JP3153909B2 - Active phased array antenna - Google Patents

Active phased array antenna

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JP3153909B2
JP3153909B2 JP35049397A JP35049397A JP3153909B2 JP 3153909 B2 JP3153909 B2 JP 3153909B2 JP 35049397 A JP35049397 A JP 35049397A JP 35049397 A JP35049397 A JP 35049397A JP 3153909 B2 JP3153909 B2 JP 3153909B2
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政昭 菅野
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブフェー
ズドアレイアンテナに関し、特に、レーダおよび広帯域
送信の共用が可能なアクティブフェーズドアレイアンテ
ナに関する。
The present invention relates to an active phased array antenna, and more particularly to an active phased array antenna capable of sharing radar and wideband transmission.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のアクティブフェーズドア
レイアンテナは、特開平4−35203号公報に開示さ
れているように、単一の周波数帯域のみで使用可能に設
計された送受信モジュールが用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of active phased array antenna, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-35203, a transmitting / receiving module designed to be usable only in a single frequency band is used. I have.

【0003】図8は、従来の送受信モジュールの構成を
示す図であり、送受信モジュール800は、移相器80
1、スイッチ802および804、高出力増幅器803
および低雑音増幅器805を備えている。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional transmitting / receiving module. A transmitting / receiving module 800 includes a phase shifter 80.
1, switches 802 and 804, high power amplifier 803
And a low noise amplifier 805.

【0004】励振信号を送信する場合は、入出力端子2
09から入力された励振信号が移相器801によって所
望の位相に制御され高出力増幅器803で増幅された
後、素子アンテナへ出力される。受信時には、素子アン
テナで受信した受信信号が低雑音増幅器805で増幅さ
れた後、移相器801を通って位相制御されて入出力端
子209から出力される。スイッチ802および804
は、送信時および受信時に応じて伝送ラインを切り換え
る。
When transmitting an excitation signal, an input / output terminal 2
The excitation signal input from 09 is controlled to a desired phase by the phase shifter 801, amplified by the high-power amplifier 803, and then output to the element antenna. At the time of reception, the received signal received by the element antenna is amplified by the low noise amplifier 805, the phase is controlled through the phase shifter 801, and output from the input / output terminal 209. Switches 802 and 804
Switches transmission lines according to transmission and reception.

【0005】図9は、この送受信モジュールが適用され
たアクティブフェーズドアレイアンテナの構成を示す図
であり、このアンテナは、低域用と高域用の2つの周波
数帯域で共用することができる。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an active phased array antenna to which the transmission / reception module is applied. This antenna can be shared by two frequency bands for a low band and a high band.

【0006】低域用の系統は、低域用給電回路901、
低域用送受信モジュール902および低域用素子アンテ
ナ903により構成されており、一方、高域用の系統
も、高域用給電回路904、高域用送受信モジュール9
05および高域用素子アンテナ906により構成されて
いる。すなわち、高域用と低域用とで、それぞれ別々の
素子アンテナ、送受信モジュールおよび給電回路が必要
となる。
The low frequency system includes a low frequency power supply circuit 901,
It comprises a low-frequency transmission / reception module 902 and a low-frequency element antenna 903, while the high-frequency system also includes a high-frequency power supply circuit 904 and a high-frequency transmission / reception module 9.
05 and a high-frequency element antenna 906. That is, separate element antennas, transmission / reception modules, and power supply circuits are required for the high band and the low band, respectively.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】レーダの場合、高周波
電力を放射し、目標物からの反射電力を受信するため、
2way(往復)分の電力が必要となる。そのため、送
受信モジュールの電力増幅器を狭帯域のものとし高出力
を得る必要がある。一方、広帯域送信の場合は、相手目
標に対して広帯域電波を放射する目的で使用されるた
め、広い帯域で高周波電力を出力する必要がある。
In the case of a radar, since high-frequency power is radiated and reflected power from a target is received,
Two-way (round-trip) power is required. Therefore, it is necessary to obtain a high output by setting the power amplifier of the transmitting / receiving module to have a narrow band. On the other hand, in the case of broadband transmission, since it is used for the purpose of radiating broadband radio waves to a target of the other party, it is necessary to output high-frequency power in a wide band.

【0008】したがって、狭帯域に設計されているレー
ダ用の送受信モジュールは、広帯域を必要とするものに
は使用できない。
Therefore, a transmitting / receiving module for radar designed for a narrow band cannot be used for a device requiring a wide band.

