JP6465819B2

JP6465819B2 - ANTENNA DEVICE AND POWER CONTROL METHOD

Info

Publication number: JP6465819B2
Application number: JP2016004700A
Authority: JP
Inventors: 雅也榎田; 大野　新樹; 新樹大野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2036-01-13
Also published as: JP2017126866A

Description

本発明は、レーダシステムに搭載されるアンテナ装置および電力制御方法に関する。 The present invention relates to an antenna device and a power control method mounted on a radar system.

従来のＡＰＡＡ（Active Phased Array Antenna：アクティブフェーズドアレーアンテナ）装置では、移相器及び増幅器を有するモジュールを複数備え、電力分配器により各モジュールへ電力が供給される。各モジュールでパルス状のＲＦ（Radio Frequency）信号が増幅及び位相変換され、増幅及び位相変換されたＲＦ信号は、アンテナ素子から放射される。各アンテナ素子から放射されたＲＦ信号は空間で電界合成され、指向性を有するビームを形成する。 A conventional APAA (Active Phased Array Antenna) apparatus includes a plurality of modules each having a phase shifter and an amplifier, and power is supplied to each module by a power distributor. In each module, a pulsed RF (Radio Frequency) signal is amplified and phase-converted, and the amplified and phase-converted RF signal is radiated from the antenna element. The RF signal radiated from each antenna element is subjected to electric field synthesis in space to form a beam having directivity.

ＡＰＡＡ装置を用いたレーダシステムにおいては、観測幅を広げたり、分解能を向上さたりするために、アンテナの開口面積を小さくし、ビーム幅を広げることが必要である。例えば、特許文献１に記載されているように、従来の技術では、アンテナ装置内の制御回路によりＯＮまたはＯＦＦするモジュールを選択することで、開口面積を小さくしている。 In a radar system using an APAA device, it is necessary to reduce the aperture area of the antenna and widen the beam width in order to widen the observation width and improve the resolution. For example, as described in Patent Document 1, in the conventional technique, an opening area is reduced by selecting a module that is turned on or off by a control circuit in the antenna device.

特開２００３−１５２４２０号公報JP 2003-152420 A

アンテナ装置であるＡＰＡＡ装置では、複数のモジュールを備えるユニットを複数備え、モジュール電源をユニットごとに備える場合がある。モジュールへ電力を供給する各モジュール電源には、過剰な電力供給を防止するために、一定の電力制限が課されている。このような構成で上記従来のアンテナ装置内の制御回路によりＯＮまたはＯＦＦするモジュールを選択する技術を用いると、ユニットごとに各モジュールのＯＮまたはＯＦＦの状態が異なることがあり、この場合ユニットごとに消費電力が異なることになる。しかしながら、各モジュール電源には一定の電力制限が課されているため、消費電力が少ないユニットがあっても、各モジュール電源はそれぞれが電力制限内で電力を使用することになり、システム側からアンテナ装置へ供給される電力を全て使用することができない。このため、電力の効率的な活用ができないという問題があった。 An APAA device that is an antenna device may include a plurality of units each including a plurality of modules, and may include a module power supply for each unit. Each module power supply that supplies power to the module is subject to certain power limitations to prevent excessive power supply. When the technology for selecting a module to be turned on or off by the control circuit in the conventional antenna apparatus is used in such a configuration, the ON or OFF state of each module may be different for each unit. The power consumption will be different. However, since a certain power limit is imposed on each module power supply, each module power supply uses power within the power limit even if there is a unit with low power consumption. All power supplied to the device cannot be used. For this reason, there was a problem that electric power cannot be efficiently used.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アンテナ装置へ供給される電力を効率的に使用することができるアンテナ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an antenna device that can efficiently use power supplied to the antenna device.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるアンテナ装置は、１つ以上の素子アンテナと、素子アンテナのうちの１つ以上に接続され、送信信号に対して増幅および位相調整を行って素子アンテナへ出力する１つ以上のモジュールと、モジュールへ電力を供給するモジュール電源とをそれぞれが有する複数のユニットを備える。また、本発明にかかるアンテナ装置は、モジュールの動作状態を決定する制御部と、制御部により決定されたモジュールの動作状態に基づいて、モジュール電源の電力制限値を設定する電源制御回路と、制御部により決定されたモジュールの動作状態に基づいて、それぞれのモジュール電源に電力を配分し、配分した電力をモジュール電源へ供給する電源分配器と、を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an antenna device according to the present invention is connected to one or more element antennas and one or more of the element antennas, and is configured to amplify and phase a transmission signal. A plurality of units each having one or more modules that perform adjustment and output to the element antenna and a module power source that supplies power to the modules are provided. An antenna device according to the present invention includes a control unit that determines an operation state of a module, a power control circuit that sets a power limit value of the module power supply based on the operation state of the module determined by the control unit, and a control And a power distributor that distributes power to each module power supply and supplies the distributed power to the module power supply based on the operation state of the module determined by the module.

本発明によれば、アンテナ装置へ供給される電力を効率的に使用することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to efficiently use the power supplied to the antenna device.

