JPH07112128B2 - Antenna device - Google Patents

Antenna device

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JPH07112128B2
JPH07112128B2 JP32435188A JP32435188A JPH07112128B2 JP H07112128 B2 JPH07112128 B2 JP H07112128B2 JP 32435188 A JP32435188 A JP 32435188A JP 32435188 A JP32435188 A JP 32435188A JP H07112128 B2 JPH07112128 B2 JP H07112128B2
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modules
sub
module
dimensional
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正人 佐藤
晋啓 折目
孝至 片木
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は,電子制御アンテナに用いられる送受信モジ
ュールの消費電力の低減,及びアンテナ装置の重量の低
減に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to reduction of power consumption of a transmission / reception module used for an electronically controlled antenna and reduction of weight of an antenna device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第8図は従来のアンテナ装置を示す斜視図であり,図に
おいて,(11l)〜(1nm)は素子アンテナ,(2)はこ
の素子アンテナ(1)より構成される開口層,(3は高
周波入力端,(4)は中間周波数入力端,(5)は電源
入力端,(6)は制御信号入力端,(7)は冷媒入力
端,(8)は冷媒出力端,(9)は上記電源入力端
(5)と上記制御信号入力端(6)に接続されるバス
層,(10)は上記冷媒入力端(7)と上記冷媒出力端
(8)に接続される冷却層,(36ll)〜(36nm)はこの
冷却層(10)に装着された送受信モジュール,(37)は
上記高周波入力端(3)と上記中間周波入力端(4)に
接続される給電層,(38ll)〜(38nm)は上記送受信モ
ジュール(36ll)〜(36nm)に接続される受信信号出力
端である。
FIG. 8 is a perspective view showing a conventional antenna device. In the figure, (11l) to (1 nm) are element antennas, (2) is an aperture layer composed of this element antenna (1), and (3 is a high-frequency wave). Input terminal, (4) intermediate frequency input terminal, (5) power source input terminal, (6) control signal input terminal, (7) refrigerant input terminal, (8) refrigerant output terminal, (9) above A bus layer connected to the power input end (5) and the control signal input end (6), (10) a cooling layer connected to the refrigerant input end (7) and the refrigerant output end (8), (36ll ) To (36 nm) are transmitting / receiving modules mounted on the cooling layer (10), (37) is a power feeding layer connected to the high frequency input end (3) and the intermediate frequency input end (4), (38ll) to (38 nm) is a reception signal output terminal connected to the transmission / reception modules (36ll) to (36 nm).

また,上記送受信モジュール(36)のブロック図を第9
図に示す。
In addition, the block diagram of the transmission / reception module (36) is shown in
Shown in the figure.

図において,(16a)は高周波入出力端,(17a),(17
e)は送信径路と受信径路を切り換えるスイッチ,(1
8)は高出力増幅器,(19)は低雑音増幅器,(20)は
移相器,(21)は高周波モジュール入力端,(22a),
(22b)はミキサ,(23a),(23b)はそれぞれこれら
ミキサ(22a),(22b)に接続される中間周波増幅器,
(24a),(24b)はそれぞれこれら中間周波増幅器(23
a),(23b)に接続されるフィルタ,(25)は上記ミキ
サ(22b)に接続される中間周波モジュール入力端,(2
6)は上記フィルタ(24b)に接続されるアナログ/ディ
ジタル変換器,(27)はこのアナログ/ディジタル変換
器(26)に接続される電気信号出力端である。
In the figure, (16a) is the high frequency input / output terminal, (17a), (17
e) is a switch for switching between the transmission path and the reception path, (1
8) is a high output amplifier, (19) is a low noise amplifier, (20) is a phase shifter, (21) is a high frequency module input terminal, (22a),
(22b) is a mixer, (23a) and (23b) are intermediate frequency amplifiers connected to these mixers (22a) and (22b), respectively.
(24a) and (24b) are the intermediate frequency amplifiers (23
a), a filter connected to (23b), (25) an intermediate frequency module input terminal connected to the mixer (22b), (2
6) is an analog / digital converter connected to the filter (24b), and (27) is an electric signal output terminal connected to the analog / digital converter (26).

次に動作について説明する。便宜上,送受信モジュール
(36ll)〜(36nl)について説明する。電源入力端
(5)より入力された電源はバス層(9)を通じ,冷却
層(10)を介して送受信モジュール(36ll),〜(36n
l)に供給され送受信モジュール(36ll)〜(36nl)を
動作状態とする。さらに,制御信号を制御信号入力端
(6)に入力しバス層(9)を通じ,冷却層(10)を介
して送受信モジュール(36ll)〜(36nl)に入力するこ
とで送受信モジュール(36ll)〜(36nl)は送信状態あ
るいは受信状態をとる。
Next, the operation will be described. For convenience, the transmission / reception modules (36ll) to (36nl) will be described. The power input from the power input terminal (5) passes through the bus layer (9), the cooling layer (10), the transmission / reception module (36ll), to (36n).
l) to send / receive modules (36ll) to (36nl) to the operating state. Further, by inputting the control signal to the control signal input terminal (6) and through the bus layer (9) and the cooling layer (10) to the transmission / reception modules (36ll) to (36nl), the transmission / reception module (36ll) to (36nl) is in the transmitting state or the receiving state.

