JPH02181504A - アンテナ装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子制御アンテナのモジュールに送る高周
波及び中間周波の低損失化を図るアンテナ装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

第８図は従来のアンテナ装置を示す斜視図である。

図において、（１１１）〜（１ｍｍ）は素子７７　テｆ
　。

（２）はこの素子アンテナ（１）よシ構成される開口層
。

（３）は電源入力端、（４１は制御信号入力端、Ｃ５）
は上記電源入力端（３１と上記制御信号入力端（４１に
接続されるバス層、　　（６１１）〜（６ｍｍ）及び（
８１）〜（８ｍ）はそれぞれ、このバス層（５）に装着
された副モジュール及び主モジュール、（７１ｊ：ｉｎ
分配層、　　（１１１）〜（１１ｍ）は上記ｍ個の主モ
ジュール（８１）〜（８ｍ）に接続される受信光信号出
力端＃　　（ＳＳｔ）〜（３５ｍ）及び（５４１）〜（
５４ｍ）はそれぞれ上記ｍ個の主モジュール（８１）〜
（ａｍ）ＶＣ接続されるマイクロ波／第１のローカル入
力端及び第２のローカル入力端である。

また、第９図及び第１０図はそれぞれ上記副モジュール
（６）及び上記主モジュール（８）のブロック図である
。図において、　　（１２ａ）、　（１２ｂ）及び（１
２ｃ）は高周波入出力端一　　（１５ａ）＊　（１５ｂ
）、　（１５ｃ）及び（１５ｄ）はスイッチ、ａｍは高
出力増幅器、ａｌ９は低雑音増幅器、　ａｅは上記スイ
ッチ（ｔ５ｂ）に接続される移相器、　　（１９ａ）、
　（１９ｂ）はミキサ、　　（２０ａ）、　（２０ｂ）
はそれぞれ前記ミキサ（１９ａ）、　（ｔｔｂ）　Ｋ接
続される中間周波増幅器、　　（ｚｔａ）　（２ｔｂ）
はそれぞれ前記中間周波増幅器（２０ａ）　（２０ｂ）
に接続されるフィルタ、＠はｌｌ１ｌ紀フイルタ（ｚｔ
ｂ）に接続されるアナログ／ディジタル変換器、■は前
記アナログ／ディジタル変換器＠に接続される電気／光
変換器、＠は前記電気／光変換器■に接続される受信光
信号モジュール出力端、（至）は上記スイッチ（１５ｄ
）に接続されるマイクロ波／第１のローカルモジュール
入力端、ａｌは上記ミキサ（１９ｂ）に接続される第２
のローカルモジュール入力、端である。

次に動作について説明する。なお説明の便宜上。

副モジュール（６１１）〜（６ｎｔ）と主モジュール（
８１）について説明する。電源入力端（３１よシ入力さ
れた電源はバス層（６：を通じて副モジュール（６１１
）〜（６ｎＮ）及び主モジュール（８１）　Ｋ供給され
、この副モジュール（６１１）〜（６ｎｌ）と主モジュ
ール（８１）を動作状態とする。さらに制御信号を制御
信号入力端（４１に入力し、バス層＋５１を通じて副モ
ジュール（６１１）〜（６ｎｌ　）と主モジュール（８
１）に入力することで各モジュールは送信状態あるいは
受信状態をとる。

まず送信系について説明する。マイクロ波／第１のロー
カル入力端（至）より入力されたマイクロ波は、主モジ
ュール（Ｓｔ）のマイクロ波／第１のローカルモジュー
ル入力端（至）に供給される。次いで送信側にたおれて
いるスイッチ（１５ｄ）　（１５ｃ）を通過した後、高
周波入出力端（１２Ｃ）よ）出力され。

バス層（５１を介してｎ分配層（７１Ｋ入力される。

次いで、マイクロ波はｎ分配層（７）を通じ、バス層（
５１を介して副モジュール（６１１）〜（６ｎｌ）に供
給。

分配される。各副モジュール（６１１）〜（６ｎ１）で
は。

供給・分配されたマイクロ波が高周波入出力端（１ｚｂ
）を通して移相器ａｉに入力され、制御信号により設定
された位相に変換されたのち送信側にたおれているスイ
ッチ（１３ｂ）を経由して高出力増１幅器Ｉで増幅され
る。次いで、増幅されたマイクロ波は送信側に接続状態
のスイッチ（１３ａ）を経由して高周波、入出力端（１
ｚａ）よシ出力される。各副モジュール（６１１）〜（
６ｎ１）の高周波入出力端（１２ａ　）よシ出力された
高周波はバス層ｆ５１及びｎ分配層（７）を介して開口
層（２）の各素子アンテナ（ｍ）〜（１ｎ１）に入力さ
れ、電磁波として空間に放射される。

次に受信系について説明する。到来した電磁波は各素子
アンテナ（ｍ）〜（１ｎ１）で受信され、開口層（２）
を介して受信高周波としてｎ分配層（７）、バス層（５
）を介して各副モジュール（６１１）〜（６ｎｌ）の高
周波入出力端（＋２ａ）に入力される。次いで入力され
た受信高周波は受信側にたおれているスイッチ（＋４ａ
）を通過して、低雑音増幅器αりに入力され。

増幅される。次いで受信側にだおれているスイッチ（１
５ｂ）を通過し、さらに制御信号によｐｎ配列方向に関
して位相が設定された移相器ＵＳを通過して高周波入出
力端（１２ｂ）より出力される。各副モジュール（６１
１）　〜（６ｎ１）の高周波入出力端（１２ｂ）より出
力された各受信高周波はバスｒｔ１（５１を介してｎ分
配層（７）に入力され９合成される。次いで合成された
受信高周波は再びバス層（５）を介して主モジュール（
８１）の高周波入出力端（１２Ｃ）に入力される。

次いで入力された受信高周波は受信側圧接続状態（Ｄス
ｆ　ツ？（＋５ａ）を経由してミキサ（１９ａ）Ｋ入力
される。一方、この受信高周波をミキサ（１９ａ）で中
間周波に変換するために、第１のローカル信号がマイク
ロ波／第１のローカル入力端（５５１）より入力され、
主モジュール（８１）のマイクロ波／第１のローカルモ
ジュール入力端（至）より入力され。

さらに受信側に接続状態のスイッチ（１５ｄ）を経由し
てミキサ（１９ａ）に入力される。次いでこの第１のロ
ーカル信号と受信高周波がミキサ（１９ａ）でミキシン
グされ受信中間周波として中間周波増幅器（２０ａ）　
ｒｃ大入力れ、増幅される。次いでフィルタ（２１ａ）
に入力され、不要周波数成分が除去された後、再びミキ
サ（１９ｂ）に送られる。−万、この受信中間周波をミ
キサ（１９ｂ）でビデオ信号に変換するために、第２の
ローカル信号が第２のローカル入力亀（５４１）よ多入
力され、さらに主モジュール（８１）の第２のローカル
モジュール入力端ω　より入力された後、ミキサ（１９
ｂ）に入力される。次いでこの第２のローカル信号と受
信中間周波がミキサ（１９ｂ）でミキシングされ、ビデ
オ信号として中間周波増幅器（２０ｂ）に入力され、増
幅される。次いでフィルタ（２１ｂ）に入力され、不要
周波数成分が除去された後、アナログ／ディジタル変換
器のに入力され、ディジタル信号に変換される。次いで
電気／光変換器ので光信号に変換された後、受信光信号
モジュール出力端■より受信光信号として出力され、さ
らに、受信光信号出力端（１１１）より出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のアンテナ装置は以上のように５Ｆｉｉされている
ため、主モジュールにマイクロ波や第１のローカル及び
第２のローカル信号を供給する場合には実際、同軸等の
伝送線路を使用している。このため、アンテナ装置の配
置場所によってはこの伝送線路が長くなり線路上での減
衰量が非常に大きくなるなどのＳ題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、主モジュールへ供給するマイクロ波が第１のロ
ーカル及び第２のローカルｏ　線Ｂ長による減衰量を気
にすることなく任意に配置できるアンテナ装置を得るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るアンテナ装置は、マイクロ波。

第１のローカル及び第２のローカル信号ヲ主モジュール
へ光で入力し、さらに、主モジユール内部に光／高周波
変換器及び光／中間周波変換器を具備したものである。

〔作用〕

この発明におけるアンテナ装置は、主モジユール内部に
光／高周波変換器及び光／中間周波変換器を設けること
Ｋよシ、主モジュールへのマイクｏａ、ｓｔのローカル
及び第２のローカルの光入力が可能となる。また、伝送
線路での損失が距離にほぼ無関係なため、伝送線路長に
よる制限を受けずに任意の場所に自由に配置できる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明のアンテナ装置を示す斜視図。

第２図はこの発明の系統図である。

図において、（１）〜（８）、ａＪ〜ａｅは従来アンテ
ナ製雪と全く同一のものである。（９１）〜（９ｍ）及
び（１０１）　〜（１０ｍ）はそれぞれ上記主モジュー
ル（８１）〜（８ｍ）に接続される光マイクロ波／光第
１のローカル入力端及び光第２のローカル入力端である
。

又、第３図はこの発明の一実施例の副モジュール（６１
のブロック図、第４図はこの発明の一実施例の主モジュ
ール＋８１のブロック図であ９９図において、　ａＳ〜
１２ｎ、ａａ〜■は従来アンテナ装置と全く同一のもの
である。

口ηは上記光マイクロ波／光第１のローカル入力端（９
）と接続される光マイクロ波／光第１のローカルモジュ
ール入力端、ｆｉ・は上記スイッチ（１ｓｄ）、！：接
続される光／高周波変換器、１２３は上記光第２のロー
カル入力端ａ・と接続される光第２のローカルモジュー
ル入力端、ｏＦｉ上紀上記サ（ｔ９ｂ）と接続される光
／中間周波変換器である。

次に動作について説明する。説明の便宜上、副モジュー
ル（６１１）〜（６ｎｌ）と主モジュール（８１）につ
いて説明する。電源入力端（３）よ少入力された電源は
パス層＋５１を通じて副子ジュール（６１１）〜（６ｎ
１）及び主モジュール（８１）に供給され、　この副モ
ジュール（６１１）〜（６ｎｌ）と主モジュール（８１
）を動作状態とする。さらに制御信号を、制御信号入力
端（４）Ｋ入力し、パス層（５１を通じて副モジュール
（６１１）〜（６ｎ１）と主モジュール（８１）に入力
することで各モジュールは送信状態あるいは受信状態を
とる。

まず送信系について説明する。光マイクロ波／光第１の
ローカル入力端（９１）より入力された光マイクロ波は
主モジュール（８１）の光マイクロ波／光第１のローカ
ルモジュール入力端ａηに供給される。

次いで光／高周波変換器ＵＳで光マイクロ波はマイクロ
波に変換され、さらに送信側にたおれているスイッチ（
１５ｄ）　（１５Ｃ）を経由して、高周波入出力端（１
２Ｃ）よ多出力されパス層（５）を介してｎ分配層（７
）に入力される。

次いで、マイクロ波Ｆｉｎ分配層（７）を通じ、パス層
＋５１を介して副モジュール（６１１）〜（６ｎｔ）に
供給分配される。各副モジュール（，６１１）〜（６ｎ
１）では。

供給・分配されたマイクロ波が高周波入出力端（１２ｃ
）を通して移相器ａＳに入力され、制御信号によ）設定
された位相に変換されたのち、送信側にたおれているス
イッチ（１ｓｂ）を経由して高出力増幅器ａ番で増幅さ
れる。次いで、増幅されたマイクロ波は送（Ｉ＠に接続
状態のスイッチ（１５ａ）を経由して高周波入出力端（
１２ａ）よ多出力される。各副モジュール（６１１）〜
（６ｎ１）の高周波入出力端（１ｚａ）よ〕出力された
高周波はパス層（艶及びｎ分配層（７）を介して開口層
（りの各素子アンテナ（ｍ）〜（１ｎ１）に入力され、
電磁波として空間に放射される。

次に受信系について説明する。到来した電磁波は各素子
アンテナ（ｍ）〜（１１１１）で受信され、開口層伐）
を介して受信高周波としてｎ分配層（７）、パス層（５
＋を介して各副モジュール（６，１１）〜（６ｎｔ）の
高周波入出力端（１２ａ）に入力される。次いで入力さ
れた受信高周波は受信＠に接続状態のスイッチ（１５ａ
）を通して、低雑音増幅器ａ９に入力され、増幅される
。次いで受信側に接続状態のスイッチ（１ｓｂ）を通シ
、さらに制御信号によりｎ配列方向に関して位相が設定
された移相器ｗｅを介して高周波入出力端（１２ｂ）よ
多出力される。各副モジュール（６１１）　〜（６ｎｌ
）の高周波入出力端（１２ｂ）よ）出力された各受信高
周波はパス層（５１を介してｎ分配層（７）に入力され
９合成される。次いで合成された受信高周波は再びパス
層（５１を介して主モジュール（８１）の高周波入出力
端（１２ｃ）に、入力される。次いで入力された受信高
周波は受信側に接続状態のスイッチ（１３Ｃ）を経由し
てミキサ（１９ａ）Ｋ入力される。一方、この受信高周
波をミキサ（１９ａ）で中間周波に変換するために光第
１０−カルが光マイクロ波／光第１０−カル入力１ｍ　
（９１）よ少入力され。

主モジュール（８１）の光マイクロ波／光第１０−カル
モジュール入力端■に入力される。次いで入力された光
第１０−カルは光／高周波変換器ｕｓ４ｃ入力され第１
０−カルに変換される゛。次いで受信側に接続状態のス
イッチ（Ｉ　Ａｄ）を経由してミキサ（１９ａ）　Ｋ入
力される。次いでこの第１のローカル信号と受信高周波
がミキサ（１９ａ）でミキシングされ受信中間周波とし
て中間周波増幅器（２０ａ）に入力され、増幅される。

次いでフィルタ（２１ａ）に入力され、不要周波数成分
が除去された後、再びミキサ（１９ｂ）に送られる。−
万、この受信中間周波をミキサ（１９ｂ）でビデオ信号
に変換するためＫ。

先筒２のローカル信号が先筒２のローカル入力端（１０
１）より入力され、さらに主モジュール（８１）の先筒
２のローカルモジュール入力端■に入力される。次いで
入力された先筒２のローカルは光／中間周波変換器ので
第２のローカル信号に変換された後、ミキサ（１９ｂ）
に入力される。

次いでこの第２のローカルと受信中間周波がミキサ（１
９ｂ）でミキシングされ、ビデオ信号として中間周波増
幅器（２０ｂ）に入力され、増幅される。

次いでフィルタ（２１ｂ）に入力され、不要周波数成分
が除去された後、アナログ／ディジタル変換器＠に入力
され、ディジタル信号に変換される。次いで電気／光変
換器四で光信号に変換された後。

受信光信号モジュール出力端■よす受信光信号として出
力され、さらに、受傷光信号出力端（１１１）より出力
される。

次に、第５図の様に、アンテナ装置の各層の部分を、３
次元開口層＠、３次元ｎ分配層啜及び３次元パス層■に
した場合について説明する。

この場合、アンテナ装置の層構成の部分は３次元の層構
成をしており、このアンテナ装置の３次元開口層■の部
分を１機体の胴体等の表面形状に合わせて任意に形成し
、その３次元開口層圀の形状に合わせて、上記３次元ｎ
分配層■及び３次元パス層■を形成することで機体の各
表面に沿って任意にアンテナ装置を構成できるという効
果が得られる。しかも、アンテナ装置へのマイクロ波。

第１のローカル信号及び第２のローカル信号の供給が光
で行われるため、従来の同軸等の伝送線路の様にグラン
ドをとる必要がなく、又、距離に無関係にアンテナ装置
を機体の任意の表面部分に配置できるという効果も得ら
れる。

また、このアンテナ装置は１機体等の表面に限らず、用
途に応じた形状及び部分にアンテナ装置を構成すること
ができ、さらに、ビームを走査した場合の利得パターン
を広角範囲にわたって均一にできるという効果も得られ
る。

次に、第６図に示す様に、アンテナ装置の主モジュール
（８）の内部に高周波増幅器■及び第２のローカル信号
増幅器Ｃ（υを設けた場合について説明する。

一般に、主モジュール（８）に供給された光マイクロ波
、先筒１のローカル及び先筒２のローカル信号は光／高
周波変換器（ｉｌｌ及び光／中間周波変換器ので電気信
号に変換されると、相当量のエネルギー損失を生じるが
、この場合これら光／高周波変換器αａ及び光／中間周
波変換器のの直後に接続された高周波増幅器Ｃ３［）及
び第２のローカル信号増幅器Ｇυで増幅され、結果とし
て上記損失が補われるという効果が得られる。

次に第７図に示す様に、アンテナ装置のｍ個の光マイク
ロ波／先筒１のローカル入力端（９１）〜（９ｍ）及び
ｍ個の先筒２のローカル入力端（１０＋）〜（１０ｍ）
をそれぞれ１個の光マイクロ波／先筒１のローカル入力
端！９１　Ｅｔび１個の先筒２のローカル入力端−にし
、さらに、３次元光ｍ分配層■を構成した場合について
説明する。

この場合１ｍ個の主モジュール（８１）〜（８ｍ）Ｋは
光ファイバー及び光分波器等から構成される３次元光ｍ
分配層（至）より光マイクロ波、先筒１のローカル及び
先筒２のローカル信号が供給される。

この３次元光ｍ分配層（至）には１個の光マイクロ波／
先筒１のローカル入力端（９）及び１個の先筒２のロー
カル入力端−が接続されているため、従来（ｍＸ２）本
必要であった光ファイバー等の伝送線路が２本で構成で
き９作業性、ＩＭ備性及び信頼性が向上するという効果
が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、主モジュールの内部
に光／高周波変換器及び光／中間周波変換器を具備した
構成としたので、主モジュールへのマイクロ波、第１の
ローカル信号及び第２のローカル信号の光入力が可能と
なる。このため、従来必要であった同軸等の伝送線路が
光ファイバー等で＃Ｉｔ成でき、伝送線路での損失が非
常に少なくなるという効果がある。

また、光ファイバー等の損失は長さＫはとんど関係ない
ので、任意にアンテナ装置を配置できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第
３図に示すアンテナ装置の系統図、第３図はこの発明に
よる副モジュールのブロック図。 第４図はこの発明の一実施例を示す主モジュールのブロ
ック図、第５図はこの発明の他の実施例を示す斜視図、
第６図はこの発明の他の実施例を示ス主モジュールのブ
ロック図、第７図はこの発明のさらに他の実施例を示す
斜視図、第８図は従来のアンテナ装置を示す斜視図、第
９図及び第１０図はそれぞ業従来の副モジュール及び主
モジュールのブロック図である。 図中、（１）は素子アンテナ、（２１Ｆｉ開口層、（３
１は電源入力端、　＋４１は制御信号入力！、　１５＋
はパス層、（６）は副モジュール、（７）はｎ分配層、
（８）は主モジュール、（９）は光マイクロ波／先筒１
のローカル入力端。 ａｏＦｉ光第２のローカル入力端、　（Ｉｎは受信光信
号出力端、ａりは高周波入出力端、　（１３はスイッチ
、　（１４＋は高出力増幅器、１１９Ｆｉ低雑音増幅器
、ａｅＦｉ移相器。 αηは光マイクロ波／先筒１のローカルモジュール入力
端、　ａＳは光／高周波変換器、α９はミキサ、■は中
間周波増幅器、Ｑ１０はフィルタ、■は先筒２のローカ
ルモジュール入力端、０は光／中間周波変換器、ｃｌ１
４１はアナログ／ディジタル変換器、■は電気／光変換
器、■は受信光信号モジュール出力端。 節は３次元開口層、■は３次元ｎ分配層、■は３次元バ
ス層、　ｃｎｉｌｔ高周波増幅器、　（１１＋は第２の
ローカル信号増幅器、（至）は３次元光ｍ分配層、■は
マイクロａ／ｍ１のローカル入力端、（至）は第２のロ
ーカル入力端、ＣＢはマイクロ波／＠１のローカルモジ
ュール入力端２国は第２のローカルモジュール入力端で
ある。 なお１図中同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｎ×ｍ個の素子アンテナをアレー化して形成され
   る開口層と、高周波の増幅及び位相変換手段を有するｎ
   ×ｍ個の副モジュールと、上記ｎ×ｍ個の副モジュール
   からの受信信号を中間周波信号及びディジタル信号に変
   換し、さらに光に変換する手段を有するｍ個の主モジュ
   ールと、上記主モジュールと上記副モジュールに電源及
   び制御信号を供給するバス層と、上記副モジュールに高
   周波を供給・分配するｎ分配層とから成り、さらに上記
   ｎ個の副モジュールに対し主モジュールを１個対応させ
   たｎ素子から成るｍ個のサブアレーで構成したアンテナ
   装置において、上記主モジュールに光／高周波変換器及
   び光／中間周波変換器を具備したことを特徴とするアン
   テナ装置。
2. （２）ｎ×ｍ個の素子アンテナをアレー化して形成され
   る開口層と、高周波の増幅及び位相変換手段を有するｎ
   ×ｍ個の副モジュールと、上記ｎ×ｍ個の副モジュール
   からの受信信号を中間周波信号及びディジタル信号に変
   換し、さらに光に変換する手段を有するｍ個の主モジュ
   ールと、上記モジュールと上記副モジュールに電源及び
   制御信号を供給するバス層と、上記副モジュールに高周
   波を供給・分配するｎ分配層とから成り、さらに上記ｎ
   個の副モジュールに対し主モジュールを１個対応させた
   ｎ素子から成るｍ個のサブアレーで構成したアンテナ装
   置において、上記主モジュールに光／高周波変換器及び
   光／中間周波変換器を具備し、さらに上記開口層、バス
   層及びｎ分配層をそれぞれ３次元開口層、３次元バス層
   及び３次元ｎ分配層としたことを特徴とするアンテナ装
   置。
3. （３）ｎ×ｍ個の素子アンテナをアレー化して形成され
   る開口層と、高周波の増幅及び位相変換手段を有するｎ
   ×ｍ個の副モジュールと、上記ｎ×ｍ個の副モジュール
   からの受信信号を中間周波信号及びディジタル信号に変
   換し、さらに光に変換する手段を有するｍ個の主モジュ
   ールと、上記主モジュールと上記副モジュールに電源及
   び制御信号を供給するバス層と、上記副モジュールに高
   周波を供給・分配するｎ分配層とから成り、さらに上記
   ｎ個の副モジュールに対し主モジュールを、個対応させ
   たｎ素子から成るｍ個のサブアレーで構成したアンテナ
   装置において、上記ｍ個の主モジュールに光／高周波変
   換器及び光／中間周波変換器を具備し、上記ｍ個の主モ
   ジュールに高周波及び中間周波を光で供給、分配する３
   次元光ｍ分配層を具備し、さらに、上記開口層、バス層
   及びｎ分配層をそれぞれ、３次元開口層、３次元バス層
   及び３次元ｎ分配層としたことを特徴とするアンテナ装
   置。