JPH0779116A - Active antenna array - Google Patents

Active antenna array

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Publication number
JPH0779116A
JPH0779116A JP6080433A JP8043394A JPH0779116A JP H0779116 A JPH0779116 A JP H0779116A JP 6080433 A JP6080433 A JP 6080433A JP 8043394 A JP8043394 A JP 8043394A JP H0779116 A JPH0779116 A JP H0779116A
Authority
JP
Japan
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antenna
antenna array
active
circuit
active antenna
Prior art date
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Pending
Application number
JP6080433A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
John C Conrad
ジョン・シー・コンラッド
Robert L Tomanek
ロバート・エル・トマネック
Timothy L Boland
ティモシー・エル・ボランド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Hughes Aircraft Co filed Critical Hughes Aircraft Co
Publication of JPH0779116A publication Critical patent/JPH0779116A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0087Apparatus or processes specially adapted for manufacturing antenna arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006Particular feeding systems
    • H01Q21/0025Modular arrays

Abstract

PURPOSE: To provide many merits which can not be attained by conventional technology by integrating an active array (AESA: active electronically scanned array) to be electronically scanned in a radar induction system for a missile. CONSTITUTION: The active antenna array 58 has the prescribed number of antenna elements 60 and is used for a radar searcher. These elements 60 are respectively independently connected to plural transmitting/receiving modules 64 having the same constitution and the modules 64 are connected to cooling plates 66 for removing heat generating in operation. In an suitable embodiment, each module 64 has a rectangular prism shape housing. Phase and gain circuits to be individually controlled are stored in each housing. In another embodiment, the modules 64 are constituted of plural wafers, which have respectively corresponding identical constitution circuit function blocks as antenna elements.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアンテナアレイに関し、
特にレーダ誘導ミサイルなどに組み込むアンテナアレイ
に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to antenna arrays,
In particular, it relates to an antenna array incorporated in a radar guided missile or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】誘導ミサイル又はミサイル探索器(missi
le seeker)と呼ばれるミサイルシステムでは、オンボー
ドレーダシステムがターゲットにレーダビームを方向付
け、ターゲットを反射して受信及び処理されたエネルギ
ーは、ミサイルを所望の追跡コース上に維持する。誘導
ミサイル探索器を避ける又は追跡コース以外の方向に再
び方向付け、ターゲットに使用できる最新の回避あるい
は妨害技術がある。これらの防御的手段を克服するた
め、又はターゲット追跡の成功確率を上げるために、ミ
サイル探索装置の改良が必要となっている。代表的な防
御手段の目的は偽のレーダ帰還信号を発生し、ミサイル
誘導システムを実際のターゲットに関して混乱させるこ
とである。
2. Description of the Related Art Guided missiles or missile searchers (missi
In a missile system called a le seeker), an onboard radar system directs a radar beam at a target and the energy received and processed by reflecting off the target keeps the missile on the desired tracking course. There are state-of-the-art avoidance or jamming techniques that can be used on targets by avoiding or redirecting guided missile searchers or in directions other than the tracking course. In order to overcome these defensive measures or increase the success rate of target tracking, there is a need for improvement of missile search devices. The purpose of typical defense measures is to generate spurious radar return signals and confuse the missile guidance system with respect to the actual target.

【0003】誘導ミサイル防御を挫折させるために、進
歩したミサイル探索器に採用される方法は主に、RF信
号が広角度領域に渡り受信されことを認識し、このよう
な信号の電子的処理により、探索器が真のターゲットレ
ーダ帰還信号と”偽”の信号を分離できることが要求さ
れる。更に、複数ターゲット(複数の実ターゲット及び
(又は)複数レーダから放出される”おとり”)に使用
する場合、探索器はターゲット郡の内に位置する特定タ
ーゲットを選択できなければならない。
The methods employed by advanced missile searchers to frustrate guided missile defenses are primarily recognizing that RF signals are received over a wide angular range, and by electronic processing of such signals. It is required that the searcher can separate the true target radar return signal and the "false" signal. Further, when used with multiple targets (multiple real targets and / or "bait" emitted from multiple radars), the searcher must be able to select a particular target located within the target population.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ジンバル探索器(gimba
lled seeker)と一般に呼ばれる周知の誘導システムは、
ジンバルアッセンブリに高ゲインアンテナを搭載するこ
とにより、探索器は比較的広い固定角度又は走査ボリュ
ーム(scan volume)に渡りターゲットを指し示すことが
できる。サーボシステムがジンバルを駆動し、このジン
バルにより、走査ボリューム内の所望方向レーダエネル
ギーの送信及び受信の両方にアンテナの位置決めが可能
となる。そのようなシステムは重量、コスト、体積が過
大で、機械的に複雑性であるので、代替えのシステムが
要求されている。更に、従来よりジンバルシステムはカ
スタム設計で、新たな用途について各々個別に製作され
ている。
[Problems to be Solved by the Invention] Gimbal search device (gimba
lled seeker) is a well-known guidance system
By mounting a high gain antenna on the gimbal assembly, the searcher can point the target over a relatively wide fixed angle or scan volume. A servo system drives the gimbal, which allows positioning of the antenna both for transmitting and receiving desired direction radar energy within the scanning volume. Due to the excessive weight, cost, volume, and mechanical complexity of such systems, alternative systems are needed. In addition, gimbal systems have traditionally been custom designed and individually manufactured for each new application.

【0005】ミサイル探索器の他の形式は、電子的に走
査されるアンテナ(ESA)技術を使用する。この技術
は多数の個別アンテナ要素を含み、各アンテナ要素は送
信及び受信信号の位相をプログラムする能力を持ってい
る。パッシブESAとして知られるESAの一形式で
は、高RF電力が分離送信ユニット内で発生され、そし
て多数の位相シフト要素の中で分割される。位相シフト
機能は比較的高電力で行われるので、位相シフタは高損
失となる傾向がある。更に、アレイの全要素は単一の送
信器により駆動され、各アレイ要素により受信された信
号は、受信器にルートされる前にコンバインされるの
で、ESAの方法には、フルアパーチャの複数サブアレ
イのアクセスに要求される最近の信号処理技術を十分に
利用するための柔軟性がない。
Another type of missile searcher uses electronically scanned antenna (ESA) technology. This technique includes a large number of individual antenna elements, each antenna element having the ability to program the phase of the transmitted and received signals. In one form of ESA, known as passive ESA, high RF power is generated in a separate transmitter unit and split among multiple phase shift elements. Since the phase shift function is performed with relatively high power, the phase shifter tends to have high loss. In addition, the ESA method includes multiple full-aperture sub-arrays because all elements of the array are driven by a single transmitter and the signals received by each array element are combined before being routed to the receiver. Lack the flexibility to take full advantage of the modern signal processing techniques required for access.

【0006】ハイブリッドESAと呼ばれる第2のES
A法は、ハイパワーアンプ及びローノイズアンプを使用
して送信及び受信信号をそれぞれ処理する。この後者の
方法は上記パッシブESAと同様な問題点を多く有し、
依然として十分に独立した放射/受信要素をアレイ内に
提供しない。
A second ES called hybrid ESA
Method A uses a high power amplifier and a low noise amplifier to process the transmitted and received signals, respectively. This latter method has many problems similar to the above passive ESA,
It still does not provide sufficiently independent radiating / receiving elements in the array.