まず,送信系について説明する。高周波入力端(3)よ
り入力された高周波は給電層(37)を通じ,バス層
(9)及び冷却層(10)を介して送受信モジュール(36
ll)〜(36nl)の高周波モジュール入力端(21)に供
給,分配される。次いで,送信側にたおれているスイッ
チ(17e)を経由して移相器(20)に入力され,制御信
号により設定された位相に変換されたのち,高出力増幅
器(18)に入力され,増幅される。次いで増幅された高
周波は送信側にたおれているスイッチ(17a)を経由し
て高周波入出力端(16a)より出力される。次いで出力
された高周波は冷却層(10),バス層(9)及び給電層
(37)を介して開口層(2)に送られ,素子アンテナ
(1ll)〜(1nl)より電磁波として空間に放射される。
First, the transmission system will be described. The high frequency input from the high frequency input terminal (3) passes through the power feeding layer (37), the bus layer (9) and the cooling layer (10), and the transmitting / receiving module (36).
ll) to (36nl) of the high frequency module are supplied and distributed to the input terminal (21). Then, it is input to the phase shifter (20) via the switch (17e) on the transmitting side, converted to the phase set by the control signal, and then input to the high output amplifier (18) for amplification. To be done. Next, the amplified high frequency is output from the high frequency input / output terminal (16a) via the switch (17a) on the transmitting side. Next, the output high frequency is sent to the aperture layer (2) through the cooling layer (10), the bus layer (9) and the power feeding layer (37), and is radiated into the space as electromagnetic waves from the element antennas (1ll) to (1nl). To be done.

次に受信系について説明する。到来した電波は素子アン
テナ(1ll)〜(1nl)で受信され,開口層(2)を経由
し,給電層(37),バス層(9)及び冷却層(10)を介
して送受信モジュール(36ll)〜(36nl)の高周波入出
力端(16a)に入力される。送受信モジュールでは,高
周波入出力端(16a)に入力された受信高周波が受信側
にたおれているスイッチ(17a)を経由して低雑音増幅
器(19)に入力された増幅された後,ミキサ(22a)に
送られる。一方,ミキサ(22a)に入力された受信高周
波を中間周波に変換するための高周波が高周波入力端
(3)より入力され給電層(37)を通じ,バス層(9)
及び冷却層(10)を介して送受信モジュール(36ll)〜
(36nl)の高周波モジュール入力端(21)に供給され,
受信側にたおれているスイッチ(17e)を経由してミキ
サ(22a)に入力される。このミキサ(22a)では受信高
周波を高周波とミキングして中間周波に変換し,受信中
間周波として出力される。次いで中間周波増幅器(23
a)に入力された後,フィルタ(24a)に入力され,不要
周波数成分が除去された後,再びミキサ(22b)に送ら
れる。
Next, the receiving system will be described. The incoming radio waves are received by the element antennas (1ll) to (1nl), pass through the aperture layer (2), and pass through the power feeding layer (37), the bus layer (9) and the cooling layer (10), and the transmitting / receiving module (36ll). ) To (36nl) high frequency input / output terminal (16a). In the transceiver module, the received high frequency input to the high frequency input / output terminal (16a) is input to the low noise amplifier (19) via the switch (17a) on the receiving side, and then amplified, and then the mixer (22a ) Sent to. On the other hand, a high frequency for converting the received high frequency input to the mixer (22a) into an intermediate frequency is input from the high frequency input end (3), passes through the power feeding layer (37), and passes through the bus layer (9).
And the transmission / reception module (36ll) through the cooling layer (10)
It is supplied to the high frequency module input terminal (21) of (36nl),
It is input to the mixer (22a) via the switch (17e) on the receiving side. In this mixer (22a), the received high frequency is mixed with the high frequency, converted into an intermediate frequency, and output as the received intermediate frequency. Then the intermediate frequency amplifier (23
After being input to a), it is input to the filter (24a), the unnecessary frequency components are removed, and then sent to the mixer (22b) again.

一方,ミキサ(22b)に送られた受信中間周波をビデオ
信号に変換するための中間周波が,中間周波入力端
(4)に入力され給電層(37)を通じ,バス層(9)及
び冷却層(10)を介して送受信モジュール(36ll)〜
(36nl)の中間周波モジュール入力端(25)に入力さ
れ,ミキサ(22b)に送られる。このミキサ(22b)で
は,受信中間周波が中間周波モジュール入力端(25)よ
り入力された中間周波とミキシングされ,ビデオ信号と
して出力される。次いで,出力されたビデオ信号は中間
周波増幅器(23b)に入力され増幅された後,フィルタ
(24b)に送られ,不要周波数成分が除去される。次い
で,アナログ/ディジタル変換器(26)に入力され,デ
ィジタル信号に変換されて電気信号出力端(27)より出
力され,さらに受信信号として受信信号出力端(38ll)
〜(38nl)より出力される。
On the other hand, an intermediate frequency for converting the received intermediate frequency sent to the mixer (22b) into a video signal is input to the intermediate frequency input terminal (4), passes through the power feeding layer (37), and passes through the bus layer (9) and the cooling layer. (10) via send and receive module (36ll) ~
It is input to the intermediate frequency module input end (25) of (36nl) and sent to the mixer (22b). In this mixer (22b), the received intermediate frequency is mixed with the intermediate frequency input from the intermediate frequency module input terminal (25) and output as a video signal. Next, the output video signal is input to the intermediate frequency amplifier (23b), amplified, and then sent to the filter (24b) to remove unnecessary frequency components. Then, it is input to the analog / digital converter (26), converted into a digital signal and output from the electric signal output end (27), and further as a reception signal, a reception signal output end (38ll)
It is output from ~ (38nl).

また,送受信モジュール(36ll)〜(36nl)は動作時に
発熱するため,温度によって特性が変化する。従って冷
媒入力端(7)より冷媒を入力し,冷却層(10)を通じ
て,送受信モジュール(36ll)〜(36nl)を間接冷却し
一定温度に保ちながら,常に送受信モジュール(36ll)
〜(36nl)が安定した動作をするようにしている。ま
た,冷却層(10)に入力された冷媒は冷媒出力端(8)
より出力される。
In addition, the transmission / reception modules (36ll) to (36nl) generate heat during operation, so the characteristics change depending on the temperature. Therefore, the refrigerant is input from the refrigerant input end (7), the transmission / reception modules (36ll) to (36nl) are indirectly cooled through the cooling layer (10), and the transmission / reception module (36ll) is always maintained at a constant temperature.
~ (36nl) makes stable operation. The refrigerant input to the cooling layer (10) is the refrigerant output end (8).
Will be output.

(発明が解決しようとする課題〕 従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので
n配列方向及びm配列方向の両方向(2次元)で受信信
号をディジタル処理できるが,受信ビームの形成におい
てディジタル処理の要求がm配列方向(1次元)のみで
よい場合でも,1素子に対応する1モジュール当りの消費
電流が大きく,アンテナ装置全体の全消費電流が非常に
大きくなってしまう。このため,実用に際し,アンテナ
装置全体の全消費電流を小さくすることが必要である。
(Problems to be Solved by the Invention) Since the conventional antenna device is configured as described above, the received signals can be digitally processed in both the n- and m-array directions (two-dimensional). Even when the digital processing is required only in the m-array direction (one-dimensional), the current consumption per module corresponding to one element is large, and the total current consumption of the entire antenna device becomes very large. In practical use, it is necessary to reduce the total current consumption of the entire antenna device.

また,各モジュールごとに全機能が集約されているため
アンテナ装置としての全重量が大きくなり,移動体に搭
載する場合など,アンテナ装置の重量低減が課題であっ
た。
Further, since all the functions are integrated for each module, the total weight of the antenna device becomes large, and it is a problem to reduce the weight of the antenna device when it is mounted on a moving body.

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので,受信ビームを形成する場合,受信信号のディジ
タル処理がm配列方向(1次元)のみでよいアンテナ装
置の全消費電流の低減化を目的としている。又,この発
明は同時に,アンテナ装置の軽量化も目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and when forming a reception beam, digital processing of the reception signal is required only in the m-array direction (one-dimensional), and the total current consumption of the antenna device is reduced. It is an object. The present invention also aims at reducing the weight of the antenna device.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

この発明に係るアンテナ装置は,送受信モジュールを高
周波の増幅及び位相変換手段を有する副モジュールと,
受信信号を中間周波信号に変換し,さらにディジタル信
号に変換する手段を有する主モジュールの2つのモジュ
ールに分離するとともに,電力n分配合成回路層により
n個の副モジュールに主モジュールを1個対応させた構
成としたものである。
An antenna device according to the present invention includes a transmission / reception module, a sub-module having high-frequency amplification and phase conversion means,
The received signal is converted into an intermediate frequency signal and further separated into two main modules having means for converting into a digital signal, and the power n distribution / combining circuit layer associates one main module with n sub-modules. It has a different structure.

〔作用〕[Action]

この発明におけるアンテナ装置は,高周波を増幅及び位
相を変換するn個の副モジュールに対し,受信信号を中
間周波信号及びディジタル信号に変換する主モジュール
を1個対応させることにより,(n×m)素子アレーア
ンテナをn素子から成るm個のサブアレーで構成するこ
とができる。しかも,受信系においてn個の副モジュー
ルからの各受信信号を電力n分配合成回路層により電力
合成した後、その合成信号を1個の主モジュールでディ
ジタル信号に変換するため,受信系のハードウェアの量
を従来の約n分の1にすることが可能となる。
In the antenna device according to the present invention, one main module for converting a reception signal into an intermediate frequency signal and a digital signal is associated with n sub-modules for amplifying a high frequency and converting a phase (n × m). The element array antenna can be composed of m sub-arrays of n elements. Moreover, in the receiving system, since the received signals from the n sub-modules are power-combined by the power n distribution / combining circuit layer and the composite signal is converted into a digital signal by one main module, the hardware of the receiving system is used. Can be reduced to about 1 / n of the conventional value.

