JP3569078B2 - Frequency converter for phased array antenna - Google Patents

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宜一 松井
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のアンテナ素子又はサブアレイ素子からの受信信号を中間周波信号に変換した後に合成するフェーズドアレイアンテナに関し、特に受信信号を中間周波信号に周波数変換する周波数変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のフェーズドアレイアンテナには、複数のアンテナ素子またはサブアレイ素子と、これらにそれぞれ対応させてローノイズブロックコンバータを設けたものがある。このフェーズドアレイアンテナでは、複数のアンテナ素子またはサブアレイ素子の受信信号が、これらに対応するローノイズブロックコンバータに供給される。これらブロックコンバータでは、上記各受信信号をそれぞれ中間周波信号に周波数変換する。これら中間周波信号の位相が、これらにそれぞれ対応して設けた移相器によって調整される。位相調整された中間周波信号は、合成器によって合成される。ローノイズブロックコンバータの一例を図10に示す。
【0003】
ローノイズブロックコンバータでは、これに対応するアンテナ素子またはサブアレイ素子からの受信信号、例えば11GHz帯の衛星放送または衛星通信信号が、入力プローブ100、高周波増幅器102及びバンドパスフィルタ104を介してミキサー106に供給される。ミキサー106には、各ローノイズブロックコンバータごとに設けた局部発振回路108からの局部発振信号も供給されている。ミキサー106は、局部発振信号を用いることによって、例えば1GHz帯の中間周波信号に受信信号を周波数変換する。この中間周波信号は、ローパスフィルタ110を介して中間周波増幅器112に供給される。ここで増幅された中間周波信号は、出力端子114から移相器(図示せず)に供給される。
【0004】
なお、高周波増幅器102、中間周波増幅器112、局部発振回路108を動作させるために、出力端子114に接続された同軸ケーブルに重畳された直流電源が直流電源分離回路116によって抽出され、電源回路118によって安定化等の処理が行われた後、高周波増幅器102、中間周波増幅器112、局部発振回路108に供給される。これらローノイズブロックコンバータは、1台ずつシャーシに収納されている。図10から明らかなように高周波増幅器102、中間周波増幅器112は、それぞれ複数の増幅段によって構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このようなローノイズブロックコンバータでは、それぞれ局部発振回路108を備えている。これら局部発振回路108の局部発振信号の周波数を完全に一致させることは困難である。各局部発振信号の周波数には、例えば±500KHz程度のバラツキがある。各局部発振信号の周波数のバラツキに起因して、各ローノイズブロックコンバータからの中間周波信号の周波数もバラツイている。従って、これら中間周波信号の位相を調整し、その後に合成したとき、この周波数のバラツキによって損失が生じる。
【0006】
各ローノイズブロックコンバータは、それぞれ個別にシャーシに収納されている。多数のアンテナ素子を用いて、フェイズドアレイアンテナを構成する場合、アンテナ素子の数に等しい数のローノイズブロックコンバータが必要である。従って、これらローノイズブロックコンバータがフェイズドアレイアンテナ中に占める容積が大きくなり、フェイズドアレイアンテナも大型になる。
【0007】
