JPH0627800B2 - アンテナモジュール - Google Patents

アンテナモジュール

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JPH0627800B2
JPH0627800B2 JP62236486A JP23648687A JPH0627800B2 JP H0627800 B2 JPH0627800 B2 JP H0627800B2 JP 62236486 A JP62236486 A JP 62236486A JP 23648687 A JP23648687 A JP 23648687A JP H0627800 B2 JPH0627800 B2 JP H0627800B2
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transmission
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phase
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芳信 上田
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Nippon Electric Co Ltd
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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・レーダ装置で用いられ
るアンテナモジュールに関する。
(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、複
数のアンテナ素子のそれぞれと1対1に対応してそのア
ンテナ素子に供給する高周波信号の位相を制御するアン
テナモジュールを備え、複数のアンテナ素子の放射電磁
界の位相合成によって1つのアンテナビームを形成する
とともに、その位相制御に応じた方向へアンテナビーム
を指向させるものである。故に、本レーダ装置では、所
要の指向特性を得るためには、各アンテナモジュールに
設定される適正な移送量と実際に生じた移相量との差、
即ち、各アンテナモジュールの位相誤差を検出し補正で
きることが必要である。
そこで、本レーザ装置では例えば第2図に示す如く構成
される。第2図において、1は受信機、2は信号源、
3,4は位相検波器、5,6は方向性結合器、7は切替
器、8は電力合成器、9は電力分配器、10は電力分配
・合成器、11は複数のアンテナ素子26と1対1に対
応して設けられるアンテナモジュールである。なお、第
1図はアンテナモジュール11の位相誤差検出を中心と
した構成を示してある。
そして、従来のアンテナモジュールは例えば第3図に示
す如く構成される。第3図において、12は受信出力端
子、13は送信入力端子、14は試験信号入出力端子、
16,18,23は送受切替器、17は移相器、20は
送信用増幅器、21は受信用増幅器、22はモニタ線
路、25は方向性結合器、26はアンテナ素子である。
次に、従来のアンテナモジュールを組み込んだ、フェー
ズド・アレイ・レーダ装置の動作について説明する。信
号源2から出力された基準信号は方向性結合器6によっ
てその一部は位相検波器3,同4に送られるが、大部分
は電力分配器9を通り各アンテナモジュール11の送信
入力端子13へ導かれる。送信入力端子13から入った
基準信号は送受切替器16を介した移相器17で所定の
アンテナビームを形成するのに適当な移相量を与えられ
た後、送受切替器18を介した送信用増幅器20で所要
の電力まで増幅され、送受切替器23および方向性結合
器25を介したアンテナ素子26から空間に放射され
る。空間に放射された電波は目標で反射し再びアンテナ
素子26で受信された後、送受切替器23,受信用増幅
器21,送受切替器18,移相器17,送受切替器16
を介した受信出力端子12から出力合成器8へ送られ
る。各アンテナモジュールから送られてくるこれらの受
信信号は電力合成器8で加算され、方向性結合器5を介
して受信機1へ送られる。
一方、各アンテナモジュールの位相誤差の検出は次の如
くに行われる。まず、送信系の場合には、観測しようと
するアンテナモジュール11の送受切替器16,同1
8,同23を送信側に設定し、それ以外のアンテタモジ
ュール11のそれらのものは受信側に設定して影響を少
なくした状態にしておき、前述と同様に信号源2から基
準信号を発生させる。すると、送信用増幅器20の出力
信号の一部が方向性結合器25から試験用信号として取
り出される。取り出された信号はモニタ線路22を通っ
て試験信号入出力端子14へ導かれ、電力分配・合成器
10、切替器7を介して位相検波器4に入力され、前記
方向性結合器6から取り出された基準信号により位相検
波され、その検波出力から位相誤差が検出される。
また、受信系の場合には、観測しようとするアンテナモ
ジュール11の送受切替器16、同18、同23を受信
側に設定し、それ以外のアンテナモジュール11のそれ
は送信側に設定して影響を少なくしておく。信号源2か
ら出力された基準信号は方向性結合器6、切替器7を介
して電力分配・合成器10の通り、各アンテナモジュー
ル11の試験信号入力端子14へ導かれる。
試験信号入出力端子14から入った基準信号は、モニア
線路22、方向性結合器25、送受切替器23、受信用
増幅器21、送受切替器18、移相器17、送受切替1
6を通り、受信出力端子12から電力合成器8へ送ら
れ、その信号の一部は方向性結合器5を介して位相検波
器3に入力され、前記方向性結合器6から取り出された
基準信号により位相検波され、その検波出力から位相誤
差が検出される。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前述した従来のアンテナモジュールの構
成にあっては、送信系、受信系ともに測定される位相に
は、試験系(以下、「モニタ系」という)の位相、即ち
方向性結合器25からモニタ線路22、電力分配・合成
器10を通って切替器7に至るまでの位相が含まれるこ
とになるので、この位相が各アンテナモジュールにおい
て異なる場合、または、たとえ同相であっても温度変動
等により偏差をもった場合には、測定誤差が生じるとい
う問題点がある。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、位相測定のために付加された系により生ずる
測定誤差をなくし、位相誤差検出を正確に行うことがで
きるアンテナモジュールを提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明のアンテナモジュー
ルは次の如き構成を有する。
即ち、本発明のアンテナモジュールは、移相器、増幅器
および送受切替器を中心に構成されフェーズド・アレイ
・レーダ装置において複数のアンテナ素子それぞれの位
相制御をするものとして使用されるアンテナモジュール
であって、受信信号が出力される受信出力端子と送信信
号が入力される送信入力端子とのいずれかを第1の送受
切替器にて位相器の一方の入出力側に切り替え接続し、
移相器の他方の入出力側から出力される信号を増幅して
アンテナ素子へ伝達するための送信用増幅器の出力側と
アンテナ素子で受信された信号を増幅して移相器の他方
の入出力側へ伝達するための受信用増幅器の入力側との
いずれかを第2の送受切替器にてアンテナ素子に切り替
え接続でき、かつ第2の送受切替器とアンテナ素子間に
第1の方向性結合器を設けアンテナ素子への送信出力の
一部を送信系試験信号として取り出しそれを試験信号入
出力端子へ送出されるとともに、試験信号入出力端子に
印加された受信系試験信号を受けてそれを第2の送受切
替器以降の受信系に取り込ませ受信出力端子へ送出させ
るよにしたアンテナモジュールにおいて;前記第2の送
受切替器とアンテナ素子間に設けられアンテナ素子への
送信出力の一部および前記第1の方向性結合器を介して
前記受信系に取り込まれる信号の一部を送受信系試験信
号として取り出すための第2の方向性結合器と;前記受
信出力端子と前記第1の送受切替器間に設けられ前記第
2の方向性結合器が取り出した信号を受信出力端子へ送
出するための第3の方向性結合器と;を設けたことを特
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アンテナモジュー
ルの作用の説明する。
送信系の位相誤差検出時には、第1の方向性結合器が送
信出力の一部を送信系試験信号として取り出しそれを試
験信号入出力端子へ送出させる。その結果、当該レーダ
装置において測定される位置φは次の式(1)で表さ
れる。
φ1=φDTX +φMTX +φMM1 +φDM……(1) これは従来と同様であって、φDTX は当該アンテナモジ
ュールに送信電力を分配する電力分配器の挿入位相、φ
MTX は送信入力端子から送信用増幅器を経て第1の方向
性結合器に至るまでの送信系の位相、φMM1 は第1の方
向性結合器から試験信号入出力端子に至るまでの位相、
およびφDMは試験信号入出力端子から送出される送信系
試験信号を受けてそれを位相検波器へ伝達する電力分配
・合成器の挿入位相である。
また、本発明に係る第2の方向性結合器は前記第1の方
向性結合器と同様に送信電力の一部を送信系試験信号と
して取り出しそれを第3の方向性結合器を介して受信出
力端子へ送出させる。その結果、受信出力端子から送出
される送信系試験信号は電力合成器を経て位相検波器に
導入されることとなり、レーダ装置において測定される
位相φ2は次新(2)で表される。
φ2=φDTX +φMTX +φMM2 +φDRX ……(2) ここで、φMM2 は第2の方向性結合器から第3の方向性
結合器を経て受信出力端子に至るまでの位相、φDRX
電力合成器の挿入位相である。
一方、受信系の位相誤差検出時には、まず、従来と同様
に、第1の方向性結合器から受信用増幅器等の受信系に
は受信系試験信号が送り込まれそれが受信出力端子へ送
出される。その結果、レーダ装置において測定される位
相φは次の式(3)で表される。
φ3=φDM+φMM1 +φMRX +φDRX ……(3) ここで、、φMRX は第1の方向性結合器から受信用増幅
器を経て受信出力端子に至るまでの位相である。また、
第2の方向性結合器は前記第1の方向性結合器が受信系
へ送出する受信系試験信号の一部を取り出しそれを第3
の方向性結合器を介して受信出力端子へ送出させる。そ
の結果、レーダ装置において測定される位相φは次の
式(4)で表される。
φ4=φDM+φMM1 +φMM2 +φDRX ……(4) なお、位相φと同φの測定は当該モジュール内の送
受切替器を制御して両試験系に時間差を設けることによ
り行う。
斯くして、送信時における当該モジュールの位相φTXは φTX=φDTX +φMTX =(φ1+φ2−φ4)/2……
(5) として求めることができ、また受信時における当該モジ
ュールの位相φRXは φRX=φDRX +φMRX =φ3−φ1+φTX……(6) と求めることができる。つまり、従来においては測定で
きなかった位相φ2,同φを求めるようにした結果、試
験系の位相(φDM,φMM1MM2 )をキャンセルでき、
その影響を除くことができたのである。
以上説明したように、本発明のアンテナモジュールによ
れば、位相測定のために付加された系、即ち試験系の位
相を検出できる試験信号ルートを新設し、試験系の位相
をキャンセルできるようにしたので、位相誤差検出を正
確に行うことができる効果がある。
(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アンテナモジュールを
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。
このアンテナモジュールは、第1の方向性結合器である
方向性結合器25と同様に、第2の送受切替器である送
受切替器23とアンテナ素子26間に第2の方向性結合
器である方向性結合器24を設け、また第1の送受切替
器である送受切替器16と受信出力端子12間に第3の
方向性結合器である方向性結合器15を設け、この方向
性結合器15と同24間をモニタ線路19で接続したも
のである。
次に、本発明のアンテナモジュールを備えたフェーズド
・アレイ・レーダ装置における位相誤差検出動作を説明
する。
まず、送信系の位相誤差検出は次の2系統で以て行われ
る。即ち、第1の系統は従来装置と同様に、方向性結合
器25が取り出した送信信号は位相検波器4に入力さ
れ、信号源2の基準信号で位相検波される。このとき測
定される位相φは前記式(1)で表される。
また、第2の系統は、本発明に係るもので、方向性結合
器24が送信信号の一部を取り出すと、それはモニタ線
路19、方向性結合器15を介して受信出力端子12に
導かれた後、電力合成器、方向性結合器5を介して位相
検波器3に入力され、信号源2の基準信号で位相検波さ
れる。このとき測定される位相φは前記式(2)で表
される。
次に、受信系の位相誤差検出は次の2系統で以て行われ
る。即ち、第1の系統は従来装置と同様に、方向性結合
器25からモニタ信号が入力される。これは受信用増幅
器21等を経て受信出力端子12から送出され、電力合
成器8および方向性結合器5を介して位相検波器3に入
力され、信号源2の基準信号で位相検波される。このと
き測定される位相φは前記式(3)で表される。
また、第2の系統は本発明に係るもので、方向性結合器
25から入力されたモニタ信号は方向性結合器24でそ
の一部が取り出され受信出力端子12まで導かれた後、
電力合成器8、方向性結合器5を介して位相検波器3に
入力され信号源2の基準信号で位相検波される。このと
き測定される位相φは前記式(4)で表される。
なお、位相φと同φの測定時には、送受切替器(1
6,18,23)を制御して両モニタ系に時間差を設け
ることにより行う。
斯くして、送信時における当該モジュールの位置φ
TXは、再記すれば、 φTX=φDTX +φMTX =(φ1+φ2−φ4)/2……
(5) として求めることができ、また受信時における当該モジ
ュールの位相φRXは、同様に再記すれば、 φRX=φDRX +φMRX =φ3−φ1+φTX……(6) と求めることができる。つまり、従来においては測定で
きなかった位相φ2,同φを求めるようにした結果、試
験系の位相(φDM,,φMM1MM2)をキャンセルでき、
その影響を除くことができたのである。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のアンテナモジュールによ
れば、位相測定のために付加された系、即ち試験系の位
相を検出できる試験信号ルートを新設し、試験系の位相
をキャンセルできるようにしたので、位相誤差検出を正
確に行う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アンテナモジュールの
構成ブロック図、第2図はフェーズド・アレイ・レーダ
装置の構成ブロック図、第3図は従来のアンテナモジュ
ールの構成ブロック図である。 1……受信機、2……信号源、3,4……位相検波器、
5,6,15,24,25……方向性結合器、7……切
替器、8……電力合成器、9……電力分配器、10……
電力分配・合成器、11……アンテナモジュール、 12……受信出力端子、13……送信入力端子、14…
…試験信号入出力端子、16,18,23……送受切替
器、17……移相器、19,22……モニタ線路、20
……送信用増幅器、 21……受信用増幅器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移相器、増幅器および送受切替器を中心に
    構成されフェーズド・アレイ・レーダ装置において複数
    のアンテナ素子それぞれの位相制御をするものとして使
    用されるアンテナモジュールであって、受信信号が出力
    される受信出力端子と送信信号が入力される送信入力端
    子とのいずれかを第1の送受切替器にて移相器の一方の
    入出力側に切り替え接続し、移相器の他方の入出力側か
    ら出力される信号を増幅してアンテナ素子へ伝達するた
    めの送信用増幅器の出力側とアンテナ素子で受信された
    信号を増幅して移相器の他方の入出力側へ伝達するため
    の受信用増幅器の入力側とのいずれかを第2の送受切替
    器にてアンテナ素子に切り替え接続でき、かつ第2の送
    受切替器とアンテナ素子間に第1の方向性結合器を設け
    アンテナ素子への送信出力の一部を送信系試験信号とし
    て取り出しそれを試験信号入出力端子へ送出させるとと
    もに、試験信号入出力端子に印加された受信系試験信号
    を受けてそれを第2の送受切替器以降の受信系に取り込
    ませ受信出力端子へ送出させるようにしたアンテナモジ
    ュールにおいて;前記第2の送受切替器とアンテナ素子
    間に設けられアンテナ素子への送信出力の一部および前
    記第1の方向性結合器を介して前記受信系に取り込まれ
    る信号の一部を送受信系試験信号として取り出すための
    第2の方向性結合器と;前記受信出力端子と前記第1の
    送受切替器間に設けられ前記第2の方向性結合器が取り
    出した信号を受信出力端子へ送出するための第3の方向
    性結合器と;を設けたことを特徴とするアンテナモジュ
    ール。
JP62236486A 1987-09-21 1987-09-21 アンテナモジュール Expired - Lifetime JPH0627800B2 (ja)

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