JP2004236011A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーダやミサイルイルミネータ等、複数の異なる電波センサのアンテナを開口共用化して、大きな変動幅の送信デューティを持つアンテナ装置に関するもので、例えばフェーズドアレイアンテナに適用される。
【0002】
【従来の技術】
従来のフェーズドアレイアンテナは送受共用の素子アンテナと、RF信号を増幅する送受信モジュールと、RF信号を分配ないし電力合成する給電回路と、RF信号の送受を切り換える送受切換器と、送信時のRF信号を生成する励振部と、受信時のRF信号を増幅して周波数変換を行う受信部と、送受信モジュールに内蔵された移相器の透過移相や送受切換器のスイッチ動作を制御する制御部とから構成されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
また、素子アンテナと給電回路を複数の領域に分割して、それらを切換スイッチで選択することにより、ビーム幅を変化させるフェーズドアレイアンテナも知られている(例えば、特許文献2参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−264413号公報(第3図)
【特許文献2】
特開2001−94330号公報(第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
連続波を送信するイルミネータとパルス波を送信するレーダの開口面を共用化する場合には、送受信モジュールの消費電流が大きい連続波の送信に合わせたAC/DC変換器と電源配線を具備する必要があり、フェーズドアレイアンテナ全体の体積と質量が増加するという問題点があった。
【0006】
また、近距離の目標をイルミネータで照射する際に送信RF信号の電力を下げると、送受信モジュールの高出力増幅器を飽和領域で使えないために、送信効率が低下するという問題点があった。
【0007】
なお、特許文献1では、送受信モジュールに直流電源を供給するAC/DC(Alternating Current to Direct Current)変換器は、自明のものとして構成品に開示されていない。また、特許文献2では、送受信モジュールに直流電源を供給する手段やその問題点について言及されておらず、これらの問題点は開示されていない。
【0008】
この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、アンテナの開口面を共用化したアンテナ装置全体を、小型軽量化することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明によるアンテナ装置は、複数の素子アンテナと、送信時には複数の送信信号に分配し、受信時には受信信号を電力合成する給電回路と、交流電流を直流電流に変換するAC/DC変換器と、上記AC/DC変換器の出力する直流電流を入切する複数の電源スイッチと、一部の上記電源スイッチを入にし他の上記電源スイッチを切にするように電源スイッチの入切タイミングを制御するとともに、上記電源スイッチを複数のグループに分割し、何れか1つのグループが入となるように、上記電源スイッチの入切タイミングを制御する電源スイッチ制御器と、上記電源スイッチからの出力電流が夫々印加され、上記給電回路で分配された送信信号を夫々電力増幅するとともに移相制御して上記素子アンテナに夫々出力するか、または受信信号を増幅して上記給電回路に夫々出力する複数の送受信モジュールと、上記送受信モジュールの送受信動作もしくは送信電力供給の有無を夫々切替える複数のRFスイッチと、一部の上記RFスイッチを送信タイミングに切替えて他の上記RFスイッチを受信タイミングに切替えるようにRFスイッチの送受信切替を制御するとともに、上記RFスイッチを複数のグループに分割し、何れか1つのグループが送信タイミングとなるように、上記RFスイッチの送受信切替タイミングを制御するRFスイッチ制御器とを備えて、上記スイッチ制御器の入切タイミングが入となる電源スイッチと、上記RFスイッチ制御器の送受信切替タイミングが送信となる送受信モジュールとが対応付けされるように、上記スイッチ制御器の入切タイミングと上記RFスイッチ制御器の送受信切替タイミングが設定されたものである。
【0010】
また、送受切換の基準トリガ信号に所望の遅延を加えると同時に、送受信モジュールの直流電源を入り切りして、消費電流の平均値を低減するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明によるアンテナ装置の実施の形態1を示すブロック図である。図1は、パルス波を送信するレーダとしてフェーズドアレイアンテナの例を示し、以下にその構成と動作を説明する。
【0012】
素子アンテナ1は送信時に送受信モジュール2が出力する送信RF信号を空間上に放射するとともに、受信時には到来波を受信RF信号に変換して送受信モジュール2に出力する。送信時における送受信モジュール2は図2の詳細ブロック図に示す通り、移相器16が移相演算器12の出力した移相データに応じて給電回路8から出力された送信RF信号の位相を変化させた後、第1のRFスイッチ17を介して、高出力増幅器18で電力増幅を加えて、第2のRFスイッチ19を介して、素子アンテナ1に増幅された送信RF信号を出力する。
【0013】
受信時における送受信モジュール2は素子アンテナ1から入力した受信RF信号を第2のRFスイッチ19を介して、低雑音増幅器20に出力し、そこで電力増幅を加えた後、第1のRFスイッチ17を介して、移相器16に出力する。移相器16は、増幅された受信RF信号の位相を変化させて、受信RF信号を給電回路8に出力する。
【0014】
なお、第1のRFスイッチ17と第2のRFスイッチ19の切換えは遅延制御器4が出力するトリガ信号による。送受信モジュール2に入力するトリガ信号はトリガ入力端子3から入力した基準トリガ信号に遅延制御器4で所望の遅延を加えたものである。これによって、各RFスイッチが送受信モジュール2を送信動作させる、もしくは送信電力を供給させるように動作する。また、AC/DC変換器10は、電源端子9から入力した交流電源を直流電源に変換し、電源スイッチ13に出力される。電源スイッチ13は、AC/DC変換器10からの直流電源を入切制御して、入のときに高出力増幅器18に直流電源を出力し、切のときに高出力増幅器18に直流電源を出力しない。
