JP2812319B2 - アクティブ・フェイズト・アレイ・レーダの位相校正装置 - Google Patents
アクティブ・フェイズト・アレイ・レーダの位相校正装置Info
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- JP2812319B2 JP2812319B2 JP8334216A JP33421696A JP2812319B2 JP 2812319 B2 JP2812319 B2 JP 2812319B2 JP 8334216 A JP8334216 A JP 8334216A JP 33421696 A JP33421696 A JP 33421696A JP 2812319 B2 JP2812319 B2 JP 2812319B2
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- transmission
- transmission signal
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、航空機や人工衛
星等に搭載されるアクティブ・フェイズト・アレイ・レ
ーダの位相校正装置に関する。
星等に搭載されるアクティブ・フェイズト・アレイ・レ
ーダの位相校正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】フェイズト・アレイ・アンテナとは、所
定の間隔で配列された複数の放射素子（アンテナ・アレ
イ）の各々に、所定の位相関係の高周波電流を給電し、
各放射素子の特性を合成することで、任意の指向特性が
得られるアンテナである。
定の間隔で配列された複数の放射素子（アンテナ・アレ
イ）の各々に、所定の位相関係の高周波電流を給電し、
各放射素子の特性を合成することで、任意の指向特性が
得られるアンテナである。
【０００３】このフェイズト・アレイ・アンテナは、機
械的構成を用いることなく、各放射素子相互の位相関係
を変化させることで指向性を走査することができるの
で、移動体（特に航空機等）や人工衛星に搭載されるア
ンテナとして用いられることが多い。
械的構成を用いることなく、各放射素子相互の位相関係
を変化させることで指向性を走査することができるの
で、移動体（特に航空機等）や人工衛星に搭載されるア
ンテナとして用いられることが多い。
【０００４】従来、このフェイズト・アレイ・アンテナ
を用いた装置として、アクティブ・フェイズト・アレイ
・レーダがあるが、この装置での位相校正方法として、
例えば特開平２−９９８７９号公報に示されるものがあ
る。
を用いた装置として、アクティブ・フェイズト・アレイ
・レーダがあるが、この装置での位相校正方法として、
例えば特開平２−９９８７９号公報に示されるものがあ
る。
【０００５】この公報に示すように、従来は、アクティ
ブ・フェイズト・アレイ・レーダの各アレイ１素子ずつ
の送信系に、方向性結合器と位相比較器とを接続して位
相を検知していた。
ブ・フェイズト・アレイ・レーダの各アレイ１素子ずつ
の送信系に、方向性結合器と位相比較器とを接続して位
相を検知していた。
【０００６】図３は、従来のアクティブ・フェイズト・
アレイ・レーダの位相校正装置部分の構成の一例を示す
ブロック図である。この図において、５１は送信増幅
器、５２は方向性結合器、５７はハイブリッド、５９は
混合器、６０は位相制御器、また６１は可変移相器であ
る。
アレイ・レーダの位相校正装置部分の構成の一例を示す
ブロック図である。この図において、５１は送信増幅
器、５２は方向性結合器、５７はハイブリッド、５９は
混合器、６０は位相制御器、また６１は可変移相器であ
る。
【０００７】図４は、アクティブ・フェイズト・アレイ
・レーダの全体の概略構成を示すブロック図である。こ
の図において、６４、６４…は各々可変移相器６１を有
する送受信モジュール、６５、６５…はアンテナ放射素
子、また６６は送信器である。６７はハイブリッド、６
８はサーキュレータ、６９は受信器、また７０は混合器
である。
・レーダの全体の概略構成を示すブロック図である。こ
の図において、６４、６４…は各々可変移相器６１を有
する送受信モジュール、６５、６５…はアンテナ放射素
子、また６６は送信器である。６７はハイブリッド、６
８はサーキュレータ、６９は受信器、また７０は混合器
である。
【０００８】図４において、送信器６６が出力する送信
信号は、サーキュレータ１８を介して、各々にアンテナ
放射素子６５が接続された送受信モジュール６４、６４
…のアレイへと送られる。この時、個々の入出力信号の
位相を移相器６１によって変えることにより、ビームを
走査することができる。
信号は、サーキュレータ１８を介して、各々にアンテナ
放射素子６５が接続された送受信モジュール６４、６４
…のアレイへと送られる。この時、個々の入出力信号の
位相を移相器６１によって変えることにより、ビームを
走査することができる。
【０００９】アンテナ６５から放射された電波は、目標
物に達すると今度は目標物からの反射信号として、アン
テナ６５によって受信される。ここで受信された信号
は、再び送受信モジュール６４内で位相が変化させら
れ、サーキュレータ６８を介して受信器６９に入力さ
れ、観測デー夕として処理される。
物に達すると今度は目標物からの反射信号として、アン
テナ６５によって受信される。ここで受信された信号
は、再び送受信モジュール６４内で位相が変化させら
れ、サーキュレータ６８を介して受信器６９に入力さ
れ、観測デー夕として処理される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このようなレーダで
は、送受信モジュール６４が実装されている周囲の温度
環境や、送受信モジュール６４に使用されている電子部
品の経年変化等により、計算により予測される送受信モ
ジュール６４の位相や振幅にズレが生じる。
は、送受信モジュール６４が実装されている周囲の温度
環境や、送受信モジュール６４に使用されている電子部
品の経年変化等により、計算により予測される送受信モ
ジュール６４の位相や振幅にズレが生じる。
【００１１】そのため、送受信モジュール６４に入力さ
れた送信信号を方向性結合器５２により取り出し、その
信号と、ハイブリッ５７で分配された信号とを混合器５
９にて混合し、双方の信号の位相差を検知していた。
れた送信信号を方向性結合器５２により取り出し、その
信号と、ハイブリッ５７で分配された信号とを混合器５
９にて混合し、双方の信号の位相差を検知していた。
【００１２】従来のアクティブ・フェイズト・アレイ・
レーダの位相校正装置は、送信系もしくは受信系単体と
しての位相校正を目的としている。従って、合成開口レ
ーダのように送信および受信系の位相の校正が必要なシ
ステムに対しては、校正機能が２系統必要となり、衛星
搭載用のような重量に制限があるものについては、適し
ていないという欠点があった。
レーダの位相校正装置は、送信系もしくは受信系単体と
しての位相校正を目的としている。従って、合成開口レ
ーダのように送信および受信系の位相の校正が必要なシ
ステムに対しては、校正機能が２系統必要となり、衛星
搭載用のような重量に制限があるものについては、適し
ていないという欠点があった。
【００１３】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、送信系と受信系の双方に対して位相の校正が
必要なレーダ等においても、重量増加をもたらさずに実
現することが可能であるアクティブ・フェイズト・アレ
イ・レーダの位相校正装置を提供することを目的として
いる。
たもので、送信系と受信系の双方に対して位相の校正が
必要なレーダ等においても、重量増加をもたらさずに実
現することが可能であるアクティブ・フェイズト・アレ
イ・レーダの位相校正装置を提供することを目的として
いる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明にあっては、送信信号を
生成する送信器と、前記送信器からの前記送信信号を複
数のアンテナ放射素子に送出し、前記複数のアンテナ放
射素子からの受信信号を受信する受信器と、前記複数の
アンテナ放射素子からの前記受信信号を受信器へ送出す
るサーキュレータとを有するアクティブ・フェイズト・
アレイ・レーダにおける前記複数のアンテナ放射素子の
各々と前記サーキュレータとの間に挿入されるアクティ
ブ・フェイズト・アレイ・レーダの位相校正装置であっ
て、通過する前記送信信号あるいは前記受信信号の位相
量を変化させる移相器と、前記送信信号を増幅する送信
増幅器と、前記受信信号を増幅する受信増幅器と、前記
移相器を制御する位相制御器と、前記送信信号の一部を
結合できる様に前記送信増幅器の出力側に設けた方向性
結合器と、前記方向性結合器から取り出した前記送信信
号の電力レベルを減衰する固定減衰器と、前記電力レベ
ルを可変する可変減衰器と、前記アンテナ放射素子と前
記可変減衰器との何れかを択一的に前記受信増幅器の入
力端に接続する第１の切替器と、前記サーキュレータか
ら入力される信号を分配するハイブリッドと、前記サー
キュレータから入力される送信信号と前記受信増幅器の
出力とを混合する混合器と、前記受信増幅器の出力を遅
延させて前記位相器に入力させる遅延線と、前記遅延線
と前記混合器とを択一的に前記受信増幅器の出力端に接
続する第２の切替器とを具備することを特徴とする。ま
た、請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載
のアクティブ・フェイズト・アレイ・レーダの位相校正
装置では、前記第１の切替器によって前記可変減衰器と
前記受信増幅器の入力端とを接続するとともに、前記第
２の切替器によって前記混合器と前記受信増幅器の出力
端とを接続して前記送信信号の位相の校正を行うことを
特徴とする。また、請求項３に記載の発明にあっては、
請求項１に記載のアクティブ・フェイズト・アレイ・レ
ーダの位相校正装置では、前記第１の切替器によって前
記アンテナ放射素子と前記受信増幅器の入力端とを接続
するとともに、前記第２の切替器によって前記遅延線と
前記受信増幅器の出力端とを接続して前記受信信号の位
相の校正を行うことを特徴とする。
ために、請求項１に記載の発明にあっては、送信信号を
生成する送信器と、前記送信器からの前記送信信号を複
数のアンテナ放射素子に送出し、前記複数のアンテナ放
射素子からの受信信号を受信する受信器と、前記複数の
アンテナ放射素子からの前記受信信号を受信器へ送出す
るサーキュレータとを有するアクティブ・フェイズト・
アレイ・レーダにおける前記複数のアンテナ放射素子の
各々と前記サーキュレータとの間に挿入されるアクティ
ブ・フェイズト・アレイ・レーダの位相校正装置であっ
て、通過する前記送信信号あるいは前記受信信号の位相
量を変化させる移相器と、前記送信信号を増幅する送信
増幅器と、前記受信信号を増幅する受信増幅器と、前記
移相器を制御する位相制御器と、前記送信信号の一部を
結合できる様に前記送信増幅器の出力側に設けた方向性
結合器と、前記方向性結合器から取り出した前記送信信
号の電力レベルを減衰する固定減衰器と、前記電力レベ
ルを可変する可変減衰器と、前記アンテナ放射素子と前
記可変減衰器との何れかを択一的に前記受信増幅器の入
力端に接続する第１の切替器と、前記サーキュレータか
ら入力される信号を分配するハイブリッドと、前記サー
キュレータから入力される送信信号と前記受信増幅器の
出力とを混合する混合器と、前記受信増幅器の出力を遅
延させて前記位相器に入力させる遅延線と、前記遅延線
と前記混合器とを択一的に前記受信増幅器の出力端に接
続する第２の切替器とを具備することを特徴とする。ま
た、請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載
のアクティブ・フェイズト・アレイ・レーダの位相校正
装置では、前記第１の切替器によって前記可変減衰器と
前記受信増幅器の入力端とを接続するとともに、前記第
２の切替器によって前記混合器と前記受信増幅器の出力
端とを接続して前記送信信号の位相の校正を行うことを
特徴とする。また、請求項３に記載の発明にあっては、
請求項１に記載のアクティブ・フェイズト・アレイ・レ
ーダの位相校正装置では、前記第１の切替器によって前
記アンテナ放射素子と前記受信増幅器の入力端とを接続
するとともに、前記第２の切替器によって前記遅延線と
前記受信増幅器の出力端とを接続して前記受信信号の位
相の校正を行うことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明について説明す
る。図１は、本発明の一実施の形態にかかるフェイズト
・アレイ・レーダの位相校正装置の構成を示すブロック
図である。また図２は、本実施の形態が適用されるアク
ティブ・フェイズト・アレイ・レーダの全体の概略構成
