JP2015197404A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のパルス駆動のアンテナ装置は、電源装置の出力電圧が一定であるために負荷電圧が電源装置設定電圧よりも低下する電圧ドロップを抑制するため、RFモジュール内にコンデンサを蓄える等の対策が必要であった。【解決手段】本発明のアンテナ装置はPRIトリガ幅検出機能を有し、出力電圧を可変制御可能な電源装置に対して、RF投入前にあらかじめPRIトリガを数パルス入力する。電源装置は、電圧ドロップを考慮した負荷要求に適した電源電圧を設定し、RFモジュールに出力する。【選択図】図1
Description
この発明は、アンテナ素子、電源装置、RF増幅器等を具備するレーダ等に用いるアンテナ装置に関するものである。
現在、人工衛星を用いたリモートセンシング技術による地上を観測するシステムや、目標物との距離を測定するシステム等がレーダ技術により開発されている。このシステムにおいては、複数の素子アンテナと、それらに接続されるRFモジュールと、そのRFモジュールに電力を給電する給電回路と、前記RFモジュールに電源電力を供給する電源装置と、前記複数のRFモジュールと前記電源装置を制御する制御装置等を具備するアンテナ装置、たとえばフェーズドアレーアンテナ等を用いることがなされている。
これら従来のレーダ装置等に用いるアンテナ装置が具備するアンテナ素子に給電するための高周波電力増幅器として、RF入力レベルに応じた増幅器への供給電圧を可変する電源装置を有する増幅システムとすることにより、電力増幅器の所望の動作特性が得られることが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
レーダ装置に用いるアンテナ装置は、目標物に向かってRF信号を送信し、目標物にて反射されるRF信号を受信し、その受信した信号を解析することにより距離や反射物の特徴を得るものである。このため、アンテナ装置に具備されるRF増幅器は送信と受信を繰り返すパルス動作をする必要があり、RFモジュール内では、送受信の切り替えを行うRFスイッチ、RF信号を増幅する電力増幅器、送受信でのビーム方向を切り替える移相器等に流れる電流もパルス動作となる。特に、RF信号を送信する為に用いられるRF増幅器は、送信電力に比例して大電流が流れること、及びこの供給する電源電圧の値によって増幅器の特性が変化し、アンテナの利得やビーム幅、ビーム指向性等のアンテナ諸特性が劣化することが知られている。
従来のアンテナ装置に用いられる電源装置は、出力電圧値をRFモジュールの動作に係らず一定としているため、増幅器の動作により電流が流れると電源供給ハーネスの抵抗値による電圧ドロップの影響を受けて増幅器に印加される電圧が大きく変化し、この変化により増幅器の特性が変化するという課題があった。
また、フェーズドアレーアンテナでは、送信RF信号のパルス幅やRF信号送信繰返し周期(PRI:Pulse Repetition Interval)を可変することで、観測距離やレーダ信号レベルの改善を行っているが、このパルス幅やPRIを可変にした際に電源装置の追従時間遅れによる電圧ドロップが大きくなるという課題があった。
また、フェーズドアレーアンテナでは、送信RF信号のパルス幅やRF信号送信繰返し周期(PRI:Pulse Repetition Interval)を可変することで、観測距離やレーダ信号レベルの改善を行っているが、このパルス幅やPRIを可変にした際に電源装置の追従時間遅れによる電圧ドロップが大きくなるという課題があった。
この発明に係るアンテナ装置は、複数の素子アンテナと、前記素子アンテナの各々に接続され、増幅器と前記増幅器を制御する制御回路部を有する複数のRFモジュールと、前記RFモジュールに接続されRF信号を分配或いは合成する給電回路部と、前記RFモジュールに電力を供給する電源装置と、前記RFモジュールと前記電源装置を制御する制御装置とを備えるアンテナ装置であって、前記電源装置は、前記制御装置から入力されるトリガ信号の波形に応じて、前記RFモジュールに供給する電圧値を設定する。
この発明に係るアンテナ装置によれば、電源装置がRF増幅器のパルス駆動状態を予測することにより、RFモジュールに印加される電源電圧をパルス幅やPRIに依らず一定以上、或いは一定に保つ効果がある。
また、電圧検出部よりフィードバックされるデータを演算回路に入力するアンテナ装置とすることにより、負荷入力端での電源電圧を安定化させる効果が得られる。
また、電圧検出部よりフィードバックされるデータを演算回路に入力するアンテナ装置とすることにより、負荷入力端での電源電圧を安定化させる効果が得られる。
実施の形態1.
