JPH03220803A

JPH03220803A - アレイアンテナの局部信号給電回路

Info

Publication number: JPH03220803A
Application number: JP1691690A
Authority: JP
Inventors: Akio Tanaka; 昭夫田中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1990-01-25
Publication date: 1991-09-30

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〕本発明はアレイアンテナの局部信号給電回路に関し、特
にアクティブフェーズドアレイアンテナの局部信号を給
電する場合に、局部信号を低い周波数でディジタル信号
するアレイアンテナの局部信号給電回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のアレイアンテナの局部信号給電回路は、
第３図に例を示すように、周波数安定度の優れた１　０
０　ＭＨｚ帯の水晶発振器を原振とする信号発生器つと
、その出力を所要の高周波の周波数へ変換する逓倍器等
を備えた周波数変換回路１４と、その信号をアンテナモ
ジュール内の混合器の局部信号ヒして・ｇ・要なレベル
まて上けるための電力増幅器２．４と、その高周波信号
をアンテナモジュールに分配するための電力分配器２５
とて構成したものが一般的に利用されている。

第３図に示すアレイアンテナの局部信号給電回路は受信
の場きを例とし、ｌａ〜１ｎはアクティブフェースドア
レイアンテナｎｎ個の複数の放射素子であり、また（２
ａ）〜（２ｎ）は放射素子１ａ〜１ｎに対応するｎ個の
アンテナモジュールである。アンテナモジュール（２ａ
）〜（２ｎ）はそれぞれ、放射素子１ａ〜１ｎての受信
した信号の高周波増幅器３ａ〜３ｎ、放射素子間の移相
量を付与する位相器４ａ〜４ｎ、電力分配器２５から供
給される局部信号と入力の混合を行ない中間周波数に変
換する混合器５ａ〜５ｎ、入力をサンプリングしてサン
プルホールドを行なうサンプルホールド回路６ａ〜６ｎ
、サンプルホールド回路６ａ〜６ｎの出力をディジタル
化するＡ　、／　Ｄ変換器７ａ〜７ｎを備え、出力はビ
ーム形成回路８で所望の指向特性の受信ビームに形成さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のアレイアンテナの局部信号給電回路は、
高周波信号を利用する局部信号の電力を分配してアンテ
ナモジュールへ伝送するため、分配および伝送時のエネ
ルキー損失か大きいのて、所要の一定しヘルの信号をア
ンテナモジュールに供給可能な高出力かつ出力レベルの
安定性がよい電力増幅器を必要とし、また高耐電力性の
電力分配器を必要とするという欠点がある９さらに、アンテナモジュールのインターフェースが高周
波信号を対象とするため、アンテナモジュールの入力端
子としては同軸のコネクターや導波管等を必要とし、特
にプラグイン構造のアンテナモジュールでは厳しい寸法
精度を必要としたり、入力端子が大型化、高価になると
いう欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の回路は、複数の放射素子と、前記放射素子のそ
れぞれに接続され送信または受信もしくは送受信を行う
アンテナモジュールと、受信信号の中間周波数へ変換ま
たは送信信号の発生を行うための局部信号を発生する信
号発生器と、前記アンテナモジュールからの受信信号を
合成するビーム形成回路とを有するアレイアンテナの局
部信号給電回路において、前記信号発生器の出力をディ
ジタル信号に変換するためのサンプルホールド回路およ
びＡ　、／　Ｄ変換器と、前記Ａ　／／　Ｄ変換器によ
るディジタル信号を前記アンテナモジュール分配するデ
ィジタル信号分配器と、前記アンテナモジュールに内蔵
し前記ディジタル信号をアナログ信号に変換する複数の
Ｄ／Ａ変換器と、前記アンテナモジュールに内蔵し前記
Ｄ／Ａ変換器で変換されたアナログ信号を所要の局部信
号周波数に変換するための周波数変換回路とを備えて構
成される。

また、本発明の回路は、前記アンテナモジュールと前記
ビーム形成回路ならびに前記ディジタル信号分配期間の
信号のインターフェースをすへて光信号で行なう構成を
有する。

〔実施例〕

次に、図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明のアレイアンテナの局部信号給電回路の
第１の実施例の構成図である。第１図に示す実施例は、
受信の場合を例とし、第３図の場合と同じ信号発生器９
と、信号発生器９の出力をディジタル化するサンプルホ
ールド回路１０およびＡ／Ｄ変換器１１と、Ａ／Ｄ変換
器１１の出力を各アンテナモジュール２ａ〜２ｎに分配
するディジタル信号分配器■２と、アンテナモジュール
２ａ〜２ｎのそれぞれ内蔵されディジタル信号分配器１
２のディジタル出力をアナログ化するＤ／Ａ変換器１３
ａ〜１３ｎと、Ｄ／Ａ変換器１３ａ〜１３ｎのアナログ
出力を所要の局部信号周波数に変換する周波数変換回路
１４ａ〜１４ｎと、第３図と同じ高周波数増幅器３ａ〜
３ｎ、移動器４ａ〜４ｎ、混合器５ａ〜５ｎ、サンプル
ホールド回路６ａ〜６ｎ、Ａ／Ｄ変換器７　ａ　〜７　
ｎを有するｎ個のアンテナモジュール２ａ〜２ｎと、放
射素子１ａ〜１ｎと、ビーム形成回路８を備えて成る。

次に、第１図の第１の実施例の動作について説明する。

本実施例の基本的特徴は、従来は第３図に示す如く、所
要の高周波の局部信号周波数まて上げた周波数を各アン
テナモジュールに分配していたのに対して、いったん、
信号発生器９の出力をディジタル化して各アンテナモジ
ュールに分配してがら、分配されたアンテナモジュール
で局部信号周波数としての高周波数に変換して供給する
ことにあり、その具体的内容は次のとおりである。

複数の放射素子１ａ〜１ｎと複数アンテナモジュール２
ａ〜２ｎはアレイアンテナを構成して、放射素子１ａ〜
１ｎで受信された信号はアンテナモジュール２ａ〜２ｎ
の中で高周波増幅器３ａ〜３ｎで低雑音増幅され、移相
器４ａ〜４ｎて・位相が制御される。その後混合器５ａ
〜５ｎで周波数変換回路１４ａ〜１４ｎから供給される
局部信号と混合されて中間周波数に変換され、サンプル
ホールド回路６ａ〜６ｎでサンプリングされ、Ａ／Ｄ変
換器７ａ〜７ｎでディジタル信号に変換されビーム形成
回路８で合成されて受信信号が得られる。

局部信号の給電回路は、信号発生器９とサンプルホール
ド回路１０とＡ／Ｄ変換器１１とディジタル信号分配器
１２とアンテナモジュール２ａ〜２ｎの中のＤ／Ａ変換
器１３ａ〜１３ｎと周波数変換回路１４ａ〜１４ｎとか
ら構成されている。

信号発生器９は、周波数安定度の優れた１００Ｍ　Ｈｚ
帯の水晶発振器が多く用いられる。この信号は、サンプ
ルホールド回路１０とＡ／Ｄ変換器１１によりディジタ
ル信号に変換され、ディジタル信号分配器１２により各
アンテナモジュール２ａ〜２ｎに分配される。

アンテナモジュール２ａ〜２ｎの内部に配設されたＤ／
Ａ変換器１３ａ〜１３ｎによりアナログ信号に変換され
た後、周波数変換回路１４ａ〜１４ｎにより局部信号と
して必要ｌ高周波信号に変換されて混合器５ａ〜５ｎに
供給される９例えぽ、Ｄ−’Ａ変換器１３８〜１３ｎの
アナログ信号を出力を逓倍器によつ３０逓倍することに
よつＧＨｚのＳ置局部信号として混合器５ａ〜５ｎに信
号発生器９に同期した位相で供給される。また、例乙は
、Ｇ　Ｈｚ帯の位相同期方式発振器の位相同期用参照信
号としてＤ７・Ａ変換器１３ａ〜１３ｎのアナログ信号
出力を使用することにより、信号発生器９に同期したＳ
置局部信号が混合器５ａ〜５ｎに供給される。

アレイアンテナを構成する放射素子１ａ〜１ｎとアンテ
ナモジュール２ａ〜２ｎとを組合せたモジュールをプラ
グイン構造とした場合、入出力信号は第１図に記入され
ていな電源電圧と移相器の位相を制御する制御信号とデ
ィジタル回路を動かすクロックと、第１図に示したディ
ジタル信号だけとなり局部信号としての高周波信号を接
続する必要がなくなる。

第２図は本発明のアレイアンテナの局部信号給電回路の
第２の実施例の構造図である。第２図に示す第２の実施
例は送受信を行なう場合を例とし、かつアンテナモジュ
ールとビーム形成回路ならびにディジタル信号分配器間
の信号の授受はすべて光信号でインターフェースをとる
ことをその特徴としている。

第２図に示す第２図の実施例は、ｎ個のアンテナモジュ
ール１５ａ〜１５ｎが放射素子１ａ〜１ｎと、送受切替
器１６ａ〜１６ｎと、高周波増幅器３ａ〜４ｎと、移相
器４ａ〜４ｎと、混合器５ａ〜５ｎと、サンプルホール
ド回路６ａ〜６ｎと、Ａ／Ｄ変換器７ａ〜７ｎと、受信
信号を電気から光に変換するＥ１０変換器１７ａ〜１７
ｎと、入力された光信号を電気に変換するＯ／Ｅ変換器
２０ａ〜２０ｎと、Ｄ／Ａ変換器１３ａ〜１３ｎと、逓
倍器２６ａ〜２６ｎと、送信信号を作り出す変調器２１
ａ〜２１ｎと、移相器２２ａ〜２２ｎと、電力増幅器２
３ａ〜２３ｎとで構成される送受信モジュールである。

上述したアンテナモジュール１５ａ〜１５ｎの他に、局
部信号を発生する信号発生器９と、サンプルホールド回
路１０と、Ａ／Ｄ変換器１１と、ディジタル信号分配器
１２とＥ１０変換器１９ａ〜１９ｎとを備え、さらに光
で伝送された受信信号を光から電気に変換するＯ／Ｅ変
換器１８ａ〜↓８ｎとそれらをディジタル信号のまま合
成する・ビーム形成回路８ａで構成されている。

この第２の実施例における局部信号の供給回路は、ディ
ジタル信号分配器１２の各分配出力を光に変換して各ア
ンテナモジュールに伝送し、各アンテナモジュール内て
光から電気に変換することを除いては第１の実施例と同
しである。

この第２の実施例では、本図に記入されていない電源電
圧を除いてアンテナモジュールのインターフェースをす
べて光信号て行なっておりアナログ信号のインターフェ
ースを無くしている。

送信については、Ｅ／○変換器１９ａ〜１９ｎによって
光信号に変換されたディジタル信号分配器１２の出力を
、各アンテナモジュールのＯ／Ｅ変換器２０ａ〜２Ｏｎ
で電気信号に変換したあとＤ　／　Ａ変換器１３ａ〜１
３ｎでアナログ化し、逓倍器２６ａ〜２６ｎで所要の送
信周波数に逓倍したあと変調器２１ａで送信信号に変調
し、所望の指向性形成のための移相量を移相器で付与し
て電力増幅器２３ａ〜２３ｎで電力増幅して送受切替器
１６ａを介して放射素子１ａに供給することにより行な
われる。

逓倍器２６ａ〜２６ｎはまた、受信状態に必要な高周波
の局部信号を混合器５ａ〜５ｎに供給する。

こうして、送受信いずれの動作においても局部信号円高
周波の伝送を排除し、かつアンテナモジュールとビーム
形成回路８ａならびにディジタル信号分配器１２間の信
号授受を光信号によるインタフェースで行なうことがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、低い周波数帯で発生した
信号をディジタル信号に変換して伝送し、アンタナモジ
ュールでディジタル信号をアナログ信号に変換し、しか
る後に周波数逓倍したり、移相同期方式発振器を使用し
たりすることによって信号発生器に同期した高周波の局
部信号全供給てきるようにすることにより、高周波での
局部信号の伝送を無くし、高出力の電力増幅器や高耐電
力の電力分配器を不要とし、信号伝送の容易そディジタ
ル信号の回路や伝送路を使用することができ、アンテナ
モジュールの接続端子としても大型で寸法精度の必要な
同軸コネクターや導波管が不要となり、安価て小型なコ
ネクターの使用か可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアレイアンテナの局部信号給電回路の
第１の実施例の構成図、第２図は本発明のアレイアンテ
ナの局部信号給電回路の第２の実施例を構成図、第３図
は従来のアレイアンテナの局部信号給電回路の構成図で
ある。ｌａ〜ｉｎ・・・放射素子、２ａ〜２ｎ、＜２ａ）〜（
２ｎ）・・・アンテナモジュール、３ａ〜３ｎ・・・高
周波増幅器、４ａ〜４ｎ・・移相器、５ａ〜５ｎ・・・
混号器、６ａ〜６ｂ・・・サンプホールド回路、７ａ〜
７ｎ・・Ａ／Ｄ変換器、８．８ａ・・・ビーム形成回路
、９・・・信号発生器、１０・・・サンプルホールド回
路、１１・・Ａ　、／’　Ｄ変換器、１２・・・ディジ
タル信号分配器、１３　ａ〜ｌ　３　ｎ−Ｄ／Ａ変換器
、１４１４ａ〜１’　４　ｎ・・・周波数変換回路、１
５ａ〜１５ｎ・・・アンテナモジュール、１６ａ・・・
送受切替器、１７ａ−・−Ｅ１０変換器、１８ａ〜ｌ　
８ｎ−Ｏ／Ｅ受信機、１９ａ〜１９ｎ○／Ｅ変換器、２
０　ａ　−０／Ｅ変換器、２１ａ・・・変調器、２２ａ
・・・移相器、２３ａ・・・電力増幅器、２４・・・電
力増幅器、２５・・・電力分配器、２６ａ・・・逓倍器
。

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の放射素子と、前記放射素子のそれぞれに接続
され送信または受信もしくは送受信を行うアンテナモジ
ュールと、受信信号の中間周波数へ変換または送信信号
の発生を行うための局部信号を発生する信号発生器と、
前記アンテナモジュールからの受信信号を合成するビー
ム形成回路とを有するアレイアンテナの局部信号給電回
路において、前記信号発生器の出力をディジタル信号に
変換するためのサンプルホールド回路およびＡ／Ｄ変換
器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるディジタル信号を前記ア
ンテナモジュール分配するディジタル信号分配器と、前
記アンテナモジュールに内蔵し前記ディジタル信号をア
ナログ信号に変換する複数のＤ／Ａ変換器と、前記アン
テナモジュールに内蔵し前記Ｄ／Ａ変換器で変換された
アナログ信号を所要の局部信号周波数に変換するための
周波数変換回路とを備えて成ることを特徴とするアレイ
アンテナの局部信号給電回路。２、前記アンテナモジュールと前記ビーム形成回路なら
びに前記ディジタル信号分配器間の信号のインタフェー
スをすべて光信号で行なうことを特徴とする請求項１記
載のアレイアンテナの局部信号給電回路。