JPH08226962A - 自己監視・較正フェイズドアレーレーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電子出願以前の出願であるので 要約・選択図及び出願人の識別番号は存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、フェイズドアレーレーダの各アン テナ素子の個々の送信／受信作動回路の重要な性 能パラメータの較正及び較正範囲内での維持に関 し、また、特定のアンテナ素子に対して作動回路 を設け、それにより自己監視・較正を行うことが できる調整・交換可能な新規な送信／受信部分組 立て体（sub-assembly）に関する。

（従来の技術） 従来のフェイズドアレイレーダ装置においては、 出力管または増幅器を用いて電力を発生した後伝 送線回路網を通じてこれを個々の放射素子へ配分 していた。所望の周波数帯域幅にわたりビームの 操縦及び制御を行なうには、個々の伝送線経路の すべてが同一のまたは既知の路線長となるよう注 意しなければならない。使用中の路線長の較正は 通常必要ではない。

固体化レーダにおいては、通常は低電力励振器 が送信信号の搬送波を発生する。低電力のレーダ 信号を発生するには、励振器出力をパルス化を含 む振幅変調または位相変調することが多い。次に これらの低電力信号はフェイズドアレーのアンテ ナ素子を駆動するようそれぞれが配列された電力 増幅モジュール・アレーに配分される。

送信中は、モジュール内の電力増幅器は、アン テナパターンを規定するため相互に位相コヒーレ ンシーを維持することが絶対に必要である。ある 種の使用においてはサイドローブを減らすため電 力増幅器の「重み付け」をする。また「重み付け」 をした伝送としない伝送とのいずれにとっても、 電力増幅器の電力レベルも装置性能にとって重要 である。

受信中は、同様な制約が受信機の機能に課せら れる。フェイズドアレーレーダ装置では、それぞ れのアンテナ素子には低雑音増幅器が備えられる。

特に和と差の両ビームの形成されるモノパルス使 用の場合は、受信ビームが適切に形成されるには、 各アンテナ素子に関連するそれぞれの低雑音増幅 器は同じ位相レスポンスで信号を処理し、同じ程 度にこれを増幅しなければならない。

通常のフェイズドアレーレーダ装置では、特定 の電力利得あるいは位相要件に適合する必要性が、 数千の作動中の回路のそれぞれ、アレイの１素子 に関連する回路のそれぞれに課せられる。従って、 どの修正も多数の潜在的誤差に対し有効に働かな ければならない。

３ギガヘルツ以上の周波数で作動するレーダは “ＭＭＩＣ”様式の使用に適したその能動デバイ ス用の「高周波」バルク材料を必要とする。この 周波数では、シリコンバルク材料を使った能動デ バイスはガリウムひ素などの高周波バルク材料を 使ったデバイスよりも大幅に効率が落ちる。同時 に、能動・受動部品ともに形態の実際の寸法が小 さくなり、能動部品と受動部品とを単一のモノリ シック回路に集積することが実行可能となる。こ の様式を「モノリシックマイクロ波集積回路」 （ＭＭＩＣ）と称する。

ＭＭＩＣ様式は、効率の良い受動デバイスと写 真製版法を用いて寸法を調節したレイアウトの回 路構成とを可能とするＧａＡｓバルク材料の半絶 縁特性を利用する。その結果極めてコンパクトな 回路構造となる。

ＭＭＩＣ様式における能動デバイスは写真製版 法により再生産することができ、ある種の新しい 技法を使えば非常に細かく段階付けして利得を調 節することができる。例えば、低雑音増幅器の場 合には、段階的な利得が、移相器の場合には段階 的な位相が実現できる。

ＭＭＩＣ構造の根底には、回路定数に対する製 造上の誤差の影響がしばしば回路設計の許容値を 上回るという事実がある。例えば、ある種のＭＭ ＩＣでは位相応答が相当にまちまちである。しか し、利得は、応用によっては依然として過度に変 わるけれども、予測性が高い。従って、製造上、 あるいは経年変化により重要な特性の誤差が許容 範囲を超えると想定すれば、ＭＭＩＣの段階的な 特性は、作動回路の回路定数をもっと正確に達成 する方法を示唆している。

（発明が解決しようとする課題） 従って、この発明の１つの目的は、新しいフェ イズドアレーレーダ装置を提供することにある。

発明の他の目的は、個々のアンテナ素子と受信 機／励振器間の作動経路を監視・較正する新しい 手段を有するフェイズドアレーレーダ装置を提供 することにある。

この発明のなおもう１つの目的は、フェイズド アレーレーダ装置に使用する１組のアンテナ素子 用の作動回路を構成する新しい送信／受信（Ｔ／ Ｒ）部分組立て体を提供することにある。

この発明の更にもう１つの目的は、自己監視・ 較正フェイズドアレーレーダ装置に使用する新し いＴ／Ｒ部分組立て体を提供することにある。

この発明の１つの目的は、自己較正フェイズド アレーレーダ装置に使用する利得調整可能な新し いＴ／Ｒ部分組立て体を提供することにある。

この発明の他の１つの目的は、自己較正フェイ ズドアレーレーダ装置に使用する位相調整可能な 新しいＴ／Ｒ部分組立て体を提供することにある。

この発明のなおもう１つの目的は、自己監視・ 較正フェイズドアレーレーダ装置に使用する位相、 利得及び／又は電力調整が可能な新しいＴ／Ｒ部 分組立て体を提供することにある。

この発明の更にもう１つの目的は、フェイズド アレーレーダ装置の同様のＴ／Ｒ部分組立て体な どと互換使用可能な新しいＴ／Ｒ部分組立て体を 提供することにある。

この発明の他の１つの目的は、約１ギガヘルツ 以上で使用する新しい自己監視・較正フェイズド アレーレーダ装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） この発明のこれらの及びその他の目的は、ｍ行 ×ｎ列素子フェイズドアレーレーダ装置において、 励振器から各アンテナ素子への送信経路及び各ア ンテナ素子から受信機への受信経路での正確な位 相レスポンスを維持するための新規な組合せにお いて実現することができる。

この組合せには、較正及び送信用の信号を送る 励振器、励振器を基準とする位相誤差検出回路と 測定ポートとを有する受信機、及びビーム形成器 が含まれる。ビーム形成器には励振器／受信機か らアンテナ素子への送信／受信作動経路内に置か れるｍ×ｎ／ｊ個のポートを備える（ｊは通常の 場合１、２、または４である）。

この組合せには、通常の場合ｉが４である（ｍ ×ｎ／ｉ）個の複数のポートに内部結合される単 独のポートを備え、各経路が各アンテナ素子から 励振器／受信機への較正経路を形成する既知の電 気長を有するコーポレート較正給電回路網、及び ４個のアンテナ素子の各サブセット用の送信／受 信作動経路内に置かれる（ｍ×ｎ/4）倍の複数の 位相調整可能な送信／受信（Ｔ／Ｒ）部分組立て 体が更に含まれる。

各Ｔ／Ｒ部分組立て体には、ビーム形成器に結 合される１つ、２つ、または４つのストリップラ インポートと４つのマイクロストリップポートを 有する分割器回路網及び推移部、及び、関連する アンテナ素子の信号を処理するための能動電子素 子を内蔵し、マイクロストリップ伝送経路を用い る４つのＴ／Ｒモジュールが含まれる。

更に明確には、各モジュールには、位相設定用 制御器を有し送信／受信作動経路内に置かれる双 方向制御可能な移相器、励振器信号を増幅するた めの電力増幅器信、関連するアンテナ素子からの 信号を増幅するための低雑音増幅器、及び、送信 中は励振器からの信号を電力増幅器を経て関連す るアンテナ素子へ送り、受信中はアンテナ素子か らの信号を低雑音増幅器を経て受信機へ送るため の分岐手段であって、Ｔ／Ｒスイッチとサーキュ レータとを含む１対の３ポート送信／受信分岐手 段を含む。

Ｔ／Ｒ部分組立て体には、更に、サーキュレー タ分岐手段をストリップラインアンテナ回路に結 合する４個のマイクロストリップ−ストリップラ イン推移部が含まれる。アンテナ回路は、方向性 較正結合器を有する１行内の４つの隣接するアン テナ素子、及び４つのアンテナ素子を較正結合器 を経て較正回路網に接続する１つの４対１コーポ レート給電回路網を有する。従って４つの送信／ 受信作動経路は１本の較正経路と直列に接続され る。

較正ループは、最初は送信作動経路を、次に較 正経路を構成し、受信機測定ポートに終わる測定 経路に励振器信号を切換えることにより、送信作 動経路較正に対して完結する。受信作動経路較正 に対してはこの順序を逆にする。この場合は、励 振器信号を最初は較正経路を、次に受信作動経路 を構成し、受信機測定ポートに終わる測定経路に 切換える。

この発明の更に別の面によれば、各Ｔ／Ｒモジ ュールの移相器は双方向性で、複数のディジタル 位相状態を有し、各Ｔ／Ｒモジュールの低雑音増 幅器は随意にディジタルの電力及び利得状態を有 し、これらの状態はすべて論理制御に従う。電力 または利得を制御する場合は、受信機には適当な 振幅誤差検出回路が設けられる。

この発明の１つの面によれば、移相器の位相は 周期的に調節されて送信作動経路及び受信作動経 路を仮想ボアサイト状態に再較正する。次に位相 誤差データを消去可能な記憶装置に記憶させ、送 信中及び受信中のビーム操縦位相指令を修正する。

次回の較正まで、記憶された同じ誤差データが使 用される。

この発明のもう１つの面によれば、各Ｔ／Ｒ部 分組立て体には、各モジュールの利得及び電力の 修正値を永久記憶するための読出し専用記憶装置 （ＲＯＭ）が設けられる。周期的に、受信機測定 ポートにおいて利得及び電力を監視し、許容しう る性能を確認する。Ｔ／Ｒ部分組立て体の単数ま たは複数のモジュールが許容性能値を逸脱すれば、 故障という表示が出てそのＴ／Ｒ部分組立ては交 換される。Ｔ／Ｒモジュールそれ自体は、性能値 に相当な変動があってもＴ／Ｒ部分組立て体に組 み込む前には相互交換可能であるが、一旦組み込 まれてＲＯＭをプログラミングして正しい値に設 定した後は、ＲＯＭの交換なしには交換すること はできない。

その結果、励振器／受信機から１つのアンテナ 素子への各作動経路における良好な位相、電力及 び利得性能が生まれる。この発明は３ギガヘルツ 以上で使用されＭＭＩＣ回路内ガリウムひ素材料 を用いるフェイズドアレーレーダ・システムに適 した応用面を有する。

本発明の創意に富み特有の特徴事項は本出願の 請求項に明記されている。しかし、発明自体及び その他の目的や利益は、以下の説明と添付図面を 参照することによって最も良く理解できるであろ う。

（実施例） 第１図Ａはフェイズドアレーレーダ装置の開口 部を示す透視図である。第１図Ａには、アレイに 配置された個々のアンテナ素子21を示すため、 本来の係合位置から離して示されている平坦な方 形のレードーム３を有する大型方形ハウジング２ が示されている。レードームはアンテナ素子を気 象条件から守り、豪雨の場合はビーム操縦を困難 にする水の悪影響を低減する。このレードームは 1987年5月21日提出の「アンテナアレイに対 する保護遮蔽」と題するH.C.AST及びJ.D.Reale の発明の、特許出願第052,728合の主題である。

第１図Ｃに示すように、アンテナ素子21は行 と列に配列される。１行64素子、１列56素子 であるが角の埋まっていない実用例では、総数は 約3000である。この3000ほどのアンテナ素子 は、垂直線上で４個ずつのグループに順次組み立 てられ、各グループは１個のＴ／Ｒ部分組立て体 20の一部を形成する。

第１図Ｂに示すＴ／Ｒ部分組立て体20はプラ グインユニトットで容易に取り外すことができ、 同様の交換可能装置との交換が可能である。Ｔ／ Ｒ部分組立て体は開口部全体にわたっている大き な方形鋳物のレーダ装置の堅固なフレーム構造内 に嵌まり込むように配列される。Ｔ／Ｒ部分組立 て体を組み立てた状態では、露出面は連続した平 坦な接地面を形成し、この面を貫いてアンテナ素 子が突き出す。通常は隠れているＴ／Ｒ部分組立 て体の後面は、Ｔ／Ｒ部分組立て体に対して所要 の信号を送り、較正及びＴ／Ｒ部分組立て体との 制御結合を行う複数のコネクタ（34，24，39）を 支えている。コネクタは、部分組立て体を接地面 に対して垂直に動かすことにより装置内の相手コ ネクタとの嵌脱ができるように設計される。

各Ｔ／Ｒ部分組立て体には、４つのアンテナ素 子を送信モード及び受信モードで作動させるのに 必要な能動送信／受信電子回路を提供する４個の 取り外し可能なＴ／Ｒモジュール、４つのＴ／Ｒ モジュールをビーム形成器の１個の複数タップに 結合する第１の４路コーポレート形信号分配回路 網、及び、較正回路網の１個の複数タップへの接 続のための第２の４路コーポレート形較正回路網 が含まれる。更に、局部制御機能も備えられ、こ れは中央「同期装置」37と協力して数個の作動 状態及び自己較正状態をエネーブルし、４つのモ ジュールの較正調節機能を確立する。

４個のＴ／Ｒモジュールが各Ｔ／Ｒ部分組立て 体に含まれ、それぞれのモジュールには１つのア ンテナ素子に送信／受信機能を行なわせるに必要 なすべての能動電子回路が含まれる。Ｔ／Ｒモジ ュールはＴ／Ｒ部分組立て体の中で最も故障し易 かったり特性の変化し易い部分に当る。これらは 容易に取り外せるように設計され、Ｔ／Ｒ部分組 立て体に組み込む前や故障したユニットを取り替 えるために交換可能である。

４つの個々のＴ／ＲモジュールをＴ／Ｒ部分組 立て体に組込んだ後は、Ｔ／Ｒ部分組立て体制御 論理内の記憶装置には個々のＴ／Ｒモジュール間 のばらつきを修正するため変更を加えることがあ る。従って、Ｔ／Ｒモジュールは使用現場では交 換できないが、Ｔ／Ｒ部分組立て体の記憶装置の プログラムを組みなおすことのできる修理施設で は交換することができる。

１つの例示的実施例でのレーダ装置には、それ ぞれの行に64個の部分組立て体を含み14行に 配列された約700個のＴ／Ｒ部分組立て体、及び、 3000あまりのアンテナ素子のための能動電子回路 を含む約3000のＴ／Ｒモジュールが含まれる。

互換性はあるが現場での交換が最もできにくいユ ニットであるＴ／Ｒ部分組立て体は使用寿命が長 いとされ、主な故障源であるＴ／Ｒモジュールが Ｔ／Ｒ部分組立て体の交換の主な原因となる。

第１図Ａに示すフェイズドアレーレーダ装置は、 静止位置から作動し電子的に走査されるビームを 形成する。送信ビームの走査は、アレイの個々の 素子に結合される前に共通の励振器信号に加えら れる電気的遅れを調節することにより行なわれる。

アレイの各素子が同相の信号で励振されると、ビ ームはアレイの面に垂直な軸の方向に向けられる。

（アレイ面に対してブロードサイドなビーム位置 は「ボアサイト」位置として知られる。）。

送信ビームは、開口部を横切って垂直または水 平座標線に沿ってほとんど同じ増分でアンテナ素 子間の位相をずらしてやることにより走査される。

これによりビームはボアサイトから垂直または水 平に偏向され、その偏向量はアレイの素子間の位 相増分に比例する。

フェイズドアレーレーダでは、ビーム形成及び 操縦の精度は、励振器から各アンテナ素子への経 路での位相遅れの精度により決まってくる。既に 述べたように、１つの励振器の増幅された出力が 各アンテナ素子を励振するために使われる。励振器 出力は何らかの形の初期変調を受け、中程度の電 力レベルのものである。励振器出力は、ビーム形 成器の列給電部及び行給電部に加えられる前に、 信号を雑音より十分高いレベルに維持するためア ンテナ素子への経路内で再増幅され、電力増幅器 で最終電力増幅を受け１つのアンテナ素子を励振 する。最終増幅の前に、励振器出力は、各ビーム 操縦角に適する所望の位相角へ信号を設定するた めのＴ／Ｒモジュール内のディジタル制御移相器 を通過する。

普通のレーダ応用では、ビーム形成−この用語 は励振器信号を電力増幅器に分配する回路網によ りビームを形成することを指す−は送信でも受信 でも同じである。この応用では、アレイの全素子 における送信信号の振幅は等しく保たれ、各ビー ム操縦位置ごとに開口部を横切って順次水平また は垂直に進むにつれ、実質的に等しい位相の増分 （±最下位ビットの半分）が維持される。あるビ ーム位置に目標が存在すれば、相当する位相増分 でアレイの個々の素子に反響信号が到達し、ビー ム形成回路を逆に進めて適切に再構成すれば、最 初に送った送信パルスと同じ一つのパルスが発生 する。比較的粗くてもよい位相設定を用いてビー ム指向角を調節しても比較的高い精度がえられる が、最終的精度はビット数に依存する。

しかし、アンテナ素子における振幅を等しくし 開口部を横切って順次段階的に位相を設定するビ ーム形成法はフェイズドアレイレーダ装置に使わ れるいくつかのビーム形成調整の単に１つにすぎ ない。アレイの個々の素子に供給する信号の振幅 には、ビームのメインローブ経路内にないジャマ ーからのジャミングを防ぐためサイドローブレベ ルを減らすことが望ましい場合は、屡々重み付け が行われる。

振幅と位相をともに調整するビーム形成を伴う モノパルス動作も普通に行われる。モノパルス送 信のためのビーム形成器は最適指向性を確保する ように振幅を重み付けした振幅で通常のビーム （即ちΣ）を送る。受信では、同様のまたは異な る振幅重み付けをした和ビームが受信され、１対 の差（Δ）ビームが位置（ΔＡｚ）及び迎角（Δ E1）に形成される。

従って前述の応用では、送信のため励振器信号 を処理する能動電子回路と受信に際してのアンテ ナ素子が受信した反響信号へと位相制御以外に、 重み付けされた振幅の制御の必要が加わる。した がって、レーダ装置が設計性能を発揮するには、 位相と送信の際の電力と受信の際の利得とを規定 値に保持しなければならない。

前述のように、能動電子素子は、高い周波数で 使用する実用のフェイズドアレイレーダ装置に必 要なよりも初期精度が低く安定性に劣ることが多 い。その修正には２つの主な形式を取る。製造に 基づく誤差は機器の製造に伴うものとして永久的 な修正により除くことができる。送信機電力また は受信機利得の誤差は、正しい設定値を求め修正 値を永久記憶装置に記憶させて修正することがで きる。製造後も性能は繰り返し監視される。監視 の結果、許容性能値からの逸脱が発見されたら、 非実働利得素子を含む「最低交換可能ユニット」 を交換する。この実施例では、位相誤差はまた変 動を受け、ディジタル制御移相器が使われている。

移相器は簡易な手段で頻繁に監視され、許容値か らの逸脱が検出されたら設定値を変更する。

本発明によれば、取り外し可能なＴ／Ｒ部分組 立て体には４個の互換性のあるＴ／Ｒモジュール が含まれ、各モジュールはそれぞれのアンテナ素 子に必要な能動電子回路を含み、論理制御された 位相または位相と振幅の調整を行う手段を提供す る。それぞれのモジュールは、励振器から各アン テナ素子へ、そしてアンテナ素子から受信機への 作動経路でこれらの調整を行なう。モジュールの 設定を制御するＴ／Ｒ部分組立て体は、別の電子 回路を使うので、送信信号及び受信信号に対して 別の設定を行なう。設定値の確度を保証する較正 過程には、内部基準が含まれ、ビーム形成過程で の連続的な進行中の較正が可能となる。

位相、電力及び／又は利得を論理的に制御する とともに、全体的なレーダ装置の設計が適切であ り、レーダ受信機に適切な位相及び振幅検出回路 を有するＴ／Ｒモジュールを使うことにより、各 作動経路での所望の位相・振幅・利得応答を、設 計性能を達成するに必要な精度で達成することが できる。

第２図Ａ及びＢはこの発明の１つの実施例の簡 略系統図であり、レーダ装置の４個のアンテナ素 子21（即ちｊ番目のサブセット）のためのＴ／ Ｒ部分組立て体の送信及び受信用の較正ループを それぞれ示している。この部分組立て体には４個 のアンテナ素子及び４個のＴ／Ｒモジュール（そ れぞれ素子27，28，29，30，31を含む）が含ま れ、各モジュールの素子は送信用及び受信用のそ れぞれの能動アンテナ回路の位相調整手段を備え ている。（第２図Ａ及びＢで使用されている参照 番号及び説明は、第４図及び第５図の更に詳細な 回路図にも適用される。） レーダ装置の制御は、記憶された誤差データを 供給する受信機11とともに作動する同期装置 37、及び能動電子回路を含む個々のＴ／Ｒモジ ュールのそれぞれのＴ／Ｒ部分組立て体20内の 制御を司る制御チップ38によりシステムレベル で行なわれる。第２図Ａに示す制御は、移相器 31、及び、個々のＴ／Ｒモジュール26及び状 態の選択をエネーブルすることに限定される。２ つの実用例に存在する更に複雑な制御機能は第７ 図及び第８図に示す。

従って、第２図ＡはＴ／Ｒ部分組立て体20の 一部である４個のアンテナ素子のための送信作動 経路における位相誤差の修正に関するものである。

第２図Ａに示す簡略化された形でのＴ／Ｒ部分組 立て体20は４つの同様なチャンネルを有し、各 チャンネルには、論理制御される移相器31を含 むＴ／Ｒモジュール(26)及びＴ／Ｒ電子回路パッ ケージ27，28，及び30が含まれる。更に、Ｔ／ Ｒ部分組立て体には、ビーム形成器をＴ／Ｒモジ ュールに接続するための信号分配回路網(33)、ア ンテナ素子を較正回路網(15,16)に接続するため の較正分配回路網(25)、及び制御同期装置39に 接続される論理制御部38が備わっている。

更に、第２図Ａに示すレーダ装置は、送信用及 び送信経路較正用の信号を送る励振器10；基準 及び測定入力端子を持った較正誤差検出回路を有 する受信機11；送信期間及び送信経路較正期間 での送信列給電13及び送信／受信行給電14に おけるビーム形成経路であって、図示のＴ／Ｒ部 分組立て体の・励振器／受信機信号端子34に至 り集積アンテナ素子21に終わるビーム形成経路 を備えたビーム形成器(13,14)；そして送信期間 及び送信経路較正期間に集積アンテナ素子に始ま り受信機11の測定誤差検出端子に終わる較正経 路を備えた較正給電部(15,16)を備える。較正給 電部は、本質的にコーポレートな（即ち一つのポ ートから複数のポートのそれぞれへの電気長が理 想的には同じで、すべての分岐部が同じ電力分割 ／加算値を生じる経路を有する）列給電部(15)及 び行給電部(16)に分割される。

送信中及び送信経路較正中は、励振器信号はビ ーム形成器13，14の複数のポートから各Ｔ／Ｒ 部分組立て体20の端子34に結合される。その 一つのポートが端子34に結合されるＴ／Ｒ部分 組立て体内の４分岐コーポレート給電回路網33 は、励振器出力を、各Ｔ／Ｒモジュールの第１の 素子を形成する４つの制御される双方向性移相器 31のそれぞれへの（第10図の分解図に示す） マイクロストリップ推移部23へ結合するストリ ップラインを介して４つのポートのそれぞれに分 配する。

４つの移相器のそれぞれを個別に通過した後、 別々に処理された励振器信号は、各移相器に続く （各Ｔ／Ｒモジュールの残りの部分である）直列 結合のＴ／Ｒ電子回路へ結合される。（送信また は送信経路較正のための）各Ｔ／Ｒ電子回路ブロ ックは、それぞれ素子30，28及び27から構成 される。第７図の詳細図に示すように、Ｔ／Ｒス イッチ30は励振器信号を電力増幅器28に切換 え、サーキュレータ27は電力増幅器出力をアン テナ素子21への経路に分岐する。

送信中はすべてのアンテナ素子は給電されてビ ームが形成される。送信経路較正中は制御チップ の制御の下で一時に１つのアンテナ素子だけが給 電され、実際のビームは形成されない。

従って、送信経路較正中は４つの増幅された励 振器出力のうち１つだけが存在し、４個のサーキ ュレータ27の１つから４個の方向性較正結合器 (22)の１つの１次経路を経て４つのアンテナ素子 21の１つに結合される。方向性結合器は、第１ の経路と20 dBの減衰で結合される２次の経路を 有する。20 dB結合器はアンテナ励振の位相と振 幅にできるだけ近い反射を行うようにその関連す るアンテナ素子の近くに置かれる。従って、20dB 結合器が能動アンテナ素子に近付くほど、送信機 出力である増幅された励振器出力の低減されたサ ンプルが１つの方向性結合器の２次出力において 取り出される。

較正過程中において、４つのアンテナ素子のそ れぞれから放射される信号の仮想的模写である送 信信号の減衰された４つのサンプルは、４つの方 向性結合器のそれぞれによって別々に導出され、 ４路コーポレート給電回路網25の複数のポート に結合される。４つのサンプルは異なった時点に 25の複数のポートから25の一つのポートを経 て端子24に至り、ここでＴ／Ｒ部分組立て体か ら較正給電回路網15/16へと進む。

次に４つのサンプルは較正給電回路網(15,16) を経て受信機11の位相誤差検出回路の測定端子 に戻る。ここで、誤差回路の基準端子に直接結合 される励振器出力により形成された基準信号と送 信作動経路と較正経路とを含む経路をたどったサ ンプルとの間に比較が行われる。作動経路の較正 ループはしたがって誤差検出受信機で閉じ、作動 経路の位相遅れが基準に対して測定される。回路 が所望の値からの位相誤差を指示した場合は、誤 差は受信機11に記憶され、同期装置37を経て 制御チップ39に結合され、較正される４つの経路 のそれぞれにおける誤差を相殺するため４個の移 相器31の設定を再調整するのに使われる。

送信及び受信作動経路の場合の較正過程は、 700個のＴ／Ｒ部分組立て体のそれぞれに対して 制御チップ38を通じて作用する同期装置37の 制御の下に行なわれる。全装置の較正には（分と いうオーダーでの）かなりの時間がかかる。レー ダ装置を始動するときには全体的な較正を行なう が、レーダの通常の作動中でも空き時間を利用し て少しずつ行なうこともできる。

各Ｔ／Ｒ部分組立て体の同期装置37及び制御 チップ38は、今説明したように送信作動経路較 正の状態を制御し、また他の３つの主要な状態の 発生の制御を行なう。他の状態とは、送信、受信 作動経路の較正、及び受信である。例えば送信モ ードでは、送信状態の全Ｔ／Ｒ部分組み立ての４ つのモジュールのすべては同時に作動状態になる が、送信経路較正では、すべてのＴ／Ｒ部分組み 立てを含む時間シーケンスで一時に１つだけのモ ジュールを擬送信状態で作動させる。同期装置 37及び制御チップ38は、第２図に示すように エネーブル制御によって各Ｔ／Ｒモジュールでこ れらの状態を生じる。

ｍ×ｎ個の送信作動回路での位相誤差を修正す るには経路ごとに１つの移相器が必要であり、移 相器は設定値を保持しビーム操縦中にこの設定値 から増分されることができる。移相器は較正中の 所望の基準値からの逸脱を修正する値にリセット され、360°にわたりこれを継続できなければな らない。

全経路の較正が済めば、仮想ボアサイト条件が 生まれる。送信中は、位相修正はボアサイト条件 からの所望のオフセットへビームを操縦する際に 位相の増分が加えられる「真の」ゼロ位相設定値 として維持されなければならない。この要求条件 は、論理制御を受ける通常４ビットから６ビット のディジタル位相器により満足される。適切な移 相器としては、本出願の譲受人に譲渡されている 「ディジタル制御広帯域移相器」と題する1985 年5月20日提出のフワング(Hwang)らによる米 国特許第4,638,190号に述べられているものがあ る。

内部に４個のＴ／Ｒモジュール(26)を有するＴ ／Ｒ部分組立て体(20)は、各送信経路に対する位 相誤差を修正する手段を備えてはいるが、各経路 の位相誤差のかなりの部分に寄与する。ストリッ プライン回路網33及び25は、信頼性が高く位 相誤差は少ないが能動電子回路には、信頼性が低 く相当な位相誤差を示す移相器が含まれている。

