JP4199521B2 - Active phased array antenna for satellite installation - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、進行波管増幅器に関し、詳しくは、出力信号の移相を制御することができる進行波管増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図7に示すように、熱カソード101、ヒータ102、アノード103、ヘリックス(低速波回路)104、入力回路105、出力回路106、コレクタ107を備えた進行波管と、その進行波管の各電極に動作電圧を供給するための複数の高圧電源を有する進行波管電源110とを備えた進行波管増幅器100が知られている。
【0003】
ここで、ヒータ電圧Vfはヒータ102を加熱する電圧、アノード電圧Vaは熱カソード101とアノード103との間で電子ビームを加速するための電圧、ヘリックス電圧Vhelは熱カソード101とヘリックス104との間で電子ビームを加速するための電圧、コレクタ電圧Vcは電子ビームを捕捉するための電圧である。
【0004】
この種の進行波管増幅器の一般的な高周波特性は、図8に示すように、ある入力電力を超えると出力電力が飽和してしまうために、利得や電力効率が低下し、さらに、入力信号と出力信号の位相差が大きくなるという特性を持つ。
【0005】
このため、従来の進行波管増幅器では、所要の出力電力において最大の電力効率が得られるように、進行波管の各電極に供給する電圧を設定している。
【0006】
このような進行波管増幅器を使用して大電力を供給するために、複数の進行波管増幅器の出力電力を合成する場合には、各進行波管増幅器の出力の位相を揃えることが困難なため、図9に示すように、各進行波管増幅器100の出力の位相を変えるための移相器120を設置し、移相量制御部130で各移相器120を制御して位相を同相にした各進行波管増幅器100の出力を出力合成器140で合成する必要があった。
【0007】
また、進行波管増幅器を使用して自由に指向性を制御できるアクティブフェーズドアレーアンテナを構成する場合、図10に示すように、アンテナ素子となる各進行波管増幅器100の出力位相を制御するための移相器120を設置し、移相量制御部130で各移相器120を制御して指向性を制御していた(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
【特許文献1】
特開平7−321537号公報 (図1、図6)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の進行波管増幅器にあっては、図9に示すような進行波管増幅器の出力電力を合成する場合や、図10に示すようなアクティブフェーズドアレーアンテナを複数の進行波管増幅器で構成する場合は、各進行波管増幅器に対して移相器を設置しなければならないため、コストが増大してしまうという問題があった。
【0010】
また、特にアクティブフェーズドアレーアンテナにおいて、より精密に指向性を制御するためには、位相を細かく制御できる移相器(無限移相器)を各アンテナ素子に対して設置する必要があるため、さらにコストが増大するとともに、移相器の挿入による出力電力の損失も増大してしまうという問題があった。
【0011】
そこで、本発明は、進行波管増幅器に移相器を設置せずに、進行波管増幅器の動作を制御することで進行波管増幅器の出力信号の位相を可変できるようにすることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、本発明は、入力が複数に等分され、それぞれに進行波管増幅器と放射素子が接続されて、全体として1つの送信装置として動作する衛星搭載用のアクティブフェーズドアレーアンテナであって、前記進行波管増幅器の低速波回路に供給する電圧を変化させることにより、出力信号の位相を制御する可変電圧源と、前記進行波管増幅器のアノードに供給する電圧を変化させることにより、前記位相の制御に伴い生じる出力電力の低下を補うアノード可変電圧源と、を備えたことを特徴とするものである。
【0013】
これにより、低速波回路に供給される電圧が変えられて、出力信号の位相が変えられる。したがって、移相器などを使わなくても出力信号の位相が制御されるため、移相器を挿入することによる出力電力の損失を抑制することができる。さらに、進行波管増幅器のアノードに供給する電圧を変化させることにより、位相の制御に伴い生じる出力電力の低下を補うことができるため、安定的に電力を供給することができる。
【0014】
前記低速波回路に空胴結合型を使用し、前記可変電圧源により空胴結合部に供給するボディ電圧を変化させるようにしたり、前記低速波回路にヘリックス型を使用し、前記可変電圧源によりヘリックス部に供給するヘリックス電圧を変化させるようにすることは好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して説明する。
