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 |