本発明は、各中間周波信号の周波数のバラツキによる合成損失を軽減させたフェイズドアレイアンテナを提供することを目的とする。また、本発明は、小型化が可能なフェイズドアレイアンテナを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子またはサブアレイ素子によって受信した信号を、これらアンテナ素子又はサブアレイ素子にそれぞれ対応する周波数変換手段によって、局部発振信号を使用して、それぞれ第1中間周波信号に変換し、これら第1中間周波信号の位相を調整した後に、合成するフェイズドアレイアンテナにおいて、前記各周波数変換手段に共通の1台の局部発振手段を設け、前記各周波数変換手段は、1台のシャーシの一方の面側に、前記各周波数変換手段に対応して設けられた複数の凹部内にそれぞれ収容され、前記局部発振手段は、前記シャーシの他方の面に設けた第1凹部内に収容された発振手段と、前シャーシの他方の面に第1凹部を中心として描いた矩形の各頂点位置に設けた第2の凹部内に収容された分配増幅器とを、有し、これら各分配増幅器は、前記発振手段に同一長さのケーブルを介して接続された同一利得の増幅器と、この増幅器の出力を同数に分配する分配器とを、備えている。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明による周波数変換器を備えたフェイズドアレイアンテナの実施の形態は、図2に示すように複数、例えば16個のアンテナ素子2を備えている。これらアンテナ素子2は、静止衛星例えば放送衛星または通信衛星から送信される衛星放送または衛星通信の信号を受信するためのものである。なお、各アンテナ素子2に代えて、サブアレイアンテナを使用することもできる。
【0021】
これらアンテナ素子2による受信信号は、これらアンテナ素子2にそれぞれ対応するローノイズブロックコンバータ4に供給される。これらローノイズブロックコンバータ4は、局部発振信号を用いて、入力された受信信号をそれぞれ第1中間周波信号に周波数変換する。局部発振信号は、1台の局部発振回路6から、各ローノイズブロックコンバータ4に供給されている。
【0022】
各ローノイズブロックコンバータ4からの第1中間周波信号は、これらに対応するように設けた移相器8に供給され、各アンテナ素子2のビームの方向が特定の方向となるように位相が調整される。位相調整された各第1中間周波信号は、合成器10に供給されて、合成第1中間周波信号として出力される。この合成第1中間周波信号は、2分配器12によって2分配される。一方の分配出力のレベルが検波器14によって検出される。この検出レベルがCPU16に供給され、CPU16は、この検出レベルに応じて各移相器8での位相調整を行い、受信レベルが最大となる方向に各アンテナ素子2のビームを調整する。
【0023】
図1に示すように、各アンテナ素子2、ローノイズブロックコンバータ4及び局部発振回路6は、1つのシャーシ20に設けられている。
【0024】
各アンテナ素子2は、例えば正方形に形成されたアンテナ基板22の一方の面に、4x4のマトリクス状態に配置されている。この基板22の他方の面の全域には、地導体としてのアース面24が形成されている。このアース面24が、シャーシ20の一方の面、例えば上面に接するようにシャーシ20に取り付けられている。シャーシ20は、導電性材料、例えば金属によって形成されている。
【0025】
シャーシ20のこの一方の面に、局部発振回路6が設けられている。図3に示すように、局部発振回路6は、ユニット、例えば局部発振信号4分配増幅器6aを有している。この局部発振信号4分配増幅器6aは、局部発振信号を発振する発振器18を備えている。発振器18からの局部発振信号は、増幅器20、22によって増幅された後、4分配器24によって4分配される。これら4分配出力は、ユニット、例えば4分配増幅器6b乃至6eによってさらに4分配される。即ち、発振器18の局部発振信号は、16分配されている。これら4分配増幅器6b乃至6eは、4分配されたうちの1つの分配出力を増幅器26、28によって増幅し、4分配増幅器30によって、さらに4分配している。これら増幅器26、28の利得は、4分配増幅器6b乃至6eのいずれにおいても同一である。従って、各ローノイズブロックコンバータ4に供給される局部発振信号は、同一周波数及び同一振幅のものである。
【0026】
図1に示すように、局部発振信号4分配増幅器6aが、シャーシ20の一方の面の中央に形成された凹部32内に収容されている。なお、図1から明らかなように4分配増幅器6aは、プリント基板上に形成されている。また、シャーシ20の一方の面には、凹部32を中心として描いた矩形の各頂点の位置にも凹部34が形成されている。これら凹部34内に4分配増幅器6b乃至6eがそれぞれ配置されている。これら4分配増幅器6b乃至6eもプリント基板上に形成されている。
【0027】
