JPH02156182A

JPH02156182A - フェーズド・アレイ・レーダ装置

Info

Publication number: JPH02156182A
Application number: JP63309278A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Ueda; 芳信上田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1988-12-07
Publication date: 1990-06-15
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JP2674165B2

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）本発明はフェーズド・アレイ・レーダ装置に係り、特に
アレイアンテナに関連する送信系および受信系のモニタ
技術に関する。

（従来の技術）周知のように、フェーズド・アレイ・レーダ装置は、ア
レイアンテナを構成する複数のアンテナ素子の中の所定
数のアンテナ素子において各アンテナ素子から位相と振
幅を制御した高周波信号を放射させそれを空間で合成す
ることによって所定の方位方向を指向するアンテナビー
ムを形成し、同時に、位相と振幅を制御するアンテナ素
子を切り替えて３６０度以内の任意の方位をビーム走査
するものである。ここに、アンテナビームが所望の指向
特性であるためには、送信時では各アンテナ素子に励振
される高周波信号の位相精度および振幅精度、受信時で
は各アンテナ素子で受信された高周波信号が合成される
際の位相精度および振幅精度が所定値以上であることが
必要である。

そこで、フェーズド・アレイ・レーダ装置では、所望の
指向特性を得るために、単位となる所定数アンテナ素子
ごとの特性測定の他、各アンテナ素子ごとの送信系と受
信系の特性（位相、振幅）の測定が行えるようなモニタ
系を備えているものがある。このようなフェーズド・ア
レイ・レーダ装置としては、従来、例えば第２図に示す
ものが知られている。

第２図において、１はアンテナ素子であり、このアンテ
ナ素子１の配列態様には種々あるが、例えば図中＃１．
＃２．＃３．・・・と示ずように円状に配列される。そ
して、それぞれのアンテナ素子は方向性結合器２および
位相振幅制御ｌ器（アンテナモジュール）１５を介して
送受信用電力分配合成器３の対応する入出力ポートに接
続される。

また、６°はモニタ用電力分配合成器であり、このモニ
タ用電力分配合成器６は送受信用電力分配合成器３と同
数の入出力ポートを有し、それぞれの入出力ポートは高
周波スイッチ４を介して方向性結合器２の第３の入出力
ポート（送受信モニタ端子）に接続される。従って、モ
ニタ用電力分配合成器６の各入出力ポートは各アンテナ
素子と１対１に対応付けられることになる。

そして、こｉｔらの電力分配合成器（３，６）は方位制
御回路１６によって同一に制御される。

即ち、送受信用電力分配合成器３が例えば＃１〜＃５の
アンテナ素子を選択しそれに対応する入出力ポートをア
クティブにすると、モニタ用電力分配合成器６も同様に
＃１〜＃５のアンテナ素子に対応する入出力ポートをア
クティブにする。このように２つの電力分配合成Ｈ（３
，６）は、同一アンテナ素子の同数個を同期して選択し
、それをアンテナ素子ごとに切り替えるように制御され
る。

また、方位制御回路１６は各高周波スイッチ４の開閉動
作を制御し、モニタ用電力分配合成器６の入出力ポート
と方向性結合器２の送受信モニタ端子間の接続とその解
除の制御を行う。

以下、第２図を参照してその動作を説明する。

なお、２つの電力分配合成器（３，６）は、図示するよ
うに、＃ｌ〜＃５のアンテナ素子に対応する入出力ポー
トをアクティブとするように制御されているとする。

送信機９から出力された高周波信号は、サーキュレータ
８を通り送受信用電力分配合成器３に入り、ここで５系
統の送信系へ分配される。各送ｆ２系では、高周波信号
はアンテナモジュール１５で位相と振幅が所定値に制御
された後に、方向性結合器２を通り、＃１〜＃５の対応
するアンテナ素子１から放射される。そして、各送信系
では、方向性結合器２を通過する高周波信号の一部が方
向性結合器２の送受信モニタ端子から送信モニタ信号と
して取り出される。このとき、＃１〜＃５に係る送信系
の特性を一括して測定する場合には、対応する５個の高
周波スイッチ４が閉成制御され、５系統の送信モニタ信
号がモニタ用電力分配合成器６に入り、ここで合成され
て送受信モニタ切替スイッチ１２を介して位相振幅検出
器１３へ出力される。一方、例えば＃３のアンテナ素子
に係る送信系の測定を行う場合には、＃３のアンテナ素
子に対応する高周波スイッチ４のみを閉成制御し、その
他の＃１．＃２．＃４および＃５の各アンテナ素子に対
応する高周波スイッチ４は開成制御する。その結果、＃
３のアンテナ素子に係る送信系の送信モニタ信号がモニ
タ用電力分配合成器６、送受信モニタ切替スイッチ１２
を介して位相振幅検出器１３へ入力され、ここで位相お
よび振幅の測定が行われる。

次に、放射された送信信号は目標で反射されて戻って来
、＃ｌ〜＃５のアンテナ素子で受信され、それぞれ方向
性結合器２と介したアンテナモジュール１５で位相と振
幅が所定値に制御され、送受信用電力分配合成器３の対
応する入出力ポートへ入力する。そして、これら５系統
の受信信号は送受信用電力分配合成器３にて合成され、
サーキュレータ８、受信機１０を介した指示器１１に表
示される。この受信系を点検するために、試験信号発生
器１４から出力された受信モニタ信号は送受信モニタ切
替スイッチ１２を介してモニタ用電力分配合成器６に入
り、ここで＃１〜＃５のアンテナ素子に対応する５個の
高周波スイッチ４に分配される。ここで、前記と同様に
＃３のアンテナ素子に係る受信系の測定を行うとすると
、それに対応した高周波スイッチ４のみが閉成制御され
る。

その結果、受信モニタ信号が＃３のアンテナ素子に対応
した方向性結合器２から対応した受信系に収り込まれる
。そして、この取り込まれた受信モニタ信号はサーキュ
レータ８の出力から分岐して取り出され、位相振幅検出
器１３へ入力し、前記と同様の測定が行われる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述した従来のフェーズド・アレイ・レ
ーダ装置では、測定しないアンテナ素子につながる高周
波スイッチを開放とし、これらからの影響を除くように
しているが、高周波スイッチのアイソレーションは有限
であるため、多数の素子が接続される場合には、これら
からのもれ信号が合成されることになる。つまり、測定
の精度を高めようとする場合、これらのもれ信号が測定
誤差の原因となり、改善が望まれている。

本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、その
目的は、他アンテナ素子に係る部分からの影響を受けず
に、特定のアンテナ素子に係る送信系と受信系の測定を
行うことができるフェーズド・アレイ・レーダ装置を提
供することにある。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明のフェーズド　アレ
イ・レーダ装置は次の如き構成を有する。

即ち、本発明のフェーズド・アレイ・レーダ装置は、複
数のアンテナ素子を配列してなるアレイアンテナと；　
アンテナ素子への送信信号の分配およびアンテナ素子の
受信信号の合成を行う送受ｆ３用電力分配合成器と；　
アンテナ素子と送受信用電力分配合成器の対応する入出
力ポート間に設けられそのアンテナ素子を通して送受信
される信号の位相および振幅を制御する位相振幅制御器
と：　前記送受信電力分配合成器を制御して所定数アン
テナ素子について前記分配および合成を行わせるととも
に、それをアンテナ素子ごとに切り替えて行わせアンテ
ナビーム方位を変更制御する送受信方位制御回路と：　
前記位相振幅制御器とアンテナ素子間に設けられ位相振
幅制御器からアンテナ素子へ向けて出力される信号の一
部を第３の入出力ポートから送信モニタ信号として出力
するとともに、その第３の入出力ポートに入力された受
信モニタ信号を位相振幅制御器を介して受信系へ収り込
ませる方向性結合器と；　前記方向性結合器ごとにその
第３の入出力ポートに対応して設けられる高周波スイッ
チと；　前配所定数と同数の高周波スイッチを介して対
応する方向性結合器の第３の入出力ポートを選択し、外
部から入力される受信モニタ信号を所定数方向性結合器
の第３の入出力ポートへ分配出力すること、および所定
数方向性結合器の第３の入出力ポートの出力たる送信モ
ニタ信号を合成しそれを外部へ出力することを行うモニ
タ用電力分配合成器と；　前記モニタ用電力分配合成器
の分配・合成の態様と前記高周波スイッチの開閉動作と
を制御するものであって、モニタ用電力分配合成器と信
号授受を行う前記所定数方向性結合器を、前記アンテナ
ビーム方位の変更制御に同期してその変更制御に係る前
記所定数アンテナ素子に対応したものにすること、およ
びその所定数方向性結合器のうちの１つは前記変更制御
に係る所定数アンテナ素子のうちの１つと対応したもの
で残余の方向性結合器は前記変更制御に係る所定数アン
テナ素子以外のアンテナ素子と対応したものとすること
を行うモニタ方位制御回路と；　を備えていることを特
徴とするものである。

（作　用）次に、前記の如く構成される本発明のフェーズド・アレ
イ・レーダ装置の作用を説明する。

本発明に係るモニタ方位制御回路は、モニタ用電力分配
合成器と信号授受を行う所定数方向性結合器を選択する
場合において、特定のアンテナ素子に係る送信系と受信
系をモニタする場合には、その所定数方向性結合器のう
ちの１つはアンテナビーム方位の変更制御に係る所定数
アンテナ素子のうちの１つと対応したものとし、残余の
方向性結合器は前記変更制御に係る所定数アンテナ素子
以外のアンテナ素子と対応したものとするようにモニタ
用電力分配合成器および高周波スイッチを制御する。

その結果、モニタ用電力分配合成器は変更制御に係る所
定数アンテナ素子のうちの１つと対応した入出力ポート
のみをアクティブとし、所定数アンテナ素子の残余のも
のに対応した入出力ポートはアクティブとならないので
、この部分に係る高周波スイッチからのもれ信号は遮断
され、特定のアンテナ素子に係る送信系および受信系の
みのモニタ信号を得ることができる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るフェーズド・アレイ・
レーダ装置を示す、なお、従来例と同一部分には同一符
号名称を付しその説明を省略する。

第１図において、送受信方位制御回路５は、送受信用電
力分配合成器３が所定数アンテナ素子についてその分配
と合成を行い、それをアンテナ素子ごとに切り替えるこ
とを行う、つまり、この送受信方位制御回路５は、アン
テナビーム方位の変更制御を行う。

一方、モニタ方位制御回路７は、モニタ用電力分配合成
器６の分配・合成の態様と高周波スイッチ４の開閉動作
とを制御して次の２つの動作を行う、即ち、アンテナビ
ーム方位制御に係る所定数アンテナ素子をモニタする場
合にはアンテナビーム方位の変更制御に同期して動作し
、モニタ用電力分配合成器６の入出力ポートのうちその
変更制御に係る所定数アンテナ素子に対応した入出力ポ
ートをアクティブとし、また対応した高周波スイッチ４
を閉成し、その変更制御に係る所定数アンテナ素子に対
応した所定数方向性結合器２と信号授受を行うようにす
る。これにより、従来と同様に変更制御に係る所定数ア
ンテナ素子、例えば＃１〜＃５の５系統を一括してモニ
タすることができる。

そして、２つ目の動作は、特定のアンテナ素子に係る送
信系および受信系をモニタする場合に行われる０例えば
、送受信方位制御回路５によって制御された送受信方位
に係るアンテナ素子が＃１〜＃５であるとし、測定は＃
３のアンテナ素子に係る系だとする。この場合、モニタ
方位制御回路７は、送受信方位制御回路５とは別個独立
に動作し、モニタ用電力分配合成器６の入出力ポートの
うち、＃３のアンテナ素子に対応した入出力ポートをア
クティブにするとともに、前記変更制御に（系る所定数
アンテナ素子以外のアンテナ素子、例えば区示するよう
に＃ｎ〜＃ｎ＋３のアンテナ素子に対応する入出力ポー
トをアクティブとし、これらに対応する高周波スイッチ
４を閉成する。

その結果、送信モニタ信号は＃３のアンテナ素子に対応
した高周波スイッチ４から入力するが、＃１．＃２．＃
４．＃５のアンテナ素子に対応する入出力ポートはアク
ティブではないから、その部分に対応する高周波スイッ
チ４のもれ信号は取り込まれず遮断されることになる。

モニタ用電力分配合成器６から＃３のアンテナ素子の受
信系へ受信モニタ信号を送出する場合ももれ信号の影響
を受けないで行うことができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のフェーズド・アレイ・レ
ーダ装置によれば、特定のアンテナ素子に係る送受信系
をモニタする場合には、モニタ用電力分配合成器は、ア
ンテナビーム方位の変更制御に係る所定数アンテナ素子
のうちの１つのみを選択できるようにしたので、他アン
テナ素子に係る部分からの影響を除くことができ、測定
精度の向上を図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るフェーズド・アレイ・
レーダ装置の構成プロ・ンク図、第２図は従来のフェー
ズド・アレイ・レーダ装置の構成ブロック図である。１・・・・・・アンテナ素子（＃１．＃２・・・）、２
・・・・・・方向性結合器、　３・・・・・・送受信用
電力分配合成器、　４・・・・・・高周波スイッチ、　
５・・・・・・送受信方位制御回路、　６・・・・・・
モニタ用電力分配合成器、　７・・・・・・モニタ方位
制御回路、　８・・・・・・サーキュレータ、　９・・
・・・・送信機、　　１０・・・・・・受信機、１１・
・・・・・指示器、　１２・・・・・・送受信モニタ切
替スイッチ、　１３・・・・・・位相振幅検出器、　１
４・・・・・・試験信号発生器、　１５・・・・・・位
相振幅制御器〈アンテナモジュール）、　　１６・・・
・・・方位制御回路。代理人　弁理士　　八　幡　　義　博゛ｓ−；、ガ、慴↓艮幅制・蝉ｉさ（了り一？針−モシ
１−ルｐ本光旧月の）■−ス゛Ｆ・了し１．イ・し−タ
ー焚１【の蓬与蕨ｊ、イ列第　／　図／−−一　アシ・テ斗噂１谷（坪／、井２．−−−−　
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；茗用４１力７分力己イト鋤さ葛４．　　夛−−−尚」
皮スフイッケ１−−−七二５７２８電力・分力体歳名番
　　８−一一ザーＡユシータター３梢櫻　、ｆ□−−−
一受傅抛、　ｎ−Ｊ■示器。７りｚ−一一道受イ茗そニタ切背又イッＪｆｉ３−−−
Δ鉱相、汲福論淫斥−・齢癖１１店号瞬１支勇）、　！
５−信立烟Ｊ畏福余ハ町孕１（アンプ九七シーール）グ
と１−１−這ｆｉ二Ｊシｊ？よ）ｊ回ンＶ、く身９のフ
Ｅ−でド・アレイ・レーグ槽之づ１０７．使ｌ蔵７例第
　２　図

Claims

【特許請求の範囲】

複数のアンテナ素子を配列してなるアレイアンテナと；
アンテナ素子への送信信号の分配およびアンテナ素子の
受信信号の合成を行う送受信用電力分配合成器と；アン
テナ素子と送受信用電力分配合成器の対応する入出力ポ
ート間に設けられそのアンテナ素子を通して送受信され
る信号の位相および振幅を制御する位相振幅制御器と；
前記送受信電力分配合成器を制御して所定数アンテナ素
子について前記分配および合成を行わせるとともに、そ
れをアンテナ素子ごとに切り替えて行わせアンテナビー
ム方位を変更制御する送受信方位制御回路と；前記位相
振幅制御器とアンテナ素子間に設けられ位相振幅制御器
からアンテナ素子へ向けて出力される信号の一部を第３
の入出力ポートから送信モニタ信号として出力するとと
もに、その第３の入出力ポートに入力された受信モニタ
信号を位相振幅制御器を介して受信系へ取り込ませる方
向性結合器と；前記方向性結合器ごとにその第３の入出
力ポートに対応して設けられる高周波スイッチと；前記
所定数と同数の高周波スイッチを介して対応する方向性
結合器の第３の入出力ポートを選択し、外部から入力さ
れる受信モニタ信号を所定数方向性結合器の第３の入出
力ポートへ分配出力すること、および所定数方向性結合
器の第３の入出力ポートの出力たる送信モニタ信号を合
成しそれを外部へ出力することを行うモニタ用電力分配
合成器と；前記モニタ用電力分配合成器の分配・合成の
態様と前記高周波スイッチの開閉動作とを制御するもの
であつて、モニタ用電力分配合成器と信号授受を行う前
記所定数方向性結合器を、前記アンテナビーム方位の変
更制御に同期してその変更制御に係る前記所定数アンテ
ナ素子に対応したものにすること、およびその所定数方
向性結合器のうちの１つは前記変更制御に係る所定数ア
ンテナ素子のうちの１つと対応したもので残余の方向性
結合器は前記変更制御に係る所定数アンテナ素子以外の
アンテナ素子と対応したものとすることを行うモニタ方
位制御回路と；を備えていることを特徴とするフェーズ
ド・アレイ・レーダ装置。