JPH01267478A - レトロ・ディレクティブ・アレイ・アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、パイロット信号の方向に、送信信号を自動
的に追尾させるレトロ・デイレクティブ・プレイ・アン
テナに関するものである。

〔従来の技術〕

従来のレトロ・デイレクティブ・アレイ・アンテナには
、パイロット信号を１周波とし、パイロット信号からパ
イロット信号と周波数が異なり。

かつパイロット信号と近似的に位相共役な送信信号を合
成して送信する方式を採用したもの（三菱電機枝軸ｖｏ
１．５５．　Ａ　４−１９８１　ｐｐ、　５０二５４）
もしくはパイロット信号を２周波とし、パイロット信号
から、パイロット信号のいずれとも周波数が異なり。

かつバイロフト信号と完全に位相共役な送信信号を合成
して送信する方式を採用したもの（第３１回宇宙科学技
術連合講演会講演集ｐ、９．２８４−２８５）があった
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の技術では、パイロット信号を１周波とした方式に
おいては、前述のように近似的に位相共役な送信信号を
合成しているため、送信信号の送信される方向がパイロ
ット信号の方向と正確に一致しないという欠点があった
。また、パイロット信号を２周波とした方式においては
、パイロット信号を１周波とした方式のように１位相共
役の近似化によるパイロット信号の向きと、送信信号の
向きの不一致は生じないが、前述のように、いずれのパ
イロット信号の周波数とも送信信号の周波数が異なるた
め、パイロット信号あるいは送信信号の伝搬媒質中の散
乱や誘電的性質の周波数特性によって、パイロット信号
の向きと、送信信号の向きが正確に一致しなくなるとい
う欠点があった。

この発明は、このような従来のレトロ・デイレクティブ
・プレイ・アンテナの課題を解決するためのものであり
、パイロット信号に対して完全に位相共役な送信信号を
送信し、かつ伝搬媒質中の散乱や誘電的性質の周波数特
性の指向性に対する影響を回避し、パイロット信号の向
きに送信信号が完全に追尾するレトロ・デイレクティブ
・アレイ・アンテナを構成することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るレトロ・デイレクティブ・アレイ・アン
テナは、前に述べた従来のレトロ・デイレクティブ・プ
レイ・アンテナにおける課題を解決するために、従来の
パイロット信号に１周波を用いた方式を採用したものに
関して、パイロット信号と送信信号の周波数が一致する
ように２つの基準信号の周波数を定め、送信信号を合成
する回路中にサンプルホールド回路を接続するとともに
。

パイロット信号と、送信信号のオン・オフを行うための
２つのスイッチをそれぞれ接続することにより、パイロ
ット信号に対して完全に位相共役な送信信号ケ送信し、
かつ伝搬媒質中の散乱や誘電的性質の周波数特性の指向
性に対する影響を回避し、送信信号の向きをパイロット
信号の向きに正確に一致させるものである。

〔作　用〕

この発明におけるレトロ・デイレクティブ・アレイ・ア
ンテナは、パイロット信号と送信信号の周波数が一致す
るように、２つの基準信号の周波数を定め、送信信号を
合成する回路中に接続されたサンプルホールド回路並び
に２つのスイッチのオン・オフをパイロット信号管受信
し、ｖｃｘｏが安定するまでの間には送信信号を送信し
ないように、また、ｖｃｘｏが安定した後には、ｖｃｘ
ｏへの入力信号をホールドし、パイロット信号を遮断し
て、送信信号を送信するようにそれぞれ制御して。

パイロット信号の周波数と送信信号の周波数が一致した
状態で、パイロット信号と完全に位相共役な送信信号を
送信し、パイロット信号と送信信号の向きを正確に一致
させる。

〔実施例〕

第１図はこの発明におけるレトロ・デイレクティブ・プ
レイ・アンテナのモジュール構成を示す図である。この
図において、パイロット信号＋１１はアンテナ（２ａ）
によって受信され、サーキュレータ（３）によシスイッ
チ（４）の側へ分枝される。スイッチ（４ａ）がオンの
場合には、パイロット信号はスイッチ（４ａ）　’ｋ　
Ａってダウン・コンバータ（５）に入力され。

基準信号発生回路（６ａ）からの出力信号とミキシング
されて差周波数成分が出力される。ダウン・コンバータ
（５）の出力信号は、　ＩＦアンプ（７）により増幅さ
れ、同期検波器（８）に入力され、ＶＣＸＯ（９１の出
力とミキシングされて、直流成分あるいは差周波数成分
が出力される。同期検波器（８）の出力信号は。

ループ・フィルタＯＱに入力され、高周波成分が除去さ
れた後にサンプルホールド回路αυへ入力される。サン
プルホールド回路αＤがスルーの状態にめるときは、サ
ンプルホールド回路αＶへの入力信号はＶＣＸＯ（９１
に入力されて、ＶＣＸＯ（９１の出力信号の周波数を制
御し、ＶＣＸ（］９１の出力信号は同期検波器（８）へ
入力されて、ＶＣＸＯ（９１の出力信号と同期検波器（
８）への入力信号が周波数に関しても１位相に関しても
同期するように同期検波器（８）の出力信号を調整する
。サンプルホールド回路圓がホールドの状態にあるとき
には、ＶＣＸＯ１９＋はホールドの状態になる直前のル
ープ・フィルタα〔からの出力信号に対応した周波数及
び位相をもって出力信号を発生する。ＶＣＸＯ（９）の
出力信号は同期検波器（８）へ入力されると同時に、ア
ップ・コンバータ＠へ入力され、基準信号発生回路（６
ｂ）からの出力信号とミキシングされて和周波数成分が
出力され、　ＲＦアンプ叩によシ増幅されてスイッチ（
４ｂ）に入力される。スイッチ（４ｂ）がオンの状態に
ある場合には。

スイッチ（４ｂ）への入力信号はサーキュレータ（３）
によシアンテナ（２）側へ分枝されて送信信号α勾とし
て送信される。スイッチ（４ａ）及びスイッチ（４ｂ）
並びにサンプルホールド回路圓のオン・オフもしくはホ
ールド、スルーの状態は制御信号発生回路（１５１によ
り制御され、パイロット信号＋Ｉ＋と位相共役な信号を
ＶＣＸＯ（９１が１周波数に関しても１位相に関しても
安定して出力するまでスイッチ（４ａ）をオンに。

スイッチ（４ｂ）　ｔオフに、そしてサンプルホールド
回路α１１をスルーの状態にそれぞれ設定し、ｖｃｘ。

（９）の出力が安定した時点において、スイッチ（４ａ
）をオフに、スイッチ（４ｂ）　ｔオンに、そしてサン
プルホールドα１１をホールドの状態に設定する。

第２図は、それぞれ第２図（ａ）がスイッチ（４ａ）の
オン・オフを、第２図（ｂ）がスイッチ（４ｂ）のオン
・オフを、第２図（Ｃ）がサンプルホールド回路圓のホ
ールド・スルーの状態を示すタイミング・チャートであ
る。第２図（、）及び第２図（ｂ）に関しては、ハイ・
レベルの場合にスイッチ（４ａ）及びスイッチ（４ｂ）
がオン状態に、ロー・レベルの場合にオフの状態であり
、第２図（ｃ）に関しては、ハイ・レベルの場合にホー
ルド、ロー・レベルの場合にスルーの状態に゛ある。第
２図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）において１時刻０から
時刻ｔ１の間では、スイッチ（４ｂ）がオンの状態にあ
シ送信信号圓が送信されている。時刻ｔ□においてスイ
ッチ（４ｂ）がオフになり、送信信号圓の送信を停止し
１時刻ｔ、においてスイッチ（４ａ）がオンになってパ
イロット信号（１）を受信し、同期検波器（８）への入
力信号が発生する。この時点においてはサンプルホール
ド回路αＤはホールドの状態にあシ。

ＶＣＸＯ（９１の出力信号は、同期検波器（８）への出
力信号の影響を受けない。時刻ｔ、において、サンプル
ホールド回路αυがスルーの状態になり、同期検波器（
８）の出力信号がループ・フィルタαＱを経由してＶＣ
ＸＯ（９１へ入力され、同期検波器（８）への入力信号
とＶＣＸＯ（９１からの出力信号が周波数に関しても。

位相に関しても同期するように、同期検波器（８）から
の出力信号が時刻ｔ４まで調整される。時刻ｔ４におい
ては、ＶＣＸＯ（９１の出力信号は安定しておシ。

また、この時刻においてサンプルホールド回路αＤがホ
ールドの状態になる。その後１時刻ｔ７までサンプルホ
ールド回路αＤの出力は一定でアシ、シたがってＶＣＸ
Ｏ（９１の出力信号も時刻１．まで安定している。時刻
ｔ４から時刻ｔ７までの間の時刻ｔ、においてスイッチ
（４ａ）がオフの状態になシ、同期検波器（８）への入
力信号が遮断され９時刻ｔ６においてスイッチ（４ｂ）
がオンになシ、安定化したＶＣＸＯｔ９１の出力信号が
アップ・コンバータα２で送信周波数に変換されて、Ｒ
Ｆアンプ０３）により増幅されてアンテナ（２ａ）よシ
送信信号αｅとして送信される。時刻ｔ７以降は時刻ｔ
、から時刻ｔ７までの繰シ返しである。

以上で示したスイッチ（４ａ）及びスイ、ブチ（４ｂ）
のオン・オフ並びにサンプルホールド回路αυのホール
ド、スルーの動作によシ、第１図に示したモジュール（
１６ａ）は、パイロット信号（１）に対して周波数が等
しく、かつ完全に位相共役な送信信号−全送信すること
になる。第３図は第１図のモジュール（１６ａ）を平面
上に複数個配置することによって構成されたレトロ・デ
イレクティブ・プレイ・アンテナのブロック図である。

第３図において、パイロット信号（υの形成する波面（
１７］に関して、モジュール（１６ａ）のアンテナ（２
ａ）への入射電界のモジュール（１６ｂ）のアンテナ（
２ｂ）への入射電界の位相差を△φとすると、モジュー
ル（１６ａ）におけるパイロット信号（υと送信信号圓
の位相項φ１．φ、はそれぞれ（１）式及び（２）式の
ように示される。

φ１＝ωｔ＋Δφ　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・−
・・・・（１）φ、＝ωｔ−Δφ　・・・・・−・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・−・・・・
・・・・・・・・・・・（２）基準信号発生回路（６ａ
）及び（６ｂ）からの出力信号の周波数は、それぞれω
＋Δω、ω−Δωである。

またｔｌ１式及び（２）式において送信信号の周波数と
パイロット信号の周波数が共にωとなって一致している
が、前述のように制御信号発生回路α９によって、送受
信の時間切換えが行われているので送信側と受信側のア
イソレーションに関する問題は生じない。したがって、
パイロット信号ｕｌと送信信号ａ勾の周波数金髪えずに
、パイロット信号（１）に対して完全に位相共役な送信
信号α勾を送信することにより、送信信号α〜の向きは
パイロット信号（１）の向きに正確に追尾するようにな
る。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれは、パイロット信号に対し
て完全に位相共役な送信信号が合成でき。

パイロット信号と送信信号の周波数が一致しているため
、伝搬媒質中の散乱や誘電的性質の周波数特性の指向性
に対する影響を受けずに、送信信号の向きｆ　ハイロッ
ト信号の向きに正確に追尾させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレトロ・デイレクティブ・プレイ・アンテナを
構成するモジュール金示す図、第２図は２つのスイッチ
のオン、オフ及びサンプルホールド回路のホールド、ス
ルーの状態を示す図、第３図はレトロ・デイレクティブ
・プレイ・アンテナのブロック図である。 図において、（１）はパイロット信号、　（２ａ）（２
ｂ）はアンテナ、（３）はサーキュレータ、　（４ａ）
、（４ｂ）はスイッチ、（５）はダウン・コンバータ、
　（６ａ）、　（６ｂ）は基準信号発生回路、（７）は
ＩＦアンプ、（８）は同期検波器、（９）はｖｃｘｏ、
　ｕｔｎはループ・フィルタ、αＤはサンプルホールド
回路、ａりはアップ・コンバータ、α３はＲＦアンプ、
　（１４）は送信信号、　（１５１は制御信号発生回路
。 （１６ａ）、　（１６ｂ）はモジュール、αηはパイロ
ット信号（１）の形成する波面である。 なお１図中の同一または相当部分には、同一符号を付し
て示しである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パイロット信号を受信し、送信信号を送信するアンテナ
   と、パイロット信号と送信信号を分枝するためのサーキ
   ュレータと、パイロット信号のオン・オフを行うための
   スイッチと、パイロット信号の周波数をＩＦ帯域に下げ
   るためのダウン・コンバータと、ＩＦ帯域に変換された
   パイロット信号を増幅するためのＩＦアンプと、そのＩ
   Ｆアンプからの出力信号と、ＶＣＸＯからの出力信号を
   同期検波するためのミキサと、そのミキサからの出力信
   号の波形を整形するためのループ・フィルタと、そのル
   ープ・フィルタからの出力信号をサンプルホールドする
   ためのサンプルホールド回路と、サンプルホールド回路
   からの出力電圧レベルによって発振周波数が変化するＶ
   ＣＸＯと、そのＶＣＸＯからの出力信号の周波数を送信
   周波数に上げるためのアップ・コンバータと、そのアッ
   プ・コンバータからの出力を増幅するためのＲＦアンプ
   と、ＲＦアンプからの出力信号をオン・オフするための
   スイッチからなる回路を１モジュールとし、それらを複
   数個平面上に配置することによって構成されたフェイズ
   ド・アレイ・アンテナと、各モジュールに２つの基準信
   号を与えるための２つの基準信号発生回路と、各モジュ
   ールの２つのスイッチの制御を行い、かつ各モジュール
   のサンプルホールド回路の状態を制御する制御信号発生
   回路とから構成されていることを特徴としたレトロ・デ
   ィレクティブ・アレイ・アンテナ。