を示すブロック図である。
る。図１は、本発明の一実施の形態にかかるフェイズト
・アレイ・レーダの位相校正装置の構成を示すブロック
図である。また図２は、本実施の形態が適用されるアク
ティブ・フェイズト・アレイ・レーダの全体の概略構成
を示すブロック図である。
【００１６】図１において、１は送信増幅器、また６は
受信増幅器である。送信増幅器１の出力は、方向性結合
器２を介して切替器１３に入力される。方向性結合器２
は、送信増幅器１の出力の一部を、固定減衰器３ならび
に可変減衰器４を介して切替器５に入力する。
受信増幅器である。送信増幅器１の出力は、方向性結合
器２を介して切替器１３に入力される。方向性結合器２
は、送信増幅器１の出力の一部を、固定減衰器３ならび
に可変減衰器４を介して切替器５に入力する。
【００１７】ここで切替器１３は、方向性結合器２と切
替器５の何れか一方を択一的にアンテナエレメント（図
２参照、後述）に接続し、切替器５は、可変減衰器４と
切替器１３の何れか一方を択一的に受信増幅器６に接続
する。
替器５の何れか一方を択一的にアンテナエレメント（図
２参照、後述）に接続し、切替器５は、可変減衰器４と
切替器１３の何れか一方を択一的に受信増幅器６に接続
する。
【００１８】７は、サーキュレータ（図２参照、後述）
からこの位相校正装置に入力された送信信号を分配する
ハイブリッドである。このハイブリッド７によって分配
された送信信号は、位相器１１と混合器９とに供給され
る。
からこの位相校正装置に入力された送信信号を分配する
ハイブリッドである。このハイブリッド７によって分配
された送信信号は、位相器１１と混合器９とに供給され
る。
【００１９】位相器１１に供給された送信信号は、位相
制御器１０によって位相が制御され、切替器１２に入力
される。位相制御器１０は、混合器９に供給される２つ
の信号の位相差が電圧情報として入力され、この情報に
基づいて位相器１１の位相を制御する。
制御器１０によって位相が制御され、切替器１２に入力
される。位相制御器１０は、混合器９に供給される２つ
の信号の位相差が電圧情報として入力され、この情報に
基づいて位相器１１の位相を制御する。
【００２０】上述の切替器１２は、遅延線２１を介した
切替器８と上述の送信増幅器１の何れか一方を択一的に
接続する。また切替器８は、遅延線２１を介した切替器
１２と混合器９とを択一的に受信増幅器６に接続する。
切替器８と上述の送信増幅器１の何れか一方を択一的に
接続する。また切替器８は、遅延線２１を介した切替器
１２と混合器９とを択一的に受信増幅器６に接続する。
【００２１】一方図２において、１４、１４…は各々移
相器１１を有する送受信モジュール、１５、１５…はア
ンテナ放射素子、また１６は送信器である。１７はハイ
ブリッド、１８はサーキュレータ、１９は受信器、また
２０は混合器である。
相器１１を有する送受信モジュール、１５、１５…はア
ンテナ放射素子、また１６は送信器である。１７はハイ
ブリッド、１８はサーキュレータ、１９は受信器、また
２０は混合器である。
【００２２】以下に図１を参照して、送信系の位相校正
について説明する。サーキュレータ（図２参照）から入
力された送信信号は、移相器１１によって所定の移相量
が与えられた後、送信増幅器１によって増幅され、切替
器１３を介してアンテナエレメント（図２参照）に供給
される。
について説明する。サーキュレータ（図２参照）から入
力された送信信号は、移相器１１によって所定の移相量
が与えられた後、送信増幅器１によって増幅され、切替
器１３を介してアンテナエレメント（図２参照）に供給
される。
【００２３】このとき、送信増幅器１と切替器１３との
間に挿入された方向性結合器２によって取り出された送
信信号は、固定減衰器３と可変減衰器４によって所定の
電力レベルに制御され、切替器５を介して受信増幅器６
で増幅された後、切替器８に入力される。
間に挿入された方向性結合器２によって取り出された送
信信号は、固定減衰器３と可変減衰器４によって所定の
電力レベルに制御され、切替器５を介して受信増幅器６
で増幅された後、切替器８に入力される。
【００２４】ここで、切替器８は接点ａ側に接続されて
おり、受信増幅器６の出力は混合器９の一方の入力端子
に入力される。混合器９の他方の入力端子には、上述の
サーキュレータから入力された送信信号が、ハイブリッ
ド７によって分配されて入力される。
おり、受信増幅器６の出力は混合器９の一方の入力端子
に入力される。混合器９の他方の入力端子には、上述の
サーキュレータから入力された送信信号が、ハイブリッ
ド７によって分配されて入力される。
【００２５】混合器９は、供給された２つの信号の位相
差を求めて、これを電圧情報として位相制御器１０に供
給する。位相制御器１０は、この情報に基づいて位相器
１１の位相を制御し、アンテナエレメント（図２参照）
に供給する送信信号の位相を校正する。
差を求めて、これを電圧情報として位相制御器１０に供
給する。位相制御器１０は、この情報に基づいて位相器
１１の位相を制御し、アンテナエレメント（図２参照）
に供給する送信信号の位相を校正する。
【００２６】一方、受信系の校正を行う場合には、切替
器８を接点ｂ側に接続し、遅延線２１を介してアンテナ
エレメント（図２参照）からの受信信号を位相器１１に
供給する。
器８を接点ｂ側に接続し、遅延線２１を介してアンテナ
エレメント（図２参照）からの受信信号を位相器１１に
供給する。
【００２７】これによって送信信号との干渉を防ぎ、送
受信モジュール１４からは受信信号と同じタイミングで
出力され、受信器１９へと入力される。受信器１９に入
力した信号と送信器１６からハイブリッド１７で取り出
された基準信号とを受信器１９内の混合器２０で混合す
ることにより、双方の信号の位相差を測定することがで
きる。この値から、受信系の位相の変動を検知すること
により、受信系の位相校正を可能とする（何れも図２参
照）。
受信モジュール１４からは受信信号と同じタイミングで
出力され、受信器１９へと入力される。受信器１９に入
力した信号と送信器１６からハイブリッド１７で取り出
された基準信号とを受信器１９内の混合器２０で混合す
ることにより、双方の信号の位相差を測定することがで
きる。この値から、受信系の位相の変動を検知すること
により、受信系の位相校正を可能とする（何れも図２参
照）。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、送信系と受信系の双方に対して位相の校正が必要な
レーダ等においても、重量増加をもたらさずに実現する
ことが可能であるアクティブ・フェイズト・アレイ・レ
ーダの位相校正装置が実現可能であるという効果が得ら
れる。
ば、送信系と受信系の双方に対して位相の校正が必要な
レーダ等においても、重量増加をもたらさずに実現する
ことが可能であるアクティブ・フェイズト・アレイ・レ
ーダの位相校正装置が実現可能であるという効果が得ら
れる。
【００２９】即ち本発明によれば、例えば衛星搭載用合
成開口レーダの様に送信系と受信系の双方に対して位相
の校正が必要なシステムにおいても、軌道上における送
受信の位相の変化を感知し、その状態を地上にて把握
し、軌道上のレーダ装置の位相を校正する機能を重量増
加をもたらさずに実現することができる。
成開口レーダの様に送信系と受信系の双方に対して位相
の校正が必要なシステムにおいても、軌道上における送
受信の位相の変化を感知し、その状態を地上にて把握
し、軌道上のレーダ装置の位相を校正する機能を重量増
加をもたらさずに実現することができる。
【図１】 本発明の一実施の形態にかかるフェイズト・
アレイ・レーダの位相校正装置の構成を示すブロック図
である。
アレイ・レーダの位相校正装置の構成を示すブロック図
である。
【図２】 同実施の形態が適用されるアクティブ・フェ
イズト・アレイ・レーダの全体の概略構成を示すブロッ
ク図である。
イズト・アレイ・レーダの全体の概略構成を示すブロッ
ク図である。
【図３】 従来のアクティブ・フェイズト・アレイ・レ
ーダの位相校正装置部分の構成の一例を示すブロック図
である。
ーダの位相校正装置部分の構成の一例を示すブロック図
である。
【図４】 アクティブ・フェイズト・アレイ・レーダの
全体の概略構成を示すブロック図である。
全体の概略構成を示すブロック図である。
１ 送信増幅器 ２ 方向性結合器 ３ 固定減衰器 ４ 可変減衰器 ５ 切替器（第１の切替器） ６ 受信増幅器 ７ ハイブリッド ８ 切替器（第２の切替器） ９ 混合器 １０ 位相制御器 １１ 移相器 １５ アンテナ放射素子 １６ 送信器 １８ サーキュレータ １９ 受信器 ２１ 遅延線
