアンテナとは著しく違って、‘８４５特許に詳述された種類のアンテナは、
アレイ面のパッケージングの複雑さが著しく減少され、従来のフェイズドアレイ
アンテナより優れた改良であるとみなされる。
【０００６】 ‘８４５アンテナシステムをより詳細に精査する際に、アンテナシステムは、
電子信号発生器と、基準および走査マニホールドと、放射モジュールとを含む。
送信モードでは、この信号発生器は、可変周波数走査信号および基準信号を発生
し、基準信号の周波数は、実質的に走査信号および動作信号の周波数の和および
差の中の選択された和および差である。基準マニホールドは、基準信号を受信し
、基準時間遅延差の選択可能な基準時間遅延差だけ段々に時間遅延される基準信
号サンプルに分割する。走査マニホールドは、走査信号を受信し、走査時間遅延
差だけ段々に時間遅延される走査信号サンプルに分割する。放射モジュールの各
々は、混合装置と、電磁放射器と、フィルタとを含む。混合装置は、基準信号サ
ンプルのそれぞれおよび走査信号サンプルのそれぞれを受信し、混合する。この
フィルタは、混合装置を放射器に結合し、作動信号を通過させるように構成され
る。したがって、アンテナビームは、選択可能な走査角にこのアレイから放射さ
れ、走査角の各々は走査信号の周波数に応じて変化する。
【０００７】 受信モードでは、放射器によって受信された動作信号は、ミキサに入り、光検
出器によって発生された走査信号に対する基準信号に変換される。変換された基
準信号は、次に光信号発生器で光キャリア信号上に置かれ、プログラマブル遅延
線を介して送られる。遅延された信号は、次に光検出器で検出され、共同フィー
ドで結合され、フィード出力にコヒーレントベクトル和を発生する。入力される
動作信号を受信する場合、遅延線は、基準マニホールドの送信動作における場合
と同様にプログラミングされる。しかしながら、それに反して、この遅延線は、
共役マニホールドを形成するようにプログラミングされる（例えば、このマニホ
ールドが送信ビーム角を有する送信ビームを発生するようにプログラミングされ
る場合、このマニホールドは、その後、送信ビーム角の共役である受信ビーム角
を有する受信マニホールドを形成するようにプログラミングされる）。
【０００８】 図２を参照すると、‘８４５特許の発明の受信機インプリメンテーションが示
されている。‘８４５特許に示されている走査マニホールドは、局部発振器波面
Ｓｓを発生する。この波面は、線路毎に光検出され、次にサブシステム５０（ア
ンテナバックプレーンにある）によって線路毎に入力される波面Ｓ0と混合され
、周波数Ｓｒを有するＩＦ波面を発生する。線路において、スイッチドプログラ
マブル遅延線５２は、次にＳｒ波面を垂直な伝搬５４に傾斜させ、このビームは
、光検出され、電気的にベクトル加算される。遅延線、フォトダイオード、およ
び共同フィードは、‘８４５特許の図４Ｅに示された基準マニホールドに対応す
る。この１次元（１Ｄ）設計の場合、Ｓｒの出力へのＳ0の入力ビームに対する
信号経路は、単一電気対光対電気（ＥＯＥ）変換を行う。図２のシステムは、走
査エンジンとして規定し、図３に示される。
【０００９】 図４を参照すると、‘８４５特許の教示を利用する２次元（２Ｄ）受信機ビー
ム形成器設計は、図３の走査エンジンを直交平面に積層することによって行うこ
とができる。アンテナアレイの各行は、走査エンジンによってベクトル加算され
、次に行出力は垂直（列）方向に単一走査エンジンによってベクトル加算される
。それ自体、次に、２つのＥＯＥ変換は、信号経路で必要とされ、多数の成分は
アンテナバックプレーンで必要とされる。
【００１０】 ‘８４５特許に詳述されるようなフェイズドアレイアンテナシステムは、従来
のアンテナよりも小さいビームスキントを有する広帯域フェイズドアレイアンテ
ナシステムのために設けているが、しかしながら、なお従来のアンテナよりも小
さいビームスキントを有する広帯域フェイズドアレイアンテナシステムに対する
要求だけでなく、あまりわずらわしくないインプリメンテーションを有する受信
システムを使用する広帯域フェイズドアレイアンテナシステムに対する要求もま
たなお存在し、最少ＥＯＥ変換ステップを必要とし、アンテナプラットホームに
必要とされるビーム形成成分を最少にする。以下に記載されている本発明は、こ
のようなアンテナシステムを提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、入力される電気波面はアンテナによって受信される。レーザ
光は、合成された光波面ビームを供給するように振幅変調される。この合成され
た光波面は、光変調によって入力される電気波面と混合され、粗い走査角に傾斜
された結果として生じる光波面を供給する。この結果として生じる光波形は、所
定の遅延線に送信され、結果として生じる光波形の主ローブに対応する電気出力
を所定の遅延線から供給する。
【００１２】 本発明の他の態様では、マルチビームのマルチポートフェイズドアレイビーム
を形成する方法が提供される。入力される電気波面はアンテナによって受信され
る。複数のレーザ光は、複数の合成された光波面ビームを供給するように振幅変
調される。複数の合成された光波面は、光変調によって入力される電気波面と混
合され、それぞれの粗い走査角に傾斜された複数の結果として生じる光波形を供
給する。複数の結果として生じる光波形は、所定の遅延線に送信され、複数の結
果として生じる光波形のそれぞれの光波形の主ローブに対応する電気出力を所定
の遅延線から供給する。
【００１３】 本発明の他の態様では、可変周波数を必要とするマルチビームのマルチポート
フェイズドアレイアンテナビームを形成する方法が提供される。入力される電気
波面は、アンテナによって受信される。複数のレーザ光は、複数の可変周波数の
合成された光波面ビームを供給するように可変周波数振幅変調される。複数の可
変周波数の合成された光波面は、光変調によって入力される電気波面と混合され
、それぞれの粗い走査角に傾斜された複数の結果として生じる光波形を供給する
。複数の結果として生じる光波形は、所定の遅延線に送信され、複数の結果とし
て生じる光波形のそれぞれの光波形の主ローブに対応する電気出力を所定の遅延
線から供給する。
【００１４】 より詳細には、受信モードでは、本発明は、光ファイバ内の振幅変調レーザ光
によってアンテナ素子に伝達される２Ｄ位相波面を合成する。この合成された波
面は、次に各アンテナ素子にある光変調器によって入力される波面と混合される
。この混合方法は、結果として生じる波面を粗い走査角に傾斜させる細かい位相
走査を生じる。波長分割多重化（ＷＤＭ）は、光検出器あるいは光検出器アレイ
の信号の最終加算に対する適切な遅延線を選択するために使用される。多重ビー
ム動作もＷＤＭによって可能にされるので、光検出器の遅延線選択および多重ビ
ーム分離の両方はレーザ波長を切り替えることによって単に行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図５を参照すると、本発明の実施例の概略ブロック図概略が示されている。周
波数ｆ0の波面６０は、アンテナアレイ６２を受信するために入力される。波面
６０は、検出され、次に所定の角度θで一組のフィード線６４を下方へ進行する
、すなわち、同位相波面全ては角度θで一列に並ぶ。
【００１６】 アナログあるいはデジタルビーム形成回路６８は、局部発振器波面６６を発生
する。局部発振器波面６６は、入力される角度が＋θである場合に−θ、あるい
は−θ＋／−Γ（ここで、Γは後述される遅延線の１つの角度である）のいずれ