【0007】ターゲットを追跡するための正確な誘導に
加え、誘導ミサイルは一般に、襲撃中のターゲットに最
大のダメージを与えるように設計される弾頭荷重を持っ
ている。ターゲットを除去する確率を増加するため、追
跡には正確なデータが必要で、このデータにより弾頭に
対する最適な爆発点を判断する。誘導に使用する現在の
ミサイル探索器は、ミサイル弾頭に対する最適な爆発点
の計算に必要な正確なデータの収集ができない。周知の
システムでは第2の特殊センサがミサイルの設計に含ま
れ、この必要データを収集する。システムのこのような
追加コスト及び重量、並びにミサイル内の追加スペース
の確保などの理由により、ミサイル探索器単体でこの機
能を達成し、分離ミサイル探索器に関する問題を取り除
くのが望ましい。本発明の目的は、ミサイルのレーダ誘
導システム内に電子的に走査されるアクティブアレイ
(AESA:active electronically scanned array)
を組み込み、従来の技術では達成できない数多くの利点
を提供することである。
In addition to precise guidance for tracking a target, guided missiles typically have a warhead load designed to cause maximum damage to the target during an assault. Tracking requires accurate data to increase the probability of target removal, and this data is used to determine the optimal explosion point for the warhead. Current missile searchers used for guidance cannot collect the exact data needed to calculate the optimal explosion point for a missile warhead. In known systems, a second special sensor is included in the missile design to collect this necessary data. Due to such additional cost and weight of the system, as well as additional space within the missile, it is desirable to achieve this functionality with the missile searcher alone, eliminating the problems associated with separate missile searchers. It is an object of the present invention to electronically scan active electronically scanned arrays (AESAs) in missile radar guidance systems.
To provide a number of advantages that conventional techniques cannot achieve.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】上記利点は、
(1)探索器パワーアパーチャー積(power-aperture pr
oduct)を達成する、モジュラーでコストのかからない方
法、(2)統合されたアクティブ/パッシブ(ARH)
誘導を可能とする広い帯域幅、(3)離れて存在する妨
害物(SOJs:stand-off jammers)がある場合の探
索器誘導を高める適合性ビーム形成、(4)群れをなす
ターゲットに対する高められた誘導、(5)探索器ベー
スの融合、即ち誘導を統合して、機能を単一の探索器に
融合すること、(6)機能的冗長性及びアレイ内の不良
要素に対するリアルタイム適合性補償を介した高信頼
性、システム不良率の低下である。
[Means and Actions for Solving the Problems]
(1) Searcher power aperture product (power-aperture pr
A modular and cost-effective way to achieve (duct), (2) Integrated active / passive (ARH)
Wide bandwidth to enable guidance, (3) adaptive beamforming to enhance searcher guidance in the presence of distant stand-off jammers (SOJs), (4) enhanced for swarming targets Derivation, (5) searcher-based fusion, that is, combining the derivations to fuse functionality into a single searcher, (6) functional redundancy and real-time fitness compensation for bad elements in the array. High reliability and reduced system failure rate.

【0009】1.モジュラー構造 AESAは独立したアクティブな送信/受信モジュール
から構成される。各モジュールは送信器要素及びレーダ
受信要素から構成され、これら要素は位相及びゲインに
関して独立して調節可能である。これらの基本的構造ブ
ロックは、一つに統合して過大な設計コストを伴わずに
あらゆるサイズのアレイを形成することができる。モジ
ュラー構造を採用することにより、適当な数のモジュー
ルを単に組み立てることで、あらゆるサイズのアクティ
ブアンテナアレイを提供できる。
1. Modular Structure AESA consists of independent active transmit / receive modules. Each module consists of a transmitter element and a radar receiving element, which are independently adjustable with respect to phase and gain. These basic building blocks can be integrated together to form arrays of any size without undue design cost. By adopting a modular structure, an active antenna array of any size can be provided by simply assembling an appropriate number of modules.

【0010】2.高帯域幅で統合されたアクティブ/パ
ッシブ(ARH)誘導 アクティブ送信/受信(T/R)モジュールの基本的特
性は広帯域幅性であって、数十パーセント幅の帯域で動
作する。このように広い帯域幅で動作できるので、ミサ
イル探索器は、対象ターゲットのオンボード動作による
様々の放射物に関するパッシブな誘導情報を引き出すこ
とができる。更に、広帯域幅性はより広帯域に渡るアク
ティブ動作を支援し、これにより、同時に飛行している
ミサイルあるいは無線妨害(RFI:radio frequency
interference)のある状況でミサイルの移動予測(scenar
ios)の性能を向上する。広い動作帯域により、対抗する
電子的手段(ECM:electronic counter measures)
に対する性能が向上する。ECM装置をより広い帯域で
動作させようとすると、ミサイル探索受信器により受信
される妨害電力を希薄にすることになる。
2. A high bandwidth integrated active / passive (ARH) inductive active transmit / receive (T / R) module has a basic characteristic of wide bandwidth, operating in a bandwidth of several tens of percent. Being able to operate in such a wide bandwidth, the missile searcher is able to derive passive guidance information about various emitters due to on-board operation of the target of interest. In addition, the wide bandwidth supports active operation over a wider band, which allows for simultaneous missile or radio frequency interference (RFI).
missile movement prediction (scenar
ios) performance is improved. ECM (electronic counter measures) with a wide operating band
Performance is improved. Attempting to operate the ECM device in a wider band will dilute the jamming power received by the missile search receiver.

【0011】3.離れて存在する妨害物(SOJs:st
and-off jammers)があるときに探索器の誘導性を向上
する適合性ビーム形成 AESAはアクティブアレイの各要素のゲイン及び位相
を調節し、ヌル(null)をリアルタイムで操作し、レーダ
ビーム軸から外れた妨害物からの妨害を除去する。妨害
が減少されることにより、所望ターゲットに対する誘導
が成功する確率は向上する。
3. Obstacles that exist apart (SOJs: st
Adaptive beamforming to improve searcher inductiveness in the presence of and-off jammers. AESA adjusts the gain and phase of each element of the active array, manipulates nulls in real time, from the radar beam axis. Remove obstructions from missed obstacles. The reduced interference increases the probability of successful guidance to the desired target.

【0012】4.群れをなすターゲットに対する誘導性
の向上 AESAでは、アレイは複数のサブアレイに分割するこ
とができ、これらサブアレイは適当な信号処理により、
群れをなすターゲットの中の1つのターゲットへの誘導
性が向上する。分離した送信及び受信により、各アンテ
ナ要素に関する個別の位相及びゲイン調節と共に、探索
器は独立した複数のターゲットからの信号を判断でき
る。更に、その判断能力は比較的大きなターゲットから
来る帰還信号に依存することはない。
4. Increased Inductivity for Swarming Targets In AESA, the array can be divided into multiple sub-arrays, which are subject to appropriate signal processing
Inductivity to one of the swarming targets is improved. The separate transmission and reception allows the searcher to determine signals from multiple independent targets, with separate phase and gain adjustments for each antenna element. Moreover, its decision-making ability does not depend on the feedback signal coming from the relatively large target.