実施の形態１にかかるアンテナ装置の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the antenna apparatus concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態１の処理回路を示す図The figure which shows the processing circuit of Embodiment 1. 実施の形態１の制御回路の構成例を示す図FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a control circuit according to the first embodiment. 実施の形態１のアンテナ装置の動作手順の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the operation | movement procedure of the antenna device of Embodiment 1. 実施の形態２のアンテナ装置の動作手順の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the operation | movement procedure of the antenna device of Embodiment 2.

以下に、本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置および電力制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an antenna device and a power control method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるアンテナ装置の構成例を示す図である。図１に示すように、アンテナ装置２０は、レーダシステムに搭載されるアクティブフェーズドアレーアンテナ装置であり、ユニット１−１〜１−ｍ、電源分配器２、アンテナ制御部３およびシステム制御部４を備える。ｍは２以上の整数である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the antenna device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the antenna device 20 is an active phased array antenna device mounted on a radar system, and includes units 1-1 to 1-m, a power distributor 2, an antenna control unit 3, and a system control unit 4. Prepare. m is an integer of 2 or more.

各ユニット１−１〜１−ｍは、それぞれ１つ以上のアンテナ素子と１つ以上のモジュールとを備える。ユニット１−１〜１−ｍは、さらに、それぞれモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍを備える。すなわち、複数のユニットであるユニット１−１〜１−ｍは、それぞれ１つ以上の素子アンテナと、素子アンテナのうちの１つ以上に接続され、送信信号に対して増幅および位相調整を行って素子アンテナへ出力する１つ以上のモジュールとモジュール電源であるモジュールデジタル電源を備える。図１の例では、アンテナ装置２０は、ｎ個のアンテナ素子すなわちアンテナ素子１１−１〜１１−ｎと、ｎ個のモジュールすなわちモジュール１２−１〜１２−ｎとを備えており、各ユニット１−１〜１−ｍは、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎのうち１つ以上と、モジュール１２−１〜１２−ｎのうちの１つ以上とをそれぞれ備える。ｎは２以上の整数である。図１に示した例では、ユニット１−１はアンテナ１１−１〜１１−ａ、モジュール１２−１〜１２−ａおよびモジュールデジタル電源１３−１を備え、ユニット１−ｍは、アンテナ素子１１−（ｎ−ｉ）〜１１−ｎ、モジュール１２−（ｎ−ｉ）〜１２−ｎおよびモジュールデジタル電源１３−ｍを備えている。なお、ａは１以上の整数であり、ｉは０以上の整数である。図１では、アンテナ素子とモジュールとが同数の例を示しているが、アンテナ素子の数とモジュールの数とは異なっていてもよい。例えば、１つのモジュールが複数のアンテナ素子に接続されていてもよい。 Each of the units 1-1 to 1-m includes one or more antenna elements and one or more modules. The units 1-1 to 1-m further include module digital power supplies 13-1 to 13-m, respectively. That is, each of the units 1-1 to 1-m, which are a plurality of units, is connected to one or more element antennas and one or more of the element antennas, and performs amplification and phase adjustment on the transmission signal. One or more modules that output to the element antenna and a module digital power source that is a module power source are provided. In the example of FIG. 1, the antenna device 20 includes n antenna elements, that is, antenna elements 11-1 to 11-n, and n modules, that is, modules 12-1 to 12-n. −1 to 1-m include one or more of the antenna elements 11-1 to 11-n and one or more of the modules 12-1 to 12-n, respectively. n is an integer of 2 or more. In the example shown in FIG. 1, the unit 1-1 includes antennas 11-1 to 11-a, modules 12-1 to 12-a, and a module digital power source 13-1, and the unit 1-m includes the antenna element 11-. (Ni) to 11-n, modules 12- (ni) to 12-n, and module digital power supply 13-m. Note that a is an integer of 1 or more, and i is an integer of 0 or more. Although FIG. 1 shows an example in which the number of antenna elements and modules is the same, the number of antenna elements and the number of modules may be different. For example, one module may be connected to a plurality of antenna elements.

モジュール１２−１〜１２−ｎは、それぞれ移相器および増幅器を備え、図示しない送信器で生成され図示しない分配器を介して入力される送信信号であるＲＦ信号を増幅するとともに、ＲＦ信号の位相を調整する。モジュール１２−１〜１２−ｎの移相器の位相は、モジュール制御回路３１から制御ライン７ａにより転送される位相量データに基づいて設定される。モジュール１２−１〜１２−ｎは、モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍから電力ライン６ｂにより電力が供給される。モジュール１２−１〜１−ｎは、ＲＦ信号の位相の変更および増幅を行い、ＲＦケーブル８により、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎへ送出する。アンテナ素子１１−１〜１１−ｎは、モジュール１２−１〜１２−ｎから入力されたＲＦ信号を電波として放射する。 Each of the modules 12-1 to 12-n includes a phase shifter and an amplifier, amplifies an RF signal which is a transmission signal generated by a transmitter (not shown) and input via a distributor (not shown), and Adjust the phase. The phases of the phase shifters of the modules 12-1 to 12-n are set based on the phase amount data transferred from the module control circuit 31 through the control line 7a. The modules 12-1 to 12-n are supplied with power from the module digital power supplies 13-1 to 13-m through the power line 6b. The modules 12-1 to 1-n change the phase of the RF signal and amplify it, and send it to the antenna elements 11-1 to 11-n through the RF cable 8. The antenna elements 11-1 to 11-n radiate RF signals input from the modules 12-1 to 12-n as radio waves.

