JPH0523164U - 送受信モジユール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フェーズドアレーレーダ用送受信モジュール
内のＲＦデバイス駆動回路を簡略化し、小型で低消費電
力の送受信モジュールを得る。また、１つの制御回路で
複数の単位送受信モジュールを駆動することにより送受
信モジュールサブアレーを構成し、送受信モジュール全
体での小型化を図る。 【構成】 電界効果トランジスタで構成される移相器、
高出力増幅器、低雑音増幅器、送受切換器と、これらＲ
Ｆデバイスを制御・駆動する負電圧信号データを処理す
る制御回路により構成される。 【効果】 ＲＦデバイスを駆動するレベル変換回路をな
くし、制御回路で直接駆動することにより、小型で低消
費電力の送受信モジュールが得られる。また、１つの制
御回路で複数の単位アレーを構成することにより、送受
信モジュール全体での小型化が図れる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、電子制御アンテナ等に用いられる送受信モジュールに関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

図１６は従来の位相走査形フェーズドアレイレーダの構成ブロック図、図１２ は従来の送受信モジュールの構成ブロック図、図１３は電界効果トランジスタ増 幅器の簡易接続図、図１４は単極双投電界効果トランジスタスイッチの簡易接続 図、図１５は装荷型電界効果トランジスタ移相器の簡易接続図である。

【０００３】 図において、１はＲＦ信号の通過位相をディジタル的に可変するディジタル移 相器、入力するＲＦ信号の伝搬経路を切り換える送受切換スイッチ、３は送信Ｒ Ｆ信号を所定レベルまで増幅する高出力増幅器、４は受信信号を低雑音で増幅す る低雑音増幅器、５は外部制御信号に従って所定の位相設定信号等を出力する制 御回路、６は上記制御回路５の出力信号を上記ディジタル移相器１、送受切換ス イッチ２、高出力増幅器３、低雑音増幅器４を駆動するための出力電圧に変換す るレベル変換回路、７は上記デバイスによって構成された送受信モジュール、８ は送信波を空間に放射し、かつ空間より到来した電波を受信するための素子アン テナ、９はＲＦ信号の入出力端子、１０は外部制御信号を送受信モジュール７に 供給し送受信モジュール７の出力や信号を外部に送出するための制御信号入出力 端子、１１は外部電源入力端子、１２は１〜４のＲＦデバイスを所定の動作に設 定するために制御信号５より出力されたパラレル信号、１３は上記パラレル信号 １２に従い、レベル変換回路５により１〜４のＲＦデバイスを駆動する電源電圧 に変換された駆動信号である。

【０００４】 図１３において、２１は電界効果トランジスタ、２２はインダクタ、２３はキ ャパシタで２４のバイアス回路を構成する。２５は直流阻止キャパシタ、２６は ＲＦ信号入力端子、２７は電界効果トランジスタ２１で増幅されたＲＦ信号出力 端子、２８は抵抗で２８ａ、２８ｂで分圧抵抗２９を構成する。３０はドレイン 電圧印加端子、３１は負電圧印加端子、３２は電界効果トランジスタ２１をパル ス駆動するためのパルス電圧印加端子である。

【０００５】 図１４において、３３は電界効果トランジスタ、３４は電界効果トランジスタ ３３が遮断状態の時にドレインソース間キャパシタと並列共振させるためのイン ダクタ、３５は電界効果トランジスタ３３のゲート電圧バイアス用抵抗、３６は ＲＦチョークインダクタ、３９はＲＦ信号入力端子、４０はＲＦ信号出力端子、 ４１は電界効果トランジスタ３３に所定の動作をさせるためのゲート電圧を印加 するためのゲート電圧印加端子である。

【０００６】 図１５において、４３は１／４波長線路、４４は電界効果トランジスタ３３ｃ 、３３ｄの入力インピーダンスを所定の位相設定が得られるようなインピーダン スに変換するためのインピーダンス変換線路、４６はＲＦ信号入出力端子である 。

【０００７】 図１６において、１６はＲＦ信号の励振器、１７は受信器、１８は送信信号と 受信信号の伝搬経路を切り換えるためのサーキュレータ、１９は送受信モジュー ル７に所定の電源電圧を供給するための電源、２０は所定のアンテナビームを形 成するよう送受信モジュール７に位相設定データ等を送出するビーム指向制御回 路、４７は励振器１６から送出されたＲＦ信号を送受信モジュール７に分配する あるいは送受信モジュール７からの受信信号を合成するＲＦ信号合成分配回路、 ４８は電源１９から送出される電源電圧を送受信モジュール７に供給する電源電 圧給電回路、４９はビーム指向制御回路２０から送出されるデータを送受信モジ ュール７に供給するあるいは送受信モジュール７から送出されるデータをビーム 指向制御回路２０に供給する制御信号分配回路である。

【０００８】 次に動作について説明する。図１６の励振器から送出されたＲＦ信号はサーキ ュレータ１８、ＲＦ信号合成分配回路４７を介し送受信モジュール７に入力する 。このＲＦ信号は図１１のＲＦ信号入出力端子９ａを介しディジタル移相器１に 入力し所定の位相設定をされた後、送受切換スイッチ２ａにて高出力増幅器３に 入力後所定レベルまで増幅されて送受切換スイッチ２ｂ、ＲＦ信号入出力端子９ ｂ、素子アンテナ８を介し空間に放射される。

【０００９】 一方、空間より到来した電波は素子アンテナ８にて受信された後、ＲＦ信号入 出力端子９ｂ、送受切換スイッチ２ｂを介し、低雑音増幅器４に入力後低雑音に て所定レベル増幅され、送受切換スイッチ２ａを介しディジタル移相器１に入力 後所定の位相設定をされＲＦ信号入出力端子９ｂを介し、図１６に示すＲＦ信号 合成分配回路４７、サーキュレータ１８を経て受信器１７に入力し受信信号とし て検出される。

【００１０】 上記１〜４のＲＦの所定の動作は、図１６の電源１９から送出され電源電圧給 電回路４８を介して図１１の電源電圧入力端子１１に供給される電源電圧と、図 １５のビーム指向制御回路２０から送出され制御信号分配回路４９を介して図１ ２の制御信号入出力端子１０に入力する制御信号データにより制御される。即ち 、制御信号入出力端子１０より入力した制御信号データは制御回路５に入力し、 制御回路５にて所定の設定位相演算及びタイミング設定等を実行後上記１〜４の ＲＦデバイスに所定の動作を指示するパラレル信号１２として送出後、レベル変 換回路６に入力し上記１〜４のＲＦデバイスを実際に駆動する電源電圧に変換さ れ駆動信号１３として送出され上記１〜４のＲＦデバイスに供給される。また、 電源電圧入力端子１１に入力した電源電圧は上記１〜６のデバイスに供給され、 それぞれのデバイスを動作可能な状態におく。

【００１１】 次に、図１３〜図１５を用い上記１〜４のＲＦデバイスの動作について説明す る。図１３において、ＲＦ信号はＲＦ信号入力端子２６から入力し電界効果トラ ンジスタ２１にて増幅されＲＦ信号出力端子２７から送出されるが、電界効果ト ランジスタ２１に所定の動作をさせるためのバイアス電圧は、バイアス回路２４ ａ、２４ｂを介してドレイン電圧印加端子３０、負電圧印加端子３１、パルス電 圧印加端子３２から印加される。電界効果トランジスタ２１をパルス駆動する方 式としては、ドレインパルス駆動、ゲートパルス駆動等があるが、図１３はゲー トパルス駆動の場合を示している。つまり、電界効果トランジスタ２１のゲート 電圧に、動作時には所定の設定電圧を、非動作時には遮断電圧以下の電圧を印加 することによりパルス駆動させることができる。今例えば、負電圧印加端子３１ の印加電圧を−Ｖ（｜Ｖ｜＞遮断電圧）、パルス電圧印加端子３２の印加電圧を 動作時に０、非動作時に−Ｖとし、抵抗２８ａ、２８ｂの抵抗値をそれぞれｒａ 、ｒｂとすると、パルス電圧印加端子３２の印加電圧が０の時には、電界効果ト ランジスタ２１のゲート電圧は−ｒｂ×Ｖ／（ｒａ＋ｒｂ）（設定動作電圧）、 −Ｖの時にはゲート電圧は−Ｖとなり、電界効果トランジスタ２１をパルス駆動 させることができる。

【００１２】 図１４において、ゲート電圧印加端子４１ａに−Ｖ（遮断電圧以下）、ゲート 電圧印加端子４１ｂに０の電圧を印加すると、電界効果トランジスタ３３ａは遮 断状態、電界効果トランジスタ３３ｂは導通状態となり、ＲＦ信号入出力端子３ ９から入力したＲＦ信号はＲＦ信号出力端子４０ｂに出力しＲＦ信号出力端子４ ０ａには出力されない。逆に、ゲート電圧印加端子４１ａに０、ゲート電圧印加 端子４１ｂに−Ｖの電圧を印加すると、電界効果トランジスタ３３ａは導通状態 、電界効果トランジスタ３３ｂは遮断状態となり、ＲＦ信号入力端子３９から入 力したＲＦ信号はＲＦ信号出力端子４０ａに出力し、ＲＦ信号出力端子４０ｂに は出力されない。以上のように、ゲート電圧印加端子４１ａ、４１ｂへの印加電 圧を変えることにより単極双投スイッチとして動作する。

【００１３】 図１５において、ゲート電圧印加端子４１ｃ、４１ｄの印加電圧が０の時には 電界効果トランジスタ３３ｃ、３３ｄは導通状態となり、インピーダンス変換線 路４４ａ、４４ｂを介してみた入力インピーダンスはインダクティブとなり、ゲ ート電圧印加端子４１ｃ、４１ｄの印加電圧が−Ｖ（遮断電圧以下）の時には電 界効果トランジスタ３３ｃ、３３ｄは遮断状態となり、インピーダンス変換線路 ４４ａ、４４ｂを介してみた入力インピーダンスはキャパシティブとなる。この ようにインピーダンス変換線路４４ａ、４４ｂを介してみた入力インピーダンス がインダクティブからキャパシティブとなることによりＲＦ信号入出力端子４６ ａから入力しＲＦ信号入出力端子４６ｂに出力するＲＦ信号は所定の位相変化を 受け、その位相変化量はインピーダンス変換線路４４ａ、４４ｂの特性インピー ダンス及び電気長により決定される。以上のように、ゲート電圧印加端子４４ａ 、４４ｂへの印加電圧を０、−Ｖと変えることにより、ＲＦ信号入出力端子４６ ａから入力しＲＦ信号入出力端子４６ｂに出力するＲＦ信号の透過位相を変化さ せることができる。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の送受信モジュールは以上のように構成されているので、ＲＦデバイスに 所定の動作をさせるためには制御回路５から出力されたＲＦデバイス制御用パラ レル信号１２をレベル変換回路５により、実際にＲＦデバイスを駆動する電源電 圧に変換する必要があり装置が大型化すると共に電源電圧のレベル変換に要する 消費電力も増大するという課題があった。また、複数の送受信モジュールを配列 して或るフェーズドアレーレーダを高周波化、コンフォーマルアレー化するに当 り、送受信モジュールを更に超小型化する必要があり、このレベル変換回路５の 大きさ及び外部とインターフェースする制御信号入出力用コネクタ、電源電圧用 コネクタの大きさが、送受信モジュールの小型化を制限するという課題があった 。

【００１５】 この考案は、上記のような課題を解消するためになされたもので、レベル変換 回路５を省略するかその個数を少なくすることにより小型で低消費電力の送受信 モジュールを提供することを目的とする。また、１つの制御回路５で複数の単位 送受信モジュールを駆動することにより、送受信モジュールの小型化を制限して いた制御信号用コネクタ、電源電圧用コネクタの数を少なくし、送受信モジュー ル全体での小型化を図ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

この考案による送受信モジュールは、ＣＭＯＳゲートアレー等で構成される制 御回路５の電源電圧を負電圧動作とし、かつ入力する制御信号の論理データの出 力電圧を負電位とすることにより、制御回路５でＲＦデバイスを直接駆動し、レ ベル変換回路６を省略したものである。

【００１７】 また、駆動されるＲＦデバイスのＮチャネル電界効果トランジスタのソースを 直流阻止キャパシタを介して接地して電界効果トランジスタのゲートを正電圧で 駆動できるようにすることにより、レベル変換回路６を省略し制御回路５で直接 駆動できるようにしたものである。

【００１８】 また、ＲＦデバイスの電界効果トランジスタとしてＰチャネル型電界効果トラ ンジスタを用い制御回路５で直接駆動できるようにしたものである。

【００１９】 また、１つの制御回路５で複数の単位送受信モジュールを直接駆動する送受信 モジュールサブアレーを構成し、フェーズドアレーレーダ全体の小型化と低消費 電力化を図ることにより、高周波化、コンフォーマルアレー化に対応できるよう にしたものである。

【００２０】

【作用】

この考案における送受信モジュールは、レベル変換回路６を省略あるいはその 必要個数を削減することにより、フェーズドアレーレーダ全体装置の小型化と低 消費電力化が図れると共に、高周波化、コンフォーマルアレー化に対応すること ができる。

【００２１】

【実施例】

実施例１． 以下この考案の一実施例を図について説明する。図１はこの考案による送受信 モジュールの構成ブロック図、図２はこの考案の他の実施例による制御回路部の 構成ブロック図、図３はこの考案による単極双投電界効果トランジスタスイッチ の簡易接続図、図４はこの考案による装荷型電界効果トランジスタ移相器の簡易 接続図、図５はこの考案による送受信モジュールサブアレーの構成ブロック図、 図６はこの考案による送受信モジュールサブアレーの実装例図、図７は図１５の 断面ＡＡ´図、図８はこの考案による送受信モジュールサブアレーの他の実装例 図、図９は図７の断面ＢＢ´図、図１０はこの考案によるフェーズドアレーレー ダの構成ブロック図、図１１はこの考案によるフェーズドアレーレーダの他の構 成ブロック図である。

【００２２】 図３において、３６はＲＦチョークインダクタ、３７はキャパシタで、３８の バイアス回路を構成する。４２は負電圧印加端子で電界効果トランジスタ３３ａ 、３３ｂのゲート電圧を正電圧で駆動させるためのものである。

【００２３】 図４において、４５は直流阻止キャパシタで、電界効果トランジスタ３３ｃ、 ３３ｄのゲートを正電圧で駆動させるためのものである。

【００２４】 図５において、１４は主にＲＦデバイスより構成された単位送受信モジュール 、１５は送受信モジュールサブアレー、５０は複数の単位送受信モジュール１５ を駆動する複数送受信モジュール制御回路である。

【００２５】 図６において、５１はパッケージングされた単位送受信モジュール、５２は単 位送受信モジュール５１のＲＦ信号入出力マイクロストリップ線路、５３は単位 送受信モジュール５１の電源／駆動信号入力パッド、５４はパッケージングした 複数送受信モジュール制御回路、５５はパルス負荷のためのエネルギーバンクあ るいはサージ防止のための電源用キャパシタ、５６はストリップ線路で形成され た例えばウィルキンソン分配器等の単位ＲＦ信号分配合成回路、５７は単位送受 信モジュール５１、単位ＲＦ信号分配合成回路５６とを接続するストリップ線路 、５８は単位送受信モジュール５１と素子アンテナ８とを接続するストリップ線 路、５９は単位送受信モジュール５１に所定の動作をさせるための電源／駆動信 号を供給するための電源／駆動信号入出力パッド、６０は送受信モジュールサブ アレーである。

【００２６】 図７において、６１は上面にストリップ線路５７、５８及び電源／駆動信号入 出力パッド５９等が設けられた誘電体、６２は上面にグランドパターンが設けら れた誘電体、６３は電源／駆動信号用配線が施された第１の誘電体、６４は同じ く電源／駆動信号用配線が施された第Ｎの誘電体で、誘電体６１、６２、第１の 誘電体６３、第Ｎの誘電体６４には配線間の導通をとるために必要なスルーホー ルが設けてある。６５は上記６１〜６４の誘電体及び単位送受信モジュール５１ を固定しかつ熱放散を行うための構造部材を兼ねたヒートシンクである。

【００２７】 図８において、６６はＲＦ信号を伝達するための芯線、６７はその外導体で同 軸線路６８を形成する。６９は上面にグランドパターンを有し下面にストリップ 線路を有する誘電体、７０は下面にグランドパターンを有する誘電体、７１は下 面に印刷アンテナ７２を有する誘電体である。

【００２８】 次に動作について説明する。図１６は励振器から送出されたＲＦ信号はサーキ ュレータ１８、ＲＦ信号合成分配回路４７を介し送受信モジュール７に入力する 。このＲＦ信号は図１のＲＦ信号入出力端子９ａを介しディジタル移相器１に入 力し所定の位相設定をされた後、送受切換スイッチ２ａにて高出力増幅器３に入 力後所定レベルまで増幅されて送受切換スイッチ２ｂ、ＲＦ信号入出力端子９ｂ 、素子アンテナ８を介し空間に放射される。

【００２９】 一方、空間より到来した電波は素子アンテナ８にて受信された後、ＲＦ信号入 出力端子９ｂ、送受切換スイッチ２ｂを介し低雑音増幅器４に入力後低雑音にて 所定レベル増幅され、送受切換スイッチ２ａを介しディジタル移相器１に入力後 所定の位相設定をされたＲＦ信号入出力端子９ｂを介し、図１６に示すＲＦ信号 合成分配回路４７、サーキュレータ１８を経て受信器１７に入力し受信信号とし て検出される。

【００３０】 上記１〜４のＲＦデバイスの所定の動作は、電源電圧入力端子１１から供給さ れる電源電圧と、制御信号入出力端子１０に入力する制御信号データにより制御 されるが、ＣＭＯＳゲートアレー等で構成される制御回路５の電源電圧端子をグ ランドに接続し、制御回路５のグランド端子に負電圧を印加し、送受信モジュー ル７の制御信号入出力端子１０に入力する制御データの入力電圧及び制御回路５ の出力電圧を負電位とすることにより制御回路５の出力信号を図１３〜図１５に 示す駆動方式のＲＦデバイス１〜４を直接駆動する駆動信号１３として使用し、 レベル変換回路６を省略することができる。

【００３１】 実施例２． 図１の実施例では、制御信号入出力端子１０に入力する制御信号データの出力 電圧を負電位としたが、従来のように正電位とし図２に示すように制御回路５の 前にレベル変換回路６を設けその入力した正論理データを負論理データに変換し てから制御回路５に入力しても良く、従来のようにＲＦデバイス１〜４毎にレベ ル変換回路６を設ける必要がないため同様の効果を奏する。

【００３２】 実施例３． 図３は単極双投電界効果トランジスタスイッチにおいて、負電圧印加端子４２ に負電圧を印加し、バイアス回路３８を介して電界効果トランジスタ３３ａ、３ ３ｂのドレイン及びソースを負電位とすることにより、ゲート電圧印加端子４１ ａ、４１ｂへの印加電圧が正電位でも電界効果トランジスタ３３ａ、３３ｂが駆 動できるようにしたものである。

【００３３】 図４は装荷型電界効果トランジスタ移相器において、電界効果トランジスタ３ ３ｃ、３３ｄのソースを直流阻止キャパシタ４５ａ、４５ｂで高周波的には接地 し、負電圧印加端子４２ａ、４２ｂに負電圧を印加し、バイアス回路３８を介し て電界効果トランジスタ３３ｃ、３３ｄのドレイン及びソースを負電位とするこ とにより、ゲート電圧印加端子４１ｃ、４１ｄへの印加電圧が正電位でも電界効 果トランジスタ３３ｃ、３３ｄが駆動できるようにしたものであり、図３、図４ のいずれの場合でも制御回路５の出力電圧を負電位としなくとも直接駆動するこ とができ、電界効果トランジスタスイッチ、電界効果トランジスタ移相器を駆動 するためのレベル変換回路６を省略することができ前記実施例１、２と同様の効 果を奏する。尚、図３、図４はＮチャネル電界効果トランジスタを用いた場合に ついて示しているが、Ｐチャネル電界効果トランジスタを用いれば、図１４、図 １５に示す接続図の状態でも、電界効果トランジスタのゲートを正電圧で直接駆 動することができ同様の効果を奏する。

【００３４】 実施例４． 図５において、１５はＲＦデバイス１〜４からなるＭ個の送受信モジュール１ ４と、ＲＦ合成分配回路４７、複数送受信モジュール制御回路５０等からなる送 受信モジュールサブアレーである。図において、ＲＦ信号入出力端子９ｃから入 力したＲＦ信号はＲＦ信号合成分配回路４７にて分配された後、単位送受信モジ ュール１４のＲＦ信号入出力端子９ａに入力し、前述の送受信モジュール７のよ うに所定の位相設定と増幅をされた後ＲＦ信号入出力端子９ｂ、９ｄ、素子アン テナ８を介し空間に放射される。

【００３５】 一方、空間より到来した電波は素子アンテナ８にて受信された後ＲＦ信号入出 力端子９ｄ、９ｂを介し単位送受信モジュール１４に入力後、前述の送受信モジ ュール７のように所定の増幅と位相設定をされたＲＦ信号入出力端子９ａに出力 後更にＲＦ信号合成分配回路４７で合成された後ＲＦ信号入出力端子９ｃに出力 する。

【００３６】 上記単位送受信モジュール１４の所定の動作は、電源電圧入力端子１１から供 給される電源電圧と制御信号入出力端子１０に入力する制御信号データにより制 御されるが、複数送受信モジュール制御回路５０を実施例１のように負電位デー タが扱えるようにすると共に、制御信号入出力端子１０より入力したシリアルデ ータを基に複数送受信モジュールの設定位相を演算する機能と複数送受信モジュ ールを制御するシリアルパラレル信号変換機能を持たせることにより、複数の単 位送受信モジュール１４を直接制御することができる。

【００３７】 したがって個々の単位送受信モジュール１４それぞれに制御回路５を持たせる 必要がなくなると共に、送受信モジュールサブアレー１５全体を１台の送受信モ ジュールとして集積化した時に、制御信号入出力用コネクタ、電源電圧入力用コ ネクタの必要数は送受信モジュール７の場合と同程度となり送受信モジュール全 体を大幅に小型化することができる。

【００３８】 尚、上記例では制御信号入出力端子１０に入力する制御信号データは負電圧と したが、実施例２のように複数送受信モジュール制御回路５０の前にレベル変換 回路６を設け正電圧データを負電圧データに変換して複数送受信モジュール制御 回路５０に入力するようにすれば、制御信号入出力端子１０に入力する制御信号 データを正電圧とすることができる。

【００３９】 実施例５． 図６は図５に示す送受信モジュールサブアレー１５の実装例図であり、例えば ウィルキンソン分配器等の単位ＲＦ信号分配合成回路５６とストリップ線路５７ からなるＲＦ信号分配合成回路と、例えば事件番号ＢＰＵ２７０３号に示すパッ ケージング技術によりパッケージングされた単位送受信モジュール５１と、同じ くパッケージングされた複数送受信モジュール制御回路５４等を２次元的に配置 したものである。

【００４０】 単位送受信モジュール５１を駆動する電源／駆動信号入力パッド５９は図７の 誘電体６１の上面に設けられているが、複数送受信モジュール制御回路５０の出 力端子あるいは電源電圧入力端子とは第１の誘電体６３、第Ｎの誘電体６４、に 設けられた電源／駆動信号配線パターンとスルーホール及び誘電体６１、誘電体 ６２に設けられたスルーホールによって接続される。また、単位送受信モジュー ル５１での発熱はヒートシンク６５にて熱放散される。

【００４１】 図６の実施例では単位送受信モジュール５１とストリップ線路５８を２次元的 に接続できるため、ストリップ線路５８に素子アンテナを接続するか、あるいは 誘電体６１と誘電体６２により例えばプリント化ダイポールアンテナを直接形成 することによりアンテナアレーが容易に構成できると共に、面Ｂを曲面化するこ とによりコンフォーマルアレイアンテナを容易に構成することができる。

【００４２】 図１０に、この考案による送受信モジュールサブアレー１５を採用した場合の フェーズドアレーレーダの構成ブロック図を示す。動作は図１６に示す従来の構 成ブロック図の場合と同様であるが、ＲＦ信号合成分配回路４７、電源電圧給電 回路４８、制御信号分配回路４９の一部が送受信モジュールサブアレー１５の中 に入っているためその構成を大幅に簡略化できると共に小型化も図れる。

【００４３】 図１１は、この考案による送受信モジュールサブアレー１５にＲＦ信号合成分 配回路４７、電源電圧給電回路４８、制御信号分配回路４９の全てを取り込んだ 場合を示すブロック図で、フェーズドアレーレーダ全体を大幅に小型化すること ができる。

【００４４】 実施例６． 図８は、図５に示す送受信モジュールサブアレー１５の他の実施例図であり、 図６実施例とは異なり図９に示すように上面にグランドパターンを有し下面にス トリップ線路を有する誘電体６９と、下面にグランドパータンを有する誘電体７ ０にてＲＦ信号分配合成回路を形成し、このＲＦ信号分配合成回路と単位送受信 モジュール５１とを３次元的に配置したものである。単位送受信モジュール５１ と上記ＲＦ信号分配合成回路との接続は、同軸線路６８等によって実現できる。 また、誘電体７０の下面にパッチアンテナ等の印刷アンテナ７２を有する誘電体 ７１を設け、この印刷アンテナ７２と単位送受信モジュール５１とを同軸線路６ ８等で接続することによりアンテナアレーが容易に構成できると共に、面Ｄを曲 面化することによりコンフォーマルアレイアンテナを容易に形成することができ る。

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、制御回路５の入出力信号データを負電圧と し、ＲＦデバイスを直接駆動できるようにしたため送受信モジュールの小型低消 費電力化が図れると共に、制御回路５を更に複数送受信モジュールの制御ができ るように拡張し送受信モジュールサブアレーを形成することにより、フェーズド アレーレーダ全体装置の小型低消費電力化、実装性向上が図れるという効果があ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による送受信モジュールの構成ブロッ
ク図である。