かである角度に傾斜される。局部発振器波面６６は、フィード線７０の方へ進行
する。
【００１７】 波面６０および局部発振器波面６６は、ミキサ７２で互いに交差し、局部発振
器波面と入力される波面との線路毎の混合が生じる。このような混合は、（１）
ｆ0周波数をＩＦ周波数にアップ変換あるいはダウン変換し、（２）結果として
生じるＩＦ波面７４を遅延線の中の１つの角度の中の選択された角度に傾斜させ
る。
【００１８】 ＩＦ波面７４は、遅延線７６ａ、７６ｂ、７６ｃの下方へ進行し、遅延線のセ
ットの１つに対して進行の方に垂直である。次に、遅延線を下降させる如何なる
ものであっても、次に自動的にベクトル加算する各端には等しい線路フィード７
８ａ、７８ｂ、７８ｃがある。進行の方向に垂直である遅延線は完全にベクトル
加算される。この遅延線の出力は、受信ビーム６０の主ローブのピークに対応す
るので、最大信号、信号対雑音比、スプリアスなしの動的レンジをもたらす。
【００１９】 上記の方法をより詳細に再び説明すれば、遅延線７６ａ、７６ｂ、７６ｃは、
位相角±Γおよびブロードサイド（ゼロ）の「ネットワーク交換」遅延線である
。角度θで入力される波面は、線路毎にＬＯ波面６６と混合され、結果として生
じるＩＦ波面を最も接近している遅延線角度に傾斜するので、このビームスキン
トは最小にされる。ポート位相角度＋Γ、ブロードサイド、および−Γのそれぞ
れに対応する３つの可能なＩＦ傾斜角度が示されている。位相角度＋Γのポート
Ａが選択されると仮定する。一旦波面がポートＡの遅延線７６ａにあると、線路
間の長さの差は、その伝搬の方向に垂直であるように波面Ａを傾斜させる。この
端部の等しい長さ（共同）加算フィード７８ａは、線路信号をベクトル加算し、
１つに信号にし、この出力は、ビームの主ローブのピークに対応する。ポートＢ
およびＣでは、波面Ａは、その進行方向に垂直ではないので、このビームは共同
フィード７８ｂ、７８ｃによって完全に加算されなく、この出力は、主ローブお
よび非常に低い信号レベルからの単位が角度のビームオフセットの一部に対応す
る。同様に、ＢおよびＣに傾斜されたＩＦビームは、相応してポートＢおよびＣ
のそれぞれでベクトル加算する。
【００２０】 結果として生じるビームスキントは、‘８４５特許に示された理論と同じであ
る。図６は、スキントが走査角度とともにどのように変化するかを示しており、
走査角度がポート角度に等しく（細かい走査は全く必要ない）、ポート角度から
離れた所に移動する時に増加する（より細かい走査が必要である）場合、このス
キントはゼロである。
【００２１】 ＩＦ波面を傾斜させることにより、様々な遅延線ポートでのビームの加算を生
じるかをより良く示すために、図５のシステムは、信号線路の全アレイは回路の
内外で切り替えられる「ネットワーク交換」遅延線を使用する。このようなネッ
トワークの例は、ロットマンレンズであり、このファイバロットマンレンズは、
‘８４５特許で参照されている。それとは別に、「インライン交換」遅延線も、
同じ機能を実行するために使用されてもよい。この種の例は、ニュージャージー
州のメンデハム市のＳｃｉＴｅｃｈ出版社によって１９９８年に出版されたＧｅ
ｏｒｇｅ Ｗ．Ｓｔｉｍｓｏｎ著の「飛行中のレーダの入門」（第２版）の第５
１３ページに記載されているように２元光ファイバ遅延線である。この後者の場
合、インラインスイッチの適切な選択は、単一セットの線路の進行方向に垂直で
あるように波面を傾斜させる各線路間の長さの差あるいは時間遅延を生じる。共
同フィードは、主ローブ上に中心がある完全なベクトル加算およびビーム出力を
もたらす。これらの遅延線タイプの両方は‘８４５特許で検討されている。
【００２２】 図７および図８を纏めて参照すると、図７には、本発明の２×２フェイズドア
レイアンテナシステム実施例に対する２Ｄの２ビームの４線路の２ポートシステ
ムが示されているのに対して、図８には、図７の入力から出力への対応する個別
のファイバ経路の一つが示されている。図７では、構成要素配置の２Ｄアレイ特
性は、破線の平行四辺形によって強調される。波長λＡ１およびλＢ１のビーム
１のレーザ８０、ならびに、波長λＡ２およびλＢ２のビーム２のレーザ８２、
例えば、パナソニック５０ｍＷ、１５５０ｎｍモデルＬＮＦＥ０３ＹＢレーザは
、どの遅延線（遅延ポートＡあるいは遅延ポートＢ）が使用されるべきであるか
に応じて付勢される。このレーザは、ＪＳＤフィテル光学機械的スイッチタイプ
ＳＷ１：Ｎのような光スイッチ８４、８６によって切り替えることができるか、
あるいは一方、２×１光学結合器によって共通ファイバラインに接続され、次に
電気的にオンオフされる。各ビームに対してオンであるどちらのレーザも、次に
各ファイバ９２、例えば、藤倉タイプＳＭ‐１５‐Ｐ‐８／１２５‐ＵＶ／ＵＶ
‐４００ＰＭファイバを有する１×４光分割器８８、９０、例えばカナディアン
インストルメンテーション・リサーチリミテッドタイプ９０４Ｐカプラによって
分割され、次に電気光学変調器９４、９５、最高１８Ｇｈｚまでの１５５０ｎｍ
動作の場合の例えば、ユニフェーズ・テレコミニケーションプロダクトのＭａｃ
ｈ‐Ｚｅｎｄｅｒ変調器タイプＭＺ‐１５０‐１８０‐Ｔ‐１‐１‐Ｂ変調器に
送る。同調局部発振器９６、９８は、振幅（強度）変調によってｆLO1およびｆL O2 のそれぞれの同調局部発振器信号を印加する。いかなるアナログ手段あるいは
デジタル手段も、ビーム１および２に対するＬＯ波面を形成するこれらの同調信
号を発生するために使用されてもよい。図７は、各ビームおよびポートに対する
単一レーザは外部で変調されると仮定する。当業者は、特に強度変調光を発生す
る他の方法がダイオードレーザの直接変調によるものであると分かる。このよう
な場合、同調ＬＯ信号は、ＬＯ変調器がある場所にあるレーザに直接印加される
。全ファイバは単一モード偏光保持（ＰＭ）タイプである。各ビームからのファ
イバは、１×２ＰＭ光コンバイナ／カプラ１００、例えばカナディアンインスト
ルメンテーション・リサーチリミテッドタイプ９０４Ｐカプラによって一緒に結
合される。ビーム１および２に対するＬＯ波面に対するファイバ１０２の結果と
して生じる単一２×２アレイは、次にアンテナアレイ１０６からの信号を受信す
る変調器１０４のアレイに移る。
【００２３】 変調器アレイ１０４で、光変調器１０８、例えば、最高１８Ｇｈｚまでの１５
５０ｎｍ動作の場合のユニフェーズ・テレコミニケーションプロダクトのＭａｃ
ｈ‐Ｚｅｎｄｅｒ変調器タイプＭＺ‐１５０‐１８０‐Ｔ‐１‐１‐ＢのＬＯ変
調器は、各アンテナ素子１０６からの入力される信号によって、各ファイバのＬ
Ｏ波面信号を線路毎に乗算する。アンテナ信号は、光変調器の電気ポートに印加
され、光ＬＯ信号はファイバ入力に印加される。乗算方法は、混合に等しい、和
および差の積を発生する。この混合は、周波数ｆ0の入力される波動を使用して
光変調器で位相を含んだＬＯ信号を振幅変調することによって各アンテナ素子で
行われる。変調方法は、この信号を乗算し、２つの混合積をもたらす。ＬＯの位
相は、入力される波面位相に加算されるかあるいは入力される波面位相から減算
されるかのいずれかである。ここで、この位相は、各アンテナ素子に対して異な
り、素子毎の線形位相変動は、波面角度を決定することである。結果として生じ
るｆIF＝ｆ0±ｆL0のＩＦ周波数波面はいかなる角度にも傾斜できる。和の周波
数は、通常光検出器１１０およびフィルタ１２２によって下流にフィルタリング
出力されるので、周波数ダウン変換だけが行われる。
【００２４】 この光学／マイクロ波混合方法は、一般的には「フォトニックダウン変換」と
呼ばれ、フォトニックダウン変換のいろいろの論文、例えば、（１）Ｇ．Ｋ．Ｇ
ｅｐａｌａｋｒｉｓｈｎａｎ、Ｗ．Ｋ．Ｂｕｍｓ、およびＣ．Ｈ．Ｂｕｌｍｅｒ
著の「ＬｉＮｂＯ3変調器のマイクロ波‐光学混合」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａ
ｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎ
ｉｑｕｅｓ、Ｖｏｌ．４１、ＮＯ．１２、Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９９３）、（２
）Ｒ．Ｔ．ＬｏｇａｎおよびＥ．Ｇｅｒｔｅｌ著の「ミリ波のフォトニックダウ
ン変換：理論およびデモンストレーション」（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ
ＳＰＩＥＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ＶＩＩ，Ｓａｎ
Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ，Ｊｕｌｙ９〜１４、１９９５）に詳述されている。本願の図
９は、本願の図７のフォトニックダウン変換光変調器１０８の１つにより実現さ
れた方法を示す。この変換を用いる主要結果は、Ｍ＝１の変調指数の場合、この
方法を示すダウン変換ファイバリンクの挿入損失が、ダウン変換なしに同じフォ
トニックリンク挿入損失よりも６ｄＢだけ悪いということである。信号が光検出
後電気領域でダウン変換される場合、信号は一般的にはダウン変換ステップ当た
り少なくとも６ｄＢの損失を被る。したがって、光学方法の一部としてダウン変
換を含むことは、等しい電気処理と同様に有効であり得るが、アンテナの部品数
を減少させる。これが電気領域で行われる場合、２つ以上のダウン変換ステップ
を頻繁に行う必要があるのに対して、光学的に行われる場合、ダウン変換は１ス
テップで行うことができる。その結果、フォトニック方式に対する全損失はより
少ないものであり得る。
【００２５】 図７に戻って参照すると、ダウン変換変調器１０８を通過後、信号は、ポート
選択波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ）１１２によって適切な遅延線のセットに
向けられる。これらのポート選択ＷＤＭは、それぞれのポートＡおよびポートＢ
に対して、出力パスバンドλＡ１＋λＡ２およびλＢ１＋λＢ２を有する。遅延
線１１４ａ、１１４ｂを通過し、伝搬の方向に垂直に傾斜されたこの遅延線のＩ
Ｆ波面を有した後、この信号は、ビーム選択ＷＤＭ１１６およびビーム選択ＷＤ
Ｍ１１８で出会う。ＷＤＭ１１６は、出力パスバンドλＡ１＋λＡ２を有する。
ＷＤＭ１１８は、出力パスλＢ１＋λＢ２を有する。ポートおよびビーム選択Ｗ
ＤＭのこの配置は、適切な遅延線を通って適当なセットの光検出器１１０に単に
システム入力でレーザ８０、８２を切り替えることにより、ビーム信号を向ける
。適切な位置に経路指定した後、それぞれのビームは、光検出器１１０によって
光検出され、次に等しい長さの共同フィード１２０で電気的に加算される。フィ
ルタリングは、次にフィルタ１２２によって実行され、好ましくない混合積を取
り除く（通常、和ｆ0＋ｆL0を取り除く）。ＷＤＭの例は、フォトニックス・イ
ンテグレーションリサーチ社のタイプＡＷＧ（いろいろの選択可能な波長レンジ
および間隔を有する）を含む。
【００２６】 図７に示されたファイバおよび電気線路の全ては、ＡおよびＢの実際の遅延線
を除いて同じ長さを有する。これは、ダウン変換されたＩＦ信号がこのシステム
を通過するとき、ＬＯ、ＲＦアンテナ入力およびダウン変換されたＩＦ信号の相
対マイクロ波位相を保持するために必要である。遅延線においてだけ一方の線路
と他方の線路の差が異なり、これらの差△Ｌは、下記によって決定される。
【００２７】 △Ｌ＝（△ｘｖ／ｃ）ｓｉｎθcoarse ここで、△ｘ＝アンテナ素子間隔 ｖ＝光ファイバにおける光の速度 ｃ＝真空における光の速度 θcoarse＝粗い走査角 これは、ｆL0およびマイクロ波波長と無関係である。
【００２８】 さらに、ダウン変換変調器１０８後の信号経路において、光ファイバは、もは
やＰＭである必要がない（変調器が光がファイバを下方に進行するときに保持し
なければならない所定の偏光の入力を必要とするために、光ファイバはＰＭであ
った）ことに注目すべきである。この光ファイバは、通常の単一モードファイバ
、例えば、コーニングモデルＳＭＦ‐２８ファイバであってもよい。
【００２９】 さらに、１×ＮのＷＤＭの挿入損失が、最新の技術に対してＮ≧６の場合の１
×Ｎのスプリッタ／カプラーよりも小さいことにも注目すべきである。したがっ
て、このシステムが少数、すなわちＮ≦６のビームあるいはポートを有する場合
、より低い全システム損失は、図７のＷＤＭ１１２をスプリッタ／コンバイナと
交換することによって得ることができる。これは、信号をシステムを通過させる
ことにおいて成功するのに必要とされる波長数を減らすことにより、波長範囲も
簡略化することができる。ポートあるいはビームの数が最新のＷＤＭに対して≧
６である場合、本発明の実施例はその最大の効果を奏する。
【００３０】 図１０を参照すると、同一の構成要素に同一の符合が付されている図７に示さ
れた実施例と同様な他の実施例がある。可変ＬＯ周波数方式が行われる場合、Ｌ
Ｏ変調器および光結合器の数を著しく減少させることができる。遅延線１２４は
、２ＤのＬＯ波面が１ＤのＬＯ同調信号発生器だけを使用して形成できるダウン
変換変調器１０８間でｘ方向に挿入される。Ｎ×Ｎアンテナアレイの場合、これ
は、Ｎ２からＮへのＬＯ変調器（および光結合器）の数を減少させ、著しいコス
ト削減をもたらす。しかしながら、１次元可変ＬＯ周波数ｆLO1発生器１２６お
よび１次元可変ＬＯ周波数ｆLO2発生器１２８が、図７の片方の２次元のＬＯ発
生器９６、９８の代わりに使用される。さらに、光検出後の動的（同調可能）フ
ィルタ１３０が、図７のフィルタ２２の代わりに使用され、結果として生じる変
数ｆIFを追跡する。本実施例では、ファイバ間のｙ（垂直）位相差△φyは、図
７の実施例の場合に２次元で発生された発生器と同様な１次元同調可変ｆLO発生
器１２６、１２８によって発生される。すなわち、セット９４あるいはセット９
５の各変調器は、同じであるが変調器間の位相差△φy１あるいは△φy２を有す
るｆLO1あるいはｆLO2を受信する。しかしながら、本実施例では、必要とされる
ｘ（水平）位相差△φxは、ｆLOを変えることによって生じ、次にこれらの信号
を遅延線１２４を通過させる。このｘ位相差は、△＝２πｆLOδｌx／ｖとして
変化し、ここでは、δｌxは、遅延線１２４の長さであり、ｖは光ファイバにお
ける光の速度である。したがって、ｆLOを変えることにより、△φxが変化し、
所定の△φxを発生するのに必要とされるｆLOの変化を、δｌxを増加させること
によってより小さくすることができる。このアンテナは、同調ｆLO発生器１２６
、１２８を使用して２次元で容易に走査される。最初に、ｘ方向の走査は、所望
の△φxを得られるのに必要とされるｆLOに発生器を同調させることによってセ
ットされる。次に、この固定ｆLOで、この発生器は、ｙ方向に所望の走査角をも
たらすために△φyを調整する。
【００３１】 δｌxの大きさに関する実際的な制限がある。δｌxがより大きくなるにつれて
、ｆLOの周波数安定性の要求は、走査角の変動が許容レベルに保持される場合、
より厳しくなる。したがって、δｌxは、ｆLO周波数シンセサイザ１２６、１２
