JP6487064B2 - フェイズドアレイアンテナ - Google Patents
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Description
(フェイズドアレイアンテナの構成)
本発明の第1の実施形態に係るフェイズドアレイアンテナ1の構成について、図1を参照して説明する。図1は、フェイズドアレイアンテナ1の構成を示すブロック図である。
次に、フェイズドアレイアンテナ1の第1の具体例について、図2を参照して説明する。図2は、本具体例に係るフェイズドアレイアンテナ1の構成を示すブロック図である。
本具体例に係るフェイズドアレイアンテナ1においては、各搬送光CLiの波長λiを変化させることによって、対応する遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に与えられる遅延時間Δtiを変化させることができる。光導波路OWGとして、波長分散媒質により構成された光導波路を用いているからである。
また、本具体例に係るフェイズドアレイアンテナ1においては、信号光SLに与えられる波長分散ΔD(λ)を変化させることによっても、各遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に与えられる遅延時間Δtiを変化させることができる。
次に、フェイズドアレイアンテナ1の第2の具体例について、図3を参照して説明する。図3は、本具体例に係るフェイズドアレイアンテナ1の構成を示すブロック図である。
光導波路OWG1,OWG2,…,OWGnが波長分散の異なる光導波路(異なる波長分散値を持つ波長分散媒質により構成された光導波路)である場合、搬送光CLの波長λを変化させることによって、各遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に与えられる遅延時間Δtiを変化させることができる。
一方、光導波路OWG1,OWG2,…,OWGnが光路長の可変な光導波路である場合、各光導波路OWGiの光路長を変化させることによって、対応する遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に与えられる遅延時間Δtiを変化させることができる。
次に、フェイズドアレイアンテナ1の変形例について、図4を参照して説明する。図4は、本変形例に係るフェイズドアレイアンテナ1の構成を示すブロック図である。
(フェイズドアレイアンテナの構成)
本発明の第2の実施形態に係るフェイズドアレイアンテナ2の構成について、図5を参照して説明する。図5は、フェイズドアレイアンテナ2の構成を示すブロック図である。
次に、フェイズドアレイアンテナ2の第1の具体例について、図6を参照して説明する。図6は、本具体例に係るフェイズドアレイアンテナ2の構成を示すブロック図である。
本具体例に係るフェイズドアレイアンテナ2においては、各搬送光CLiの波長λiを変化させることによって、対応する遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に与えられる遅延時間Δtiを変化させることができる。光導波路OWGとして、波長分散媒質により構成された光導波路を用いているからである。
また、本具体例に係るフェイズドアレイアンテナ2においては、信号光SLに与えられる波長分散ΔD(λ)を変化させることによっても、各遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に与えられる遅延時間Δtiを変化させることができる。
次に、フェイズドアレイアンテナ2の第2の具体例について、図7を参照して説明する。図7は、本具体例に係るフェイズドアレイアンテナ2の構成を示すブロック図である。
光導波路OWG1,OWG2,…,OWGnが波長分散の異なる光導波路(異なる波長分散値を持つ波長分散媒質により構成された光導波路)である場合、搬送光CLの波長λを変化させることによって、各遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に与えられる遅延時間Δtiを変化させることができる。
一方、光導波路OWG1,OWG2,…,OWGnが光路長の可変な光導波路である場合、各光導波路OWGiの光路長を変化させることによって、対応する遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に与えられる遅延時間Δtiを変化させることができる。
次に、フェイズドアレイアンテナ2の変形例について、図8を参照して説明する。図8は、本変形例に係るフェイズドアレイアンテナ2の構成を示すブロック図である。
次に、第1の実施形態に係るフェイズドアレイアンテナ1のさらなる変形例について、図9を参照して説明する。図9は、本変形例に係るフェイズドアレイアンテナ9の構成を示すブロック図である。
次に、第2の実施形態に係るフェイズドアレイアンテナ2のさらなる変形例について、図10を参照して説明する。図10は、本変形例に係るフェイズドアレイアンテナ10の構成を示すブロック図である。
上記実施形態に係るフェイズドアレイアンテナは、n個(nは2以上の整数)の放射素子A1,A2,…,Anを備えたフェイズドアレイアンテナにおいて、中間周波数信号VIF(t)と局所信号VLO(t)と加算することによって、和信号VIF+LO(t)を生成する合波器と、搬送光CLを和信号VIF+LO(t)で強度変調することによって、信号光SLを生成する光変調器と、信号光SLに時間遅延Δt1,Δt2,…,Δtnを与えることによって、遅延信号光SL’1,SL’2,…,SL’nを生成する時間遅延器と、遅延信号光SL’iを放射素子Aiに供給する遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に変換する給電回路Fiからなる給電回路群と、を備え、各給電回路Fi(i=1,2,…,n)は、遅延信号光SL’iをO/E変換することによって、遅延和信号VIF+LO(t−Δti)を生成するO/E変換器と、遅延和信号VIF+LO(t−Δti)を分波することによって、遅延中間周波数信号VIF(t−Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とを生成する分波器と、遅延中間周波数信号VIF(t−Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とを乗算することによって、遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)を生成する混合器と、を有している、ことを特徴とする。
和信号VIF+LO’(t+Δti)で強度変調された信号光RSLiを生成する光変調器と、前記時間遅延器を用いて信号光RSLiに時間遅延を与えることにより得られた遅延信号光RSL’iをO/E変換することによって、遅延和信号VIF+LO’(t)を生成するO/E変換器と、遅延和信号VIF+LO’(t)を分波することによって、遅延中間周波数信号VIF’(t)と局所信号VLO’(t)とを生成する分波器と、遅延中間周波数信号VIF’(t)と局所信号VLO’(t)とを乗算することによって、遅延無線周波数信号VRF’(t)を生成する混合器と、とを更に有している、ことが好ましい。
本発明は上述した実施形態や各変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態または各変形例に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
MP 合波器
OM 光変調器
TD 時間遅延素器
Fi 給電回路
OEi O/E変換器
DPi 分波器
MXi 混合器
Claims (11)
- n個(nは2以上の整数)の放射素子A1,A2,…,Anを備えたフェイズドアレイアンテナにおいて、
中間周波数信号VIF(t)と局所信号VLO(t)と加算することによって、和信号VIF+LO(t)を生成する合波器と、
搬送光CLを和信号VIF+LO(t)で強度変調することによって、信号光SLを生成する光変調器と、
信号光SLに時間遅延Δt1,Δt2,…,Δtnを与えることによって、遅延信号光SL’1,SL’2,…,SL’nを生成する時間遅延器と、
遅延信号光SL’iを放射素子Aiに供給する遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に変換する給電回路Fiからなる給電回路群と、を備え、
各給電回路Fi(i=1,2,…,n)は、
遅延信号光SL’iをO/E変換することによって、遅延和信号VIF+LO(t−Δti)を生成するO/E変換器と、
遅延和信号VIF+LO(t−Δti)を分波することによって、遅延中間周波数信号VIF(t−Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とを生成する分波器と、
遅延中間周波数信号VIF(t−Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とを乗算することによって、遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)を生成する混合器と、を有している、
ことを特徴とするフェイズドアレイアンテナ。 - n個(nは2以上の整数)の放射素子A1,A2,…,Anを備えたフェイズドアレイアンテナにおいて、
搬送光CLを中間周波数信号VIF(t)と局所信号VLO(t)とで直角位相振幅変調することによって、信号光SLを生成する光変調器と、
信号光SLに時間遅延Δt1,Δt2,…,Δtnを与えることによって、遅延信号光SL’1,SL’2,…,SL’nを生成する時間遅延器と、
遅延信号光SL’iを放射素子Aiに供給する遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)に変換する給電回路Fiからなる給電回路群と、を備え、
各給電回路Fi(i=1,2,…,n)は、
遅延信号光SL’iを復調することによって、遅延中間周波数信号VIF(t−Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とを生成する光復調器と、
遅延中間周波数信号VIF(t−Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とを乗算することによって、遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)を生成する混合器と、を有している、
ことを特徴とするフェイズドアレイアンテナ。 - 搬送光CLiを生成する光源からなる光源群であって、各光源にて生成される搬送光CL1,CL2,…,CLnの波長が異なる光源群と、
搬送光CL1,CL2,…,CLnを合波することによって、搬送光CLを生成する合波器と、を更に備え、
前記時間遅延器は、
信号光SLに波長分散を与えることによって、遅延信号光SL’を生成する光導波路と、
遅延信号光SL’を波長分波することによって、遅延信号光SL’1,SL’2,…,SL’nを生成する波長分波器と、を有している、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のフェイズドアレイアンテナ。 - 前記光源は、生成する搬送光CLiの波長が可変な光源である、
ことを特徴とする請求項3に記載のフェイズドアレイアンテナ。 - 前記光導波路は、信号光SLに与える波長分散が可変な光導波路である、
ことを特徴とする請求項3に記載のフェイズドアレイアンテナ。 - 搬送光CLを生成する光源を更に備え、
前記時間遅延器は、
信号光SLを分岐することによって、信号光SL1,SL2,…,SLnを生成する光分岐器と、
各信号光SLiに時間遅延Δtiを与えることによって、遅延光信号SL’iを生成する光導波路からなる光導波路群であって、各光導波路にて与えられる時間遅延Δt1,Δt2,…,Δtnの大きさが異なる光導波路群と、を有している、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のフェイズドアレイアンテナ。 - 前記光源は、生成する搬送光CLの波長が可変な光源であり、
前記光導波路群は、波長分散の異なる光導波路により構成されている、
ことを特徴とする請求項6に記載のフェイズドアレイアンテナ。 - 前記光導波路群は、光路長が可変な光導波路からなる、
ことを特徴とする請求項6に記載のフェイズドアレイアンテナ。 - 各給電回路Fiは、遅延中間周波数信号VIF(t−Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とを乗算することによって、遅延無線周波数信号VRF(t−Δti)を生成する混合器に代えて、
遅延局所信号VLO(t−Δti)を逓倍することによって遅延局所信号VLOM(t−Δti)を生成する逓倍器と、
遅延中間周波数信号VIF(t−Δti)と遅延局所信号VLOM(t−Δti)とを乗算することによって遅延無線周波数信号VRF(t−Δt)を生成する混合器と、を有している、
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載のフェイズドアレイアンテナ。 - 各給電回路Fiは、
対応する放射素子Aiを用いて受信した無線周波数信号VRF’(t+Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とを乗算することによって、中間周波数信号VIF’(t+Δti)を生成する混合器と、
中間周波数信号VIF’(t+Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とを加算することによって、和信号VIF+LO’(t+Δti)を生成する合波器と、
和信号VIF+LO’(t+Δti)で強度変調された信号光RSLiを生成する光変調器と、
前記時間遅延器を用いて信号光RSLiに時間遅延を与えることにより得られた遅延信号光RSL’iをO/E変換することによって、遅延和信号VIF+LO’(t)を生成するO/E変換器と、
遅延和信号VIF+LO’(t)を分波することによって、遅延中間周波数信号VIF’(t)と局所信号VLO’(t)とを生成する分波器と、
遅延中間周波数信号VIF’(t)と局所信号VLO’(t)とを乗算することによって、遅延無線周波数信号VRF’(t)を生成する混合器と、とを更に有している、
ことを特徴とする請求項1に記載のフェイズドアレイアンテナ。 - 各給電回路Fiは、
対応する放射素子Aiを用いて受信した無線周波数信号VRF’(t+Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とを乗算することによって、中間周波数信号VIF’(t+Δti)を生成する混合器と、
中間周波数信号VIF’(t+Δti)と遅延局所信号VLO(t−Δti)とで直角位相振幅変調された信号光RSLiを生成する光変調器と、
前記時間遅延器を用いて信号光RSLiに時間遅延を与えることにより得られた遅延光信号RSL’iを復調することによって、遅延中間周波数信号VIF’(t)と局所信号VLO’(t)とを生成する光復調器と、
遅延中間周波数信号VIF’(t)と局所信号VLO’(t)とを乗算することによって、遅延無線周波数信号VRF’(t)を生成する混合器と、とを更に有している、
ことを特徴とする請求項2に記載のフェイズドアレイアンテナ。
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