【0009】また、広帯域送信では、相手目標に対して
広帯域電波を放射するだけであるため、1way(往
路)分の電力だけでよく、レーダのように高出力が必要
とされない。したがって、低出力の広帯域電力増幅器を
使用することが可能であるが、レーダの場合、高出力が
必要とされるため、低出力の広帯域電力増幅器を用いて
送受信モジュールを構成すると、非常に多くの増幅器が
必要となり、装置が大型化してしまう。
Further, in the broadband transmission, only a wideband radio wave is radiated to a target of the other party, so that only one-way (outward) power is required, and a high output unlike a radar is not required. Therefore, it is possible to use a low-power broadband power amplifier. However, in the case of a radar, a high power is required. An amplifier is required, and the device becomes large.

【0010】したがって、レーダ用と広帯域送信用とで
それぞれに適した別々のアンテナを用意する必要があ
り、装置の大型化、高コスト化を招いている。
[0010] Therefore, it is necessary to prepare separate antennas suitable for radar and for broadband transmission, respectively, which leads to an increase in size and cost of the apparatus.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のアクティブフェーズドアレイアンテナ
は、複数の素子アンテナと、その素子アンテナごとに設
けられ、素子アンテナへの送信信号および素子アンテナ
からの受信信号を増幅および位相制御を行う送受信モジ
ュールと、送受信モジュールへの高周波信号の分配およ
び送受信モジュールからの高周波信号の合成を行う分配
合成器とを備えるアクティブフェーズドアレイアンテナ
であって、送受信モジュールが、狭帯域電力増幅器と、
広帯域電力増幅器と、広帯域電力増幅器のみを用いて送
信信号を広帯域で出力する第1の状態および狭帯域電力
増幅器を用いて送信信号を狭帯域で出力する第2の状態
とを切り換える切換手段とを備えるものである。
In order to solve the above problems, an active phased array antenna according to the present invention is provided with a plurality of element antennas, and is provided for each of the element antennas. An active phased array antenna comprising a transmitting / receiving module for amplifying and controlling the phase of a received signal from the transmitting / receiving module, and a distributing / combining unit for distributing a high-frequency signal to the transmitting / receiving module and synthesizing a high-frequency signal from the transmitting / receiving module But with a narrow band power amplifier,
A wideband power amplifier, and switching means for switching between a first state in which the transmission signal is output in a wide band using only the wideband power amplifier and a second state in which the transmission signal is output in a narrow band using the narrowband power amplifier. It is provided.

【0012】これにより、第1の状態では、広帯域送信
として、また、第2の状態では、レーダとして共用する
ことが可能となる。
[0012] Thus, in the first state, it can be used as broadband transmission, and in the second state, it can be used as radar.

【0013】また、広帯域電力増幅器と狭帯域電力増幅
器とを直列に接続することによって、第2の状態、すな
わち、レーダ送信時には、より高出力の信号を出力する
ことが可能となる。
Further, by connecting the wide band power amplifier and the narrow band power amplifier in series, it is possible to output a higher output signal in the second state, that is, during radar transmission.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0015】本発明の第1の実施形態では、送受信モジ
ュールの送信系に狭帯域電力増幅器と広帯域電力増幅器
が設けられる。そして、スイッチを操作することによ
り、送信側最終段の電力増幅器として狭帯域電力増幅器
あるいは広帯域電力増幅器のいずれかを選択切り換えす
る。レーダとして用いる場合には、最終段に狭帯域電力
増幅器が接続されるように、また、広帯域送信用として
用いる場合には、最終段に広帯域電力増幅器が接続され
るように、スイッチを切り換えるものである。
In the first embodiment of the present invention, a narrow-band power amplifier and a wide-band power amplifier are provided in a transmission system of a transmission / reception module. By operating the switch, either the narrow band power amplifier or the wide band power amplifier is selectively switched as the power amplifier at the last stage on the transmission side. When used as a radar, a switch is switched so that a narrow band power amplifier is connected to the last stage, and when used for wide band transmission, a wide band power amplifier is connected to the last stage. is there.

【0016】図1は、本実施形態のアクティブフェーズ
ドアレイアンテナの構成を示す図であり、送受信モジュ
ール102は、複数の素子アンテナ101それぞれに設
けられ、各素子アンテナ101へ送られる送信信号およ
び各素子アンテナ101で受信された受信信号を増幅お
よび位相制御する。分配合成器103は、各送受信モジ
ュール102への高周波(RF)信号の分配および送受
信モジュール102からのRF信号の合成を行う。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an active phased array antenna of the present embodiment. A transmitting / receiving module 102 is provided for each of a plurality of element antennas 101, and a transmission signal transmitted to each element antenna 101 and each element The signal received by the antenna 101 is amplified and phase-controlled. The distribution / synthesizer 103 distributes a high-frequency (RF) signal to each transmission / reception module 102 and combines the RF signals from the transmission / reception module 102.

【0017】レーダ用送受信機106からのレーダ用送
信信号は、分配合成器103に入力され、各送受信モジ
ュール102に分配されて増幅および位相制御された
後、素子アンテナ101から放射される。一方、素子ア
ンテナ101を介して送受信モジュール102で受信さ
れ増幅された受信信号は、分配合成器103で合成され
た後、レーダ用送受信機106へ送られる。
The radar transmission signal from the radar transceiver 106 is input to the distribution / synthesizer 103, distributed to each transmission / reception module 102, amplified and controlled in phase, and radiated from the element antenna 101. On the other hand, the reception signal received and amplified by the transmission / reception module 102 via the element antenna 101 is combined by the distribution / combination unit 103 and then sent to the radar transceiver 106.

【0018】また、広帯域送信用送信機105からの広
帯域送信用送信信号が分配合成器103に入力され、各
送受信モジュール102で増幅および位相制御され素子
アンテナ101から放射される。
A transmission signal for broadband transmission from a transmitter for wideband transmission 105 is input to a distributor / synthesizer 103, amplified and phase-controlled by each transmission / reception module 102, and radiated from an element antenna 101.

【0019】分配合成器103とレーダ用送受信機10
6または広帯域送信用送信機105との伝送ラインは切
換スイッチ104で切り換えられる。
Distribution Combiner 103 and Radar Transceiver 10
6 or the transmission line with the broadband transmission transmitter 105 is switched by the changeover switch 104.

【0020】図2は、本発明の第1の実施形態のアクテ
ィブフェーズドアレイアンテナに適用される送受信モジ
ュールの構成を示す図であり、送受信の切り換えを行う
スイッチ202と、位相制御するための移相器201
と、広帯域送信用およびレーダ用として用いられる広帯
域電力増幅器203と、レーダ用の最終段電力増幅器と
して用いられる狭帯域電力増幅器205とを備える。さ
らに、狭帯域電力増幅器205をバイパスするために用
いられるスイッチ204およびスイッチ206と、送信
信号と受信信号の伝送ラインを切り分けるサーキュレー
タ207と、受信信号用の低雑音増幅器208とを備え
る。なお、狭帯域電力増幅器205および広帯域電力増
幅器203は、図3に示すように異なった特性を有して
いる。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a transmission / reception module applied to the active phased array antenna according to the first embodiment of the present invention, in which a switch 202 for switching transmission and reception and a phase shift for phase control are shown. Vessel 201
And a wideband power amplifier 203 used for wideband transmission and radar, and a narrowband power amplifier 205 used as a final-stage power amplifier for radar. It further includes a switch 204 and a switch 206 used to bypass the narrowband power amplifier 205, a circulator 207 for separating transmission lines for transmission signals and reception signals, and a low-noise amplifier 208 for reception signals. The narrow band power amplifier 205 and the wide band power amplifier 203 have different characteristics as shown in FIG.

【0021】本実施形態の送受信モジュールをレーダ用
として使用する場合には、入出力端子209から入力さ
れた励信信号が移相器201を通って広帯域電力増幅器
203および狭帯域電力増幅器205の双方で増幅され
た後、サーキュレータ207を通って、素子アンテナ1
01から放射される。その際、スイッチ204およびス
イッチ206は、図2中、a側に切り換えられている。
When the transmitting / receiving module of the present embodiment is used for radar, the excitation signal input from the input / output terminal 209 passes through the phase shifter 201 to both the wideband power amplifier 203 and the narrowband power amplifier 205. After being amplified by the circulator 207, the element antenna 1
Emitted from 01. At this time, the switches 204 and 206 are switched to the “a” side in FIG.

【0022】素子アンテナ101で受信された受信信号
は、サーキュレータ207で受信伝送ラインに入り、低
雑音増幅器208で増幅される。さらに、移相器201
を通って入出力端子209へ出力される。なお、スイッ
チ202は、送受信の切り換えを行うものであり、a側
に切り換えられている状態の場合には、送信、b側に切
り換えられている場合には、受信が行われることにな
る。
A received signal received by the element antenna 101 enters a reception transmission line by a circulator 207 and is amplified by a low noise amplifier 208. Further, the phase shifter 201
And output to the input / output terminal 209. The switch 202 switches between transmission and reception. When the switch is switched to the a side, transmission is performed, and when the switch is switched to the b side, reception is performed.

【0023】一方、本実施形態の送受信モジュール10
2を広帯域送信用として使用する場合には、スイッチ2
04および206は、共に図2中、b側に切り換えられ
る。そして、入出力端子209から入力された励振信号
は、移相器201を通って広帯域電力増幅器203によ
って増幅された後、狭帯域電力増幅器205を介するこ
となく、サーキュレータ207を通って素子アンテナ1
01から放射される。
On the other hand, the transmitting / receiving module 10 of the present embodiment
2 is used for broadband transmission, switch 2
Both 04 and 206 are switched to the b side in FIG. The excitation signal input from the input / output terminal 209 passes through the phase shifter 201, is amplified by the wideband power amplifier 203, and then passes through the circulator 207 without passing through the narrowband power amplifier 205.
Emitted from 01.

【0024】このように、送受信モジュールをレーダ用
として用いる場合には、広帯域電力増幅器および狭帯域
電力増幅器の双方により励振信号を増幅し、一方、広帯
域送信用として用いる場合には、広帯域電力増幅器のみ
により励振信号を増幅するように構成することによっ
て、レーダと広帯域送信とで共用可能となる。そして、
このような送受信モジュールをフェーズドアレイアンテ
ナに備えることによって、レーダと広帯域送信とで共用
することができる。
As described above, when the transmitting / receiving module is used for radar, the excitation signal is amplified by both the wide band power amplifier and the narrow band power amplifier, while when used for wide band transmission, only the wide band power amplifier is used. By amplifying the excitation signal by the above, the radar and the broadband transmission can be shared. And
By providing such a transmission / reception module in the phased array antenna, it can be shared by radar and wideband transmission.

【0025】また、図2を参照すると、レーダ用として
送受信モジュールを用いる場合、広帯域電力増幅器20
3と狭帯域電力増幅器205とが直列で接続されてい
る。したがって、励振信号は、2つの増幅器で増幅され
ることになるため、レーダとしての高出力性能を向上さ
せることができる。
Referring to FIG. 2, when a transmitting / receiving module is used for radar, a wideband power amplifier 20 is used.
3 and the narrow-band power amplifier 205 are connected in series. Therefore, since the excitation signal is amplified by the two amplifiers, the high output performance as a radar can be improved.

【0026】なお、本実施形態では、広帯域電力増幅器
と狭帯域電力増幅器とを直列に接続させているが、これ
らを並列に接続し、レーダ用として用いる場合には、狭
帯域電力増幅器のみを、また、広帯域送信用として用い
る場合には、広帯域電力増幅器のみを用いるようにスイ
ッチ等で切り換える構成とすることも可能である。
In this embodiment, the wide-band power amplifier and the narrow-band power amplifier are connected in series. However, when these are connected in parallel and used for radar, only the narrow-band power amplifier is used. When used for broadband transmission, it is also possible to adopt a configuration in which a switch or the like is used to use only a wideband power amplifier.

【0027】レーダと広帯域送信との切り換え、すなわ
ち、スイッチ202、204および206の切り換え
は、オペレータの選択による切り換えあるいは外部から
入力されるタイミング信号による自動切り換えのいずれ
でもかまわない。ここで、レーダと広帯域送信との自動
切り換えのタイミングは、図4に示すように、レーダと
広帯域送信とが重ならないよう設定される。
The switching between the radar and the broadband transmission, that is, the switching of the switches 202, 204 and 206 may be either switching by operator selection or automatic switching by a timing signal input from the outside. Here, the timing of the automatic switching between the radar and the broadband transmission is set so that the radar and the wideband transmission do not overlap as shown in FIG.

【0028】次に、本発明の第2の実施形態について図
5および図6を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0029】図5は、本実施形態で適用される送受信モ
ジュールの構成を示す図であり、前述の図2に示された
送受信モジュールの構成と重複する部分の詳細な説明は
省略する。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the transmission / reception module applied in this embodiment, and a detailed description of the same parts as those of the transmission / reception module shown in FIG. 2 will be omitted.

【0030】図5を参照すると、スイッチ501には、
切換点が3つ備えられており、スイッチ501がa側に
切り換えられている場合には、スイッチ206もa側に
切り換えられ、入出力端子209から入力された励振信
号は、狭帯域高出力で送信される。一方、スイッチ50
1がb側に切り換えられている場合には、スイッチ20
6もb側に切り換えられ、励振信号は、広帯域で出力さ
れる。また、スイッチ501がc側に切り換えられてい
る場合には、終端器502により送信電力は吸収され、
送信モジュール102からは励振信号は送信されない。
Referring to FIG. 5, the switch 501 includes:
When three switching points are provided and the switch 501 is switched to the a side, the switch 206 is also switched to the a side, and the excitation signal input from the input / output terminal 209 has a narrow band high output. Sent. On the other hand, switch 50
1 is switched to the b side, the switch 20
6 is also switched to the b side, and the excitation signal is output in a wide band. When the switch 501 is switched to the c side, the transmission power is absorbed by the terminator 502,
No excitation signal is transmitted from the transmission module 102.

【0031】図6は、図5に示す送受信モジュールを適
用したアクティブフェーズドアレイアンテナの構成を示
す図であり、送信モジュールとして図5に示す構成のも
のを適用する点以外は、前述の図1に示す構成と同様で
あるため、重複部分の説明は省略する。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an active phased array antenna to which the transmission / reception module shown in FIG. 5 is applied, except that the transmission module having the configuration shown in FIG. 5 is applied to FIG. Since the configuration is the same as that shown, the description of the overlapping part will be omitted.

【0032】本実施形態では、アクティブフェーズドア
レイアンテナがレーダとして機能する場合には、全ての
送受信モジュール102において、スイッチ501およ
び206がa側に切り換えられている。そして、入出力
端子209から入力される励振信号は、広帯域電力増幅
器203および狭帯域電力増幅器205の双方で増幅さ
れた後、素子アンテナ101から放射される。レーダ受
信時の動作は、前述の第1の実施形態と同様であるため
説明は省略する。
In this embodiment, when the active phased array antenna functions as a radar, the switches 501 and 206 of all the transmitting / receiving modules 102 are switched to the a side. The excitation signal input from the input / output terminal 209 is amplified by both the wideband power amplifier 203 and the narrowband power amplifier 205, and then radiated from the element antenna 101. The operation at the time of radar reception is the same as that of the first embodiment described above, and the description is omitted.

【0033】一方、アクティブフェーズドアレイアンテ
ナが広帯域送信として機能する場合には、図6中、中央
に配列されている複数の素子アンテナ601に接続され
た斜線が施されている送受信モジュール602では、ス
イッチ501および206はb側に切り換えられる。し
たがって、これらの送受信モジュール602では、入出
力端子209から入力される励振信号は、広帯域電力増
幅器205で増幅された後、素子アンテナ601から放
射される。また、図6中、周辺部分に配列されている素
子アンテナ101に接続された斜線が施されていない送
受信モジュール102では、スイッチ501はc側に切
り換えられる。すなわち、周辺部分に配列された送受信
モジュール102からは信号が送信されないようにスイ
ッチ501が切り換えられる。
On the other hand, when the active phased array antenna functions as a broadband transmission, the transmission / reception module 602, which is connected to a plurality of element antennas 601 arranged in the center and shaded in FIG. 501 and 206 are switched to the b side. Therefore, in these transmitting / receiving modules 602, the excitation signal input from the input / output terminal 209 is radiated from the element antenna 601 after being amplified by the wideband power amplifier 205. Also, in FIG. 6, in the transmission / reception module 102 connected to the element antennas 101 arranged in the periphery and not shaded, the switch 501 is switched to the side c. That is, the switch 501 is switched so that no signal is transmitted from the transmission / reception modules 102 arranged in the peripheral portion.

【0034】この結果、広帯域送信として機能する場
合、アクティブフェーズドアレイアンテナの開口が小さ
くなり、アンテナパターンのビーム幅が広がる。したが
って、一度に広角度の範囲への妨害を行うことができ
る。
As a result, when functioning as broadband transmission, the aperture of the active phased array antenna is reduced, and the beam width of the antenna pattern is increased. Therefore, it is possible to perform a disturbance to a wide angle range at a time.

【0035】また、レーダとして機能する場合には、全
ての素子アンテナ101でレーダ送信が行われるため、
レーダビームの指向性が低下することはない。
When functioning as a radar, all element antennas 101 perform radar transmission.
The directivity of the radar beam does not decrease.

【0036】このように、各々の素子アンテナに与える
送信電力を送受信モジュールを制御することによって変
化させることにより、用途毎に適した所望のビーム幅の
パターンを得ることができる。
As described above, by changing the transmission power given to each element antenna by controlling the transmission / reception module, it is possible to obtain a desired beam width pattern suitable for each application.

【0037】次に、本発明の第3の実施形態について図
7を参照して説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0038】本実施形態において、レーダ用の送信時
は、スイッチ701〜706の全てがa側に切り換えら
れている。入出力端子209から入力される励振信号
は、移相器201でビーム走査に必要な所望の位相に制
御され、広帯域電力増幅器203および狭帯域電力増幅
器205で増幅された後、素子アンテナ101から放射
される。最終段の電力増幅器が狭帯域であるため、レー
ダとしての狭帯域高出力の送信が行うことができる。
In this embodiment, during radar transmission, all of the switches 701 to 706 are switched to the a side. The excitation signal input from the input / output terminal 209 is controlled to a desired phase required for beam scanning by the phase shifter 201, amplified by the wideband power amplifier 203 and the narrowband power amplifier 205, and then radiated from the element antenna 101. Is done. Since the power amplifier in the final stage has a narrow band, it is possible to transmit a narrow band high output as a radar.

【0039】また、広帯域の送信時は、スイッチ70
1、スイッチ702、スイッチ705およびスイッチ7
06がa側に切り換えられ、スイッチ703およびスイ
ッチ704はb側に切り換えられる。入出力端子209
から入力される励振信号は、移相器201で位相制御さ
れ、広帯域電力増幅器203で増幅された後、狭帯域電
力増幅器205のバイパスラインを通って、素子アンテ
ナ101へ出力される。最終段の電力増幅器が広帯域で
あるため、広帯域送信用としての広帯域出力を行うこと
ができる。
When transmitting over a wide band, the switch 70
1, switch 702, switch 705 and switch 7
06 is switched to the a side, and the switches 703 and 704 are switched to the b side. I / O terminal 209
The excitation signal input from the phase shifter 201 is phase-controlled by the phase shifter 201, amplified by the wideband power amplifier 203, and then output to the element antenna 101 through the bypass line of the narrowband power amplifier 205. Since the final stage power amplifier has a wide band, a wide band output for wide band transmission can be performed.

【0040】また、レーダ用の受信時は、スイッチ70
1、スイッチ702、スイッチ705およびスイッチ7
06がb側に切り換えられる。素子アンテナ101で受
信された受信信号は、低雑音増幅器208で増幅された
後、移相器201で位相制御され、可変減衰器707で
振幅制御されて入出力端子209から出力される。
At the time of radar reception, the switch 70
1, switch 702, switch 705 and switch 7
06 is switched to the b side. The received signal received by the element antenna 101 is amplified by the low-noise amplifier 208, phase-controlled by the phase shifter 201, amplitude-controlled by the variable attenuator 707, and output from the input / output terminal 209.

【0041】受信信号のレベルを可変減衰器707によ
り制御することによって、受信信号の感度を最適なもの
とすることができ、より正確に目標を検出することが可
能となる。
By controlling the level of the received signal by the variable attenuator 707, the sensitivity of the received signal can be optimized, and the target can be detected more accurately.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のアクティ
ブフェーズドアレイアンテナでは、送受信モジュール内
に狭帯域電力増幅器および広帯域電力増幅器を設け、最
終段の電力増幅器として狭帯域と広帯域とのどちらか選
択した方に切り換えるために、狭帯域高出力および広帯
域出力の送信を1つのアンテナで行うことができる。こ
れにより、本発明のアクティブフェーズドアレイアンテ
ナでは、レーダと広帯域送信とで共用することが可能と
なり、装置の小型化、低コスト化および多機能化を実現
している。
As described above, in the active phased array antenna of the present invention, the narrow band power amplifier and the wide band power amplifier are provided in the transmitting and receiving module, and either the narrow band or the wide band is selected as the final stage power amplifier. In order to switch between the two, narrowband high power and wideband power transmissions can be performed with a single antenna. As a result, the active phased array antenna of the present invention can be shared by radar and wideband transmission, thereby realizing a smaller, lower-cost, and multifunctional device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態のアクティブフェーズ
ドアレイアンテナの構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an active phased array antenna according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1における送受信モジュールの構成を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a transmission / reception module in FIG.

【図3】図2における広帯域電力増幅器および狭帯域電
力増幅器の特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating characteristics of the wide band power amplifier and the narrow band power amplifier in FIG. 2;

【図4】本発明の第1の実施形態におけるレーダと広帯
域送信との切り換えタイミングを示すタイミングチャー
トである。
FIG. 4 is a timing chart showing switching timing between radar and wideband transmission according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施形態のアクティブフェーズ
ドアレイアンテナにおける送受信モジュールの構成を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a transmission / reception module in an active phased array antenna according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施形態のアクティブフェーズ
ドアレイアンテナの構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an active phased array antenna according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施形態のアクティブフェーズ
ドアレイアンテナにおける送受信モジュールの構成を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a transmission / reception module in an active phased array antenna according to a third embodiment of the present invention.

【図8】従来のアクティブフェーズドアレイアンテナに
おける送受信モジュールの構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a transmission / reception module in a conventional active phased array antenna.

【図9】従来のアクティブフェーズドアレイアンテナの
構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional active phased array antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 素子アンテナ 102 送受信モジュール 103 分配合成器 104 切換スイッチ 105 広帯域送信用送信機 106 レーダ用送受信機 201 移相器 202、204、206 スイッチ 203 広帯域電力増幅器 205 狭帯域電力増幅器 207 サーキュレータ 208 低雑音増幅器 209 入出力端子 501 スイッチ 502 終端器 601 素子アンテナ 602 送受信モジュール 701、702、703、704、705、706
スイッチ 707 可変減衰器
REFERENCE SIGNS LIST 101 element antenna 102 transmission / reception module 103 distribution / synthesizer 104 selector switch 105 broadband transmission transmitter 106 radar transceiver 201 phase shifter 202, 204, 206 switch 203 wideband power amplifier 205 narrowband power amplifier 207 circulator 208 low noise amplifier 209 Input / output terminal 501 Switch 502 Terminator 601 Element antenna 602 Transmission / reception module 701, 702, 703, 704, 705, 706
Switch 707 Variable attenuator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋村 隆行 千葉県木更津市祇園4−29−12 (72)発明者 門脇 保紀 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−48674(JP,A) 特開 昭57−91469(JP,A) 特開 平8−186437(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 23/00 G01S 7/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takayuki Hashimura 4-29-12 Gion, Kisarazu-shi, Chiba (72) Inventor Yuki Kadowaki 7-1 Shiba 5-chome, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (56) References JP-A-57-48674 (JP, A) JP-A-57-91469 (JP, A) JP-A-8-1886437 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name ) H01Q 3/00-3/46 H01Q 23/00 G01S 7/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の素子アンテナと、前記素子アンテ
ナごとに設けられ、前記素子アンテナへの送信信号およ
び前記素子アンテナからの受信信号を増幅および位相制
御を行う送受信モジュールと、前記送受信モジュールへ
の高周波信号の分配および前記送受信モジュールからの
高周波信号の合成を行う分配合成器とを備え、広帯域送
信用及びレーダ送受信用として使用されるアクティブフ
ェーズドアレイアンテナであって、 前記送受信モジュールは、前記素子モジュールに接続され、前記送信信号と前記受
信信号の伝送ラインを切り分けるサーキュレータと前記送信信号の伝送ラインに設けられた 狭帯域電力増幅
器と、前記送信信号の伝送ラインに設けられた 広帯域電力増幅
器と、 前記広帯域電力増幅器のみを用いて前記送信信号を広帯
域で出力する第1の状態および前記狭帯域電力増幅器を
用いて前記送信信号を狭帯域で出力する第2の状態とを
切り換える切換手段と、前記受信信号の伝送ラインに設けられたレーダ用受信増
幅器と を備えることを特徴とするアクティブフェーズド
アレイアンテナ。
A transmission / reception module provided for each of the plurality of element antennas, for each of the element antennas, for amplifying and controlling the phase of a transmission signal to the element antenna and a reception signal from the element antenna; and a distributor synthesizer for synthesizing high-frequency signals from the distribution and the transceiver module of the RF signal, transmission wideband
An active phased array antenna used for trust and radar transmission / reception , wherein the transmission / reception module is connected to the element module, and transmits and receives the transmission signal and the reception signal.
A circulator for separating the transmission line of the transmission signal, a narrowband power amplifier provided on the transmission line of the transmission signal, a wideband power amplifier provided on the transmission line of the transmission signal, and the wideband power amplifier using only the wideband power amplifier. Switching means for switching between a first state in which a transmission signal is output in a wide band and a second state in which the transmission signal is output in a narrow band by using the narrow band power amplifier; and a transmission line for the reception signal. Radar reception increase
An active phased array antenna, comprising: a width device .
【請求項2】 前記狭帯域増幅器および前記広帯域電力
増幅器は直列に接続され、 前記第2の状態では、前記送信信号は、前記広帯域電力
増幅器で増幅された後、更に、前記狭帯域電力増幅器で
増幅されることを特徴とする前記請求項1に記載のアク
ティブフェーズドアレイアンテナ。
2. The narrow-band amplifier and the wide-band power amplifier are connected in series. In the second state, the transmission signal is amplified by the wide-band power amplifier and then further transmitted by the narrow-band power amplifier. 2. The active phased array antenna according to claim 1, wherein the antenna is amplified.
【請求項3】 前記送受信モジュールは、 前記素子アンテナからの受信信号の信号レベルを最適な
レベルに変換する可変減衰器をさらに備えることを特徴
とする前記請求項1に記載のアクティブフェーズドアレ
イアンテナ。
3. The active phased array antenna according to claim 1, wherein said transmission / reception module further comprises a variable attenuator for converting a signal level of a signal received from said element antenna to an optimum level.
【請求項4】 複数の素子アンテナと、前記素子アンテ
ナごとに設けられ、前記素子アンテナへの送信信号およ
び前記素子アンテナからの受信信号を増幅および位相制
御を行う送受信モジュールと、前記送受信モジュールへ
の高周波信号の分配および前記送受信モジュールからの
高周波信号の合成を行う分配合成器とを備え、広帯域送
信用及びレーダ送受信用として使用されるアクティブフ
ェーズドアレイアンテナであって、 前記送受信モジュールは、前記素子モジュールに接続され、前記送信信号と前記受
信信号の伝送ラインを切り分けるサーキュレータと前記送信信号の伝送ラインに設けられ、 前記送信信号を
広帯域で出力する手段と、前記送信信号の伝送ラインに設けられ、 前記送信信号を
狭帯域高出力で出力する手段と、 前記送信信号を広帯域で出力する第1の状態、前記送信
信号を狭帯域高出力で出力する第2の状態あるいは前記
送信信号を出力しない第3の状態の何れかを選択する切
換手段と 前記受信信号の伝送ラインに設けられたレーダ用受信増
幅器と を備えることを特徴とするアクティブフェーズド
アレイアンテナ。
4. A plurality of element antennas, provided in each of the element antennas, a transceiver module for amplifying and phase control transmission signals and received signals from the antenna elements to the element antennas, to the transceiver module and a distributor synthesizer for synthesizing high-frequency signals from the distribution and the transceiver module of the RF signal, transmission wideband
An active phased array antenna used for trust and radar transmission / reception , wherein the transmission / reception module is connected to the element module, and transmits and receives the transmission signal and the reception signal.
A circulator for separating the transmission line of the transmission signal; a means provided on the transmission line of the transmission signal , for outputting the transmission signal in a wide band; and a transmission line for the transmission signal, the transmission signal being provided in a narrow band and a high output. Output means, and selects one of a first state in which the transmission signal is output in a wide band, a second state in which the transmission signal is output in a narrow band, and a third state in which the transmission signal is not output. switching means and, radar reception up provided the transmission line of the received signal
An active phased array antenna, comprising: a width device .
【請求項5】 前記素子アンテナから広帯域電波を出力
する場合に、 複数の配列された前記素子アンテナのうち、中心部分に
配列された前記素子アンテナに接続された前記送受信モ
ジュールは、前記切換手段により前記第1の状態あるい
は前記第2の状態が選択され、 前記素子アンテナのうち、周辺部分に配列された前記素
子アンテナに設けられる前記送受信モジュールは、前記
切換手段により前記第3の状態が選択されることを特徴
とする前記請求項4に記載のアクティブフェーズドアレ
イアンテナ。
When 5. outputs a broadband radio wave from the antenna elements, among the antenna elements are a plurality of sequences, wherein the transceiver module connected to the antenna elements arranged in the central portion, by said switching means The first state or the second state is selected, and among the element antennas, the transmission / reception module provided in the element antennas arranged in a peripheral portion has the third state selected by the switching unit. The active phased array antenna according to claim 4, wherein:
【請求項6】 前記広帯域で出力する手段と前記狭帯域
で出力する手段とは、直列に接続されており、前記広帯
域で出力する手段からの信号は前記狭帯域で出力する手
段に与えられる構成を備えていることを特徴とする前記
請求項4に記載のアクティブフェーズドアレイアンテ
ナ。
The method according to claim 6 wherein the means for outputting by the narrow band and means for outputting in the broadband, are connected in series, the signal from the means for outputting in the broadband is provided to means for outputting by the narrow-band configuration The active phased array antenna according to claim 4, further comprising:
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