JPH0410994B2 - - Google Patents

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JPH0410994B2
JPH0410994B2 JP59165306A JP16530684A JPH0410994B2 JP H0410994 B2 JPH0410994 B2 JP H0410994B2 JP 59165306 A JP59165306 A JP 59165306A JP 16530684 A JP16530684 A JP 16530684A JP H0410994 B2 JPH0410994 B2 JP H0410994B2
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、複数のアンテナ素子から構成される
フエーズド・アレイ・レーダー装置に関する。
(従来の技術) 第2図は従来のフエーズド・アレイ・レーダー
装置を示すブロツク図である。このフエーズド・
アレイ・レーダー装置は、移相器2、送受切替器
3、送信用増幅器4、受信用増幅器5、サーキユ
レータ6、方向性結合器7、高周波スイツチ8及
びアンテナ素子9からなるアンテナモジユールを
複数個備えている。このフエーズド・アレイ・レ
ーダー装置はアンテナモジユールにおいてアンテ
ナ素子9に供給する高周波信号の位相を制御し、
アンテナ素子9からその高周波信号を電波として
放射し、空中で電波を合成して1つのアンテナビ
ームを形成し、その位相制御に応じた方向にアン
テナビームを指向させるものである。本レーダー
装置において、所要の指向特性を得るためには、
各アンテナモジユールの移相誤差の検出および補
正が必要不可欠である。アンテナモジユールの移
相誤差とは、より詳しくは、アンテナモジユール
に設定される適正な移相量と実際に生ずる移相量
との差である。
第2図の従来のフエーズド・アレイ・レーダー
装置は以下の如く作動する。信号源13から出力
された高周波信号の一部は方向性結合器12を介
して位相検波器16に送られるが、大部分はサー
キユレータ11、電力分配/合成器1を通り各ア
ンテナモジユールに導かれる。アンテナモジユー
ルにおいては、移相器2で所定のアンテナビーム
を形成するのに適当な位相変化を与えられた後、
送受切替器3を通り送信用増幅器4で所要の電力
まで増幅された後、サーキユレータ6を通り方向
性結合器7に送られる。方向性結合器7では、そ
の出力の一部を取り出し、高周波スイツチ8を介
して位相検波器16にモニター信号108として
送るとともに、大部分の出力はアンテナ素子9に
供給する。アンテナ素子9は受けた高周波信号を
電波として空間に放射する。空間に放射された高
周波電力は、目標で反射し再びアンテナ素子9で
受信された後、方向性結合器7、サーキユレータ
6、受信用増幅器5、送受切替器3、移相器2を
通り、点力分配/合成器1で電力合成され、サー
キユレータ11を送り、受信機10に送られる。
各アンテナモジユールの移相誤差の検出および補
正のために、点検しようとするアンテナモジユー
ルの高周波スイツチ8を導通させて方向性結合器
12より取り出した信号源13の出力の一部を基
準信号112として位相検波器16に送り、方向
性結合器7より取り出した送信信号の一部(モニ
ター信号)108の位相検波をした後、位相検波
電圧116を比較回路15に送出する。許容範囲
電圧発生回路17は、計算機14から許容範囲信
号114bを受け、許容範囲上限電圧117a及
び下限電圧117bを出力する。比較器15は、
位相検波電圧116が上限電圧117a及び下限
電圧117bの範囲にあるか否かを判定し、位相
検波電圧116がその範囲外にあるときは電圧1
16がその範囲から外れている程度を現す移相誤
差信号115を出力する。計算機14は、移相誤
差信号115が現す移相誤差の大きさだけの移相
量の補正を移相器2に指示する。従来のフエーズ
ド・アレイ・レーダー装置では、各アンテナモジ
ユールにおける移相誤差の検出及び補正をこのよ
うにして行つている。
(発明が解決しようとする問題点) したがつて、第2図のような構成の場合、基準
信号112に対するモニタ信号108の位相を
φ、位相検波電圧116をVでれぞれ現わすと、
位相検波器16の検波特性は一般に第3図の特性
曲線aのように正弦波状に変化し、位相検波電圧
Vから位相φを検出すると位相φが−π/2および π/2に近いときは位相φの測定誤差が非常に大き くなる。そのうえ、移相器2の位相誤差、振幅誤
差、温度変動や位相検波器16の温度変動、位相
検波器16への入力レベル変動が存在すると、位
相検波器16の検波特性が第3図の特性曲線b又
はcの如くになり、特性曲線が計算機14に予め
記憶したものからずれるから、位相φの検出誤差
が一層増大する欠点があつた。さらには、位相検
波特性が非直線であるので、アンテナモジユール
が所要の移相誤差範囲内にあるかどうか判定を行
うためには、許容範囲電圧発生回路17において
位相検波電圧116に対応した上限電圧117a
及び下限電圧117bの設定が必要となり、いわ
ゆる移相補正のための負帰環利得が一定でない。
そこで、移相補正用の負帰還回路、時に許容範囲
電圧発生回路17の構成が複雑になる。また、全
てのアンテナモジユールに一様な変動(例えば、
温度変動)があつた場合には、移相器2の移相量
を調整しなくてもアンテナパターンに影響がない
にも拘らず、比較回路15において移相誤差と判
定され、計算機14から全ての移相器2に対して
移相補正命令を発するから、送信信号の位相が頻
繁に変わり、受信機10における受信信号の時間
相関がしばしば失しなわれ、受信信号の相関処理
を困難にする欠点もあつた。
そこで、本発明の目的は、アンテナモジユール
の移相誤差の検出および補正が正確に行なえ、し
かも回路構成が簡単なフエーズド・アレイ・レー
ダー装置の提供にある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、共通の信号源から高周波信号が互い
に異なる移相器を介してそれぞれ供給される複数
のアンテナ素子と、これらアンテナ素子がそれぞ
れ受ける前記高周波信号の位相を基準信号と比較
して順次に検出する位相検波器と、前記位相に基
づき前記移相器の移相量を調整する手段とが備え
てあるフエーズド・アレイ・レーダー装置におい
て、前記高周波信号を移相して前記基準信号を生
ずる基準信号用移相器と、前記位相が検波される
前記高周波信号の適正な位相及び前記基準信号の
位相の差が一定になるように前記基準信号用移相
器の移相量を調整する手段とが備えてあることを
特徴とする。
(作用) 本発明では、アンテナモジユールにおける移相
量が設定されたとおりの適正な大きさであるとき
には、そのアンテナモジユールから位相検波器へ
送られて位相検波される高周波信号の位相及び基
準信号の位相の差が一定になるように基準信号用
移相器の移相量を調整する。つまり、アンテナ素
子に供給される高周波信号のうち位相の検出がさ
れるものの位相が適当であるときには、その位相
が検出される高周波信号と基準信号とは位相差が
一定になるように基準信号の位相を調整する。そ
こで、アンテナ素子に供給される高周波信号の位
相が所要のアンテナ指向性の形成に適切である場
合には、この位相が位相検波器により検出される
とき位相検波器の出力電圧(位相検波電圧)は一
定になる。従つて、本発明では、位相検波器は位
相検波特性曲線の直線部分で常に位相の検波がで
きるから、アンテナ素子に供給される高周波信号
の位相、ひいてはアンテナモジユールの移相誤差
が正確に検出できる。
(実施例) 次に本発明の実施例について図面を参照して説
明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
あり、1〜13並びに15及び16は第2図の装
置と同じものであり、18は信号源13の出力信
号のうち方向性結合器12で抽出した信号112
に適当な移相量を与えて、位相検波器16の基準
信号を生成する基準信号用移相器である。
次にこの実施例の動作について説明する。本装
置の動作は、計算機24、位相検波器16、許容
範囲電圧発生回路27及び移相器18を除く部分
については第2図の従来の装置と同じである。方
向性結合器7より取り出された送信信号の一部
は、高周波スイツチ8を介して位相検波器16に
モニター信号108として送られ、移相器18に
より適当な移相量を与えられた基準信号118で
移相検波される。このとき、移相器18に対して
移相器2に与えられる位相制御信号と同一のもの
を与え、アンテナモジユールに移相誤差がない場
合における位相検波電圧116を常に一定にす
る。つまり、移相器2と18とが同じ量だけ入力
信号を移相し、アンテナモジユールの移相量が適
正であるときには、その移相量の大きさにかかわ
らず、位相検波器16の入力信号108及び11
8の位相差を一定にし、ひいては位相検波電圧1
16を一定にする。アンテナモジユールの移相量
が適正であつても、アンテナモジユールにおける
移相器2を除く部分の移相量(オフセツト移相
量)が多少あるから、基準信号118とモニター
信号108とは同相とは限らず、位相検波器16
の検波特性が第3図に示す如くであるから、移送
検波電圧116は零でないのが通常である。しか
し、オフセツト移送量は小さいから、位相検波器
16は第3図特性曲線の直線部分で作動する。
このように、アンテナモジユールにおける移相
量が、計算機24の指令に基づく大きさであると
き、即ち適正であるとき、位相検波電圧116は
一定であるから、許容範囲電圧発生回路27が設
定する上限電圧127a及び下限電圧127bは
一定でよい。そこで、許容範囲電圧発生回路27
は計算機24から許容範囲を指示する信号を受け
る必要がない。比較回路15は、モニター信号1
08の位相誤差に比例して変動する位相検波電圧
116を上限電圧127a及び下限電圧127b
と比較し、電圧116が両電圧127a及び12
7bの間にないときは移相誤差信号115を発生
する。移相誤差信号115はモニター信号108
の位相誤差、即ちアンテナモジユールの移相誤差
を現す。計算機24は、この移相誤差信号115
に基づき移相器2に与える移相信号124aを補
正する。計算機24は、移相器2が設計値通りに
移相をするときに移相器2に指令すべき移相量を
移相信号124bにより移相器18に指令する。
第1図の実施例では、位相検波器16は第3図
の特性曲線の直線部分、即ち移相φが0近傍で作
動するから、モニター信号108の移相、ひいて
はアンテナモジユールの移相誤差が正確に検出で
き、したがつてその移相誤差が正確に補正でき
る。また、本実施例では位相検波電圧116がア
ンテナモジユールの移相量にかかわらず一定であ
るから、移相補正用の負帰還回路の利得が一定で
よく、従つてその負帰還回路、特に許容範囲電圧
設定回路27が簡単な構成にでき、計算機24の
回路及びプログラムも簡単にできる。更に、本実
施例では、移相器2及び18を同じ特性にするこ
とにより、温度変動等が全ての移相器2及び18
に一様に起つても、これら移相器に対する移相量
の補正指令は与えられないから、受信機10の受
信信号における時間軸の位相相関が維持され、受
信信号の相関処理が容易である。
なお、本実施例では、移相器2の移相量が適正
な場合にも、基準信号118とモニター信号10
8とは必ずしも同位相にならないが、アンテナモ
ジユールにおける移相器2を除く部分で生ずる移
相量(オフセツト移相量)と同じだけ移相をする
固定移相器を方向性結合器12と移相器18との
間又は移相器18と位相検波器16との間に挿入
すれば、基準信号118とモニター信号108と
を常に同相にできる。また、固定移相器に代え
て、同量のオフセツト移相を移相器18で起こさ
せるように、移相信号124bを変えても同じ効
果が得られる。このように、信号118と108
とを同相にすれば、第3図の特性曲線の直線部の
中央で位相検波ができるから、アンテナモジユー
ルの移相誤差が最も正確に検出できる。
(発明の効果) 本発明によれば、以上に詳しく説明したよう
に、アンテナモジユールの移相誤差の検出及び補
正が正確に行え、しかも回路構成が簡単なフエー
ズド・アレイ・レーダー装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロツク図、第2
図は従来のフエーズド・アレイ・レーダー装置の
ブロツク図、第3図は位相検波器の検波特性を示
す図である。 1……電力分配/合成器、2……移相器、3…
…送受切替器、4……送信用増幅器、5……受信
用増幅器、6……サーキユレータ、7……方向性
結合器、8……高周波スイツチ、9……アンテナ
素子、10……受信機、11……サーキユレー
タ、12……方向性結合器、13……信号源、1
4……計算機、15……比較回路、16……位相
検波器、17……許容範囲電圧発生回路、18…
…移相器、24……計算機、27……許容範囲用
電圧発生回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 共通の信号源から高周波信号が互いに異なる
    移相器を介してそれぞれ供給される複数のアンテ
    ナ素子と、これらアンテナ素子がそれぞれ受ける
    前記高周波信号の位相を基準信号と比較して順次
    に検出する位相検波器と、前記位相に基づき前記
    移相器の移相量を調整する手段とが備えてあるフ
    エーズド・アレイ・レーダー装置において、前記
    高周波信号を移相して前記基準信号を生ずる基準
    信号用移相器と、前記位相検波器による検出位相
    差があらかじめ定められた正確に検出できるある
    範囲となるように前記基準信号用移相器の移相量
    を調整する手段を備えたことを特徴とするフエー
    ズド・アレイ・レーダー装置。
JP59165306A 1984-08-07 1984-08-07 フエ−ズド・アレイ・レ−ダ−装置 Granted JPS6143805A (ja)

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