JP4087802B2 - ミリ波送受信モジュールおよび異常監視方法 - Google Patents
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Description
R=R0×exp{B×[(1/T)−(1/T0)]} ・・・(1)
但し、式(1)において、R0は室温(25度)での既知抵抗値、Bは温度パラメータ、T0は室温(25度)である。
Tj=Ta+θja×P ・・・(2)
なる式(2)を用いて計算する(ステップST44)。なお、式(2)において、Taはモニタした周囲温度、θjaは熱抵抗、PはMMICの消費電力である。
2 受信アンテナ
3 高周波回路
4 専用集積回路(ASIC)
5 信号処理回路
6 バイアス回路
35 電流モニタ
36 周囲温度モニタ
37 デバイス(DVC)モニタ(MMIC接合部温度上限モニタ)
38 シャント抵抗素子
39 電圧比較回路
40−1〜40−n MMIC(モノリシックマイクロ波集積回路)
54 制御処理部
55 ドレイン設定電圧出力部
56 メモリ
57 ゲート設定電圧出力部
58 異常判定処理部
59 異常結果出力部
61 ドレインバイアス用レギュレータ
62,63,64 A/D変換器
65−1〜65−n D/A変換器
Claims (20)
- 送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統のMMIC群を含み、ミリ波の電波を送受信する装置の送受信アンテナが接続される高周波回路と、
前記高周波回路の送信系および周波数逓倍系のMMIC群を用いて送信電波を発生させ、前記高周波回路の受信系のMMIC群から入力する受信信号を処理する信号処理回路と、
前記高周波回路の周囲温度を検出する周囲温度モニタと、
前記3系統のMMIC群を流れるドレイン電流の総和をそれぞれ検出する送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統の電流モニタと、
自系のMMIC群に共通に供給するドレイン電圧を前記周囲温度モニタのモニタ結果に基づき調整するとともに、自系のMMIC群のそれぞれのMMICにゲート電圧を供給する送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統のバイアス調整系と、
運用時に、送信系、受信系および周波数逓倍系の電流モニタのモニタ結果に基づいて送信系、受信系および周波数逓倍系毎に自系のMMIC群の異常発生有無をそれぞれ監視する送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統の異常監視系と、
を備えたことを特徴とするミリ波送受信モジュール。 - 前記周波数逓倍系の電流モニタの検出電流値から送信電力値を求め、少なくとも、その求めた送信電力値が、前記周囲温度モニタの現検出温度において前記装置に要求される性能を維持できる電力値であるか否かを判断する送信電力監視手段、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のミリ波送受信モジュール。 - 前記送信電力監視手段での前記装置に要求される性能を維持できる電力値であるか否かの判断では、
参照データとして、予め、周波数逓倍系のMMICのドレイン電流と周囲温度との関係を示す第1特性と、送信電力と周囲温度との関係を示す第2特性とを用意し、
前記第2特性における送信電力に対し、上側に予め設定される所定の比率分シフトした送信電力と周囲温度との関係を示す第3特性と、下側に予め設定される所定の比率分シフトした送信電力と周囲温度との関係を示す第4特性とを作成し、
前記第3特性での現周囲温度に対応する前記第2特性おける温度T1と、前記第4特性での現周囲温度に対応する前記第2特性おける温度T2とを求め、
求めた温度T1,T2を前記第1特性に適用して温度T1による送信電力増大電流しき
い値と、温度T2による送信電力低下電流しきい値とを求め、
前記周波数逓倍系の電流モニタが検出した電流値が、前記送信電力増大電流しきい値を超えるときは送信電力増大異常と判断し、前記送信電力低下電流しきい値を下回るときは送信電力低下異常と判断し、送信電力増大電流しきい値と送信電力低下電流しきい値との間にあるときは送信電力正常と判断する、
ことを特徴とする請求項2に記載のミリ波送受信モジュール。 - 前記送信電力監視手段は、前記周波数逓倍系の電流モニタの検出電流値から求めた送信電力値が、法規違反であるか否か、仕様違反であるか否かも判断することを特徴とする請求項2に記載のミリ波送受信モジュール。
- 前記3系統の異常監視系は、
自系の電流モニタの検出電流値が自系の複数のMMICを流れるドレイン電流の総和上限値を超えるか否かを監視するドレイン電流監視手段、
をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のミリ波送受信モジュール。 - 前記3系統の異常監視系は、
自系のバイアス調整系が自系の複数のMMICに共通に供給するドレイン電圧が上限値を超えるか否か、下限値を下回るか否かを監視するドレイン電圧監視手段、
をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のミリ波送受信モジュール。 - 前記3系統の異常監視系は、
前記自系のMMICの直近部或いは内部に設けたMMICの直近周囲温度を検出するデバイス温度モニタと、
自系の前記デバイス温度モニタの検出信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記周囲温度モニタの検出周囲温度値が上限値を超えるか否か、下限値を下回るか否かを監視するとともに、前記検出周囲温度値は前記上限値と前記下限値との間に存するにもかかわらず自系の前記A/D変換器の出力値から読み取った前記自系のデバイス温度モニタの検出温度値が規定値を超える場合にMMICの接合部温度を求め、最大接合部温度を超えているか否かを監視するMMIC周囲温度監視手段と、
をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のミリ波送受信モジュール。 - 前記3系統の異常監視系と前記3系統のバイアス調整系は、専用集積回路として一体的に集積回路化されていることを特徴とする請求項1に記載のミリ波送受信モジュール。
- 前記周波数逓倍系の異常監視系は、前記周波数逓倍系の電流モニタの検出電流値から送信電力値を求め、少なくとも、その求めた送信電力値が、前記周囲温度モニタの現検出温度において前記装置に要求される性能を維持できる電力値であるか否かを判断する送信電力監視手段を備え、
前記3系統の異常監視系は、自系の電流モニタの検出電流値が自系の複数のMMICを流れるドレイン電流の総和上限値を超えるか否かを監視するドレイン電流監視手段をそれぞれ備え
前記3系統の異常監視系は、自系のバイアス調整系が自系の複数のMMICに共通に供給するドレイン電圧が上限値を超えるか否か、下限値を下回るか否かを監視するドレイン電圧監視手段をそれぞれ備え
前記3系統の異常監視系は、前記自系のMMICの直近部或いは内部に設けたMMICの直近周囲温度を検出するデバイス温度モニタと、自系の前記デバイス温度モニタの検出信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、前記周囲温度モニタの検出周囲温度値が上限値を超えるか否か、下限値を下回るか否かを監視するとともに、前記検出周囲温度値は前記上限値と前記下限値との間に存するにもかかわらず自系の前記A/D変換器の出力値から読み取った前記自系のデバイス温度モニタの検出温度値が規定値を超える場合にMMICの接合部温度を求め、最大接合部温度を超えているか否かを監視するMMIC周囲温度監視手段とをそれぞれ備え
前記周波数逓倍系の異常監視系の送信電力監視手段と3系統のドレイン電流監視手段と3系統のドレイン電圧監視手段と3系統のMMIC周囲温度監視手段とは、前記信号処理回路とともに専用集積回路として一体的に集積回路化されていることを特徴とする請求項1に記載のミリ波送受信モジュール。 - 前記3系統の異常監視系は、異常発生を検知すると、外部や上位の処理系に報知するとともに、必要に応じて当該ミリ波送受信モジュールの動作を停止する手段をそれぞれ備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載のミリ波送受信モジュール。
- 送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統のMMIC群を含み、ミリ波の電波を送受信する装置の送受信アンテナが接続される高周波回路と、
前記高周波回路の送信系および周波数逓倍系のMMIC群を用いて送信電波を発生させ、前記高周波回路の受信系のMMIC群から入力する受信信号を処理する信号処理回路と、
前記高周波回路の周囲温度を検出する周囲温度モニタと、
前記3系統のMMIC群を流れるドレイン電流の総和をそれぞれ検出する送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統の電流モニタと、
ドレイン電圧の設定値に基づいて自系の複数のMMICに共通に供給するドレイン電圧を発生するレギュレータ、前記周囲温度モニタと自系の電流モニタの各検出信号をそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換器、および各ゲート電圧の設定値をアナログ信号に変換して自系の複数のMMICにそれぞれゲート電圧を供給するD/A変換器とを備える送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統のバイアス回路と、
自系のバイアス回路のA/D変換器から入力する自系の周囲温度モニタの検出温度値に対応した自系の複数のMMICに共通に供給する前記ドレイン電圧の設定値を自系のバイアス回路のレギュレータに出力する送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統のドレイン設定電圧出力部と、
自系のMMIC群のそれぞれのMMICに対するゲート電圧の設定値を自系のバイアス回路のD/A変換器に出力する送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統のゲート設定電圧出力部と、
運用時に、送信系、受信系および周波数逓倍系の電流モニタのモニタ結果に基づいて送信系、受信系および周波数逓倍系毎に自系のMMIC群の異常発生有無を監視する送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統の異常監視系と、
を備えることを特徴とするミリ波送受信モジュール。 - 前記3系統のバイアス回路と前記3系統の信号処理回路とは、専用集積回路として一体的に集積回路化されていることを特徴とする請求項11に記載のミリ波送受信モジュール。
- 送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統のMMIC群を含み、ミリ波の電波を送受信する装置の送受信アンテナが接続される高周波回路と、前記高周波回路の送信系および周波数逓倍系のMMIC群を用いて送信電波を発生させ、前記高周波回路の受信系のMMIC群から入力する受信信号を処理する信号処理回路と、前記高周波回路の周囲温度を検出する周囲温度モニタと、前記3系統のMMIC群を流れるドレイン電流の総和をそれぞれ検出する送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統の電流モニタと、自系のMMIC群に共通に供給するドレイン電圧を前記周囲温度モニタのモニタ結果に基づき調整するとともに、自系のMMIC群のそれぞれのMMICにゲート電圧を供給する送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統のバイアス調整系とを備えるミリ波送受信モジュールの異常を監視するミリ波送受信モジュールの異常監視方法において、
送信系、受信系および周波数逓倍系の3系統の異常監視系が、運用時に、送信系、受信系および周波数逓倍系の電流モニタのモニタ結果に基づいて送信系、受信系および周波数逓倍系毎に自系のMMIC群の異常発生有無をそれぞれ監視する異常監視工程を実行することを特徴とするミリ波送受信モジュールにおける異常監視方法。 - 前記異常監視工程は、前記高周波回路の送信電力の正常性を監視する工程を含み、
前記高周波回路の送信電力の正常性を監視する工程には、
前記周波数逓倍系のバイアス調整系が読み取った前記周波数逓倍系の電流モニタの検出電流値から送信電力値を求める工程と、
少なくとも、その求めた送信電力値が、前記周囲温度モニタの現検出温度において前記装置に要求される性能を維持できる電力値であるか否かを判断する工程と、
が含まれることを特徴とする請求項13に記載のミリ波送受信モジュールにおける異常監視方法。 - 前記装置に要求される性能を維持できる電力値であるか否かの判断には、
参照データとして、予め、周波数逓倍系のMMICのドレイン電流と周囲温度との関係を示す第1特性と、送信電力と周囲温度との関係を示す第2特性とを用意する工程と、
前記第2特性における送信電力に対し、上側に予め設定される所定の比率分シフトした送信電力と周囲温度との関係を示す第3特性と、下側に予め設定される所定の比率分シフトした送信電力と周囲温度との関係を示す第4特性とを作成する工程と、
前記第3特性での現周囲温度に対応する前記第2特性おける温度T1と、前記第4特性での現周囲温度に対応する前記第2特性おける温度T2とを求める工程と、
求めた温度T1,T2を前記第1特性に適用して温度T1による送信電力増大電流しきい値と、温度T2による送信電力低下電流しきい値とを求める工程と、
前記周波数逓倍系の電流モニタが検出した電流値が、前記送信電力増大電流しきい値を超えるときは送信電力増大異常と判断し、前記送信電力低下電流しきい値を下回るときは送信電力低下異常と判断し、送信電力増大電流しきい値と送信電力低下電流しきい値との間にあるときは送信電力正常と判断する工程と、
が含まれることを特徴とする請求項14に記載のミリ波送受信モジュールにおける異常監視方法。 - 前記高周波回路の送信電力の正常性を監視する工程には、前記周波数逓倍系の電流モニタの検出電流値から求めた送信電力値が、法規違反であるか否か、仕様違反であるか否かを判断する工程が含まれることを特徴とする請求項14に記載のミリ波送受信モジュールにおける異常監視方法。
- 前記3系統の異常監視系で行われる異常監視工程には、
自系の複数のMMICを流れるドレイン電流の総和上限値を既定値として求める工程と、
自系の電流モニタの検出電流値が自系の前記総和上限値を超えるか否かを監視する工程と、
を含む自系のドレイン電流の正常性を監視する工程をそれぞれ備えることを特徴とする請求項13に記載のミリ波送受信モジュールにおける異常監視方法。 - 前記3系統の異常監視系で行われる異常監視工程には、
自系の複数のMMICに共通に供給するドレイン電圧の上限値と下限値を既定値として求める工程と、
自系の複数のMMICに共通に供給するドレイン電圧が前記上限値を超えるか否か、前記下限値を下回るか否かを監視する工程と、
を含む自系のドレイン電圧の正常性を監視する工程をそれぞれ備えることを特徴とする請求項13に記載のミリ波送受信モジュールにおける異常監視方法。 - 前記3系統の異常監視系で行われる異常監視工程には、
前記周囲温度モニタの検出周囲温度値が上限値を超えるか否か、下限値を下回るか否かを監視する工程と、
前記検出周囲温度値が前記上限値と前記下限値との間に存在する場合において自系のMMICの直近周囲温度を検出するために自系のMMICの直近部或いは内部に設けた自系のデバイス温度モニタの検出温度値が規定値を超える場合にMMICの接合部温度を求める工程と、
求めた接合部温度が最大接合部温度を超えているか否かを監視し、自系のMMICの接合部温度正常性を監視する工程と、
がそれぞれ含まれることを特徴とする請求項13に記載のミリ波送受信モジュールにおける異常監視方法。 - 前記3系統の異常監視系で行われる異常監視工程には、
自系の異常発生を検知すると、外部や上位の処理系に報知するとともに、必要に応じて当該ミリ波送受信モジュールの動作を停止する工程、
がそれぞれ含まれることを特徴とする請求項13に記載のミリ波送受信モジュールにおける異常監視方法。
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