JP7159860B2 - Transmit channel phase detector - Google Patents
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Description
本発明は、送信チャンネル位相差検出器に関する。 The present invention relates to transmission channel phase difference detectors.
フェーズドアレイアンテナは、アンテナ指向性を鋭くしながらアンテナ利得を向上できる。レーダ装置に適用した場合、フェーズドアレイアンテナは複数のアンテナ素子をアレイ状に配置する。そして複数の送信ブランチが、それぞれのアンテナ素子に給電する送信信号の位相と振幅を適切に制御する。レーダ装置はフェーズドアレイアンテナを用いて鋭い指向性を操作することで、対象物の走査エリアを決定できる（例えば、特許文献１参照）。 A phased array antenna can improve antenna gain while sharpening antenna directivity. When applied to a radar apparatus, a phased array antenna has a plurality of antenna elements arranged in an array. A plurality of transmit branches then appropriately controls the phase and amplitude of the transmit signal that feeds each antenna element. A radar apparatus can determine a scanning area of an object by manipulating sharp directivity using a phased array antenna (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１記載の技術は、第一の送信ブランチと第二の送信ブランチの送信出力検出部からの出力を合成する信号合成部と、信号合成部からの出力レベルを検波する検波部と、検波部からのアナログ電圧をアナログディジタル変換するＡＤ変換部を備えたブランチ間誤差検出部とを備える。補正制御部が、第一の送信ブランチと第二の送信ブランチの出力の位相及び振幅を検出し、位相検出結果に基づいて位相調整部を制御し、振幅検出結果に基づいて振幅調整部を制御しており、送信ブランチ間の送信信号の位相誤差及び振幅誤差を補正している。
The technology described in
特に、位相制御部が第一の送信ブランチと第二の送信ブランチの少なくとも一方の位相調整部を変化させることで２つの送信ブランチ間の位相を３６０度変化させており、ブランチ間誤差検出部の出力が、あらかじめ設定した参照値となる２つの位相値を検出している。 In particular, the phase control unit changes the phase adjustment unit of at least one of the first transmission branch and the second transmission branch, thereby changing the phase between the two transmission branches by 360 degrees. The output detects two phase values that serve as preset reference values.
また補正制御部は、誤差検出信号電圧が参照電圧値と交差する２つの位相値の中央値が第一及び第二の送信ブランチ間の位相差の逆相条件となる位相値として位相誤差を算出し、算出した位相誤差に基づいて、第一及び第二の送信ブランチの位相調整部を調整して２つの送信ブランチ間の位相誤差を補正している。 Further, the correction control unit calculates the phase error as a phase value where the median value of two phase values at which the error detection signal voltage intersects the reference voltage value is the opposite phase condition of the phase difference between the first and second transmission branches. Then, based on the calculated phase error, the phase adjustment units of the first and second transmission branches are adjusted to correct the phase error between the two transmission branches.
さらに補正制御部は、第一及び第二の送信ブランチの一方を動作させて第一の送信ブランチと第二の送信ブランチのそれぞれの送信出力レベルをブランチ間誤差検出部の出力によって検出し、第一及び第二の送信ブランチ間の振幅誤差を算出し、振幅誤差に基づいて第一及び第二の送信ブランチの振幅調整部を調整して２つの送信ブランチ間の振幅誤差を補正するようにしている。 Further, the correction control section operates one of the first and second transmission branches to detect the transmission output levels of the first transmission branch and the second transmission branch from the output of the inter-branch error detection section. calculating an amplitude error between the first and second transmission branches and adjusting the amplitude adjusters of the first and second transmission branches based on the amplitude error to compensate for the amplitude error between the two transmission branches; there is
また、特許文献２記載のフェーズドアレイ送信装置には、第一の送信ブランチ及び第二の送信ブランチのそれぞれのカプラからの出力レベルを検波する２つのブランチ検波部が記載されている。これらの２つのブランチ検波部は、隣接チャンネルの送信部のそれぞれのカプラから信号合成部に至る経路の途中で分岐し、且つ、独立してパワーを検出するように構成されており、位相差検出時における２つの送信ブランチ間の振幅誤差を補正するために設けられている。
Also, the phased array transmitter described in
また、特許文献３記載のミキサ型合成器は、カプラからの送信信号の入力経路においてスイッチ周波数変調して中間周波数にダウンコンバージョンし、ダウンコンバージョン後のスイッチングオフセット周波数におけるトーンの振幅をモニタすることで、送信チャンネル間の位相差を検出している。
Further, the mixer-type combiner described in
特許文献２記載によれば、位相差検出時の隣接チャンネル間の振幅誤差を補正できるものの、パワー検波のための分岐またはカプラ追加によるロスが発生するため、チャネル間位相差検出器に届くパワーが減衰し検波感度が劣化し易い。
According to the description of
特許文献１記載の技術では、隣接する送信ブランチが、各チャンネルの送信信号を同時に出力すると、第一の送信ブランチの出力と第二の送信ブランチの出力とが信号合成部により無条件で合成される。このため、検波不要な片側の他チャンネルのリークパワーが干渉し、弱め合ったり強め合ったりすることで、位相差が１８０°のときに最も検波精度が悪化してしまう。
In the technique described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の送信チャンネルの送信信号のパワーを選択的に正確に検出しながら、位相差も精度良く検出できるようにした送信チャンネル位相差検出器を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a transmission channel position detecting device capable of selectively and accurately detecting powers of transmission signals of a plurality of transmission channels while also accurately detecting phase differences. An object of the present invention is to provide a phase difference detector.
請求項１記載の発明は、第１スイッチ（１１）、第２スイッチ（１２）、合成器（１３）、及び検波器（１４）を備える。第１送信部（２１）は、第１移相器により移相された第１チャンネル（ＣＨ１）の送信信号を出力するが、第１スイッチ（１１）は第１送信部から第１カプラを介して分配される信号伝送経路（１６）に設けられると共に制御部（４）によりオン又はオフに固定制御されることで用いられ第１チャンネルの送信信号を取出可能にする。
The invention according to
第２送信部（２２）は、第２移相器を有し第２チャンネル（ＣＨ２）の送信信号を出力するが、第２スイッチ（１２）は、第２送信部から第２カプラを介して分配される信号伝送経路（１８）に設けられると共に制御部によりオン又はオフに固定制御されることで用いられ第２チャンネル（ＣＨ２）の送信信号を取出可能にする。合成器（１３）は、第１及び第２スイッチを通じて出力される２つの送信信号を合成し、検波器（１４）は、合成器の出力合成ベクトルの合成パワーを検波する。 The second transmitter (22) has a second phase shifter and outputs the transmission signal of the second channel (CH2). It is provided in the distributed signal transmission path (18) and is used by being fixedly controlled to be on or off by the control section to enable extraction of the transmission signal of the second channel (CH2). A synthesizer (13) synthesizes the two transmission signals output through the first and second switches, and a detector (14) detects the synthesized power of the output synthesized vector of the synthesizer.
請求項１記載の発明によれば、移相器を用いることで隣接チャンネル間の送信信号の位相を調整できる。検波器が第１及び第２スイッチを共にオンにしたときの合成器の出力合成ベクトルの合成パワーを検波しているため、２つの送信信号の位相差をＤＣ出力により検波できる。また、第１スイッチが制御部によりオンに固定制御されることで、第１チャンネルの送信信号のパワーを検波できる。さらに第２スイッチが制御部によりオンに固定制御されることで、第２チャンネルの送信信号のパワーを検波できる。この結果、複数の送信チャンネルの送信信号のパワーを選択的に正確に検出しながら、位相差も精度良く検出できる。 According to the first aspect of the invention, the phase of the transmission signal between adjacent channels can be adjusted by using the phase shifter. Since the detector detects the combined power of the output combined vector of the combiner when both the first and second switches are turned on, the phase difference between the two transmission signals can be detected by the DC output. Further, the power of the transmission signal of the first channel can be detected by controlling the first switch to be fixed on by the control unit. Further, the power of the transmission signal of the second channel can be detected by controlling the second switch to be fixed on by the control unit. As a result, it is possible to selectively and accurately detect the power of the transmission signals of a plurality of transmission channels, and to accurately detect the phase difference.
請求項２記載の発明によれば、第１送信部が第１チャンネルの送信信号を出力する際に、制御部により第１スイッチをオンし第２スイッチをオフするため、第１チャンネルのパワーを検出するときに、第２チャンネルのリークパワーによる干渉を抑制でき、送信器の位相設定に関わらず精度良くパワー検波することができる。 According to the second aspect of the invention, when the first transmission unit outputs the transmission signal of the first channel, the control unit turns on the first switch and turns off the second switch, so that the power of the first channel is reduced. During detection, interference due to leakage power of the second channel can be suppressed, and power can be detected with high accuracy regardless of the phase setting of the transmitter.
請求項３記載の発明によれば、第２送信部が第２チャンネルの送信信号を出力する際に、制御部が第２スイッチをオンし第１スイッチをオフするため、第２チャンネルのパワーを検出するときに、第１チャンネルのリークパワーによる干渉を抑制できる。この結果、たとえ互いに隣接するチャンネルの第１送信部及び第２送信部が送信信号を同時出力しながら、所望のチャンネルのパワーを検波した場合であっても、他チャンネルのリークパワーによる干渉の悪影響を最小にでき、送信器の位相設定に関わらず精度良くパワー検波することができる。 According to the third aspect of the invention, when the second transmission section outputs the transmission signal of the second channel, the control section turns on the second switch and turns off the first switch, so that the power of the second channel is reduced. During detection, interference due to leakage power of the first channel can be suppressed. As a result, even if the first and second transmitters of adjacent channels simultaneously output transmission signals and detect the power of the desired channel, the adverse effects of interference due to the leakage power of other channels can be minimized, and accurate power detection can be performed regardless of the phase setting of the transmitter.
以下、送信チャンネル位相差検出器の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一の動作を行う構成については同一の符号を付し、後述実施形態では必要に応じて説明を省略する。 Several embodiments of the transmission channel phase difference detector are described below with reference to the drawings. In each of the embodiments described below, the same reference numerals are given to the configurations that perform the same operations, and the description thereof will be omitted as necessary in the embodiments described later.
（第１実施形態）
図１に示すように、送信装置１０１は、複数のチャンネルＣＨ１～ＣＨ３の第１～第３送信部２１～２３、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）３、及び制御部４を接続して構成される。また送信装置１は、隣接チャンネルＣＨ１－ＣＨ２、ＣＨ２－ＣＨ３の送信信号間の位相差θをそれぞれ検出する位相差検出器５、６を備える。位相差検出器５、６は、送信チャンネル間位相差検出器相当である。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
各チャンネルＣＨ１～ＣＨ３の送信部２１～２３は、移相器７、周波数ダブラ８、及びパワーアンプ９を備える。第１チャンネルＣＨ１の移相器７が第１移相器相当を示し、第２チャンネルＣＨ２の移相器７が第２移相器相当を示す。
制御部４は、例えばロジック回路又はマイコンなどの制御主体により構成され、ＶＣＯ３の可変周波数制御、移相器７の移相制御、パワーアンプ９の利得制御、などを実行する。
The
ＶＣＯ３は、制御部４の制御信号に基づいて所定の変調方式に基づいてミリ波帯の局部発振信号を生成する。各チャンネルＣＨ１～ＣＨ３の移相器７は、ＶＣＯ３により出力された局部発振信号を移相し、周波数ダブラ８に出力する。周波数ダブラ８は、局部発振信号の周波数を２倍しパワーアンプ９に出力する。
The
パワーアンプ９は、周波数ダブラ８により周波数が２倍された信号を送信信号とし、各チャンネルＣＨ１～ＣＨ３の送信アンテナ１０の給電端子１０ａに出力する。各チャンネルＣＨ１～ＣＨ３の送信アンテナ１０は、アレイ状に配置されておりミリ波周波数帯の送信信号をレーダ波として対象物に向けて放射する。
The
隣接チャンネルＣＨ１－ＣＨ２の送信アンテナ１０の給電端子１０ａの間、隣接チャンネルＣＨ２－ＣＨ３の送信アンテナ１０の給電端子１０ａの間には、それぞれ、位相差検出器５、６が配置されている。
位相差検出器５は、第１スイッチ１１、第２スイッチ１２、合成器１３、及び検波器１４を備える。第１スイッチ１１及び第２スイッチ１２は、制御部４によりオン又はオフに固定制御可能に構成される。第１スイッチ１１はオンに固定制御されると各チャンネルＣＨ１の送信信号を合成器１３に伝達し、オフに固定制御されると各チャンネルＣＨ１の送信信号の伝達を遮断する。第２スイッチ１２はオンに固定制御されると各チャンネルＣＨ２の送信信号を合成器１３に伝達し、オフに固定制御されると各チャンネルＣＨ２の送信信号の伝達を遮断する。
The
これにより、第１スイッチ１１はチャンネルＣＨ１の送信信号を取出可能になっていると共に、第２スイッチ１２はチャンネルＣＨ２の送信信号を取出可能になっている。第１スイッチ１１及び第２スイッチ１２は、例えばトランジスタを備えて構成され当該トランジスタの制御端子にバイアス設定されることにより各チャンネルＣＨ１、ＣＨ２の送信信号を増幅したり信号遮断したりするスイッチアンプにより構成される。なお、第１スイッチ１１、第２スイッチ１２は、送信信号を通電／遮断可能であれば、どのような回路構成を用いても良い。
As a result, the
他方、第１チャンネルＣＨ１の送信信号の伝送線路には第１カプラ１５が配設されている。第１チャンネルＣＨ１の第１カプラ１５は、ミリ波周波数帯の送信信号を結合し、第１チャンネルＣＨ１の送信信号の一部を別の信号伝送経路１６に分配する。第２チャンネルＣＨ２の送信信号の伝送線路には第２カプラ１７が配設されている。第２チャンネルＣＨ２の第２カプラ１７は、ミリ波周波数帯の送信信号を結合し、第２チャンネルＣＨ２の送信信号の一部を別の信号伝送経路１８に分配する。
On the other hand, a
信号伝送経路１６には位相差検出器５の第１スイッチ１１が配設されており、信号伝送経路１８には位相差検出器５の第２スイッチ１２が配設されている。第１スイッチ１１と第２スイッチ１２との間には合成器１３が配設されており、合成器１３は第１スイッチ１１及び第２スイッチ１２を通じて出力される２つの送信信号を合成する。
A
例えば図１に示すように、制御部４が、位相差検出器５の第１スイッチ１１及び第２スイッチ１２を共にオンすると、合成器１３は、各チャンネルＣＨ１－ＣＨ２の２つの送信信号を合成して検波器１４に出力する。合成器１３は、例えばソースを接地した一対のＭＯＳＦＥＴのドレインを共通接続すると共に、当該共通接続したドレインと電源線との間に負荷を接続して構成されるが、この構成に限られるものではない。
For example, as shown in FIG. 1, when the
検波器１４は、合成器１３の後段に接続され合成器１３により合成された出力合成ベクトルのベクトル合成信号を入力して合成パワーを検波する。検波器１４は例えばバイアスが適切に設定された非線形トランジスタを用いて構成され、２次トランスコンダクタンスに基づく歪み成分を用いてＤＣ検波するように構成される。検波器１４は、ベクトル合成信号の出力ＤＣ成分の増減を反転して検波し、隣接チャンネルＣＨ１－ＣＨ２間の相対位相差に相関のあるＤＣ成分を取得できる。
The
他方、位相差検出器６は、隣接チャンネルＣＨ２－ＣＨ３間に構成されている。位相差検出器６は、スイッチ２４、２５、合成器２６、及び検波器２７を備える。第２チャンネルＣＨ２の送信信号の伝送線路にはカプラ２８が配設されている。第２チャンネルＣＨ２のカプラ２８は、ミリ波周波数帯の送信信号を結合し、第２チャンネルＣＨ２の送信信号の一部を別の信号伝送経路２９に分配する。第３チャンネルＣＨ３の送信信号の伝送線路にはカプラ３０が配設されている。第３チャンネルＣＨ３のカプラ３０は、ミリ波周波数帯の送信信号を結合し、第３チャンネルＣＨ３の送信信号の一部を別の信号伝送経路３１に分配する。位相差検出器６は、位相差検出器５と同一構成であるため構成説明を省略する。
On the other hand, the
例えば、チャンネルＣＨ１、ＣＨ２の送信信号が合成器１３に入力される２波の出力信号をそれぞれＡ・cosωｔとし、２波の位相差θを０°とした場合、合成器１３による２波の合成パワーは、下記の（１）式に示すように表すことができる。下記の（１）式では、αが２次トランスコンダクタンスを示し、Ａが振幅を示している。
（１）式の第１項はＤＣ成分を示す。合成器１３は、２波の合成パワーとして（１）式の第１項で表されるＤＣ成分により出力する。制御部４が、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２の送信部２１、２２の何れか一方の移相器７の位相を変化させるように制御することで、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２の送信信号の位相差θに相関性を備えたＤＣ成分は、ベクトル合成器１３によって生成した合成パワーを検波器１４によりＤＣ変換することで、最終的に位相－ＤＣ変換を実現できる。
The first term in equation (1) indicates the DC component. The
図２にチャンネルＣＨ１の送信信号ＰＡ１の位相、チャンネルＣＨ２の送信信号ＰＡ２の位相を示している。２波の位相差θが１８０°であり、合成ベクトルが互いに逆方向になれば、２波が最も弱め合うことで振幅が最小となる。このとき、検波器１４が検波するＤＣ成分は最大となる。
FIG. 2 shows the phase of the transmission signal PA1 of the channel CH1 and the phase of the transmission signal PA2 of the channel CH2. If the phase difference θ between the two waves is 180° and the combined vectors are in opposite directions, the two waves weaken each other the most and the amplitude is minimized. At this time, the DC component detected by the
図３に示すように、２波の位相差θが３６０°＝０°であり、合成ベクトルが同一方向になれば、２波が最も強め合うことで振幅が最大となる。このとき、検波器１４が検波するＤＣ成分は最小となる。制御部４が位相差θを０～３６０°まで変化させると、図４に示すように、位相差θに相関のあるＤＣ成分を検波器１４により検波できる。
As shown in FIG. 3, when the phase difference θ between the two waves is 360°=0° and the combined vectors are in the same direction, the two waves are most constructive and the amplitude is maximized. At this time, the DC component detected by the
次に、第１スイッチ１１をオン、第２スイッチ１２をオフした場合のパワー検波特性について説明する。第２スイッチ１２は、制御部４によりオフに固定制御されたときには、ミリ波帯の所定の送信周波数帯にて所定の減衰量を超えるアイソレーション特性を備えるように構成される。第２スイッチ１２がオフされると、第２スイッチ１２は、第２カプラ１７から分配された送信信号を合成器１３に伝送せずに遮断する。図５の図示矢印Ｙ１参照。
Next, power detection characteristics when the
図５に示すように、第１送信部２１が、第１チャンネルＣＨ１の送信信号を出力する際に、制御部４が位相差検出器５の一方の第１スイッチ１１をオンし、他方の第２スイッチ１２をオフすると、第１チャンネルＣＨ１の送信信号が第１カプラ１５から合成器１３に分配され、検波器１４に入力される。これにより、検波器１４は第１チャンネルＣＨ１の送信信号のパワーを検波できる。
As shown in FIG. 5, when the
また、第２送信部２２が第２チャンネルＣＨ２の送信信号を出力する際に、制御部４が位相差検出器５の一方の第２スイッチ１２をオン、他方の第１スイッチ１１をオフすると、第２チャンネルＣＨ２の送信信号が、第２カプラ１７から合成器１３に分配され検波器１４に入力される。これにより検波器１４は、第２チャンネルＣＨ２の送信信号のパワーを検波できる。
Further, when the
同様に、制御部４が位相差検出器６のスイッチ２４又は２５を選択的にオンすることで第２チャンネルＣＨ２、第３チャンネルＣＨ３の送信信号の出力パワーを選択的に検波できる。
Similarly, by selectively turning on the
発明者は、検波器１４がチャンネルＣＨ１の送信信号のパワーを検波する際、スイッチ１２をオフとした場合の隣接チャンネルＣＨ２の送信信号のパワーリークの影響を調査した。チャンネルＣＨ２の出力パワーが、合成器１３及び検波器１４まで漏れると、検波器１４の検波パワーは、チャンネルＣＨ１の第１カプラ１５から分配された第１チャンネルＣＨ１の送信信号のパワーよりも減衰する。このとき隣接チャンネルＣＨ２のパワーリークが大きいと、正しく検波できなくなってしまう。
The inventor investigated the influence of the power leak of the transmission signal of the adjacent channel CH2 when the
特に、隣接チャンネルＣＨ１－ＣＨ２間の送信信号の位相差θ＝１８０°とした場合、これらのチャンネルＣＨ１、ＣＨ２のパワーは弱め合う関係になるため、リークパワーが十分に減衰されないと位相差が１８０°の時に特に検波精度に影響が出てしまう。そこで発明者は、検波パワーの最大減衰量（ｄＢ）を調査した。 In particular, when the phase difference θ of the transmission signals between the adjacent channels CH1 and CH2 is 180°, the powers of these channels CH1 and CH2 are in a relationship of weakening each other. When the angle is °, the detection accuracy is particularly affected. Therefore, the inventor investigated the maximum attenuation (dB) of the detected power.
第２スイッチ１２をＯＦＦした時のリークパワーの減衰量（アイソレーション）をＩso（ｄＢ）とする。発明者は、他の第２チャンネルＣＨ２からのパワーリークの影響を抑制し、検波パワーの最大誤差量を±０．２（ｄＢ）未満に抑制するためには、第２スイッチ１２のアイソレーションＩsoを２０（ｄＢ）以上確保することが必要なことを確認している。したがって、第２スイッチ１２のアイソレーション特性を、２０（ｄＢ）を超える所定の減衰量とすると良い。
Let Iso (dB) be the leakage power attenuation (isolation) when the
以下、本実施形態に係る効果を説明する。
本実施形態によれば、移相器７を用いることで隣接チャンネルＣＨ１－ＣＨ２間の送信信号の位相を調整できる。検波器１４が合成器１３の出力合成ベクトルの合成パワーを検波しているため、２つの送信信号の位相差θをＤＣ出力により検波できる。
The effects of this embodiment will be described below.
According to this embodiment, by using the
また、第１スイッチ１１が選択的にオンされることで第１チャンネルＣＨ１の送信信号のパワーを選択的に検出できる。第２スイッチ１２が選択的にオンされることで第２チャンネルＣＨ２の送信信号のパワーを選択的に検出できる。この結果、隣接チャンネル間の送信信号の位相差θの検出機能と、１チャンネル分の送信信号のパワー検出機能とを併せ持つことができる。
Also, by selectively turning on the
第１スイッチ１１が第１送信部２１から第１カプラ１５を介して分配される信号伝送経路１６に設けられている。このため、制御部４が第１スイッチ１１をオフすることで、第１送信部２１が送信信号の出力を停止する機能を備えることなく、検波器１４が第２チャンネルＣＨ２の送信信号のパワーを検波できる。
A
同様に、第２スイッチ１２が第２送信部２２から第２カプラ１７を介して分配される信号伝送経路１８に設けられている。このため、制御部４が第２スイッチ１２をオフすることで、第２送信部２２が送信信号の出力を停止する機能を備えることなく、検波器１４が第１チャンネルＣＨ１の送信信号のパワーを検波できる。
Similarly, a
また、第１送信部２１が第１チャンネルＣＨ１の送信信号を出力する際に、制御部４により第１スイッチ１１をオンし第２スイッチ１２をオフするため、第１チャンネルＣＨ１のパワーを検出するときに第２チャンネルＣＨ２のリークパワーによる干渉を抑制できる。第２送信部２２が第２チャンネルＣＨ２の送信信号を出力する際に、制御部４が第２スイッチ１２をオンし第１スイッチ１１をオフするため、第２チャンネルＣＨ２のパワーを検出するときに、第１チャンネルＣＨ１のリークパワーによる干渉を抑制できる。
Further, when the
この結果、たとえ互いに隣接するチャンネルＣＨ１、ＣＨ２の第１送信部２１及び第２送信部２２が送信信号を同時出力しながら、検波器１４が所望のチャンネル（例えばＣＨ１）のパワーを検波する場合であっても、他チャンネル（例えばＣＨ２）のリークパワーによる干渉の悪影響を最小にでき、送信部の位相設定に関わらず精度良くパワー検波することができる。
As a result, even if the
（第２実施形態）
図６に示す送信装置２０１は、複数のチャンネルＣＨ１…ＣＨ２の第１送信部２１、第２送信部２２、ＶＣＯ３、及び制御部４と共に、位相差検出器２０５を備える。送信装置２０１は、第２チャンネルＣＨ２－ＣＨ３間の位相差検出器６に代えて、位相差検出器２０５の構成と同様の位相差検出器を設けているが、本実施形態では説明を省略する。
(Second embodiment)
The
位相差検出器２０５は、第１スイッチ１１、第２スイッチ１２と共に第３スイッチ２１１、第４スイッチ２１２を備え、さらに第１のλ／４線路４１及び第２のλ／４線路４２を備える。
第１カプラ１５と合成器１３との間の第１パスＳ１には、第１スイッチ１１が配設されている。また、λ／４線路４１と第３スイッチ２１１とは直列接続されており、この直列接続回路が第１パスＳ１に並列分岐された第１分岐パスＳ１ａに構成されている。他方、第２カプラ１７と合成器１３との間の第２パスＳ２には第２スイッチ１２が配設されている。またλ／４線路４２と第４スイッチ２１２とが直列接続されており、この直列接続回路が第２パスＳ２に並列分岐された第２分岐パスＳ２ａに構成されている。
The
A
制御部４が、第１スイッチ１１、第２スイッチ１２、第３スイッチ２１１、第４スイッチ２１２をそれぞれオン・オフ制御することで、第１パスＳ１、第１分岐パスＳ１ａ、第２パスＳ２、第２分岐パスＳ２ａを通じて信号を伝送したり信号を遮断できる。以下では、例えば、第１パスＳ１を通じて信号伝送する場合の表記を「第１パスＳ１＝ＯＮ」として説明する。
The
図６には、制御部４が第１パスＳ１＝ＯＮ、第１分岐パスＳ１ａ＝ＯＦＦ、第２パスＳ２＝ＯＮ、第２分岐パスＳ２ａ＝ＯＦＦに制御した場合の例を示している。
FIG. 6 shows an example in which the
制御部４が、図６に示すようにスイッチ制御した場合、図７に示すように、制御部４が第１送信部２１の移相器７の位相を０°に初期制御すると、合成器１３には第１チャンネルＣＨ１の送信信号のパワーが０°を初期位相角として入力される。図７の上段のＰＡ１参照。制御部４が第２送信部２２の移相器７の位相シフト量を０°に固定すると、合成器１３には、第２チャンネルＣＨ２の送信信号のパワーが位相０°で入力される。図７の中段のＰＡ２参照。
When the
したがって、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量が０°のときに、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２間の送信信号は強め合うことになる。また制御部４が、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量を１８０°に制御すると、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２間の送信信号は合成器１３に入力されることで弱め合うことになる。図７の下段のＰＡ１、ＰＡ２参照。これにより、制御部４が図６に示すようにスイッチ制御した場合には、位相差θが１８０°のときに検波器１４による検出値が最大となる。
Therefore, when the phase shift amount of the
この図６、図７に示した例では、第１実施形態と同様に、位相差θの検出ピークが１８０°の場合を示している。新たにλ／４線路４１、４２を追加した位相差検出器２０５の構成を採用しても、第３スイッチ２１１、第４スイッチ２１２を共にオフすれば、λ／４線路４１、４２がハイインピーダンスに見えるため性能を維持できる。
The examples shown in FIGS. 6 and 7 show the case where the detection peak of the phase difference θ is 180°, as in the first embodiment. Even if the configuration of the
図８には、制御部４が、第１パスＳ１＝ＯＦＦ、第１分岐パスＳ１ａ＝ＯＮ、第２パスＳ２＝ＯＮ、第２分岐パスＳ２ａ＝ＯＦＦに制御した場合の例を示している。
FIG. 8 shows an example in which the
制御部４が、図８に示すようにスイッチ制御した場合、図９に示すように、制御部４が第１送信部２１の移相器７の位相を０°に初期制御すると、第１チャンネルＣＨ１の送信信号は、λ／４線路４１により位相シフトされるため、合成器１３には－９０°を初期位相角としたパワーが入力される。図９の上段のＰＡ１参照。制御部４が、第２送信部２２の移相器７の位相シフト量を０°に固定すると、合成器１３には第２チャンネルＣＨ２の送信信号のパワーが位相０°で入力される。図９の中段のＰＡ２参照。
When the
その後、制御部４が、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量を９０°に制御すると、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２間の送信信号は強め合うことになる。さらに制御部４が、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量を２７０°に制御すると、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２間の送信信号は弱め合うことになる。図９の下段のＰＡ１、ＰＡ２参照。これにより、図８に示すように制御部４がスイッチ制御した場合には、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量が２７０°のときに検波器１４による検出値が最大となる。
After that, when the
図１０には、制御部４が、第１パスＳ１＝ＯＮ、第１分岐パスＳ１ａ＝ＯＦＦ、第２パスＳ２＝ＯＦＦ、第２分岐パスＳ２ａ＝ＯＮに制御した場合の例を示している。
FIG. 10 shows an example in which the
制御部４が、第１送信部２１の移相器７の位相を０°に初期制御すると、合成器１３には第１チャンネルＣＨ１の送信信号のパワーが０°を初期位相角として入力される。図１１の上段のＰＡ１参照。
When the
また制御部４が第２送信部２２の移相器７の位相シフト量を０°に固定すると、第２分岐パスＳ２ａのλ／４線路４２により位相シフトされるため、合成器１３に入力される第２チャンネルＣＨ２の送信信号の初期位相は－９０°となる。図１１の中段のＰＡ２参照。
When the
その後、制御部４が、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量を９０°に制御すると、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２間の送信信号は弱め合うことになる。図１１の下段のＰＡ１、ＰＡ２参照。これにより図１０に示すように、制御部４がスイッチ制御した場合には、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量が９０°のときに検波器１４による検出値が最大となる。なお制御部４が、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量を２７０°まで制御すると、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２間の送信信号は強め合うため検波値は最小となる。
After that, when the
制御部４が、図６、図８、図１０のようにスイッチ制御し、移相器７の位相を変化させた場合の検波器１４の検出値のシミュレーション結果を図１２に示している。図１２中の括弧内の数値は、第１チャンネルＣＨ１、第２チャンネルＣＨ２の送信信号が合成器１３にそれぞれ入力される初期位相を示している。例えば（０deg、９０deg）の特性は、第１パスＳ１＝ＯＮ、第１分岐パスＳ１ａ＝ＯＦＦ、第２パスＳ２＝ＯＦＦ、第２分岐パスＳ２ａ＝ＯＮの場合の図１０の特性を示している。図１２に示すように、ＤＣ出力DETOUTの検出電圧幅を十分に確保できることを確認できている。
FIG. 12 shows a simulation result of the detection value of the
また図１３には、制御部４が、第１パスＳ１＝ＯＮ、第１分岐パスＳ１ａ＝ＯＮ、第２パスＳ２＝ＯＮ、第２分岐パスＳ２ａ＝ＯＦＦに制御した場合の例を示している。
FIG. 13 shows an example in which the
図１３に示すように、制御部４が、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量を０°にしたとき、合成器１３に入力される第１パスＳ１及び第１分岐パスＳ１ａの伝送信号の出力合成ベクトルの初期位相は－４５°となる。図１４の上段のＰＡ１‘参照。
As shown in FIG. 13, when the
制御部４が、第２送信部２２の移相器７の位相シフト量を０°に固定し、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量を４５°まで制御することで、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２間の送信信号は強め合う。制御部４が、第１送信部２１の移相器７の位相シフト量を２２５°に制御したときに、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２間の送信信号は弱め合う。したがって、位相差θが２２５°のときに検波器１４による検出値が最大となる。
The
また同様に、制御部４が、第２パスＳ２＝ＯＮ、第２分岐パスＳ２ａ＝ＯＮに制御した場合、合成器１３に入力される第２チャンネルＣＨ２の送信信号の初期位相を－４５°に固定できる。制御部４は、第１分岐パスＳ１ａ＝ＯＦＦ、第１パスＳ１＝ＯＮに制御した初期状態から移相器７の位相シフト量を１３５°に回転制御すると、隣接チャンネルＣＨ１、ＣＨ２間の送信信号が弱め合うことになる。したがって、位相差θが１３５°のときに検波器１４による検出値が最大となる。
Similarly, when the
以上に示したように、検波器１４による検出値が最大となる位相差θを２７０°、０°、９０°にも、２２５°、１３５°にも調整できる。
As described above, the phase difference θ that maximizes the value detected by the
以下、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態によれば、第１スイッチ１１が構成される第１パスＳ１に対して並列に、λ／４線路４１及び第３スイッチ２１１を直列接続した第１分岐パスＳ１ａを設けている。また、第２スイッチ１２が構成される第２パスＳ２に対して並列に、λ／４線路４２及び第４スイッチ２１２を直列接続した第２分岐パスＳ２ａを設けている。
The effects of this embodiment will be described below.
According to the present embodiment, the first branch path S1a, in which the λ/4
そして、制御部４が第１スイッチ１１又は第３スイッチ２１１の何れか少なくとも一方をオンし、且つ、第２スイッチ１２又は第４スイッチ２１２の何れか少なくとも一方をオンすることで、位相差θの検出ピークを１８０°以外とした場合（例えば、９０°、２７０°）にも対応させることができる。
Then, the
また、制御部４が第１スイッチ１１及び第３スイッチ２１１の双方をオンし、第２スイッチ１２をオンし第４スイッチ２１２をオフした場合には、図１３及び図１４に示したように検波器１４による位相差θの検出ピークを２２５°に制御できる。
Further, when the
また、制御部４により第２スイッチ１２及び第４スイッチ２１２の双方をオンし、第１スイッチ１１をオンし第３スイッチ２１１をオフした場合には、検波器１４による位相差θの検出ピークを１３５°に制御できる。
Further, when both the
この結果、検波器１４による位相差θの検出ピークを４５°単位（１８０°、９０°、２７０°、１３５°、２２５°）に変化させることができる。この結果、自己診断テストを容易に実行できるようになり、テスタビリティを向上できる。
As a result, the detection peak of the phase difference θ by the
例えば、送信装置２０１の信号変調方式としてＱＰＳＫや６４ＱＡＭによる位相変調方式を採用した場合などに好適であり、位相差θを検出することで送信部２１～２３の移相器７の性能を自己診断できる。
For example, it is suitable when a phase modulation method using QPSK or 64QAM is adopted as the signal modulation method of the
本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described in accordance with the embodiments described above, it is understood that the present disclosure is not limited to such embodiments or structures. The present disclosure also includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and configurations, as well as other combinations and configurations including one, more, or less elements thereof, are within the scope and spirit of this disclosure.
図面中、１０１、２０１は送信装置、４は制御部、５、６、２０５は位相差検出器（送信チャネル間位相差検出器）、７は移相器（第１移相器、第２移相器）、１１は第１スイッチ、１２は第２スイッチ、１３は合成器、１４は検波器、１５は第１カプラ、１７は第２カプラ、２１は第１送信部、２２は第２送信部、２１１は第３スイッチ、２１２は第４スイッチ、Ｓ１は第１パス、Ｓ２は第２パス、Ｓ１ａは第１分岐パス、Ｓ２ａは第２分岐パス、を示す。 In the drawing, 101 and 201 are transmitters, 4 is a controller, 5, 6 and 205 are phase difference detectors (transmission channel phase difference detectors), 7 is a phase shifter (first phase shifter, second phase shifter). 11 is a first switch, 12 is a second switch, 13 is a combiner, 14 is a detector, 15 is a first coupler, 17 is a second coupler, 21 is a first transmitter, and 22 is a second transmitter. 211 is the third switch, 212 is the fourth switch, S1 is the first path, S2 is the second path, S1a is the first branch path, and S2a is the second branch path.
Claims (5)
第２移相器により移相された第２チャンネル（ＣＨ２）の送信信号を出力する第２送信部（２２）から第２カプラ（１７）を介して分配される信号伝送経路（１８）に設けられると共に制御部（４）によりオン又はオフに固定制御されることで用いられ前記第２チャンネルの送信信号を取出可能にする第２スイッチ（１２）と、
前記第１及び第２スイッチを通じて出力される２つの送信信号を合成する合成器（１３）と、
前記第１及び第２スイッチを共にオンにしたとき前記合成器による２つの送信信号の出力合成ベクトルの合成パワーを検波し前記送信信号の位相差をＤＣ出力により検波する検波器（１４）と、を備える送信チャンネル間位相差検出器。 provided in a signal transmission path (16) distributed via a first coupler (15) from a first transmitter (21) that outputs a transmission signal of a first channel (CH1) phase-shifted by a first phase shifter; a first switch (11) that is used by being fixedly controlled to be on or off by a control unit (4) to enable extraction of the transmission signal of the first channel;
provided in a signal transmission path (18) distributed via a second coupler (17) from a second transmitter (22) that outputs a transmission signal of a second channel (CH2) phase-shifted by a second phase shifter; a second switch (12) that is used by being controlled to be on or off by a control unit (4) and that enables extraction of the transmission signal of the second channel;
a combiner (13) for combining two transmission signals output through the first and second switches;
a detector (14) for detecting the combined power of the output combined vector of the two transmission signals from the combiner when both the first and second switches are turned on, and for detecting the phase difference between the transmission signals by a DC output ; A transmit channel-to-channel phase difference detector comprising:
前記第２スイッチ（１２）が構成される第２パス（Ｓ２）に並列に分岐され、第２のλ／４線路（４２）と第４スイッチ（２１２）とが直列に接続されてなる第２分岐パス（Ｓ２ａ）と、をさらに備え、
前記制御部により前記第１スイッチ又は前記第３スイッチの何れか少なくとも一方をオンし、且つ、前記制御部により前記第２スイッチ又は前記第４スイッチの何れか少なくとも一方をオンする請求項１から３の何れか一項に記載の送信チャンネル間位相差検出器。 The first switch (11) is branched in parallel to the first path (S1) formed by the first switch (11), and the first λ/4 line (41) and the third switch (211) are connected in series. a branch path (S1a);
The second switch (12) is branched in parallel to the second path (S2) formed by the second switch (12), and the second λ/4 line (42) and the fourth switch (212) are connected in series. further comprising a branch path (S2a),
4. The controller turns on at least one of the first switch and the third switch, and the controller turns on at least one of the second switch and the fourth switch. An inter-transmission channel phase difference detector according to any one of the preceding claims.
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