【0015】
電源スイッチ13は、モード入力端子14から入力されたモード番号に応じて、スイッチ制御器15が生成した入切信号によって直流電源の入り切りを行う。一方、送受切換器7は送信時にRF入力端子5から入力した送信RF信号を給電回路8に出力するとともに、受信時には給電回路8から入力した受信RF信号をRF出力端子6に出力する。給電回路8は送信時に送受切換器7が出力した送信RF信号を送受信モジュール2に分配するとともに、受信時には送受信モジュール2が出力する受信RF信号を合成して、送受切換器7に出力する。また、電源用のスイッチ制御器15は、一部の電源スイッチ13を入にして他の電源スイッチ13を切にするように、電源スイッチ13の入切タイミングを制御するとともに、電源スイッチ13を複数のグループに分割し、何れか1つのグループが入となるように、電源スイッチ13の入切タイミングを制御する。
【0016】
次に、連続波を送信するイルミネータとしてフェーズドアレイアンテナを使用した場合の動作は、上述のレーダの送信時と同じであるが、ここではさらに図3を使って、遅延制御器4とスイッチ制御器15の動作を詳しく説明する。この説明では、送受切換器7が連続的に送信のタイミングとなっている場合を例として説明する。
【0017】
図3はトリガ入力端子3から入力する基準トリガ信号と、モード入力端子14から入力するモード番号と、遅延制御器4が出力するトリガ信号と、スイッチ制御器15が出力する入切信号の入切タイミングと、送受信モジュール2が出力する送信RF信号の送受信切替タイミングとを示したタイムチャートである。
【0018】
なお、図では連続波をU相、V相、W相に3分割した例を示している。トリガ信号U相は基準トリガ信号に遅延を加えない信号である。トリガ信号V相はトリガ信号U相の送信区間が終了した時点で送信を開始するように遅延を加えられた信号である。トリガ信号W相はトリガ信号V相の送信区間が終了した時点で送信を開始するように遅延を加えられた信号である。
【0019】
トリガ信号W相の送信区間が終了した時点でトリガ信号U相の送信が開始するように、基準トリガ信号の受信区間は送信区間の2倍に設定されている。この送信区間は送信タイミングに相当し、受信区間は非送信タイミングに相当する。入切信号U相はモード番号がU相の時にON状態を取り、V相およびW相の時にはOFF状態となる。入切信号V相はモード番号がV相の時にON状態を取り、U相およびW相の時にはOFF状態となる。入切信号W相はモード番号がW相の時にON状態を取り、U相およびV相の時にはOFF状態となる。
【0020】
すなわち、複数個の第1のRFスイッチ17と複数個の第2のRFスイッチ19は、一部のRFスイッチが送信タイミングに切替わり、他のRFスイッチは受信タイミングに切り替わる。RFスイッチは複数のグループに分割されており、何れか1つのグループが送信タイミングとなるように、遅延制御器4は基準トリガ信号の遅延を制御することによって、結果的にRFスイッチの送受信切替タイミングを制御する。このため、遅延制御器4はRFスイッチ制御器として機能する。スイッチ制御器の入切タイミングと、遅延制御器4により遅延された基準トリガ信号により送信として機能する送受信切替タイミングとが同期し、夫々対応するスイッチ制御器が入となり、対応する送受信モジュールが送信となるように設定されている。
【0021】
ここで、送受信モジュール2が動作状態あるいは非動作状態であるかの組合せを、モード番号がU相、V相、W相の場合に分けて、それぞれ図4(a)、図4(b)、図4(c)に示す。U相、V相、W相ではそれぞれ1/3ずつの送受信モジュール2が動作状態、すなわち素子アンテナ1から送信RF信号を放射していることを表わしている。モード番号がU相の時に動作状態となっている送受信モジュール2からは図3の送信RF信号U相のタイミングで素子アンテナ1から放射が行われる。同様に、モード番号がV相の時には送信RF信号V相のタイミングで、モード番号がW相の時には送信RF信号W相のタイミングで素子アンテナ1から放射が行われることから、フェーズドアレイアンテナ全体としては連続波を送信することができる。このように、送受信モジュール2は、U相、V相、W相に夫々対応した3つのグループに分けて、各グループが順に送信信号を送信すうように動作する。
【0022】
素子アンテナ1および送受信モジュール2を3グループに分けて、それぞれから時分割で送信を行う上記のフェーズドアレイアンテナと、全体の1/3の数量の素子アンテナ1および送受信モジュール2から連続波を送信する従来のフェーズドアレイアンテナを比較すると、前者の方が大きな送信電力が得られる。これは、送受を切り換えながら送受信モジュール2を動作させた方が、連続波を送信するよりも高出力増幅器18の発熱が抑えられ、効率が良くなることによる。逆に言えば、同一の送信電力を得るためにはより小さい電源容量のAC/DC変換器が使えることを表わしている。さらに、送受信モジュール2に供給する直流電源の電流平均値が従来の1/3に抑えられる。このため、その分だけ配線に流れる平均電流が小さくなり、電源配線の体積と質量を軽減することができる。
【0023】