【図２】この考案の他の実施例による制御部の構成ブロ
ック図である。

【図３】この考案による単極双投電界効果トランジスタ
の簡易接続図である。

【図４】この考案による装荷型電界効果トランジスタ移
相器の簡易接続図である。

【図５】この考案による送受信モジュールサブアレーの
構成ブロック図である。

【図６】この考案による送受信モジュールサブアレーの
実装例図である。

【図７】図６の断面ＡＡ´図である。

【図８】この考案による送受信モジュールサブアレーの
他の実装例図である。

【図９】図８の断面ＣＣ´図である。

【図１０】この考案によるフェーズドアレーレーダの構
成ブロック図である。

【図１１】この考案によるフェーズドアレーレーダの他
の構成ブロック図である。

【図１２】従来の送受信モジュールの構成ブロック図で
ある。

【図１３】電界効果トランジスタ増幅器の簡易接続図で
ある。

【図１４】単極双投電界効果トランジスタスイッチの簡
易接続図である。

【図１５】装荷型電界効果トランジスタ移相器の簡易接
続図である。

【図１６】フェーズドアレーレーダの構成ブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ ディジタル移相器 ２ 送受切換スイッチ ３ 高出力増幅器 ４ 低雑音増幅器 ５ 制御回路 ６ レベル変換回路 ７ 送受信モジュール ８ 素子アンテナ ９ ＲＦ信号入出力端子 １０ 制御信号入出力端子 １１ 電源電圧入力端子 １２ パラレル信号 １３ 駆動信号 １４ 単位送受信モジュール １５ 送受信モジュールサブアレー １６ 励振器 １７ 受信器 １８ サーキュレータ １９ 電源 ２０ ビーム指向制御回路 ２１ 電界効果トランジスタ ２２ インダクタ ２３ キャパシタ ２４ バイアス回路 ２５ 直流阻止キャパシタ ２６ ＲＦ信号入力端子 ２７ ＲＦ信号出力端子 ２８ 抵抗 ２９ 分圧抵抗 ３０ ドレイン電圧印加端子 ３１ 負電圧印加端子 ３２ パルス電圧印加端子 ３３ 電界効果 ３４ インダクタ ３５ バイアス用抵抗 ３６ ＲＦチョークインダクタ ３７ キャパシタ ３８ バイアス回路 ３９ ＲＦ信号入力端子 ４０ ＲＦ信号出力端子 ４１ ゲート電圧印加端子 ４２ 負電圧印加端子 ４３ １／４波長線路 ４４ インピーダンス変換線路 ４５ 直流阻止キャパシタ ４６ ＲＦ信号入出力端子 ４７ ＲＦ信号合成分配回路 ４８ 電源電圧給電回路 ４９ 制御信号分配回路 ５０ 複数送受信モジュール制御回路 ５１ 単位送受信モジュール ５２ ＲＦ信号入出力ストリップ線路 ５３ 電源／駆動信号入力パッド ５４ 複数送受信モジュール制御回路 ５５ 電源用キャパシタ ５６ 単位ＲＦ信号合成分配回路 ５７ ストリツプ線路 ５８ ストリツプ線路 ５９ 電源／駆動信号出力パッド ６０ 送受信モジュールサブアレー ６１ 誘電体 ６２ 誘電体 ６３ 第１の誘電体 ６４ 第Ｎの誘電体 ６５ ヒートシンク ６６ 芯線 ６７ 外導体 ６８ 同軸線路 ６９ 誘電体 ７０ 誘電体 ７１ 誘電体 ７２ 印刷アンテナ