【0013】5.探索器ベースの融合、即ち誘導の統合
及び単一探索器への融合機能 AESAにより、ターゲットの検出及び追跡の目的で使
用するミサイルレーダシステムと同じシステムを、ミサ
イル弾頭に対する最適な爆発点の計算に必要なデータを
収集するために使用できる。アクティブT/Rモジュー
ル設計の基本的特徴は、レーダ探索器と結合される融合
機能が小さい死角範囲(blind range)(即ち送信後の高
速な回復)であることと、ターゲットの大きさを正確に
測定できるようにするための波形をサポートするT/R
モジュールの広い帯域幅と、ターゲットの大きさを判断
するときに探索器ビームを指し示すための動作が高速な
ことである。
5. Searcher-based fusion, ie integration of guidance and fusion into a single searcher AESA enables the same system as the missile radar system used for target detection and tracking purposes to calculate the optimal detonation point for a missile warhead. Can be used to collect the required data. The basic features of the active T / R module design are that the fusion function combined with the radar searcher has a small blind range (that is, fast recovery after transmission) and that the target size is accurately determined.
T / R supporting waveforms to enable measurement
The wide bandwidth of the module and the fast operation for pointing the searcher beam when determining the target size.

【0014】6.アレイ内の不良要素に対する機能的冗
長性及びリアルタイムの適合性補償 AESAは一般に100余りのアクティブ要素から構成
される。各要素は本質的に高い信頼性を有し、更に1つ
の要素の不良は、その要素に最も接近している要素のゲ
イン及び位相パラメータにその不良要素を調節すること
により補償できる。この特徴により、各要素が不良とな
ったときの全体的な性能低下を防ぐ。一般に進行波管
(TWT)技術を使用するハイパワー探索器は、送信器
のアーク及びその次に発生する重大な故障を防ぐため
に、その探索器を加圧する必要がある。如何なる密閉不
良も、ミサイル探索器の致命的不良を引き起こす。本発
明の各T/Rモジュールは低いピーク電力を有し、アー
クを防止するために加圧する必要がない。TWT送信器
は一般に10,000ボルト程の電圧を必要とするの比
べ、本アクティブT/Rモジュールは遥かに低い電圧を
使用する。このようなTWTの高電圧では、電源に関す
る不良が発生しないように高度な製造技術が要求され
る。このような様々の問題は、数十ボルト程の電圧を使
用するアクティブT/Rモジュールを使用することで完
全に克服される。最後に、AESAは従来のジンバル支
持アンテナに不可欠であった可動パーツを使用しないで
構成される。トルクモータ及びハイパワーサーボ電気回
路を含むジンバルアッセンブリが除去されることによ
り、信頼性は著しく向上する。
6. Functional Redundancy and Real-time Fitness Compensation for Bad Elements in the Array AESA is typically composed of over 100 active elements. Each element is inherently highly reliable, and the failure of one element can be compensated for by adjusting the bad element to the gain and phase parameters of the element closest to the element. This feature prevents overall performance degradation when each element fails. High power searchers, which generally use traveling wave tube (TWT) technology, require pressurization of the searcher to prevent transmitter arcs and subsequent catastrophic failure. Any improper seal causes a fatal missile probe failure. Each T / R module of the present invention has a low peak power and does not need to be pressurized to prevent arcing. TWT transmitters typically require voltages as high as 10,000 volts, whereas the active T / R module uses much lower voltages. With such a high voltage of TWT, advanced manufacturing technology is required so that defects relating to the power supply do not occur. These various problems are completely overcome by using active T / R modules that use voltages on the order of tens of volts. Finally, the AESA is constructed without the moving parts that are essential to conventional gimbaled support antennas. Reliability is significantly improved by eliminating the gimbal assembly, which includes the torque motor and high power servo circuitry.

【0015】[0015]

【実施例】ミサイル探索器を構成するには次の3つの周
知の方法がある。即ち、(1)従来のジンバルスロット
アレイアンテナ(gimballed slotted array antenna)、
(2)電子的パッシブ走査アンテナ、(3)電子的ハイ
ブリッド走査アンテナである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT There are three known methods for constructing a missile searcher. That is, (1) a conventional gimballed slotted array antenna,
(2) Electronic passive scanning antenna, (3) Electronic hybrid scanning antenna.

【0016】図1は従来の様々の部品で構成される代表
的ジンバルレーダ探索器システムの展開図であり、この
システムはミサイルを誘導し一般に10として示され
る。このシステムは、前端部に各アンテナ要素(又はス
ロット)14を一般的なマトリクス配置で含み、総合的
に16として識別される様々の接続部及び電子回路を含
む。アンテナアレイ12を有するアンテナアッセンブリ
18は、接続部及び電子回路16と共にジンバル搭載さ
れた台座20に保持されている。この台座20は一般的
な方法で、アンテナアレイ12を比較的広い固定角度内
のあらゆる所望方向に向ける能力を提供する。制御及び
駆動電子回路24を有するサーボ機構駆動部22は、一
般にRFプロセッサ26に結合されている。使用面にお
いて、探索アッセンブリ10は与えられた固定角内で走
査する動作が可能で、これにより定位置に固定されたア
ンテナアレイ12の角度範囲が拡大する。このようなジ
ンバル支持アンテナアレイシステムは一般に、2〜4の
受信チャンネルを有し、比較的狭い動作周波数範囲の周
波数で高度に同調される。
FIG. 1 is an exploded view of a typical gimbal radar searcher system comprised of various conventional components, the missile guiding system, generally indicated as 10. The system includes each antenna element (or slot) 14 in a general matrix arrangement at the front end, and includes various connections and electronic circuits generally identified as 16. An antenna assembly 18 having the antenna array 12 is held together with a connecting portion and an electronic circuit 16 on a pedestal 20 mounted on a gimbal. The pedestal 20 provides the ability to orient the antenna array 12 in any desired direction within a relatively wide fixed angle in a conventional manner. Servo drive 22 having control and drive electronics 24 is typically coupled to RF processor 26. In terms of use, the search assembly 10 is capable of scanning within a given fixed angle, which expands the angular range of the antenna array 12 fixed in position. Such gimbal-supported antenna array systems generally have 2-4 receive channels and are highly tuned at frequencies in a relatively narrow operating frequency range.

【0017】図2のレーダ応答グラフに示すように、ア
ンテナのボアサイト(boresight)に沿って直接受信され
たレーダエコー即ち応答28(メインローブ応答と呼ば
れることもある)が最も大きいが、このメインローブか
ら離れた角度で、ハイパワーオフボアサイト(high powe
red off-boresight)信号に対する信号帰還(即ち、3
0、32)も依然として重要である。メインローブのピ
ークから離れたこれらの応答は、アンテナ側帯波又は単
に側帯波と呼ばれる。又、隣接するローブの間にはゼロ
受信34、つまり”ヌル”の点がある。実際的には、同
一角又は同一位置にヌルとして位置する信号は検出され
ないであろう。これらオフボアサイト応答には次のよう
な2つの大きな悪影響がある。(1)側帯波ピークを有
するオフボアサイト角に位置する妨害信号を格納する場
合で、受信される妨害電力はターゲットから帰還するレ
ーダ信号の獲得を低下させる、(2)アンテナのメイン
ビームがターゲットに直接向いておらず、ターゲット帰
還がアンテナのヌルになった場合、所望ターゲット帰還
を得るのは全く不可能であろう。ジンバル支持アンテナ
の場合、ヌルは固定され、検出においてエラーが連続す
る可能性がある。
As shown in the radar response graph of FIG. 2, the radar echo or response 28 (sometimes called the main lobe response) received directly along the boresight of the antenna is the largest, but High power off boresight (high powe
Signal return for red off-boresight signals (ie 3
0, 32) are still important. These responses away from the mainlobe peak are called antenna sidebands or simply sidebands. Also, there is a zero receive 34, or "null" point, between adjacent lobes. In practice, a signal located as a null in the same corner or position would not be detected. These off-boresite responses have two major adverse effects: (1) When storing an interfering signal located at an off-bore sight angle having a sideband peak, the received interfering power reduces the acquisition of a radar signal returning from the target, (2) the main beam of the antenna is the target If the target return is not directly oriented to the antenna and the target return is the null of the antenna, it will be impossible to obtain the desired target return. In the case of a gimbal-supported antenna, the null is fixed and the error can be continuous in detection.

【0018】ジンバル支持アンテナシステムは多くの標
準的防御技術を克服できないばかりでなく、それらは比
較的重い構成要素であるサーボモータ及び重くしかもか
さばりるジンバル/台座が必要となる。重量の問題と共
に、ジンバル支持アンテナシステムに必要なサイズは所
望制限サイズを越えている。
Not only are gimbal-supported antenna systems incapable of overcoming many standard defense techniques, but they also require relatively heavy components, the servomotor and a heavy yet bulky gimbal / pedestal. With the weight issue, the required size of the gimbaled support antenna system exceeds the desired limit size.

【0019】次に図4において、いわゆるパッシブ形式
の電子的走査アンテナ(ESA)は、多数のアンテナ要
素36からなるのが分かる。これらアンテナ要素は位相
制御装置40と共にマトリクス38内に配置され、制御
装置40はアンテナ要素が受信又は送信する信号の位相
を集合的に変化できる。この方法は制限された量の制御
及び処理を提供する。位相シフト機能は高い電力で行わ
れるので、装置40の位相シフター要素により一般に大
きな損失を生じる。
Referring now to FIG. 4, it can be seen that a so-called passive electronic scanning antenna (ESA) consists of a number of antenna elements 36. These antenna elements are arranged in the matrix 38 together with the phase controller 40, which allows the controller 40 to collectively change the phase of the signals received or transmitted by the antenna elements. This method provides a limited amount of control and processing. Since the phase shifting function is performed at high power, the phase shifter elements of device 40 generally cause large losses.

【0020】ハイブリッドESA42(図5)におい
て、位相制御44はアンテナアレイ46を介して位相変
化を提供し、ローノイズアンプ48(LNA)は帰還信
号を提供し、及び追加の分離した増幅手段50はエキサ
イター(exciter)から信号を送信するために提供される
(図4)。各ローノイズアンプ48はリミッター52、
アンプ54、及びアンプの制御56を含んで示されてい
る(図6)。ハイブリッドESAsは位相シフト機能が
高RF電力で実施されるというパッシブESAsと同様
な問題を持っている。
In the hybrid ESA 42 (FIG. 5), the phase control 44 provides the phase change through the antenna array 46, the low noise amplifier 48 (LNA) provides the feedback signal, and the additional separate amplifying means 50 is the mixer.
Provided to send a signal from the exciter
(Figure 4) . Each low noise amplifier 48 has a limiter 52,
It is shown including amplifier 54 and amplifier control 56 (FIG. 6). Hybrid ESAs have similar problems to passive ESAs, where the phase shifting function is implemented at high RF power.

【0021】本発明の説明を続けるために、次に図7及
び図8を参照する。同図には所望のアクティブアレイが
総合的に58として示されている。アクティブアレイ端
先の前端部には、複数のアンテナ要素60より構成され
る広帯域アンテナアレイが設けられている。これら要素
60の数は説明のみの目的で100個とする。それらは
フレアードノッチタイプ(flared-notch type)の要素と
して示されているが、この目的に適したいろいろな周知
のタイプのものでよい。各アンテナ要素は単一のバック
グランドに確保されるのではなく、モジュラー形式で配
置され、各モジュールがアンテナ要素を含んでいる。こ
の方法で、所望アレイに必要な数のアンテナ要素を単に
用いることで、アンテナアレイはあらゆる所望サイズで
製作できる。
To continue the description of the invention, reference is now made to FIGS. The desired active array is shown generally at 58 in the figure. A wideband antenna array including a plurality of antenna elements 60 is provided at the front end of the active array end. The number of these elements 60 is 100 for the purpose of explanation only. Although shown as elements of the flared-notch type, they may be of various well-known types suitable for this purpose. Each antenna element is arranged in a modular fashion rather than being secured in a single background, each module containing an antenna element. In this way, the antenna array can be made in any desired size by simply using as many antenna elements as are needed for the desired array.

【0022】アンテナアレイの真裏には、各モジュール
64からなるモジュールアレイ及び冷却板アッセンブリ
62が設けられて、各アンテナ要素にそれぞれ一つづつ
モジュール64が設けられる。各モジュール64はその
前方に、広帯域アンテナアレイからの対応する要素60
と一致させることができる表面を有し、モジュールアレ
イ及び冷却板アッセンブリモジュールをアンテナアレイ
モジュールに物理的及び電気的に接続する。65として
別に示される冷却板アッセンブリは、例えば循環冷媒、
位相変化材料あるいはヒートパイプなど、異なる周知の
様々の方法で構成できる。
A module array consisting of modules 64 and a cooling plate assembly 62 are provided directly behind the antenna array, and one module 64 is provided for each antenna element. Each module 64 has in front of it a corresponding element 60 from the broadband antenna array.
Physically and electrically connecting the module array and the cold plate assembly module to the antenna array module having a surface that can be matched with. A cooling plate assembly, shown separately as 65, may be, for example, a circulating refrigerant,
It can be constructed in a variety of different well known ways such as phase change material or heat pipes.

【0023】次に図8(A)及び8(B)において、各
アンテナ要素が分離モジュール64(T/R(送信/受
信)モジュールとして一般に示される)を介して接続さ
れている。これらは各々図8(B)に示す回路を含んで
いる。詳細には、アンテナ要素との接続は最初、デュプ
レクサー(duplexer)70を介して周知の方法で行われ
る。デュプレクサー70はハイパワーアンプ72(HP
A)からの出力レーダ信号を、それに関係するアンテナ
要素60へ送信時に接続し、同一アンテナ要素60から
ローノイズアンプ74(LNA)へ受信のために接続す
る。これらの信号はデュプレクススイッチ(duplexing s
witch)75を介して、直列に設けられた可変位相制御7
6及び可変ゲイン制御78からなる共通ラインに接続す
る。従って、各信号の振幅及び位相は、各アンテナ要素
に提供または受信されたとき、位相及び振幅に関して別
々に制御できる。送信時、位相及びゲイン制御はハイパ
ワーアンプの前に行われるので、位相及びゲイン制御は
ローパワーで実施され、低損失で達成できる。
Referring now to FIGS. 8A and 8B, each antenna element is connected via a separation module 64 (generally designated as a T / R (transmit / receive) module). Each of these includes the circuit shown in FIG. In particular, the connection with the antenna element is initially made in a known manner via a duplexer 70. The duplexer 70 is a high power amplifier 72 (HP
The output radar signal from A) is connected to its associated antenna element 60 during transmission and from the same antenna element 60 to a low noise amplifier 74 (LNA) for reception. These signals are duplexing switches.
variable phase control 7 provided in series via (witch) 75
6 and variable gain control 78 connected to a common line. Thus, the amplitude and phase of each signal, when provided or received by each antenna element, can be separately controlled with respect to phase and amplitude. During transmission, the phase and gain control is performed before the high power amplifier, so the phase and gain control is performed with low power and can be achieved with low loss.

【0024】モジュールアレイ及び冷却板アッセンブリ
62内の各モジュールの背面では、RF及びロジック制
御信号をRF及びロジック分散ネットワーク80から受
信する。
The rear of each module in the module array and cold plate assembly 62 receives RF and logic control signals from the RF and logic distribution network 80.

【0025】最後に、適合性処理及びモノパルスネット
ワーク回路82には4つの主要ブロック、即ちRF及び
ロジック制御分散ネットワーク80に搭載及び電気的に
接続される4つの主要モジュールが背面側から設けられ
る。冷却板アッセンブリ60は、所望電気接続を行うこ
とに加え、本発明のモジュラーレーダミサイル探索器の
背面部品、即ちRF及びロジック分散ネットワークネッ
トワーク80及びモノパルスネットワーク回路82を冷
却する。
Finally, the adaptive processing and monopulse network circuit 82 is provided from the rear side with four main blocks, namely four main modules mounted on and electrically connected to the RF and logic control distribution network 80. In addition to making the desired electrical connections, the cold plate assembly 60 cools the backside components of the modular radar missile searcher of the present invention, namely the RF and logic distributed network network 80 and the monopulse network circuit 82.

【0026】再び図7及び同時に図8(A)及び8
(B)において、好適実施例による各T/Rモジュール
64は、完全単体アッセンブリ内に設けられ、このアッ
センブリは必要な全ての機能を有し、一般に長方形プリ
ズム形状を有する。様々の機能ブロック即ち、リミッタ
ー、ハイパワーアンプ、ローノイズアンプ、位相及びゲ
イン調節、インターフェース回路などが各モジュール内
に設けられ(即ち、アンテナから回路82の方向に沿っ
て設けられている)、アッセンブリハウジング84の深
さに渡り配置されている(図8(B))。固定冷却板6
6は各モジュール64の背面に確保される。
Again referring to FIG. 7 and simultaneously FIGS. 8 (A) and 8
In (B), each T / R module 64 according to the preferred embodiment is provided in a complete unitary assembly, which has all the necessary functions and generally has a rectangular prism shape. Various functional blocks, that is, limiters, high power amplifiers, low noise amplifiers, phase and gain adjustments, interface circuits, etc. are provided in each module (that is, provided along the direction from the antenna to the circuit 82) and the assembly housing. It is arranged over a depth of 84 (FIG. 8B). Fixed cooling plate 6
6 is secured on the back surface of each module 64.

【0027】モジュラー構成の代替えの実施例は、複数
のウエハーモジュールが互いにサンドイッチされること
で得られる。各ウエハーはマトリクスパターンで配置さ
れた所定数の同一及び分離機能ブロック要素(即ち、リ
ミッター、ローノイズアンプ)を有する。必要数の接続
手段が各ウエハーの主要面上に提供されることで、ウエ
ハーは互いに接続される。冷却プレートは第1実施例で
用いたのと同じものでよい。
An alternative embodiment of the modular construction results from a plurality of wafer modules being sandwiched together. Each wafer has a predetermined number of identical and separated functional block elements (ie, limiters, low noise amplifiers) arranged in a matrix pattern. The wafers are connected to each other by providing the required number of connecting means on the major surface of each wafer. The cooling plate may be the same as that used in the first embodiment.

【0028】各実施例のモジュラー構成において、水平
方向のサイズは、第1実施例のモジュール間及び第2実
施例の隣接する同一機能ブロック間の間隔と同様に、ア
ンテナ要素60の間隔により基本的に決定されることは
重要である。モジュールサイズをアンテナ要素間隔に相
関させることにより、モジュラーアレイをアンテナアレ
イのベースに一つ一つ直接組み込むことができる。
In the modular construction of each embodiment, the horizontal size is basically the same as the spacing between the antenna elements 60 as in the spacing between the modules of the first embodiment and between adjacent identical functional blocks of the second embodiment. It is important to be decided on. By correlating module size with antenna element spacing, modular arrays can be directly incorporated into the base of the antenna array one by one.

【0029】本発明と従来技術の直接比較 本発明は周知のシステムでは得られない数多くの利点を
提供する。これら利点は(1)探索器パワーアパーチャ
ー積を実現する費用のかからないモジュラー法、(2)
統合されたアクティブ/パッシブ(ARH)誘導を提供
する広帯域性、(3)いわゆるスタンドオフ妨害(SO
Js:stand-off jammers)の存在するときの探索器誘
導性を高める適合性ビーム形成、(4)群れをなすター
ゲットに対する高められた誘導性、(5)探索器ベース
の融合、即ち誘導及び融合機能を単一探索器に統合する
こと、及び(6)アレイ内の不良要素に関する機能的冗
長性及びリアルタイム適合性補償による改良された信頼
性及び高性能の劣化を含む。
Direct Comparison of the Present Invention with the Prior Art The present invention provides numerous advantages not available with known systems. These advantages are (1) an inexpensive modular method to realize the searcher power aperture product, (2)
Broadband, which provides integrated active / passive (ARH) guidance, (3) so-called standoff jamming (SO)
Adaptive beamforming to enhance searcher guidance in the presence of Js: stand-off jammers, (4) Enhanced guidance to swarm targets, (5) Searcher-based fusion, ie guidance and fusion Including functionality into a single searcher, and (6) improved reliability and high performance degradation due to functional redundancy and real-time conformance compensation for bad elements in the array.

【0030】1.モジュラー構成 従来のレーダ探索器では、アンテナの設計は、中心周波
数、周波数帯域、及びアパーチャーサイズのような要素
を考慮した特定用途について個別に設計しなければなら
ない。本発明は各アクティブ送信/受信モジュールで構
成され、各モジュールは送信要素及び検知レーダ受信要
素からなる。これらの基本的構造ブロックは互いに結合
され、過大な費用をかけずにあらゆるサイズのアレイを
形成する。基本部品はモジュラー部品で作られ、システ
ムの製作には単に所定数のモジュールのアッセンブリが
必要となり完全な特注設計を必要としないので、あらゆ
る種類のレーダミサイル探索器のコストは実質的に減少
する。モジュラー構造の更なる結果として、新たな探索
器の開発毎に再発する又は再発しないコストが減少され
る。
1. Modular Configuration In conventional radar searchers, the antenna design must be individually designed for a particular application considering factors such as center frequency, frequency band, and aperture size. The present invention comprises each active transmit / receive module, each module comprising a transmit element and a sensing radar receive element. These basic building blocks are joined together to form arrays of any size without undue cost. The cost of any type of radar missile searcher is substantially reduced because the basic components are made of modular components and the system fabrication simply requires the assembly of a certain number of modules and does not require a complete custom design. As a further result of the modular structure, the cost of recurrence or non-recurrence with each new searcher development is reduced.

【0031】更に、構造ブロックとしてT/Rモジュー
ルを使用することで、増加されたパワーアパーチャー積
を達成するモジュラー法を提供する。AESAに関し
て、アレイサイズの増加により、送信器電力及びアンテ
ナゲインは同時に増加する。現在の技術では、パワーア
パーチャー積の著しい増加により、ハイパワー送信器及
び(又は)大型アンテナの開発に向かう設計努力が伴
う。
Furthermore, the use of T / R modules as building blocks provides a modular method of achieving increased power aperture products. For AESA, increasing array size increases transmitter power and antenna gain at the same time. Current technology involves design efforts towards the development of high power transmitters and / or large antennas due to the significant increase in power aperture product.

【0032】2.広帯域統合されたアクティブ/パッシ
ブ(ARH)誘導 現在のプレーナ型アレイアンテナ及び進行波管(TW
T)送信器は、特定周波数に高度に同調されている。数
パーセントの比較的普通の帯域についても、システムの
動作帯域周波数の両端部では、現在のシステムは著しい
性能劣化を生じる。一方、広帯域性は本発明のアクティ
ブ送信/受信(T/R)の基本設計の特徴で、それらは
数十パーセント幅の動作帯域について動作できる。好適
実施例はこの固有の広帯域性から利益を得ている。この
ように比較的広帯域で動作する能力により、防御を目的
として使用されている放射物に関するパッシブ誘導情報
を引き出し、この放射物は一般に対応する広帯域周波数
範囲で動作している。
2. Broadband Integrated Active / Passive (ARH) Induction Current Planar Array Antenna and Traveling Wave Tube (TW)
T) The transmitter is highly tuned to a specific frequency. Even for a relatively common band of a few percent, current systems suffer significant performance degradation at the extremes of the system's operating band frequency. On the other hand, wide band characteristics are a feature of the basic design of the active transmit / receive (T / R) of the present invention, and they can operate over an operating band of several tens of percent wide. The preferred embodiment benefits from this inherent wide bandwidth. This ability to operate in a relatively wide band elicits passive inductive information about the radiation used for protection purposes, which is generally operating in the corresponding wide band frequency range.

【0033】更に、好適実施例の広帯域性は、同時に飛
行中の複数ミサイルあるいは高無線周波数妨害RFIの
環境内で、移動計画における高められた性能を提供す
る。広い動作帯域幅は又、幾つかの同様な電子技術(E
CM)より高い性能を提供する。ECM装置を広帯域で
動作させると、ミサイル探索受信器内の妨害電力を薄め
る傾向がある。
In addition, the wideband nature of the preferred embodiment provides enhanced performance in mobility planning in the environment of multiple missiles or high radio frequency interference RFI in flight at the same time. The wide operating bandwidth also allows for some similar electronics (E
CM) provides higher performance. Operating the ECM device in a wide band tends to dilute the jamming power in the missile search receiver.

【0034】3.離れている妨害物(SOJs)が存在
する場合の、探索誘導を高める適合性ビーム形成 従来のジンバル多案先は固定アンテナ側帯波応答を有
し、これは入手できる様々の対抗防御技術に対してリア
ルタイムで修正することができない。この問題を解決す
る従来の技術の一つは、幾何(geometry)を妨害源に対し
て調節し、それらをアンテナのヌル内に置くことで、ミ
サイルの飛行経路を修正することである。しかし、この
処理では、総合的なミサイルの性能はしばしば低下す
る。一方、好適実施例では、アクティブアレイの各要素
のゲイン及び位相を調節することができ、アンテナのヌ
ルをリアルタイムで操作する方法で、軸のずれた(off-a
xis)離れた妨害物からの妨害を除去する。これは全てミ
サイルの飛行経路を変更せずに達成できる。妨害の減少
により、所望ターゲットに対する成功誘導率は高まる。
3. Adaptive beamforming for enhanced search guidance in the presence of distant obstructions (SOJs) Traditional gimbals Many alternatives have fixed antenna sideband response, which is different from the various counter defense techniques available. Cannot be modified in real time. One prior art solution to this problem is to adjust the geometry of the missiles by adjusting their geometry relative to the sources of interference and placing them within the nulls of the antenna. However, this treatment often reduces overall missile performance. On the other hand, in the preferred embodiment, the gain and phase of each element of the active array can be adjusted, and the off-a
xis) Remove disturbances from distant obstacles. All this can be accomplished without changing the flight path of the missile. The reduced interference increases the success induction rate for the desired target.

【0035】4.群れをなすターゲットに対する誘導の
向上 従来のジンバル支持探索器は群れをなすターゲットに対
して制限された性能を有し、アンテナアレイは一般に4
つの象限(quadrant)に分割され、各象限は共に結合され
て処理されるか、又は別々に処理される。3つのターゲ
ットの中で最も最大のものがこの方法で首尾良く判断さ
れる。一方、好適実施例では、アレイは複数のサブアレ
イに分割され、このサブアレイは適当な信号処理を用い
て、群れをなすターゲット内に位置する特定ターゲット
に対する改良された誘導を達成することができる。サブ
アレイの数は、アレイのサイズ及び供給ネットワークの
複雑性により決定されるが、信号処理に要求されるパッ
ケージングの制限範囲以内で、理論的には任意の大きさ
にできる。分離した送信及び受信能力ならびに各アンテ
ナ要素の位相及びゲイン制御により、この探索器は独立
した多数のターゲットから受信した信号を判断すること
ができる。更に、最近の信号処理技術を利用することに
より、判断能力は比較的大きなサイズのターゲットから
来る帰還に依存しない。
4. Improved Guidance for Swarming Targets Conventional gimbal-supported searchers have limited performance for swarming targets, and antenna arrays typically have four antennas.
It is divided into four quadrants, and each quadrant is combined together and processed, or processed separately. The largest of the three targets is successfully judged in this way. On the other hand, in the preferred embodiment, the array is divided into a plurality of sub-arrays, which may be provided with appropriate signal processing to achieve improved guidance for a particular target located within the swarm of targets. The number of sub-arrays, which is determined by the size of the array and the complexity of the supply network, can theoretically be any size within the packaging constraints required for signal processing. The separate transmit and receive capabilities and phase and gain control of each antenna element allows the searcher to determine signals received from multiple independent targets. Moreover, by utilizing modern signal processing techniques, decision making is not dependent on feedback coming from relatively large size targets.

【0036】5.探索器ベースの融合、誘導及び融合機
能を単一の探索器に統合する 従来のジンバル支持アレイの場合、融合及び誘導機能を
単一の探索器に組み込むことは実質的にできない。その
制限要素には、ハイパワー探索器の死角範囲、動作帯域
の制限、及びターゲットを操作しようとする行為に一致
するレートでビームを位置させ、最適な爆発点を決定す
ることができないことである。本発明では、ターゲット
に方向付けて追跡するために使用されるミサイルレーダ
と同じものを、ミサイルの弾頭に対する最適な爆発点の
計算に必要なデータを収集するために使用できる。レー
ダ探索器と共に結合される融合機能を可能とするアクテ
ィブT/R設計に固有の特徴は、死角範囲が少なく(送
信後の回復時間が短い)、波形をサッポートするT/R
モジュールが高帯域幅で、それによりターゲットの大き
さを正確に測定でき、及び探索器ビームを指示させター
ゲットの大きさを判断する機敏な動作である。
5. In the case of conventional gimbal support arrays that combine searcher-based fusion, guidance and fusion functions into a single searcher, it is virtually impossible to incorporate the fusion and guidance functions into a single searcher. The limiting factors are the blind spot range of the high-power searcher, the limitation of the operating band, and the inability to determine the optimum explosion point by positioning the beam at a rate consistent with the attempt to manipulate the target. . In the present invention, the same missile radar used to direct and track a target can be used to collect the data needed to calculate the optimum explosion point for a missile warhead. The unique features of the active T / R design that enable the fusion function to be combined with the radar searcher are the T / Rs that support the waveform with a small blind spot range (short recovery time after transmission).
The module has a high bandwidth, which allows the target size to be accurately measured, and is an agile operation that directs the searcher beam to determine the target size.

【0037】6.信頼性の向上及び優れた不要率劣化 図1と図7を比較すると、本発明を従来のジンバル支持
の台座システムの代わりに用いることで、大幅なハード
ウエアの削減がなされのが分かる。更に詳細には、図3
に示すように、ジンバルアンテナを有する従来のミサイ
ル探索器に特に必要な装備は、陰で示した参照符号86
の機能ブロック内に配置される項目である。図9と比較
すると、この従来のシステムの動作に必要なジンバルト
ルクモータ、サーボ電気回路、及び他の機構部品は取り
除かれ、その部分は軽量で比較的安価な電子部品及び8
8で示される点線部分の回路で占められている。両方の
場合で残りの回路部分(即ち、86及び88以外の部
分)は、ジンバル支持及び本発明に関して同じである。
6. Improved Reliability and Excellent Deterioration of Unnecessary Rate Comparing FIGS. 1 and 7, it can be seen that the use of the present invention in place of a conventional gimbal-supported pedestal system results in a significant hardware reduction. More specifically, FIG.
As shown in FIG. 6, the equipment particularly required for the conventional missile searcher having a gimbal antenna is indicated by the shaded reference numeral 86.
It is an item arranged in the functional block of. Compared to FIG. 9, the gimbal torque motor, servo electric circuit, and other mechanical components necessary for the operation of this conventional system have been removed, and the parts are lightweight and relatively inexpensive electronic components and 8
It is occupied by the circuit indicated by the dotted line 8 in FIG. In both cases, the remaining circuit parts (ie, parts other than 86 and 88) are the same for the gimbal support and the present invention.

【0038】従来のジンバル支持アレイでは、厳しい性
能が要求される多くの部品の中の一つの不良により、誘
導されているミサイルが首尾良く任務を達成できない。
AESAは一般に100余りの同一アクティブモジュラ
ー要素により構成されているので、どれか一つの要素に
よる全体的な性能低下を防ぐ。各要素は基本的に高信頼
性を有し、ある1つの要素の不良はその要素に最も隣接
する要素のゲイン及び位相のぱらめーたに調節すること
により補償できるので、探索器システムの信頼性は更に
高められる。この特徴はきわめて効果的不良率低下を提
供する。
In conventional gimbaled support arrays, guided missiles are unable to successfully accomplish their mission due to one of the many performance demanding components failing.
Since the AESA is generally composed of more than 100 identical active modular elements, the overall performance degradation due to any one element is prevented. The reliability of the searcher system is improved because each element is basically highly reliable and the failure of one element can be compensated for by adjusting the gain and phase of the element most adjacent to that element. Sex is further enhanced. This feature provides a very effective defect rate reduction.

【0039】更に、進行波管(TWT)技術を用いる従
来のハイパワージンバル支持探索器では、一般に探索器
は送信器のアーク及びその次に発生する致命的な不良を
防止するために加圧される必要がある。この場合、密閉
不良はミサイル探索器の不良を生じ、従ってミサイルは
その任務を達成できないことになる。前述のモジュラー
システムでは、各T/Rモジュールは低いピーク電力を
有するので、アークを防ぐための加圧は必要ない。アク
ティブT/Rモジュラー技術は、TWTがおよそ10,
000ボルトで動作するのに比べ、非常に低い電圧で動
作する。このようなTWTの高電圧動作では、電源不良
が発生しないように、極めて高度な製造技術が必要とな
る。
Further, in conventional high power gimbal supported searchers using traveling wave tube (TWT) technology, the searcher is typically pressurized to prevent transmitter arcs and subsequent catastrophic failures. Need to In this case, a poor seal results in a missile finder failure, and thus the missile is unable to accomplish its mission. In the modular system described above, each T / R module has a low peak power, so no pressurization is needed to prevent arcing. Active T / R modular technology has a TWT of about 10,
It operates at a much lower voltage than it does at 000 volts. In such a high voltage operation of TWT, an extremely advanced manufacturing technique is required so that a power supply failure does not occur.

【0040】好適な一実施例により本発明は説明された
が、当業者は上記説明の範囲、及び特許請求の範囲内
で、本発明に様々の修正を施すことができるものであ
る。
Although the present invention has been described in terms of a preferred embodiment, those skilled in the art will be able to make various modifications to the present invention within the scope of the above description and claims.

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

【図1】従来のアレイ及びサーボ走引装置を有する一般
的なアンテナアッセンブリの展開図。
FIG. 1 is a development view of a general antenna assembly having a conventional array and a servo drive device.

【図2】ボアサイトに沿って受信され各ボアサイト側に
配置されるアンテナゲインのグラフ。
FIG. 2 is a graph of antenna gains received along boresight and located on each boresight side.

【図3】一般的なスロット式アレイアンテナのミサイル
レーダ探索器に必要な様々の装置を示す概略機能ブロッ
ク図。
FIG. 3 is a schematic functional block diagram showing various devices required for a general slotted array antenna missile radar searcher.

【図4】一般的なパッシブESAのミサイルレーダ探索
器に必要な様々の装置を示す概略機能ブロック図。
FIG. 4 is a schematic functional block diagram showing various devices required for a general passive ESA missile radar searcher.

【図5】一般的なハイブリッドESAのミサイルレーダ
探索器に必要な様々の装置を示す概略機能ブロック図。
FIG. 5 is a schematic functional block diagram showing various devices required for a missile radar searcher of a general hybrid ESA.

【図6】図5のローノイズアンプの構成を示す図。6 is a diagram showing a configuration of the low noise amplifier of FIG.

【図7】本発明によるアクティブアレイ探索器の展開
図。
FIG. 7 is a development view of an active array searcher according to the present invention.

【図8】本発明によるアクティブアレイの機能ブロック
図。
FIG. 8 is a functional block diagram of an active array according to the present invention.

【図9】本発明による探索装置の略図。FIG. 9 is a schematic diagram of a search device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…アンテナアレイ 14…アンテナ要素 16…接続部及び電子回路 18…アンテナアッセンブリ 20…ジンバル支持台座 22…サボ機構駆動部 24…制御及び駆動電子回路 26…RFプロセッサ 60…アンテナ要素 62…モジュールアレイ及び冷却板アッセンブリ 64…モジュール 66…冷却板 80…RF及びロジック分散ネットワーク 82…適合性処理及びモノパルスネットワーク回路 12 ... Antenna array 14 ... Antenna element 16 ... Connection part and electronic circuit 18 ... Antenna assembly 20 ... Gimbal support pedestal 22 ... Sabo mechanism drive part 24 ... Control and drive electronic circuit 26 ... RF processor 60 ... Antenna element 62 ... Module array and Cooling plate assembly 64 ... Module 66 ... Cooling plate 80 ... RF and logic distributed network 82 ... Compatibility processing and monopulse network circuit

フロントページの続き (72)発明者 ロバート・エル・トマネック アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91307、ウエスト・ヒルズ、ジャーラッ ド・ウエイ 23681 (72)発明者 ティモシー・エル・ボランド アメリカ合衆国、カリフォルニア州 93010、カマリロ、サン・ミギューエル・ ドライブ 152Front Page Continuation (72) Inventor Robert El Tomanek, California 91307, USA, West Hills, Jarrad Way 23681 (72) Inventor Timothy El Boland United States, California 93010, Camarillo, San Miguel・ Drive 152

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共通の送受信方向を有し、一平面内に配
置される複数のアンテナ要素、及び前記各アンテナ要素
に各々設けられ、前記アンテナ要素の一平面と接続され
るアンテナモジュラー送受信回路手段、を具備すること
を特徴とするアクティブアンテナアレイ。
1. A plurality of antenna elements having a common transmission / reception direction and arranged in one plane, and antenna modular transmission / reception circuit means provided in each antenna element and connected to one plane of the antenna element. An active antenna array comprising:
【請求項2】 前記各モジュラー回路手段は、前記アン
テナ要素によって送受信されるレーダ信号を分離する分
離手段を含むことを特徴とする請求項1記載のアクティ
ブアンテナアレイ。
2. The active antenna array according to claim 1, wherein each of the modular circuit means includes a separating means for separating a radar signal transmitted and received by the antenna element.
【請求項3】 前記各モジュール回路手段は複数のウエ
ハーを有し、各ウエハーは単一マトリクス内に配置され
る複数の同一機能ブロック回路を含み、異なるウエハー
に関する機能ブロック回路は選択的に異なる構造を有
し、前記複数ウエハーは各ウエハーの1機能ブロック回
路と各々接続され、又、隣接する1ウエハーの1機能ブ
ロック回路に対して直線的に配置されることを特徴とす
る請求項2記載のアクティブアンテナアレイ。
3. Each module circuit means comprises a plurality of wafers, each wafer including a plurality of identical functional block circuits arranged in a single matrix, the functional block circuits for different wafers having selectively different structures. 3. The plurality of wafers are respectively connected to one functional block circuit of each wafer, and are linearly arranged with respect to one functional block circuit of an adjacent one wafer. Active antenna array.
【請求項4】 前記各モジュラー送受信回路手段には、
熱を吸収する手段が設けられることを特徴とする請求項
1記載のアクティブアンテナアレイ。
4. The modular transmission / reception circuit means includes:
The active antenna array according to claim 1, further comprising means for absorbing heat.
【請求項5】可変送信パワー及び可変アンテナゲインを
有するアクティブアンテナアレイであって、 所定のパワー及びアンテナゲインを達成し、一定間隔で
配置される所定数のモジュラーアンテナ要素と、 物理的及び電気的に1アンテナ要素に各々接続される、
複数の同一構成送受信回路モジュールと、 前記回路モジュールと物理的に結合され、前記回路モジ
ュール及びアンテナ要素のユニット構成を形成する冷却
板手段と、 を具備することを特徴とするアクティブアンテナアレ
イ。
5. An active antenna array with variable transmit power and variable antenna gain, which achieves a predetermined power and antenna gain, and a predetermined number of modular antenna elements arranged at regular intervals, physical and electrical. Each connected to one antenna element,
An active antenna array comprising: a plurality of transmitting / receiving circuit modules having the same configuration; and cooling plate means physically connected to the circuit module to form a unit configuration of the circuit module and the antenna element.
【請求項6】 前記各回路モジュールは、前記接続され
たアンテナ要素の各送受信回路を収納する長方形プリズ
ム形状ハウジングを含むことを特徴とする請求項5記載
のアクティブアンテナアレイ。
6. The active antenna array according to claim 5, wherein each of the circuit modules includes a rectangular prism-shaped housing that houses each of the transmission / reception circuits of the connected antenna elements.
【請求項7】 前記回路モジュールは互いに同一構成で
あることを特徴とする請求項6記載のアクティブアンテ
ナアレイ。
7. The active antenna array according to claim 6, wherein the circuit modules have the same configuration.
【請求項8】 前記各回路モジュールは、位相及びゲイ
ンを別々に調整可能であることを特徴とする請求項5記
載のアクティブアンテナアレイ。
8. The active antenna array according to claim 5, wherein each of the circuit modules can adjust a phase and a gain separately.
【請求項9】 前記各回路モジュールは異なるアンテナ
要素にそれぞれ確保されることを特徴とする請求項8記
載のアクティブアンテナアレイ。
9. The active antenna array according to claim 8, wherein each of the circuit modules is secured in a different antenna element.
【請求項10】 前記各回路モジュールはデュプレクサ
を含み、このデュプレクサはアンテナ要素に接続され、
前記アンテナ要素からハイパワーアンプ及びローノイズ
アンプに対する相互接続を行い、前記ハイパワーアンプ
及びローノイズアンプは直列接続の可変位相制御部及び
可変ゲイン制御部に各々接続されることを特徴とする請
求項5記載のアクティブアンテナアレイ。
10. Each circuit module includes a duplexer, the duplexer being connected to an antenna element,
The interconnection from the antenna element to a high power amplifier and a low noise amplifier is performed, and the high power amplifier and the low noise amplifier are respectively connected to a variable phase control unit and a variable gain control unit connected in series. Active antenna array.
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