アンテナ装置２０が搭載されるレーダシステムは、観測物に向けて、アンテナ装置から電波をパルスで送信し、観測物からの反射波をアンテナ装置で受信することにより観測を実施するシステムである。アンテナ装置は、レーダシステムにおいて、観測対象へ電波を送信し、観測対象により反射された電波を受信する機能を有する。本実施の形態のアンテナ装置２０は、このようなレーダシステムに搭載される。ただし、図１では、本発明の電力制御にかかる構成要素として、送信する機能を実現する部分を示している。なお、一般には、アンテナ素子には、送信と受信を切替えるアンテナ切り替え器が接続され、アンテナ素子は、受信にも用いられる。この場合、アンテナ装置２０における電波の受信時には、受信用のビームを、送信時と同様にアンテナ素子１１−１〜１１−ｎおよびモジュール１２−１〜１２−ｎを用いて形成する。アンテナ素子１１−１〜１１−ｎにより受信された受信信号は、モジュール１２−１〜１２−ｎを介して、レーダシステム内の図示しない受信器へ入力される。本実施の形態では、送信用のビーム形成における電力供給と、受信用のビーム形成における電力供給は同様であるため、本実施の形態では受信の動作の説明は省略する。 The radar system in which the antenna device 20 is mounted is a system that performs observation by transmitting radio waves from the antenna device in pulses toward the observation object and receiving reflected waves from the observation object by the antenna device. The antenna device has a function of transmitting radio waves to an observation target and receiving radio waves reflected by the observation target in a radar system. The antenna device 20 of the present embodiment is mounted on such a radar system. However, in FIG. 1, the part which implement | achieves the function to transmit is shown as a component concerning the power control of this invention. In general, an antenna switch for switching between transmission and reception is connected to the antenna element, and the antenna element is also used for reception. In this case, when the radio wave is received by the antenna device 20, a receiving beam is formed by using the antenna elements 11-1 to 11-n and the modules 12-1 to 12-n as in the case of transmission. Reception signals received by the antenna elements 11-1 to 11-n are input to receivers (not shown) in the radar system via the modules 12-1 to 12-n. In this embodiment, the power supply in the beam forming for transmission and the power supply in the beam forming for reception are the same, and thus the description of the reception operation is omitted in this embodiment.

アンテナ素子１１−１〜１１−ｎは、観測を実施するために、モジュール１２−１〜１２−ｎにより増幅されたＲＦ信号を観測物へ電波として放射し、その反射波を受信する。
モジュール１２−１〜１２−ｎは、ＲＦ信号を増幅するとともに、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎから放射される電波が観測方向へ向くように、モジュール制御回路３１から受信した位相データに基づいて、内部の移相器の位相値を設定する。 The antenna elements 11-1 to 11-n radiate the RF signals amplified by the modules 12-1 to 12-n as radio waves to the object to be observed and receive the reflected waves.
The modules 12-1 to 12-n amplify the RF signal and based on the phase data received from the module control circuit 31 so that the radio waves radiated from the antenna elements 11-1 to 11-n are directed in the observation direction. To set the phase value of the internal phase shifter.

また、観測範囲を広げたり、観測分解能を高くしたりすることで、レーダシステムとしての性能を向上させるためには、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎから放射される電波のビーム幅を広くすることが必要である。ビーム幅を広げるためには、モジュール１２−１〜１２−ｎの一部をＯＦＦすなわち動作を停止させ、アンテナ装置２０全体として放射されるビームのアンテナ開口の面積を小さくすることが必要である。モジュール１２−１〜１２−ｎの一部をＯＦＦさせるための制御は、例えば、特許文献１と同様の制御を用いることができる。モジュール１２−１〜１２−ｎは、モジュール制御回路３１からモジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮまたはＯＦＦを示すＯＮ／ＯＦＦデータを受信し、ＯＮ／ＯＦＦデータに基づいて、各モジュール１２−１〜１２−ｎ内の増幅器をＯＮまたはＯＦＦさせる。 Further, in order to improve the performance as a radar system by expanding the observation range or increasing the observation resolution, the beam width of radio waves radiated from the antenna elements 11-1 to 11-n is increased. It is necessary. In order to widen the beam width, it is necessary to turn off a part of the modules 12-1 to 12-n, that is, stop the operation, and reduce the area of the antenna opening of the beam radiated as the whole antenna device 20. For the control for turning off some of the modules 12-1 to 12-n, for example, the same control as in Patent Document 1 can be used. The modules 12-1 to 12-n receive ON / OFF data indicating ON or OFF of the modules 12-1 to 12-n from the module control circuit 31, and each module 12-1 is based on the ON / OFF data. The amplifiers in ~ 12-n are turned on or off.