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/62 G01S 13/00 - 13/95
Claims (3)
- 【請求項１】 送信信号を生成する送信器（１６）と、
前記送信器からの前記送信信号を複数のアンテナ放射素
子（１５、１５・・・）に送出し、前記複数のアンテナ
放射素子からの受信信号を受信する受信器（１９）と、
前記複数のアンテナ放射素子からの前記受信信号を前記
受信器へ送出するサーキュレータ（１８）とを有するア
クティブ・フェイズト・アレイ・レーダにおける前記複
数のアンテナ放射素子の各々と前記サーキュレータとの
間に挿入されるアクティブ・フェイズト・アレイ・レー
ダの位相校正装置であって、 通過する前記送信信号あるいは前記受信信号の位相量を
変化させる移相器（１１）と、 前記送信信号を増幅する送信増幅器（１）と、 前記受信信号を増幅する受信増幅器（６）と、 前記移相器を制御する位相制御器（１０）と、 前記送信信号の一部を結合できる様に前記送信増幅器の
出力側に設けた方向性結合器（２）と、 前記方向性結合器から取り出した前記送信信号の電力レ
ベルを減衰する固定減衰器（３）と、 前記電力レベルを可変する可変減衰器（４）と、 前記アンテナ放射素子と前記可変減衰器との何れかを択
一的に前記受信増幅器の入力端に接続する第１の切替器
（５）と、 前記サーキュレータから入力される信号を分配するハイ
ブリッド（７）と、 前記サーキュレータから入力される送信信号と前記受信
増幅器の出力とを混合する混合器（９）と、 前記受信増幅器の出力を遅延させて前記位相器に入力さ
せる遅延線（２１）と、 前記遅延線と前記混合器とを択一的に前記受信増幅器の
出力端に接続する第２の切替器（８）とを具備すること
を特徴とするアクティブ・フェイズト・アレイ・レーダ
の位相校正装置。 - 【請求項２】 前記第１の切替器によって前記可変減衰
器と前記受信増幅器の入力端とを接続するとともに、 前記第２の切替器によって前記混合器と前記受信増幅器
の出力端とを接続して前記送信信号の位相の校正を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ・フェイ
ズト・アレイ・レーダの位相校正装置。 - 【請求項３】 前記第１の切替器によって前記アンテナ
放射素子と前記受信増幅器の入力端とを接続するととも
に、 前記第２の切替器によって前記遅延線と前記受信増幅器
の出力端とを接続して前記受信信号の位相の校正を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ・フェイ
ズト・アレイ・レーダの位相校正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8334216A JP2812319B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | アクティブ・フェイズト・アレイ・レーダの位相校正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8334216A JP2812319B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | アクティブ・フェイズト・アレイ・レーダの位相校正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170633A JPH10170633A (ja) | 1998-06-26 |
| JP2812319B2 true JP2812319B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=18274854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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- 1996-12-13 JP JP8334216A patent/JP2812319B2/ja not_active Expired - Lifetime
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