JPS6016703A - フェーズドアレー空中線の監視方法 - Google Patents

フェーズドアレー空中線の監視方法

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JPS6016703A
JPS6016703A JP12448983A JP12448983A JPS6016703A JP S6016703 A JPS6016703 A JP S6016703A JP 12448983 A JP12448983 A JP 12448983A JP 12448983 A JP12448983 A JP 12448983A JP S6016703 A JPS6016703 A JP S6016703A
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JP
Japan
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phase
phase shifter
power
signal
antenna
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JP12448983A
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JPH055203B2 (ja
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Tadashi Kobayashi
正 小林
Tatsuyoshi Koshio
小塩 立吉
Yoshihiko Kuwabara
義彦 桑原
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements 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
    • H01Q3/267Phased-array testing or checking devices

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マイクロ波着陸装置〔Δ4L8(micr〜
owave landing system))等に用
いられるフェーズドアレー空中線に関し、特に各放射素
子から放射される電波の位相及び電力(レベル)を監視
する監視装置が備えであるフェーズドアレー空中線に関
する。
第1図は従来のこの種の7エーズドアレー空中線のブロ
ック図である。この7エーズドアレー空中線の給電放射
系は、送信信号を複(月て分配する電力分配器1と、電
力分配器1のそれぞれの岐路に接続された複数の移相器
2と、これら移相器2の出力を各々電波として放射する
複数の空中側素子(放射素子)3と、前記移相器2の移
相量を所望時刻に制御する同期信号発生器(移相量指定
信号発生器)6とから構成される。1だ、各空中線素子
3から放射される送信信号の17ベル及び位相を監視す
る為の監視系は、送信信号の一部を結合素子7によりと
り出し、信号分配器8により2つの信号10s、208
に分配し、一方の信号208のRF位相を移相器16に
より90°移相する。空中線素子3の前方に設置した受
信素子4で受信し、かつ信号分配器ぎで2分した2つの
信号109゜209と前記信号108,208とをバラ
ンスミキサー9.9′で各々合成する。合成された2つ
の信号110,210は検出器5,5′により検波され
、レベル検出される。
この従来の7エーズドアレー空中酬において、今一つの
空中線素子から放射される送信信号のレベル及び位相を
監視するとき、他の空中線素子に接続されている移相器
の移相量はその間固定しておき、監視対象の空中線素子
に接続された移相恭順に増加又は減少し、検出器5及び
5′によりACレベルを検出していた。この時、一方の
検出器5と他方の検出器5′で検波される波形はいずれ
も正弦波であり、位相は互いに90’異なる。そこで、
ある時刻の検波波形の位相から監t、lFルているーっ
の空中線素子の送信信号の同じ時刻のR,F位相がわか
り、かつACレベルより送信信号のレベルがわかる。こ
のようにして冬空り檀l素子の送信信号のレベルと位相
とをめている。
然し、この監視方式は、検波波形として正弦波を得るか
ら、移相器の移相量を3600以上回転しなければなら
ず、処理時間がかかる。また、近時主として用いられる
デジタル化された移相器では移相器が故障したときは移
相器の出力レベルが移相量に応じて変動するのが通常で
あるから、検波波形は歪成分を持つ。そこで、この監視
方式により得られた送信信号のレベル及び位相は正確性
を失なう。又監視系は、RFl路(信号分配器、バラン
スミキサー及びこれらを結ぶ線路)、検出器ともに2チ
ャンネル分を必要とし、高価で信頼性が低いという欠点
があった。
本発明の目的は、低降で信頼性の高いフェーズドアレー
空中線監視装置の提供にある。
本願発明によるフェーズドアレー空中線の第1の構成は
、送信信号を複数の岐路に分岐する手段と、前記岐路に
それぞれ接続しである複数の移相器と、これら移相器の
出力をそれぞれ受け電波として放射する複数の放射素子
と、前記移相器における移相量を指定する信号を前記各
移相器にそれぞれ与える移相量指定信号発生器と、前記
電波を受ける受波素子と、この受波素子の出力レベルか
ら前記各放射素子ごとの前記電波の位相及び電力をめて
その位相及び電力の適否を監視する手段とを備え、前記
移相量指定信号発生器は監視対象の前記放射素子に接続
してない前記移相器には第1及び第2の時間に互いに9
0度異な♂移相量を指定する前記指定信号をそれぞれ与
え、前記監視対象の前記放射素子が放射した前記電波の
前記位相及び電力は前記第1及び第2の時間にそれぞれ
抽出した第1及び第2の前記出力レベルからめることを
特徴とする。
本願発明によるフェーズドアレー空中線の第2の構成は
、送信信号をmlから第n+:t(nは正の整数)の岐
路に分岐する手段と、前記第1から第n+1の岐路にそ
れぞれ接続しである第1から第n+1の移相器と、前記
移相器における移相量を指定する信号を前記各移相器に
それぞれ与える移相量指定信号発生器と、前記第1から
第nの移相器の出力をそれぞれ受け電波として放射する
第1から第nの放射素子と、前記電波を受ける受波素子
と、この受波素子の出力と前記mn +1の移相器の出
力とを合成する合成器と、この合成器の出力レベルから
前記各放射素子ごとの前記電波の位相及び電力をめてそ
の位相及び電力の適否を監視する手段と金備え、前記移
相量指定信号発生器は監視対象の前記放射素子に接続(
〜てない前記移相器には第1及び第2の時間に互いに9
0度赤外る移相量を指定する前記指定信号をそれぞれ与
え、前記監視対象の前記放射素子が放射した前記電波の
前記位相及び電力は前記り扛l及び8↓2の時間にそれ
ぞれ抽出した第1及び鵠2の前記出力レベルからめるこ
とを特徴とする。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明の第1の実施例のブロック図である。こ
の実施例は、送信信号を、所要の振幅に分配する電力分
配器]と、電力分配器1により分配された信号のRF位
相を各々制御する複数の移相器2と、電力分配器lと移
相器2によりR,Fレベル及び位相が各々所定値に制御
された信号を放射する複数の放射素子3と、これら放射
素子3から放射された信号を受信する受信素子4と、受
信素子4によシ受信した信号を検波しレベル検出する検
出器5と、移相器2の移相量を指定する信号を生ずる同
期信号発生器6とからなる。これらのうち、電力分配器
1.移相器2及び空中線素子3は一般に良く知られてい
るフェーズドアレー空中線の主要構成品である。
7エーズドアレー空中鞄の空中線素子3から放射された
信号の一部杜、受信素子4により受信され、検出器5に
より検波され受信信号のレベルが検出される。このレベ
ルは、被監視空中純素子以外の残りの空中線素子3が接
続されている各々の移相器が90°移相の制御を受けた
時と受けない時との2回計測される。なお、移相器の移
相制御と検出器5のレベル検出とのタイミングは同期信
号発生器6により制御される。
第3図及び第4図はこの第1の実施例から放射される電
波のベクトル図である。第3図においである時点での被
監視空中線素子からの受信波ベクトルの相対振幅をa、
残りの空中線素子からの受信波合成ベクトルの振幅をb
とし、このbを正規化してb=1とし、両受倍波の位相
差を90°十〇とする。そして、この時検出器5でdj
ll定されるレベルをαとする。第4図1、被監視空中
線素子以外の残υの空中線素子の移相器により位相のみ
90゜ずらした時のベクトル関係を示すっこの時、検出
器5で測定されるレベルをβとする。以上の場合下式が
成立する。
cl”= 1+a2+2a sinθ −・−・・−(
1)β2= 1 + a”+ 2 a cos O…−
f2)また、式(1)と(2)より、 α4+β′−2(α2+β”)(i+a”ン+2(l+
a2戸=482・・・・・・(3) が導びかれる。そこで、αとβとを測定して式(3)に
代入することにより、被監視空中線素子からの受信波相
対振幅aが判り、さらに式fJ)とα又は式(2)とβ
により受信波相対位相θが判る。
このように、第1の実施例によれ11よ、被監視空中純
素子からの受信波のa対振幅a及びその受信波の相対位
相θが測定できるから、事前に各空中線素子からの受信
波相対振幅及び位相を記憶しておくことにより、各空中
線素子の相対振幅及び位相がどのように変化したかを監
視出来る。
第5図は本発明の第2の実施例のブロック図である。こ
の実施例は、被監視空中純素子からの受信波相対レベル
が7工−ズドアレー空中崗全体からの受信波相対レベル
に対し比較的小さいときにも、測定する被監視空中純素
子からの受信波相対レベルを等測的に増大させ、測定の
分解能を向上できる。第5図中の電力分配器1.移相器
2、空中線素子3及び受信素子4は第2図中のそれと全
く同じ機能である。この実施例でL[これらの外に、空
中線素子3への送信信号の一部をとり出す結合素子7と
、結合素子7によりとり出されたR・F信号の位相を制
御する移相器10と、移相器Joを経由した信号及び受
信素子4により受信された信号を合成する合成器11と
、結合素子7と移相器100間の給電路12と、移相器
2及び移相器1゜に施す90°移相を同じタイミングで
制御する同期信号発生器6とを備えている。
第6図はこの第2の実施例が放射する電波のベクトルを
説明する図である。受信素子4からの受信波のみの場合
の受信波ベクトルのうち被監視空中巌素子からのものの
相対振幅を81残りの壁中ホメ素子からの合成波受信振
幅すとし、このbl正規化して1)=1とする。又、前
6[シ両受信波の相対位相を90°十〇とし、この時検
出器5で測定されるレベルをαとする。結合素子7から
合成器11に送られてくるRF倍信号振幅X及び位相は
、正規化振幅すの合成波と逆相になるよう移相器10、
給電路12若しくは移相器2又はこれらの律合により制
御する。この場合、検出器5で測定されるレベルをrと
すれば% alXlθ、αとγの関係は下式(41、(
5)のように表わされる。
r2=(1−x)2+a”+2a(]−x)sinθ 
−−−−−(/l)α2二1−1−a2+2a sin
θ ・・・・・・(51即ち、Xを0 (x (+に選
ぶ事により検出器5での測定レベルγがαより小さくな
るので、相対的に被監視空中線素子からの受信波相対振
幅a、位相θの精度を向上きせる律が出来る0、なお、
この場合被監視空中素子以外の移相器で90’移相させ
る時に、結合素子7から得たRF倍信号又同期して移相
器lOによシ90°移相させる心安がある事はいうまで
もない。
なお、前述の第1及び繁2の実施例では、空中線素子か
らの放射信号を受信素子で受信した例を掲げたが、空中
線素子から信号が放射される前に結合素子によりとり出
した信号を使えば、空中耀素子へ供給される信号の振幅
、位相が監視できることはいうまでもない。
本発明によるフェーズドアレー空中線は、以上説明した
ように、監視系の几F回路及び検出器が1チヤンネルで
あるから、低降で信頼性が高い。
また、本発明では、被監視空中線が放射する電波の位相
及び振幅が移相器の各移相量ごとにそれぞれまるから、
被監視空中線に接続しである移相器の出力レベルがその
移相器の移相h[に応じて変動しても請求めた位相及び
振幅は正確である。そこで、従来の7エーズドアレー空
中線では、移相器の出力レベルが移相量によって変わる
と検出器の出力が正弦波から歪み、測定した位相及び振
幅の誤差が大きかったのに対し、本発明では位相及び振
幅の測定精度が高いという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の7エーズドアレー空中線のブロック図、
第2図は本発明の第1の実施例のブPツク図、第3図及
び第4図はこの第1の実施例から放射される電波のベク
トル図、第5図は本発明の第2の実施例のブロック図、
第6図はこの第2の実施例が放射する電波のベクトルを
説明する図である。 l・・・・・・電力分配器、2・・・・・・移相器、3
・・・・・・空中線素子、4・・・・・・受信素子、5
.5’・・・・・・検出器、6・・・・・・同期信号発
生器、7・・・・・・結合素子、8.8’・・・・・・
信号分配器、9.9’・・・・・ベキサー、10・・・
・・・移相器、11・・・・・・合成器、12・・・・
・・給電路。 代理人 弁理士 内 原 fii”’ riV+ \、2・ ゛ ’R/(¥] 箔乙 1″yJ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)送信信号を複数の岐路に分岐する手段と、前記岐
    路にそれぞれ接続しである複数の移相器と。 これら移相器の出力をそれぞれ受け電波として放射する
    複数の放射素子と、前記移相器における移相量を指定す
    る信号を前記各移相器にそれぞれ力える移相量指定信号
    発生(へ)と、前記電波を受Cる受波素子と、この受波
    素子の出力レベルから前記° 各放射素子ごとの前記電
    波の位相及び゛電力をめてその位相及び電力の適否を監
    視する手段とを備え、前記移相量指定信号発生器は監視
    対象の前記放射素子に接続してない前記移相器には第1
    及び第2の時間に互いに90度異なる移相量を指定する
    前記伯号會それぞれ与え、前記監視対象の前記放射素子
    が放射した前記電波の前記位相及び電力は前記第1及び
    第2の時間にそれぞれ抽出した第1及び第2の前記出力
    レベルからめることを特徴トするフェーズドアレー空中
    線。
  2. (2)送信信号を第1から第n+1(nけ正の整数)の
    岐路に分岐する手段と、前記第1から第n+1の岐路に
    それぞれ接続しである第1から第n+1の移相器と、前
    記移相器における移相量を指定する信号を前記各移相器
    にそれぞれ与える移相量指定信号発生器と、前記第1か
    ら第1の移相器の出力をそれぞれ受け電波として放射す
    る第1から第nの放射素子と、前記電波を受ける受波素
    子と、この受波素子の出力と前記第n+]の移相器の出
    力とを合成する合成器と、この合成器の出力レベルから
    前記各放射素子ごとの前記電波の位相及び電力をめてそ
    の位相及び電力の適否を監視する手段とを備え、前記移
    相量指定信号発生器は監視対象の前記放射素子に接続し
    てない前記移相器には第1及び第2の時間に互いに90
    度異なる移相量を指定する指記指定信号をそれぞれ与え
    、前記監視対象の前記放射素子が放射した前記亀波の前
    記位相及び電力は前記、Jl及び第2の時間にそれぞれ
    抽出した第1及び第2の前記出方レベルからめることを
    特徴とするフェーズドアレー空中線。
JP12448983A 1983-07-08 1983-07-08 フェーズドアレー空中線の監視方法 Granted JPS6016703A (ja)

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JPS6016703A true JPS6016703A (ja) 1985-01-28
JPH055203B2 JPH055203B2 (ja) 1993-01-21

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS621303A (ja) * 1985-06-27 1987-01-07 Nec Corp 空中線放射素子の特性測定装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57162803A (en) * 1981-04-01 1982-10-06 Mitsubishi Electric Corp Antenna diagnostic device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS621303A (ja) * 1985-06-27 1987-01-07 Nec Corp 空中線放射素子の特性測定装置

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