【0018】
図1は本発明の第1実施形態(参考例)の進行波管増幅器を示す図である。なお、本実施形態においては、低速波回路にヘリックスを用いたヘリックス進行波管増幅器を示す。
【0019】
図1において、本実施形態の進行波管増幅器1は、熱カソード11、ヒータ12、アノード13、ヘリックス(低速波回路)21、入力回路22、出力回路23、コレクタ部30を備えたヘリックス進行波管と、ヒータ電圧を供給するヒータ電圧源71、アノード電圧を供給するアノード電圧源72、ヘリックス電圧を可変に供給するヘリックス可変電圧源73、コレクタ電圧を供給するコレクタ電圧源74を有する進行波管電源70とを備えている。
【0020】
図2は、ヘリックス進行波管の構造を示した図である。図2に示すように、ヘリックス進行波管は、電子を放出する電子銃部10と、マイクロ波を処理する高周波回路部20と、電子を捕捉するコレクタ部30と、電子ビームを集束させる電子ビーム集束装置部40と、本体を支持し放熱等を行うためのパッケージ50とを備えている。
【0021】
電子銃部10は、電子を放出する熱カソード11と、この熱カソード11を加熱するヒータ12とを備えている。
【0022】
高周波回路部20は、マイクロ波と電子ビームとを相互作用させるヘリックス21と、マイクロ波を入力する入力回路22と、増幅したマイクロ波を出力する出力回路23とを備えている。
【0023】
コレクタ部30は複数の電極31を備えている。電子ビーム集束装置部40は、電子ビームの通路に磁界を発生させる複数の磁石41及び磁極42を備えている。
【0024】
電子銃部10とコレクタ部30とは円筒形の金属容器60で接続され、電子銃部10内部から金属容器60を介してコレクタ部30の内部は真空に保たれており、金属容器60内に金属リボンまたはワイヤをらせん状に巻いたヘリックス21が支持棒により固定されていて、金属容器60の周囲に電子ビーム集束装置部40が設けられている。
【0025】
このようなヘリックス進行波管において、電子が真空中で電子銃部10の熱カソード11から放出され、数kV以上の高電圧で加速されると同時に、電子ビーム集束装置部40で形成された磁界により集束される。
【0026】
集束された電子は、細い電子ビームを形成し、ヘリックス21のらせんの内側を通過する。
【0027】
一方、マイクロ波は、入力回路22から進行波管内に導かれた後、電子ビームの上流側(熱カソード11側)からヘリックス21に沿って進み、その軸方向速度が電子ビームの速度とほぼ同期したときに、電子ビームとマイクロ波に相互作用が生じてマイクロ波の電力が増幅される。
【0028】
増幅されたマイクロ波は、ヘリックス21に接続された出力回路23から取り出される。
【0029】
また、マイクロ波との相互作用を終えた電子ビームは、電位の異なる3〜4段の電極31を備えたコレクタ部30に衝突し、捕捉され、電子の運動エネルギーは熱エネルギーに変換される。
【0030】
ここで、ヘリックス21での電子ビーム速度vは、簡易的には
1/2・m・v2=e・V から v=(2・e/m・V)1/2
と算出することができる。ここで、mは電子の質量、eは電子の電気素量、Vはヘリックス電圧である。
【0031】
つまり、ヘリックス電圧を変化させることで電子ビーム速度を制御することが可能であることが分かる。
【0032】
この関係から、ヘリックス電圧を高くすると電子ビーム速度が速くなるため出力信号の位相が早まり、ヘリックス電圧を低くすると電子ビーム速度が遅くなるため出力信号の位相が遅れることが分かる。
【0033】
すなわち、電子ビームとマイクロ波の相互作用が大きく変化しないヘリックス電圧の範囲内において、ヘリックス電圧を変化させることでマイクロ波への増幅作用を保ちながら出力信号の位相を制御することが可能となる。
【0034】
実際にKu帯のヘリックス進行波管増幅器を使用して、飽和動作時の状態からヘリックス電圧のみを低下させた場合の出力位相の変化を図3に示す。
【0035】
ここでは、飽和動作時のヘリックス電圧(6.757kV)から2%強低下させた電圧(6.6kV)まで変化させ測定を行った。
【0036】
電圧を2%強低下させた場合には、出力電力が0.25dB(52.4dBが52.15dBに)、電力効率が2.4%(62.7%が60.3%に)と変化量が少ないのに比べ、出力位相が93°の遅れ(-50°が-143°に)と大きく変化することが分かった。
【0037】
この測定結果から、ヘリックス電圧を低下させるに従って、出力位相が遅れることが確認され、ヘリックス電圧を制御することで、出力電力と電力効率をほとんど劣化させることなく、出力信号の位相を変化させることが可能であることが実証された。
【0038】
このことから、本実施形態の進行波管増幅器1では、ヘリックス電圧の供給にヘリックス可変電圧源73を用い、ヘリックス電圧を電子ビームとマイクロ波の相互作用が大きく変化しない範囲内において変化させ、出力信号の位相を制御するようにした。
【0039】
このように本実施形態においては、ヘリックス電圧を可変に供給するヘリックス可変電圧源73を設け、ヘリックス可変電圧源73によりヘリックス電圧を変化させることで、出力電力と電力効率をほとんど劣化させること無く出力信号の位相を制御することができる。
【0040】
なお、本実施形態においては、低速波回路にヘリックスを用いたヘリックス進行波管増幅器を示したが、低速波回路に空胴結合型を用いる空胴結合型進行波管増幅器においても、その空胴結合部に供給するボディ電圧を変化させることで同様の効果が得られる。
【0041】
次に、図4は本発明の第2実施形態(参考例)の進行波管増幅器を示す図である。なお、本実施形態は、上述第1実施形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分のみ説明する。
【0042】
図4に示すように、本実施形態の進行波管電源80は、アノード電圧を可変に供給するアノード可変電圧源81を備えている。このアノード可変電圧源81によりアノード電圧を上げると、カソード電流すなわち電子の放出量が増加し、出力電力が増加する。逆に、アノード電圧を下げると、カソード電流すなわち電子の放出量が減少し、出力電力が減少する。
【0043】
このため、本実施形態の進行波管増幅器2では、上述の実施形態のように、ヘリックス可変電圧源73でヘリックス電圧を変化させ出力信号の位相を制御したときに生じる若干の出力電力の低下を、アノード可変電圧源81によりアノード電圧を上げて電子の放出量を増加させることで補うことができる。
【0044】
これは、進行波管増幅器をアクティブフェーズドアレーアンテナに使用するとき、ヘリックス電圧を変化させたことにより生じる若干の出力電圧の低下がアクティブフェーズドアレーアンテナの指向性の制御に影響する場合などに効果がある。
【0045】
このように本実施形態においては、アノード可変電圧源81によりアノード電圧を変化させることにより出力電力を制御して、ヘリックス電圧を変化させ出力信号の位相を制御したときに生じる出力電力の低下を補うことができる。
【0046】
次に、図5は本発明の第3実施形態(参考例)の電力合成装置を示す図である。なお、本実施形態は、上述第1実施形態の進行波管増幅器1を使用した電力合成装置であるので、図1を流用して説明する。
【0047】
図5に示すように、本実施形態の電力合成装置は、複数の進行波管増幅器1と、複数の進行波管増幅器1のヘリックス可変電圧源73を制御して各進行波管増幅器1に供給するヘリックス電圧を制御する電圧制御部3と、複数の進行波管増幅器1の出力を合成する出力合成器4とを備えている。
【0048】
このような電力合成装置において、電圧制御部3は、ヘリックス可変電圧源73により各進行波管増幅器1に供給するヘリックス電圧を制御して各進行波管増幅器1の出力信号の位相を同相にする。
【0049】
同相にされた各進行波管増幅器1の出力信号は、出力合成器4で合成され大電力の信号として出力される。
【0050】
このように本実施形態においては、電圧制御部3により進行波管増幅器1のヘリックス可変電圧源73を制御して、各進行波管増幅器の出力信号の位相を同相としているので、ヘリックス可変電圧源73に必要な可変電源は移相器よりも安価に導入でき、コストを削減することができる。
【0051】
次に、図6は本発明の第4実施形態のアクティブフェーズドアレーアンテナを示す図である。なお、本実施形態は、上述第1実施形態の進行波管増幅器1を使用したアクティブフェーズドアレーアンテナであるので、図1を流用して説明する。
【0052】
図6に示すように、本実施形態のアクティブフェーズドアレーアンテナは、入力が複数に等分され、複数の進行波管増幅器1と、複数の進行波管増幅器1のヘリックス可変電圧源73を制御して各進行波管増幅器1に供給するヘリックス電圧を制御する電圧制御部5と、各進行波管増幅器1の出力に接続された放射素子6とを備え、各進行波管増幅器1、各放射素子6は互いに近接して配置され、全体として1つの送信装置として動作する。なお、放射素子6は、衛星搭載用としてはホーンアンテナが好適である。
【0053】
このようなアクティブフェーズドアレーアンテナにおいて、電圧制御部5は、ヘリックス可変電圧源73により各進行波管増幅器1に供給するヘリックス電圧を制御してアンテナ素子となる各進行波管増幅器1の出力信号の位相を制御し、アクティブフェーズドアレーアンテナの指向性を制御することができる。
【0054】
このように本実施形態においては、電圧制御部5により進行波管増幅器1のヘリックス可変電圧源73を制御して、各進行波管増幅器の出力信号の位相を制御しているので、ヘリックス可変電圧源73に必要な可変電源は移相器よりも安価に導入でき、コストを削減することができる。
【0055】
また、進行波管増幅器1のヘリックス電圧を変更した場合の電力効率の劣化は、移相器の挿入による電力の損失よりも小さいため、特に、衛星の限りのある発生電力を使用する衛星局搭載用のアクティブフェーズドアレーアンテナなどにおいてより有効である。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、可変電圧源により低速波回路に供給する電圧を変化させて出力信号の位相を制御しているので、位相器などを設置しなくても出力信号の位相を制御することができ、コストを削減することができる。
【0057】
ここで、低速波回路としては、空胴結合型やヘリックス型が考えられ、空胴結合型では空胴結合部に供給するボディ電圧を変化させるとよく、ヘリックス型ではヘリックス部に供給するヘリックス電圧を変化させるとよい。
【0058】
また、アノードに供給する電圧を変化させるアノード可変電圧源によりアノードに供給する電圧を変化させて出力信号の電力を制御するようにすれば、位相を変化させたために生じる出力電力の低下を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の進行波管増幅器を示す図であり、その概略構成図である。
【図2】その進行波管を示す断面図である。
【図3】そのヘリックス電圧の変化による出力位相の変化を示す図である。
【図4】本発明の第2実施形態の進行波管増幅器を示す図であり、その概略構成図である。
【図5】本発明の第3実施形態の電力合成装置を示す図であり、その概略構成図である。
【図6】本発明の第4実施形態のアクティブフェーズドアレーアンテナを示す図であり、その概略構成図である。
【図7】従来の進行波管増幅器の概略構成図である。
【図8】従来の進行波管増幅器の高周波特性を示す図である。
【図9】従来の電力合成装置を示す図である。
【図10】従来のアクティブフェーズドアレーアンテナを示す図である。
【符号の説明】
1、2 進行波管増幅器
3 電圧制御部
4 出力合成器
5 電圧制御部
6 放射素子
10 電子銃部
11 熱カソード
12 ヒータ
13 アノード
20 高周波回路部
21 ヘリックス(低速波回路)
22 入力回路
23 出力回路
30 コレクタ部
31 電極
40 電子ビーム集束装置部
41 磁石
42 磁極
50 パッケージ
60 金属容器
70 進行波管電源
71 ヒータ電圧源
72 アノード電圧源
73 ヘリックス可変電圧源
74 コレクタ電圧源
80 進行波管電源
81 アノード可変電圧源
100 進行波管増幅器
101 熱カソード
102 ヒータ
103 アノード
104 ヘリックス(低速波回路)
105 入力回路
106 出力回路
107 コレクタ
110 進行波管電源
120 移相器
130 移相量制御部
140 出力合成器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a traveling wave tube amplifier, and more particularly to a traveling wave tube amplifier capable of controlling the phase shift of an output signal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 7, a traveling wave tube including a hot cathode 101, a heater 102, an anode 103, a helix (slow wave circuit) 104, an input circuit 105, an output circuit 106, and a collector 107, and the traveling wave tube A traveling
[0003]
Here, the heater voltage Vf is a voltage for heating the heater 102, the anode voltage Va is a voltage for accelerating the electron beam between the hot cathode 101 and the anode 103, and the helix voltage Vhel is between the hot cathode 101 and the helix 104. The voltage for accelerating the electron beam and the collector voltage Vc are voltages for capturing the electron beam.
[0004]
As shown in FIG. 8, the general high-frequency characteristics of this type of traveling wave tube amplifier are that the output power is saturated when a certain input power is exceeded, resulting in a decrease in gain and power efficiency. And the output signal has a large phase difference.
[0005]
For this reason, in the conventional traveling wave tube amplifier, the voltage supplied to each electrode of the traveling wave tube is set so that the maximum power efficiency can be obtained at the required output power.
[0006]
When synthesizing the output power of a plurality of traveling wave tube amplifiers in order to supply large power using such traveling wave tube amplifiers, it is difficult to align the phases of the outputs of the traveling wave tube amplifiers. Therefore, as shown in FIG. 9, a phase shifter 120 for changing the phase of the output of each traveling
[0007]
Further, when an active phased array antenna that can freely control directivity using a traveling wave tube amplifier is configured, as shown in FIG. 10, the output phase of each traveling
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-7-321537 (FIGS. 1 and 6)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional traveling wave tube amplifier, when the output power of the traveling wave tube amplifier as shown in FIG. 9 is synthesized, an active phased array antenna as shown in FIG. In the case of using a tube amplifier, a phase shifter must be installed for each traveling wave tube amplifier, which increases the cost.
[0010]
Moreover, in order to control the directivity more precisely, particularly in active phased array antennas, it is necessary to install a phase shifter (infinite phase shifter) capable of finely controlling the phase for each antenna element. There is a problem that the cost increases and the loss of output power due to the insertion of the phase shifter also increases.
[0011]
Therefore, the present invention has an object to enable the phase of an output signal of a traveling wave tube amplifier to be variable by controlling the operation of the traveling wave tube amplifier without installing a phase shifter in the traveling wave tube amplifier. To do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides an active phased array for mounting on a satellite that is divided into a plurality of inputs, each of which is connected to a traveling wave tube amplifier and a radiating element, and operates as one transmitter as a whole. an antenna, by changing the voltage supplied to the slow wave circuit of the traveling-wave tube amplifier, a variable voltage source for controlling the phase of the output signal, changing the voltage supplied to the anode of the traveling wave tube amplifier Thus, there is provided an anode variable voltage source that compensates for a decrease in output power caused by the phase control.
[0013]
Thereby, the voltage supplied to the low-speed wave circuit is changed, and the phase of the output signal is changed. Therefore, since the phase of the output signal is controlled without using a phase shifter or the like, loss of output power due to insertion of the phase shifter can be suppressed. Further, by changing the voltage supplied to the anode of the traveling wave tube amplifier, it is possible to compensate for the decrease in output power caused by the phase control, so that power can be supplied stably.
[0014]
A cavity coupling type is used for the slow wave circuit, and the body voltage supplied to the cavity coupling unit is changed by the variable voltage source, or a helix type is used for the slow wave circuit, and the variable voltage source It is preferable to change the helix voltage supplied to the helix portion.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a diagram showing a traveling wave tube amplifier according to a first embodiment (reference example) of the present invention. In the present embodiment, a helix traveling wave tube amplifier using a helix in a slow wave circuit is shown.
[0019]
In FIG. 1, a traveling
[0020]
FIG. 2 is a diagram showing the structure of a helical traveling wave tube. As shown in FIG. 2, the helical traveling wave tube includes an electron gun unit 10 that emits electrons, a high-
[0021]
The electron gun unit 10 includes a hot cathode 11 that emits electrons and a heater 12 that heats the hot cathode 11.
[0022]
The high-
[0023]
The collector unit 30 includes a plurality of electrodes 31. The electron beam focusing
[0024]
The electron gun unit 10 and the collector unit 30 are connected by a
[0025]
In such a helix traveling wave tube, electrons are emitted from the hot cathode 11 of the electron gun unit 10 in a vacuum and accelerated at a high voltage of several kV or more, and at the same time, a magnetic field formed by the electron beam focusing
[0026]
The focused electrons form a thin electron beam and pass inside the helix 21 helix.
[0027]
On the other hand, after the microwave is guided from the input circuit 22 into the traveling wave tube, it travels along the helix 21 from the upstream side (the hot cathode 11 side) of the electron beam, and its axial velocity is substantially synchronized with the velocity of the electron beam. When this occurs, an interaction occurs between the electron beam and the microwave, and the power of the microwave is amplified.
[0028]
The amplified microwave is extracted from the output circuit 23 connected to the helix 21.
[0029]
Further, the electron beam that has finished the interaction with the microwave collides with and is captured by the collector section 30 including the three- and four-stage electrodes 31 having different potentials, and the kinetic energy of the electrons is converted into thermal energy.
[0030]
Here, the electron beam velocity v at the helix 21 is simply 1/2 · m · v 2 = e · V to v = (2 · e / m · V) 1/2.
Can be calculated. Here, m is the mass of the electron, e is the elementary charge of the electron, and V is the helix voltage.
[0031]
That is, it can be seen that the electron beam velocity can be controlled by changing the helix voltage.
[0032]
From this relationship, it can be seen that when the helix voltage is increased, the electron beam speed is increased, so that the phase of the output signal is advanced, and when the helix voltage is decreased, the electron beam speed is decreased, so that the phase of the output signal is delayed.
[0033]
That is, it is possible to control the phase of the output signal while maintaining the amplification effect on the microwave by changing the helix voltage within the range of the helix voltage where the interaction between the electron beam and the microwave does not change significantly.
[0034]
FIG. 3 shows the change in the output phase when only the helix voltage is lowered from the saturation operation state by actually using the Ku-band helix traveling wave tube amplifier.
[0035]
Here, the measurement was performed by changing the helix voltage (6.757 kV) during the saturation operation from the voltage (6.6 kV), which is a little lower than 2%.
[0036]
When the voltage is reduced by more than 2%, the output power is 0.25dB (52.4dB is 52.15dB) and the power efficiency is 2.4% (62.7% is 60.3%). Was found to change significantly with a 93 ° delay (-50 ° to -143 °).
[0037]
From this measurement result, it is confirmed that the output phase is delayed as the helix voltage is lowered, and by controlling the helix voltage, the phase of the output signal can be changed without substantially degrading the output power and power efficiency. Proven to be possible.
[0038]
Therefore, in the traveling
[0039]
As described above, in the present embodiment, the helix
[0040]
In the present embodiment, a helix traveling wave tube amplifier using a helix in the slow wave circuit is shown, but the cavity coupled traveling wave tube amplifier using a cavity coupled type in the slow wave circuit also has its cavity. The same effect can be obtained by changing the body voltage supplied to the coupling portion.
[0041]
Next, FIG. 4 is a diagram showing a traveling wave tube amplifier according to a second embodiment (reference example) of the present invention. In addition, since this embodiment is comprised substantially the same as the said 1st Embodiment, it attaches | subjects the same code | symbol to the same structure, and demonstrates only a characteristic part.
[0042]
As shown in FIG. 4, the traveling wave
[0043]
For this reason, in the traveling
[0044]
This is effective when a traveling wave tube amplifier is used for an active phased array antenna and a slight drop in the output voltage caused by changing the helix voltage affects the directivity control of the active phased array antenna. is there.
[0045]
As described above, in the present embodiment, the output power is controlled by changing the anode voltage by the anode
[0046]
Next, FIG. 5 is a diagram showing a power combiner of a third embodiment (reference example) of the present invention. Since the present embodiment is a power combiner using the traveling
[0047]
As shown in FIG. 5, the power combiner of the present embodiment controls a plurality of traveling
[0048]
In such a power combiner, the voltage controller 3 controls the helix voltage supplied to each traveling
[0049]
The output signals of the traveling
[0050]
Thus, in this embodiment, the voltage control unit 3 controls the helix
[0051]
Next, FIG. 6 is a figure which shows the active phased array antenna of 4th Embodiment of this invention. Since the present embodiment is an active phased array antenna using the traveling
[0052]
As shown in FIG. 6, the active phased array antenna of the present embodiment is divided into a plurality of inputs, and controls a plurality of traveling
[0053]
In such an active phased array antenna, the
[0054]
Thus, in this embodiment, the
[0055]
In addition, since the degradation of the power efficiency when the helix voltage of the traveling
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the phase of the output signal is controlled by changing the voltage supplied to the low-speed wave circuit by the variable voltage source, the phase of the output signal can be controlled without installing a phase shifter or the like. And cost can be reduced.
[0057]
Here, as a slow wave circuit, a cavity coupling type or a helix type is conceivable. In the cavity coupling type, the body voltage supplied to the cavity coupling part may be changed, and in the helix type, the helix voltage supplied to the helix part. It is good to change.
[0058]
Moreover, if the voltage supplied to the anode is changed by the anode variable voltage source that changes the voltage supplied to the anode to control the power of the output signal, the decrease in output power caused by changing the phase can be compensated. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a traveling wave tube amplifier according to a first embodiment of the present invention, and is a schematic configuration diagram thereof.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the traveling wave tube.
FIG. 3 is a diagram showing a change in output phase due to a change in helix voltage.
FIG. 4 is a diagram showing a traveling wave tube amplifier according to a second embodiment of the present invention, and is a schematic configuration diagram thereof.
FIG. 5 is a diagram showing a power combiner according to a third embodiment of the present invention, and is a schematic configuration diagram thereof.
FIG. 6 is a diagram showing an active phased array antenna according to a fourth embodiment of the present invention, and is a schematic configuration diagram thereof.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional traveling wave tube amplifier.
FIG. 8 is a diagram showing high-frequency characteristics of a conventional traveling wave tube amplifier.
FIG. 9 shows a conventional power combiner.
FIG. 10 is a diagram showing a conventional active phased array antenna.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
22 Input circuit 23 Output circuit 30 Collector section 31
105 input circuit 106 output circuit 107
Claims (3)
前記進行波管増幅器の低速波回路に供給する電圧を変化させることにより、出力信号の位相を制御する可変電圧源と、
前記進行波管増幅器のアノードに供給する電圧を変化させることにより、前記位相の制御に伴い生じる出力電力の低下を補うアノード可変電圧源と、を備えたことを特徴とする衛星搭載用のアクティブフェーズドアレーアンテナ。An active phased array antenna mounted on a satellite that is divided into a plurality of inputs, each of which is connected to a traveling wave tube amplifier and a radiating element, and operates as a single transmitter as a whole,
A variable voltage source that controls the phase of the output signal by changing the voltage supplied to the slow wave circuit of the traveling wave tube amplifier;
An active variable voltage source for satellite installation, comprising: an anode variable voltage source that compensates for a decrease in output power caused by controlling the phase by changing a voltage supplied to an anode of the traveling wave tube amplifier. Array antenna.
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