上述したように、ビーム幅を広くするためにモジュール１２−１〜１２−ｎの一部をＯＦＦすることがある。その際、本実施の形態では、使用されないモジュール１２−１〜１２−ｎに対応する電力を使用するために、モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍとして、電力制限値を変更可能なデジタル電源を用いる。デジタル電源は、デジタル回路により制御され、出力電圧などを制御可能な電源である。そして、モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍは、モジュール電源制御回路３２から電力制限値データを受信し、受信した電力制限値データに基づいて、自身の電力制限値を設定する。 As described above, some of the modules 12-1 to 12-n may be turned off in order to increase the beam width. In this case, in the present embodiment, in order to use power corresponding to the modules 12-1 to 12-n that are not used, the digital power supply that can change the power limit value as the module digital power supplies 13-1 to 13-m. Is used. The digital power source is a power source that is controlled by a digital circuit and can control an output voltage and the like. Then, the module digital power supplies 13-1 to 13-m receive the power limit value data from the module power supply control circuit 32, and set their own power limit values based on the received power limit value data.

システム制御部４は、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎから放射される電波により形成されるビームを、観測方向へ向けるためのビームの指向方向を示すビーム方向データを生成してモジュール制御回路３１へ送出する。また、システム制御部４は、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎからの放射されるビームの幅を設定するために、モジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮまたはＯＦＦの状態を示す動作データを生成して、モジュール制御回路３１およびモジュール電源制御回路３２へ送出する。すなわち、システム制御部４は、モジュールの動作状態を決定する制御部である。 The system control unit 4 generates beam direction data indicating the beam directing direction for directing the beam formed by the radio waves radiated from the antenna elements 11-1 to 11-n in the observation direction, and generates the module control circuit 31. To send. In addition, the system control unit 4 sets operation data indicating the ON or OFF state of the modules 12-1 to 12-n in order to set the width of the beam emitted from the antenna elements 11-1 to 11-n. It is generated and sent to the module control circuit 31 and the module power supply control circuit 32. That is, the system control unit 4 is a control unit that determines the operation state of the module.

アンテナ制御部３は、モジュール制御回路３１およびモジュール電源制御回路３２を備える。モジュール制御回路３１は、システム制御部４から入力されるビーム方向データに基づいて、モジュール１２−１〜１２−ｎ内の移相器の位相値を算出し、算出した位相値を位相データとしてモジュール１２−１〜１２−ｎへ送出する。ビーム方向データについては後述する。移相器の位相値の算出方法は、例えば、特許文献１と同様の方法を用いることができる。また、モジュール制御回路３１は、システム制御部４から入力される動作データに基づいて、モジュール１２−１〜１２−ｎのそれぞれについて、ＯＮまたはＯＦＦの状態を示すＯＮ／ＯＦＦデータを生成して、対応するモジュール１２−１〜１２−ｎへ送出する。 The antenna control unit 3 includes a module control circuit 31 and a module power supply control circuit 32. The module control circuit 31 calculates the phase value of the phase shifter in the modules 12-1 to 12-n based on the beam direction data input from the system control unit 4, and uses the calculated phase value as phase data. Send to 12-1 to 12-n. The beam direction data will be described later. As a method for calculating the phase value of the phase shifter, for example, the same method as in Patent Document 1 can be used. Further, the module control circuit 31 generates ON / OFF data indicating the ON or OFF state for each of the modules 12-1 to 12-n based on the operation data input from the system control unit 4, The data is sent to the corresponding modules 12-1 to 12-n.

モジュール電源制御回路３２は、システム制御部４から制御ライン７ｃにより転送される動作データに基づいて、各ユニット１−１〜１−ｍのモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍへ設定する電力制限値を算出する。すなわち、モジュール電源制御回路３２は、システム制御部４により決定されたモジュールの動作状態に基づいて、モジュール電源の電力制限値を設定する電源制御回路である。動作データは、各モジュールの増幅器のＯＮすなわち起動状態、またはＯＦＦすなわち停止状態のいずれであるかを示すデータである。そして、モジュール電源制御回路３２は、算出した電力制限値を示すデータである電力制限値データを、制御ライン７ｂにより、対応するモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍへ送出する。 The module power supply control circuit 32 sets the power limit to be set to the module digital power supplies 13-1 to 13-m of the units 1-1 to 1-m based on the operation data transferred from the system control unit 4 through the control line 7c. Calculate the value. That is, the module power supply control circuit 32 is a power supply control circuit that sets the power limit value of the module power supply based on the operation state of the module determined by the system control unit 4. The operation data is data indicating whether the amplifier of each module is ON, that is, activated, or OFF, that is, stopped. Then, the module power supply control circuit 32 sends power limit value data, which is data indicating the calculated power limit value, to the corresponding module digital power supplies 13-1 to 13-m through the control line 7b.