８および任意のシステムビーム制御回路のようなシステム部品の安定性が過度の
ビーム走査角度変動を生じないように大きく選択される。したがって、ビームは
ｘ方向に走査されるので、常に若干のｆIFの変動がある必要がある。しかしなが
ら、ｆIFの変動は、動的（同調可能）フィルタ１３０の使用によって容易に補償
できる。さらに、一定のＩＦが所望される場合、ｆIF２への第２のダウン変換は
、フィルタ１３０後に付加されてもよい。この場合、周波数ｆLO2＝ｆIF‐ｆIF
２＝ｆ0‐ｆLO‐ｆIF２の第２のＬＯは、一定ｆIF２を発生するようにｆLOと同
時に変えられる。
【００３２】 したがって、本発明によれば、アンテナシステムバックプレーンは次にアンテ
ナのＲＦ領域で全く処理する必要がないので、受信モードで作動される場合、こ
のアンテナシステムバックプレーンを非常に簡単にする方法および装置が提供さ
れる。受信モードでは、２つのビーム形成器部品、すなわち光変調器およびファ
イバ遅延線だけが各アンテナ素子にある。これらの部品は、消費電力が低いか、
または、全く電力を消費しない低重量でコンパクトな装置である。このシステム
の残りは、電力および冷却のための必要条件が満たされる場合には、遠隔に配置
することが可能である。アンテナアレイおよび遠隔装置の両方の機械的および熱
的設計は、本発明の実施によって非常に簡単にされる。さらに、本発明は、２Ｄ
インプリメンテーションの場合の情報信号経路において、単一の電気対光対電気
（ＥＯＥ）フォトニック変換ステップだけを使用する。前述された２次元の広帯
域フォトニックビーム形成器は、‘８４５特許で使用されているような直交プレ
ーンに積層される１次元エンジンを使用したために、２つのフォトニック変換ス
テップを必要とした。単一ＥＯＥ変換ステップのみが必要とされることにより、
一般的にはシステム挿入損失および雑音指数で３０ｄＢ以下の改良、および、‘
８４５特許で教示されたアーキテクチャに比べてスプリアス自由動的レンジで５
〜２０ｄＢの改良がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、従来技術のマルチビームフェイズドアレイアンテナシステムの一部を
示す。
【図２】 図２は、従来技術のマルチビームフェイズドアレイアンテナシステムの一部に
おける従来技術の受信機インプリメンテーションを示す。
【図３】 図３は、従来技術の走査エンジンの概略を示す。
【図４】 図４は、従来技術の２次元受信機ビーム形成器設計の概略を示す。
【図５】 図５は、本発明による実施例の概略ブロック図概略を示す。
【図６】 図６は、ビームスキントが本発明による走査角とともにどのように変化するか
を示すグラフである。
【図７】 図７は、本発明の２×２フェイズドアレイアンテナシステムに係る実施例にお
いて、２次元の２つのビーム、４つの線路、２つのポートシステムを示す。
【図８】 図８は、入力から出力への図７の対応する個別のファイバ経路の１つを示す。
【図９】 図９は、図７のフォトニックダウン変換光変調器の１つにより実行された方法
を示す。
【図１０】 図１０は、本発明の２×２フェイズドアレイアンテナシステムに係る実施例に
おいて、他の２次元の２つのビーム、４つの線路、２つのポートシステムを示す
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ステファンズ，ロナルド，アール． アメリカ合衆国，91362 カリフォルニア 州，ウェストレイク ヴィレッジ，ウェス ト シエラ ドライヴ 3117 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA05 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA26 FA29 FA30 FA32 GA02 HA05

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フェイズドアレイアンテナビーム形成の方法であって、アン
    テナによって入力される電気波面を受信するステップと、レーザ光を振幅変調し
    、合成された光波面ビームを供給する振幅変調するステップと、光変調によって
    前記合成された光波面を前記入力される電気波面と混合するステップと、その結
    果として生じる光波形を所定の遅延線に送信し、前記所定の遅延線から前記結果
    として生じる光波形の主ローブに対応する電気出力を供給するステップとを含む
    ことを特徴とするフェイズドアレイアンテナビーム形成の方法。
  2. 【請求項２】 レーザ光を振幅変調するステップが、光レーザビームを供給
    するステップと、前記光レーザビームを振幅変調し、前記合成された光波面ビー
    ムを局部発振器信号として供給するステップとを含むことを特徴とする請求項１
    のフェイズドアレイアンテナビーム形成の方法。
  3. 【請求項３】 前記合成された光波面を前記入力される電気波面と混合する
    ステップが、前記局部発振器信号を前記入力される電気波面と乗算し、混合積差
    を有する結果として生じる光波面を供給するステップを含み、前記局部発振器信
    号の位相が、粗い走査角に傾斜された前記結果として生じる光波形を形成するよ
    うに、前記入力される電気波面の位相から減算されることを特徴とする請求項２
    のフェイズドアレイアンテナビーム形成の方法。
  4. 【請求項４】 前記結果として生じる光波面を所定の遅延線に送信するステ
    ップが、波長分割多重化することによって出力ポートに結合された前記所定の遅
    延線を選択し、前記結果として生じる光波形を、伝搬の方向に垂直に傾斜させる
    ステップと、前記結果として生じる光波形を光検出するステップとを含むことを
    特徴とする請求項３のフェイズドアレイアンテナビーム形成の方法。
  5. 【請求項５】 マルチビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビー
    ム形成の方法であって、アンテナによって入力される電気波面を受信するステッ
    プと、複数のレーザ光を振幅変調し、複数の合成された光波面ビームを供給する
    ステップと、光変調によって前記複数の合成された光波面の中の選択された光波
    面を、前記入力される電気波面と混合し、それぞれの粗い走査角に傾斜された選
    択された結果として生じる光波形を供給するステップと、選択された結果として
    生じる光波形を選択された所定の遅延線に送信し、前記選択された所定の遅延線
    からの電気出力を、前記複数の結果として生じる光波形の中の選択された光波形
    の主ローブに対応する複数のポートの中の選択ポートに供給するステップとを含
    むことを特徴とするマルチビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビー
    ム形成の方法。
  6. 【請求項６】 複数のレーザ光を振幅変調するステップが、複数の光レーザ
    ビームを供給するステップと、前記光レーザビームを振幅変調し、前記合成され
    た光波面ビームを局部発振器信号として供給するステップとを含むことを特徴と
    する請求項５のマルチビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビーム形
    成の方法。
  7. 【請求項７】 前記複数の合成された光波面を前記入力される電気波面と混