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の素子アンテナと、この複数の素子
   アンテナ毎に設けられ、ＲＦ信号の透過位相を変化させ
   る移相器と送信ＲＦ信号を増幅する高出力増幅器と受信
   ＲＦ信号を増幅する低雑音増幅器と送受信ＲＦ信号の伝
   搬経路を切り換える送受切換スイッチと前記移相器、高
   出力増幅器、低雑音増幅器、送受切換スイッチを制御す
   る制御回路とで構成された送受信モジュールと、この送
   受信モジュールに送信ＲＦ信号を供給する励振器と、前
   記送受信モジュールからの受信信号を処理する受信器
   と、前記複数の送受信モジュールに送信ＲＦ信号を分配
   あるいは前記複数の送受信モジュールからの受信ＲＦ信
   号を合成するＲＦ信号合成分配回路と、前記複数の送受
   信モジュールに電源電圧を供給する電源及び電源電圧給
   電回路と、前記複数の素子アンテナから放射される電波
   ビームを走査するために前記複数の送受信モジュールの
   位相設定及び動作を制御するビーム指向制御回路及び制
   御信号分配回路とを備えるフェーズドアレーレーダにお
   いて、前記ビーム指向制御回路から送出される制御デー
   タを出力電圧が負荷電位である論理データとし、かつＣ
   ＭＯＳゲートアレー等で構成される前記制御回路の電源
   電圧を負電位動作とすることにより、この負電位論理デ
   ータを処理し、更に前記移相器、高出力増幅器、低雑音
   増幅器、送受切換スイッチを電界効果トランジスタで構
   成することにより前記制御回路の出力で直接駆動できる
   ようにしたことを特徴とする送受信モジュール。
2. 【請求項２】 上記制御回路の前に電位反転用のレベル
   変換回路を設け、上記ビーム指向制御回路から送出され
   る制御データが正論理データのままでも、上記制御回路
   の出力で、前記電界効果トランジスタで構成された移相
   器、高出力増幅器、低雑音増幅器、送受切換スイッチを
   直接駆動制御できるようにしたことを特徴とする請求項
   第１項記載の送受信モジュール。
3. 【請求項３】 上記電界効果トランジスタで構成された
   移相器、送受切換スイッチのドレイン及びソースに直流
   阻止キャパシタ、ＲＦチョーク等により正電圧を印加
   し、ゲート電圧が正電位でも駆動可能とすることによ
   り、上記制御回路の出力電圧が正電位でも直接駆動でき
   るようにしたことを特徴とする請求項第１項及び第２項
   記載の送受信モジュール。
4. 【請求項４】 上記移相器、高出力増幅器、低雑音増幅
   器、送受切換スイッチ等のＲＦデバイスで単位送受信モ
   ジュールを構成し、上記制御回路をその入力シリアルデ
   ータを基に前記複数の単位送受信モジュールの設定位相
   を演算する機能と前記複数の単位送受信モジュールを制
   御するシリアルパラレル信号変換機能等を有した複数送
   受信モジュール制御回路と、前記複数の単位送受信モジ
   ュールに上記ＲＦ信号分配合成回路の一部と、上記電源
   電圧給電回路の一部とを接続しかつ、前記複数の単位送
   受信モジュールを前記複数送受信モジュール制御回路で
   駆動することにより送受信モジュールのサブアレーを構
   成したことを特徴とする請求項第１項、第２項及び第３
   項記載の送受信モジュール。
5. 【請求項５】 上面に上記ＲＦ信号合成分配回路等を形
   成するストリップ線路パターン及び電源／駆動信号入出
   力パッド等と内部に接続用スルーホールとを有する誘電
   体と、この誘電体の下面とその上面が接合されかつ上面
   にグランドパターンと内部に接続用スルーホールを有す
   る誘電体と、この誘電体の下面とその上面が接合されか
   つ上面に電源／駆動信号配線パターンと内部に接続用ス
   ルーホールを有する第１の誘電体と、第Ｎ−１（Ｎ＝２
   …Ｎ）の誘電体の下面とその上面が接合されかつ上面に
   電源／駆動信号配線パターンと内部に接続用スルーホー
   ルを有する第Ｎの誘電体とで構成された多層誘電体の前
   記第Ｎの誘電体の下面にシートシンクを接合し、パッケ
   ージングされた上記単位送受信モジュールを前記当該誘
   電体に穴を設け直接ヒートシンク上あるいは、前記誘電
   体のいずれかの面上に搭載しかつ、上記パッケージング
   された複数送受信モジュール制御回路を前記上面にスト
   リップ線路パターンを有する誘電体面上あるいは上記当
   該誘電体に穴を設け他の誘電体面上に搭載し、二次元送
   受信モジュールサブアレーを構成したことを特徴とする
   請求項第１項、第２項、第３項及び第４項記載の送受信
   モジュール。
6. 【請求項６】 上記ストリツプ線路パターンを有する誘
   電体上に印刷アンテナを形成し素子アンテナと上記送受
   信モジュールを一体化したことを特徴とする請求項第５
   項記載の送受信モジュール。
7. 【請求項７】 上面にグランドパターンを有し下面に上
   記ＲＦ信号合成分配回路等を形成するストリップ線路パ
   ターンを有する誘電体と、この誘電体の下面とその上面
   が接合されかつ下面にグランドパターンを有する誘電体
   により上記ＲＦ信号合成分配回路を構成し、このＲＦ信
   号合成分配回路を上記ヒートシンクの下面に接合し、上
   記第１〜第Ｎの誘電体及び前記ヒートシンクの当該部分
   に同軸線路等のＲＦ信号伝送線路を貫通させ、上記パッ
   ケージングされた単位送受信モジュールのＲＦ信号入出
   力ストリップ線路と前記ＲＦ信号合成分配回路のＲＦ信
   号入出力ストリップ線路とを接続することにより三次元
   送受信モジュールサブアレーを構成したことを特徴とす
   る請求項１第１項、第２項、第３項、第４項及び第５項
   記載の送受信モジュール。
8. 【請求項８】 下面に印刷アンテナを有する誘電体の上
   面を上記下面にグランドパターンを有する誘電体の下面
   と接合し、上記第１〜第Ｎの誘電体と上記ヒートシンク
   及び上記ＲＦ信号合成分配回路を構成する誘電体の当該
   部分に同軸線路等のＲＦ信号伝送線路を貫通させ上記パ
   ッケージングされた単位送受信モジュールのＲＦ信号入
   出力ストリップ線路と前記印刷アンテナを接続すること
   により素子アンテナと上記送受信モジュールを一体化し
   たことを特徴とする請求項第７項記載の送受信モジュー
   ル。