送信経路較正に使われるモジュール26内のブロ ックには、電力増幅器28、Ｔ／Ｒデバイス(30)、 そしてサーキュレータが27があり、電力増幅器 28の入力に加えられ電力増幅器28の出力から 関連のアンテナ素子(21)に送られる励振器信号の 所要の操縦を行なう。（また各Ｔ／Ｒモジュール には送信中には作動しない低雑音増幅器(29)も含 まれており、これは送信中は位相誤差に寄与しな い。） 各移相器31は関連のＴ／Ｒモジュール(26)で の、Ｔ／Ｒ部分組立て体(20)の信号分配経路での、 そして励振器から関連のアンテナ素子への残りの 経路での位相誤差を修正する。その残りの主要な 部分はビーム形成器13，14である。

ビーム形成器は励振器10とｊ番目のＴ／Ｒ部 分組立て体20の端子34との間に接続される。

ビーム形成器(13,14)は列給電回路網13と行 給電回路網14から構成され、（第６図に示すよう に）分岐が行われたときの励振器信号レベルを維 持するための増幅器を含んでいる。励振器10か らビーム形成器(13,14)への入力接続は１つだ けであり、ビーム形成器からＴ／Ｒ部分組立て体 20への出力接続は（34における）１つしかない ので、選択されたｊ番目のＴ／Ｒ部分組立て体に 関してはビーム形成器を通る１つの独自の経路が 含まれる。（それはｊ番目のＴ／Ｒ部分組立て体 の１部をなすどのアンテナ素子にとっても同じビ ーム形成器経路である。）従って、ビーム形成器 13，14を通る独自の経路での位相の遅れは、励 振器からある特定のアンテナ素子への経路に存在 する他の位相の遅れと組み合わせられた固定量で ある。

送信経路較正中のある時点で１つのＴ／Ｒモジ ュールをエネーブルすることは、他の３つのモジ ュールをディスエーブルして励振器信号をある時 点で１つのモジュールだけに通することによって行 なわれ、これによってまた、Ｔ／Ｒ部分組立て体 内の回路間の相互結合はないものと仮定すれば、 送信経路較正中の特定のアンテナ素子に対するＴ ／Ｒ部分組立て体を通る経路での冗長性を避ける ことができる。

このように、励振器からその特定のアンテナ素 子に至る全経路での位相の遅れは一定のアクセス 可能な量となり、論理制御され調整可能な移相器 をそれぞれの経路に設けることにより容易に所望 の値に修正することができる。従って、Ｔ／Ｒモ ジュール(26)ごとに１つ、Ｔ／Ｒ部分組立て体20 ごとに４つ、そして全レーダ装置には3000あま り存在する移相器31は、各送信経路の修正に関 する必要な自由度を備えている。

この発明による各経路の較正測定は、励振器出 力を、各アンテナ素子に到達したとき既知の電気 長の経路により位相比較回路網の測定端子に戻す ように結合することにより行なわれる。同時に、 励振器からの直接の信号が比較回路網の基準端子 に結合される。このようにして、送信作動経路と 較正経路の双方を通過する際に観測された励振器 信号の位相の遅れから較正経路での既知の位相遅 れを差し引いて作動経路での位相誤差が求められ る。

較正経路内にはいずれも本質的に「コーポレー ト」な行給電回路網16及び列給電回路網15が 含まれる。「コーポレート」という用語は、一つ のポートから複数のポートへの各経路が実質的に 同じ電気長（つまり位相遅れ）を持つように作ら れることを意味するものである。一旦各経路が作 られ試験用具と結合されたら、その経路長は製作 によって経済的になされるよりも高い精度で通常 測定され、残留誤差をコンピュータメモリに記憶 させ、これを較正過程で起こる可能性のあるあら ゆる誤差を除去するため用いる。0.0254 mm即ち 0.001インチ前後の公差に基づく最終精度は、周 波数にもよるが１°の何分の１という小さな値と なる。

較正過程がうまく働くには、700個のＴ／Ｒ部 分組立て体のそれぞれにあるポート24から受信 機11の較正誤差検出回路の測定入力に至る単一 の較正経路を較正回路網に設けなければならない。

更に、個々のＴ／Ｒ部分組立て体内の結合器22 及びコーポレート回路網25は、各アンテナ素子 からポート24までの電気長が等しい経路を与えな ければならない。

較正回路網15，16は、各Ｔ／Ｒ部分組立て体 のポート24と受信機11の較正誤差検出回路の 測定入力との間の送信機信号に既知の位相遅れを 与える単一の経路を設けることにより、この条件 を満足する。従って較正回路網は各Ｔ／Ｒ部分組 立て体に対する行給電部内に複数のポートを持た ねばならない。ｊ番目の部分組立て体のポート 24における送信機出力はその部分組立て体に割 当てられた行給電部16の複数の端子に結合され る。行給電部16の一つのポートに再現する送信機 出力は、次に較正列給電部15の複数のポートに 結合される。最後に、送信機出力は較正列給電部 の一つのポートに再現し、これが受信機11の測 定入力に結合される。

すべての作動経路の較正に使われる基準位相は、 励振器に関係して安定している限り、全く随意と することができる。その理由は、他のアンテナ素 子における位相に対する各アンテナ素子の信号の 位相はビームの形成と操縦に関連しているが、こ れらの信号の絶対位相は、ビームの形成及び操縦 に影響しないので関係がないからである。

従って較正過程は、360°の分数の二進値に設 定できるそれぞれの移相器を励振器基準に対応す る最も近い位相に設定し、その後、15，16の特 定の較正経路の規準からの外れを示すメモリから 導いた修正値を加えることにより行なわれる。送 信または受信状態が活きているときには、任意の 角度への操縦に必要な位相の増分を各アンテナ素 子における「真の」ゼロ値と組合わせて、ビーム 形成器、及びＴ／Ｒ部分組立て体の能動電子回路 を通る異なった経路の位相応答に関する修正を行 なう。

較正過程には（誤差１°以下の）精度が必要だ が、同時に、個々の移相器の設定の所望の無作為 化が必要である。

４ビット構成の移相器であれば、設定間に 22.5°の最小段階があり、６ビット構成であれば、 設定間に5-5/8°の最小段階がある。

ディジタル移相器を用いるアレイでは、誤差が アンテナ開口全体にわたり無作為化されれば、通 常はアンテナパターンは強められる。これは、最 適ランダム誤差として最小設定の半分を指令し、 共通の垂直または水平線を共有する移相器間の誤 差の不規則な分布を指令する。

位相精度の要求は、既に述べたように較正回路 網15，16の個々の経路において、及び、各Ｔ／ Ｒ部分組立て体20の４路コーポレート給電部 25において生じる。４路コーポレート給電部 25の形状は各アンテナ素子から共通のポート 24への経路の位相遅れが等しくなるように注意 深く調整されなければならない。これらは電気的 経路における位相遅れを等化するよう注意深く調 整された平版印刷レイアウトを有するストリップ ライン構造を使って組立てられる。25に適切なス トリップライン印刷回路レイアウトは第11図の Ａ及びＢに示されている。レイアウトの精度は 0.0254 mm（0.001インチ）に維持され、意図し た位相の精度は周波数にもよるが１°の数分の１ となる。

装置の残りの信号経路は一般に位相性能を最適 化するためにはそれほど重要ではない。例えば、 較正の精度にそれほど影響しない同じ対称性が、 ビーム形成器を個々のＴ／Ｒモジュールと接続す る４路コーポレート給電部33に利用される。給電 部33に（理想的には）精度が重要でない理由は、 それが送信作動経路にありフィードバックループ により修正されるからである。また（理想的には） 、励振器から受信機較正入力へ、励振器からビー ム形成器入力へ、また較正列給電部の一つのポー トから受信機較正入力への経路は決定的ではない。

これは、それらがアンテナ素子へのすべてへの作 動経路に共通であり絶対位相だけに影響するため である。

４路分割器25の精度により個々のアンテナ素 子の位相精度はこのように設定され、較正回路網 15，16の700の経路が等化される配慮、及び、 較正回路網15，16に残る位相誤差が記憶される 精度が個々のビーム操縦指令を修正するため使わ れる。

第２図Ｂでは、ｊ番目のＴ／Ｒ部分組立て体20 に関連する同じ４つのアンテナ素子に対する受信 作動経路における位相誤差の修正を扱っている。

第２図Ｂに示すように、（第２図Ａの程度の詳 細さでの）レーダ装置は実質的に同じ主要構成部 分、即ち励振器10、受信機11、ビーム形成器 （但しここでは受信和・差列給電部12及び送信 ／受信行給電部14を使う）及び較正給電部15， 16からなる。したがって受信経路較正用のビー ム形成器経路は送信経路較正用のものとは異なり、 その詳細はモノパルスレーダ装置としての第６図 に示されている。モノパルス式でない簡単なレー ダではこの相違は存在しない。しかし、送信経路 較正の場合と同じに、各Ｔ／Ｒ部分組立て体のポ ート34と受信機11の測定入力の間にビーム形 成器を通じて独自の経路が設けられる。

受信経路較正の送信経路較正との主な相違は、 較正及び作動信号経路を通じて信号の流れの方向 が逆になることである。受信経路較正の場合は、 励振器10から直接に較正誤差検出回路の基準入 力に、また直接に較正回路網15，16の単一ポー トに信号が送られる。次に測定信号は列給電回路 網15及び行列給電回路網16を通りポート24 を経てｊ番目のＴ／Ｒ部分組立て体のアンテナ回 路へと結合される。測定信号はそれから４路コー ポレート分割器デバイダ25を経て方向性結合器 22によりアンテナ回路に結合される。方向性結 合器は所定方向に測定信号を発し、これに続いて 信号がアンテナ素子で受取られ受信経路へ送られ る。較正経路はこうしてアンテナ素子の次の方向 性結合器のところで終わる。

受信経路較正においては、較正回路網15，16 は送信経路較正中に用いられる較正回路網と同じ ものであり、各Ｔ／Ｒ部分組立て体に関連する経 路は、回路網を通る測定信号の向きこそ逆ではあ るが、いずれの較正にも使用される。

受信作動経路内では、測定信号は選ばれたアン テナ素子21から移相器31及び送信／受信電子 回路(27,29,30)を含む関連のＴ／Ｒモジュール 26へ進む。受信経路では、測定信号はサーキュ レータ27に入り、可変利得増幅器29へ向けら れ、増幅後、測定された信号を移相器31へ向け るよう整えられた送信／受信デバイス30に入る。

移相器の出力はコーポレート給電回路網33を経て Ｔ／Ｒ部分組立て体のポート34に結合される。

測定パルスは次にビーム形成器素子12，14の複 数のポートに入り、受信機11の較正検出回路の １つの入力に結合されているビーム形成器の単一 のポートから出て行く。

送信経路較正の場合のように、Ｔ／Ｒ部分組立 て体内の個々のモジュールは受信経路較正中は制 御をエネーブルする必要があり、較正されている モジュール以外のモジュールはすべてオフにされ る。較正されている経路の可変移相器31を適切 な真のゼロ値に調整するために、制御信号が与え られる。

受信経路較正に対する較正も本質的には送信経 路較正におけると同じに機能する。同期装置37及 び制御チップ38による制御の下に、受信または 受信経路較正のいずれかの状態がエネーブルとさ れる。受信モードではすべてのＴ／Ｒ部分組立て 体の４つのモジュールのすべてが受信状態で一時 に作動するのに対し、受信経路較正では擬受信様 の状態で一時に作動するのは１つのＴ／Ｒ部分組 立て体内の１つのモジュールである。従って、較 正に関しては、同じＴ／Ｒ部分組立て体内の４つ の受信経路それぞれの位相応答は別々に調整する ため分離され、調整は順々に行なわれる。

制御チップ38は、較正経路15，16での誤差 に関し記憶されている値を考慮に入れて、選ばれ たＴ／Ｒ部分組立て体の各移相器31を修正値に 設定し直すための制御を行う。受信が進行中であ りすべてのＴ／Ｒモジュールが作動しておれば、 較正中に求められた真のゼロの値は記憶装置から 求められ、移相器へ送られるビーム操縦指令を修 正するため用いられる。移相器がディジタルであ ることのアンテナパターンへの影響、個々の移相 器における十分なランダム誤差の必要性、及びア ンテナアレイ全体にわたり移相器をランダムに配 置する必要性も受信について存在する。

第２図Ａ及びＢは、較正ループ、及び、受信に 際しては先ず測定信号が較正経路を通り次に作動 経路を通って進むのに対し、送信に際しては先ず 測定信号が作動経路を通り次に較正経路を通って 進むという事実をより明瞭に示すため簡略化され ている。

第２図Ａ及びＢではこの逆転を生じる回路の詳 細は省かれている。これらの詳細は第４図及び第 ５図に示される。受信機11は測定パルスと基準 パルスの双方に対して同じポートを使っているが、 別の信号として生じる。較正ループを反転する切 換え機構には、ゲート17と18、及び３個の方 向性結合器を含むスイッチ19が含まれる。位相誤 差測定では２つの測定が続いて行なわれるが、励 振器は位相のコヒーレンシーを保持し受信機には 励振器との位相同期性を維持するため励振器から 導かれた局部発振器を備えていることが前提であ る。

送信経路較正中はゲート18が開いて、基準信 号は経路42の第１の方向性結合器（19の一部）、 スイッチ19、列給電部12と受信機11の間の経路 の第２の方向性結合器（19の一部）を介して結合 され、それにより、受信機11の入力に結合され る。送信経路測定については、ゲート17が開き、 信号は送信列給電部13に入る。励振器信号は、 送信作動経路40をダイポール素子21まで行き、 較正経路41に沿って方向性結合器22とコーポ レート給電部25そして較正給電部16及び15 を通って第３のスイッチ19（19の一部）に戻る。

この点で、第３の方向性結合器（19の一部）が較 正測定信号を受け入れ、これを列給電部12の間の 経路へ通じる第２の方向性結合器を経て受信機 11に結合する。従って、基準パルス及び測定パ ルスは時間的に連続して受信機11内の較正信号検 出回路へ結合され、受信機11で相次ぐ信号間の 位相差が測定される。

受信経路較正中は、送信ゲート17は依然閉じ たままであり、基準信号及び測定信号は経路43， 45に沿ってゲート18に進む。基準信号はスイッ チ19及びその方向性結合器を経て受信機11の入 力に結合される。測定信号は較正経路43に沿っ て較正給電部15，16にそれぞれ進み、ポート 24、分配回路網25及び方向性結合器22を経 てＴ／Ｒ部分組立て体のアンテナ回路に入り、続 いて受信作動経路44を通って受信機の方へ進む。

測定信号は受信列給電部12を出て受信機に入り、 ここで先の基準信号との位相の比較を受ける。

前記の切換え配列は従来のレーダ装置の性質を 考慮するには便利である。他の装置が実用向きで あり、第３図Ａ及びＢに示された実施例では１対 の制御された単極双投スイッチによって表される。

第２図Ａ及びＢ、そして第４図及び第５図に示 す実施例では、４つのアンテナ素子がビーム形成 器の１つの（複数）ポートに結合される配列を考 えている。この配列は、ボアサイト位置から上下 約25°に始まるサブアレイ・グレーティングロー ブが許容できるフェイズドアレイレーダでは実用 になる。

ボアサイト位置の上下40°までサブアレイグ レーティングローブを動かす配列においては、第 ３図Ａに示すようにビー形成器に１つではなく２ つのタップ（34′）を使うことができる。この場合 のＴ／Ｒ部分組立て体の最初の実施例との唯一の 相違はストリップライン給電回路網33である。

４分岐のコーポレート給電回路網33の代りに２ 個の２分岐コーポレート給電部33′が必要である。

前の場合と同じに、修正を受ける較正ループの作 動部分内にあるので、コーポレート給電回路網 33′の精度は必要でない。第３図Ａの実施例では、 較正経路に変更を加える必要はなく、４つのアン テナ素子に対する単一のタップだけが必要である。

制御チップ38によって与えられる制御機能には 何の複雑性も加わらない。

低いサイドローブが全体的に望ましい場合の本 発明による別の実施例では、４つの移相器31の それぞれに１つずつ、ビーム形成器への４つのポ ート（34″）を備えることができる。前と同じに、 Ｔ／Ｒ部分組立て体は前の２つの実施例に示され たものと実質的に同じでよく、唯１つ違う点は、 信号がビーム形成器の個々の４つのタップから４ つの個々のＴ／Ｒモジュールに結合されるストリ ップライン回路網33である。

この発明の３つの実施例における２つの作動経 路の位相調整の説明は、作動経路に適用されるの が望ましい４つの共通の調整のうちの２つだけを 表している。例えば、第７図には、Ｔ／Ｒ部分組 立て体内の各Ｔ／Ｒモジュールが送信時の位相調 整と受信時の位相調整と送信中の電力調整と受信 中の利得調整とを受ける制御配置を示している。

（制御状態数は制御経路での並列ビット数で示さ れているが、これは一例であって特定の要件ごと に異なる。） 第７図に示すように、Ｔ／Ｒモジュールは送信 ／受信に対して位相調整を受ける移相器31及び 電力増幅器28及び低雑音増幅器29を持ってい る。電力増幅器28ドライバ増幅器とデュアル出 力段を含んでいる。電力増幅器は電力制御とエネ ーブル化を受ける。低雑音増幅器29は３段から なり、その第２段はディジタル可変利得制御を受 ける。制御チップ38から１つのモジュールへの 制御結合は第７図に詳細が示されている。

第７図に示す１ギガヘルツ以上の周波数で使用 する本発明の実施例における回路素子には、能動 装置用としてガリウムひ素などの高周波バルク材 料を使わなければならない。ガリウムひ素は半絶 縁性であるので、能動回路素子と受動回路素子の いずれもがバルク材料に写真平版法で形成される モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)構造が好 ましい。移相、低雑音増幅及び電力増幅に対する 別々の要求、そして特に熱放散は、全Ｔ／Ｒモジ ュール回路を共通の大きな基板上に形成される２ つ以上のＭＭＩＣデバイスでハイブリッド状に形 成することを指示している。

ディジタル制御される移相器及びディジタル制 御される利得素子は、いずれも1985年5月20 日に提出されたゼネラルエレクトリック社に譲渡さ れた「ディジタル制御広帯域移相器」と題する米 国特許第4,638,190号及び「区分されたデュアル ゲート設計の信号スケーリングMESFET」と題す る米国特許第4,734,751号に述べられている形を 取ることができる。低雑音増幅器は、1987年9月 24日に提出されゼネラルエレクトリック社に譲渡 されたAnthony W.Jacomb-Hoodによる「MMIC低 雑音増幅器」と題する米国特許出願第100,416号 に述べられている形を取ることができる。

第８図は部分組立て体制御チップ38の別の詳 細な説明であり、４つの各モジュールへの制御結 合及び所望の制御精度をえるに必要な例示的な並 列ビット数が示されている。

第８図にはまた、制御チップ38の２つの補助 素子及び制御チップ38と同期装置37間の結合 も示されている。同期装置はレーダ装置の状態の 中央制御、及びコネクタ39により生じる結合を 通じてはたらく全Ｔ／Ｒ部分組立て体のビーム設 定の中央制御をつかさどる。制御チップ38の補 助素子にはディジタル・アナログ変換器及びROM 記憶装置が含まれる。

制御論理素子の収納及び電力調整のための装置 を第９図に示す。部分組立て体の側壁内に嵌まり 込むように設計された平らなアルミニウム基板 50が備えられ、これが部分組立て体の底ととも に制御論理素子及び電力調整回路を収容するスペ ースを作る。これらの機能を果たす回路基板はこ の基板の下面上に支持される。回路基板の端部接 点は、４個のＴ／Ｒモジュール26のそれぞれに つながる４つのコネクタにぴったり嵌まり各Ｔ／ Ｒモジュールへの必要な制御及び電力の接続を行 なう。中央論理制御及び電力をＴ／Ｒ部分組立て 体に送る主電源及び制御コネクタ39はアルミニ ウム基板50の後端に示されている。Ｔ／Ｒ部分 組立て体コネクタ39はＴ／Ｒ部分組立て体の後 壁に適合し、Ｔ／Ｒ部分組立て体をレーダ装置の ハウジング2に設けられたコネクタに接続する。

個々のＴ／Ｒモジュールの異なる状態に対する 電力と利得の修正及び設定は、位相の修正及び設 定と同じ方法で制御できるが、通常は繰り返し較 正を行なう必要はない。増幅器の電力及び利得特 性は通例のシステム要求を満足する適当な安定性 を持っており、これらの特性は許容値からの逸脱 を検出するために常時監視されるので、その後で 交換あるいは修理を行なう。

電力及び利得の較正を行なうのはＴ／Ｒ部分組 立て体をレーダ装置に組み込み、所要の設定値が 局部記憶装置に記憶される前である。第７図に示 すように、電力増幅器28の送信電力レベルは可変 利得電力増幅器により任意の数のディジタルステ ップで任意の数に調整することができる。同様に、 低雑音増幅器29は第２段に可変利得増幅器を有し、 その利得は２⁶(64)ディジタルステップで調整す ることができる。与えられる最小識別距離は装置 の要求性能に合わせて選ぶことができる。Ｔ／Ｒ 部分組立て体をレーダ装置に最終的に組み込む前 に、電力増幅器ドライバ段及び低雑音増幅器の利 得を較正する。所望の値が得られたら、標準利得 及び標準電力をえるに必要な制御の設定値をその 部分組立て体制御チップ38に関連する記憶装置 に記憶させる。これらの値が、重み付けを調整す る指令が逸脱する基準となる。

電力及び利得の設定の精度の監視には較正ルー プが用いられ、通常は位相較正を伴なう。電力及 び利得の監視は受信機11の較正誤差検出回路で 行われる。受信機には励振器から送られ作動経路 の能動回路を通る適当な既知の振幅の測定信号と 比較される内部振幅標準を備えることが望ましい。

送信または受信作動経路をたどった後、受信機入 力における測定信号の振幅は、可変電力増幅器28 により与えられる電力または可変利得増幅器29に より与えられる利得を表わし、これによりそのＴ ／Ｒモジュールのこれらの素子の性能を監視する。

構成要素であるＴ／Ｒモジュールの位相、利得 及び電力に対するゼロ設定値を記憶する記憶装置 を持つＴ／Ｒ部分組立て体は、最初は各Ｔ／Ｒモ ジュールは異なっていても、全アレイの性能に悪 影響を及ぼすことなく他のＴ／Ｒ部分組立て体と 互換性を持つようになる。

各Ｔ／Ｒ部分組立て体内に設けられるＴ／Ｒモ ジュールは少数に限定される。個々のアンテナ素 子への経路を較正するため使う最終の回路網の精 度は、経路長の同等性に注意を払って実行しなけ ればならず、１〜２回または３回、精度が大きく 失われることなく２つ、４つ、または８つのモジ ュールを許容するコーポレート給電であることが 望ましい。経費その他の制約のため、Ｔ／Ｒモジ ュールは１つよりも２つ、２つよりも４つが好ま しく、３ギガヘルツ以上の周波数では８つよりも ４つの方が好ましい傾向にある。

他の要因からも、Ｔ／Ｒ部分組立て体のＴ／Ｒ モジュールの数は他の数よりも４つの方が好まし い。それぞれのＴ／Ｒ部分組立て体は、放射素子 及びその空間要件により決まる前面パネル限界内 になければならない。５−６ギガヘルツで使用す る実用のレーダ装置では、各放射素子の間隔は水 平方向に約38.1 mm（1-1/4″）、垂直方向に41.3 mm（1-5/8″）である。通常、アンテナパターンの要 件により、１個の部分組立て体のアンテナ素子は １行または１列に位置しなけければならない。好 ましい方位もまた、ビームが位置角よりも小さな 迎角で（またはその逆の）走査を行なう場合に指 示される。前者の場合は放射素子は垂直線状に並 べられ、個々のダイポールも垂直に整列される。

その結果平らで細長いパッケージとなる。

しかし電力消費量が非常に高いので、Ｔ／Ｒ部 分組立て体の両側に適当な通風路を設けなければ ならない。このため部分組立て体は高々２のファ クタだけ薄くなる。薄い形状が必要であるとすれ ば、利用できるスペース内に適切な電力調整能力 と適切な局部論理制御部を設けることが困難にな る。大部分が蓄電器で代表される局部電力調整装 置は理想的には厚いものとなる。しかし、注意深 く電源を設計することにより、「フェイズドアレ イレーダの送信モジュール用調整スイッチ」と題 するWilliam Peilの米国特許出願第140,292号 に述べられているように、適切に４つのモジュー ルの電力供給と制御を行い利用可能なスペースに 適合する適切に小さなＴ／Ｒ部分組立て体に対し て、小型で適当に薄い電源を考案することができ る。

１個のＴ／Ｒ部分組立て体当りのモジュール数 に影響する最後の要因は、高電力パルスエネルギ を効率良く供給するための適当に短い電力結合を 備える適切なコネクタスペースが必要なことであ る。Ｔ／Ｒ部分組立て体はパネルから引き出すよ うに設計される。このように決めれば、Ｔ／Ｒ部 分組立て体の裏側の細長い面へのコネクタに制限 される。電力は１つの多重ピン導体(39)の最小数 のピンに集中することが望ましい。４個より多く のＴ／Ｒモジュールを加えることは、電力結合の ための縦の経路を長くし、直列インダクタンスを 増し、電力供給効率を低下させる傾向にある。こ の制約の点からも、Ｔ／Ｒ部分組立て体１つ当り のＴ／Ｒモジュールの数は４つより多くはならな いことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂ及びＣは、複数の取り外し可能な 送信／受信部分組立て体を使って造られた自己較 正フェイズドアレイレーダ装置を示し、各部分組 立て体には４つのアンテナ素子用の能動電子回路 と４つのアンテナ素子とを含む４つのＴ／Ｒモジ ュールが組込まれる。なお、第１図Ｂは第１図Ａ の装置から取り外したＴ／Ｒ部分組立て体の拡大 図を示し、第１図Ｃはアンテナ開口部上のアンテ ナ素子の配列の拡大図を示す。 第２図Ａ及びＢは、１個のＴ／Ｒ部分組立て体 に含まれる４個のアンテナ素子についてのそれぞ れ送信及び受信作動経路での位相誤差を修正する ための較正ループを示す簡略化されたブロック図 であり、これらの図はビーム形成器が４つのアン テナ素子に対して１つの複数出力を持つ本発明の 実施例によっている。 第３図Ａ及びＢは、１個のＴ／Ｒ部分組立て体 に含まれる４個のアンテナ素子への送信及び受信 作動経路での位相誤差を修正するための較正ルー プを示す簡略化されたブロック図であり、これら の図はビーム形成器が２つのアンテナ素子に対し て１つの複数出力を、１つのアンテナ素子に対し て２つの複数出力を持つ本発明の別の実施例によ っている。 第４図は、モノパルスビーム形成器を用いるレ ーダ装置における１個のＴ／Ｒ部分組立て体に関 連する４個のアンテナ素子の送信作動経路での位 相誤差及び振幅誤差を修正する較正ループを更に 詳細に示したものである。 第５図は、第４図のレーダ装置における４個の アンテナ素子の受信作動経路での位相誤差及び振 幅誤差を修正する較正ループの第４図と同様の図 である。 第６図は、第４及び第５図に示したのと同様の フェイズドアレイレーダ装置のモノパルスビーム 形成器の受信機と較正給電回路網との間、及び、 例示的Ｔ／Ｒ部分組立て体と励振器との間の経路 を示す。 第７図は、調整可能なＴ／Ｒ部分組立て体の状 態及び設定を調整するための制御機能のダイアグ ラムであり、位相、電力及び利得が制御を受ける 実施例における制御チップ及び１つのＴ／Ｒモジ ュールとの結合を示す。 第８図は、位相及び利得が制御を受ける実施例 におけるＴ／Ｒ部分組立て体上の４つの個々のＴ ／Ｒモジュールへの制御結合を行うＴ／Ｒ部分組 立て体制御チップのダイアグラムである。 第９図は、一個のプラグインＴ／Ｒ部分組立て 体の機械的な形態の斜視図であり、組み上がった 位置での４つの個々のＴ／Ｒモジュールを示し、 制御論理基板及び制御コネクタは組み上がり位置 の上方に置かれている。 第１０図は、Ｔ／Ｒ部分組立て体からＴ／Ｒモ ジュールを取り外した分解図であり、Ｔ／Ｒモジ ュールと結合用ストリップライン回路との間の２ つの分離可能なマイクロストリップ−ストリップ ライン推移部を示す。 第１１図Ａ及びＢは、４つのＴ／Ｒモジュール が４つの個々のアンテナ素子に結合されるＴ／Ｒ 部分組立て体の例示的なストリップライン部分、 及び、Ｔ／Ｒ部分組立て体用の単一の較正結合部 となる４路コーポレート分割器を示す。 図において、20…Ｔ／Ｒ部分組立て体、 21…アンテナ素子、24,34,39…コネクタ、 26…Ｔ／Ｒモジュール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブレーク・アレン・カーナハン アメリカ合衆国ニューヨーク州13035，ケ ーズノヴィア，ウエスト・レイク・ロード （番地なし) (72)発明者 ジェームズ・ウィリアム・クルーガー・ジ ュニアー アメリカ合衆国ニューヨーク州13090，リ バプール，バトンウッド・トレイル 4112 (72)発明者 ドナルド・ポール・ミラー アメリカ合衆国ニューヨーク州13090，リ バプール，ヴァーゴ・コース 4285 (72)発明者 ジョン・ドナルド・リール アメリカ合衆国ニューヨーク州13203，シ ラキュース，ライン・ストリート 102

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｍ×ｎ素子フェイズドアレーレーダ装置
   に おける励振器からそれぞれのアンテナ素子への送 信経路での及び各アンテナ素子から受信機への受 信経路での正確な位相応答を維持するための組合 わせにおいて、 Ａ．較正及び送信のための信号を送る励振器、 Ｂ．上記励振器に結合される基準ポートと測定 ポートとを有する較正位相誤差検出回路を含 む受信機、 Ｃ．励振器／受信機からアンテナ素子への送信 ／受信作動経路に置かれるｍ×ｎ／ｊ個（ｊ は１を含む小さな整数）のポートを備え、複 数のポートに内部結合された単一のポートを 有し、上記単一のポートが励振器／受信機に 通じ、上記複数のポートのそれぞれはアンテ ナ素子のサブセットｊに通じるビーム形成手 段であって、励振器からアンテナ素子へ進む 信号をアンテナ素子から受信機へ進む信号か ら分離する手段を有し、それぞれの送信及び 受信作動経路がビーム形成器の複数のポート において一致するビーム形成手段、 Ｄ．（ｍ×ｎ／ｉ）個（ｉは１を含まず、２の 累乗でｊ以上の小さな整数）のポートに内部 結合される単一のポートを備え、それぞれの 経路は既知の電気長であり各アンテナ素子か ら励振器／受信機への較正経路となるコーポ レート較正給電回路網、 Ｅ．それぞれがｉ個のアンテナ素子の各サブセ ットの送信／受信作動経路内に置かれる （ｍ×ｎ／ｉ）倍の複数の位相調整可能な送 信／受信部分組立て体であって、 それぞれの部分組立て体が、 (1)それぞれが複数のビーム形成器ポートに 接続されるｊ個のストリップラインポー ト及びｉ個のマイクロストリップポート を有するストリップライン−マイクロス トリップ分割器回路網及び推移部、 (2)それぞれが (i)上記分割器回路網及び推進部の１つ のマイクロストリップポートに結合さ れる送信／受信作動経路に置かれ位相 設定用制御機構を有する双方向性制御 可能移相器、 (ii)励振器信号増幅用として送信作動 経路に置かれる電力増幅器、 (iii)関連のアンテナ素子からの信号の 増幅用として受信作動経路に置かれる 低雑音増幅器、 (iv)送信中は励振器からの信号を移相 器と電力増幅器を経て関連のアンテナ 素子へ結合し、受信中はアンテナから の信号を移相器と低雑音増幅器を経て 受信機へ結合するための、一対の３ポ ート送信／受信分岐手段であって、第 １の分岐手段の送信／受信ポートが上 記移相器に結合される１対の３ポート 送受分岐手段、 を有し、１つの関連するアンテナ素子の 信号を処理するための能動電子回路を含 み、マイクロストリップ伝送経路を使っ たｉ個の送信／受信モジュール、 (3)上記第２の分岐手段の送信／受信ポート に結合されるｉ個のマイクロストリップ −ストリップライン推移部、 (4)(i)ｉ個の直線状に配列された隣接する アンテナ素子、 (ii)それぞれが、アンテナ素子に結合さ れるアンテナポート、１つの推移部の ストリップラインポートに結合される 送信／受信ポート及び較正ポートを有 し、上記推移部と上記アンテナ素子と の間に置かれるｉ個の方向性較正結合 器であって、上記アンテナに受信され た信号は上記送信／受信ポートに内部 結合され、上記送信／受信ポートに結 合された信号は上記アンテナポート及 び上記較正ポートに内部結合され、上 記較正ポートに結合される信号は上記 送信／受信ポートに内部結合される方 向性較正結合器、 (iii)本質的に同じ電気長の経路を通し てｉ個の複数のポートに内部結合され る較正回路網に結合するための単一の ポートを有するコーポレート給電回路 網であって、複数のポートのそれぞれ がそれぞれの較正結合器の較正ポート に結合されてそれぞれの送信／受信作 動経路を上記較正回路網の経路に直列 に結合し、送信／受信作動経路の較正 を容易にするコーポレート給電回路網、 を備え、上記ｉ個のストリップライン推 移部に結合されるストリップラインアン テナ回路、 を有する部分組立て体、 Ｆ．送信作動経路測定のために励振器出力を、 最初は送信作動経路から、次に較正経路から 成り最後に受信機測定ポートに戻るループに 切換え、受信作動経路測定のために励振器出 力を、最初は較正経路から、次に受信作動経 路から成り最後に受信器測定ポートに戻るル ープに切換える手段、 の組合せ。
2. 【請求項２】 それぞれのＴ／Ｒモジュール双方向性移
   相 器が論理制御を受けるディジタル位相状態を有す る請求項１記載の組合わせ。
3. 【請求項３】 それぞれのＴ／Ｒモジュールの電力増幅
   器 が論理制御を受けるディジタル電力状態を有する 請求項１記載の組合わせ。
4. 【請求項４】 それぞれのＴ／Ｒモジュールの低雑音増
   幅 器が論理制御を受けるディジタル利得状態を有す る請求項１記載の組合わせ。
5. 【請求項５】 較正中に得られたそれぞれの送信作動経
   路 及びそれぞれの受信作動経路における位相誤 差を表わす位相誤差データを記憶する記憶装 置、及び 上記の記憶された位相誤差データにより上 記移相器の設定を調整して上記作動経路の好 ましくない位相の変動を除く手段、 を含み、送信／受信作動状態中に移相器の位相状 態を設定するために機器の状態信号及びビーム操 縦指令を発生する制御論理を更に有する請求項２ 記載の組合わせ。
6. 【請求項６】 各Ｔ／Ｒモジュールの電力増幅器が論理
   制 御を受けるディジタル電力状態を有し、 各Ｔ／Ｒモジュールの低雑音増幅器が論理制御 を受けるディジタル利得状態を有し、且つ、 上記制御論理が機器の状態及びビーム操縦指令 を発生して、送信作動状態中は上記電力増幅器の 状態を、受信作動状態中は上記低雑音増幅器の利 得状態を設定する 請求項５記載の組合わせ。
7. 【請求項７】 上記制御論理が、 較正により得られた電力及び利得の誤差データ を記憶する記憶装置、及び 上記記憶された誤差データにより上記電力増幅 器及び上記低雑音増幅器の設定を調整し、上記送 信作動経路での電力及び上記受信作動経路での利 得の好ましくない変動を除去する手段、 を含む請求項６記載の組合わせ。
8. 【請求項８】 較正により得られた電力及び利得の誤差
   デ ータを記憶する記憶装置が、較正中に書き込まれ る読みだし専用記憶装置であり、 上記制御論理が、上記電力増幅器及び上記低雑 音増幅器の設定を監視して、どの時点で上記電力 及び利得性能が所望の値から大きく逸脱するかを 決定し、取り外しや交換を要求する手段を含む 請求項７記載の組合わせ。
9. 【請求項９】 上記ストリップライン−マイクロストリ
   ッ プ分割器回路網及び推移部、及び上記ｉ個のマイ クロストリップ−ストリップライン推移部は分離 可能であり、電気性能を変えることなく交換を容 易にするためにＴ／ＲモジュールをＴ／Ｒ部分組 立て体から外すことのできる請求項１記載の組合 わせ。
10. 【請求項１０】 上記量ｉが４であり、上記量ｊが１、
    ２ま たは４である請求項９記載の組合わせ。
11. 【請求項１１】 ｉ個（ｉは１及び２の累乗を含まない
    小さ な整数）のアンテナ素子の組のための位相調整可 能なＴ／Ｒ部分組立て体であって、ｍ×ｎ個のア ンテナ素子を有しｉ個のアンテナ素子の各組のた めの較正経路を与える較正回路網を含む自己較正 フェイズドアレーレーダ装置の複数の同様なＴ／ Ｒ部分組立て体とともに使用するようになされた Ｔ／Ｒ部分組立て体において、 (1)ｊ個（ｊは１を含みｉ以下）のストリッ プライン信号入力ポート、 (2)それぞれが信号入力ポート及びｉ個のマ イクロストリップポートに結合され、ｊ 個のストリップラインポートを有するス トリップライン−マイクロストリップ分 割器回路網及び推移部、 (3)それぞれが１つの関連するアンテナ素子 の信号を処理する能動電子回路を含み、 (i)上記分割器回路網及び推移部の１つ のマイクロストリップポートに結合さ れる送信／受信作動経路に置かれ、位 相設定用制御部を有する双方向性の制 御可能な移相器、 (ii)励振器信号増幅用として送信作動 経路に置かれる電力増幅器、 (iii)関連のアンテナ素子からの信号の 増幅用として受信作動経路に置かれる 低雑音増幅器、 (iv)一対の３ポート送信／受信分岐手 段であって、第１の分岐手段は送信中 は移相器からの信号を電力増幅器を経 て関連のアンテナ素子へ結合する送信 ／受信ポートを有し、第２の分岐手段 は、受信中はアンテナからの信号を低 雑音増幅器を経て移相器へ結合する送 信／受信ポートを有する送信／受信分 岐手段、 を有し、マイクロストリップ伝送経路を 使用したｉ個の送信／受信モジュール、 (4)上記第２の分岐手段の送信／受信ポート に結合されるｉ個のマイクロストリップ −ストリップライン推移部、 (5)(i)ｉ個の直線状に配列された隣接する アンテナ素子、 (ii)それぞれがアンテナ素子に結合さ れるアンテナポート、１つの推移部の ストリップラインポートに結合される 送信／受信ポート及び較正ポートを有 し、上記推移部と上記アンテナ素子と の間に置かれるｉ個の方向性較正結合 器であって、上記アンテナに受信され た信号は上記送信／受信ポートに内部 結合され、上記送信／受信ポートに結 合される信号は上記アンテナポート及 び上記較正ポートに内部結合され、上 記較正ポートに結合される信号は上記 送信／受信ポートに内部結合される方 向性較正結合器、 (iii)本質的に同じ電気長の経路を通し てｉ個の複数ポートに内部結合される 較正回路網に結合するための単一のポ ートを有するコーポレート給電回路網 であって、複数ポートのそれぞれがそ れぞれの較正結合器の較正ポートに結 合されてそれぞれの送信／受信作動経 路を上記較正回路網の経路に直列に結 合し、送信／受信作動経路の較正を容 易にするコーポレート給電回路網、 を備えるストリップラインアンテナ回路 を具備することを特徴とするＴ／Ｒ部分組立て体。
12. 【請求項１２】 各Ｔ／Ｒモジュールの上記双方向性移
    相器 が論理制御に従うディジタルな位相状態を有する 請求項１１記載の位相調整可能なＴ／Ｒ部分組立 て体。
13. 【請求項１３】 各Ｔ／Ｒモジュールの上記電力増幅器
    が論 理制御に従うディジタルな電力状態を有する請求 項１１記載の位相調整可能なＴ／Ｒ部分組立て体。
14. 【請求項１４】 各Ｔ／Ｒモジュール内の上記低雑音増
    幅器 が論理制御に従うディジタルな利得状態を有する 請求項１１記載の位相調整可能なＴ／Ｒ部分組立 て体。
15. 【請求項１５】 上記Ｔ／Ｒ部分組立て体へ機器の状態
    及び ビーム操縦指令を送るためのコネクタ、及び、 機器の状態及びビーム操縦指令に応答して送信 ／受信作動状態の期間にｉ個の上記移相器の位相 状態を設定する制御論理 を更に備える請求項１２記載の位相調整可能な Ｔ／Ｒ部分組立て体。
16. 【請求項１６】 各Ｔ／Ｒモジュールの上記ｉ個の電力
    増幅 器が論理制御に従うディジタルな電力状態を有し、 各Ｔ／Ｒモジュールの上記ｉ個の低雑音増幅器が 論理制御に従うディジタルな利得状態を有し、且 つ、上記制御論理が機器の状態のデータ及びビー ム操縦指令に応答して送信作動状態中は上記ｉ個 の電力増幅器の電力状態を、受信作動状態中は上 記ｉ個の低雑音増幅器の利得状態を設定する請求 項１５記載の位相調整可能なＴ／Ｒ部分組立て体。
17. 【請求項１７】 上記制御論理に、較正により得られた
    誤差 データを記憶する記憶装置、及び 上記の記憶された誤差データにより上記指令へ の応答を調整して誤差を除去し、これによってモ ジュール間の好ましくない変動を低減する手段 を含む請求項１６記載の位相調整可能なＴ／Ｒ 部分組立て体。
18. 【請求項１８】 上記ストリップライン−マイクロスト
    リッ プ分割器回路網及び推進部及び上記ｉ個のマイク ロストリップ−ストリップライン推移部が分離可 能であり、電気的性能を変えることなく上記Ｔ／ Ｒ部分組立て体からＴ／Ｒモジュールを外して交 換することのできる請求項１１記載の位相調整可 能なＴ／Ｒ部分組立て体。
19. 【請求項１９】 上記量ｉが４であり、上記量ｊが１、
    ２ま たは４である請求項１８記載の位相調整可能なＴ ／Ｒ部分組立て体。
20. 【請求項２０】 約３ギガヘルツ以上の周波数のレーダ
    装置 に使用するための請求項１８記載の位相調整可能 なＴ／Ｒ部分組立て体において、 上記Ｔ／Ｒ部分組立て体がレーダ装置のアンテ ナ開口部のためのフレームに同様のＴ／Ｒ部分組 立て体とともに行と列に据え付ける寸法に作られ、 上記Ｔ／Ｒ部分組立て体の前面が露出し、後面は 上記フレーム内に位置するように設計され、 上記Ｔ／Ｒ部分組立て体の前面が露出したｉ個 のアンテナ素子の行を収容するように延ばされ、 上記前面背後の断面が、アンテナ素子間の所要の 間隔を維持しつつ隣接するＴ／Ｒ部分組立て体間 の空気の流通を可能とする薄さであり、且つ、 上記Ｔ／Ｒ部分組立て体への結合が後面で行な われ、上記Ｔ／Ｒ部分組立て体を上記フレーム内 に挿入することによって接続することが可能な、 位相調整可能なＴ／Ｒ部分組立て体。
21. 【請求項２１】 上記ストリップライン−マイクロスト
    リッ プ分割器回路網及び推移部、ｉ個の上記送信／受 信モジュール及び上記ストリップライン回路が、 この順に前から後へ上記Ｔ／Ｒ部分組立て体内に 配列される請求項２０記載の位相調整可能なＴ／ Ｒ部分組立て体。
22. 【請求項２２】 上記移相器、電力増幅器及び低雑音増
    幅器 にガリウムひ素構造の能動及び受動回路素子を用 いる請求項２０記載の位相調整可能なＴ／Ｒ部分 組立て体。
23. 【請求項２３】 ｍ×ｎ素子フェイズドアレーレーダ装
    置に おける励振器からそれぞれのアンテナ素子への送 信経路及び各アンテナ素子から受信機への受信経 路での較正のための組合わせにおいて、 Ａ．較正及び送信用の信号を送る励振器、 Ｂ．上記励振器に結合される基準ポート及び測 定ポートを有する較正誤差検出回路を含む受 信機、 Ｃ．励振器／受信機からアンテナ素子への送信 ／受信作動経路に置かれるｍ×ｎ／ｊ個（ｊ は１を含む小さな整数）のポートを備え、複 数のポートに内部結合されている単一のポー トを有し、上記単一のポートが励振器／受信 機に通じ、上記複数のポートのそれぞれはア ンテナ素子のサブセットｊに通じるビーム形 成手段であって、励振器からアンテナ素子へ 進む信号をアンテナ素子から受信機へ進む信 号から分離する手段を有し、それぞれの送信 及び受信作動経路がビーム形成器の複数のポ ートにおいて一致するビーム形成手段、 Ｄ．（ｍ×ｎ／ｉ）個は（ｉは小さな整数）のポ ートに内部結合される単一のポートを備え、 それぞれの経路は既知の電気長であり各アン テナ素子に対して励振器／受信機への較正経 路となるコーポレート較正給電回路網、 Ｅ．それぞれがｉ個のアンテナ素子の各サブセ ットの送信／受信作動経路に置かれる（ｍ× ｎ／ｉ）倍の複数の位相調整可能な送信／受 信部分組立て体であって、 それぞれの部分組立て体が、 (1)それぞれが関連する一つのアンテナ素子 からの信号を処理するための能動電子回 路を含むｉ個の送信／受信モジュールで あってそれぞれのモジュールが、 (i)送信／受信作動経路に置かれる双方 向性移相器、 (ii)送信作動経路に置かれ、励振器信 号を増幅するための電力増幅器、 (iii)受信作動経路に置かれ、関連のア ンテナ素子からの信号を増幅するため の低雑音増幅器 (iv)送信中は励振器からの信号を移相 器と電力増幅器を経て関連のアンテナ 素子へ結合し、受信中はアンテナから の信号を移相器と低雑音増幅器を経て 受信機へ結合するための１対の３ポー トの送信／受信分岐手段であって、第 １の分岐手段の送信／受信ポートが上 記移相器に接続される送信／受信分岐 手段、 を有するｉ個の送信／受信モジュール、 (2)(i)ｉ個の直線状に配列された隣接する アンテナ素子、 (ii)それぞれが、アンテナ素子に接続 されるアンテナポート、１つの推移部 のストリップラインポートに結合され る送信／受信ポート及び較正ポートを 有し、上記推移部と上記アンテナ素子 の間に置かれるｉ個の方向性較正結合 器であって、上記アンテナに受信され た信号は上記送信／受信ポートに内部 結合され、上記送信／受信ポートに結 合される信号は上記アンテナポート及 び上記較正ポートに内部結合され、上 記較正ポートに結合される信号は上記 送信／受信ポートに内部結合される方 向性較正結合器、 (iii)本質的に同じ電気長の経路を通し て１組のｉ個のポートに内部結合され る較正回路網に接続するための単一の ポートを有し、ｉ組のポートのそれぞ れがそれぞれの較正結合器の較正ポー トに接続されてそれぞれの送信／受信 作動経路を上記較正回路網の経路に直 列に接続し、送信／受信作動経路の較 正を容易にする回路網、 を有し、上記第２の分岐手段の送信／受 信ポートに結合されるアンテナ回路、 を備える送信／受信部分組立て体、 Ｆ．送信作動経路測定のために励振器出力を、 最初は送信作動経路から、次に較正経路から 成り、最後に受信機測定ポートに戻るループ に選択的に切換え、受信作動経路測定のため に励振器出力を、最初は較正経路から、次に 受信作動経路から成り、最後に受信器測定ポ ートに戻るループに切換える手段、 の組合せ。
24. 【請求項２４】 上記量ｊが１、２または４であり、上
    記量 ｉが４である請求項２３記載の組合わせ。