JP3209243B2 - マトリクス増幅器の電力増幅器モジュール選択法 - Google Patents

マトリクス増幅器の電力増幅器モジュール選択法

Info

Publication number
JP3209243B2
JP3209243B2 JP02904893A JP2904893A JP3209243B2 JP 3209243 B2 JP3209243 B2 JP 3209243B2 JP 02904893 A JP02904893 A JP 02904893A JP 2904893 A JP2904893 A JP 2904893A JP 3209243 B2 JP3209243 B2 JP 3209243B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
matrix
power amplifier
amplifier module
test signal
input
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP02904893A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06242164A (ja
Inventor
理 小林
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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 Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP02904893A priority Critical patent/JP3209243B2/ja
Publication of JPH06242164A publication Critical patent/JPH06242164A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3209243B2 publication Critical patent/JP3209243B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス回路に複数
の電力増幅器モジュールを接続したマトリクス増幅器に
おいて、特定の電力増幅器モジュールの故障診断および
調整に用いるための電力増幅器モジュール選択法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】アレーアンテナの給電回路として、例え
ばマルチビーム機能を付加するために、複数の入出力端
子を有するマトリクス回路が使用される。その一例とし
ては、マルチビーム成形回路として知られているバトラ
ーマトリクスがある。また、近年のマイクロ波回路技術
の進歩により電力増幅器が安価になり、アレーアンテナ
の放射素子と電力増幅器モジュールを直結した構成のア
クティブアレー方式が実現性を増してきている。
【0003】マトリクス増幅器は、このようなマトリク
ス回路と電力増幅器モジュールを接続したものである。
ここで、無線送信装置として用いられるマトリクス増幅
器の構成例を図3に示す。
【0004】図3において、マトリクス増幅器は、複数
の入出力端子を有するマトリクス回路31と、マトリク
ス回路31の各出力端子に接続される複数の電力増幅器
モジュール32とにより構成される。マトリクス増幅器
の入力信号は、複数の入力端子33からマトリクス回路
31の各入力端子に与えられる。マトリクス増幅器の出
力信号は、各電力増幅器モジュール32から複数の出力
端子34に取り出される。なお、無線送信装置として用
いられるマトリクス増幅器は、各出力端子34にアレー
アンテナの放射素子35が接続される。
【0005】このマトリクス増幅器において、入力端子
33の1つに加えられた信号は、マトリクス回路31を
伝達する過程で分配され、個々の電力増幅器モジュール
32に到達する。このように、マトリクス増幅器は、入
力信号とそれを増幅する電力増幅器モジュールが1対1
に対応するのではなく、1つの入力信号に対して複数の
電力増幅器モジュールが並列的に動作するところに特徴
がある。すなわち、増幅機能に関してシステムの構成が
冗長になっていることが、マトリクス増幅器の利点とな
っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、マトリクス増
幅器において、電力増幅器モジュール32に故障が生じ
た場合には、入力端子33と電力増幅器モジュール32
が1対1に対応していないので、出力端子34に取り出
される信号からは、故障した電力増幅器モジュールを直
接的に特定することができない。なお、故障した電力増
幅器モジュールを特定する方法としては、個々の電力増
幅器モジュール32に故障検査回路を付加する方法も考
えられるが、システム全体の構成が複雑になるので現実
的な対応とは言えない。
【0007】また、マトリクス増幅器で所定の入出力関
係を満足するには、マトリクス回路31に電気的な位相
長および振幅を設定する必要があるが、さらに電力増幅
器モジュール32についても個別に利得および位相を適
切に設定する必要がある。しかし、このための調整は、
マトリクス回路31と電力増幅器モジュール32が分離
した状態で行われていた。すなわち、マトリクス増幅器
として組み立てる前の状態で調整が行われていたが、組
み立て後においても個々の電力増幅器モジュール32の
調整ができれば好都合である。
【0008】ところで、このような故障診断および調整
を行うには、マトリクス増幅器を構成する複数の電力増
幅器モジュール32のうち、必要な電力増幅器モジュー
ルだけを選択的に動作させることが必要となる。
【0009】本発明は、この要求に応えるものであり、
マトリクス増幅器の主要構成部はそのままの状態で、個
々の電力増幅器モジュールを選択的に動作させるマトリ
クス増幅器の電力増幅器モジュール選択法を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、マトリクス増
幅器の中で特定の電力増幅器モジュールに選択的に試験
信号を与えるマトリクス増幅器の電力増幅器モジュール
選択法において、特定の電力増幅器モジュールを出力先
として、マトリクス回路の入出力関係を記述する行列と
の積が単位行列となる行列によって振幅および位相が定
まる信号を生成し、試験信号としてマトリクス回路の入
力端子に加えることを特徴とする。
【0011】
【作用】マトリクス増幅器の動作は、入力端子数mに対
応する次元の複素ベクトルで表した入力信号(試験信
号)をI、出力端子数nに対応する次元の複素ベクトル
で表した出力信号をOとすると、 O=MI …(1) の関係(マトリクス増幅器の入出力関係)を与えるn行
m列の複素行列Mを使って書き表すことができる。
【0012】 入力端子数mと出力端子数nが等し
く、かつMの逆行列M-1が存在する場合について説明す
る。この場合には (1)式は、 I=M-1O …(2) と書き換えることができる。
【0013】ここで、i番目の電力増幅器モジュールの
みを選択的に動作させたい場合に、マトリクス回路から
出力されるべき出力信号O(i) は、i番目のみが定数a
となる行列式を用いて O(i) = t〔0,0,…,a,…,0〕 …(3) と表すことができる。ただし、記号 t〔 〕は転置行列
を表す。
【0014】したがって、この出力信号O(i) を得るた
めの入力信号I(i) は、 (2)式の関係から I(i) =M-1O(i) …(4) となる。
【0015】この (4)式で表される入力信号と同じ位相
関係を成分間にもつ試験信号をマトリクス回路に入力す
ることにより、この試験信号をi番目の電力増幅器モジ
ュールに選択的に与えることができる。このとき、マト
リクス回路の他の出力端子からの出力信号はない。この
ように、試験信号の振幅および位相を適宜設定すること
により、特定の電力増幅器モジュールのみを動作させる
ことができる。
【0016】 入力端子数mと出力端子数nが異なる
場合について説明する。このときEをm次の単位行列、
Aをm行n列の行列とすると、n行m列の複素行列Mに
対して、 AM=E …(5) を満たす行列Aが存在すれば、 I=AO …(6) の関係を導くことができる。
【0017】したがって、i番目の電力増幅器モジュー
ルのみを選択的に動作させる場合の出力信号O(i) と入
力信号I(i) の関係は、 I(i) =AO(i) …(7) となる。
【0018】この (7)式で表される入力信号と同じ位相
関係を成分間にもつ試験信号をマトリクス回路に入力す
ることにより、の場合と同様に、この試験信号をi番
目の電力増幅器モジュールに選択的に与えることができ
る。すなわち、同様にして特定の電力増幅器モジュール
のみを動作させることができる。
【0019】 複数台の電力増幅器モジュールに同時
に信号を与える場合には、 (4)式あるいは (7)式で表さ
れる入力信号と同じ位相関係をもつ試験信号を足し合わ
せて入力すればよい。
【0020】すなわち、i番目の電力増幅器モジュール
を選択する場合の試験信号をI(i)とし、j番目の電力
増幅器モジュールを選択する場合の試験信号をI(j) と
すれば、i番目およびj番目の電力増幅器モジュールを
同時に選択するには、試験信号は I(i)+I(j) とな
る。なお、さらに多くの電力増幅器モジュールを同時選
択する場合にも同様の手順となる。
【0021】
【実施例】図1は、本発明の電力増幅器モジュール選択
法を実現するための装置構成例を示すブロック図であ
る。なお、本実施例では、特定の電力増幅器モジュール
の調整に供する入出力特性を測定するための構成につい
ても示す。
【0022】図において、マトリクス増幅器の基本構成
は図3に示すものと同様である。本実施例では、複数の
入力端子33とマトリクス回路31との間に、スイッチ
11を介して試験信号発生回路12を接続する。なお、
スイッチ11は、入力端子33から入力される信号と、
試験信号発生回路12から出力される試験信号とを切り
換えてマトリクス回路31に与えるためのものである。
【0023】試験信号発生回路12は、信号源13と、
その出力を分配する電力分配器14と、分配された各信
号の振幅および位相を設定する可変利得・位相器15に
より構成される。なお、マトリクス回路31がバトラー
マトリクスであり、かつ電力分配器14が等しく電力を
分配するものであれば、可変利得・位相器15における
振幅可変機能は不要である。
【0024】ここで、試験信号発生回路12の可変利得
・位相器15に所定の振幅と位相を設定し、上述した
(4)式あるいは (7)式に表される信号と同じ位相関係を
もつ試験信号を発生させる。この試験信号をスイッチ1
1を介してマトリクス回路31に入力することにより、
対応する電力増幅器モジュールのみに試験信号を与える
ことができる。すなわち、特定される電力増幅器モジュ
ールは、可変利得・位相器15に設定する振幅と位相に
応じたものとなり、任意の選択を可能にすることができ
る。
【0025】また、電力比較器16は、試験信号発生回
路12の信号源13から出力される信号電力と、選択さ
れた電力増幅器モジュールの出力端に現れる信号電力と
を比較する。その比較結果により、選択された電力増幅
器モジュールの入出力特性を知ることができ、それに応
じて利得あるいは位相の調整を行うことができる。
【0026】図2は、本発明の電力増幅器モジュール選
択法を実現するための他の装置構成例を示すブロック図
である。なお、本実施例は、本来のマトリクス増幅器の
動作と並行して行われる電力増幅器モジュール選択法を
示す。また、併せて故障電力増幅器モジュールを遠隔的
に特定するための構成についても示す。
【0027】図において、マトリクス増幅器の基本構成
は図3に示すものと同様である。本実施例では、複数の
入力端子33とマトリクス回路31との間に、カプラ2
1を介して試験信号発生回路22を接続する。なお、カ
プラ21は、入力端子33から入力される信号と、試験
信号発生回路22から出力される試験信号とを多重して
マトリクス回路31に与えるためのものである。また、
マトリクス増幅器の各出力端子34には、アレーアンテ
ナの放射素子35が接続される。
【0028】試験信号発生回路22は、基本構成は図1
に示す試験信号発生回路12と同様であるが、試験信号
の周波数として、入力信号の周波数とは異なる専用周波
数を割り当てる。これにより、運用中のマトリクス増幅
器においても個々の電力増幅器モジュール32の監視が
可能となる。
【0029】ここで、試験信号発生回路22の可変利得
・位相器に所定の振幅と位相を設定し、同様にして試験
信号を発生させる。この試験信号をカプラ21を介して
マトリクス回路31に入力することにより、例えば図中
ハッチングで示すような特定の電力増幅器モジュールの
みに試験信号を与えることができる。また、試験信号発
生回路22の可変利得・位相器において、振幅および位
相を順次切り替えることにより、試験信号が入力される
電力増幅器モジュールを順次切り替えることができる。
【0030】このとき、選択された電力増幅器モジュー
ルが正常であれば、それに接続されるアレーアンテナの
放射素子から所定の電波が放射され、対向する受信装置
23に受信される。したがって、受信装置23の受信状
態をモニタすれば、選択中の電力増幅器モジュールの故
障診断を行うことができる。また、可変利得・位相器に
設定する振幅と位相に応じて、故障診断対象の電力増幅
器モジュールを順次切り替えることにより、容易に故障
電力増幅器モジュールの特定が可能となる。
【0031】なお、故障電力増幅器モジュールの特定
は、例えば図1に示す電力比較器16を用い、個々の電
力増幅器モジュールの出力を監視するような構成をとっ
ても同様に可能である。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、所定の振
幅と位相を有する試験信号をマトリクス回路に与えるこ
とにより、対応する特定の出力端子にその試験信号を出
力させることができる。したがって、その試験信号を用
いることにより、マトリクス回路の出力端子に接続され
る特定の電力増幅器モジュールを選択的に動作させるこ
とができる。
【0033】なお、本発明方法によりマトリクス増幅器
を構成する個々の電力増幅器モジュールを特定すること
ができるので、各電力増幅器モジュールごとに利得ある
いは位相の調整が可能となる。また、選択された電力増
幅器モジュールの出力を監視することにより、容易に故
障電力増幅器モジュールを特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電力増幅器モジュール選択法を実現す
るための装置構成例を示すブロック図。
【図2】本発明の電力増幅器モジュール選択法を実現す
るための他の装置構成例を示すブロック図。
【図3】マトリクス増幅器の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
11 スイッチ 12 試験信号発生回路 13 信号源 14 電力分配器 15 可変利得・位相器 16 電力比較器 21 カプラ 22 試験信号発生回路 23 受信装置 31 マトリクス回路 32 電力増幅器モジュール 33 入力端子 34 出力端子 35 アレーアンテナの放射素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 29/10 H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 25/04 G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス回路に複数の電力増幅器モジ
    ュールを接続したマトリクス増幅器の中で、特定の電力
    増幅器モジュールに選択的に試験信号を与えるマトリク
    ス増幅器の電力増幅器モジュール選択法において、前記マトリクス増幅器の入力端子数を複数m、出力端子
    数を複数nとし、i番目の電力増幅器モジュールのみを
    選択的に動作させたい場合に、前記マトリクス増幅器の
    入出力関係を記述するn行m列の複素行列をM、i番目
    のみが定数a(a≠0)となる行列をO(i) = t [0,0,
    …,a, …,0] 、m次の単位行列をEとして、AM=Eを
    満たす行列Aを求め、振幅および位相がI(i) =AO
    (i) で求められる入力信号I(i) を生成し、m行のベク
    トルI(i) を前記試験信号として前記マトリクス回路の
    m個の入力端子に加えることを特徴とするマトリクス増
    幅器の電力増幅器モジュール選択法。
JP02904893A 1993-02-18 1993-02-18 マトリクス増幅器の電力増幅器モジュール選択法 Expired - Fee Related JP3209243B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02904893A JP3209243B2 (ja) 1993-02-18 1993-02-18 マトリクス増幅器の電力増幅器モジュール選択法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02904893A JP3209243B2 (ja) 1993-02-18 1993-02-18 マトリクス増幅器の電力増幅器モジュール選択法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06242164A JPH06242164A (ja) 1994-09-02
JP3209243B2 true JP3209243B2 (ja) 2001-09-17

Family

ID=12265507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02904893A Expired - Fee Related JP3209243B2 (ja) 1993-02-18 1993-02-18 マトリクス増幅器の電力増幅器モジュール選択法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3209243B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102169150A (zh) * 2010-12-30 2011-08-31 芯通科技(成都)有限公司 基于矩阵开关的并行测试系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6381212B1 (en) * 1998-06-17 2002-04-30 Radio Frequency Systems, Inc. Power sharing amplifier system for amplifying multiple input signals with shared power amplifiers
CN103412225A (zh) * 2013-08-24 2013-11-27 成都飞亚航空设备应用研究所有限公司 转速校正放大器测试设备
CN106197985A (zh) * 2016-08-23 2016-12-07 顾德仁 多功能制动器测试柜

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102169150A (zh) * 2010-12-30 2011-08-31 芯通科技(成都)有限公司 基于矩阵开关的并行测试系统
CN102169150B (zh) * 2010-12-30 2013-01-02 成都芯通科技股份有限公司 基于矩阵开关的并行测试系统

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06242164A (ja) 1994-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6208287B1 (en) Phased array antenna calibration system and method
US6252542B1 (en) Phased array antenna calibration system and method using array clusters
EP0981836B1 (en) Method and device for antenna calibration
US5253188A (en) Built-in system for antenna calibration, performance monitoring and fault isolation of phased array antenna using signal injections and RF switches
EP0564481B1 (en) An arrangement for establishing a radio test loop
RU2488951C2 (ru) Многопортовые усилители в спутниках связи
JPH1093325A (ja) ハイブリッドマトリックスを使用する衛星通信ペイロードのための較正方法
CN112947119A (zh) 一种射频半实物仿真数字化阵列实施系统及方法
JP3209243B2 (ja) マトリクス増幅器の電力増幅器モジュール選択法
WO2002103842A1 (en) A method and device for scanning a phased array antenna
KR102112185B1 (ko) 디지털 능동 배열 레이더 장치 및 이를 이용한 성능 시험 방법
US20200280129A1 (en) Systems and methods for automated testing and calibration of phased array antenna systems
JP4200230B2 (ja) 近傍電界測定装置
JPH02112780A (ja) レーダアンテナ装置
KR102112186B1 (ko) 능동 배열 레이더 장치 및 이를 이용한 성능 시험 방법
KR102112184B1 (ko) 완전 디지털 능동 배열 레이더 장치 및 이를 이용한 성능 시험 방법
US5812220A (en) Television transmission system having signal and antenna element redundancy
JP3697400B2 (ja) 信号発生装置
US3754258A (en) Linear or planar retrodirective antenna system
JP2726166B2 (ja) フェーズドアレーアンテナ装置
US6304747B1 (en) Antenna reference point
CN115118355A (zh) 基于近场功率反馈的阵列天线远场检测装置及方法
CN115664566A (zh) 一种可扩展的宽带阵列信号模拟测试系统
JP4060763B2 (ja) アレーアンテナ給電装置およびそれを用いたアレーアンテナシステム
WO2024025543A1 (en) Mimo panel gain calibration

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees