JP2013529411A - モジュラ能動開口電子指向性アレイのためのrf給電ネットワーク - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
アンテナ・サブアレイのための給電ネットワークは、また、複数の結合器であって、それぞれがアンテナ・ポート、和ポート、デルタ・ポート、および終端ポートを備える複数の結合器と、複数の結合器が有する和ポートのそれぞれに接続される第1の給電装置であって、和出力を有する第1給電装置と、複数の結合器が有するデルタ・ポートのそれぞれに接続される第2の給電装置であって、デルタ出力を有する第2給電装置と、第1のポートおよび第2のポートを有する固定減衰器であって、当該第1ポートが第2給電装置のデルタ出力に接続される固定減衰器と、第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第1の電力分割/合成器であって、当該第1ポートが固定減衰器の第2ポートに接続される第1電力分割/合成器と、第1ポートおよび第2ポートを有する可変移送器位あって、当該第1ポートが電力分割/合成器の第2ポートに接続される移送器と、第1のポートおよび第2のポートを有する可変減衰器であって、当該第1ポートが可変移送器の第2ポートに接続される可変減衰器と、第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第2の電力分割/合成器であって、当該第1ポートが固定減衰器の第2ポートに接続される第2電力分割/合成器と、第1のポート、第2のポートおよび第3のポートを有する第1の循環器であって、当該第1ポートが第1給電装置の和出力に接続される第1循環器と、第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第3の電力分割/合成器であって、当該第3ポートが循環器の第2ポートに接続され、当該第2ポートが可変減衰器の第2ポートに接続される、第3電力分割/合成器と、を含むこともできる。
[0032] 本発明の様々な実施形態を説明する前に、若干の導入的な概念および技術用語について説明する。「レンガ」型アーキテクチャは、無線周波数(RF)信号およびフェーズド・アレイの能動コンポーネントに供給される電力信号に関連する。電力信号は、一般的に、アンテナ開口に一致する(またはこれによって定義される)平面の垂直平面に配給される。「パネル・アレイ」(またはより簡単に「パネル」)は、多層のプリント配線板(PWB)に関連し、PWBは、1つの高集積PWBにおけるRF、論理およびDCの配給回路と同様に、アンテナ・エレメント(またはより単純に「ラジエート・エレメント」または「放射器」)を含む。パネルはまた、時々、本明細書においてタイル・アレイ(またはより簡単に「タイル」)とも称されることもある。
各サブアレイは、内部的な均一の8ウェイ(またはNウェイ)の電力分割器を有する。アレイにおける各位相中心には、付随する放射器およびT/Rモジュールがある。モジュールは、低ノイズおよび電力の増幅器、1つの移送器および1つの可変減衰器を含む。受信モードでは、可変減衰器は、所望の低サイドローブの和照射分布(sum illumination distribution)を生成するために起動される。可変減衰器は受信増幅に従うので、システム・ノイズ数に対するそれらの主要な寄与は照射効率(illumination efficiency)となる。このことまた、差パターンのグレーティング・ローブ問題の根源ともなり、低いサイドローブの差パターン応答が望まれることが推測される。
次いで、Ns個のサブアレイのMs個の列を有する矩形開口についてこのアーキテクチャを用い、Ms個の別々のサブアレイ方位角配電ネットワーク設計およびNs個の別々のサブアレイ仰角配電ネットワーク設計が必要とされ、さらに、N’s個のサブアレイのM’s個の列において構成される同一の物理サブアレイから成る新規な開口ついては全く新規の設計のセットが必要とされる。
エレメント間の間隔をdxとし、エレメントがx=0に中心化され、x1,1=−xmaxから計数されるとすると、派生分布は、以下のようになる。
[0070] 本明細書において説明したこのタイル・サブアレイ(例えばタイル・サブアレイ12a―12x)の実施形態は、従来のいわゆる「レンガ」アレイ・アーキテクチャとは異なるものであり、タイル・サブアレイのマイクロ波回路が平面に配置される回路層に含まれ、その平面は、タイルから作り上げられるアレイ・アンテナの表面(アレイ・アンテナ10の表面)と平行である。図6の例示的な実施形態では、例えば、タイル12a―12xがそこから設けられる回路基板の層に設けた回路は、アレイ・アンテナ10の表面10aとすべて平行である。アレイ・アンテナの表面によって定義される平面と平行の回路層を利用することによって、タイル・アーキテクチャ手法は、アレイ・アンテナが有するプロファイルの減少(すなわち、従来のアレイ・アンテナの厚みと比較した厚みの減少)をもたらす。
[0082] 本願明細書において引用した全ての刊行物および文献は、参照することによってその全体が本明細書に明示的に包含されている。
アンテナ・サブアレイのための給電ネットワークは、また、複数の結合器であって、それぞれがアンテナ・ポート、和ポート、デルタ・ポート、および終端ポートを備える複数の結合器と、複数の結合器が有する和ポートのそれぞれに接続される第1の給電装置であって、和出力を有する第1給電装置と、複数の結合器が有するデルタ・ポートのそれぞれに接続される第2の給電装置であって、デルタ出力を有する第2給電装置と、第1のポートおよび第2のポートを有する固定減衰器であって、当該第1ポートが第2給電装置のデルタ出力に接続される固定減衰器と、第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第1の電力分割/合成器であって、当該第1ポートが固定減衰器の第2ポートに接続される第1電力分割/合成器と、第1ポートおよび第2ポートを有する可変位相器位あって、当該第1ポートが電力分割/合成器の第2ポートに接続される位相器と、第1のポートおよび第2のポートを有する可変減衰器であって、当該第1ポートが可変位相器の第2ポートに接続される可変減衰器と、第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第2の電力分割/合成器であって、当該第1ポートが固定減衰器の第2ポートに接続される第2電力分割/合成器と、第1のポート、第2のポートおよび第3のポートを有する第1の循環器であって、当該第1ポートが第1給電装置の和出力に接続される第1循環器と、第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第3の電力分割/合成器であって、当該第3ポートが循環器の第2ポートに接続され、当該第2ポートが可変減衰器の第2ポートに接続される、第3電力分割/合成器と、を含むこともできる。
[0032] 本発明の様々な実施形態を説明する前に、若干の導入的な概念および技術用語について説明する。「レンガ」型アーキテクチャは、無線周波数(RF)信号およびフェーズド・アレイの能動コンポーネントに供給される電力信号に関連する。電力信号は、一般的に、アンテナ開口に一致する(またはこれによって定義される)平面の垂直平面に配給される。「パネル・アレイ」(またはより簡単に「パネル」)は、多層のプリント配線板(PWB)に関連し、PWBは、1つの高集積PWBにおけるRF、論理およびDCの配給回路と同様に、アンテナ・エレメント(またはより単純に「ラジエート・エレメント」または「放射器」)を含む。パネルはまた、時々、本明細書においてタイル・アレイ(またはより簡単に「タイル」)とも称されることもある。
各サブアレイは、内部的な均一の8ウェイ(またはNウェイ)の電力分割器を有する。アレイにおける各位相中心には、付随する放射器およびT/Rモジュールがある。モジュールは、低ノイズおよび電力の増幅器、1つの位相器および1つの可変減衰器を含む。受信モードでは、可変減衰器は、所望の低サイドローブの和照射分布(sum illumination distribution)を生成するために起動される。可変減衰器は受信増幅に従うので、システム・ノイズ数に対するそれらの主要な寄与は照射効率(illumination efficiency)となる。このことまた、差パターンのグレーティング・ローブ問題の根源ともなり、低いサイドローブの差パターン応答が望まれることが推測される。
次いで、Ns個のサブアレイのMs個の列を有する矩形開口についてこのアーキテクチャを用い、Ms個の別々のサブアレイ方位角配電ネットワーク設計およびNs個の別々のサブアレイ仰角配電ネットワーク設計が必要とされ、さらに、N’s個のサブアレイのM’s個の列において構成される同一の物理サブアレイから成る新規な開口ついては全く新規の設計のセットが必要とされる。
エレメント間の間隔をdxとし、エレメントがx=0に中心化され、x1,1=−xmaxから計数されるとすると、派生分布は、以下のようになる。
[0070] 本明細書において説明したこのタイル・サブアレイ(例えばタイル・サブアレイ12a―12x)の実施形態は、従来のいわゆる「レンガ」アレイ・アーキテクチャとは異なるものであり、タイル・サブアレイのマイクロ波回路が平面に配置される回路層に含まれ、その平面は、タイルから作り上げられるアレイ・アンテナの表面(アレイ・アンテナ10の表面)と平行である。図6の例示的な実施形態では、例えば、タイル12a―12xがそこから設けられる回路基板の層に設けた回路は、アレイ・アンテナ10の表面10aとすべて平行である。アレイ・アンテナの表面によって定義される平面と平行の回路層を利用することによって、タイル・アーキテクチャ手法は、アレイ・アンテナが有するプロファイルの減少(すなわち、従来のアレイ・アンテナの厚みと比較した厚みの減少)をもたらす。
[0082] 本願明細書において引用した全ての刊行物および文献は、参照することによってその全体が本明細書に明示的に包含されている。
Claims (15)
- アンテナ・サブアレイのための給電ネットワークであって、
和出力を有する第1の給電装置と、
デルタ出力を有する第2の給電装置と、
第1のポートおよび第2のポートを有する固定減衰器であって、該第1ポートが前記第2給電装置のデルタ出力に接続される固定減衰器と、
第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第1の電力分割/合成器であって、該第1ポートが前記固定減衰器の第2ポートに接続される、第1電力分割/合成器と、
第1ポートおよび第2ポートを有する可変移送器であって、該第1ポートが前記第1電力分割/合成器の第2ポートに接続される、可変移送器と、
第1ポートおよび第2ポートを有する可変減衰器であって、該第1ポートが前記可変移送器の第2ポートに接続される、可変減衰器と、
第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第2の電力分割/合成器であって、該第1ポートが前記固定減衰器の第2ポートに接続される、第2電力分割/合成器と、
第1のポート、第2のポート、および第2のポートを有する第1の循環器であって、該第1ポートが前記第1給電装置の和出力に接続される、第1循環器と、
第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第3の電力分割/合成器であって、該第3ポートが前記循環器の第2ポートに接続され、該第2ポートが前記可変減衰器の第2ポートに接続される、第3電力分割/合成器と、
を備える、給電ネットワーク。 - 請求項1記載のアンテナ・サブアレイのための給電ネットワークであって、さらに、複数の結合器を備えており、該複数の結合器のそれぞれがアンテナ・ポート、和ポート、デルタ・ポートおよび終端ポートを有しており、前記複数の結合器のそれぞれが有する前記和ポートが前記第1給電装置に接続される、給電ネットワーク。
- 請求項2記載のアンテナ・サブアレイのための給電ネットワークにおいて、前記複数の結合器のそれぞれが有する前記デルタ・ポートが前記第2給電装置に接続される、給電ネットワーク。
- 請求項1記載のアンテナ・サブアレイのための給電ネットワークであって、さらに、第1のポート、第2のポートおよび第3のポートを有する第2循環器を備えており、該第1ポートが前記第1循環器の第3ポートに接続され、該第2ポートが前記第3電力分割/合成器の第1ポートに接続される、給電ネットワーク。
- 請求項1記載のアンテナ・サブアレイのための給電ネットワークにおいて、複数のハイブリッド結合器のそれぞれについての結合値が、
の数式から導出される、給電ネットワーク。 - 請求項5記載のアンテナ・サブアレイのための給電ネットワークにおいて、前記結合値が、
の項から導出される、給電ネットワーク。 - 請求項5記載のアンテナ・サブアレイのための給電ネットワークにおいて、前記可変減衰器の減衰値が、
の項から導出される、給電ネットワーク。 - 請求項5記載のアンテナ・サブアレイのための給電ネットワークにおいて、前記可変移送器の移送値が、
の項から導出される、給電ネットワーク。 - アンテナ・サブアレイのための給電ネットワークであって、
複数の結合器であって、それぞれがアンテナ・ポート、和ポート、デルタ・ポート、および終端ポートを備える複数の結合器と、
前記複数の結合器が有する前記和ポートのそれぞれに接続される第1の給電装置であって、和出力を有する第1給電装置と、
前記複数の結合器が有する前記デルタ・ポートのそれぞれに接続される第2の給電装置であって、デルタ出力を有する第2給電装置と、
第1のポートおよび第2のポートを有する固定減衰器であって、該第1ポートが前記第2給電装置のデルタ出力に接続される固定減衰器と、
第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第1の電力分割/合成器であって、該第1ポートが前記固定減衰器の第2ポートに接続される第1電力分割/合成器と、
第1ポートおよび第2ポートを有する可変移送器であって、該第1ポートが前記電力分割/合成器の第2ポートに接続される移送器と、
第1のポートおよび第2のポートを有する可変減衰器であって、該第1ポートが前記可変移送器の第2ポートに接続される可変減衰器と、
第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第2の電力分割/合成器であって、該第1ポートが前記固定減衰器の第2ポートに接続される第2電力分割/合成器と、
第1のポート、第2のポートおよび第3のポートを有する第1の循環器であって、該第1ポートが前記第1給電装置の和出力に接続される第1循環器と、
第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第3の電力分割/合成器であって、該第3ポートが前記循環器の第2ポートに接続され、該第2ポートが前記可変減衰器の第2ポートに接続される、第3電力分割/合成器と、
を備える、給電ネットワーク。 - アンテナ・サブアレイであって、
複数の放射器と、
複数の送受信モジュールであって、それぞれが前記複数の放射器のそれぞれに結合される送受信モジュールと、
複数のRF結合器であって、それぞれが前記複数の送受信モジュールのそれぞれに接続されるRF結合器と、
前記複数のRF結合器に結合される均一な電力分割器が有する第1の給電装置と、
前記複数のRF結合器に結合される均一な電力分割器が有する第2の給電装置と、
給電ポート、伝送ポートおよび和ポートを有する第1の循環器であって、該給電ポートが前記第1給電装置に接続される第1循環器と、
給電ポート、伝送ポートおよび和ポートを有する第2の循環器であって、該伝送ポートが前記第1循環器の伝送ポートに接続される第2循環器と、
第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第1の電力分割/合成器であって、該第3ポートが前記第1循環器の和ポートに接続され、該第2ポートが前記第2循環器の和ポートに接続される、第1電力分割/合成器と、
前記第1電力分割/結合器の第2ポートに接続される可変減衰器と、
前記可変減衰器に接続される可変移送器と、
を備える、アンテナ・サブアレイ。 - 前記第2給電装置に接続される固定減衰器をさらに備える、請求項10記載のアンテナ・サブアレイ。
- 請求項11記載のアンテナ・サブアレイであって、さらに、第1および第2のポートならびに第3のポートを有する第2の電力分割/合成器を備えており、該第1ポートが前記固定減衰器に接続され、該第2ポートが前記可変移送器に接続される、アンテナ・サブアレイ。
- 前記可変減衰器が、能動開口電子ステア・アレイ内の位置にしたがって1つの値に調整される、請求項12記載のアンテナ・サブアレイ。
- 前記複数のRF結合器のそれぞれが4ポート結合器を備える、請求項10記載のアンテナ・サブアレイ。
- 前記複数の放射器が8つの放射器を含み、前記複数の送受信モジュールが8つの送受信モジュールを含む、請求項10記載のアンテナ・サブアレイ。
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US12/757,371 | 2010-04-09 | ||
US12/757,371 US8427371B2 (en) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | RF feed network for modular active aperture electronically steered arrays |
PCT/US2011/028063 WO2011126666A1 (en) | 2010-04-09 | 2011-03-11 | An rf feed network for modular active aperture electronically steered arrays |
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JP2013503755A Active JP5583267B2 (ja) | 2010-04-09 | 2011-03-11 | モジュラ能動開口電子指向性アレイのためのrf給電ネットワーク |
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