電源分配器２は、レーダシステムからアンテナ装置２０へ供給される電力を、電力ライン６ａにより、モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍへそれぞれ分配して供給する。すなわち、電源分配器２は、システム制御部４により決定されたモジュールの動作状態に基づいて、それぞれのモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍに電力を配分し、配分した電力をモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍへ供給する。モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍは、対応するユニット１−１〜１−ｍ内のモジュール１２−１〜１２−ｎへ、電力ライン６ｂによりそれぞれ電力を供給する。モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍには、システム側すなわち電源分配器２からのモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍへの過剰な電力供給を防ぐために、各々電力制限値が設定される。 The power distributor 2 distributes and supplies the power supplied from the radar system to the antenna device 20 to the module digital power supplies 13-1 to 13-m through the power line 6a. That is, the power distributor 2 distributes power to each of the module digital power supplies 13-1 to 13 -m based on the operation state of the module determined by the system control unit 4, and the distributed power is allocated to the module digital power supply 13. -1 to 13-m. The module digital power supplies 13-1 to 13-m supply power to the modules 12-1 to 12-n in the corresponding units 1-1 to 1-m through the power line 6b, respectively. Each of the module digital power supplies 13-1 to 13-m is set with a power limit value in order to prevent excessive power supply to the module digital power supplies 13-1 to 13-m from the system side, that is, the power distributor 2. .

モジュール制御回路３１、モジュール電源制御回路３２およびシステム制御部４は、具体的には処理回路により実現される。モジュール制御回路３１、モジュール電源制御回路３２およびシステム制御部４を実現する処理回路は、専用ハードウェアにより実現されてもよいし、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）を用いた制御回路であってもよい。 Specifically, the module control circuit 31, the module power supply control circuit 32, and the system control unit 4 are realized by a processing circuit. The processing circuit for realizing the module control circuit 31, the module power supply control circuit 32, and the system control unit 4 may be realized by dedicated hardware, or may be a control circuit using a CPU (Central Processing Unit).

上記の処理回路が、専用ハードウェアにより実現される場合、これらは、図２に示す処理回路１００により実現される。図２は、実施の形態１の処理回路１００を示す図である。処理回路１００は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものである。 When the above processing circuit is realized by dedicated hardware, these are realized by the processing circuit 100 shown in FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating the processing circuit 100 according to the first embodiment. The processing circuit 100 is a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a processor programmed in parallel, an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), or a combination thereof.

上記の処理回路が、ＣＰＵを用いた制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図３に示す構成の制御回路２００である。図３は、実施の形態１の制御回路２００の構成例を示す図である。図３に示すように制御回路２００は、ＣＰＵなどであるプロセッサ２０１と、メモリ２０２とを備える。上記の処理回路が制御回路２００により実現される場合、プロセッサ２０１がメモリ２０２に記憶された、各構成要素の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ２０２は、プロセッサ２０１が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。 When the above processing circuit is realized by a control circuit using a CPU, this control circuit is, for example, the control circuit 200 having the configuration shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the control circuit 200 according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the control circuit 200 includes a processor 201 such as a CPU and a memory 202. When the processing circuit is realized by the control circuit 200, the processor 201 reads the program corresponding to the processing of each component stored in the memory 202 and executes it. The memory 202 is also used as a temporary memory in each process executed by the processor 201.

次に、本実施の形態の動作について説明する。システム側から電源分配器２へ供給される電力が一定の場合でも、電力制限値内であれば、ＯＦＦの状態のモジュールの電力をＯＮの状態のモジュールへ配分することは可能である。しかし、各モジュールデジタル電源の電力制限値を変更することができない場合、電力制限値を超えて、ユニット間でＯＦＦの状態のモジュールの電力をＯＮの状態のモジュールへ配分することはできない。 Next, the operation of the present embodiment will be described. Even when the power supplied from the system side to the power distributor 2 is constant, the power of the module in the OFF state can be distributed to the module in the ON state as long as it is within the power limit value. However, if the power limit value of each module digital power supply cannot be changed, the power of the module in the OFF state cannot be distributed to the modules in the ON state between the units beyond the power limit value.

例えば、各ユニットが、ユニット内のモジュールを全てＯＮまたは全てＯＦＦに設定した場合、全てのモジュールがＯＦＦの状態のユニット分の電力を全てのモジュールがＯＮの状態のユニットへ配分することはできない。このため、システム側から供給される電力に余剰が発生し、電力を効率良く使用することができない。本実施の形態では、電力を効率良く使用するために、ユニット間で電力を融通できるように、モジュールのＯＮまたはＯＦＦの状態に応じて、モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍの電力制限値を変更する。 For example, when each unit sets all the modules in the unit to ON or all OFF, it is not possible to distribute the power for the units in which all the modules are OFF to the units in which all the modules are ON. For this reason, surplus occurs in the power supplied from the system side, and the power cannot be used efficiently. In the present embodiment, in order to use power efficiently, the power limit values of the module digital power supplies 13-1 to 13-m are set according to the ON / OFF state of the module so that the power can be interchanged between the units. To change.