局部発振信号4分配増幅器6aからの4分配出力は、同じ長さの4本のセミリジットケーブル36を介して各4分配増幅器6b乃至6eに供給される。これらセミリジットケーブル36を通過させるために、凹部32の両側の縁から凹部34に向かって平面形状がT形の2条の溝38が形成されている。凹部32、34は、いずれも平面形状が正方形状のもので、その内部に完全に局部発振信号4分配増幅器6a、各4分配増幅器6b乃至6eが収容されている。導電性であるシャーシ20に設けた凹部32、34内に、局部発振信号4分配増幅器6a、各4分配増幅器6b乃至6eが収容されているので、これら局部発振信号4分配増幅器6a、4分配増幅器6b乃至6eからの局部発振信号の漏洩は、遮蔽されている。さらに、シャーシ20の一方の面に、アンテナ基板22のアース面24が接触し、これが各凹部32、34の上部開口を閉塞しているので、さらに遮蔽効果が大きい。
【0028】
各ローノイズブロックコンバータ4は、シャーシ20の他方の面側に設けられている。ローノイズブロックコンバータ4は、図10に示した従来のローノイズブロックコンバータと同様に、入力プローブ40、高周波増幅器42、バンドパスフィルタ44、ミキサー46、ローパスフィルタ48、第1中間周波増幅器50、電源回路52及び電源分離回路54を備えている。
【0029】
但し、各ローノイズブロックコンバータ4は、局部発振回路を内蔵していない。外部にある局部発振回路6から局部発振信号がミキサー46に供給されている。そのため、局部発振信号入力部56がローノイズブロックコンバータ4には設けられている。中間周波増幅器50は、大きな利得を持つものではなく、後述する合成損失を補償する程度の利得を有するものである。このローノイズブロックコンバータ4は、図1に示すようにプリント基板上に構成されている。
【0030】
これらローノイズブロックコンバータ4は、シャーシ20の他方の面に設けられた凹部58内に、収容されている。これら凹部58は、各ローノイズブロックコンバータ4に対応させて、例えば16個マトリクス状に設けられている。図5に示すように、これら凹部58は、平面形状が矩形、例えば正方形状のものである。これら凹部58は、4個を1組として合計4組形成されている。各組では、凹部34を中心として、その周囲に4個の凹部58が配置されている。そして、各凹部54の一隅が、凹部34の隅に重なりあっている。但し、各凹部58の中央は、各凹部34とは重なりあっていない。
【0031】
これら凹部58内に、これから突出することがないように、ローノイズブロックコンバータ4が、収容されている。従って、これら凹部58がシールドケースとして機能し、ミキサー46によって生成された第1中間周波信号が漏洩することを防止できる。また、シャーシ20の他方の面は、図1に示すようにシールド板59によって覆われて、シールドされている。従って、更に漏洩を防止することができる。
【0032】
図1に示すように、各ローノイズブロックコンバータ4では、その中央部に入力プローブ40が形成されている。これら入力プローブ40は、各凹部58の内奥部の中央からシャーシ20の一方の面側に貫通した入力プローブ用孔60にそれぞれ挿通され、図8に示すように、シャーシ20の一方の面よりも上方に突出している。これら入力プローブ40の突出端は、図示していないが、各アンテナ素子2の給電点に接続されている。即ち各入力プロープ用孔60は、各アンテナ素子2の給電点に対応するように設けられている。
【0033】
また、各ローノイズブロックコンバータ4の一隅には、局部発振信号入力部56が設けられている。これら局部発振信号入力部56は、4分配増幅器6b乃至6eのいずれかに接続される。そのため、各凹部58において凹部34に重なりあっている部分から、図6に示すように、凹部34に向かって局部発振信号入力用孔62が形成されている。図7に示すように、これら局部発振信号入力用孔62に局部発振信号入力部56が挿通され、先端は、その凹部34内に収容されている4分配増幅器6b乃至6eのいずれかの分配出力端子に接続されている。
【0034】
各ローノイズブロックコンバータ4の出力は、電源分離回路54から同軸ケーブル64を介して例えば移相器8に供給される。この際、同軸ケーブル64は、シールド板59に形成した同軸ケーブル通過孔66を通過して、移相器8に供給される。即ち、周波数変換装置は図8に示すようにシャーシ20の一方の面側よりアンテナ素子2の給電点に接続する入力プロープ40が突出し、他方の面側から移相器8に接続する同軸ケーブル64が出ており、各ローノイズブロックコンバータ4及び局部発振回路6は、シャーシ20内に収納されている構成である。
【0035】
このように構成された周波数変換装置では、各ローノイズブロックコンバータ4及び局部発振回路6が、1つのシャーシ20に設けられているので、小さな設置スペースでフェイズドアレイアンテナを設置することができる。各ローノイズブロックコンバータ4には、局部発振回路6から同一周波数、同一振幅の局部発振信号が供給されているので、各ローノイズブロックコンバータ4が発生する第1中間周波信号は同一周波数、同一振幅となる。従って、合成器10で合成しても大きな損失が生じない。また、ローノイズブロックコンバータ4や局部発振回路6が設けられたシャーシ20は、レドーム(図示せず)によって覆われる。そして、多くのローノイズブロックコンバータ4を使用しているので、発熱量も多く、レドーム内の温度上昇が大きくなり、ブロックコンバータ4等に熱ストレスが発生し、性能劣化が生じる可能性がある。そこで、各ローノイズブロックコンバータ4では、第1中間周波増幅器50を、移相器8での合成損失を補償する程度の利得を有するものとし、発熱を抑えると共に、省電力化を図っている。
【0036】
上記の実施の形態は、本発明の一例にすぎず、種々の変形が可能である。例えば、局部発振回路6は、局部発振信号を4分配し、各4分配出力をさらに4分配している。例えば図9に示すように発振器18からの発振信号を増幅器70によって増幅した後に、n(nは2以上の任意の整数)台のローノイズブロックコンバータ401乃至40nに局部発振信号を供給するように、n分配器72によって局部発振信号をn分配してもよい。また、上記の実施の形態では、各ローノイズブロックコンバータ4では、その入力部を入力プローブ40としたが、これに代えて、例えば導波管を使用することもできる。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、シャーシの一方の面側に各周波数変換手段が設けられ、他方の面側に局部発振手段が設けられているので、更に設置スペースを縮小することができる。また、周波数変換手段と局部発振手段とが、1つのシャーシの反対側の面にそれぞれ設けられているので、互いの信号が干渉することがない。更に、各周波数変換手段及び局部発振手段は、これらにそれぞれ対応して設けた各凹部内に設けられているので、第1中間周波信号や局部発振信号が漏洩することを確実に防止でき、かつアースを共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による周波数変換装置を用いたフェイズドアレイアンテナの1実施の形態の一部の組立図である。
【図2】同実施の形態のブロック図である。
【図3】同実施の形態で使用されている局部発振回路のブロック図である。
【図4】同実施の形態で使用されているローノイズブロックコンバータのブロック図である。
【図5】同実施の形態のシャーシの底面図である。
【図6】図5のA−A線に沿う断面図である。
【図7】図5のB−B線に沿う断面図である。
【図8】この実施の形態の正面図である。
【図9】この実施の形態で使用する局部発振回路の変形例のブロック図である。
【図10】従来のフェイズドアレイアンテナまたはパラボラアンテナに使用されていたローノイズブロックコンバータのブロック図である。
【符号の説明】
2 アンテナ素子
4 ローノイズブロックコンバータ
6 局部発振回路
8 移相器
10 合成器
20 シャーシ
32 34 58 凹部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a phased array antenna that converts received signals from a plurality of antenna elements or sub-array elements into an intermediate frequency signal and then combines the signals, and more particularly to a frequency converter that converts a received signal into an intermediate frequency signal.
[0002]
[Prior art]
Some conventional phased array antennas include a plurality of antenna elements or sub-array elements and a low-noise block converter corresponding to each of them. In this phased array antenna, received signals of a plurality of antenna elements or sub-array elements are supplied to corresponding low-noise block converters. In these block converters, each of the received signals is frequency-converted into an intermediate frequency signal. The phases of these intermediate frequency signals are adjusted by correspondingly provided phase shifters. The phase-adjusted intermediate frequency signals are combined by a combiner. FIG. 10 shows an example of the low noise block converter.
[0003]
In the low-noise block converter, a reception signal from the corresponding antenna element or sub-array element, for example, a satellite broadcast or satellite communication signal in the 11 GHz band is supplied to the mixer 106 via the input probe 100, the high-frequency amplifier 102, and the band-pass filter 104. Is done. The mixer 106 is also supplied with a local oscillation signal from a local oscillation circuit 108 provided for each low noise block converter. The mixer 106 converts the frequency of the received signal into an intermediate frequency signal of, for example, a 1 GHz band by using the local oscillation signal. This intermediate frequency signal is supplied to the intermediate frequency amplifier 112 via the low pass filter 110. The amplified intermediate frequency signal is supplied from an output terminal 114 to a phase shifter (not shown).
[0004]
In order to operate the high frequency amplifier 102, the intermediate frequency amplifier 112, and the local oscillation circuit 108, a DC power supply superimposed on the coaxial cable connected to the output terminal 114 is extracted by the DC power supply separation circuit 116, and the power supply circuit 118 After performing processing such as stabilization, the signal is supplied to the high-frequency amplifier 102, the intermediate frequency amplifier 112, and the local oscillation circuit 108. These low-noise block converters are housed in the chassis one by one. As is clear from FIG. 10, the high-frequency amplifier 102 and the intermediate-frequency amplifier 112 each include a plurality of amplification stages.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Such low noise block converters each include a local oscillation circuit 108. It is difficult to completely match the frequencies of the local oscillation signals of these local oscillation circuits 108. The frequency of each local oscillation signal varies, for example, about ± 500 KHz. Due to the variation in the frequency of each local oscillation signal, the frequency of the intermediate frequency signal from each low noise block converter also varies. Therefore, when the phases of these intermediate frequency signals are adjusted and then combined, loss occurs due to the variation in the frequency.
[0006]
Each low noise block converter is individually housed in the chassis. When configuring a phased array antenna using a large number of antenna elements, a number of low noise block converters equal to the number of antenna elements is required. Therefore, the volume occupied by the low-noise block converter in the phased array antenna increases, and the phased array antenna also increases in size.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a phased array antenna in which a combined loss due to a frequency variation of each intermediate frequency signal is reduced. Another object of the present invention is to provide a phased array antenna that can be reduced in size.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a signal received by a plurality of antenna elements or sub-array elements, by frequency conversion means corresponding to these antenna elements or sub-array elements, respectively, using a local oscillation signal, A phased array antenna that converts the signals into first intermediate frequency signals, adjusts the phases of these first intermediate frequency signals, and combines the signals. The means are respectively housed in a plurality of recesses provided corresponding to the respective frequency conversion means on one surface side of one chassis, and the local oscillation means is provided on the other surface of the chassis. An oscillating means housed in the first recess, and a second recess provided at each vertex position of a rectangle drawn around the first recess on the other surface of the front chassis. And a distribution amplifier which has the same gain connected to the oscillating means via a cable of the same length and which distributes the output of the amplifier in the same number. And a container.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The embodiment of the phased array antenna provided with the frequency converter according to the present invention includes a plurality of, for example, 16 antenna elements 2 as shown in FIG. These antenna elements 2 are for receiving satellite broadcast or satellite communication signals transmitted from a geostationary satellite such as a broadcast satellite or a communication satellite. Note that a sub-array antenna can be used instead of each antenna element 2.
[0021]
The signals received by these antenna elements 2 are supplied to low noise block converters 4 corresponding to these antenna elements 2 respectively. These low-noise block converters 4 use the local oscillation signal to frequency-convert the input received signals into first intermediate frequency signals. The local oscillation signal is supplied from one local oscillation circuit 6 to each low noise block converter 4.
[0022]
The first intermediate frequency signals from each of the low noise block converters 4 are supplied to a phase shifter 8 provided so as to correspond thereto, and the phase is adjusted so that the beam direction of each antenna element 2 becomes a specific direction. You. Each phase-adjusted first intermediate frequency signal is supplied to the synthesizer 10 and output as a synthesized first intermediate frequency signal. This synthesized first intermediate frequency signal is split into two by the splitter 12. The level of one distribution output is detected by the detector 14. This detection level is supplied to the CPU 16, and the CPU 16 adjusts the phase of each phase shifter 8 according to the detection level, and adjusts the beam of each antenna element 2 in the direction in which the reception level becomes maximum.
[0023]
As shown in FIG. 1, each antenna element 2, low noise block converter 4, and local oscillation circuit 6 are provided in one chassis 20.
[0024]
Each antenna element 2 is arranged in a 4 × 4 matrix on one surface of an antenna substrate 22 formed, for example, in a square shape. A ground plane 24 as a ground conductor is formed on the entire area of the other surface of the substrate 22. The ground surface 24 is attached to the chassis 20 so as to contact one surface, for example, the upper surface of the chassis 20. The chassis 20 is formed of a conductive material, for example, a metal.
[0025]
The local oscillation circuit 6 is provided on one surface of the chassis 20. As shown in FIG. 3, the local oscillation circuit 6 has a unit, for example, a local oscillation signal four distribution amplifier 6a. The local oscillation signal four distribution amplifier 6a includes an oscillator 18 that oscillates a local oscillation signal. The local oscillation signal from the oscillator 18 is amplified by the amplifiers 20 and 22 and then divided into four by the four divider 24. These four distribution outputs are further divided into four by units, for example, four distribution amplifiers 6b to 6e. That is, the local oscillation signal of the oscillator 18 is divided into 16 parts. The four distribution amplifiers 6b to 6e amplify one of the four divided outputs by the amplifiers 26 and 28, and further distribute the four divided outputs by the four distribution amplifier 30. The gains of these amplifiers 26 and 28 are the same in any of the four distribution amplifiers 6b to 6e. Therefore, the local oscillation signals supplied to each low noise block converter 4 have the same frequency and the same amplitude.
[0026]
As shown in FIG. 1, the local oscillation signal four-distribution amplifier 6a is housed in a recess 32 formed in the center of one surface of the chassis 20. In addition, as is apparent from FIG. 1, the four distribution amplifier 6a is formed on a printed circuit board. Further, on one surface of the chassis 20, a concave portion 34 is also formed at a position of each vertex of a rectangle drawn around the concave portion 32. The four distribution amplifiers 6b to 6e are arranged in these concave portions 34, respectively. These four distribution amplifiers 6b to 6e are also formed on a printed circuit board.
[0027]
The quadrant output from the local oscillation signal quadrant amplifier 6a is supplied to each quadrant amplifier 6b to 6e via four semi-rigid cables 36 of the same length. In order to allow these semi-rigid cables 36 to pass through, two grooves 38 having a T-shaped planar shape are formed from the edges on both sides of the recess 32 toward the recess 34. Each of the concave portions 32 and 34 has a square planar shape, and completely accommodates the local oscillation signal four distribution amplifier 6a and the four distribution amplifiers 6b to 6e. Since the local oscillation signal four distribution amplifier 6a and the four distribution amplifiers 6b to 6e are accommodated in the concave portions 32 and 34 provided in the conductive chassis 20, these local oscillation signal four distribution amplifiers 6a and four distribution amplifiers are provided. The leakage of the local oscillation signal from 6b to 6e is shielded. Further, the ground surface 24 of the antenna substrate 22 contacts one surface of the chassis 20 and closes the upper openings of the concave portions 32 and 34, so that the shielding effect is further enhanced.
[0028]
Each low noise block converter 4 is provided on the other surface side of the chassis 20. The low-noise block converter 4 includes an input probe 40, a high-frequency amplifier 42, a band-pass filter 44, a mixer 46, a low-pass filter 48, a first intermediate frequency amplifier 50, and a power supply circuit 52, similarly to the conventional low-noise block converter shown in FIG. And a power supply separation circuit 54.
[0029]
However, each low noise block converter 4 does not include a local oscillation circuit. A local oscillation signal is supplied from an external local oscillation circuit 6 to a mixer 46. Therefore, the local oscillation signal input unit 56 is provided in the low noise block converter 4. The intermediate frequency amplifier 50 does not have a large gain, but has such a gain as to compensate for a combined loss described later. This low noise block converter 4 is configured on a printed circuit board as shown in FIG.
[0030]
These low noise block converters 4 are housed in recesses 58 provided on the other surface of the chassis 20. These concave portions 58 are provided, for example, in a matrix of 16 corresponding to each low noise block converter 4. As shown in FIG. 5, these concave portions 58 have a rectangular planar shape, for example, a square shape. A total of four sets of these recesses 58 are formed with four sets as one set. In each set, four recesses 58 are arranged around the recess 34. One corner of each recess 54 overlaps a corner of the recess 34. However, the center of each recess 58 does not overlap with each recess 34.
[0031]
The low-noise block converter 4 is housed in these recesses 58 so as not to protrude therefrom. Therefore, these recesses 58 function as shield cases, and it is possible to prevent the first intermediate frequency signal generated by the mixer 46 from leaking. The other surface of the chassis 20 is covered and shielded by a shield plate 59 as shown in FIG. Therefore, leakage can be further prevented.
[0032]
As shown in FIG. 1, in each low noise block converter 4, an input probe 40 is formed at the center. These input probes 40 are inserted into the input probe holes 60 penetrating from the center of the inner deep portion of each concave portion 58 to one surface side of the chassis 20, and as shown in FIG. Also project upward. Although not shown, the protruding ends of the input probes 40 are connected to feed points of the respective antenna elements 2. That is, each input probe hole 60 is provided so as to correspond to the feeding point of each antenna element 2.
[0033]
A local oscillation signal input section 56 is provided at one corner of each low noise block converter 4. These local oscillation signal input sections 56 are connected to any of the four distribution amplifiers 6b to 6e. Therefore, as shown in FIG. 6, a local oscillation signal input hole 62 is formed from a portion of each recess 58 overlapping the recess 34 toward the recess 34. As shown in FIG. 7, a local oscillation signal input portion 56 is inserted into these local oscillation signal input holes 62, and the distal end is provided at one of the four distribution amplifiers 6b to 6e housed in the concave portion 34. Connected to terminal.
[0034]
The output of each low noise block converter 4 is supplied from the power supply separation circuit 54 to, for example, the phase shifter 8 via the coaxial cable 64. At this time, the coaxial cable 64 is supplied to the phase shifter 8 through a coaxial cable passage hole 66 formed in the shield plate 59. That is, in the frequency converter, as shown in FIG. 8, the input probe 40 connected to the feeding point of the antenna element 2 protrudes from one surface side of the chassis 20, and the coaxial cable 64 connected to the phase shifter 8 from the other surface side. The low noise block converter 4 and the local oscillation circuit 6 are housed in the chassis 20.
[0035]
In the frequency converter configured as described above, since each low-noise block converter 4 and local oscillation circuit 6 are provided in one chassis 20, a phased array antenna can be installed in a small installation space. Since the local oscillation signal having the same frequency and the same amplitude is supplied from the local oscillation circuit 6 to each low noise block converter 4, the first intermediate frequency signal generated by each low noise block converter 4 has the same frequency and the same amplitude. . Therefore, even when the signals are combined by the combiner 10, no large loss occurs. The chassis 20 provided with the low noise block converter 4 and the local oscillation circuit 6 is covered with a radome (not shown). Since many low-noise block converters 4 are used, the amount of heat generated is large, the temperature inside the radome increases, and thermal stress occurs in the block converters 4 and the like, which may cause performance degradation. Therefore, in each of the low noise block converters 4, the first intermediate frequency amplifier 50 has a gain enough to compensate for the combined loss in the phase shifter 8, thereby suppressing heat generation and saving power.
[0036]
The above embodiment is merely an example of the present invention, and various modifications are possible. For example, the local oscillation circuit 6 divides the local oscillation signal into four, and further divides each four-divided output into four. For example, as shown in FIG. 9, after the oscillation signal from the oscillator 18 is amplified by the amplifier 70, the local oscillation signal is supplied to n (n is an arbitrary integer of 2 or more) low noise block converters 401 to 40n. The local oscillation signal may be distributed to n by the n distributor 72. In the above-described embodiment, the input portion of each low noise block converter 4 is the input probe 40. Alternatively, for example, a waveguide may be used.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, since each frequency conversion means is provided on one surface side of the chassis and the local oscillation means is provided on the other surface side, the installation space can be further reduced. In addition, since the frequency conversion unit and the local oscillation unit are provided on the opposite surfaces of one chassis, the signals do not interfere with each other. Furthermore, since each of the frequency conversion means and the local oscillation means are provided in each of the recesses provided corresponding to them, it is possible to reliably prevent the first intermediate frequency signal and the local oscillation signal from leaking, and The ground can be shared.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially assembled view of an embodiment of a phased array antenna using a frequency conversion device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of the embodiment.
FIG. 3 is a block diagram of a local oscillation circuit used in the embodiment.
FIG. 4 is a block diagram of a low noise block converter used in the embodiment.
FIG. 5 is a bottom view of the chassis of the embodiment.
FIG. 6 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of FIG. 5;
FIG. 8 is a front view of this embodiment.
FIG. 9 is a block diagram of a modification of the local oscillation circuit used in this embodiment.
FIG. 10 is a block diagram of a low noise block converter used for a conventional phased array antenna or parabolic antenna.
[Explanation of symbols]
2 antenna element 4 low noise block converter 6 local oscillation circuit 8 phase shifter 10 combiner 20 chassis 32 34 58 recess

Claims (1)

複数のアンテナ素子またはサブアレイ素子によって受信した信号を、これらアンテナ素子又はサブアレイ素子にそれぞれ対応する周波数変換手段によって、局部発振信号を使用して、それぞれ第1中間周波信号に変換し、これら第1中間周波信号の位相を調整した後に、合成するフェイズドアレイアンテナにおいて、
前記各周波数変換手段に共通の1台の局部発振手段を設け、
前記各周波数変換手段は、1台のシャーシの一方の面側に、前記各周波数変換手段に対応して設けられた複数の凹部内にそれぞれ収容され、
前記局部発振手段は、前記シャーシの他方の面に設けた第1凹部内に収容された発振手段と、前シャーシの他方の面に第1凹部を中心として描いた矩形の各頂点位置に設けた第2の凹部内に収容された分配増幅器とを、有し、これら各分配増幅器は、前記発振手段に同一長さのケーブルを介して接続された同一利得の増幅器と、この増幅器の出力を同数に分配する分配器とを、備えるフェイズドアレイアンテナ用周波数変換器。
Signals received by the plurality of antenna elements or sub-array elements are respectively converted into first intermediate frequency signals using local oscillation signals by frequency conversion means corresponding to these antenna elements or sub-array elements, respectively. After adjusting the phase of the frequency signal, in the phased array antenna to be synthesized,
A common local oscillation means is provided for each of the frequency conversion means,
Each of the frequency converters is housed in a plurality of recesses provided corresponding to the respective frequency converters on one surface side of one chassis,
The local oscillating means is provided at an oscillating means housed in a first recess provided on the other surface of the chassis and at each vertex position of a rectangle centered on the first recess on the other surface of the front chassis. A distributing amplifier housed in the second recess, each distributing amplifier having the same number of outputs as the amplifier having the same gain connected to the oscillating means via a cable of the same length. A frequency converter for a phased array antenna.
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