    合するステップが、前記局部発振器信号を前記入力される電気波面と乗算し、混
    合積差を有する結果として生じる光波形を供給するステップを含み、前記局部発
    振器信号の位相が、前記入力される電気波面の位相から減算され、それぞれの粗
    い走査角に傾斜された複数の結果として生じる光波形を形成することを特徴とす
    る請求項６のマルチビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビーム形成
    の方法。
  8. 【請求項８】 波長分割多重化によって前記結果として生じる光波形を所定
    の遅延線に送信し、電気出力を供給するステップが、波長分割多重化することに
    よって出力ポートに結合された前記所定の遅延線を選択し、前記結果として生じ
    る光波形を伝搬の方向に垂直に傾斜させるステップと、前記結果として生じる光
    波形を光検出するステップとを含むことを特徴とする請求項７のマルチビームの
    マルチポートフェイズドアレイアンテナビーム形成の方法。
  9. 【請求項９】 マルチビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビー
    ム形成の方法であって、アンテナによって入力される電気波面を受信するステッ
    プと、複数のレーザ光を可変周波数振幅変調し、複数の可変周波数の合成光波面
    ビームを供給するステップと、光変調によって前記複数の可変周波数の合成光波
    面の選択された合成光波面を、それぞれの粗い走査角に傾斜された、選択された
    結果として生じる光波形に対する前記入力される電気波面と混合するステップと
    、前記選択された結果として生じる光波形を選択された所定の遅延線に送信し、
    前記選択された所定の遅延線からの電気出力を前記複数の結果として生じる光波
    形の選択された光波形の主ローブに対応する複数の出力ポートの選択された出力
    ポートに供給するステップとを含むことを特徴とするマルチビームのマルチポー
    トフェイズドアレイアンテナビーム形成の方法。
  10. 【請求項１０】 複数のレーザ光を可変周波数振幅変調するステップが、複
    数の光レーザビームを供給するステップと、前記光レーザビームを可変周波数振
    幅変調し、前記合成された光波面ビームを局部発振器信号として供給するステッ
    プとを含むことを特徴とする請求項９のマルチビームのマルチポートフェイズド
    アレイアンテナビーム形成の方法。
  11. 【請求項１１】 前記複数の周波数の合成光波面を前記入力される電気波面
    と混合するステップが、第２の可変周波数局部発振器信号に対する第１の可変周
    波数局部発振器信号を遅延させるステップと、前記可変周波数の局部発振器信号
    の各々を前記入力される電気波面と乗算し、混合積差を有する結果として生じる
    光波形を供給するステップとを含み、前記局部発振器信号の位相が、前記入力さ
    れる電気波面の位相から減算され、それぞれの粗い走査角に傾斜された複数の結
    果として生じる光波形を形成することを特徴とする請求項１０のマルチビームの
    マルチポートフェイズドアレイアンテナビーム形成の方法。
  12. 【請求項１２】 波形分割多重化によって前記結果として生じる光波形を所
    定の遅延線に送信し、電気出力を供給するステップが、波長分割多重化すること
    によって出力ポートに結合された前記所定の遅延線を選択し、前記結果として生
    じる光波形を伝搬の方向に垂直に傾斜させるステップと、前記結果として生じる
    光波形を光検出するステップと、光検出信号を同調可能フィルタリングし、結果
    として生じる可変周波数電気出力を追跡するステップとを含むことを特徴とする
    請求項１１のマルチビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビーム形成
    の方法。
  13. 【請求項１３】 フェイズドアレイアンテナビーム形成器であって、入力さ
    れる電気波面を受信するアンテナと、合成された光波面ビームを供給する振幅変
    調レーザ光源と、前記アンテナおよび前記振幅変調レーザ光源に結合され、前記
    合成された光波面を前記入力される電気波面と混合し、粗い走査角に傾斜された
    結果として生じる光波形を供給する光変調器と、前記光変調器に結合され、かつ
    所定の遅延線を選択する手段を有し、前記結果として生じる光波形を前記所定の
    遅延線に送信し、前記結果として生じる光波形の主ローブに対応するベクトル和
    電気出力を前記所定の遅延線に供給する１つあるいはそれ以上の遅延線とを備え
    ていることを特徴とするフェイズドアレイアンテナビーム形成器。
  14. 【請求項１４】 前記振幅変調レーザ光源が、光レーザビーム源と、前記光
    レーザビーム源からの光レーザビームに応じて、前記合成された光波面ビームを
    局部発振器信号として供給する振幅変調器とを含むことを特徴とする請求項１３
    のフェイズドアレイアンテナビーム形成器。
  15. 【請求項１５】 前記光変調器が、前記局部発振器信号を前記入力される電
    気波面と乗算し、入力される波面の位相から減算される前記局部発振器信号の位
    相を有し、粗い走査角に傾斜された前記結果として生じる光波形を形成する混合
    積差を有する結果として生じる光波形を供給することを特徴とする請求項１４の
    フェイズドアレイアンテナビーム形成器。
  16. 【請求項１６】 前記遅延線が、出力ポートに結合された前記所定の遅延線
    を選択し、前記結果として生じる光波形が伝搬の方向に垂直に傾斜できる波長分
    割マルチプレクサと、前記遅延線の各々に結合され、前記結果として生じる光波
    形を検出し、かつ前記結果として生じる光波形を示す電気出力信号を前記出力ポ
    ートから供給する光検出器とを含むことを特徴とする請求項１５のフェイズドア
    レイアンテナビーム形成器。
  17. 【請求項１７】 マルチビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビ
    ーム形成器であって、入力される電気波面を受信するアンテナと、複数の合成さ
    れた光波面ビームを供給する複数の振幅変調レーザ光源と、前記アンテナおよび
    複数の前記振幅変調レーザ光源に結合され、光変調によって前記複数の合成され
    た光波面の中の選択された光波面を前記入力される電気波面と混合し、粗い走査
    角に傾斜された選択された結果として生じる光波形を供給する光変調器と、前記
    光変調器と複数の出力ポートとの間に結合され、かつ所定の遅延線を選択する手
    段を有し、選択された前記結果として生じる光波形を送信し、前記複数の前記結
    果として生じる光波形の前記選択された光波形の主ローブに対応する電気出力を
    前記選択された所定の遅延線からの前記複数の出力ポートの選択されたポートに
    供給する１つあるいはそれ以上の遅延線とを備えていることを特徴とするマルチ
    ビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビーム形成器。
  18. 【請求項１８】 前記複数の振幅変調レーザ光源が、複数の光レーザビーム
    源と、前記複数の光レーザビーム源の中の選択された光レーザビーム源を振幅変
    調器に結合するスイッチとを含み、前記振幅変調器が、選択された局部発振器信
    号として選択され、合成された光波面ビームを供給することを特徴とする請求項
    １７のマルチビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビーム形成器。
  19. 【請求項１９】 前記光変調器が、前記複数の合成された光波面の選択され
    た光波面を前記入力される電気波面と乗算し、前記入力される電気波面の位相か
    ら減算された前記選択された局部発振器信号の位相を有し、粗い走査角に傾斜さ
    れた前記結果として生じる光波形を形成する混合積差を有する結果として生じる
    光波形を供給することを特徴とする請求項１８のマルチビームのマルチポートフ
    ェイズドアレイアンテナビーム形成器。
  20. 【請求項２０】 前記選択された結果として生じる光波形を伝搬の方向に垂
    直に傾斜させるために、選択された出力ポートに結合された前記所定の遅延線を
    選択する波長分割マルチプレクサと、前記遅延線の各々に結合され、前記選択さ
    れた結果として生じる光波形を検出し、かつ前記結果として生じる光波形を示す
    電気出力信号を前記選択された出力ポートに供給する光検出器とを含むことを特
    徴とする請求項１９のマルチビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビ
    ーム形成器。
  21. 【請求項２１】 マルチビームのマルチポートのフェイズドアレイアンテナ
    ビーム形成器であって、入力される電気波面を受信するアンテナと、複数の可変
    周波数の合成された光波面ビームを供給する複数の可変周波数の振幅変調レーザ
    光源と、前記アンテナおよび前記複数の可変周波数の振幅変調レーザ光源に結合
    され、光変調によって前記複数の可変周波数の合成された光波面の中の選択され
    た光波面を前記入力される電気波面と混合し、それぞれの粗い走査角に傾斜され
    た選択された結果として生じる光波形を供給する光変調器と、前記光変調器と複
    数の出力ポートとの間に結合され、かつ所定の遅延線を選択する手段を有し、選
    択された前記結果として生じる光波形を送信し、前記複数の前記結果として生じ
    る光波形の前記選択された光波形の主ローブに対応する電気出力を前記選択され
    た所定の遅延線からの前記複数の出力ポートの選択されたポートに供給する１つ
    あるいはそれ以上の遅延線とを備えていることを特徴とするマルチビームのマル
    チポートのフェイズドアレイアンテナビーム形成器。
  22. 【請求項２２】 前記複数の可変周波数の振幅変調レーザ光源が、複数の光
    レーザビーム源と、前記複数の光レーザビーム源の選択された光レーザビーム源
    を可変周波数振幅変調器に結合するスイッチとを含むことを特徴とする請求項２
    １のマルチビームのマルチポートのフェイズドアレイアンテナビーム形成器。
  23. 【請求項２３】 第２の可変周波数局部発振器信号に対して第１の可変周波
    数局部発振器信号を遅延する第１の遅延線および第２の遅延線をさらに含み、か
    つ前記光変調器が、前記複数の合成された光波面の選択された光波面を前記入力
    される電気波面と乗算し、前記入力される電気波面の位相から減算された前記選
    択された局部発振器信号の位相を有し、粗い走査角に傾斜された前記結果として
    生じる光波形を形成する混合積差を有する結果として生じる光波形を供給するこ
    とを特徴とする請求項２２のマルチビームのマルチポートのフェイズドアレイア
    ンテナビーム形成器。
  24. 【請求項２４】 前記選択された結果として生じる光波形を伝搬の方向に垂
    直に傾斜させるために、選択された出力ポートに結合された前記所定の遅延線を
    選択する波長分割マルチプレクサと、前記遅延線の各々に結合され、前記選択さ
    れた結果として生じる光波形を検出し、かつ前記結果として生じる光波形を示す
    電気出力信号を前記選択された出力ポートに供給する光検出器と、前記光検出器
    の各々に結合され、光検出信号をフィルタリングし、結果として生じる可変周波
    数電気出力を追跡する調整可能電気フィルタとを含むことを特徴とする請求項２
    ３のマルチビームのマルチポートフェイズドアレイアンテナビーム形成器。
JP2001519526A 1999-08-26 2000-08-23 フェイズドアレイアンテナビーム形成器 Pending JP2003526969A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/383,819 1999-08-26
US09/383,819 US6348890B1 (en) 1999-08-26 1999-08-26 Phased array antenna beamformer
PCT/US2000/023200 WO2001015269A1 (en) 1999-08-26 2000-08-23 Phased array antenna beamformer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003526969A true JP2003526969A (ja) 2003-09-09

Family

ID=23514843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001519526A Pending JP2003526969A (ja) 1999-08-26 2000-08-23 フェイズドアレイアンテナビーム形成器

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6348890B1 (ja)
EP (1) EP1218967A1 (ja)
JP (1) JP2003526969A (ja)
AU (1) AU769661B2 (ja)
WO (1) WO2001015269A1 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6348890B1 (en) * 1999-08-26 2002-02-19 Hrl Laboratories, Llc Phased array antenna beamformer
US6452546B1 (en) * 2000-06-14 2002-09-17 Hrl Laboratories, Llc Wavelength division multiplexing methods and apparatus for constructing photonic beamforming networks
US6822579B2 (en) * 2001-05-09 2004-11-23 Schlumberger Technology Corporation Steerable transceiver unit for downhole data acquistion in a formation
TW588518B (en) * 2001-11-15 2004-05-21 Hrl Lab Llc Agile spread waveform generator
US7085499B2 (en) * 2001-11-15 2006-08-01 Hrl Laboratories, Llc Agile RF-lightwave waveform synthesis and an optical multi-tone amplitude modulator
FI116009B (fi) * 2002-12-17 2005-08-31 Vaisala Oyj Menetelmä ja laitteisto tuuliluotaimen keilan suuntaamiseksi
US7499653B2 (en) * 2003-07-14 2009-03-03 Hrl Laboratories, Llc Multiple wavelength photonic oscillator
US7057716B2 (en) * 2003-10-28 2006-06-06 Hrl Laboratories, Llc White cell antenna beamformers
US20050195103A1 (en) * 2004-01-13 2005-09-08 Davis Dennis W. Phased arrays exploiting geometry phase and methods of creating such arrays
US7822082B2 (en) * 2004-01-27 2010-10-26 Hrl Laboratories, Llc Wavelength reconfigurable laser transmitter tuned via the resonance passbands of a tunable microresonator
US7084811B1 (en) 2004-09-14 2006-08-01 Hrl Laboratories, Llc Agile optical wavelength selection for antenna beamforming
US7058277B1 (en) 2005-03-15 2006-06-06 Northrop Grumman Corporation Target illuminating beam steering device
US7898464B1 (en) * 2006-04-11 2011-03-01 Lockheed Martin Corporation System and method for transmitting signals via photonic excitation of a transmitter array
US8260145B2 (en) 2008-03-12 2012-09-04 Deepnarayan Gupta Digital radio frequency tranceiver system and method
AU2009275308B9 (en) * 2008-07-25 2014-12-11 Bae Systems Plc Multi-function array antenna
JP2010119045A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Toshiba Corp アンテナ装置、レーダ装置
US8693875B2 (en) * 2008-11-20 2014-04-08 Applied Communications Sciences Method and apparatus for optimized analog RF optical links
US9024526B1 (en) 2012-06-11 2015-05-05 Imaging Systems Technology, Inc. Detector element with antenna
US9543662B2 (en) * 2014-03-06 2017-01-10 Raytheon Company Electronic Rotman lens
US10199742B2 (en) 2016-04-19 2019-02-05 Raytheon Company Passive frequency multiplexer
EP3635877A1 (en) 2017-05-18 2020-04-15 ViaSat, Inc. Antenna system with a beamforming data modulator
US10236961B2 (en) 2017-07-14 2019-03-19 Facebook, Inc. Processsing of beamforming signals of a passive time-delay structure
WO2020014627A1 (en) 2018-07-13 2020-01-16 Viasat, Inc. Multi-beam antenna system with a baseband digital signal processor
US10686523B1 (en) * 2019-05-22 2020-06-16 Raytheon Company Co-boresighted optical and RF phased array and photonic integrated circuit
US11936429B2 (en) * 2019-11-25 2024-03-19 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Wireless transmitting system, wireless receiving system, base station apparatus, wireless communication system, wireless transmitting method, and wireless receiving method
CN111641049A (zh) * 2020-05-20 2020-09-08 广州程星通信科技有限公司 一种相控阵切换波束控制方法、系统、装置及存储介质
CN113571908B (zh) * 2021-07-14 2024-05-07 北京无线电测量研究所 一种收发共用的二维可重构光控波束形成网络装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725844A (en) * 1985-06-27 1988-02-16 Trw Inc. Fiber optical discrete phase modulation system
FR2646032A1 (fr) 1989-04-13 1990-10-19 Alcatel Nv Procede pour appliquer un retard commande a un signal notamment d'hyperfrequence, dispositif retardateur, systeme de transmission optique et systeme d'antenne appliquant ce procede
US5247309A (en) * 1991-10-01 1993-09-21 Grumman Aerospace Corporation Opto-electrical transmitter/receiver module
US5374935A (en) * 1993-02-23 1994-12-20 University Of Southern California Coherent optically controlled phased array antenna system
US5475392A (en) * 1993-09-30 1995-12-12 Hughes Aircraft Company Frequency translation of true time delay signals
US5583516A (en) 1994-01-24 1996-12-10 Trw Inc. Wavelength-selectable optical signal processor
US5631758A (en) 1995-10-26 1997-05-20 Lucent Technologies Inc. Chirped-pulse multiple wavelength telecommunications system
US5926298A (en) 1996-08-30 1999-07-20 Lucent Technologies Inc. Optical multiplexer/demultiplexer having a broadcast port
US5859719A (en) 1996-10-15 1999-01-12 Lucent Technologies Inc. Photogenerator for lightwave networks
US6208444B1 (en) 1996-10-29 2001-03-27 Chorum Technologies Inc. Apparatus for wavelength demultiplexing using a multi-cavity etalon
EP0876018A3 (de) 1997-02-21 2004-05-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zur Datanübertragung in einem Ringnetz
JPH10276172A (ja) 1997-03-28 1998-10-13 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 波長分割光処理装置およびこの波長分割光処理装置を用いた光通信伝送路
US6204944B1 (en) 1997-07-18 2001-03-20 Nippon Telegraph And Telephone Corporation All-optical time-division demultiplexing circuit and all-optical TDM-WDM conversion circuit
US5861845A (en) 1998-05-19 1999-01-19 Hughes Electronics Corporation Wideband phased array antennas and methods
US5999128A (en) 1998-05-19 1999-12-07 Hughes Electronics Corporation Multibeam phased array antennas and methods
US6229937B1 (en) 1998-09-17 2001-05-08 Corning Incorporated Circularly polarized fiber in optical circuits
US6348890B1 (en) * 1999-08-26 2002-02-19 Hrl Laboratories, Llc Phased array antenna beamformer

Also Published As

Publication number Publication date
AU769661B2 (en) 2004-01-29
AU7700700A (en) 2001-03-19
US6348890B1 (en) 2002-02-19
WO2001015269A1 (en) 2001-03-01
EP1218967A1 (en) 2002-07-03
US20020075183A1 (en) 2002-06-20
US6535165B2 (en) 2003-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003526969A (ja) フェイズドアレイアンテナビーム形成器
US5933113A (en) Simultaneous multibeam and frequency active photonic array radar apparatus
US6844848B2 (en) Wavelength division multiplexing methods and apparatus for constructing photonic beamforming networks
US7084811B1 (en) Agile optical wavelength selection for antenna beamforming
Frigyes et al. Optically generated true-time delay in phased-array antennas
US5861845A (en) Wideband phased array antennas and methods
KR100557318B1 (ko) 스플리터가없는광방송스위치및상기스위치내에서광캐리어신호의라우팅방법
EP0408676B1 (en) Optical beam former for high frequency antenna arrays
EP0793291B1 (en) Millimeter wave arrays using Rotman lens and optical heterodyne system
US5999128A (en) Multibeam phased array antennas and methods
JP2020511061A (ja) ビームフォーミング（ｂｆ）における重み割当てのための方法および装置
CA2163692C (en) Design of an electronic beam forming network for phased array applications
CN111095673B (zh) 光学地接收来自相控天线阵列的信号的装置和天线系统
JP2759346B2 (ja) 光ビーム形成回路網を用いたマイクロ波信号の受信方法
Paul Optical beam forming and steering for phased-array antenna
WO2024134762A1 (ja) 受信指向性制御装置及び受信指向性制御方法
JP2965504B2 (ja) アレーアンテナの光制御型受信信号処理装置
Lee RF photonics for beamforming and array applications
JPH0659008B2 (ja) 光制御型フェーズドアレーアンテナ
STEPHENS GREGORY L. TANGONAN, WILLIE NG, DANIEL YAP
WO2024182253A1 (en) Transceiver array with wavelength multiplexing
Razdan et al. Communications performance of a multi-beam multi-carrier photonic beam-forming and beam-steering feed network for Satcom phased array antenna
Lee et al. Photonic wideband beamformer for multibeam arrays
Wale et al. Coherent optical beomforming techniques