この実施の形態では、複数の素子アンテナ1と、送信時には複数の送信信号に分配し、受信時には受信信号を電力合成する給電回路8と、交流電流を直流電流に変換するAC/DC変換器10と、AC/DC変換器10の出力する直流電流を入切する複数の電源スイッチ13と、一部の電源スイッチ13を入にし他の電源スイッチ13を切にするように電源スイッチ13の入切タイミングを制御するとともに、電源スイッチ13を複数のグループに分割し、何れか1つのグループが入となるように、電源スイッチ13の入切タイミングを制御する電源用のスイッチ制御器15と、電源スイッチ13からの出力電流が夫々印加され、給電回路8で分配された送信信号を夫々電力増幅するとともに移相制御して素子アンテナ1に夫々出力するか、または受信信号を増幅して給電回路5に夫々出力する複数の送受信モジュール2と、送受信モジュール2の送受信動作もしくは送信電力供給の有無を夫々切替える複数のRFスイッチと、一部のRFスイッチを送信タイミングに切替えて他のRFスイッチを受信タイミングに切替えるようにRFスイッチの送受信切替を制御するとともに、RFスイッチを複数のグループに分割し、何れか1つのグループが送信タイミングとなるように、RFスイッチの送受信切替タイミングを制御する遅延制御器4とを備え、スイッチ制御器15の入切タイミングが入となる電源スイッチ13と、遅延制御器4の送受信切替タイミングが送信となる送受信モジュール2とが対応付けされるように、スイッチ制御器15の入切タイミングと遅延制御器4の送受信切替タイミングが設定されることにより、開口共用化した従来のフェーズドアレイアンテナに比べて、送受信モジュールに供給する直流電源の平均値を低減して、フェーズドアレイアンテナ全体の体積と質量を小さくすることができる。
【0024】
実施の形態2.
図5はこの発明によるアンテナの実施の形態2を示すブロック図である。まず、図5を使って、パルス波を送信するレーダとして実施の形態2によるフェーズドアレイアンテナを使用した場合の動作を説明する。素子アンテナ1は送信時に送受信モジュール2が出力する送信RF信号を空間上に放射するとともに、受信時には到来波を受信RF信号に変換して送受信モジュール2に出力する。送信時における送受信モジュール2は図6の詳細ブロック図に示す通り、移相演算器12が出力した移相データに応じて給電回路8から出力された送信RF信号の位相を変化させた後、第1のRFスイッチ17を介して、高出力増幅器18で電力増幅を加えて、第2のRFスイッチ19を介して、素子アンテナ1に増幅された送信RF信号を出力する。受信時における送受信モジュール2は素子アンテナ1から入力した受信RF信号を第2のRFスイッチ19を介して、低雑音増幅器20で電力増幅を加えた後、第1のRFスイッチ17を介して、移相器16で位相を変化させて、増幅された受信RF信号を給電回路8に出力する。
【0025】
なお、第1のRFスイッチ17と第2のRFスイッチ19の切換えはトリガ入力端子3から入力した基準トリガ信号による。また、高出力増幅器18の直流電源には電源端子9から入力した交流電源をAC/DC変換器10で直流電源に変換した後、電源スイッチ13で入切制御されたものが供給される。電源スイッチ13はモード入力端子14から入力されたモード番号に応じて、スイッチ制御器15が生成した入切信号によって直流電源の入切を行う。一方、送受切換器7は送信時にRF入力端子5から入力した送信RF信号を給電回路8に出力するとともに、受信時には給電回路8から入力した受信RF信号をRF出力端子6に出力する。給電回路8は送信時に送受切換器7が出力した送信RF信号を送受信モジュール2に分配するとともに、受信時には送受信モジュール2が出力する受信RF信号を合成して、送受切換器7に出力する。スイッチ制御器15は、一部の電源スイッチ13を入にし他の電源スイッチ13を切にするように電源スイッチ13の入切タイミングを制御するとともに、上記電源スイッチ13を複数のグループに分割し、上記電源スイッチ13が入となるグループ数を変化させるように、上記電源スイッチ13の入切タイミングを制御する。
【0026】
次に、連続波を送信するイルミネータとして実施の形態2によるフェーズドアレイアンテナを使用した場合の動作を説明する。ミサイルに搭載された受信機のダイナミックレンジが有限のため、イルミネータの送信電力は照射目標の距離に応じて制御できることが望ましい。さらに、単一のイルミネータで複数の目標を時分割で照射するためには、送信方向と送信電力を数ms周期で切り換える必要がある。送信方向の切換えは従来のフェーズドアレイアンテナと同じ動作であることから、ここでは送信電力を変化させる時のスイッチ制御器15の動作を詳しく説明する。
【0027】
図7はトリガ入力端子3から入力する基準トリガ信号と、モード入力端子14から入力するモード番号と、スイッチ制御器15が出力する入切信号と、送受信モジュール2が出力する送信RF信号とを示したタイムチャートである。なお、図では送信電力を大電力モード、中電力モード、小電力モードの3段階に変化させた例を示している。大電力モードは遠距離の目標に対して、中電力目標は中間距離の目標に対して、小電力目標は近距離の目標に対して、それぞれ照射する際に用いられるモードである。
【0028】
入切信号A相はモード番号が大電力、中電力、小電力の送信時にON状態を取る。入切信号B相はモード番号が大電力、中電力の送信時にON状態を取り、小電力の送信時にはOFF状態となる。入切信号C相はモード番号が大電力の送信時にON状態を取り、中電力および小電力の送信時にはOFF状態となる。ここで、送受信モジュール2が動作状態あるいは非動作状態であるかの組合せを、モード番号が大電力、中電力、小電力の場合に分けて、それぞれ図8(a)、図8(b)、図8(c)に示す。
【0029】
大電力モードの送信時は、送受信モジュール2の全数が動作状態、すなわち素子アンテナ1から送信RF信号を放射していることを表わしている。中電力モードの送信時は送受信モジュール2の中で入切信号A相および入切信号B相が供給されているアンテナ開口面の外輪部を除く送受信モジュール2だけが動作状態となり、入切信号C相が供給されているアンテナ開口面の外輪部の送受信モジュール2が非動作状態となる。小電力モードの送信時は送受信モジュール2の中で入切信号A相が供給されているアンテナ開口面中央部の送受信モジュール2だけが動作状態となり、入切信号B相および入切信号C相が供給されている送受信モジュール2が非動作状態となる。このように、送受信モジュール2の直流電源を入切りすることで、フェーズドアレイアンテナ全体の送信電力を変化させることができる。
【0030】
素子アンテナ1および送受信モジュール2を3グループに分けて、それぞれの直流電源を入り切りする上記のフェーズドアレイアンテナと、入力RF信号の電力を変化させる従来のフェーズドアレイアンテナを比較すると、前者の方が大きな送信電力が得られる。これは、送受信モジュール2に内蔵された高出力増幅器18は飽和領域で使った方が、リニア領域で使うよりも送信効率が良いことによる。逆に言えば、同一の送信電力を得るためにはより小さい電源容量のAC/DC変換器が使えることを表わしている。さらに、送受信モジュール2に供給する直流電源の電流平均値が低減するため、その分だけ電源配線の体積と質量を軽減することができる。
【0031】
この実施の形態では、複数の素子アンテナ1と、送信時には複数の送信信号に分配し、受信時には受信信号を電力合成する給電回路8と、交流電流を直流電流に変換するAC/DC変換器10と、AC/DC変換器10の出力する直流電流を入切する複数の電源スイッチ13と、一部の電源スイッチ13を入にし他の電源スイッチ13を切にするように電源スイッチ13の入切タイミングを制御するとともに、電源スイッチ13を複数のグループに分割し、電源スイッチ13が入となるグループ数を変化させるように、電源スイッチ13の入切タイミングを制御する電源用のスイッチ制御器15と、電源スイッチ13からの出力電流が夫々印加され、上記給電回路で分配された送信信号を夫々電力増幅するとともに移相制御して素子アンテナ1に夫々出力するか、または受信信号を増幅して給電回路8に夫々出力する複数の送受信モジュール2と、送受信モジュール2の送受信動作もしくは送信電力供給の有無を夫々切替える複数のRFスイッチとを備えたことにより、開口共用化した従来のアンテナ装置に比べて、送受信モジュールに供給する直流電源の平均値を低減して、例えばフェーズドアレイアンテナ全体の体積と質量を小さくすることができる。
【0032】
【発明の効果】
この発明によれば、開口共用化した従来のアンテナ装置に比べて、送受信モジュールに供給する直流電源の平均値を低減して、例えばフェーズドアレイアンテナ全体の体積と質量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1によるアンテナ装置を示すブロック図である。
【図2】実施の形態1における送受信モジュールの内部構成と外部接続を示す詳細ブロック図である。
【図3】連続波を送信する時のタイムチャート示す図である。
【図4】実施の形態1における送受信モジュールの動作状態あるいは非動作状態の組合せとモード番号の対応を示す図である。
【図5】この発明の実施の形態2によるアンテナ装置を示すブロック図である。
【図6】実施の形態2における送受信モジュールの内部構成と外部接続を示す詳細ブロック図である。
【図7】送信電力を変化させた時のタイムチャートを示す図である。
【図8】実施の形態2における送受信モジュールの動作状態あるいは非動作状態の組合せとモード番号の対応を示す図である。
【符号の説明】
1 素子アンテナ、2 送受信モジュール、3 トリガ入力端子、4 遅延制御器、5 RF入力端子、6 RF出力端子、7 送受切換器、8 給電回路、9 電源端子、10 AC/DC変換器、11 データ入力端子、12 移相演算器、13 電源スイッチ、14 モード入力端子、15 スイッチ制御器、16 移相器、17 第1のRFスイッチ、18 高出力増幅器、19 第2のRFスイッチ、20 低雑音増幅器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
A conventional phased array antenna is an element antenna for both transmission and reception, a transmission / reception module for amplifying an RF signal, a power supply circuit for distributing or synthesizing an RF signal, a transmission / reception switch for switching between transmission and reception of an RF signal, and an RF signal for transmission. And a control unit that controls the transmission phase shift of the phase shifter built in the transmission / reception module and the switching operation of the transmission / reception switcher. (For example, see Patent Document 1).
[0003]
There is also known a phased array antenna that divides an element antenna and a feed circuit into a plurality of regions and selects them with a changeover switch to change a beam width (for example, see Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-264413 A (FIG. 3)
[Patent Document 2]
JP 2001-94330 A (FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the illuminator for transmitting a continuous wave and the radar for transmitting a pulse wave are used in common, it is necessary to provide an AC / DC converter and power supply wiring for transmitting the continuous wave, which consumes a large amount of current in the transmitting and receiving module. There is a problem that the volume and mass of the entire phased array antenna increase.
[0006]
Further, when the power of the transmission RF signal is reduced when irradiating a target at a short distance with the illuminator, there is a problem that the transmission efficiency is reduced because the high output amplifier of the transmission / reception module cannot be used in the saturation region.
[0007]
In
[0008]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to reduce the size and weight of an entire antenna device that shares an antenna opening surface.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An antenna device according to the present invention includes a plurality of element antennas, a power supply circuit that distributes a plurality of transmission signals at the time of transmission, and combines power of a reception signal at the time of reception, and an AC / DC converter that converts an AC current to a DC current. A plurality of power switches for turning on / off the DC current output from the AC / DC converter, and turning on / off timings of the power switches so as to turn on some of the power switches and turn off other power switches. At the same time, the power switch is divided into a plurality of groups, and a power switch controller for controlling the timing of turning on and off the power switch so that any one of the groups is turned on. Each of the transmission signals applied and distributed by the power supply circuit is power-amplified and phase-shifted, and is output to the element antenna or received. A plurality of transmitting / receiving modules for amplifying signals and outputting the signals to the power supply circuit, a plurality of RF switches for switching the transmitting / receiving operation of the transmitting / receiving module or the presence / absence of transmission power supply, and switching some of the RF switches to transmission timing. And controlling the transmission / reception switching of the RF switch so as to switch the other RF switch to the reception timing, divides the RF switch into a plurality of groups, and controls the RF switch so that one of the groups is at the transmission timing. An RF switch controller for controlling the transmission / reception switching timing of the power supply switch for turning on / off the switching controller, and a transmission / reception module for transmitting / receiving the transmission / reception switching timing of the RF switch controller. As shown, the switch controller's on / off timing In which transmission and reception switching timing of the RF switch controller has been set.
[0010]
Further, a desired delay is added to the reference trigger signal for transmission / reception switching, and at the same time, the DC power of the transmission / reception module is turned on / off to reduce the average value of the current consumption.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block
[0012]
The
[0013]
The transmission /
[0014]
The switching between the first RF switch 17 and the
[0015]
The
[0016]
Next, the operation when the phased array antenna is used as the illuminator for transmitting the continuous wave is the same as that at the time of transmitting the above-mentioned radar, but here, further, using FIG. 3, the delay controller 4 and the
[0017]
FIG. 3 shows a reference trigger signal input from the
[0018]
The figure shows an example in which a continuous wave is divided into a U phase, a V phase, and a W phase. The trigger signal U phase is a signal that does not add a delay to the reference trigger signal. The trigger signal V phase is a signal delayed so that transmission starts when the transmission section of the trigger signal U phase ends. The trigger signal W-phase is a signal delayed so that transmission starts when the transmission section of the trigger signal V-phase ends.
[0019]
The reception interval of the reference trigger signal is set to be twice the transmission interval so that the transmission of the trigger signal U-phase starts at the end of the transmission interval of the trigger signal W-phase. This transmission section corresponds to transmission timing, and the reception section corresponds to non-transmission timing. The ON / OFF signal U-phase is in the ON state when the mode number is U-phase, and is OFF when the mode number is V-phase and W-phase. The ON / OFF signal V phase is in the ON state when the mode number is V phase, and is OFF when the mode number is U phase and W phase. The ON / OFF signal W phase is in the ON state when the mode number is the W phase, and is in the OFF state when the mode number is the U and V phases.
[0020]
That is, in the plurality of first RF switches 17 and the plurality of second RF switches 19, some of the RF switches are switched to the transmission timing, and the other RF switches are switched to the reception timing. The RF switch is divided into a plurality of groups, and the delay controller 4 controls the delay of the reference trigger signal so that one of the groups becomes the transmission timing. Control. Therefore, the delay controller 4 functions as an RF switch controller. The on / off timing of the switch controller and the transmission / reception switching timing functioning as transmission by the reference trigger signal delayed by the delay controller 4 are synchronized, and the corresponding switch controller is turned on, and the corresponding transmission / reception module transmits and receives. It is set to be.
[0021]
Here, the combination of whether the transmission /
[0022]
The
[0023]
In this embodiment, a plurality of
[0024]
FIG. 5 is a block
[0025]
The switching between the first RF switch 17 and the
[0026]
Next, an operation when the phased array antenna according to the second embodiment is used as an illuminator for transmitting a continuous wave will be described. Since the dynamic range of the receiver mounted on the missile is finite, it is desirable that the transmission power of the illuminator can be controlled according to the distance of the irradiation target. Furthermore, in order to irradiate a plurality of targets in a time-division manner with a single illuminator, it is necessary to switch the transmission direction and the transmission power at intervals of several ms. Since the switching of the transmission direction is the same operation as the conventional phased array antenna, the operation of the
[0027]
FIG. 7 shows a reference trigger signal input from the
[0028]
The ON / OFF signal A phase is in the ON state when the mode number is transmitted with high power, medium power, and low power. The ON / OFF signal B phase is in the ON state when transmitting the mode power with high power and medium power, and is in the OFF state when transmitting low power. The on / off signal C phase is in the ON state when the mode number is transmitting high power, and is in the OFF state when transmitting medium power and low power. Here, the combination of whether the transmission /
[0029]
At the time of transmission in the high power mode, it indicates that all the transmission /
[0030]
The
[0031]
In this embodiment, a plurality of
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to reduce the average value of the DC power supply supplied to the transmission / reception module as compared with the conventional antenna device sharing the aperture, and to reduce, for example, the volume and mass of the entire phased array antenna.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an antenna device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed block diagram showing an internal configuration and an external connection of a transmitting / receiving module according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a time chart when a continuous wave is transmitted.
FIG. 4 is a diagram showing a correspondence between a mode number and a combination of an operating state or a non-operating state of the transmitting / receiving module in the first embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing an antenna device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a detailed block diagram showing an internal configuration and an external connection of a transmission / reception module according to the second embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a time chart when transmission power is changed.
FIG. 8 is a diagram showing a correspondence between a combination of an operating state or a non-operating state of a transmitting / receiving module and a mode number in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 element antenna, 2 transmission / reception module, 3 trigger input terminal, 4 delay controller, 5 RF input terminal, 6 RF output terminal, 7 transmission / reception switch, 8 power supply circuit, 9 power supply terminal, 10 AC / DC converter, 11 data Input terminal, 12 phase shift calculator, 13 power switch, 14 mode input terminal, 15 switch controller, 16 phase shifter, 17 first RF switch, 18 high power amplifier, 19 second RF switch, 20 low noise amplifier.
Claims (4)
送信時には複数の送信信号に分配し、受信時には受信信号を電力合成する給電回路と、
交流電流を直流電流に変換するAC/DC変換器と、
上記AC/DC変換器の出力する直流電流を入切する複数の電源スイッチと、
一部の上記電源スイッチを入にし他の上記電源スイッチを切にするように電源スイッチの入切タイミングを制御するとともに、上記電源スイッチを複数のグループに分割し、何れか1つのグループが入となるように、上記電源スイッチの入切タイミングを制御する電源スイッチ制御器と、
上記電源スイッチからの出力電流が夫々印加され、上記給電回路で分配された送信信号を夫々電力増幅するとともに移相制御して上記素子アンテナに夫々出力するか、または受信信号を増幅して上記給電回路に夫々出力する複数の送受信モジュールと、
上記送受信モジュールの送受信動作もしくは送信電力供給の有無を夫々切替える複数のRFスイッチと、
一部の上記RFスイッチを送信タイミングに切替えて他の上記RFスイッチを受信タイミングに切替えるようにRFスイッチの送受信切替を制御するとともに、上記RFスイッチを複数のグループに分割し、何れか1つのグループが送信タイミングとなるように、上記RFスイッチの送受信切替タイミングを制御するRFスイッチ制御器とを備え、
上記スイッチ制御器の入切タイミングが入となる電源スイッチと、上記RFスイッチ制御器の送受信切替タイミングが送信となる送受信モジュールとが対応付けされるように、上記スイッチ制御器の入切タイミングと上記RFスイッチ制御器の送受信切替タイミングが設定されたことを特徴とするアンテナ装置。A plurality of element antennas,
A power supply circuit for distributing to a plurality of transmission signals at the time of transmission and power combining the reception signals at the time of reception;
An AC / DC converter for converting an alternating current into a direct current,
A plurality of power switches for turning on and off the DC current output from the AC / DC converter;
The on / off timing of the power switch is controlled so that some of the power switches are turned on and the other power switches are turned off, and the power switch is divided into a plurality of groups, and any one of the groups is turned on. A power switch controller for controlling the on / off timing of the power switch,
The output currents from the power switches are respectively applied, and the transmission signals distributed by the power supply circuit are respectively power-amplified and phase-shifted and output to the element antennas respectively, or the reception signals are amplified and the power is supplied to the element antennas. A plurality of transmitting and receiving modules each outputting to the circuit,
A plurality of RF switches for respectively switching the transmission / reception operation of the transmission / reception module or the presence / absence of transmission power supply,
The transmission / reception switching of the RF switches is controlled so that some of the RF switches are switched to the transmission timing and the other RF switches are switched to the reception timing, and the RF switches are divided into a plurality of groups, and any one of the groups is selected. And an RF switch controller for controlling transmission / reception switching timing of the RF switch, so that
The on / off timing of the switch controller and the transmission / reception module in which the transmission / reception switching timing of the RF switch controller is transmitted are associated with the power switch in which the on / off timing of the switch controller is on. An antenna device wherein transmission / reception switching timing of an RF switch controller is set.
送信時には複数の送信信号に分配し、受信時には受信信号を電力合成する給電回路と、
交流電流を直流電流に変換するAC/DC変換器と、
上記AC/DC変換器の出力する直流電流を入切する複数の電源スイッチと、
一部の上記電源スイッチを入にし他の上記電源スイッチを切にするように電源スイッチの入切タイミングを制御するとともに、上記電源スイッチを複数のグループに分割し、上記電源スイッチが入となるグループ数を変化させるように、上記電源スイッチの入切タイミングを制御する電源スイッチ制御器と、
上記電源スイッチからの出力電流が夫々印加され、上記給電回路で分配された送信信号を夫々電力増幅するとともに移相制御して上記素子アンテナに夫々出力するか、または受信信号を増幅して上記給電回路に夫々出力する複数の送受信モジュールと、
上記送受信モジュールの送受信動作もしくは送信電力供給の有無を夫々切替える複数のRFスイッチとを備えたことを特徴とするアンテナ装置。A plurality of element antennas,
A power supply circuit for distributing to a plurality of transmission signals at the time of transmission and power combining the reception signals at the time of reception;
An AC / DC converter for converting an alternating current into a direct current,
A plurality of power switches for turning on and off the DC current output from the AC / DC converter;
A power switch is turned on and off so that some of the power switches are turned on and the other power switches are turned off, and the power switches are divided into a plurality of groups, and a group in which the power switches are turned on. A power switch controller for controlling the on / off timing of the power switch so as to change the number;
The output currents from the power switches are respectively applied, and the transmission signals distributed by the power supply circuit are respectively power-amplified and phase-shifted and output to the element antennas respectively, or the reception signals are amplified and the power is supplied to the element antennas. A plurality of transmitting and receiving modules each outputting to the circuit,
An antenna device, comprising: a plurality of RF switches for switching transmission / reception operations of the transmission / reception module or supply / reception of transmission power.
送信時には複数の送信信号に分配し、受信時には受信信号を電力合成する給電回路と、
交流電流を直流電流に変換するAC/DC変換器と、
上記AC/DC変換器の出力する直流電流を入切する複数の電源スイッチと、
上記電源スイッチからの出力電流が夫々印加され、上記給電回路で分配された送信信号を夫々電力増幅するとともに移相制御して上記素子アンテナに夫々出力するか、または受信信号を増幅して上記給電回路に夫々出力する複数の送受信モジュールと、
上記送受信モジュールが動作状態と非動作状態の何れであるかの組み合わせを選択するためのモード番号を外部から入力するモード入力端子と、
上記モード番号に応じて上記電源スイッチの入切タイミングを制御する電源スイッチ制御器と、
送受切替の基準トリガ信号を外部から入力するためのトリガ入力端子と、
上記基準トリガ信号に遅延を加える遅延制御器と、
上記遅延制御器で遅延された基準トリガ信号に応じて、上記送受信モジュールの送受信動作を夫々切替える複数のRFスイッチと、
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。A plurality of element antennas,
A power supply circuit for distributing to a plurality of transmission signals at the time of transmission and power combining the reception signals at the time of reception;
An AC / DC converter for converting an alternating current into a direct current,
A plurality of power switches for turning on and off the DC current output from the AC / DC converter;
The output currents from the power switches are respectively applied, and the transmission signals distributed by the power supply circuit are respectively power-amplified and phase-shifted and output to the element antennas respectively, or the reception signals are amplified and the power is supplied to the element antennas. A plurality of transmitting and receiving modules each outputting to the circuit,
A mode input terminal for externally inputting a mode number for selecting a combination of the transmitting / receiving module in an operation state and a non-operation state;
A power switch controller that controls the on / off timing of the power switch according to the mode number;
A trigger input terminal for externally inputting a reference trigger signal for transmission / reception switching,
A delay controller for adding a delay to the reference trigger signal;
A plurality of RF switches for respectively switching transmission and reception operations of the transmission and reception module according to the reference trigger signal delayed by the delay controller;
An antenna device comprising:
送信時には複数の送信信号に分配し、受信時には受信信号を電力合成する給電回路と、
交流電流を直流電流に変換するAC/DC変換器と、
上記AC/DC変換器の出力する直流電流を入切する複数の電源スイッチと、
上記電源スイッチからの出力電流が夫々印加され、上記給電回路で分配された送信信号を夫々電力増幅するとともに移相制御して上記素子アンテナに夫々出力するか、または受信信号を増幅して上記給電回路に夫々出力する複数の送受信モジュールと、
上記送受信モジュールが動作状態と非動作状態の何れであるかの組み合わせを選択するためのモード番号を外部から入力するモード入力端子と、
上記モード番号に応じて上記電源スイッチの入切タイミングを制御する電源スイッチ制御器と、
送受切替の基準トリガ信号を外部から入力するためのトリガ入力端子と、
上記基準トリガ信号に応じて上記送受信モジュールの送受信動作を夫々切替える複数のRFスイッチと、
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。A plurality of element antennas,
A power supply circuit for distributing to a plurality of transmission signals at the time of transmission and power combining the reception signals at the time of reception;
An AC / DC converter for converting an alternating current into a direct current,
A plurality of power switches for turning on and off the DC current output from the AC / DC converter;
The output currents from the power switches are respectively applied, and the transmission signals distributed by the power supply circuit are respectively power-amplified and phase-shifted and output to the element antennas respectively, or the reception signals are amplified and the power is supplied to the element antennas. A plurality of transmitting and receiving modules each outputting to the circuit,
A mode input terminal for externally inputting a mode number for selecting a combination of the transmitting / receiving module in an operation state and a non-operation state;
A power switch controller that controls the on / off timing of the power switch according to the mode number;
A trigger input terminal for externally inputting a reference trigger signal for transmission / reception switching,
A plurality of RF switches for respectively switching transmission and reception operations of the transmission and reception module according to the reference trigger signal;
An antenna device comprising:
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010181074A (en) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Toshiba Corp | Guidance device |
JP2013238462A (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Toshiba Corp | Antenna device |
JP2018098614A (en) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | 三菱電機株式会社 | Antenna device |
JP2021009083A (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-28 | 三菱電機株式会社 | Active phased array antenna device, and power source control method |
-
2003
- 2003-01-30 JP JP2003022541A patent/JP2004236011A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010181074A (en) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Toshiba Corp | Guidance device |
JP2013238462A (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Toshiba Corp | Antenna device |
JP2018098614A (en) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | 三菱電機株式会社 | Antenna device |
JP2021009083A (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-28 | 三菱電機株式会社 | Active phased array antenna device, and power source control method |
JP7233324B2 (en) | 2019-07-02 | 2023-03-06 | 三菱電機株式会社 | ACTIVE PHASED ARRAY ANTENNA DEVICE AND POWER CONTROL METHOD |
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