JPH0743405B2 - 信号注入器及びｒｆスイッチを使用して、位相アレイアンテナのアンテナ校正、性能監視及び不具合部分を分離する組み込みシステム - Google Patents
信号注入器及びｒｆスイッチを使用して、位相アレイアンテナのアンテナ校正、性能監視及び不具合部分を分離する組み込みシステムInfo
- Publication number
- JPH0743405B2 JPH0743405B2 JP4098249A JP9824992A JPH0743405B2 JP H0743405 B2 JPH0743405 B2 JP H0743405B2 JP 4098249 A JP4098249 A JP 4098249A JP 9824992 A JP9824992 A JP 9824992A JP H0743405 B2 JPH0743405 B2 JP H0743405B2
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- Japan
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- switch
- signal
- transmission
- transmit
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/267—Phased-array testing or checking devices
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主にマイクロ波位相アレ
イアンテナ（ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎ
ａ）に関する。特に本発明は、マイクロ波位相アレイア
ンテナに使用される構成部品の監視（ｍｏｎｉｔｏｒｉ
ｎｇ）、校正、及び不具合部分の分離に有効なシステム
及び器具に関する。更に本発明は、航空機アンテナに利
用できる校正、監視及び不具合分離技術に関する。
イアンテナ（ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎ
ａ）に関する。特に本発明は、マイクロ波位相アレイア
ンテナに使用される構成部品の監視（ｍｏｎｉｔｏｒｉ
ｎｇ）、校正、及び不具合部分の分離に有効なシステム
及び器具に関する。更に本発明は、航空機アンテナに利
用できる校正、監視及び不具合分離技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から知られているように、位相アレ
イアンテナは、供給される電力の位相を各々変化させる
電子手段を有する同一の放射器（導波管、ホーン、スロ
ット、２極アンテナなど）を具備している。これによ
り、放射パターンの形状及び方向は、機械的運動部分を
用いないで、パルス間隔に基づく十分な速度で変化でき
る。一般に、位相アレイアンテナを正しく動作させるた
めには、システム内の不具合を周期的に監視する必要が
あり、又、位置合わせが良くない部品の校正、又は故障
部品の交換を常に必要とする。このような監視におい
て、アンテナに関する２つの最も重要な性能パラメータ
は、１）電波（ＲＦ）の増幅と、２）各アンテナ放射器
から受信器までの各信号経路の位相である。更に、各放
射要素に関する正確な振幅及び位相情報を用いて、ゲイ
ン、モノパルス・ヌルの深さ及びサイドローブパターン
（ｓｉｄｅｌｏｂｅ ｐａｔｔｅｒｎ）などの他のアン
テナ性能要因が決定できる。
イアンテナは、供給される電力の位相を各々変化させる
電子手段を有する同一の放射器（導波管、ホーン、スロ
ット、２極アンテナなど）を具備している。これによ
り、放射パターンの形状及び方向は、機械的運動部分を
用いないで、パルス間隔に基づく十分な速度で変化でき
る。一般に、位相アレイアンテナを正しく動作させるた
めには、システム内の不具合を周期的に監視する必要が
あり、又、位置合わせが良くない部品の校正、又は故障
部品の交換を常に必要とする。このような監視におい
て、アンテナに関する２つの最も重要な性能パラメータ
は、１）電波（ＲＦ）の増幅と、２）各アンテナ放射器
から受信器までの各信号経路の位相である。更に、各放
射要素に関する正確な振幅及び位相情報を用いて、ゲイ
ン、モノパルス・ヌルの深さ及びサイドローブパターン
（ｓｉｄｅｌｏｂｅ ｐａｔｔｅｒｎ）などの他のアン
テナ性能要因が決定できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】位相アレイアンテナを
監視するシステムを提供するために、様々の試みが従来
から行われている。各アレイ要素に制御ループを設ける
方法も知られている。残念ながら、このようなループは
複雑、大型そして比較的高価である。位相アレイアンテ
ナを監視する他の方法としては、フィード（ｆｅｅｄ）
を介してカプラー注入信号を使用するものがある。しか
し、このような装置の精度は疑問である。更に他の例と
して、米国特許 Ｎｏ．４，４６８，６９９ ”テスト
自己包含装置（Ｓｅｌｆ Ｃｏｎｔａｉｎｅｄ Ｔｅｓ
ｔ Ｄｅｖｉｃｅ）”は信号注入に使用する二重リード
送信ラインを開示しているが、位相トグリング（ｔｏｇ
ｇｌｉｎｇ）技術を使用して、受動アレイアンテナに生
じる不具合を分離した。本発明は、能動及び受動アンテ
ナの両方に使用できる効果的及び信頼性のある、位相ア
レイアンテナを監視する装置が望まれていることを認識
してなされている。
監視するシステムを提供するために、様々の試みが従来
から行われている。各アレイ要素に制御ループを設ける
方法も知られている。残念ながら、このようなループは
複雑、大型そして比較的高価である。位相アレイアンテ
ナを監視する他の方法としては、フィード（ｆｅｅｄ）
を介してカプラー注入信号を使用するものがある。しか
し、このような装置の精度は疑問である。更に他の例と
して、米国特許 Ｎｏ．４，４６８，６９９ ”テスト
自己包含装置（Ｓｅｌｆ Ｃｏｎｔａｉｎｅｄ Ｔｅｓ
ｔ Ｄｅｖｉｃｅ）”は信号注入に使用する二重リード
送信ラインを開示しているが、位相トグリング（ｔｏｇ
ｇｌｉｎｇ）技術を使用して、受動アレイアンテナに生
じる不具合を分離した。本発明は、能動及び受動アンテ
ナの両方に使用できる効果的及び信頼性のある、位相ア
レイアンテナを監視する装置が望まれていることを認識
してなされている。
【０００４】従って本発明の目的はアンテナ校正システ
ムを提供することであり、このシステムは低いサイドロ
ーブを動作環境、即ち航空機内で維持する。本発明の他
の目的は、アンテナ校正システムを提供することで、こ
のシステムは能動又は受動の位相アレイアンテナのどち
らかに対して、性能監視、アンテナ校正、不具合の分離
及び校正を行える。更に本発明の他の目的は、既にある
アンテナシステムに比較的容易に組み込めるアンテナ校
正システムを提供することである。又本発明の目的は簡
単に使用でき、製造及び組み込みが比較的簡単で、コス
トが相対的に低いアンテナ校正システムを提供すること
である。
ムを提供することであり、このシステムは低いサイドロ
ーブを動作環境、即ち航空機内で維持する。本発明の他
の目的は、アンテナ校正システムを提供することで、こ
のシステムは能動又は受動の位相アレイアンテナのどち
らかに対して、性能監視、アンテナ校正、不具合の分離
及び校正を行える。更に本発明の他の目的は、既にある
アンテナシステムに比較的容易に組み込めるアンテナ校
正システムを提供することである。又本発明の目的は簡
単に使用でき、製造及び組み込みが比較的簡単で、コス
トが相対的に低いアンテナ校正システムを提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段と作用】複数の放射要素を
有するマイクロ波位相アレイアンテナを試験する装置
で、送信ライン及びスイッチ要素を含み、送信器からの
信号経路を選択的に設定し、複数の送信・受信モジュー
ルを介して監視を行う。この発明によれば、装置を介し
て受信信号経路を設定するためのスイッチ部品を設定
し、各モジュールの受信モードを試験できる。又は、前
記スイッチング部品は、装置を介して送信信号経路を確
立するためのスイッチ要素を設定し、各モジュールの送
信モードを試験できる。更に、スイッチ部品は、分離さ
れた各モジュールを介して、又は全モジュールを介して
同時に、受信信号経路又は送信信号経路を選択的に確立
するように設定できる。このようにして、本システムは
モジュールの受信信号経路及び送信信号経路を通過する
信号を検査して、そのモジュールの動作状態を判断す
る。
有するマイクロ波位相アレイアンテナを試験する装置
で、送信ライン及びスイッチ要素を含み、送信器からの
信号経路を選択的に設定し、複数の送信・受信モジュー
ルを介して監視を行う。この発明によれば、装置を介し
て受信信号経路を設定するためのスイッチ部品を設定
し、各モジュールの受信モードを試験できる。又は、前
記スイッチング部品は、装置を介して送信信号経路を確
立するためのスイッチ要素を設定し、各モジュールの送
信モードを試験できる。更に、スイッチ部品は、分離さ
れた各モジュールを介して、又は全モジュールを介して
同時に、受信信号経路又は送信信号経路を選択的に確立
するように設定できる。このようにして、本システムは
モジュールの受信信号経路及び送信信号経路を通過する
信号を検査して、そのモジュールの動作状態を判断す
る。
【０００６】本装置の送信器は、送信スイッチにより送
信フィードに接続されて、送信信号を発生する。送信器
スイッチは、方向カプラーが送信器からの信号を信号注
入フィードに結合し、受信信号を発生する間、送信器を
送信フィードから切り離す。装置内のこの送信スイッチ
及び他の特定スイッチは、マイクロプロセッサによって
共同して動作する。送信ラインを信号注入器又はシステ
ムモニタに接続するために、ラインスイッチが代替えで
使用される。更に、器具内の送受信各モジュールはハイ
パワースイッチを有し、このスイッチはモジュールをア
ンテナ放射要素に接続できる。信号は放射要素と送信ラ
インに結合される。各モジュールはローパワースイッチ
も有し、このスイッチは、受信フィード及び性能モニ
タ、又は送信フィードに接続できる。
信フィードに接続されて、送信信号を発生する。送信器
スイッチは、方向カプラーが送信器からの信号を信号注
入フィードに結合し、受信信号を発生する間、送信器を
送信フィードから切り離す。装置内のこの送信スイッチ
及び他の特定スイッチは、マイクロプロセッサによって
共同して動作する。送信ラインを信号注入器又はシステ
ムモニタに接続するために、ラインスイッチが代替えで
使用される。更に、器具内の送受信各モジュールはハイ
パワースイッチを有し、このスイッチはモジュールをア
ンテナ放射要素に接続できる。信号は放射要素と送信ラ
インに結合される。各モジュールはローパワースイッチ
も有し、このスイッチは、受信フィード及び性能モニ
タ、又は送信フィードに接続できる。
【０００７】本発明による装置の動作に関して、受信信
号経路は、送信スイッチが送信器を送信行フィードから
切り離した時に設定され、一方、送信器からの信号は方
向カプラーを介して信号注入フィードに接続される。ラ
インスイッチは、信号注入フィードを送信ラインに接続
するように設定される。同様に、試験される特定モジュ
ール上のハイパワースイッチは、モジュールの受信部品
とそれに関係するアンテナ放射要素を接続する。受信信
号は送信ラインから放射要素を介してＴ／Ｒモジュール
の受信経路に結合される。モジュールがこの様に送信ラ
インと結合される一方、モジュールのローパワースイッ
チはモジュールを受信フィードに接続し、その結果、性
能モニタに接続する。このような接続で、信号注入器フ
ィードに発生した受信信号は、システムモニタによるテ
スト及び分析のためにモジュールを通過する。
号経路は、送信スイッチが送信器を送信行フィードから
切り離した時に設定され、一方、送信器からの信号は方
向カプラーを介して信号注入フィードに接続される。ラ
インスイッチは、信号注入フィードを送信ラインに接続
するように設定される。同様に、試験される特定モジュ
ール上のハイパワースイッチは、モジュールの受信部品
とそれに関係するアンテナ放射要素を接続する。受信信
号は送信ラインから放射要素を介してＴ／Ｒモジュール
の受信経路に結合される。モジュールがこの様に送信ラ
インと結合される一方、モジュールのローパワースイッ
チはモジュールを受信フィードに接続し、その結果、性
能モニタに接続する。このような接続で、信号注入器フ
ィードに発生した受信信号は、システムモニタによるテ
スト及び分析のためにモジュールを通過する。
【０００８】本装置を介した送信信号経路は、送信スイ
ッチが送信器を送信フィードと接続するように設定され
るときに確立される。従って、テストされる特定モジュ
ールのローパワースイッチは、モジュールを送信フィー
ドに接続するように設定され、そのハイパワースイッチ
はモジュールの送信部品を放射要素に接続するように設
定され、送信ラインが接続される。ラインスイッチは、
送信ラインを性能モニタに接続するように設定される。
このような接続で、送信器によって送信行フィードに発
生した送信信号は、システムモニタによるテスト及び分
析のためにモジュールを通過する。
ッチが送信器を送信フィードと接続するように設定され
るときに確立される。従って、テストされる特定モジュ
ールのローパワースイッチは、モジュールを送信フィー
ドに接続するように設定され、そのハイパワースイッチ
はモジュールの送信部品を放射要素に接続するように設
定され、送信ラインが接続される。ラインスイッチは、
送信ラインを性能モニタに接続するように設定される。
このような接続で、送信器によって送信行フィードに発
生した送信信号は、システムモニタによるテスト及び分
析のためにモジュールを通過する。
【０００９】アンテナアレイの性能監視は、マイクロプ
ロセッサが器具内のすべてのモジュールに同時に、送信
信号を送出するか、又は信号を受信するようにプログラ
ムすることで達成される。更に、器具の選択スイッチを
正しく配置することで、各モジュールは、送信又は受信
信号が通過する唯一のモジュールとなる。その結果、本
発明によるテスト器具は故障している特定モジュールを
区別でき、あるいは全モジュールが同一の不具合状況を
示すと判定されたとき、モジュールの外部要因による欠
点を判断する。従って、この発明は、モジュールの動作
状態を個別に及び全体的に示す不具合検出マップを表示
する性能ディスプレイを含むことができる。
ロセッサが器具内のすべてのモジュールに同時に、送信
信号を送出するか、又は信号を受信するようにプログラ
ムすることで達成される。更に、器具の選択スイッチを
正しく配置することで、各モジュールは、送信又は受信
信号が通過する唯一のモジュールとなる。その結果、本
発明によるテスト器具は故障している特定モジュールを
区別でき、あるいは全モジュールが同一の不具合状況を
示すと判定されたとき、モジュールの外部要因による欠
点を判断する。従って、この発明は、モジュールの動作
状態を個別に及び全体的に示す不具合検出マップを表示
する性能ディスプレイを含むことができる。
【００１０】本発明の他の実施例では、信号注入器が受
動マイクロ波アンテナに提供される。この実施例で、送
信器によって発生した受信信号は、信号注入器フィード
から送信ラインとモジュールを介して、及び受信フィー
ドを介して、性能モニタに送出される。この経路は好適
実施例で開示された受信信号経路と同様なスイッチシス
テムである。
動マイクロ波アンテナに提供される。この実施例で、送
信器によって発生した受信信号は、信号注入器フィード
から送信ラインとモジュールを介して、及び受信フィー
ドを介して、性能モニタに送出される。この経路は好適
実施例で開示された受信信号経路と同様なスイッチシス
テムである。
【００１１】本発明の新しい特徴は、発明自体と同様
に、その構造及び動作に関して、詳細な説明及びそれに
関連する添付図面を参照することにより理解される。こ
れらの図面で、同一の参照番号は同一の部品を示す。
に、その構造及び動作に関して、詳細な説明及びそれに
関連する添付図面を参照することにより理解される。こ
れらの図面で、同一の参照番号は同一の部品を示す。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明による位相アレイアンテナ１
０の構成を示す一実施例である。アンテナ１０はグラン
ド平面１２を含み、これに複数の並列平面が配置される
ことにより、一連の並列平面導波管が構成される。プレ
ート１４及びプレート１６は、グランド平面１２と共に
このような並列プレート導波管を構成する。図から判る
ように、複数のモノポール（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）放射要
素（一例として放射要素１８ａ及び１８ｂが示してあ
る）は、プレート１４及び１６の間の導波管に沿って搭
載される。更に、単一ワイアー送信ライン２０が導波管
内に配置され、放射要素１８と結合される。同軸ライン
２２は、アンテナ１０を用いて、信号を送信する部品
（図示されず）と各放射要素１８を結合する。送信ライ
ン２０は信号注入フィード２４に接続可能である。
０の構成を示す一実施例である。アンテナ１０はグラン
ド平面１２を含み、これに複数の並列平面が配置される
ことにより、一連の並列平面導波管が構成される。プレ
ート１４及びプレート１６は、グランド平面１２と共に
このような並列プレート導波管を構成する。図から判る
ように、複数のモノポール（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）放射要
素（一例として放射要素１８ａ及び１８ｂが示してあ
る）は、プレート１４及び１６の間の導波管に沿って搭
載される。更に、単一ワイアー送信ライン２０が導波管
内に配置され、放射要素１８と結合される。同軸ライン
２２は、アンテナ１０を用いて、信号を送信する部品
（図示されず）と各放射要素１８を結合する。送信ライ
ン２０は信号注入フィード２４に接続可能である。
【００１３】本発明の演算部品及びそれらの相互接続
は、それらの相対関係が概略示されている図２及び図３
を用いて最も良く示すことができる。図２において、ご
く一般的な送信器２６はパワーアンプ２８に接続され
る。パワーアンプ２８の出力は、送信スイッチ３０に接
続され、このスイッチが閉じたとき、送信器２６が送信
行フィード３２に接続される。このスイッチが開いたと
き、送信器２６と送信行フィード３２との接続は遮断さ
れ、送信器２６からの信号は、カプラー３４を介して信
号注入フィード２４に結合される。ラインスイッチ３６
は、信号注入フィード２４と送信ライン２０を、あるス
イッチ状態のときに接続するように配置される。
は、それらの相対関係が概略示されている図２及び図３
を用いて最も良く示すことができる。図２において、ご
く一般的な送信器２６はパワーアンプ２８に接続され
る。パワーアンプ２８の出力は、送信スイッチ３０に接
続され、このスイッチが閉じたとき、送信器２６が送信
行フィード３２に接続される。このスイッチが開いたと
き、送信器２６と送信行フィード３２との接続は遮断さ
れ、送信器２６からの信号は、カプラー３４を介して信
号注入フィード２４に結合される。ラインスイッチ３６
は、信号注入フィード２４と送信ライン２０を、あるス
イッチ状態のときに接続するように配置される。
【００１４】図２及び図３の両図に示されるように、本
発明の位相アレイアンテナ１０は、複数の送受信（Ｔ／
Ｒ）モジュールを含む。モジュール３８ａ，ｂ，及びｃ
は、勿論一例に過ぎない。当業者に理解できるように、
代表的位相アレイアンテナ１０内には、さらに多くのＴ
／Ｒモジュール３８が存在する。この分野で一般的なよ
うに、アンテナ１０内の各モジュール３８は、アンテナ
１０の放射要素１８から放射される信号の位相と振幅を
部分的に出力する。本発明の目的に関して、Ｔ／Ｒモジ
ュール３８は、Ｌ−ＢＡＮＤタイプで、これはヒューズ
社（Ｈｕｇｈｅｓ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ）のグランド・システム・グループ（Ｇｒｏｕｎｄ
Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｇｒｏｕｐ）により製造されている。
発明の位相アレイアンテナ１０は、複数の送受信（Ｔ／
Ｒ）モジュールを含む。モジュール３８ａ，ｂ，及びｃ
は、勿論一例に過ぎない。当業者に理解できるように、
代表的位相アレイアンテナ１０内には、さらに多くのＴ
／Ｒモジュール３８が存在する。この分野で一般的なよ
うに、アンテナ１０内の各モジュール３８は、アンテナ
１０の放射要素１８から放射される信号の位相と振幅を
部分的に出力する。本発明の目的に関して、Ｔ／Ｒモジ
ュール３８は、Ｌ−ＢＡＮＤタイプで、これはヒューズ
社（Ｈｕｇｈｅｓ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ）のグランド・システム・グループ（Ｇｒｏｕｎｄ
Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｇｒｏｕｐ）により製造されている。
【００１５】Ｔ／Ｒモジュール３８ａはハイパワーＴ／
Ｒスイッチ４０ａを有し、このスイッチはＴＲモジュー
ル３８ａと放射要素１８ａを接続する。ハイパワーＴ／
Ｒスイッチ４０ａは又、Ｔ／Ｒモジュール３８ａ内の受
信経路部品４２（ローノイズアンプ及びリミッターを含
む）に接続され、これら受信経路部品４２は中間スイッ
チ４４に接続される。スイッチ４４は位相シフター４６
の１つのポートに接続され、位相シフター４６の他のポ
ートはローパワーＴ／Ｒスイッチ４８ａに接続される。
図２から分かるように、Ｔ／Ｒモジュール３８ａは、受
信列フィード５０にローパワーＴ／Ｒスイッチ４８ａを
介して接続できる。
Ｒスイッチ４０ａを有し、このスイッチはＴＲモジュー
ル３８ａと放射要素１８ａを接続する。ハイパワーＴ／
Ｒスイッチ４０ａは又、Ｔ／Ｒモジュール３８ａ内の受
信経路部品４２（ローノイズアンプ及びリミッターを含
む）に接続され、これら受信経路部品４２は中間スイッ
チ４４に接続される。スイッチ４４は位相シフター４６
の１つのポートに接続され、位相シフター４６の他のポ
ートはローパワーＴ／Ｒスイッチ４８ａに接続される。
図２から分かるように、Ｔ／Ｒモジュール３８ａは、受
信列フィード５０にローパワーＴ／Ｒスイッチ４８ａを
介して接続できる。
【００１６】受信列フィード５０は受信スイッチ５２と
接続されており、このスイッチは受信列フィード５０
を、受信器及びアナログ・デジタルＡ／Ｄコンバータ５
４に接続する。Ａ／Ｄコンバータ５４からのデジタル信
号は性能モニタ５６に送られ、そこで信号は、マイクロ
プロセッサ５０から出力される予めプログラムされた入
力と比較され、アンテナ１０の動作状態を判断するため
に分析される。
接続されており、このスイッチは受信列フィード５０
を、受信器及びアナログ・デジタルＡ／Ｄコンバータ５
４に接続する。Ａ／Ｄコンバータ５４からのデジタル信
号は性能モニタ５６に送られ、そこで信号は、マイクロ
プロセッサ５０から出力される予めプログラムされた入
力と比較され、アンテナ１０の動作状態を判断するため
に分析される。
【００１７】前述の説明により次のことが判る。即ち、
送信器スイッチのオープン状態で、ラインスイッチ３６
は信号注入器フィード２４を送信ライン２０に接続する
ように構成され、モジュール３８ａのスイッチ４０ａ、
４４ａ及び４８ａが図示されるように設定されると、受
信信号経路が、Ｔ／Ｒモジュール３８に設定される。こ
の受信経路に対して、送信器２６は信号注入フィード２
４に結合され、信号を送信器から送信ライン２０に送信
する。Ｔ／Ｒモジュール３８ａの放射要素１８ａは送信
ライン２０に結合され、信号がＴ／Ｒモジュール３８ａ
を介して伝送される。Ｔ／Ｒモジュール３８ａは受信フ
ィード５０及びＡ／Ｄコンバータ５４を介して、性能モ
ニタ５６に接続され、信号が伝送され、受信経路が完結
される。図２において、受信信号経路がＴ／Ｒモジュー
ル３８ａを介して設立されて示される一方、他のＴ／Ｒ
モジュール３８ｂなどはダミーモードが示され、これは
信号を伝送しない。特に、ハイパワーＴ／Ｒスイッチ４
０ｂ及びｃは、Ｔ／Ｒモジュール３８ｂ及びｃの中間ス
イッチ４４ｂ及びｃと共同して、信号経路を遮断し、こ
れらモジュール３８をダミーモードにする。従って、Ｔ
／Ｒモジュール３８ａのみが監視される。しかし、信号
経路は全モジュール３８を介して同時に設立でき、又、
個別でも設立できる。
送信器スイッチのオープン状態で、ラインスイッチ３６
は信号注入器フィード２４を送信ライン２０に接続する
ように構成され、モジュール３８ａのスイッチ４０ａ、
４４ａ及び４８ａが図示されるように設定されると、受
信信号経路が、Ｔ／Ｒモジュール３８に設定される。こ
の受信経路に対して、送信器２６は信号注入フィード２
４に結合され、信号を送信器から送信ライン２０に送信
する。Ｔ／Ｒモジュール３８ａの放射要素１８ａは送信
ライン２０に結合され、信号がＴ／Ｒモジュール３８ａ
を介して伝送される。Ｔ／Ｒモジュール３８ａは受信フ
ィード５０及びＡ／Ｄコンバータ５４を介して、性能モ
ニタ５６に接続され、信号が伝送され、受信経路が完結
される。図２において、受信信号経路がＴ／Ｒモジュー
ル３８ａを介して設立されて示される一方、他のＴ／Ｒ
モジュール３８ｂなどはダミーモードが示され、これは
信号を伝送しない。特に、ハイパワーＴ／Ｒスイッチ４
０ｂ及びｃは、Ｔ／Ｒモジュール３８ｂ及びｃの中間ス
イッチ４４ｂ及びｃと共同して、信号経路を遮断し、こ
れらモジュール３８をダミーモードにする。従って、Ｔ
／Ｒモジュール３８ａのみが監視される。しかし、信号
経路は全モジュール３８を介して同時に設立でき、又、
個別でも設立できる。
【００１８】図３はアンテナ１０の送信信号経路に関す
る略図で、アンテナ１０はアンテナ１０の送信容量をテ
ストするように構成されている。特に送信信号経路を設
立するために、送信スイッチ３０は閉じられ、送信器２
６から送信行フィード３２を介して送信列フィード６０
までの信号経路が設立される。再び一例としてＴ／Ｒモ
ジュール３８ａを送信信号経路に用いると、ローパワー
Ｔ／Ｒスイッチ４８ａは、送信列フィード６０と位相シ
フター４６を接続するように設定される。中間スイッチ
４４ａは送信経路部品６２（ハイパワーアンプ及び循環
器を含む）を介して信号を送信し、ハイパワーＴ／Ｒス
イッチ４０ａは、Ｔ／Ｒモジュール３８ａを放射要素１
８ａに接続するように構成される。放射要素１８ａは、
常に送信ライン２０と結合するように配置され、送信信
号経路はラインスイッチ３６を用いて、送信ライン２０
をカプラー６４を介してＡ／Ｄコンバータ５４に接続し
続ける。受信信号経路に対して、送信信号経路は性能モ
ニタ５６及びマイクロプロセッサ５８で終結する。
る略図で、アンテナ１０はアンテナ１０の送信容量をテ
ストするように構成されている。特に送信信号経路を設
立するために、送信スイッチ３０は閉じられ、送信器２
６から送信行フィード３２を介して送信列フィード６０
までの信号経路が設立される。再び一例としてＴ／Ｒモ
ジュール３８ａを送信信号経路に用いると、ローパワー
Ｔ／Ｒスイッチ４８ａは、送信列フィード６０と位相シ
フター４６を接続するように設定される。中間スイッチ
４４ａは送信経路部品６２（ハイパワーアンプ及び循環
器を含む）を介して信号を送信し、ハイパワーＴ／Ｒス
イッチ４０ａは、Ｔ／Ｒモジュール３８ａを放射要素１
８ａに接続するように構成される。放射要素１８ａは、
常に送信ライン２０と結合するように配置され、送信信
号経路はラインスイッチ３６を用いて、送信ライン２０
をカプラー６４を介してＡ／Ｄコンバータ５４に接続し
続ける。受信信号経路に対して、送信信号経路は性能モ
ニタ５６及びマイクロプロセッサ５８で終結する。
【００１９】送信信号経路が、Ｔ／Ｒモジュール３８ａ
を介して前述のように確立できる一方、他のモジュール
３８はダミーモードで配置できる。特に図３に示される
ように、（送信信号経路内にはない）モジュール３８上
の各ローパワーＴ／Ｒスイッチ４８は、特定Ｔ／Ｒモジ
ュール３８を介して信号が通過するのを防止するように
設定される。従って、これらモジュール３８は分離でき
る。受信信号経路と同様に、送信信号経路は全モジュー
ル３８を介して同時に設立できる。更に、送信信号経路
は各Ｔ／Ｒモジュール３８を介して順次設立できる。
を介して前述のように確立できる一方、他のモジュール
３８はダミーモードで配置できる。特に図３に示される
ように、（送信信号経路内にはない）モジュール３８上
の各ローパワーＴ／Ｒスイッチ４８は、特定Ｔ／Ｒモジ
ュール３８を介して信号が通過するのを防止するように
設定される。従って、これらモジュール３８は分離でき
る。受信信号経路と同様に、送信信号経路は全モジュー
ル３８を介して同時に設立できる。更に、送信信号経路
は各Ｔ／Ｒモジュール３８を介して順次設立できる。
【００２０】この発明に意図されているように、受信信
号経路及び送信信号経路は、アンテナ１０を介して、ス
イッチ３０、３６、４０ａ〜ｃ、４４ａ〜ｃ、４８ａ〜
ｃ及び５２の適切な共同動作によって確立される。これ
はマイクロプロセッサ５８を適切にプログラムすること
で、当分野で良く知られている方法により達成できる。
そのようなプログラムを用いて、各モジュール３８を個
別に監視でき、生成される不具合検出マップは不具合の
モジュール３８の位置を正確に発見する。全モジュール
が低振幅を示すとき、不具合は受信フィード５０又は送
信フィード６０のどちらかに一方に分離される。いずれ
の場合でも、部品が交換される。
号経路及び送信信号経路は、アンテナ１０を介して、ス
イッチ３０、３６、４０ａ〜ｃ、４４ａ〜ｃ、４８ａ〜
ｃ及び５２の適切な共同動作によって確立される。これ
はマイクロプロセッサ５８を適切にプログラムすること
で、当分野で良く知られている方法により達成できる。
そのようなプログラムを用いて、各モジュール３８を個
別に監視でき、生成される不具合検出マップは不具合の
モジュール３８の位置を正確に発見する。全モジュール
が低振幅を示すとき、不具合は受信フィード５０又は送
信フィード６０のどちらかに一方に分離される。いずれ
の場合でも、部品が交換される。
【００２１】変形例として、受動アレイアンテナを監視
するるシステムを設立できる。図４に示すように、この
ようなシステムは、Ｔ／Ｒモジュール６６を使用して構
成でき、モジュール６６は２つの信号ポール、２投スイ
ッチ６８ａ及び６８ｂを具備する。この構成で、スイッ
チ６８ｂは送信フィード６０に接続され、そしてセレク
タスイッチ７０は送信フィード６０を、送信器５８又は
Ａ／Ｄコンバータ５４及び性能モニタ５６に相互に接続
できる。同時に、セレクタスイッチ７０の構成に依存し
て、ラインスイッチ３６は、送信ライン２０を、送信器
２６又はＡ／Ｄコンバータ５４及び性能モニタ５６に接
続するように設定できる。特に、セレクタスイッチ７０
が送信器２６を送信フィード６０に接続するように設定
されると、ラインスイッチ３６は送信ライン２０を性能
モニタ５６に結合するように設定される。これによって
モジュール６６は通常動作モードに設定される。一方、
モジュール６６をテストするために、ラインスイッチ３
６は、送信器２６を送信ライン２０に結合するように設
定され、セレクタスイッチ７０は送信フィード６０を性
能モニタ５６に接続するように設定される。更に、図４
には示していないが、複数のＴ／Ｒモジュール６６を、
受動アレイアンテナに使用でき、そしてスイッチ６８
ａ，ｂの共同動作により、各モジュール６６は他のモジ
ュールから分離でき、そしてテスト監視できる。能動位
相アレイアンテナ１０のモジュール３８に関して説明さ
れた理由及び目的により、モジュール６６は個別に又は
共同でテスト・監視できる。
するるシステムを設立できる。図４に示すように、この
ようなシステムは、Ｔ／Ｒモジュール６６を使用して構
成でき、モジュール６６は２つの信号ポール、２投スイ
ッチ６８ａ及び６８ｂを具備する。この構成で、スイッ
チ６８ｂは送信フィード６０に接続され、そしてセレク
タスイッチ７０は送信フィード６０を、送信器５８又は
Ａ／Ｄコンバータ５４及び性能モニタ５６に相互に接続
できる。同時に、セレクタスイッチ７０の構成に依存し
て、ラインスイッチ３６は、送信ライン２０を、送信器
２６又はＡ／Ｄコンバータ５４及び性能モニタ５６に接
続するように設定できる。特に、セレクタスイッチ７０
が送信器２６を送信フィード６０に接続するように設定
されると、ラインスイッチ３６は送信ライン２０を性能
モニタ５６に結合するように設定される。これによって
モジュール６６は通常動作モードに設定される。一方、
モジュール６６をテストするために、ラインスイッチ３
６は、送信器２６を送信ライン２０に結合するように設
定され、セレクタスイッチ７０は送信フィード６０を性
能モニタ５６に接続するように設定される。更に、図４
には示していないが、複数のＴ／Ｒモジュール６６を、
受動アレイアンテナに使用でき、そしてスイッチ６８
ａ，ｂの共同動作により、各モジュール６６は他のモジ
ュールから分離でき、そしてテスト監視できる。能動位
相アレイアンテナ１０のモジュール３８に関して説明さ
れた理由及び目的により、モジュール６６は個別に又は
共同でテスト・監視できる。
【００２２】ここで詳細に示され開示された位相アレイ
アンテナをテスト・監視する特定装置は、その目的を十
分に達成でき、前述の効果を提供する。しかしこれは本
発明の単なる一例に過ぎず、構成の詳細を限定するもの
ではない。
アンテナをテスト・監視する特定装置は、その目的を十
分に達成でき、前述の効果を提供する。しかしこれは本
発明の単なる一例に過ぎず、構成の詳細を限定するもの
ではない。
【図１】本発明による位相アレイアンテナの実施例を示
す斜視図で、電子部品は明確にするために簡略してあ
る。
す斜視図で、電子部品は明確にするために簡略してあ
る。
【図２】本発明による能動アンテナアレイ用電子部品の
簡略ブロック図で、独立した送信／受信モジュールは受
信モードでのテストのためにスイッチされている。
簡略ブロック図で、独立した送信／受信モジュールは受
信モードでのテストのためにスイッチされている。
【図３】本発明による能動アンテナアレイ用電子部品の
簡略ブロック図で、独立した送信／受信モジュールは送
信モードでのテストのためにスイッチされている。
簡略ブロック図で、独立した送信／受信モジュールは送
信モードでのテストのためにスイッチされている。
【図４】本発明による受動アンテナ用電子部品の簡略ブ
ロック図
ロック図
フロントページの続き (72)発明者 リュイ・エス・チュ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90701、サーリトス、ダミアン・ストリー ト 13711 (72)発明者 シェン − チャング・シー・リウ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92621、ブレア、ノース・ビーチウッド・ ドライブ 1319 (56)参考文献 特開 平２−183172（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−135774（ＪＰ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】 複数の放射要素（１８）と、テスト信号
を発生する送信器（２６）と、前記装置を試験する性能
モニタ（５６）と、及び前記放射要素の１つに各々電気
的に接続可能な複数の送信／受信モジュール（３８）を
有するマイクロ波アンテナアレイ（１０）を試験する装
置であって、 送信ライン（２０）、及び前記テスト信号を前記送信ラ
イン（２０）又は前記モジュール（３８）のどちらか一
方に接続する送信スイッチ（３０）を具備し、前記テス
ト信号を、前記モジュール（３８）から前記送信ライン
（２０）を介して前記性能モニタ（５６）に、あるいは
前記送信ライン（２０）から前記モジュール（３８）を
介して前記性能モニタ（５６）に選択的に逐次通過させ
るために、前記送信スイッチ（３０）はラインスイッチ
（３６）と共に動作可能で、それにより前記アンテナア
レイ（１０）を試験することを特徴とするマイクロ波ア
ンテナアレイ試験装置。 - 【請求項２】 前記送信ライン（２０）は少なくとも１
つの前記モジュール（３８）に接続されることを特徴と
する請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 送信信号を放射する複数の要素（１８）
を有する前記モジュール（３８）に接続される送信フィ
ード（６０）と、信号注入フィード（２４）を更に具備
し、前記送信スイッチ（３０）は、前記送信器（２６）
と前記送信フィード（６０）、あるいは前記信号注入器
（２４）と前記ラインスイッチ（３６）を選択的に接続
し、前記送信ライン（２０）を、前記信号注入フィード
（２４）あるいは前記性能モニタ（５６）に選択的に接
続することを特徴とする請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 各モジュール（３８）は、前記アンテナ
アレイ（１０）の前記放射要素（１８）の１つと接続可
能で、それにより前記要素（１８）から放射される前記
信号の部分的位相及び振幅を設定し、前記各モジュール
（３８）はローパワースイッチ（４８）を有し、前記モ
ジュール（３８）を前記送信フィード（６０）または前
記性能モニタ（５６）のいづれかに接続し、各前記モジ
ュール（３８）はハイパワースイッチ（４０）を有し、
前記モジュール（３８）を前記放射要素（１８）の１つ
に選択的に接続することを特徴とする請求項３記載の装
置。 - 【請求項５】 前記性能モニタ（５６）はマイクロプロ
セッサ（５８）、及び性能ディスプレイ（５６）に電気
的に接続されるアナログ／デジタルＡ／Ｄコンバータを
有することを特徴とする請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 前記送信スイッチ（３０）と、前記ライ
ンスイッチ（３６）と、前記ハイパワースイッチ（４
０）及び前記ローパワースイッチ（４８）は、前記装置
を介して受信信号経路を設定し前記分離されたモジュー
ル（３８）の受信モードを試験し、及び前記装置を介し
て送信信号経路を設定し前記分離モジュール（３８）の
送信モードを試験することを特徴とする請求項５記載の
装置。 - 【請求項７】 前記受信信号経路は、前記送信器（２
６）から、前記送信スイッチ（３０）、前記信号注入フ
ィード（２４）、前記ラインスイッチ（３６）、前記送
信ライン（２０）、前記ハイパワースイッチ（４０）、
前記モジュール（３８）、及びローパワースイッチ（４
８）を介して、前記性能モニタ（５６）に設定され；前
記送信信号経路は前記送信器（２６）から、前記送信ス
イッチ（３０）、前記送信フィード（６０）、前記ロー
パワースイッチ（４８）、前記モジュール（３８）、前
記ハイパワースイッチ（４０）、前記送信ライン（２
０）、及び前記ラインスイッチ（３０）を介して、前記
性能モニタ（５６）に設定されることを特徴とする請求
項６記載の装置。 - 【請求項８】 前記マイクロプロセッサ（５８）は、前
記ハイパワースイッチ（４０）と共同して動作し、前記
複数のモジュール（３８）を介して、前記受信信号経路
あるいは前記送信信号経路を同時に設定し、前記モジュ
ール（３８）を受信モードあるいは送信モードで全体的
に試験することを特徴とする請求項６記載の装置。 - 【請求項９】 前記性能ディスプレイ（５８）は、前記
モジュールの動作状態を個別に及び全体的に示す不具合
検出マップを生成することを特徴とする請求項８記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US688651 | 1991-04-19 | ||
| US07/688,651 US5253188A (en) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | Built-in system for antenna calibration, performance monitoring and fault isolation of phased array antenna using signal injections and RF switches |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142277A JPH05142277A (ja) | 1993-06-08 |
| JPH0743405B2 true JPH0743405B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=24765224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4098249A Expired - Lifetime JPH0743405B2 (ja) | 1991-04-19 | 1992-04-17 | 信号注入器及びｒｆスイッチを使用して、位相アレイアンテナのアンテナ校正、性能監視及び不具合部分を分離する組み込みシステム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5253188A (ja) |
| EP (1) | EP0509694A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0743405B2 (ja) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6157343A (en) * | 1996-09-09 | 2000-12-05 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Antenna array calibration |
| NL9500580A (nl) * | 1995-03-27 | 1996-11-01 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Phased array antenne voorzien van een calibratienetwerk. |
| SE509434C2 (sv) * | 1997-05-16 | 1999-01-25 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning och förfarande vid antennkalibrering |
| US5867123A (en) * | 1997-06-19 | 1999-02-02 | Motorola, Inc. | Phased array radio frequency (RF) built-in-test equipment (BITE) apparatus and method of operation therefor |
| US6208287B1 (en) * | 1998-03-16 | 2001-03-27 | Raytheoncompany | Phased array antenna calibration system and method |
| US6252542B1 (en) | 1998-03-16 | 2001-06-26 | Thomas V. Sikina | Phased array antenna calibration system and method using array clusters |
| US6563966B1 (en) | 1999-03-04 | 2003-05-13 | Finisar Corporation, Inc. | Method, systems and apparatus for providing true time delayed signals using optical inputs |
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| US6573862B2 (en) * | 2000-12-12 | 2003-06-03 | Harris Corporation | Phased array antenna including element control device providing fault detection and related methods |
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| AU2008291899A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Bae Systems Plc | Antenna calibration |
| PL2183817T3 (pl) * | 2007-08-31 | 2018-02-28 | Bae Systems Plc | Kalibracja anteny |
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| CN112904095A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-04 | 西安交通大学 | 一种阵列天线近场校准系统及方法 |
| CN113866522B (zh) * | 2021-12-07 | 2022-02-22 | 成都锐芯盛通电子科技有限公司 | 一种相控阵天线的方向图测试方法及系统 |
| CN114814692B (zh) * | 2022-03-11 | 2024-10-15 | 中国科学技术大学 | 基于相控阵芯片状态rms误差计算的自校准方法、存储介质 |
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| JPH0785543B2 (ja) * | 1988-02-22 | 1995-09-13 | 三菱電機株式会社 | 送受信モジュール点検確認装置 |
| US5086302A (en) * | 1991-04-10 | 1992-02-04 | Allied-Signal Inc. | Fault isolation in a Butler matrix fed circular phased array antenna |
-
1991
- 1991-04-19 US US07/688,651 patent/US5253188A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-04-06 EP EP19920303032 patent/EP0509694A3/en not_active Withdrawn
- 1992-04-17 JP JP4098249A patent/JPH0743405B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0509694A2 (en) | 1992-10-21 |
| US5253188A (en) | 1993-10-12 |
| EP0509694A3 (en) | 1994-07-27 |
| JPH05142277A (ja) | 1993-06-08 |
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