JP4840300B2 - フェーズドアレイアンテナおよびフェーズドアレイレーダ - Google Patents
フェーズドアレイアンテナおよびフェーズドアレイレーダ Download PDFInfo
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Description
1-1 送受信モジュール
1-1-1 アンテナ素子
1-1-2 サーキュレータ
1-1-3 電力増幅器
1-1-4 低雑音増幅器
1-1-5 移相器(送信系)
1-1-6 移相器(受信系)
1-1-7 スイッチ(送信系)
1-1-8 スイッチ(受信系)
1-2 送信系ローフィーダ
1-3 受信系ローフィーダ
1-4 アンテナフィーダ
1-5、1-6、1-7 カプラー
2 AD変換器
3 コラムフィーダ
4 送信部
5 信号処理部
6 制御部
7 ラットレース回路
11-1〜11-N コラムアレイ
11-1-a1〜11-1-aM アンテナ素子
11-1-b1〜11-1-bM 送受信モジュール送受信モジュール
12 切替スイッチ
13 分配合成器
14 送受信部
15 信号処理部
16 制御部
Claims (8)
- アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、該ローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するとともに、垂直方向に配置されたコラムフィーダと前記複数段のローアレイとをそれぞれ接続して円筒型アレイを構成し、
前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右(R)と左(L)の2系統の受信系ローフィーダと、該2系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間にそれぞれ接続され、前記2系統の受信系ローフィーダ出力をデジタル信号に変換して前記コラムフィーダへ出力するAD変換器を備えていることを特徴とするフェーズドアレイアンテナ。 - アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、該ローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するとともに、垂直方向に配置されたコラムフィーダと前記複数段のローアレイとをそれぞれ接続して円筒型アレイを構成し、
前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右(R)と左(L)の2系統の受信系ローフィーダと、該2系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間に、前記2系統の受信系ローフィーダ出力の和(Σ)と差(Δ)の信号を合成して出力するラットレース回路、および該ラットレース回路から出力された前記和(Σ)と差(Δ)の信号をそれぞれデジタル信号に変換して前記コラムフィーダへ出力するAD変換器を備えていることを特徴とするフェーズドアレイアンテナ。 - 前記送受信モジュールと前記コラムフィーダ間を接続する前記送信系ローフィーダおよび前記2系統の受信系ローフィーダは、該ローアレイ構造の中で垂直方向に3層に分離して配置されており、前記送受信モジュールは前記アンテナ素子を外側に向けた状態で前記3層に分離配置された送受信系ローフィーダの外側に配置され、前記コラムフィーダは該3層に分離配置された送受信系ローフィーダの内側に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のフェーズドアレイアンテナ。
- 前記送受信モジュールと前記コラムフィーダ間を接続する前記送信系ローフィーダおよび前記2系統の受信系ローフィーダは、該ローアレイ構造の中で垂直方向に3層に分離して配置されており、前記送受信モジュール内のアンテナ素子は該3層に分離配置された送受信系ローフィーダの外側に配置され、前記送受信アンテナ素子を除く前記送受信モジュールおよび前記コラムフィーダは該3層に分離配置された送受信系ローフィーダの内側に配置されており、前記アンテナ素子と該アンテナ素子を除くモジュール間を接続するアンテナフィーダが、前記3層に分離配置された送受信系ローフィーダと積層されて分離配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のフェーズドアレイアンテナ。
- 前記送受信モジュールには、前記送信系ローフィーダを介して入力される前記探索用送信信号をONまたはOFFに切り替える第1のスイッチと、前記探索用送信信号の位相を調整する第1の移相器と、該第1の移相器で位相調整された前記探索用送信信号を増幅する電力増幅器と、該電力増幅器で電力増幅された前記探索用送信信号をアンテナへ送出するサーキュレータと、前記アンテナ素子で受信され前記サーキュレータを介して入力された前記探索用送信信号の反射信号を増幅する低雑音増幅器と、該低雑音増幅器で増幅された反射信号の位相を調整する第2の移相器と、該第2の移相器で位相調整された前記反射信号を前記2系統の受信系ローフィーダのいずれか一方に接続またはOFFに切り替える第2のスイッチが実装されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のフェーズドアレイアンテナ。
- 前記送受信モジュールには、前記送信系ローフィーダを介して入力される前記探索用送信信号をONまたはOFFに切り替える第1のスイッチと、前記探索用送信信号を増幅する電力増幅器と、該電力増幅器で電力増幅された前記探索用送信信号をアンテナへ送出するサーキュレータと、前記アンテナ素子で受信され前記サーキュレータを介して入力された前記探索用送信信号の反射信号を増幅する低雑音増幅器と、該低雑音増幅器で増幅された反射信号を前記2系統の受信系ローフィーダのいずれか一方に接続またはOFFに切り替える第2のスイッチと、前記探索用送信信号の送信時には前記第1のスイッチと前記電力増幅器の間に接続されて前記探索用送信信号の位相を調整し、前記探索用送信信号の反射信号受信時には前記低雑音増幅器と前記第2のスイッチとの間に接続されて前記反射信号の位相を調整する移相器と、前記探索用送信信号の送信時と前記探索用送信信号の反射信号受信時に前記移相器を切替え接続する第3のスイッチが実装されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のフェーズドアレイアンテナ。
- アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、該ローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するとともに、垂直方向に配置されたコラムフィーダと前記複数段のローアレイとをそれぞれ接続して円筒型アレイを構成したフェーズドアレイアンテナと、前記送受信モジュールに実装されたスイッチを切替え制御することにより前記フェーズドアレイアンテナの方位方向の送信ビーム走査を行う送信制御手段と、前記フェーズドアレイアンテナの前記ローアレイ毎に合成した受信信号をデジタル信号に変換するAD変換器と、前記AD変換器でデジタル信号に変換された前記ローアレイ毎に合成された受信信号をDBF処理して仰角方向にマルチビームを形成する信号処理部を備え、
前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右(R)と左(L)の2系統の受信系ローフィーダと、該2系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間にそれぞれ接続され、前記2系統の受信系ローフィーダ出力をデジタル信号に変換するAD変換器を備えており、前記信号処理部は、前記コラムフィーダを介して入力される前記2系統のデジタル信号の和(Σ)と差(Δ)を演算して方位方向のモノパルスパターンを形成する機能を有していることを特徴とするフェーズドアレイレーダ。 - アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、該ローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するとともに、垂直方向に配置されたコラムフィーダと前記複数段のローアレイとをそれぞれ接続して円筒型アレイを構成したフェーズドアレイアンテナと、前記送受信モジュールに実装されたスイッチを切替え制御することにより前記フェーズドアレイアンテナの方位方向の送信ビーム走査を行う送信制御手段と、前記フェーズドアレイアンテナの前記ローアレイ毎に合成した受信信号をデジタル信号に変換するAD変換器と、前記AD変換器でデジタル信号に変換された前記ローアレイ毎に合成された受信信号をDBF処理して仰角方向にマルチビームを形成する信号処理部を備え、
前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右(R)と左(L)の2系統の受信系ローフィーダと、該2系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間に、前記2系統の受信系ローフィーダ出力の和(Σ)と差(Δ)の信号を合成して出力するラットレース回路と、該ラットレース回路から出力された前記和(Σ)と差(Δ)の信号をそれぞれデジタル信号に変換して前記コラムフィーダへ出力するAD変換器を備えており、前記信号処理部は、前記コラムフィーダを介して入力される前記和(Σ)と差(Δ)の2系統のデジタル信号をDBF処理して、仰角方向にモノパルスのマルチビームを形成する機能を有していることを特徴とするフェーズドアレイレーダ。
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