図４は、本実施の形態のアンテナ装置２０の電力制御手順の一例を示すフローチャートである。まず、モジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮ／ＯＦＦ、およびビーム方向データを決定する。システム制御部４は、モジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮ／ＯＦＦすなわち動作データ、およびビーム方向データをモジュール制御回路３１へ送信し、モジュール電源制御回路３２へモジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮ／ＯＦＦすなわち動作データを送信する（ステップＳ１）。次に、モジュール制御回路３１は、ユニット１−１〜１−ｍ内の各モジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮ／ＯＦＦをＯＮ／ＯＦＦデータとして送信することにより、ユニット１−１〜１−ｍ内の各モジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮ／ＯＦＦを設定する（ステップＳ２）。 FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a power control procedure of the antenna device 20 according to the present embodiment. First, ON / OFF of the modules 12-1 to 12-n and beam direction data are determined. The system control unit 4 transmits ON / OFF of the modules 12-1 to 12-n, that is, operation data and beam direction data to the module control circuit 31, and sends the modules 12-1 to 12-n to the module power supply control circuit 32. ON / OFF, that is, operation data is transmitted (step S1). Next, the module control circuit 31 transmits ON / OFF of each of the modules 12-1 to 12-n in the units 1-1 to 1-m as ON / OFF data, so that the units 1-1 to 1- ON / OFF of each module 12-1 to 12-n in m is set (step S2).

次に、モジュール制御回路３１は、モジュール１２−１〜１２−ｎの移相器の設定位相量を算出し、モジュール１２−１〜１２−ｎへ位相データとして送信する（ステップＳ３）。次に、モジュール１２−１〜１２−ｎが、位相データを受信し、位相器の位相値を設定する（ステップＳ４）。次に、モジュール電源制御回路３２は、各モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍの電力制限値を算出し、電力制限値データとしてモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍへ送信する（ステップＳ５）。 Next, the module control circuit 31 calculates the set phase amount of the phase shifters of the modules 12-1 to 12-n and transmits them as phase data to the modules 12-1 to 12-n (step S3). Next, the modules 12-1 to 12-n receive the phase data and set the phase value of the phase shifter (step S4). Next, the module power supply control circuit 32 calculates the power limit value of each module digital power supply 13-1 to 13-m, and transmits it to the module digital power supply 13-1 to 13-m as power limit value data (step S5). ).

具体的には、例えば、１つのモジュールあたり増減させる値ΔＰを定めておき、各モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍの電力制限値の初期値から、対応するユニット内でＯＦＦされるモジュールの数分だけ電力を低下させる。そして、低下させた電力の総量を、各ユニットに、ＯＮされるモジュールの数に応じて配分する。例えば、全モジュールがＯＦＦとなるユニットに対応するモジュールデジタル電源に対しては、電力制限値を０と設定する。全モジュールデジタル電源の電力制限値の初期値Ｐ₀が同一であるとし、全モジュールがＯＦＦとなるユニットの数がｋ個であり、全モジュールがＯＮとなるユニットがｔ個であるとすると、モジュール電源制御回路３２は、全モジュールがＯＮとなるユニットに対応するモジュールデジタル電源の電力制限値をＰ₀＋Ｐ₀×ｋ／ｔにそれぞれ設定する。または、モジュール電源制御回路３２は、ｍ個のユニットの電力制限値の初期値の合計をｍ×Ｐ_Aとし、ｎ個のモジュールのうちＯＮとなるモジュールの総数をｎ_ONとするとき、ユニット１−ｊ（ｊ=１，…，ｍ）内でＯＮとなるモジュールの数をｖ（ｊ）と、ユニット１−ｊ内のモジュールデジタル電源１３−ｊの電力制限値をｖ（ｊ）×ｍ×Ｐ_A／ｎ_ONとしてもよい。なお、具体的な電力制限値の算出方法は、この例に限定されない。また、モジュール電源制御回路３２は、各モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍの電力制限値の総和が電力分配器２の電力容量を超えないように、各モジュールデジタル電源１３−ｊの電力制限値を設定する。 Specifically, for example, a value ΔP to be increased / decreased per module is determined, and from the initial value of the power limit value of each module digital power supply 13-1 to 13 -m, the module that is turned off in the corresponding unit. Reduce power by a few minutes. Then, the total amount of reduced power is distributed to each unit according to the number of modules to be turned on. For example, the power limit value is set to 0 for a module digital power supply corresponding to a unit in which all modules are OFF. Assuming that the initial value P ₀ of the power limit values of all the module digital power supplies is the same, the number of units in which all modules are turned off is k, and the number of units in which all modules are turned on is t. The power supply control circuit 32 sets the power limit value of the module digital power supply corresponding to the unit in which all the modules are turned on to P ₀ + P ₀ × k / t, respectively. Or, the module power supply control circuit 32, the sum of the initial value of the power limit value of the m units and m × P _A, when the total number of modules to be ON among the n modules and n _ON, unit 1 −j (j = 1,..., M), the number of modules turned ON is v (j), and the power limit value of the module digital power supply 13-j in the unit 1-j is v (j) × m ×. P _A / n _ON may be set. A specific method for calculating the power limit value is not limited to this example. Further, the module power supply control circuit 32 limits the power of each module digital power supply 13-j so that the sum of the power limit values of each module digital power supply 13-1 to 13-m does not exceed the power capacity of the power distributor 2. Set the value.

次に、モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍは、モジュール電源制御回路３２から受信した電力制限値データに基づいて電力制限値を設定する（ステップＳ６）。電力分配器２は、各モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍの電力制限値に基づいて、モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍへ電力を分配する（ステップＳ７）。具体的には、例えば、モジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍの電力制限値の比に正比例するようにモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍへ電力を分配する。 Next, the module digital power supplies 13-1 to 13-m set a power limit value based on the power limit value data received from the module power supply control circuit 32 (step S6). The power distributor 2 distributes the power to the module digital power supplies 13-1 to 13-m based on the power limit values of the module digital power supplies 13-1 to 13-m (step S7). Specifically, for example, power is distributed to the module digital power supplies 13-1 to 13-m so as to be directly proportional to the ratio of the power limit values of the module digital power supplies 13-1 to 13-m.