〔実施例〕〔Example〕

以下,この発明の一実施例を図について説明する。第1
図及び第2図はそれぞれアンテナ装置を示す斜視図及び
系統図である。図において(1)〜(10)は上記従来ア
ンテナ装置と全く同一のものである。(11ll)〜(11n
m)及び(13l)〜(13m)はそれぞれ冷却層(10)に装
着された副モジュール及び主モジュール,(12)は上記
副モジュール(11ll)〜(11nm)及び上記主モジュール
(13l)〜(13m)に接続される電力n分配合成回路層,
(14)は高周波入力端(3)と高周波入力端(4)及び
上記主モジュール(13l)〜(13m)に接続された主モジ
ュール用給電層,(15l)〜(15m)はバス層(9)に接
続された受信信号入力端である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
FIG. 2 and FIG. 2 are a perspective view and a system diagram showing the antenna device, respectively. In the figure, (1) to (10) are exactly the same as the above conventional antenna device. (11ll) ~ (11n
m) and (13l) to (13m) are sub-modules and main modules respectively mounted on the cooling layer (10), and (12) is the sub-modules (11ll) to (11nm) and the main modules (13l) to (13l). 13m) connected to the power n distribution circuit layer,
(14) is a high-frequency input terminal (3), a high-frequency input terminal (4), and a main module feeding layer connected to the main modules (13l) to (13m), and (15l) to (15m) are bus layers (9). ) Is a reception signal input terminal connected to.

次に上記副モジュール(11ll)〜(11nm)及び上記主モ
ジュール(13l)〜(13m)のブロック図をそれぞれ第3
図及び第4図に示す。
Next, the block diagrams of the sub-modules (11ll) to (11nm) and the main modules (13l) to (13m) are respectively shown in a third block diagram.
Shown in Figures and 4.

それぞれの図において,(16)〜(27)は上記従来アン
テナ装置と全く同一のものである。
In each figure, (16) to (27) are exactly the same as the above conventional antenna device.

次に動作について説明する。便宜上,副モジュール(11
ll)〜(11nl)と主モジュール(13l)について説明す
る。電源入力端(5)より入力された電源はバス層
(9)を通じて副モジュール(11ll)〜(11nl)及び主
モジュール(13l)に供給され,この副モジュール(11l
l)〜(11nl)と主モジュール(13l)を動作状態とす
る。さらに制御信号を制御信号入力端(6)に入力し,
バス層(9)を通じて副モジュール(11ll)〜(11nl)
と主モジュール(13l)に入力することで各モジュール
は送信状態あるいは受信状態をとる。
Next, the operation will be described. For convenience, the submodule (11
ll) to (11nl) and the main module (13l). The power input from the power input terminal (5) is supplied to the sub-modules (11ll) to (11nl) and the main module (13l) through the bus layer (9).
l) ~ (11nl) and the main module (13l) are activated. Further, input a control signal to the control signal input terminal (6),
Sub-module (11ll) ~ (11nl) through bus layer (9)
By inputting to the main module (13l), each module takes a transmitting state or a receiving state.

まず送信系について説明する。高周波入力端(3)より
入力された高周波は主モジュール用給電層(14)を通じ
て主モジュール(13l)の高周波モジュール入力端(2
1)に供給される。次いで送信側にたおれているスイッ
チ(17d)(17c)を通過した後,高周波入出力端(16
c)より出力され,冷却層(10)及びバス層(9)を介
して電力n分配合成回路層(12)に入力される。次い
で,高周波は電力n分配合成回路層(12)によりn分配
され、n個の各高周波はバス層(9)及び冷却層(10)
を介して副モジュール(11ll)〜(11nl)に供給,分配
される。各副モジュール(11ll)〜(11nl)では供給・
分配された高周波が高周波入出力端(16b)を通して移
相器(20)に入力され,制御信号により設定された位相
に変換されたのち送信側にたおれているスイッチ(17
b)を経由して高出力増幅器(18)で増幅される。次い
で,増幅された高周波は送信側にたおれているスイッチ
(17a)を経由して高周波入出力端(16a)より出力され
る。各副モジュール(11ll)〜(11nl)の高周波入出力
端(16a)より出力された高周波は冷却層(10),バス
層(9)及び電力n分配合成回路層(12)を介して開口
層(2)の各素子アンテナ(1ll)〜(1nl)に入力さ
れ,電磁波として空間に放射される。
First, the transmission system will be described. The high frequency input from the high frequency input terminal (3) passes through the main module feed layer (14) to the high frequency module input terminal (2) of the main module (13l).
Supplied to 1). Then, after passing through the switches (17d) (17c) on the transmitting side, the high frequency input / output terminal (16
It is output from c) and input to the power n distribution / combination circuit layer (12) via the cooling layer (10) and the bus layer (9). Next, the high frequency waves are distributed by the power n distribution / combining circuit layer (12) to n, and each of the n high frequency waves is divided into a bus layer (9) and a cooling layer (10).
Is supplied to and distributed to the sub-modules (11ll) to (11nl). Supply in each sub-module (11ll) ~ (11nl)
The distributed high frequency is input to the phase shifter (20) through the high frequency input / output terminal (16b), converted to the phase set by the control signal, and then switched to the switch (17).
It is amplified by the high power amplifier (18) via b). Then, the amplified high frequency wave is output from the high frequency wave input / output terminal (16a) via the switch (17a) on the transmitting side. The high frequency wave output from the high frequency wave input / output terminal (16a) of each of the sub-modules (11ll) to (11nl) is opened through the cooling layer (10), the bus layer (9) and the power n distribution / combination circuit layer (12). It is input to each element antenna (1ll) to (1nl) of (2) and is radiated into space as an electromagnetic wave.

次に受信系について説明する。到来した電磁波は各素子
アンテナ(1ll)〜(1nl)で受信され,開口層(2)を
介して受信高周波として電力n分配合成回路層(12),
バス層(9)及び冷却層(10)を介して各副モジュール
(11ll)〜(1lnl)の高周波入出力端(16a)に入力さ
れる。次いで入力された受信高周波は受信側にたおれて
いるスイッチ(17a)を通過して,低雑音増幅器(19)
に入力され,増幅される。次いで受信側にたおれている
スイッチ(17b)を通過し,さらに制御信号によりn配
列方向に関して位相が設定された移相器(20)を通過し
て高周波入出力端(16b)より出力される。各副モジュ
ール(11ll)〜(11nl)の高周波入出力端(16b)より
出力されたn個の各受信高周波は冷却層(10)及びバス
層(9)を介して電力n分配合成回路層(12)に入力さ
れ、1個の受信高周波に電力合成される。次いで合成さ
れた受信高周波は再びバス層(9)及び冷却層(10)を
介して主モジュール(13l)の高周波入出力端(16c)に
入力される。次いで入力された受信高周波は受信側にた
おれているスイッチ(17c)を経由してミキサ(22a)に
入力される。一方,この受信高周波をミキサ(22a)で
中間周波に変換するために,高周波が高周波入力端
(3)より入力され主モジュール用給電層(14)を通
り,さらにバス層(9)及び冷却層(10)を介して主モ
ジュール(13l)の高周波モジュール入力端(21)より
入力され,さらに受信側にたおれているスイッチ(17
d)を経由してミキサ(22a)に入力される。次いでこの
高周波と受信高周波がミキサ(22a)でミキシングされ
受信中間周波として中間周波増幅器(23a)に入力さ
れ,増幅される。次いでフィルタ(24a)に入力され,
不要周波数成分が除去された後,再びミキサ(22b)に
送られる。一方,この受信中間周波をミキサ(22b)で
ビデオ信号に変換するために,中間周波が中間周波入力
端(4)より入力され,主モジュール用給電層(14)を
通り,さらにバス層(9)及び冷却層(10)を介して主
モジュール(13l)の中間周波モジュール入力端(25)
より入力された後,ミキサ(22b)に入力される。次い
でこの中間周波と受信中間周波がミキサ(22b)でミキ
シングされ,ビデオ信号として中間周波増幅器(23b)
に入力され,増幅される。次いでフィルタ(24b)に入
力され,不要周波数成分が除去された後,アナログ/デ
ィジタル変換器(26)に入力され,ディジタル信号に変
換されて電気信号出力端(27)より受信信号として出力
される。次いで冷却層(10)を介してバス層(9)に入
力され受信信号出力端(15l)より出力される。従っ
て、アンテナ装置としてはm個の主モジュール(13l)
〜(13m)出力されたm個の受信信号がバス層(9)を
通じてm個の受信信号出力端(15l)〜(15m)より出力
され、図には示していないが、ディジタル位相検波器や
計算機からなる後段の信号処理部にてディジタルビーム
合成される。
Next, the receiving system will be described. The incoming electromagnetic waves are received by the element antennas (1ll) to (1nl), and transmitted through the aperture layer (2) as a received high frequency power n distribution / combining circuit layer (12),
It is input to the high frequency input / output terminals (16a) of the sub-modules (11ll) to (1lnl) via the bus layer (9) and the cooling layer (10). Next, the received high-frequency wave that has been input passes through the switch (17a) that is placed on the receiving side, and the low-noise amplifier (19)
Is input to and amplified. Then, it passes through a switch (17b) on the receiving side, further passes through a phase shifter (20) whose phase is set in the n-arrangement direction by a control signal, and is output from a high frequency input / output terminal (16b). The n received high-frequency waves output from the high-frequency input / output terminals (16b) of the sub-modules (11ll) to (11nl) are distributed through the cooling layer (10) and the bus layer (9) to the power n distribution / combination circuit layer ( It is input to 12) and power is combined into one reception high frequency. Next, the synthesized received high frequency waves are again input to the high frequency input / output terminal (16c) of the main module (13l) via the bus layer (9) and the cooling layer (10). Next, the input received high frequency wave is input to the mixer (22a) via the switch (17c) on the receiving side. On the other hand, in order to convert the received high frequency into the intermediate frequency by the mixer (22a), the high frequency is input from the high frequency input terminal (3) and passes through the power feeding layer (14) for the main module, and further the bus layer (9) and the cooling layer. A switch (17) that is input from the high-frequency module input end (21) of the main module (13l) via (10) and is tilted to the receiving side.
It is input to the mixer (22a) via d). Next, this high frequency wave and the received high frequency wave are mixed by the mixer (22a) and input to the intermediate frequency amplifier (23a) as a received intermediate frequency and amplified. Then it is input to the filter (24a),
After the unnecessary frequency component is removed, it is sent to the mixer (22b) again. On the other hand, in order to convert the received intermediate frequency into a video signal by the mixer (22b), the intermediate frequency is input from the intermediate frequency input terminal (4), passes through the main module power feeding layer (14), and further the bus layer (9). ) And the cooling layer (10) through the intermediate module input end (25) of the main module (13l)
It is then input to the mixer (22b). Next, this intermediate frequency and the received intermediate frequency are mixed by a mixer (22b), and an intermediate frequency amplifier (23b) is produced as a video signal.
Is input to and amplified. Next, the signal is input to the filter (24b), the unnecessary frequency components are removed, and then input to the analog / digital converter (26), converted into a digital signal, and output from the electric signal output end (27) as a reception signal. . Then, it is input to the bus layer (9) through the cooling layer (10) and output from the reception signal output end (15l). Therefore, as an antenna device, there are m main modules (13l).
~ (13 m) output m received signals are output from the m received signal output terminals (15l) to (15 m) through the bus layer (9). Although not shown in the figure, a digital phase detector or Digital beam synthesis is performed in the signal processing unit at the latter stage of the computer.

また副モジュール(11ll)〜(11nl)と主モジュール
(13l)は動作時に発熱するため,温度によって特性が
変化する。従って,冷媒入力端(7)より冷媒を入力
し,冷媒層(10)を通じて,副モジュール(11ll)〜
(11nl)と主モジュール(13l)を間接冷却し,常に一
定温度に保ちなから常に副モジュール(11ll)〜(11n
l)と主モジュール(13l)が安定した動作をするように
している。
In addition, the submodules (11ll) to (11nl) and the main module (13l) generate heat during operation, so the characteristics change depending on the temperature. Therefore, the refrigerant is input from the refrigerant input end (7) and passes through the refrigerant layer (10) to the sub-modules (11ll) to
(11nl) and the main module (13l) are indirectly cooled to maintain a constant temperature, so the submodules (11ll) to (11nl)
l) and the main module (13l) are designed to operate stably.

また,冷却層(10)に入力された冷媒は冷媒出力端
(8)より出力される。
The refrigerant input to the cooling layer (10) is output from the refrigerant output end (8).

次に第5図のように,アンテナ装置の各層の部分を3次
元開口層(28),3次元バス層(29),3次元冷却層(3
0),3次元電力n分配合成回路層(3l)及び3次元給電
層(32)にした場合について説明する。
Next, as shown in FIG. 5, each layer of the antenna device is divided into a three-dimensional aperture layer (28), a three-dimensional bus layer (29), and a three-dimensional cooling layer (3
0), the three-dimensional power n-distribution combining circuit layer (3l) and the three-dimensional power feeding layer (32) will be described.

この場合,アンテナ装置の層構成の部分は3次元の層構
成をしており,このアンテナ装置の3次元開口層(28)
の部分を機体の胴体等の表面形状に合わせて任意に成形
し,さらにその3次元の開口層(28)の形状に合わせ
て,上記3次元電力n分配合成回路層(3l),3次元給電
層(32),3次元バス層(29)及び3次元冷却層(30)を
形成することで機体の各表面に沿って任意にアンテナ装
置を構成できるという効果が得られる。
In this case, the layer structure portion of the antenna device has a three-dimensional layer structure, and the three-dimensional aperture layer (28) of this antenna device is used.
Part is arbitrarily shaped according to the surface shape of the fuselage of the machine body, and further according to the shape of the three-dimensional opening layer (28), the three-dimensional power n distribution composite circuit layer (3l), three-dimensional power feeding By forming the layer (32), the three-dimensional bus layer (29) and the three-dimensional cooling layer (30), the effect that the antenna device can be arbitrarily configured along each surface of the airframe is obtained.

また,このアンテナ装置は,機体等の表面に限らず,用
途に応じた形状及び部分にアンテナ装置を構成すること
ができ,しかも,ビームを走査した場合の利得パターン
を広角度範囲にわたって均一にできるという効果も得ら
れる。
In addition, this antenna device can be configured not only on the surface of the body or the like but also in a shape and a portion according to the application, and moreover, a gain pattern when a beam is scanned can be made uniform over a wide angle range. You can also get the effect.

次に,アンテナ装置の受信信号出力端(15l)〜(15m)
又は(38ll)〜(38nm)の代りに,第6図のように受信
光信号出力端(33l)〜(33m)設け,又,第7図のよう
に主モジュール(13l)〜(13m)の内部に電気/光変換
器(34)及び光信号出力端(35)を設けた場合について
説明する。
Next, the reception signal output end (15l) to (15m) of the antenna device
Alternatively, instead of (38ll) to (38nm), the receiving optical signal output terminals (33l) to (33m) are provided as shown in FIG. 6, and the main modules (13l) to (13m) are provided as shown in FIG. A case where the electric / optical converter (34) and the optical signal output end (35) are provided inside will be described.

この場合,受信された信号は主モジュール(13l)〜(1
3m)の電気/光変換器(34)で光信号に変換され,光信
号出力端(35)より受信光信号として出力され,さらに
受信光信号出力端(33l)〜(33m)から出力されるの
で,電気信号のように他から電磁干渉を受けることがな
く,さらに,出力信号の伝送線路上での波形のなまり等
の問題がなくなるという効果がある。
In this case, the received signal is the main module (13l) ~ (1
3m) is converted into an optical signal by the electrical / optical converter (34), output as a received optical signal from the optical signal output end (35), and further output from the received optical signal output ends (33l) to (33m). As a result, there is an effect that electromagnetic interference such as an electric signal is not received, and problems such as rounding of the waveform of the output signal on the transmission line are eliminated.

また,このアンテナ装置は,受信信号が光で出力される
ため,信号処理器との距離に無関係にアンテナ装置を配
置できるという効果も得られる。
In addition, since the received signal is output as light in this antenna device, the antenna device can be arranged regardless of the distance from the signal processor.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように,この発明によれば(n×m)個の送受信
モジュールを高周波の増幅及び位相変換手段を有する
(n×m)個の副モジュールと,受信信号を中間周波信
号及びディジタル信号に変換する手段を有するm個の主
モジュールで構成し,しかも、電力n分配合成回路層に
よりn個の副モジュールに対し1個のモジュールを接続
することにより、受信系においては、n個の副モジュー
ルからの各受信高周波を電力n分配合成回路層により1
個の受信高周波に電力合成した後、1個の主ジュールで
ディジタル信号に変換できるように構成したので、アン
テナ装置の全消費電流が低減でき,また,軽量化された
アンテナ装置が得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, (n × m) transmission / reception modules are converted into (n × m) sub-modules having high-frequency amplification and phase conversion means, and received signals are converted into intermediate frequency signals and digital signals. In the receiving system, n sub-modules are configured by connecting the main module to the n sub-modules by the power n-distribution combining circuit layer. Each received high frequency from the
The power consumption of the antenna device can be reduced to a digital signal by combining the received high frequency power with one main module, so that the total current consumption of the antenna device can be reduced and a lightweight antenna device can be obtained. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す斜視図,第2図はこ
の発明の一実施例を示す系統図,第3図及び第4図はそ
れぞれこの発明の一実施例の副モジュール及び主モジュ
ールのブロック図,第5図及び第6図はその発明の一実
施例を示す斜視図,第7図はこの発明の一実施例の主モ
ジュールのブロック図,第8図は従来のアンテナ装置を
示す斜視図,第9図は従来のアンテナ装置の送受信モジ
ュールのブロック図である。 (1)は素子アンテナ,(2)は開口層,(3)は高周
波入力端,(4)は中間周波入力端,(5)は電源入力
端,(6)は制御信号入力端,(7)は冷媒入力端,
(8)は冷媒出力端,(9)バス層,(10)は冷却層,
(11)は副モジュール,(12)は電力n分配合成回路
層,(13)は主モジュール,(14)は主モジュール用給
電層,(15)は受信信号出力端,(16)は高周波入出
力,(17)はスイッチ,(18)は高出力増幅器,(19)
は低雑音増幅器,(20)は移相器,(21)は高周波モジ
ュール入力端,(22)はミキサ,(23)は中間周波増幅
器,(24)はフィルタ,(25)は中間周波モジュール入
力端,(26)はアナログ/ディジタル変換器,(27)は
電気信号出力端,(28)は3次元開口層,(29)は3次
元バス層,(30)は3次元冷却層,(31)は3次元電力
n分配合成回路層,(32)は3次元給電層,(33)は受
信光信号出力端,(34)は電気/光変換器,(35)は光
信号出力端,(36)は送受信モジュール,(37)は給電
層,(38)は受信信号出力端。 なお,図中,同一符号は同一,又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a system diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are submodules and main parts of the embodiment of the present invention, respectively. A block diagram of the module, FIGS. 5 and 6 are perspective views showing an embodiment of the invention, FIG. 7 is a block diagram of a main module of the embodiment of the invention, and FIG. 8 is a conventional antenna device. FIG. 9 is a block diagram of a transmitting / receiving module of a conventional antenna device. (1) is an element antenna, (2) is an aperture layer, (3) is a high frequency input end, (4) is an intermediate frequency input end, (5) is a power supply input end, (6) is a control signal input end, (7) ) Is the refrigerant input end,
(8) is a refrigerant output end, (9) bath layer, (10) is a cooling layer,
(11) is a sub-module, (12) is a power n distribution / synthesis circuit layer, (13) is a main module, (14) is a power feeding layer for the main module, (15) is a reception signal output terminal, and (16) is a high frequency input. Output, (17) switch, (18) high power amplifier, (19)
Is a low noise amplifier, (20) is a phase shifter, (21) is a high frequency module input terminal, (22) is a mixer, (23) is an intermediate frequency amplifier, (24) is a filter, and (25) is an intermediate frequency module input. End, (26) analog / digital converter, (27) electric signal output end, (28) three-dimensional aperture layer, (29) three-dimensional bus layer, (30) three-dimensional cooling layer, (31 ) Is a three-dimensional power n distribution / combination circuit layer, (32) is a three-dimensional power feeding layer, (33) is a received optical signal output end, (34) is an electrical / optical converter, (35) is an optical signal output end, ( 36) is a transceiver module, (37) is a power supply layer, and (38) is a reception signal output terminal. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(n×m 但し、n,mは2以上の整数)個
の送受信モジュールと、(n×m)個の素子アンテナを
アレー化して形成される開口層と、上記送受信モジュー
ルに電源及び制御信号を供給するバス層と、上記送受信
モジュールを冷却する冷却層と、上記送受信モジュール
に高周波を供給する給電層とから構成されるアンテナ装
置において、上記(n×m)個の送受信モジュールを、
高周波の増幅及び位相変換手段を有する(n×m)個の
副モジュールと、この(n×m)個の副モジュールから
の受信信号を中間周波信号に変換し、さらにディジタル
信号に変換する手段を有するm個の主モジュールで構成
し、さらにn個の副モジュールに対し主モジュールを1
個対応させることにより、(n×m)素子アレーをn素
子から成るm個のサブアレーで構成したことを特徴とす
るアンテナ装置。
1. A transmission / reception module comprising: (n × m, where n and m are integers of 2 or more) transmitting / receiving modules; an aperture layer formed by arraying (n × m) element antennas; An antenna device comprising a bus layer for supplying power and control signals, a cooling layer for cooling the transceiver module, and a power supply layer for supplying high frequency to the transceiver module, wherein (n × m) transceiver modules are provided. To
(N × m) sub-modules having high-frequency amplification and phase conversion means, and means for converting received signals from the (n × m) sub-modules to intermediate frequency signals and further to digital signals It consists of m main modules, and one main module for n sub modules.
An antenna device characterized in that an (n × m) element array is constituted by m sub-arrays made up of n elements by making them correspond to each other.
【請求項2】(n×m 但し、n,mは2以上の整数)個
の送受信モジュールと、(n×m)個の素子アンテナを
アレー化して形成される開口層と、上記送受信モジュー
ルに電源及び制御信号を供給するバス層と、上記送受信
モジュールを冷却する冷却層と、上記送受信モジュール
に高周波を供給する給電層とから構成されるアンテナ装
置において、上記(n×m)個の送受信モジュールを、
高周波の増幅及び位相変換手段を有する(n×m)個の
副モジュールと、この(n×m)個の副モジュールから
の受信信号を中間周波信号に変換し、さらにディジタル
信号に変換する手段を有するm個の主モジュールで構成
し、さらにn個の副モジュールに対し、主モジュールを
1個対応させることにより、(n×m)素子アレーをn
素子から成るm個のサブアレーで構成し、さらに各層を
3次元開口層、3次元バス層、3次元冷却層、3次元電
力n分配合成回路層及び3次元給電層で構成したことを
特徴とするアンテナ装置。
2. A transmission / reception module comprising: (n × m, where n and m are integers of 2 or more) transmission / reception modules, an aperture layer formed by arraying (n × m) element antennas. An antenna device comprising a bus layer for supplying power and control signals, a cooling layer for cooling the transceiver module, and a power supply layer for supplying high frequency to the transceiver module, wherein (n × m) transceiver modules are provided. To
(N × m) sub-modules having high-frequency amplification and phase conversion means, and means for converting received signals from the (n × m) sub-modules to intermediate frequency signals and further to digital signals The main module is composed of m main modules, and one main module is made to correspond to n sub-modules.
It is characterized in that it is composed of m sub-arrays composed of elements, and that each layer is composed of a three-dimensional aperture layer, a three-dimensional bus layer, a three-dimensional cooling layer, a three-dimensional power n-distribution combining circuit layer and a three-dimensional power feeding layer. Antenna device.
【請求項3】(n×m 但し、n,mは2以上の整数)個
の送受信モジュールと、(n×m)個の素子アンテナを
アレー化して形成される開口層と、上記送受信モジュー
ルに電源及び制御信号を供給するバス層と、上記送受信
モジュールを冷却する冷却層と、上記送受信モジュール
に高周波を供給する給電層とから構成されるアンテナ装
置において、上記(n×m)個の送受信モジュールを、
高周波の増幅及び位相変換手段を有する(n×m)個の
副モジュールと、この(n×m)個の副モジュールから
の受信信号を中間周波信号及びディジタル信号に変換
し、さらに光信号に変換する手段を有するm個の主モジ
ュールで構成し、さらにn個の副モジュールに対し主モ
ジュールを1個対応させることにより、(n×m)素子
アレーをn素子から成るm個のサブアレーで構成し、さ
らに各層を3次元開口層、3次元バス層、3次元冷却
層、3次元電力n分配合成回路層及び3次元給電層を構
成したことを特徴とするアンテナ装置。
3. A transmission / reception module comprising: (n × m, where n and m are integers of 2 or more) transmission / reception modules; an aperture layer formed by arraying (n × m) element antennas; An antenna device comprising a bus layer for supplying power and control signals, a cooling layer for cooling the transceiver module, and a power supply layer for supplying high frequency to the transceiver module, wherein (n × m) transceiver modules are provided. To
(N × m) sub-modules having high-frequency amplification and phase conversion means, and received signals from the (n × m) sub-modules are converted into intermediate frequency signals and digital signals, and further converted into optical signals. The main module is composed of m main modules having means, and the main module is made to correspond to the n sub modules, thereby forming an (n × m) element array with m sub arrays of n elements. An antenna device characterized in that each layer further comprises a three-dimensional opening layer, a three-dimensional bus layer, a three-dimensional cooling layer, a three-dimensional power n-distribution combining circuit layer, and a three-dimensional feeding layer.
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