以下、図を用いてこの発明に係る実施の形態1について説明する。
図1は実施の形態1によるアンテナ装置100の構成を示した図である。図2は実施の形態1のアンテナ装置100を構成するRFモジュール2の構成図である。
図1において、複数のアンテナ素子(1a、1b、・・・、1n)に各々接続されるRFモジュール(2a、2b、・・・、2n)は給電回路3と接続され、RF信号10の授受を行う。また、RFモジュール2は電源を供給されるデジタル電源装置4に接続されRFモジュールの動作に必要な供給電源9を受ける。また、RFモジュール2は制御装置6とも接続されRFモジュールの動作に必要な制御データ7b、及びパルス駆動のタイミング信号となるPRIトリガ信号8bの供給を受ける。
図2において、RFモジュール2の内部にはフェーズドアレーアンテナにおいて送信RF信号を増幅する増幅器11a、11b、RF信号の位相値を可変する移相器12、送受信のタイミングに応じて使用する増幅器を切り替えるためのRFスイッチ13a、13b、増幅器11と移相器12とRFスイッチ13を制御する制御回路14を具備している。
以下、図を用いてこの発明に係る実施の形態1について説明する。
図1は実施の形態1によるアンテナ装置100の構成を示した図である。図2は実施の形態1のアンテナ装置100を構成するRFモジュール2の構成図である。
図1において、複数のアンテナ素子(1a、1b、・・・、1n)に各々接続されるRFモジュール(2a、2b、・・・、2n)は給電回路3と接続され、RF信号10の授受を行う。また、RFモジュール2は電源を供給されるデジタル電源装置4に接続されRFモジュールの動作に必要な供給電源9を受ける。また、RFモジュール2は制御装置6とも接続されRFモジュールの動作に必要な制御データ7b、及びパルス駆動のタイミング信号となるPRIトリガ信号8bの供給を受ける。
図2において、RFモジュール2の内部にはフェーズドアレーアンテナにおいて送信RF信号を増幅する増幅器11a、11b、RF信号の位相値を可変する移相器12、送受信のタイミングに応じて使用する増幅器を切り替えるためのRFスイッチ13a、13b、増幅器11と移相器12とRFスイッチ13を制御する制御回路14を具備している。
次に本発明のアンテナ装置100の動作について説明する。
アンテナ装置100に入力されるRF信号10は、給電回路3にて分配され複数のRFモジュール2a〜2nに入力される。各々のRFモジュール2a〜2nでは制御回路部14により、移相器12により必要な移相値を与えられ、RFスイッチ13aを介して増幅器11bへ伝送される。
増幅器11bで増幅されたRF信号はRFスイッチ13bを介して、各々のRFモジュールに接続される素子アンテナ1a〜1nに伝送され、素子アンテナ1から放射される。また、受信時は、複数の素子アンテナ1にて受信したRF信号を、各々の素子アンテナ1に接続されるRFモジュール2内の増幅器11aにて増幅し、必要な移相値を与えられたのちに給電回路3に伝送される。給電回路3はRFモジュール2a〜2nから伝送されたRF信号を合成し出力する。
RFモジュール2a〜2nの各々は制御回路部14を具備しており、制御回路部14は増幅器のON/OFF信号や位相設定値の制御データ7b、及び送受信の切り替えタイミングとなるPRIトリガ8bを制御装置6から受信し、PRIトリガ8bに従うタイミングにて送信と受信を繰り返しながらRF信号の増幅を行う。
アンテナ装置100に入力されるRF信号10は、給電回路3にて分配され複数のRFモジュール2a〜2nに入力される。各々のRFモジュール2a〜2nでは制御回路部14により、移相器12により必要な移相値を与えられ、RFスイッチ13aを介して増幅器11bへ伝送される。
増幅器11bで増幅されたRF信号はRFスイッチ13bを介して、各々のRFモジュールに接続される素子アンテナ1a〜1nに伝送され、素子アンテナ1から放射される。また、受信時は、複数の素子アンテナ1にて受信したRF信号を、各々の素子アンテナ1に接続されるRFモジュール2内の増幅器11aにて増幅し、必要な移相値を与えられたのちに給電回路3に伝送される。給電回路3はRFモジュール2a〜2nから伝送されたRF信号を合成し出力する。