以上のように、本実施の形態の受信装置２０は、ユニット１−１〜１−ｍにそれぞれ対応するモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍを備え、ユニット１−１〜１−ｍ内のモジュール１２−１〜１２−ｎの動作状態に応じてモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍの電力制限値を設定するようにした。このため、ＯＦＦ状態のモジュール分の電力をＯＮ状態のモジュールへユニット間で配分することができ、アンテナ装置へ供給される電力を効率的に使用することができる。 As described above, the receiving device 20 according to the present embodiment includes the module digital power supplies 13-1 to 13-m corresponding to the units 1-1 to 1-m, and includes the units 1-1 to 1-m. The power limit values of the module digital power supplies 13-1 to 13-m are set according to the operation state of the modules 12-1 to 12-n. For this reason, the power for the module in the OFF state can be distributed among the units to the module in the ON state, and the power supplied to the antenna device can be used efficiently.

実施の形態２．
図５は、実施の形態２にかかるアンテナ装置の電力制御手順の一例を示すフローチャートである。本実施の形態のアンテナ装置の構成は実施の形態１のアンテナ装置２０と同様である。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a flowchart of an example of a power control procedure of the antenna device according to the second embodiment. The configuration of the antenna device of the present embodiment is the same as that of the antenna device 20 of the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

本実施の形態では、アンテナ装置２０は、モジュールのＯＮまたはＯＦＦをユニット単位で設定する。すなわち、各ユニットでは、全てのモジュールがＯＦＦすなわち全ＯＦＦ、または全てのモジュールがＯＮすなわち全ＯＮのいずれかの状態となる。 In the present embodiment, the antenna device 20 sets the module ON or OFF in units. That is, in each unit, all the modules are in an OFF state, that is, all OFF, or all the modules are in an ON state, that is, all ON.

図５に示すように、システム制御部４は、モジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮ／ＯＦＦすなわち動作データおよびビーム方向データを決定する。ただし、モジュールのＯＮまたはＯＦＦをユニット単位で設定する。すなわち、システム制御部４は、ユニット内の全てのモジュールを起動状態とする、またはユニット内の全てのモジュールを停止状態とするよう、ユニットごとにモジュールの動作状態を決定する。システム制御部４は、ユニット単位で設定されたモジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮ／ＯＦＦの状態を示すデータ、およびビーム方向データをモジュール制御回路３１へ送信し、モジュール電源制御回路３２へモジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮ／ＯＦＦすなわち動作データを送信する（ステップＳ１１）。以下の説明および図５では、ユニット単位で決定されたモジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮまたはＯＦＦの状態を、全ＯＮ／ＯＦＦと呼び、全ＯＮ／ＯＦＦを示すデータを全ＯＮ／ＯＦＦデータと呼ぶ。次に、モジュール制御回路３１は、全ＯＮ／ＯＦＦデータに基づいて、モジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮまたはＯＦＦの状態を示すＯＮ／ＯＦＦデータを生成して送信することにより、ユニット１−１〜１−ｍ内の各モジュール１２−１〜１２−ｎのＯＮ／ＯＦＦを設定する（ステップＳ１２）。 As shown in FIG. 5, the system control unit 4 determines ON / OFF of the modules 12-1 to 12-n, that is, operation data and beam direction data. However, module ON or OFF is set in units. That is, the system control unit 4 determines the operation state of each module so that all the modules in the unit are activated or all the modules in the unit are stopped. The system control unit 4 transmits the data indicating the ON / OFF state of the modules 12-1 to 12-n set in units and the beam direction data to the module control circuit 31, and supplies the module power supply control circuit 32 with the module. ON / OFF of 12-1 to 12-n, that is, operation data is transmitted (step S11). In the following description and FIG. 5, the ON or OFF state of the modules 12-1 to 12-n determined in units is called all ON / OFF, and data indicating all ON / OFF is all ON / OFF data. Call it. Next, the module control circuit 31 generates and transmits ON / OFF data indicating the ON or OFF state of the modules 12-1 to 12-n based on all ON / OFF data, thereby transmitting the unit 1- The ON / OFF of each module 12-1 to 12-n in 1-1-m is set (step S12).

ステップＳ１３〜ステップＳ１６は、ステップＳ３〜ステップＳ６と同様である。ただし、本実施の形態では、ユニットごとに、全モジュールのＯＮまたはＯＦＦの状態が決定されているので、ステップＳ１５では、ユニット内の個別にＯＦＦとなるモジュールの個数は考慮しなくてよい。したがって、例えば、全モジュールデジタル電源の電力制限値の初期値Ｐ₀が同一であるとし、全モジュールがＯＦＦとなるユニットの数がｋ個であり、全モジュールがＯＮとなるユニットの数がｔ個であるとすると、モジュール電源制御回路３２は、全モジュールがＯＮとなるユニットに対応するモジュールデジタル電源の電力制限値をＰ₀＋Ｐ₀×ｋ／ｔにそれぞれ設定する。電力制限値の設定方法は、これに限定されず、モジュール電源制御回路３２は、ユニット内の全てのモジュールが停止状態となるユニットの電力制限値を初期値より低下させ、ユニット内の全ての送受信モジュールが起動状態となるユニットの電力制限値を初期値より増加させればよい。 Steps S13 to S16 are the same as steps S3 to S6. However, in this embodiment, since the ON or OFF state of all modules is determined for each unit, the number of modules that are individually turned OFF in the unit does not have to be considered in step S15. Therefore, for example, assuming that the initial value P ₀ of the power limit value of all module digital power supplies is the same, the number of units in which all modules are OFF is k, and the number of units in which all modules are ON is t. Then, the module power supply control circuit 32 sets the power limit value of the module digital power supply corresponding to the unit in which all the modules are turned on to P ₀ + P ₀ × k / t, respectively. The method of setting the power limit value is not limited to this, and the module power supply control circuit 32 lowers the power limit value of the unit in which all modules in the unit are stopped from the initial value, and performs all transmission / reception in the unit. The power limit value of the unit in which the module is activated may be increased from the initial value.

ステップＳ１７では、電力分配器２は、全ＯＦＦとなるユニットすなわち全モジュールをＯＦＦしたユニットの分の電力を全ＯＮすなわち全モジュールをＯＮしたユニットへ配分する（ステップＳ７）。すなわち、電力分配器２は、ユニット内の全てのモジュールが起動状態となるユニットへ配分する電力が、ユニット内の全てのモジュールが停止状態となるユニットへ配分する電力より多くなるよう電力を配分する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。 In step S17, the power distributor 2 distributes the power corresponding to the units that are all OFF, that is, the units that have all the modules OFF, to the units that are all ON, that is, all the modules are ON (step S7). That is, the power distributor 2 distributes the power so that the power distributed to the units in which all the modules in the unit are activated is greater than the power allocated to the units in which all the modules in the unit are deactivated. . The operations of the present embodiment other than those described above are the same as those of the first embodiment.

以上のように、本実施の形態では、ユニット単位で、全てのモジュールをＯＦＦ、または全てのモジュールをＯＮとし、ユニット１−１〜１−ｍ内のモジュール１２−１〜１２−ｎの動作状態に応じてモジュールデジタル電源１３−１〜１３−ｍの電力制限値を設定するようにした。このため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、実施の形態１に比べ、モジュール制御回路３１およびモジュール電源制御回路３２における演算を簡略化することができる。 As described above, in the present embodiment, all the modules are turned off or all the modules are turned on in units of units, and the operation states of the modules 12-1 to 12-n in the units 1-1 to 1-m. Accordingly, the power limit values of the module digital power supplies 13-1 to 13-m are set. Therefore, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the calculations in the module control circuit 31 and the module power supply control circuit 32 can be simplified as compared with the first embodiment.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

１−１〜１−ｍユニット、２電源分配器、３アンテナ制御部、４システム制御部、１１−１〜１１−ｎアンテナ素子、１２−１〜１２−ｎモジュール、１３−１〜１３−ｍモジュールデジタル電源、２０アンテナ装置、３１モジュール制御回路、３２モジュール電源制御回路。 1-1 to 1-m unit, 2 power distributor, 3 antenna control unit, 4 system control unit, 11-1 to 11-n antenna element, 12-1 to 12-n module, 13-1 to 13-m Module digital power supply, 20 antenna device, 31 module control circuit, 32 module power supply control circuit.

Claims

One or more element antennas, one or more modules connected to one or more of the element antennas, performing amplification and phase adjustment on a transmission signal and outputting to the element antennas, and power to the modules A plurality of units each having a module power supply for supplying
A control unit for determining an operating state of the module;
A power supply control circuit for setting a power limit value of the module power supply based on the operating state of the module determined by the control unit;
A power distributor that distributes power to each of the module power supplies based on the operating state of the module determined by the control unit, and supplies the distributed power to the module power supply;
An antenna device comprising:

The control unit determines an operation state of the module for each unit so that all the modules in the unit are activated or all the modules in the unit are deactivated. The antenna device according to claim 1.

The power supply control circuit reduces the power limit value of the unit in which all the modules in the unit are in a stopped state from an initial value, and the units in the unit in which all the modules in the unit are in an activated state. The antenna device according to claim 2, wherein the power limit value is increased from an initial value.

The power distributor distributes power to all the modules in the unit that are in the activated state so that more power is distributed to the units in which all the modules in the unit are in the stopped state. The antenna device according to claim 2, wherein power is distributed.

One or more element antennas, one or more modules connected to one or more of the element antennas for adjusting the phase of a signal output to the element antennas, and a module power supply for supplying power to the modules A power control method in an antenna device comprising a plurality of units each having
A first step of determining an operating state of the module;
A second step of setting a power limit value of the module power supply based on the operating state of the module determined in the first step;
A third step of allocating power to each of the module power supplies based on the operating state of the module determined in the first step and supplying the allocated power to the module power supply;
A power control method comprising: