JP2618124B2 - 送信アレイアンテナのディジタルビーム制御装置 - Google Patents
送信アレイアンテナのディジタルビーム制御装置Info
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- JP2618124B2 JP2618124B2 JP3219707A JP21970791A JP2618124B2 JP 2618124 B2 JP2618124 B2 JP 2618124B2 JP 3219707 A JP3219707 A JP 3219707A JP 21970791 A JP21970791 A JP 21970791A JP 2618124 B2 JP2618124 B2 JP 2618124B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体衛星通信システ
ム、陸上移動通信システム、又はレーダアンテナシステ
ムに適用できる送信アレイアンテナのディジタルビーム
制御装置に関する。
ム、陸上移動通信システム、又はレーダアンテナシステ
ムに適用できる送信アレイアンテナのディジタルビーム
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体衛星通信システムにおいて
自動車等の移動体に設けられるアンテナとして、衛星を
追尾しながら通信を行うために広角及び高速ビーム走査
を行なうことができる高性能なアンテナが要求されてい
る。上述の移動体衛星通信システムにおいて用いられる
この種のアンテナとして、例えば、大森らによる「衛星
通信用車載形フェーズドアレイアンテナ」（電子情報通
信学会アンテナ・伝搬研究会技術研究報告、ＡＰ９０−
７５，ｐｐ３３−４０，１９９０年１０月１９日）にお
いて、図８及び図９の車載形アンテナシステム（以下、
第１の従来例という。）が開示されている。
自動車等の移動体に設けられるアンテナとして、衛星を
追尾しながら通信を行うために広角及び高速ビーム走査
を行なうことができる高性能なアンテナが要求されてい
る。上述の移動体衛星通信システムにおいて用いられる
この種のアンテナとして、例えば、大森らによる「衛星
通信用車載形フェーズドアレイアンテナ」（電子情報通
信学会アンテナ・伝搬研究会技術研究報告、ＡＰ９０−
７５，ｐｐ３３−４０，１９９０年１０月１９日）にお
いて、図８及び図９の車載形アンテナシステム（以下、
第１の従来例という。）が開示されている。
【０００３】図８に示すように、当該車載形アンテナシ
ステムのアンテナ系１は、フェーズドアレイアンテナ２
と、移相器駆動回路３と、ダイプレクサ４と、受信系に
おいて用いられる低雑音増幅器５とから構成され、これ
らは屋根などの車両上に設置される。ここで、低雑音増
幅器５を除くアンテナ系１は、送受信に共通して使用さ
れる。また、フェーズドアレイアンテナ２は、図９に示
すように、１９個のアンテナ素子６と、１８個の３ビッ
トマイクロ波移相器７と、電力分配合成器８とから構成
される。ダイプレクサ４から分岐する送信固有の系は、
変調器９と、アップコンバータ１０と、電力増幅器１１
とから構成され、一方、受信固有の系は上述の低雑音増
幅器５と、ダウンコンバータ１２と、復調器１３とから
構成される。さらに、追尾系１４は、車両の方位角を検
出する方位角センサ１５と、その出力を受け衛星指向角
を算出して出力する電子計算機１６と、上記算出された
衛星指向角を受けアンテナの指向角を上記移相器駆動回
路３に送出するアンテナ制御部１７とから構成される。
ステムのアンテナ系１は、フェーズドアレイアンテナ２
と、移相器駆動回路３と、ダイプレクサ４と、受信系に
おいて用いられる低雑音増幅器５とから構成され、これ
らは屋根などの車両上に設置される。ここで、低雑音増
幅器５を除くアンテナ系１は、送受信に共通して使用さ
れる。また、フェーズドアレイアンテナ２は、図９に示
すように、１９個のアンテナ素子６と、１８個の３ビッ
トマイクロ波移相器７と、電力分配合成器８とから構成
される。ダイプレクサ４から分岐する送信固有の系は、
変調器９と、アップコンバータ１０と、電力増幅器１１
とから構成され、一方、受信固有の系は上述の低雑音増
幅器５と、ダウンコンバータ１２と、復調器１３とから
構成される。さらに、追尾系１４は、車両の方位角を検
出する方位角センサ１５と、その出力を受け衛星指向角
を算出して出力する電子計算機１６と、上記算出された
衛星指向角を受けアンテナの指向角を上記移相器駆動回
路３に送出するアンテナ制御部１７とから構成される。
【０００４】以上のように構成された車載形アンテナシ
ステムの送信時の動作を以下に説明する。送信データ信
号は変調器９において所定方式の変調信号に変換された
後、アップコンバータ１０において所定の送信周波数の
信号に変換される。さらに、その信号は電力増幅器１１
及びダイプレクサ４を介してフェーズドアレイアンテナ
２に供給される。フェーズドアレイアンテナ２におい
て、ダイプレクサ４を通過した送信信号は電力分配合成
器８によって所定の電力割合でアンテナ素子６毎に分配
された後、一定時間毎に上記追尾系１４によって制御さ
れる１８個のマイクロ波移相器７を介してアンテナ素子
６から放射される。ここで、送受信に共通したマイクロ
波移相器７を用いているので、送信及び受信アレイアン
テナのビームをほぼ衛星方向に指向させることができ
る。
ステムの送信時の動作を以下に説明する。送信データ信
号は変調器９において所定方式の変調信号に変換された
後、アップコンバータ１０において所定の送信周波数の
信号に変換される。さらに、その信号は電力増幅器１１
及びダイプレクサ４を介してフェーズドアレイアンテナ
２に供給される。フェーズドアレイアンテナ２におい
て、ダイプレクサ４を通過した送信信号は電力分配合成
器８によって所定の電力割合でアンテナ素子６毎に分配
された後、一定時間毎に上記追尾系１４によって制御さ
れる１８個のマイクロ波移相器７を介してアンテナ素子
６から放射される。ここで、送受信に共通したマイクロ
波移相器７を用いているので、送信及び受信アレイアン
テナのビームをほぼ衛星方向に指向させることができ
る。
【０００５】また、受信アレイアンテナのビームを形成
する回路としては、例えば、エイチ・ステイスカル
（Ｈ．Ｓｔｅｙｓｋａｌ）による「ディジタルビーム形
成アンテナ；イントロダクション（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂ
ｅａｍｆｏｒｍｉｎｇａｎｔｅｎｎａｓ；Ａｎ Ｉｎｔ
ｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）」（マイクロウェーブ・ジャーナ
ル・インターナショナル・エディション，ホライズン・
ハウス・マイクロウェーブ，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．１，
ｐｐ１０７−１２４，１９８７年１月）において、図１
０の受信アレイアンテナのディジタルビーム形成回路
（以下、第２の従来例という。）が開示されている。
する回路としては、例えば、エイチ・ステイスカル
（Ｈ．Ｓｔｅｙｓｋａｌ）による「ディジタルビーム形
成アンテナ；イントロダクション（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂ
ｅａｍｆｏｒｍｉｎｇａｎｔｅｎｎａｓ；Ａｎ Ｉｎｔ
ｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）」（マイクロウェーブ・ジャーナ
ル・インターナショナル・エディション，ホライズン・
ハウス・マイクロウェーブ，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．１，
ｐｐ１０７−１２４，１９８７年１月）において、図１
０の受信アレイアンテナのディジタルビーム形成回路
（以下、第２の従来例という。）が開示されている。
【０００６】当該ディジタルビーム形成回路は、図１０
に示すように、アンテナ素子６−１，６−２，６−３
と、低雑音増幅器５１−１，５１−２，５１−３と、ダ
ウンコンバータ５２−１，５２−２，５２−３と、アナ
ログ／ディジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換という。）器
５３−１，５３−２，５３−３と、受信信号再生回路６
０と、ビーム制御回路５４とから構成される。ここで、
受信信号再生回路６０は、乗算器６１−１，６１−２，
６１−３と、加算器６２とを備える。
に示すように、アンテナ素子６−１，６−２，６−３
と、低雑音増幅器５１−１，５１−２，５１−３と、ダ
ウンコンバータ５２−１，５２−２，５２−３と、アナ
ログ／ディジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換という。）器
５３−１，５３−２，５３−３と、受信信号再生回路６
０と、ビーム制御回路５４とから構成される。ここで、
受信信号再生回路６０は、乗算器６１−１，６１−２，
６１−３と、加算器６２とを備える。
【０００７】以上のように構成された受信アレイアンテ
ナの動作を以下に説明する。各アンテナ素子６−１，６
−２，６−３において受信された信号はそれぞれ、低雑
音増幅器５１−１，５１−２，５１−３を介してダウン
コンバータ５２−１，５２−２，５２−３に入力され
て、所定の中間周波数の信号に変換された後、Ａ／Ｄ変
換器５３−１，５３−２，５３−３においてＡ／Ｄ変換
されて受信ディジタル信号に変換される。各アンテナ素
子６−１，６−２，６−３に対応して生成された当該各
受信ディジタル信号は、ビーム制御回路５４と受信信号
再生回路６０に入力される。ビーム制御回路５４は、例
えばすべての受信ディジタル信号を同相とするための重
み係数を上記各受信ディジタル信号毎に計算した後、各
乗算器６１−１，６１−２，６１−３に出力する。各乗
算器６１−１，６１−２，６１−３はそれぞれ、各受信
ディジタル信号と重み係数とを乗算した後、乗算結果の
信号を加算器６２に出力する。さらに、加算器６２は入
力されるすべての乗算結果の信号を加算し、すなわち各
受信ディジタル信号を同相で電力合成した後、合成後の
信号を受信信号として出力する。
ナの動作を以下に説明する。各アンテナ素子６−１，６
−２，６−３において受信された信号はそれぞれ、低雑
音増幅器５１−１，５１−２，５１−３を介してダウン
コンバータ５２−１，５２−２，５２−３に入力され
て、所定の中間周波数の信号に変換された後、Ａ／Ｄ変
換器５３−１，５３−２，５３−３においてＡ／Ｄ変換
されて受信ディジタル信号に変換される。各アンテナ素
子６−１，６−２，６−３に対応して生成された当該各
受信ディジタル信号は、ビーム制御回路５４と受信信号
再生回路６０に入力される。ビーム制御回路５４は、例
えばすべての受信ディジタル信号を同相とするための重
み係数を上記各受信ディジタル信号毎に計算した後、各
乗算器６１−１，６１−２，６１−３に出力する。各乗
算器６１−１，６１−２，６１−３はそれぞれ、各受信
ディジタル信号と重み係数とを乗算した後、乗算結果の
信号を加算器６２に出力する。さらに、加算器６２は入
力されるすべての乗算結果の信号を加算し、すなわち各
受信ディジタル信号を同相で電力合成した後、合成後の
信号を受信信号として出力する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の第１の従来例に
示すように、アレイアンテナのビーム形成のために、ア
ンテナ素子毎にマイクロ波移相器７を用いているため、
その挿入損失を含めアンテナ給電回路の伝送損失が大き
くなるという問題点があった。また、従来の上記マイク
ロ波移相器７においてはその移相量を精度良く設定する
ことができないので、所定方向への高確度ビーム指向
や、ビームパターンの低サイドローブ化という精度の良
い指向制御を行なうことがむずかしいという問題点があ
った。
示すように、アレイアンテナのビーム形成のために、ア
ンテナ素子毎にマイクロ波移相器７を用いているため、
その挿入損失を含めアンテナ給電回路の伝送損失が大き
くなるという問題点があった。また、従来の上記マイク
ロ波移相器７においてはその移相量を精度良く設定する
ことができないので、所定方向への高確度ビーム指向
や、ビームパターンの低サイドローブ化という精度の良
い指向制御を行なうことがむずかしいという問題点があ
った。
【０００９】これらの問題点を解決するため、上述の第
２の従来例のように、受信アレイアンテナのためのビー
ム形成回路が提案されているが、送信アレイアンテナの
ためのビーム形成回路はいまだ考案されていない。
２の従来例のように、受信アレイアンテナのためのビー
ム形成回路が提案されているが、送信アレイアンテナの
ためのビーム形成回路はいまだ考案されていない。
【００１０】本発明の目的は以上の課題を解決し、従来
例に比較してアンテナ給電回路の伝送損失を低減すると
ともに、精度の良いビーム指向制御を行なうことができ
る送信アレイアンテナのビーム制御装置を提供すること
にある。
例に比較してアンテナ給電回路の伝送損失を低減すると
ともに、精度の良いビーム指向制御を行なうことができ
る送信アレイアンテナのビーム制御装置を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の送信アレイアンテナのディジタルビーム制御装置
は、複数のアンテナ素子からなる送信アレイアンテナの
ビームを制御するための送信アレイアンテナのビーム制
御装置において、上記送信アレイアンテナから送信され
る送信信号を指向すべき指向方向の情報に基づいて、上
記送信信号の移相量（θ）を計算する移相量演算手段
（２７）と、上記移相量演算手段（２７）によって計算
された移相量（θ）に基づいて、入力される直交型ディ
ジタル変調のための２系列のベースバンド信号（ｘ1，
ｘ2）に対して、上記送信信号が上記指向方向を指向す
るように位相重み係数を乗算する行列の移相演算を数８
に従ってディジタル処理で行なった後、上記移相演算結
果の２系列のディジタル信号（ｙ1，ｙ2）を出力する移
相演算手段（２１）と、
載の送信アレイアンテナのディジタルビーム制御装置
は、複数のアンテナ素子からなる送信アレイアンテナの
ビームを制御するための送信アレイアンテナのビーム制
御装置において、上記送信アレイアンテナから送信され
る送信信号を指向すべき指向方向の情報に基づいて、上
記送信信号の移相量（θ）を計算する移相量演算手段
（２７）と、上記移相量演算手段（２７）によって計算
された移相量（θ）に基づいて、入力される直交型ディ
ジタル変調のための２系列のベースバンド信号（ｘ1，
ｘ2）に対して、上記送信信号が上記指向方向を指向す
るように位相重み係数を乗算する行列の移相演算を数８
に従ってディジタル処理で行なった後、上記移相演算結
果の２系列のディジタル信号（ｙ1，ｙ2）を出力する移
相演算手段（２１）と、
【数８】 上記移相演算手段（２１）から出力される２系列のディ
ジタル信号（ｙ1，ｙ2）に対して所定の波形整形ろ波処
理を行なった後、上記ろ波処理後の２系列のディジタル
信号を出力する波形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）
と、互いに直交する２系列のディジタル搬送波信号を、
上記波形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）から出力され
る２系列のディジタル信号に従って直交型ディジタル変
調した後、上記変調後の変調信号を上記複数のアンテナ
素子のうち対応する１つのアンテナ素子に出力する変調
手段（２３ａ，２３ｂ，２４）とを、上記変調信号をＤ
／Ａ変換してより高い周波数に周波数変換しかつ増幅す
る送信手段（１０１−１乃至１０１−３，１０２−１乃
至１０２−３，１０３−１乃至１０３−３）の前段に備
えたことを特徴とする。
ジタル信号（ｙ1，ｙ2）に対して所定の波形整形ろ波処
理を行なった後、上記ろ波処理後の２系列のディジタル
信号を出力する波形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）
と、互いに直交する２系列のディジタル搬送波信号を、
上記波形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）から出力され
る２系列のディジタル信号に従って直交型ディジタル変
調した後、上記変調後の変調信号を上記複数のアンテナ
素子のうち対応する１つのアンテナ素子に出力する変調
手段（２３ａ，２３ｂ，２４）とを、上記変調信号をＤ
／Ａ変換してより高い周波数に周波数変換しかつ増幅す
る送信手段（１０１−１乃至１０１−３，１０２−１乃
至１０２−３，１０３−１乃至１０３−３）の前段に備
えたことを特徴とする。
【００１２】また、本発明に係る請求項２記載の送信ア
レイアンテナのディジタルビーム制御装置は、複数のア
ンテナ素子からなる送信アレイアンテナのビームを制御
するための送信アレイアンテナのビーム制御装置におい
て、上記送信アレイアンテナから送信される送信信号を
指向すべき指向方向の情報に基づいて、上記送信信号の
移相量（θ）を計算し、当該移相量（θ）の余弦と正弦
の移相信号（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）を発生する移相信号
発生手段（３５）と、上記移相信号発生手段（３５）に
よって発生された移相信号（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）に基
づいて、入力される直交型ディジタル変調のための２系
列のベースバンド信号（ｘ1，ｘ2）に対して、上記送信
信号が上記指向方向を指向するように位相重み係数を乗
算する行列の移相演算を数９に従ってディジタル処理で
行なった後、上記移相演算結果の２系列のディジタル信
号（ｙ1，ｙ2）を出力する演算手段（３６）と、
レイアンテナのディジタルビーム制御装置は、複数のア
ンテナ素子からなる送信アレイアンテナのビームを制御
するための送信アレイアンテナのビーム制御装置におい
て、上記送信アレイアンテナから送信される送信信号を
指向すべき指向方向の情報に基づいて、上記送信信号の
移相量（θ）を計算し、当該移相量（θ）の余弦と正弦
の移相信号（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）を発生する移相信号
発生手段（３５）と、上記移相信号発生手段（３５）に
よって発生された移相信号（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）に基
づいて、入力される直交型ディジタル変調のための２系
列のベースバンド信号（ｘ1，ｘ2）に対して、上記送信
信号が上記指向方向を指向するように位相重み係数を乗
算する行列の移相演算を数９に従ってディジタル処理で
行なった後、上記移相演算結果の２系列のディジタル信
号（ｙ1，ｙ2）を出力する演算手段（３６）と、
【数９】 上記演算手段（３６）から出力される２系列のディジタ
ル信号（ｙ1，ｙ2）に対して所定の波形整形ろ波処理を
行なった後、上記ろ波処理後の２系列のディジタル信号
を出力する波形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）と、互
いに直交する２系列のディジタル搬送波信号を、上記波
形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）から出力される２系
列のディジタル信号に従って直交型ディジタル変調した
後、上記変調後の変調信号を上記複数のアンテナ素子の
うち対応する１つのアンテナ素子に出力する変調手段
（２３ａ，２３ｂ，２４）とを、上記変調信号をＤ／Ａ
変換してより高い周波数に周波数変換しかつ増幅する送
信手段（１０１−１乃至１０１−３，１０２−１乃至１
０２−３，１０３−１乃至１０３−３）の前段に備えた
ことを特徴とする。
ル信号（ｙ1，ｙ2）に対して所定の波形整形ろ波処理を
行なった後、上記ろ波処理後の２系列のディジタル信号
を出力する波形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）と、互
いに直交する２系列のディジタル搬送波信号を、上記波
形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）から出力される２系
列のディジタル信号に従って直交型ディジタル変調した
後、上記変調後の変調信号を上記複数のアンテナ素子の
うち対応する１つのアンテナ素子に出力する変調手段
（２３ａ，２３ｂ，２４）とを、上記変調信号をＤ／Ａ
変換してより高い周波数に周波数変換しかつ増幅する送
信手段（１０１−１乃至１０１−３，１０２−１乃至１
０２−３，１０３−１乃至１０３−３）の前段に備えた
ことを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【作用】以上のように構成された送信アレイアンテナの
ディジタルビーム制御装置においては、上記移相演算手
段（２１）又は上記演算手段（３６）は、上記送信アレ
イアンテナから送信される送信信号を指向するための送
信信号の移相量に基づき上記移相量演算手段（２７）に
よって計算された移相量（θ）に基づいて、もしくは、
上記移相信号発生手段（３５）によって発生された移相
量（θ）の余弦と正弦の移相信号（ｃｏｓθ，ｓｉｎ
θ）に基づいて、互いに直交する２系列のディジタル信
号（ｘ1，ｘ2）に対して、上記送信信号が上記指向方向
を指向するように位相重み係数を乗算する行列の移相演
算をディジタル処理で行なう。
ディジタルビーム制御装置においては、上記移相演算手
段（２１）又は上記演算手段（３６）は、上記送信アレ
イアンテナから送信される送信信号を指向するための送
信信号の移相量に基づき上記移相量演算手段（２７）に
よって計算された移相量（θ）に基づいて、もしくは、
上記移相信号発生手段（３５）によって発生された移相
量（θ）の余弦と正弦の移相信号（ｃｏｓθ，ｓｉｎ
θ）に基づいて、互いに直交する２系列のディジタル信
号（ｘ1，ｘ2）に対して、上記送信信号が上記指向方向
を指向するように位相重み係数を乗算する行列の移相演
算をディジタル処理で行なう。
【００１８】上記ディジタルビーム制御装置において、
上記移相演算手段（２１）又は上記演算手段（３６）を
設けたので、第１の従来例におけるマイクロ波移相器７
は不要となり、その挿入損失に相当するアンテナ給電回
路の伝送損失が低減されることになる。また、上記移相
演算手段（２１）又は上記演算手段（３６）において
は、上記移相演算を所定の精度でのディジタル演算で行
なうことができるので、所望の移相精度を得ることがで
き、第１の従来例に比較してより良好な精度の指向制御
でビーム制御を行なうことができる。
上記移相演算手段（２１）又は上記演算手段（３６）を
設けたので、第１の従来例におけるマイクロ波移相器７
は不要となり、その挿入損失に相当するアンテナ給電回
路の伝送損失が低減されることになる。また、上記移相
演算手段（２１）又は上記演算手段（３６）において
は、上記移相演算を所定の精度でのディジタル演算で行
なうことができるので、所望の移相精度を得ることがで
き、第１の従来例に比較してより良好な精度の指向制御
でビーム制御を行なうことができる。
【００１９】
【００２０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２１】＜第１の実施例＞図７は、本発明に係る第
１の実施例である衛星通信用車載アレイアンテナのディ
ジタルビーム制御装置のブロック図であり、図１は、上
記ディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路１００
のブロック図である。なお、図７において、図１０と同
一のものについては同一の符号を付している。
１の実施例である衛星通信用車載アレイアンテナのディ
ジタルビーム制御装置のブロック図であり、図１は、上
記ディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路１００
のブロック図である。なお、図７において、図１０と同
一のものについては同一の符号を付している。
【００２２】この第１の実施例のアレイアンテナのディ
ジタルビーム制御装置は、図７に示すように、追尾系１
４のアンテナ制御部１７から出力される当該アレイアン
テナのビーム方向の仰角と方位角に基づいて各アンテナ
素子６−１，６−２，６−３毎の送信信号を発生し、そ
れぞれ同様に構成される送信信号発生回路１００−１，
１００−２，１００−３（以下、総称して１００とす
る。）を備え、特に、当該アレイアンテナのビーム指向
制御を行うために、送信信号発生回路１００において、
図１に示すように、ベースバンド信号発生回路２０と波
形整形フィルタ２２ａ，２２ｂとの間に送信信号の移相
を行なう移相演算回路２１を設けたことを特徴としてい
る。
ジタルビーム制御装置は、図７に示すように、追尾系１
４のアンテナ制御部１７から出力される当該アレイアン
テナのビーム方向の仰角と方位角に基づいて各アンテナ
素子６−１，６−２，６−３毎の送信信号を発生し、そ
れぞれ同様に構成される送信信号発生回路１００−１，
１００−２，１００−３（以下、総称して１００とす
る。）を備え、特に、当該アレイアンテナのビーム指向
制御を行うために、送信信号発生回路１００において、
図１に示すように、ベースバンド信号発生回路２０と波
形整形フィルタ２２ａ，２２ｂとの間に送信信号の移相
を行なう移相演算回路２１を設けたことを特徴としてい
る。
【００２３】図１に示すように、送信信号発生回路１０
０は、ベースバンド信号発生回路２０と、移相演算回路
２１と、移相量演算回路２７と、波形整形フィルタ２２
ａ，２２ｂと、直交型変調器３０とを備え、各回路にお
いて各信号をディジタル処理する。ここで、直交型変調
器３０は、乗算器２３ａ，２３ｂと、加算器２４と、直
交搬送波発生回路２８とを備え、上記直交搬送波発生回
路２８は、搬送波発生回路２５と、９０度移相器２６と
を備える。
０は、ベースバンド信号発生回路２０と、移相演算回路
２１と、移相量演算回路２７と、波形整形フィルタ２２
ａ，２２ｂと、直交型変調器３０とを備え、各回路にお
いて各信号をディジタル処理する。ここで、直交型変調
器３０は、乗算器２３ａ，２３ｂと、加算器２４と、直
交搬送波発生回路２８とを備え、上記直交搬送波発生回
路２８は、搬送波発生回路２５と、９０度移相器２６と
を備える。
【００２４】ベースバンド信号発生回路２０は、連続す
る２値データ系列信号である送信データ信号を、後に４
相ＰＳＫ変調を行うために±１のいずれかの値をとる２
系列の２値パルス信号ｘ1，ｘ2に変換した後、シンボル
のタイミングで移相演算回路２１に出力する。一方、追
尾系１４のアンテナ制御部１７から出力される当該アレ
イアンテナのビーム方向の仰角と方位角が移相量演算回
路２７に入力され、移相量演算回路２７は、入力された
仰角と方位角に基づいて、当該送信信号発生回路１００
に対応するアンテナ素子６から送信すべき信号の移相量
θを計算した後、移相演算回路２１に出力する。
る２値データ系列信号である送信データ信号を、後に４
相ＰＳＫ変調を行うために±１のいずれかの値をとる２
系列の２値パルス信号ｘ1，ｘ2に変換した後、シンボル
のタイミングで移相演算回路２１に出力する。一方、追
尾系１４のアンテナ制御部１７から出力される当該アレ
イアンテナのビーム方向の仰角と方位角が移相量演算回
路２７に入力され、移相量演算回路２７は、入力された
仰角と方位角に基づいて、当該送信信号発生回路１００
に対応するアンテナ素子６から送信すべき信号の移相量
θを計算した後、移相演算回路２１に出力する。
【００２５】移相演算回路２１は、入力される２値パル
ス信号ｘ1，ｘ2に対して、入力される移相量θに基づい
て次の「数１」で表される行列の積のディジタル演算を
上記シンボルのタイミングで行って送信信号の移相操作
を行った後、演算結果の２系列の２値パルス信号ｙ1，
ｙ2をそれぞれ、上記シンボルのタイミングで波形整形
フィルタ２２ａ，２２ｂに出力する。
ス信号ｘ1，ｘ2に対して、入力される移相量θに基づい
て次の「数１」で表される行列の積のディジタル演算を
上記シンボルのタイミングで行って送信信号の移相操作
を行った後、演算結果の２系列の２値パルス信号ｙ1，
ｙ2をそれぞれ、上記シンボルのタイミングで波形整形
フィルタ２２ａ，２２ｂに出力する。
【数１】
【００２６】波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂは、遮断
周波数がナイキスト周波数以下であり直線位相の周波数
特性を有するロールオフフィルタであって、例えばＦＩ
Ｒディジタルフィルタで構成される。各波形整形フィル
タ２２ａ，２２ｂはそれぞれ、入力される２値パルス信
号ｙ1，ｙ2に対してサンプリングを行った後所定の波形
整形の処理を行い、処理後の各ディジタル信号を上記サ
ンプリングのタイミングで直交型変調器３０の乗算器２
３ａ，２３ｂに出力する。
周波数がナイキスト周波数以下であり直線位相の周波数
特性を有するロールオフフィルタであって、例えばＦＩ
Ｒディジタルフィルタで構成される。各波形整形フィル
タ２２ａ，２２ｂはそれぞれ、入力される２値パルス信
号ｙ1，ｙ2に対してサンプリングを行った後所定の波形
整形の処理を行い、処理後の各ディジタル信号を上記サ
ンプリングのタイミングで直交型変調器３０の乗算器２
３ａ，２３ｂに出力する。
【００２７】一方、直交搬送波発生回路２８の搬送波発
生回路２５は、所定の中間周波数を有するディジタル搬
送波信号を発生して、当該ディジタル搬送波信号を、乗
算器２３ａに出力するとともに、入力される信号を９０
度だけ移相させる９０度移相器２６を介して乗算器２３
ｂに出力する。各乗算器２３ａ，２３ｂはそれぞれ、入
力される２つの信号を乗算し、乗算結果のディジタル信
号を加算器２４に出力する。加算器２４は入力される２
つのディジタル信号を加算し、すなわち電力合成した
後、当該合成結果のディジタル信号を送信信号としてデ
ィジタル／アナログ変換（以下、Ｄ／Ａ変換という。）
器１０１−１，１０１−２又は１０１−３に出力する。
ここで、加算器２４から出力される送信信号は、当該フ
ェーズドアレイアンテナのビーム制御のために、当該回
路１００に対応するアンテナ素子６−１，６−２又は６
−３において必要な位相を有する。
生回路２５は、所定の中間周波数を有するディジタル搬
送波信号を発生して、当該ディジタル搬送波信号を、乗
算器２３ａに出力するとともに、入力される信号を９０
度だけ移相させる９０度移相器２６を介して乗算器２３
ｂに出力する。各乗算器２３ａ，２３ｂはそれぞれ、入
力される２つの信号を乗算し、乗算結果のディジタル信
号を加算器２４に出力する。加算器２４は入力される２
つのディジタル信号を加算し、すなわち電力合成した
後、当該合成結果のディジタル信号を送信信号としてデ
ィジタル／アナログ変換（以下、Ｄ／Ａ変換という。）
器１０１−１，１０１−２又は１０１−３に出力する。
ここで、加算器２４から出力される送信信号は、当該フ
ェーズドアレイアンテナのビーム制御のために、当該回
路１００に対応するアンテナ素子６−１，６−２又は６
−３において必要な位相を有する。
【００２８】さらに、図７に示すように、各送信信号発
生回路１００−１，１００−２，１００−３から出力さ
れる各送信信号はそれぞれ、Ｄ／Ａ変換器１０１−１，
１０１−２，１０１−３においてＤ／Ａ変換された後、
アップコンバータ１０２−１，１０２−２，１０２−３
において上記中間周波数から所定の送信周波数の送信信
号に周波数変換される。当該周波数変換後の各送信信号
は、電力増幅器１０３−１，１０３−２，１０３−３
と、ダイプレクサ１０４−１，１０４−２，１０４−３
とを介して、１直線上に並置されたアンテナ素子６−
１，６−２，６−３に出力され、これによって、各送信
信号が当該アンテナ素子６−１，６−２，６−３から、
追尾系１４によって上記指定されたビームの仰角と方位
角で放射される。
生回路１００−１，１００−２，１００−３から出力さ
れる各送信信号はそれぞれ、Ｄ／Ａ変換器１０１−１，
１０１−２，１０１−３においてＤ／Ａ変換された後、
アップコンバータ１０２−１，１０２−２，１０２−３
において上記中間周波数から所定の送信周波数の送信信
号に周波数変換される。当該周波数変換後の各送信信号
は、電力増幅器１０３−１，１０３−２，１０３−３
と、ダイプレクサ１０４−１，１０４−２，１０４−３
とを介して、１直線上に並置されたアンテナ素子６−
１，６−２，６−３に出力され、これによって、各送信
信号が当該アンテナ素子６−１，６−２，６−３から、
追尾系１４によって上記指定されたビームの仰角と方位
角で放射される。
【００２９】なお、アンテナ素子６−１，６−２，６−
３で受信された各受信信号はそれぞれ、ダイプレクサ１
０４−１，１０４−２，１０４−３において分岐された
後、第２の従来例と同様に、低雑音増幅器５１−１，５
１−２，５１−３と、ダウンコンバータ５２−１，５２
−２，５２−３と、Ａ／Ｄ変換器５３−１，５３−２，
５３−３とを介してビーム制御回路５４及び受信信号再
生回路６０に入力される。当該受信系の動作は、第２の
従来例と同様である。
３で受信された各受信信号はそれぞれ、ダイプレクサ１
０４−１，１０４−２，１０４−３において分岐された
後、第２の従来例と同様に、低雑音増幅器５１−１，５
１−２，５１−３と、ダウンコンバータ５２−１，５２
−２，５２−３と、Ａ／Ｄ変換器５３−１，５３−２，
５３−３とを介してビーム制御回路５４及び受信信号再
生回路６０に入力される。当該受信系の動作は、第２の
従来例と同様である。
【００３０】以上のように構成されたアレイアンテナの
ディジタルビーム制御装置においては、送信ビーム制御
のための移相操作を送信信号発生回路１００内の移相演
算回路２１のディジタル演算で行っているので、第１の
従来例におけるマイクロ波移相器７は不要となり、その
挿入損失に相当するアンテナ給電回路の伝送損失が低減
されることになる。また、上記移相演算回路２１におい
て、上記移相操作を所定の精度でのディジタル演算で行
なうことができるので、所望の移相精度を得ることがで
き、第１の従来例に比較してより良好な精度の指向制御
でビーム制御を行なうことができる。通常、上記波形整
形フィルタ２２ａ，２２ｂにおけるサンプルレートは、
シンボルレートの４倍以上に設定する必要があるので、
演算効率の良好な移相操作を行なうことができる。
ディジタルビーム制御装置においては、送信ビーム制御
のための移相操作を送信信号発生回路１００内の移相演
算回路２１のディジタル演算で行っているので、第１の
従来例におけるマイクロ波移相器７は不要となり、その
挿入損失に相当するアンテナ給電回路の伝送損失が低減
されることになる。また、上記移相演算回路２１におい
て、上記移相操作を所定の精度でのディジタル演算で行
なうことができるので、所望の移相精度を得ることがで
き、第１の従来例に比較してより良好な精度の指向制御
でビーム制御を行なうことができる。通常、上記波形整
形フィルタ２２ａ，２２ｂにおけるサンプルレートは、
シンボルレートの４倍以上に設定する必要があるので、
演算効率の良好な移相操作を行なうことができる。
【００３１】以上の第１の実施例において、ベースバン
ド信号発生回路２０を各送信信号発生回路１００−１，
１００−２，１００−３毎に設けているが、本発明はこ
れに限らず、各送信信号発生回路１００−１，１００−
２，１００−３に対して共通に１つのベースバンド信号
発生回路２０を設けてもよい。
ド信号発生回路２０を各送信信号発生回路１００−１，
１００−２，１００−３毎に設けているが、本発明はこ
れに限らず、各送信信号発生回路１００−１，１００−
２，１００−３に対して共通に１つのベースバンド信号
発生回路２０を設けてもよい。
【００３２】＜第２の実施例＞図２は、本発明に係る第
２の実施例であるアレイアンテナのディジタルビーム制
御装置の送信信号発生回路１００ａのブロック図であ
り、図２において、図１と同一のものについては同一の
符号を付している。
２の実施例であるアレイアンテナのディジタルビーム制
御装置の送信信号発生回路１００ａのブロック図であ
り、図２において、図１と同一のものについては同一の
符号を付している。
【００３３】この第２の実施例の送信信号発生回路１０
０ａは、第１の実施例の送信信号発生回路１００と比較
して、移相演算回路２１と移相量演算回路２７の代わり
に、移相信号発生回路３５と行列演算回路３６とを備え
たことを特徴としている。以下、上記相違点について詳
細に説明する。なお、ディジタルビーム制御装置全体の
システムは図７と同様に構成される。
０ａは、第１の実施例の送信信号発生回路１００と比較
して、移相演算回路２１と移相量演算回路２７の代わり
に、移相信号発生回路３５と行列演算回路３６とを備え
たことを特徴としている。以下、上記相違点について詳
細に説明する。なお、ディジタルビーム制御装置全体の
システムは図７と同様に構成される。
【００３４】図２に示すように、追尾系１４のアンテナ
制御部１７から出力される当該アレイアンテナのビーム
方向の仰角と方位角が移相信号発生回路３５に入力さ
れ、移相信号発生回路３５は、入力された仰角と方位角
に基づいて、当該送信信号発生回路１００ａに対応する
アンテナ素子６から送信すべき信号の移相量θを計算し
その移相量θの余弦値ｃｏｓθと正弦値ｓｉｎθとを計
算した後、それらの値を示す余弦値信号と正弦値信号を
行列演算回路３６に出力する。行列演算回路３６は、ベ
ースバンド信号発生回路２０から入力される２値パルス
信号ｘ1，ｘ2に対して、入力される余弦値信号と正弦値
信号に基づき次の「数２」で表される行列の積のディジ
タル演算を、ベースバンド信号発生回路２０から出力さ
れる２値パルス信号のシンボルのタイミングで行って送
信信号の移相操作を行った後、演算結果の２系列の２値
パルス信号ｙ1，ｙ2をそれぞれ、上記シンボルのタイミ
ングで波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂに出力する。
制御部１７から出力される当該アレイアンテナのビーム
方向の仰角と方位角が移相信号発生回路３５に入力さ
れ、移相信号発生回路３５は、入力された仰角と方位角
に基づいて、当該送信信号発生回路１００ａに対応する
アンテナ素子６から送信すべき信号の移相量θを計算し
その移相量θの余弦値ｃｏｓθと正弦値ｓｉｎθとを計
算した後、それらの値を示す余弦値信号と正弦値信号を
行列演算回路３６に出力する。行列演算回路３６は、ベ
ースバンド信号発生回路２０から入力される２値パルス
信号ｘ1，ｘ2に対して、入力される余弦値信号と正弦値
信号に基づき次の「数２」で表される行列の積のディジ
タル演算を、ベースバンド信号発生回路２０から出力さ
れる２値パルス信号のシンボルのタイミングで行って送
信信号の移相操作を行った後、演算結果の２系列の２値
パルス信号ｙ1，ｙ2をそれぞれ、上記シンボルのタイミ
ングで波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂに出力する。
【数２】
【００３５】以上のように構成された送信信号発生回路
１００ａを備えたディジタルビーム制御装置は、第１の
実施例のそれと同様の作用と効果を有する。
１００ａを備えたディジタルビーム制御装置は、第１の
実施例のそれと同様の作用と効果を有する。
【００３６】以上の第２の実施例において、ベースバン
ド信号発生回路２０を各送信信号発生回路１００ａ−
１，１００ａ−２，１００ａ−３毎に設けているが、本
発明はこれに限らず、各送信信号発生回路１００ａ−
１，１００ａ−２，１００ａ−３に対して共通に１つの
ベースバンド信号発生回路２０を設けてもよい。
ド信号発生回路２０を各送信信号発生回路１００ａ−
１，１００ａ−２，１００ａ−３毎に設けているが、本
発明はこれに限らず、各送信信号発生回路１００ａ−
１，１００ａ−２，１００ａ−３に対して共通に１つの
ベースバンド信号発生回路２０を設けてもよい。
【００３７】＜第３の実施例＞図３は、本発明に係る第
３の実施例であるアレイアンテナのディジタルビーム制
御装置の送信信号発生回路１００ｂのブロック図であ
り、図３において、図１と同一のものについては同一の
符号を付している。
３の実施例であるアレイアンテナのディジタルビーム制
御装置の送信信号発生回路１００ｂのブロック図であ
り、図３において、図１と同一のものについては同一の
符号を付している。
【００３８】この第３の実施例の送信信号発生回路１０
０ｂは、第１の実施例の送信信号発生回路１００と比較
して、移相演算回路２１を、波形整形フィルタ２２ａ，
２２ｂと乗算器２３ａ，２３ｂとの間に挿入したことを
特徴としている。以下、上記相違点について詳細に説明
する。なお、ディジタルビーム制御装置全体のシステム
は図７と同様に構成される。
０ｂは、第１の実施例の送信信号発生回路１００と比較
して、移相演算回路２１を、波形整形フィルタ２２ａ，
２２ｂと乗算器２３ａ，２３ｂとの間に挿入したことを
特徴としている。以下、上記相違点について詳細に説明
する。なお、ディジタルビーム制御装置全体のシステム
は図７と同様に構成される。
【００３９】図３に示すように、移相演算回路２１は、
波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂから入力される各ディ
ジタル信号ｚ1，ｚ2に対して、移相量演算回路２７から
入力される移相量θに基づいて次の「数３」で表される
行列の積のディジタル演算を、波形整形フィルタ２２
ａ，２２ｂから出力されるディジタル信号のサンプリン
グのタイミングで行って送信信号の移相操作を行った
後、演算結果の２系列のディジタルｐ1，ｐ2をそれぞ
れ、上記サンプリングのタイミングで乗算器２３ａ，２
３ｂに出力する。
波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂから入力される各ディ
ジタル信号ｚ1，ｚ2に対して、移相量演算回路２７から
入力される移相量θに基づいて次の「数３」で表される
行列の積のディジタル演算を、波形整形フィルタ２２
ａ，２２ｂから出力されるディジタル信号のサンプリン
グのタイミングで行って送信信号の移相操作を行った
後、演算結果の２系列のディジタルｐ1，ｐ2をそれぞ
れ、上記サンプリングのタイミングで乗算器２３ａ，２
３ｂに出力する。
【数３】
【００４０】以上のように構成された送信信号発生回路
１００ｂを備えたディジタルビーム制御装置は、第１の
実施例のそれと同様の作用と効果を有する。
１００ｂを備えたディジタルビーム制御装置は、第１の
実施例のそれと同様の作用と効果を有する。
【００４１】以上の第３の実施例において、ベースバン
ド信号発生回路２０及び波形整形フィルタ２２ａ，２２
ｂを各送信信号発生回路１００ｂ−１，１００ｂ−２，
１００ｂ−３毎に設けているが、本発明はこれに限ら
ず、各送信信号発生回路１００ｂ−１，１００ｂ−２，
１００ｂ−３に対して共通に各１つのベースバンド信号
発生回路２０と、波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂとを
設けてもよい。
ド信号発生回路２０及び波形整形フィルタ２２ａ，２２
ｂを各送信信号発生回路１００ｂ−１，１００ｂ−２，
１００ｂ−３毎に設けているが、本発明はこれに限ら
ず、各送信信号発生回路１００ｂ−１，１００ｂ−２，
１００ｂ−３に対して共通に各１つのベースバンド信号
発生回路２０と、波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂとを
設けてもよい。
【００４２】＜第４の実施例＞図４は、本発明に係る第
４の実施例であるアレイアンテナのディジタルビーム制
御装置の送信信号発生回路１００ｃのブロック図であ
り、図４において、図１と同一のものについては同一の
符号を付している。
４の実施例であるアレイアンテナのディジタルビーム制
御装置の送信信号発生回路１００ｃのブロック図であ
り、図４において、図１と同一のものについては同一の
符号を付している。
【００４３】この第４の実施例の送信信号発生回路１０
０ｃは、第１の実施例の送信信号発生回路１００と比較
して、移相演算回路２１ａを、乗算器２３ａ，２３ｂと
加算器２４との間に挿入したことを特徴としている。以
下、上記相違点について詳細に説明する。なお、ディジ
タルビーム制御装置全体のシステムは図７と同様に構成
される。
０ｃは、第１の実施例の送信信号発生回路１００と比較
して、移相演算回路２１ａを、乗算器２３ａ，２３ｂと
加算器２４との間に挿入したことを特徴としている。以
下、上記相違点について詳細に説明する。なお、ディジ
タルビーム制御装置全体のシステムは図７と同様に構成
される。
【００４４】図４に示すように、移相演算回路２１ａ
は、乗算器２３ａ，２３ｂから入力される各ディジタル
信号ｑ1，ｑ2に対して、移相量演算回路２７から入力さ
れる移相量θに基づいて次の「数４」で表される行列の
積のディジタル演算を、波形整形フィルタ２２ａ，２２
ｂから出力されるディジタル信号のサンプリングのタイ
ミングで行って送信信号の移相操作を行った後、演算結
果の２系列のディジタル信号ｒ1，ｒ2をそれぞれ、上記
サンプリングのタイミングで加算器２４に出力する。
は、乗算器２３ａ，２３ｂから入力される各ディジタル
信号ｑ1，ｑ2に対して、移相量演算回路２７から入力さ
れる移相量θに基づいて次の「数４」で表される行列の
積のディジタル演算を、波形整形フィルタ２２ａ，２２
ｂから出力されるディジタル信号のサンプリングのタイ
ミングで行って送信信号の移相操作を行った後、演算結
果の２系列のディジタル信号ｒ1，ｒ2をそれぞれ、上記
サンプリングのタイミングで加算器２４に出力する。
【数４】
【００４５】以上のように構成された送信信号発生回路
１００ｃを備えたディジタルビーム制御装置は、第１の
実施例のそれと同様の作用と効果を有する。
１００ｃを備えたディジタルビーム制御装置は、第１の
実施例のそれと同様の作用と効果を有する。
【００４６】以上の第４の実施例において、ベースバン
ド信号発生回路２０、波形整形フィルタ２２ａ，２２
ｂ、乗算器２３ａ，２３ｂ及び直交搬送波発生回路２８
を各送信信号発生回路１００ｃ−１，１００ｃ−２，１
００ｃ−３毎に設けているが、本発明はこれに限らず、
各送信信号発生回路１００ｃ−１，１００ｃ−２，１０
０ｃ−３に対して共通に各１つのベースバンド信号発生
回路２０と、波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂと、乗算
器２３ａ，２３ｂと、直交搬送波発生回路２８とを設け
てもよい。
ド信号発生回路２０、波形整形フィルタ２２ａ，２２
ｂ、乗算器２３ａ，２３ｂ及び直交搬送波発生回路２８
を各送信信号発生回路１００ｃ−１，１００ｃ−２，１
００ｃ−３毎に設けているが、本発明はこれに限らず、
各送信信号発生回路１００ｃ−１，１００ｃ−２，１０
０ｃ−３に対して共通に各１つのベースバンド信号発生
回路２０と、波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂと、乗算
器２３ａ，２３ｂと、直交搬送波発生回路２８とを設け
てもよい。
【００４７】＜第５の実施例＞図５は、本発明に係る第
５の実施例であるアレイアンテナのディジタルビーム制
御装置の送信信号発生回路１００ｄのブロック図であ
り、図５において、図１と同一のものについては同一の
符号を付している。
５の実施例であるアレイアンテナのディジタルビーム制
御装置の送信信号発生回路１００ｄのブロック図であ
り、図５において、図１と同一のものについては同一の
符号を付している。
【００４８】この第５の実施例の送信信号発生回路１０
０ｄは、第１の実施例の送信信号発生回路１００と比較
して、移相演算回路２１ｂを、直交搬送波発生回路２８
と乗算器２３ａ，２３ｂとの間に挿入したことを特徴と
している。以下、上記相違点について詳細に説明する。
なお、ディジタルビーム制御装置全体のシステムは図７
と同様に構成される。
０ｄは、第１の実施例の送信信号発生回路１００と比較
して、移相演算回路２１ｂを、直交搬送波発生回路２８
と乗算器２３ａ，２３ｂとの間に挿入したことを特徴と
している。以下、上記相違点について詳細に説明する。
なお、ディジタルビーム制御装置全体のシステムは図７
と同様に構成される。
【００４９】図５に示すように、移相演算回路２１ｂ
は、直交搬送波発生回路２８の搬送波発生回路２５と９
０度移相器２６とからそれぞれ入力される各ディジタル
搬送波信号ｓ1，ｓ2に対して、移相量演算回路２７から
入力される移相量θに基づいて次の「数５」で表される
行列の積のディジタル演算を、波形整形フィルタ２２
ａ，２２ｂから出力されるディジタル信号のサンプリン
グのタイミングで行って送信信号の移相操作を行った
後、演算結果の２系列のディジタル搬送波信号ｔ1，ｔ2
をそれぞれ、上記サンプリングのタイミングで乗算器２
３ａ，２３ｂに出力する。
は、直交搬送波発生回路２８の搬送波発生回路２５と９
０度移相器２６とからそれぞれ入力される各ディジタル
搬送波信号ｓ1，ｓ2に対して、移相量演算回路２７から
入力される移相量θに基づいて次の「数５」で表される
行列の積のディジタル演算を、波形整形フィルタ２２
ａ，２２ｂから出力されるディジタル信号のサンプリン
グのタイミングで行って送信信号の移相操作を行った
後、演算結果の２系列のディジタル搬送波信号ｔ1，ｔ2
をそれぞれ、上記サンプリングのタイミングで乗算器２
３ａ，２３ｂに出力する。
【数５】
【００５０】以上のように構成された送信信号発生回路
１００ｄを備えたディジタルビーム制御装置は、第１の
実施例のそれと同様の作用と効果を有する。
１００ｄを備えたディジタルビーム制御装置は、第１の
実施例のそれと同様の作用と効果を有する。
【００５１】以上の第５の実施例において、ベースバン
ド信号発生回路２０、波形整形フィルタ２２ａ，２２
ｂ、及び直交搬送波発生回路２８を各送信信号発生回路
１００ｄ−１，１００ｄ−２，１００ｄ−３毎に設けて
いるが、本発明はこれに限らず、各送信信号発生回路１
００ｄ−１，１００ｄ−２，１００ｄ−３に対して共通
に各１つのベースバンド信号発生回路２０と、波形整形
フィルタ２２ａ，２２ｂと、直交搬送波発生回路２８と
を設けてもよい。
ド信号発生回路２０、波形整形フィルタ２２ａ，２２
ｂ、及び直交搬送波発生回路２８を各送信信号発生回路
１００ｄ−１，１００ｄ−２，１００ｄ−３毎に設けて
いるが、本発明はこれに限らず、各送信信号発生回路１
００ｄ−１，１００ｄ−２，１００ｄ−３に対して共通
に各１つのベースバンド信号発生回路２０と、波形整形
フィルタ２２ａ，２２ｂと、直交搬送波発生回路２８と
を設けてもよい。
【００５２】＜第６の実施例＞図６は、本発明に係る第
６の実施例であるアレイアンテナのディジタルビーム制
御装置の送信信号発生回路１００ｅのブロック図であ
り、図６において、図１と同一のものについては同一の
符号を付している。
６の実施例であるアレイアンテナのディジタルビーム制
御装置の送信信号発生回路１００ｅのブロック図であ
り、図６において、図１と同一のものについては同一の
符号を付している。
【００５３】この第６の実施例の送信信号発生回路１０
０ｅは、第５の実施例の送信信号発生回路１００ｄと比
較して、移相演算回路２１と移相量演算回路２７と直交
搬送波発生回路２８の代わりに、アドレス発生回路４１
と直交搬送波発生回路４５とを備えたことを特徴として
いる。以下、上記相違点について詳細に説明する。な
お、ディジタルビーム制御装置全体のシステムは図７と
同様に構成される。
０ｅは、第５の実施例の送信信号発生回路１００ｄと比
較して、移相演算回路２１と移相量演算回路２７と直交
搬送波発生回路２８の代わりに、アドレス発生回路４１
と直交搬送波発生回路４５とを備えたことを特徴として
いる。以下、上記相違点について詳細に説明する。な
お、ディジタルビーム制御装置全体のシステムは図７と
同様に構成される。
【００５４】図６に示すように、直交搬送波発生回路４
２は、所定の位相差毎の０度から３６０度までのすべて
の位相のディジタル搬送波信号のデータを記憶し入力さ
れるアドレスに応答してそれに対応するディジタル搬送
波信号を発生して乗算器２３ａに出力するとともに、当
該ディジタル搬送波信号を９０度移相器２６を介して乗
算器２３ｂに出力する搬送波メモリ４２と、上記９０度
移相器２６とを備える。
２は、所定の位相差毎の０度から３６０度までのすべて
の位相のディジタル搬送波信号のデータを記憶し入力さ
れるアドレスに応答してそれに対応するディジタル搬送
波信号を発生して乗算器２３ａに出力するとともに、当
該ディジタル搬送波信号を９０度移相器２６を介して乗
算器２３ｂに出力する搬送波メモリ４２と、上記９０度
移相器２６とを備える。
【００５５】追尾系１４のアンテナ制御部１７から出力
される当該アレイアンテナのビーム方向の仰角と方位角
がアドレス発生回路４１に入力され、アドレス発生回路
４１は、入力された仰角と方位角に基づいて、当該送信
信号発生回路１００ｅに対応するアンテナ素子６から送
信すべき信号の移相量θを計算した後、当該移相量θだ
け移相されたディジタル搬送波信号のデータが格納され
た搬送波メモリ４２のアドレスを発生して搬送波メモリ
４２のアドレス端子に出力する。これに応答して、搬送
波メモリ４２は、当該アドレスに対応するディジタル搬
送波信号を発生して乗算器２３ａに出力するとともに、
当該ディジタル搬送波信号を９０度移相器２６を介して
乗算器２３ｂに出力する。
される当該アレイアンテナのビーム方向の仰角と方位角
がアドレス発生回路４１に入力され、アドレス発生回路
４１は、入力された仰角と方位角に基づいて、当該送信
信号発生回路１００ｅに対応するアンテナ素子６から送
信すべき信号の移相量θを計算した後、当該移相量θだ
け移相されたディジタル搬送波信号のデータが格納され
た搬送波メモリ４２のアドレスを発生して搬送波メモリ
４２のアドレス端子に出力する。これに応答して、搬送
波メモリ４２は、当該アドレスに対応するディジタル搬
送波信号を発生して乗算器２３ａに出力するとともに、
当該ディジタル搬送波信号を９０度移相器２６を介して
乗算器２３ｂに出力する。
【００５６】以上のように構成された送信信号発生回路
１００ｅは、第５の実施例の移相演算回路２１の移相操
作と同様の操作がアドレス発生回路４１において行わ
れ、送信信号発生回路１００ｄと同様に動作することに
なる。従って、送信信号発生回路１００ｅを備えたディ
ジタルビーム制御装置は、第５の実施例のそれと同様の
作用と効果を有する。
１００ｅは、第５の実施例の移相演算回路２１の移相操
作と同様の操作がアドレス発生回路４１において行わ
れ、送信信号発生回路１００ｄと同様に動作することに
なる。従って、送信信号発生回路１００ｅを備えたディ
ジタルビーム制御装置は、第５の実施例のそれと同様の
作用と効果を有する。
【００５７】以上の第６の実施例において、ベースバン
ド信号発生回路２０、及び波形整形フィルタ２２ａ，２
２ｂを各送信信号発生回路１００ｅ−１，１００ｅ−
２，１００ｅ−３毎に設けているが、本発明はこれに限
らず、各送信信号発生回路１００ｅ−１，１００ｅ−
２，１００ｅ−３に対して共通に各１つのベースバンド
信号発生回路２０と、波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂ
とを設けてもよい。
ド信号発生回路２０、及び波形整形フィルタ２２ａ，２
２ｂを各送信信号発生回路１００ｅ−１，１００ｅ−
２，１００ｅ−３毎に設けているが、本発明はこれに限
らず、各送信信号発生回路１００ｅ−１，１００ｅ−
２，１００ｅ−３に対して共通に各１つのベースバンド
信号発生回路２０と、波形整形フィルタ２２ａ，２２ｂ
とを設けてもよい。
【００５８】＜他の実施例＞以上の各実施例において、
追尾系１４のアンテナ制御部１７から出力されるアレイ
アンテナのビーム方向の仰角と方位角のデータに基づい
て、アレイアンテナの各アンテナ素子６−１，６−２，
６−３から放射される送信信号の位相を制御している
が、本発明はこれに限らず、必要に応じて上記位相のみ
ならず振幅を制御するようにしてもよい。
追尾系１４のアンテナ制御部１７から出力されるアレイ
アンテナのビーム方向の仰角と方位角のデータに基づい
て、アレイアンテナの各アンテナ素子６−１，６−２，
６−３から放射される送信信号の位相を制御している
が、本発明はこれに限らず、必要に応じて上記位相のみ
ならず振幅を制御するようにしてもよい。
【００５９】以上の各実施例において、３個のアンテナ
素子６−１，６−２，６−３の場合について述べている
が、本発明はこれに限らず、複数のアンテナ素子を１直
線上に配置し又は平面形状などの任意の形状に配置した
場合に容易に適用することができる。
素子６−１，６−２，６−３の場合について述べている
が、本発明はこれに限らず、複数のアンテナ素子を１直
線上に配置し又は平面形状などの任意の形状に配置した
場合に容易に適用することができる。
【００６０】以上の各実施例において、搬送波信号の変
調方式として４相ＰＳＫ変調を用いているが、本発明は
これに限らず、１６値ＱＡＭなどの他の変調方式を用い
てもよい。
調方式として４相ＰＳＫ変調を用いているが、本発明は
これに限らず、１６値ＱＡＭなどの他の変調方式を用い
てもよい。
【００６１】以上の各実施例において、送信信号発生回
路１００，１００ａ乃至１００ｅの各回路はハードウエ
アで実現してもよいし、マイクロプロセッサのソフトウ
エアで実現してもよい。
路１００，１００ａ乃至１００ｅの各回路はハードウエ
アで実現してもよいし、マイクロプロセッサのソフトウ
エアで実現してもよい。
【００６２】以上の各実施例において、追尾系１４のア
ンテナ制御部１７から送信信号発生回路１００，１００
ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅに、アレ
イアンテナのビーム方向の仰角と方位角のデータが入力
されているが、本発明はこれに限らず、アンテナ制御部
１７において上記アレイアンテナのビーム方向の仰角と
方位角のデータに基づいて移相量θ、又は移相量θの余
弦値と正弦値を計算して、各送信信号発生回路１００，
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅに
入力させてもよい。
ンテナ制御部１７から送信信号発生回路１００，１００
ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅに、アレ
イアンテナのビーム方向の仰角と方位角のデータが入力
されているが、本発明はこれに限らず、アンテナ制御部
１７において上記アレイアンテナのビーム方向の仰角と
方位角のデータに基づいて移相量θ、又は移相量θの余
弦値と正弦値を計算して、各送信信号発生回路１００，
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅに
入力させてもよい。
【００６３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、複
数のアンテナ素子からなる送信アレイアンテナのビーム
を制御するための送信アレイアンテナのビーム制御装置
においては、上記送信アレイアンテナから送信される送
信信号を指向するための送信信号の移相量に基づき上記
移相量演算手段（２７）によって計算された移相量
（θ）に基づいて、もしくは、上記移相信号発生手段
（３５）によって発生された移相量（θ）の余弦と正弦
の移相信号（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）に基づいて、互いに
直交する２系列のディジタル信号（ｘ1，ｘ2）に対し
て、上記送信信号が上記指向方向を指向するように位相
重み係数を乗算する行列の移相演算をディジタル処理で
行なう上記移相演算手段（２１）又は上記演算手段（３
６）を備えたので、第１の従来例におけるマイクロ波移
相器７は不要となり、その挿入損失に相当するアンテナ
給電回路の伝送損失が低減されることになる。また、上
記移相演算手段（２１）又は上記演算手段（３６）にお
いては、上記移相演算を所定の精度でのディジタル演算
で行なうことができるので、所望の移相精度を得ること
ができ、第１の従来例に比較してより良好な精度の指向
制御でビーム制御を行なうことができるという利点があ
る。さらに、本発明の装置構成によれば、当該装置の各
手段を上記変調信号をＤ／Ａ変換してより高い周波数に
周波数変換しかつ増幅する送信手段（１０１−１乃至１
０１−３，１０２−１乃至１０２−３，１０３−１乃至
１０３−３）の前段に備えたので、Ｄ／Ａ変換器（１０
１−１乃至１０１−３）のサンプリングレートよりも低
い送信データ信号のシンボルレートで送信信号のビーム
を形成して制御することができる。従って、第２の従来
例に比較してより少ない演算量で送信信号のビームを形
成することができる。
数のアンテナ素子からなる送信アレイアンテナのビーム
を制御するための送信アレイアンテナのビーム制御装置
においては、上記送信アレイアンテナから送信される送
信信号を指向するための送信信号の移相量に基づき上記
移相量演算手段（２７）によって計算された移相量
（θ）に基づいて、もしくは、上記移相信号発生手段
（３５）によって発生された移相量（θ）の余弦と正弦
の移相信号（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）に基づいて、互いに
直交する２系列のディジタル信号（ｘ1，ｘ2）に対し
て、上記送信信号が上記指向方向を指向するように位相
重み係数を乗算する行列の移相演算をディジタル処理で
行なう上記移相演算手段（２１）又は上記演算手段（３
６）を備えたので、第１の従来例におけるマイクロ波移
相器７は不要となり、その挿入損失に相当するアンテナ
給電回路の伝送損失が低減されることになる。また、上
記移相演算手段（２１）又は上記演算手段（３６）にお
いては、上記移相演算を所定の精度でのディジタル演算
で行なうことができるので、所望の移相精度を得ること
ができ、第１の従来例に比較してより良好な精度の指向
制御でビーム制御を行なうことができるという利点があ
る。さらに、本発明の装置構成によれば、当該装置の各
手段を上記変調信号をＤ／Ａ変換してより高い周波数に
周波数変換しかつ増幅する送信手段（１０１−１乃至１
０１−３，１０２−１乃至１０２−３，１０３−１乃至
１０３−３）の前段に備えたので、Ｄ／Ａ変換器（１０
１−１乃至１０１−３）のサンプリングレートよりも低
い送信データ信号のシンボルレートで送信信号のビーム
を形成して制御することができる。従って、第２の従来
例に比較してより少ない演算量で送信信号のビームを形
成することができる。
【図１】 本発明に係る第１の実施例であるアレイアン
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
【図２】 本発明に係る第２の実施例であるアレイアン
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
【図３】 本発明に係る第３の実施例であるアレイアン
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
【図４】 本発明に係る第４の実施例であるアレイアン
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
【図５】 本発明に係る第５の実施例であるアレイアン
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
【図６】 本発明に係る第６の実施例であるアレイアン
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
テナのディジタルビーム制御装置の送信信号発生回路の
ブロック図である。
【図７】 本発明に係る各実施例で用いるアレイアンテ
ナのディジタルビーム制御装置のブロック図である。
ナのディジタルビーム制御装置のブロック図である。
【図８】 第１の従来例の衛星通信用車載型フェーズド
アレ−アンテナシステムを示すブロック図である。
アレ−アンテナシステムを示すブロック図である。
【図９】 図８のフェーズドアレイアンテナのブロック
図である。
図である。
【図１０】 第２の従来例の受信アレイアンテナのビー
ム制御回路のブロック図である。
ム制御回路のブロック図である。
６，６−１，６−２，６−３…アンテナ素子、 ２０…ベースバンド信号発生回路、 ２１…移相演算回路、 ２２ａ，２２ｂ…波形整形フィルタ、 ２３ａ，２３ｂ…乗算器、 ２４…加算器、 ２５…搬送波発生回路、 ２６…９０度移相器、 ２７…移相量演算回路、 ２８…直交搬送波発生回路、 ３０…直交型変調器、 ３５…移相信号発生回路、 ３６…行列演算回路、 ４１…アドレス発生回路、 ４２…搬送波メモリ、 ４５…直交搬送波発生回路、 １００，１００ａ乃至１００ｅ…送信信号発生回路、 １０１…Ｄ／Ａ変換器、 １０２…アップコンバータ、 １０３…電力増幅器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 27/36 Ｈ０４Ｌ 27/00 Ｆ (72)発明者 上原 清彦 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷 ５番地 株式会社エイ・ティ・アール光 電波通信研究所内 (72)発明者 藤瀬 雅行 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷 ５番地 株式会社エイ・ティ・アール光 電波通信研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−50603（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−119844（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−149203（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−46026（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 複数のアンテナ素子からなる送信アレイ
アンテナのビームを制御するための送信アレイアンテナ
のビーム制御装置において、 上記送信アレイアンテナから送信される送信信号を指向
すべき指向方向の情報に基づいて、上記送信信号の移相
量（θ）を計算する移相量演算手段（２７）と、 上記移相量演算手段（２７）によって計算された移相量
（θ）に基づいて、入力される直交型ディジタル変調の
ための２系列のベースバンド信号（ｘ1，ｘ2）に対し
て、上記送信信号が上記指向方向を指向するように位相
重み係数を乗算する行列の移相演算を数６に従ってディ
ジタル処理で行なった後、上記移相演算結果の２系列の
ディジタル信号（ｙ1，ｙ2）を出力する移相演算手段
（２１）と、 【数６】 上記移相演算手段（２１）から出力される２系列のディ
ジタル信号（ｙ1，ｙ2）に対して所定の波形整形ろ波処
理を行なった後、上記ろ波処理後の２系列のディジタル
信号を出力する波形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）
と、 互いに直交する２系列のディジタル搬送波信号を、上記
波形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）から出力される２
系列のディジタル信号に従って直交型ディジタル変調し
た後、上記変調後の変調信号を上記複数のアンテナ素子
のうち対応する１つのアンテナ素子に出力する変調手段
（２３ａ，２３ｂ，２４）とを、上記変調信号をＤ／Ａ
変換してより高い周波数に周波数変換しかつ増幅する送
信手段（１０１−１乃至１０１−３，１０２−１乃至１
０２−３，１０３−１乃至１０３−３）の前段に備えた
ことを特徴とする送信アレイアンテナのディジタルビー
ム制御装置。 - 【請求項２】 複数のアンテナ素子からなる送信アレイ
アンテナのビームを制御するための送信アレイアンテナ
のビーム制御装置において、 上記送信アレイアンテナから送信される送信信号を指向
すべき指向方向の情報に基づいて、上記送信信号の移相
量（θ）を計算し、当該移相量（θ）の余弦と正弦の移
相信号（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）を発生する移相信号発生
手段（３５）と、 上記移相信号発生手段（３５）によって発生された移相
信号（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）に基づいて、入力される直
交型ディジタル変調のための２系列のベースバンド信号
（ｘ1，ｘ2）に対して、上記送信信号が上記指向方向を
指向するように位相重み係数を乗算する行列の移相演算
を数７に従ってディジタル処理で行なった後、上記移相
演算結果の２系列のディジタル信号（ｙ1，ｙ2）を出力
する演算手段（３６）と、 【数７】 上記演算手段（３６）から出力される２系列のディジタ
ル信号（ｙ1，ｙ2）に対して所定の波形整形ろ波処理を
行なった後、上記ろ波処理後の２系列のディジタル信号
を出力する波形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）と、 互いに直交する２系列のディジタル搬送波信号を、上記
波形整形フィルタ（２２ａ，２２ｂ）から出力される２
系列のディジタル信号に従って直交型ディジタル変調し
た後、上記変調後の変調信号を上記複数のアンテナ素子
のうち対応する１つのアンテナ素子に出力する変調手段
（２３ａ，２３ｂ，２４）とを、上記変調信号をＤ／Ａ
変換してより高い周波数に周波数変換しかつ増幅する送
信手段（１０１−１乃至１０１−３，１０２−１乃至１
０２−３，１０３−１乃至１０３−３）の前段に備えた
ことを特徴とする送信アレイアンテナのディジタルビー
ム制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219707A JP2618124B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 送信アレイアンテナのディジタルビーム制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219707A JP2618124B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 送信アレイアンテナのディジタルビーム制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563427A JPH0563427A (ja) | 1993-03-12 |
| JP2618124B2 true JP2618124B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=16739709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3219707A Expired - Fee Related JP2618124B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 送信アレイアンテナのディジタルビーム制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2618124B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5347976B2 (ja) | 2008-02-14 | 2013-11-20 | 日本電気株式会社 | 移相器及びその制御方法、アレイアンテナを備える無線通信装置 |
| JP6923799B2 (ja) | 2017-09-29 | 2021-08-25 | ミツミ電機株式会社 | レーダー装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950603A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-23 | Nec Corp | 送信信号方式 |
| JPS60149203A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-06 | Japan Radio Co Ltd | フェ−ズドアレイアンテナの移相器制御信号算出装置 |
| JPS6346026A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-26 | Toshiba Corp | アダプテイブアンテナ |
| JPH03119844A (ja) * | 1989-10-03 | 1991-05-22 | Niyuuron:Kk | デジタル伝送システム |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3219707A patent/JP2618124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0563427A (ja) | 1993-03-12 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |