JPH04150125A

JPH04150125A - 高周波受信回路

Info

Publication number: JPH04150125A
Application number: JP2271054A
Authority: JP
Inventors: Akio Tanaka; 昭夫田中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1992-05-22

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〕本発明は高周波受信回路に関し、特にレーダーで捕捉し
た高周波の受信信号の振幅と位相情報を分離し、ディジ
タル信号に変換して出力する高周波受信回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の高周波受信回路は、第３図に一例を示す
ように、高周波信号を増幅する低雑音増幅器１と、増幅
された信号を９０度位相差のある２つの信号に分配する
位相差電力分配器１０と分配された２つの９０度位相差
の信号をそれぞれ参照信号と位相比較するための２つの
位相検波器１１ａ、ｌｌｂと、参照信号を位相検波器１
１ａ。

１１ｂに供給するための電力分配器１２と、位相検波さ
れたそれぞれのビデオ信号を増幅する２つのビデオ増幅
器９ａ、９ｂと、これら２つのビデオ信号をディジタル
信号に変換するための２つのサンプルホールド６ａ、６
ｂおよび２つのＡ／Ｄ変換器７ａ、７ｈより構成され、
受信信号を直交する２つの信号成分に分割して出力、伝
送する受信回路となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の高周波受信回路は、２つの同振幅および
同位相の参照信号を必要とし、そのため高周波の参照信
号を受ける端子を設けなければならず、また参照信号の
振幅と位相を精度良く保ったまま２つの高周波信号に分
配し位相検波器まで伝送しなければならないので、高精
度な回路の製造と調整を必要とするという欠点がある。

特に、この種の受信回路を数千から数万個使用するアク
ティブ・フェーズドアレイ・アンテナでは、高周波の参
照信号をすべての受信回路に精度良く分配する回路が必
要となり、参照信号の伝送系が極めて複雑で、高価格、
かつ大型、重量増の原因と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、高周波の受信信号を受け、その振幅情
報と位相情報を分離してディジタル信号に変換して出力
する高周波受信回路であって、入力した受信信号を２分
配する受信信号分配手段と、この受信信号分配手段で２
分配された第１の分配出力をディジタル伝送を容易とす
る所定の逓減比で分周したうえ互いに９０度位相差を有
して直交する２つの信号成分に分解してそれぞれをディ
ジタル化しこれら２つの信号成分で位相情報を代表させ
て出力する位相情報出力手段と、前記受信信号分配手段
で２分配された第２の分配出力を振幅検波して振幅情報
として出力する振幅情報出力手段とを備えて構成される
。

また、本発明の回路は、前記位相情報出力手段によって
出力する位相情報は、前記９０度位相差を有して直交す
る２つの信号成分の振幅Ａ、Ｂのｔａｎ−”Ｂ／Ａとし
て表現される位相を決定する前記振幅Ａ、Ｂを提供する
ものとした構成を有する。

さらに本発明の回路は、前記高周波の受信信号がレーダ
ーで捕捉した受信信号とした構成を有する。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の構成図である。第１の
実施例は本発明の基本的構成を示すもので、受信信号を
２分配する受信信号分配手段を構成する低雑音増幅器１
、電力分配器２、位相情報出力手段を構成するリミッタ
増幅器３、分周器４、位相差電力分配器５、サンプルホ
ールド６ａ、６ｂ＝Ａ／Ｄ変換器７ａ、７ｂ、振幅情報
出力手段を構成する振幅検波器８、ビデオ増幅器９、サ
ンプルホールド６ｃ、Ａ／Ｄ変換器７ｃを備えて成る。

次に、第１の実施例の動作について説明する。

受信した高周波信号は、受信感度を良くするため低雑音
増幅器１で増幅され、電力分配器２で２つに分配される
。分配された第１の分配出力は、リミッタ増幅器３によ
り入力レベルに関係なく一定のレベルまで増幅され、分
周器４によりディジタル伝送が容易となる周波数に逓減
される。その後、位相差電力分配器５により、直交する
２つの信号に分配され、それぞれの信号の振幅がサンプ
ルホールド６ａ、６ｂおよびＡ／Ｄ変換器７ａ。

７ｂによりディジタル信号に変換される。これら２つの
信号の振幅をそれぞれＡ、Ｂとすると、受信信号の位相
はｔａｎ−１Ｂ／Ａで表わされ、これら２つのディジタ
ル信号は受信信号の位相情報を提供するデータとして伝
送路に送出される。

一方、電力増幅分配器２から出力される第２の分配出力
は振幅検波器８に供給される。この第２の分配出力は振
幅検波器５により包絡線検波されたのち、精度よくディ
ジタル信号に変換できるしベルまでビデオ増幅器９によ
り増幅され、サンプルホールド６ＣおよびＡ／Ｄ変換器
７Ｃによりディジタル信号に変換される。このディジタ
ル信号は受信信号の振幅情報を提供するものとして伝送
路に送出される。

第２図は本発明の第２の実施例の構成図である。第２の
実施例は本発明をアクティブ・フェーズドアレイ・アン
テナに適用した場合を例とし、ｍ個の＃１〜＃ｍ複数の
送受信モジュール１３ａ〜１３ｍと、これら各送受信モ
ジュールで受信された信号を処理して得られる光信号形
式の位相情報および振幅情報にもとづいて、これら位相
情報および振幅情報に重み付けを行なってディジタル演
算し、所望のアンテナビームを形成するディジタルビー
ム形成回路１４と、＃１〜＃ｍ送受信モジュール１３ａ
〜１３ｍの送信信号の励振用信号をディジタル光信号で
供給する振幅信号分配回路１５とを備えて構成されるア
クティブ・フェーズドアレイ・アンテナを示す。

第２図に示す送受信モジュールは、たとえば＃１送受信
モジュール１３ａに見る如く、高周波の電磁波を受信ま
たは送信するアンテナ素子１６と、送信信号と受信信号
を切り替える送受切替器１７と、過大入力に対して受信
回路を保護するリミッタ１８と、低雑音増幅器１０と、
増幅された受信信号を２分配する電力分配器として機能
するウィルキンソン型電力分配器１９とが受信信号分配
手段を構成する。

また、２分配された第１の分配出力に対して一定のレベ
ルまで増幅するリミッタ増幅器３と、その信号を周波数
逓減する分周器である１／Ｎプリスケーラ２０と、分周
された信号を９０度位相差の２つの信号に分配する機能
をもつ９０度ハイブリッド電力分配器２１と、分配され
た９０度位相差の信号をそれぞれディジタル信号に変換
するためのサンプルホールド６ａ、６ｂおよびＡ／Ｄ変
換器７ａ、７ｂと、Ａ／Ｄ変換器７ａ、７ｂの電力出力
を光信号に変換するＥ／○変換器２２ａ２２ｂが位相情
報出力手段を構成する。

さらに、第２の分配出力に対して、信号を検波する振幅
検波器８と、検波されたビデオ信号を精度よくディジタ
ル信号に変換できるレベルまで増幅するビデオ増幅器９
と、増幅されたビデオ信号をディジタル信号に変換する
ためのサンプルホールド６ｃおよびＡ／Ｄ変換器７ｃと
、Ａ／Ｄ変換器７Ｃの出力するディジタル信号を光信号
に変換するＥ１０変換器２２ｃが振幅情報出力手段を構
成する。

＃ｌ送受信モジュール１３ａにはなお、励振信号分配回
路１５より光伝送により送られてきた送信用のディジタ
ル光信号を電気信号に変換する０／Ｅ変換器２３と、電
気信号に変換された励振用信号を送信用の高周波信号の
送信信号に変換する逓倍器２４と、送信信号がアンテナ
素子から空間放射された時に任意の方向に放射ビームが
合成されるように送信信号の位相を制御する位相器２５
と、送信信号を所望のレーダ覆域が得られるレベルまで
増幅する電力増幅器２６とを備える。

＃１〜＃ｍのｍ個の送受信モジュール１３ａ〜１３ｍの
アンテナ素子１６で受信された高周波信号は、送受切替
器１７を通してリミッタ１８へ送られな後低雑音増幅器
１で低雑音増幅され、ウィルキンソン型電力分配器１９
で２分配され、第１および第２の分配出力にて２分配さ
れる。

第１の分配出力はリミッタ増幅器３で制限増幅された後
１／Ｎプリスケーラ２０でディジタル伝送に都合のいい
ように周波数低減され、さらに９０度ハイブリッド電力
分配器２１で互いに９０度の位相差を有する直交２信号
に分配されたのち、サンプルホールド６ａ、６ｂおよび
Ａ／Ｄ変換器７ａ、７ｂでディジタル化される。本実施
例ではこのあと、このディジタル電気信号をディジタル
光信号にＥ１０変換器２２ａ、２２ｂで変換してディジ
タルビーム形成回路１４に供給しているが、このＥ１０
変換は、後述するＥ／○変換器２２ｃとともに、従って
さらに０／Ｅ変換器２３も含めて、任意に実施しうるち
のであり、電気信号のままで利用することも勿論可能で
ある。

さて、第２の分配出力は、振幅検波器８で振幅検波され
たのち、ビデオ増幅器９で増幅される６さらにサンプル
ホールド６ＣとＡ／Ｄ変換器７Ｃでディジタル振幅情報
となってＥ１０変換器２２Ｃから光信号としてディジタ
ルビーム形成回路１４に供給される。

０／Ｅ変換器２３は励振信号分配回路１５から光信号形
式の励振信号を受け、これを電気信号に変換して逓倍器
２４に供給する。逓倍器２４はこの周波数を送信周波数
まで逓倍して送信信号となし、この送信信号は送信信号
のビーム形成に必要な位相を位相器２５で施されたのち
電力増幅器２６から送受切替器１７、アンテナ素子１６
によって放射される。この放射信号の目標による反射信
号がアンテナ素子１６で捕捉されて前述した高周波の受
信信号となる。

こうして、簡素な構成で、参照信号を利用することなく
容易かつ確実に受信信号の位相情報と振幅情報を得るこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、高周波信号の位相情報を
保持したまま低周波信号に変換し、位相情報を直交する
２つの成分のディジタル信号として伝送し、振幅情報も
ディジタル信号に変換して伝送できるようにすることに
より、高周波の参照信号を全く必要とせず、また直交す
る２つの成分への分配をより低い周波数で行なうことに
より、高精度な回路の製造や調整を必要としないですむ
効果がある。また、アクティブ・フェーズドアレイ・ア
ンテナに用いることにより、複雑で高精度を必要とする
高周波の電力分配器を必要とせず、すべてディジタル信
号で伝送できるため、低価格、小型化、軽量化が図れる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図は本発
明の第２の実施例の構成図、第３図は従来の高周波受信
回路の一例を示す構成図である。１・・・低雑音増幅器、２・・・電力分配器、３・・・
リミッタ増幅器、４・・・分周器、５・・・位相差電力
分配器、６ａ〜６Ｃ・・サンプルホールド、７ａ〜７Ｃ
・・・Ａ／Ｄ変換器、８・・・振幅検波器、９ａ、９ｂ
・・・ビデオ増幅器、１０・・・位相差電力分配器、１
１ａ　　ｌｌｂ・・・位相器１器、１２・・・電力分配
器、１３ａ〜１３ｍ・・・＃１〜＃ｍ送受信モジュール
、１４・・・ディジタルビーム形成回路、１５・・・励
振信号分配回路、１６・・・アンテナ素子、１７・・・
送受切替器、１８・・・リミッタ、１９・・・ウィルキ
ンソン型電力分配器、２０・・・１／Ｎプリスケーラ、
２１・・・９０度ハイブリッド電力分配器、２２ａ〜２
２ｃ・・・Ｅ／○変換器、２３・・・○／Ｅ変換器、２
４・・・逓倍器、２５・・・位相器、２６・・・電力増
幅器。

Claims

【特許請求の範囲】１、高周波の受信信号を受け、その振幅情報と位相情報
を分離してディジタル信号に変換して出力する高周波受
信回路であって、入力した受信信号を２分配する受信信
号分配手段と、この受信信号分配手段で２分配された第
１の分配出力をディジタル伝送を容易とする所定の逓減
比で分周したうえ互いに９０度位相差を有して直交する
２つの信号成分に分解してそれぞれをディジタル化しこ
れら２つの信号成分で位相情報を代表させて出力する位
相情報出力手段と、前記受信信号分配手段で２分配され
た第２の分配出力を振幅検波して振幅情報として出力す
る振幅情報出力手段とを備えて成ることを特徴とする高
周波受信回路。２、前記位相情報出力手段によって出力する位相情報は
、前記９０度位相差を有して直交する２つの信号成分の
振幅Ａ、Ｂのｔａｎ＾−＾１Ｂ／Ａとして表現される位
相を決定する前記振幅Ａ、Ｂを提供するものであること
を特徴とする請求項１記載の高周波受信回路。３、前記高周波の受信信号がレーダーで捕捉した受信信
号であることを特徴とする請求項１記載の高周波受信回
路。