RFモジュール2a〜2nの各々は制御回路部14を具備しており、制御回路部14は増幅器のON/OFF信号や位相設定値の制御データ7b、及び送受信の切り替えタイミングとなるPRIトリガ8bを制御装置6から受信し、PRIトリガ8bに従うタイミングにて送信と受信を繰り返しながらRF信号の増幅を行う。
このような動作において、RFモジュール2に電源供給する電源装置4には、制御装置6から電源装置のON/OFF等の制御データ7aと、PRIトリガ8aが入力される。
PRIトリガ8aが入力されると、電源装置4の内部に具備される演算回路5は、送信パルス幅と必要な電流値から、RFモジュール2に入力される電圧のドロップ量を算出する。
演算回路5は、ドロップ量の算出において、電源装置4とRFモジュール2とを接続するハーネスの長さ、ハーネスの単位長抵抗値等を考慮する。そしてオームの法則に従いドロップ量を算出する。
このようにして算出した電圧ドロップ量を用いて、演算回路5はRFモジュール2に供給する供給電源9の電圧値を決定し、デジタル電源装置4の出力電圧値を制御する。なお、電流値は接続する負荷の特性を予め測定することで演算式に反映する。
PRIトリガ8aが入力されると、電源装置4の内部に具備される演算回路5は、送信パルス幅と必要な電流値から、RFモジュール2に入力される電圧のドロップ量を算出する。
演算回路5は、ドロップ量の算出において、電源装置4とRFモジュール2とを接続するハーネスの長さ、ハーネスの単位長抵抗値等を考慮する。そしてオームの法則に従いドロップ量を算出する。
このようにして算出した電圧ドロップ量を用いて、演算回路5はRFモジュール2に供給する供給電源9の電圧値を決定し、デジタル電源装置4の出力電圧値を制御する。なお、電流値は接続する負荷の特性を予め測定することで演算式に反映する。
図3と図4を用いて、前述の電源装置4の動作を詳しく説明する。
図3、図4において、15、15a、15bは電源装置4に入力されるPRIトリガ8aの波形、16はRFモジュール2に入力されるRF信号10の波形、17、17a、17bは供給電源9の電圧波形、18a、18bは電圧ドロップ量、30a、30bは電源装置供給電圧設定値である。
図3、図4の各波形は横軸を時間としており、PRIトリガ波形15では凸部が送信パルス幅Ptに相当する。また、RF信号波形16では膨らんでいる部分が送信RF信号16aを表しており、電源電圧波形17では高さ方向が電圧の高さを表している。
図3、図4において、15、15a、15bは電源装置4に入力されるPRIトリガ8aの波形、16はRFモジュール2に入力されるRF信号10の波形、17、17a、17bは供給電源9の電圧波形、18a、18bは電圧ドロップ量、30a、30bは電源装置供給電圧設定値である。
図3、図4の各波形は横軸を時間としており、PRIトリガ波形15では凸部が送信パルス幅Ptに相当する。また、RF信号波形16では膨らんでいる部分が送信RF信号16aを表しており、電源電圧波形17では高さ方向が電圧の高さを表している。
図3において、RF信号の前に予め複数回のPRIトリガの凸部を入力することにより、電源装置4ではPRIトリガの時間と繰り返し周期を受信し、演算回路5にて電圧ドロップ量18a、18bを算出して、設定電圧30を決定する。
図3の例では、3回目と4回目のパルスの間において、演算回路5にて電圧が設定され、供給電源9の電圧波形17が変化して出力電圧値が変化したことを示している。
ここで、電圧ドロップは、電源装置4とRFモジュール2a〜2nとの電源伝送距離に比例する。また、電源装置4はパルス動作する負荷に対して電流供給までの過渡応答が発生する為に、パルス幅が長くなるほど電圧ドロップ量が大きくなる。
これらの特性を考慮し、演算回路5が決定する電圧設定値30は、RFモジュール2の増幅特性を保証する電圧一定値に、先に演算回路にて算出した電圧ドロップ値18a、18bを加算した値とする。
図3の例では、3回目と4回目のパルスの間において、演算回路5にて電圧が設定され、供給電源9の電圧波形17が変化して出力電圧値が変化したことを示している。
ここで、電圧ドロップは、電源装置4とRFモジュール2a〜2nとの電源伝送距離に比例する。また、電源装置4はパルス動作する負荷に対して電流供給までの過渡応答が発生する為に、パルス幅が長くなるほど電圧ドロップ量が大きくなる。
これらの特性を考慮し、演算回路5が決定する電圧設定値30は、RFモジュール2の増幅特性を保証する電圧一定値に、先に演算回路にて算出した電圧ドロップ値18a、18bを加算した値とする。
具体例を次に示す。
図4において、送信パルス幅Ptが15aで示される場合、複数回のPRIトリガ入力により供給電源の電圧ドロップ量18aを演算し、設定電圧値30を30aで示される値とすることにより、供給電源電圧波形17aで示す様に送信時に電圧が下がっても一定以上の電圧を確保することができる。
図4において、送信パルス幅Ptが15aで示される場合、複数回のPRIトリガ入力により供給電源の電圧ドロップ量18aを演算し、設定電圧値30を30aで示される値とすることにより、供給電源電圧波形17aで示す様に送信時に電圧が下がっても一定以上の電圧を確保することができる。
また、図4において、送信パルス幅Ptがより長いPRIトリガ波形15bの場合には、電圧ドロップ量18bが電圧ドロップ量18aよりも大きくなる。このために、設定電圧値30を30bで示されるように30aよりも高く設定することで、送信パルス幅が長くなった場合においても、送信パルス幅の短い時と同様に所望の電圧値以上をRFモジュール入力端に印加することができる。
このように、実施の形態1に係るアンテナ装置は電源装置4内に演算回路5を備え、演算回路5は電圧ドロップ量18を予め演算して、この電圧ドロップ量18に応じて供給電源電圧波形17の設定電圧値30を設定するようにした。
以上のように電源電圧の設定を予め入力されるPRIトリガ波形を用いて算出し、設定することにより、パルス幅が変化しても負荷電圧値を最適にすることが可能であり、RF信号の増幅特性を確保したアンテナ装置を得ることができる。
また、電源装置とRFモジュールの距離に応じた電圧設定をすることが可能となるため、複数の電源装置を用いた場合おいても、接続される電源装置との距離に依存しない安定したRFモジュール特性を得ることができる。
以上のように電源電圧の設定を予め入力されるPRIトリガ波形を用いて算出し、設定することにより、パルス幅が変化しても負荷電圧値を最適にすることが可能であり、RF信号の増幅特性を確保したアンテナ装置を得ることができる。
また、電源装置とRFモジュールの距離に応じた電圧設定をすることが可能となるため、複数の電源装置を用いた場合おいても、接続される電源装置との距離に依存しない安定したRFモジュール特性を得ることができる。
実施の形態2.
実施の形態1に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図5は、この発明の実施の形態2におけるアンテナ装置の信号タイミング図である。図5において15はPRIトリガ波形であり、タイミングの途中で送信パルス幅Ptが長くなる変化をしている。なお、実施の形態1に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
また、RF信号波形16は、3回目から4回目の部分で送信パルス幅が長く変化する時点を表している。
実施の形態1に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図5は、この発明の実施の形態2におけるアンテナ装置の信号タイミング図である。図5において15はPRIトリガ波形であり、タイミングの途中で送信パルス幅Ptが長くなる変化をしている。なお、実施の形態1に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
また、RF信号波形16は、3回目から4回目の部分で送信パルス幅が長く変化する時点を表している。
本実施の形態に係るアンテナ装置は、演算回路5が演算する電圧値であって、電源装置4が出力する供給電源9の設定電圧値30を、前回に入力されるPRIトリガ信号に従い可変する構成とする。
これにより、本実施の形態に係るアンテナ装置は、送信パルス幅の変化にすみやかに追従することができるので、電源装置4が出力する電源電圧の低下によるアンテナ特性の劣化を抑えることができる。
これにより、本実施の形態に係るアンテナ装置は、送信パルス幅の変化にすみやかに追従することができるので、電源装置4が出力する電源電圧の低下によるアンテナ特性の劣化を抑えることができる。
実施の形態3.
実施の形態1、2に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図6はこの発明の実施の形態3におけるアンテナ装置の信号タイミング図である。図6において、19cはRFモジュール2の入力端での電圧波形、30cは供給電源9の設定電圧値である。なお、実施の形態1、2に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
本実施の形態に係るアンテナ装置では、PRIトリガ波形15のパルス幅および繰返し周期に基づき、演算回路5が電圧ドロップ量を計算し、電圧ドロップ量から定まる設定電圧値30cを、PRIトリガ波形15に同期して徐々に上昇するように設定する。
実施の形態1、2に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図6はこの発明の実施の形態3におけるアンテナ装置の信号タイミング図である。図6において、19cはRFモジュール2の入力端での電圧波形、30cは供給電源9の設定電圧値である。なお、実施の形態1、2に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
本実施の形態に係るアンテナ装置では、PRIトリガ波形15のパルス幅および繰返し周期に基づき、演算回路5が電圧ドロップ量を計算し、電圧ドロップ量から定まる設定電圧値30cを、PRIトリガ波形15に同期して徐々に上昇するように設定する。
本実施の形態に係るアンテナ装置によれば、RFモジュール2入力端において電圧ドロップ18が見かけ上発生していないように見えるため、電力増幅器の電圧も一定となる。また、電圧変化による特性変化が発生しないため、アンテナ特性の劣化を抑制することができる。
実施の形態4.
実施の形態1〜3に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。実施の形態1に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。実施の形態1に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図7はこの発明の実施の形態4におけるアンテナ装置の信号タイミング図である。図7において、17e、17fは電圧波形であり、20e、20fはRFモジュール2の入力端での電圧波形である。また、90は部品耐電圧値である。なお、実施の形態1〜3に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
実施の形態1〜3のように、PRIトリガ波形15のパルス幅、及び繰返し周期を演算回路にて電圧ドロップ量を計算し、設定電圧値30を電圧波形17eのように設定した場合には、RFモジュール2の入力端電圧波形は20eのように平坦となり、アンテナ特性に最適なRFモジュール出力となる。しかしながら、部品耐電圧値90を超えてしまうような場合には、使用する部品を損傷あるいは劣化させる可能性がある。
そこで、本実施の形態に係るアンテナ装置は、PRIトリガ波形15に対応する供給電源電圧波形17fは部品の耐圧値である部品耐電圧値90を超えない値として電圧波形17fを設定する。このようにして、RFモジュール2の入力端での電圧波形20fを得る。
実施の形態1〜3に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。実施の形態1に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。実施の形態1に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図7はこの発明の実施の形態4におけるアンテナ装置の信号タイミング図である。図7において、17e、17fは電圧波形であり、20e、20fはRFモジュール2の入力端での電圧波形である。また、90は部品耐電圧値である。なお、実施の形態1〜3に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
実施の形態1〜3のように、PRIトリガ波形15のパルス幅、及び繰返し周期を演算回路にて電圧ドロップ量を計算し、設定電圧値30を電圧波形17eのように設定した場合には、RFモジュール2の入力端電圧波形は20eのように平坦となり、アンテナ特性に最適なRFモジュール出力となる。しかしながら、部品耐電圧値90を超えてしまうような場合には、使用する部品を損傷あるいは劣化させる可能性がある。
そこで、本実施の形態に係るアンテナ装置は、PRIトリガ波形15に対応する供給電源電圧波形17fは部品の耐圧値である部品耐電圧値90を超えない値として電圧波形17fを設定する。このようにして、RFモジュール2の入力端での電圧波形20fを得る。
このように本実施の形態に係るアンテナ装置によれば、RFモジュール2の入力端においては電圧ドロップが発生し、電圧低下による特性劣化が若干発生したとしても、アンテナ装置を構成する部品が破損し、或いは部品の破損による性能劣化を抑制することができる。
また、電源装置に接続される幾つかのRFモジュールが故障した場合において、電流値の低下による電圧ドロップ量の低下となった場合においても、設定電圧値が過度に上昇することなく、アンテナ構成品を破損、或いは性能劣化を抑制する効果が得られる。
また、電源装置に接続される幾つかのRFモジュールが故障した場合において、電流値の低下による電圧ドロップ量の低下となった場合においても、設定電圧値が過度に上昇することなく、アンテナ構成品を破損、或いは性能劣化を抑制する効果が得られる。
実施の形態5.
実施の形態1〜4に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図8は、この発明の実施の形態5におけるアンテナ装置の構成図である。
図8で示したアンテナ装置の図1からの変更点は、制御装置6から電源装置4へ入力されるPRIトリガ8をPRIトリガ番号28とした点、電源装置4を構成する演算装置5を、記憶装置21に置き換えた点である。なお、実施の形態1〜4に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
電源装置4の記憶装置21と制御装置6には、PRIトリガ8の送信パルス幅Ptと、前記送信パルス幅Ptを有するPRIトリガ8に関連付けされたPRIトリガ番号28とが組み合わされた共通のPRIトリガのリスト29が記憶されており、電源装置4は、制御装置6から、現在制御装置6が出力するPRIトリガ8の送信パルス幅Ptに対応するPRIトリガ番号28を入力することにより、制御装置6のPRIトリガ8の送信パルス幅Ptを取得できる。
実施の形態1〜4に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図8は、この発明の実施の形態5におけるアンテナ装置の構成図である。
図8で示したアンテナ装置の図1からの変更点は、制御装置6から電源装置4へ入力されるPRIトリガ8をPRIトリガ番号28とした点、電源装置4を構成する演算装置5を、記憶装置21に置き換えた点である。なお、実施の形態1〜4に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
電源装置4の記憶装置21と制御装置6には、PRIトリガ8の送信パルス幅Ptと、前記送信パルス幅Ptを有するPRIトリガ8に関連付けされたPRIトリガ番号28とが組み合わされた共通のPRIトリガのリスト29が記憶されており、電源装置4は、制御装置6から、現在制御装置6が出力するPRIトリガ8の送信パルス幅Ptに対応するPRIトリガ番号28を入力することにより、制御装置6のPRIトリガ8の送信パルス幅Ptを取得できる。
このように本実施の形態に係るアンテナ装置では、電源装置4に入力されるPRIトリガをリアルタイムに検波して必要な設定電源電圧値を演算する必要がなくなるため、電源装置4を小型化することができる。
また、本実施の形態に係るアンテナ装置によれば、PRIトリガ8がノイズ等の影響で伝送エラーが発生した場合においても、RFモジュールに安定して供給する効果が得られる。
さらに、PRIトリガ検波及び演算時間を削減し、PRIトリガ幅変化時の電圧設定値のリアルタイム反映によるRFモジュールの特性劣化を抑制する効果を奏することができる。
また、本実施の形態に係るアンテナ装置によれば、PRIトリガ8がノイズ等の影響で伝送エラーが発生した場合においても、RFモジュールに安定して供給する効果が得られる。
さらに、PRIトリガ検波及び演算時間を削減し、PRIトリガ幅変化時の電圧設定値のリアルタイム反映によるRFモジュールの特性劣化を抑制する効果を奏することができる。
実施の形態6.
実施の形態1〜5に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図9は、この発明の実施の形態6におけるアンテナ装置の構成図である。図9において、22は電圧検出部、23は電源装置4に入力する電圧検出部22にて検出した結果データである。なお、実施の形態1〜5に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
実施の形態1〜5に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図9は、この発明の実施の形態6におけるアンテナ装置の構成図である。図9において、22は電圧検出部、23は電源装置4に入力する電圧検出部22にて検出した結果データである。なお、実施の形態1〜5に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
本実施の形態に係るアンテナ装置は、電圧検出部22が電源装置4の電源電圧値をモニタし、電源装置4は電圧検出部22からモニタの結果を入力して、電流の増減やPRIトリガ8のパルス幅による電圧降下量の算出結果と実測値を演算回路で比較し、その差分を補正するようにした。
これにより、本実施の形態に係るアンテナ装置は、RFモジュール2の入力端での電圧値をより設定値に近づける効果が得られる。
また、本実施の形態に係るアンテナ装置によれば、電源装置4に接続されるRFモジュール2のうちの幾つかのRFモジュール2が故障した場合に、電流値の低下により電圧ドロップ量18が低下する場合においても、設定電圧値30が過度に上昇することを抑えて、アンテナ装置の構成品が破損することを抑制し、或いは構成品の性能劣化を抑制する効果が得られる。
また、本実施の形態に係るアンテナ装置によれば、電源装置4に接続されるRFモジュール2のうちの幾つかのRFモジュール2が故障した場合に、電流値の低下により電圧ドロップ量18が低下する場合においても、設定電圧値30が過度に上昇することを抑えて、アンテナ装置の構成品が破損することを抑制し、或いは構成品の性能劣化を抑制する効果が得られる。
実施の形態7.
実施の形態1〜6に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図10はこの発明の実施の形態7におけるアンテナ装置の構成図である。図11は実施の形態7を構成するRFモジュール42(42a、42b、・・・、42n)の構成図である。図11において、RFモジュール42の内部には電源電圧の電圧検出部22を備え、その電圧検出の結果23を電源装置4へ出力しフィードバックする構成としたものである。なお、実施の形態1〜6に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
実施の形態1〜6に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図10はこの発明の実施の形態7におけるアンテナ装置の構成図である。図11は実施の形態7を構成するRFモジュール42(42a、42b、・・・、42n)の構成図である。図11において、RFモジュール42の内部には電源電圧の電圧検出部22を備え、その電圧検出の結果23を電源装置4へ出力しフィードバックする構成としたものである。なお、実施の形態1〜6に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
このように、本実施の形態に係るアンテナ装置は、電源電圧値電源装置4の供給電源9を増幅器11aまたは11bへ供給する直前に電圧をモニタし、電流の増減及びPRIトリガ8のパルス幅による電圧降下量の算出結果と実測値を演算回路で比較し、差分を補正する。
これにより、電圧検出部22とRFモジュール42との距離差による検出誤差が発生せず、増幅器11の入力端での電圧値を更に設定値に近づける効果も得られる。
実施の形態8.
実施の形態1〜7に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図12はこの発明の実施の形態8におけるアンテナ装置の構成図である。図12において、24はシステム制御装置から電源装置へ送出する制御コマンドデータである。制御コマンドデータ24は電源装置内の記憶装置に格納されているPRIトリガに対応した電源電圧設定値を変更する為に必要なデータ群である。また、25はシステム制御装置である。なお、実施の形態1〜7に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
実施の形態1〜7に係るアンテナ装置と異なる点について、以下説明する。図12はこの発明の実施の形態8におけるアンテナ装置の構成図である。図12において、24はシステム制御装置から電源装置へ送出する制御コマンドデータである。制御コマンドデータ24は電源装置内の記憶装置に格納されているPRIトリガに対応した電源電圧設定値を変更する為に必要なデータ群である。また、25はシステム制御装置である。なお、実施の形態1〜7に係るアンテナ装置の構成と同一または同等の構成には同一の番号を付して、その説明を省略する。
本実施の形態に係るアンテナ装置は、このように構成することにより、システム制御装置25より、電源装置4内に具備する記憶装置21のPRIトリガに対応した設定電源データをコマンドにより変更すること可能となる。
このようにアンテナ装置製造の特性検証後に設定電圧値を変更することが可能となったことで、RFモジュール特性を所望の値に近づけアンテナ特性を向上する効果が得られる。
なお、本構成における記憶装置28を演算回路5とし、PRIトリガ番号28をPRIトリガ8とし、設定電源データの代わりに、演算式または演算補正値を制御コマンドデータ28で送信するようにした場合も、同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、システム制御装置25が遠隔操作が可能な通信機能を有することにより、宇宙空間等においても同様の効果を得られることは言うまでもない。
このようにアンテナ装置製造の特性検証後に設定電圧値を変更することが可能となったことで、RFモジュール特性を所望の値に近づけアンテナ特性を向上する効果が得られる。
なお、本構成における記憶装置28を演算回路5とし、PRIトリガ番号28をPRIトリガ8とし、設定電源データの代わりに、演算式または演算補正値を制御コマンドデータ28で送信するようにした場合も、同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、システム制御装置25が遠隔操作が可能な通信機能を有することにより、宇宙空間等においても同様の効果を得られることは言うまでもない。
なお、上述の本発明に係る実施の形態の説明では、送信と受信を行うレーダについて説明を行ったが、送信のみのレーダや通信装置、受信のみのレーダや通信装置においても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
1 アンテナ素子、2、42 RFモジュール、3 給電回路、4 デジタル電源装置(電源装置)、5 演算回路、6 制御装置、7 制御データ、8 PRIトリガ、9 供給電源、10 RF信号、11 RF増幅器、12 移相器、13 RFスイッチ、14 制御回路、15 PRIトリガ波形、16 RF信号波形、16a 送信RF信号、17 供給電源電圧波形、18 電圧ドロップ量、19 供給電源電圧波形、20 RFモジュール入力端電圧波形、21 記憶装置、22 電圧検出部、23 電圧検出結果データ、24 制御コマンドデータ、25 システム制御装置、28 PRIトリガ番号データ、29 PRIトリガのリスト、30、30a、30b 設定電圧値、90 部品耐電圧値、100 アンテナ装置、Pt 送信パルス幅。
Claims (7)
- 複数の素子アンテナと、
前記素子アンテナの各々に接続され、増幅器と前記増幅器を制御する制御回路部を有する複数のRFモジュールと、
前記RFモジュールに接続されRF信号を分配或いは合成する給電回路部と、
前記RFモジュールに電力を供給する電源装置と、
前記RFモジュールと前記電源装置に対して制御データとトリガ信号を送信し、前記RFモジュールと前記電源装置を制御する制御装置と、
を備えるアンテナ装置であって、
前記電源装置は、前記制御装置から入力されるトリガ信号の波形に応じて、前記RFモジュールに供給する電圧値を設定することを特徴とするアンテナ装置。 - 前記電源装置は、前記トリガ信号のパルス幅を用いて電圧ドロップ量を算出し、前記電圧ドロップ量による電圧低下を補償可能な電圧を算出して前記RFモジュールに供給する電圧値に設定することを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記電源装置は、前記トリガ信号が入力されるタイミングごとに、前記電圧値をあらたに設定することを特徴とする請求項1、2いずれか記載のアンテナ装置。
- 複数の素子アンテナと、
前記素子アンテナの各々に接続され、増幅器と前記増幅器を制御する制御回路部を有する複数のRFモジュールと、
前記RFモジュールに接続されRF信号を分配或いは合成する給電回路部と、
前記RFモジュールに電力を供給する電源装置と、
前記電源装置に制御データを送信し、前記RFモジュールに制御データとトリガ信号を送信して前記RFモジュールと前記電源装置を制御する制御装置と、
を備えるアンテナ装置であって、
前記電源装置と前記制御装置は、前記トリガ信号の波形と、前記波形を有するトリガ信号に関連付けされたトリガ番号とが組み合わされた共通リスト29を備え、前記電源装置は前記制御装置から入力する、前記トリガ信号に対応するトリガ番号に基づき、前記制御装置が出力するトリガ信号の波形を取得し、前記RFモジュールに供給する電圧値を設定することを特徴とするアンテナ装置。 - 前記電源装置が出力する電圧を検出する電圧検出部を備え、前記電圧検出部で検出した前記電圧ドロップ量による電圧低下の検出結果と算出結果との差分を求め、前記差分に基づき前記電圧値を補正することを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のアンテナ装置。
- 前記RFモジュールは前記電源装置から入力する電圧を検出し、検出した前記電圧の値を前記電源装置に出力する電圧検出部を備え、
前記電源装置は前記電圧検出部からの電圧の値と算出結果との差分を求め、前記差分に基づき前記電圧値を補正することを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のアンテナ装置。 - 前記電源装置に対して制御コマンドを送出するシステム制御装置と、
前記制御コマンドにより、前記電源装置は前記RFモジュールに供給する電圧値を書き換え可能であることを特徴とする請求項1〜6いずれか記載のアンテナ装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017161359A (ja) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 株式会社東芝 | アンテナ装置及びアレイアンテナ装置 |
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- 2014-04-03 JP JP2014076608A patent/JP2015197404A/ja active Pending
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