JP3055929B2 - 移相器モジュールの測定装置および測定方法 - Google Patents
移相器モジュールの測定装置および測定方法Info
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- JP3055929B2 JP3055929B2 JP2318612A JP31861290A JP3055929B2 JP 3055929 B2 JP3055929 B2 JP 3055929B2 JP 2318612 A JP2318612 A JP 2318612A JP 31861290 A JP31861290 A JP 31861290A JP 3055929 B2 JP3055929 B2 JP 3055929B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空間給電型フェーズドアレイアンテナの二次
放射部を構成する移相器モジュールの諸特性を測定する
ための装置および方法に関する。
放射部を構成する移相器モジュールの諸特性を測定する
ための装置および方法に関する。
空間給電型のフェーズドアレイアンテナは、各放射素
子への電力分配を空間で行うので、特に放射素子数の多
いペンシルビームを二次元に走査する平面フェーズドア
レウレーダ空中線の給電系を簡潔にする目的で使用され
ることが多い。
子への電力分配を空間で行うので、特に放射素子数の多
いペンシルビームを二次元に走査する平面フェーズドア
レウレーダ空中線の給電系を簡潔にする目的で使用され
ることが多い。
空間給電型フェーズドアレイアンテナは、第６図に示
すように、一次放射部101および二次放射部102からな
り、二次放射部は多数の移相器モジュール１で構成され
る。この移相器モジュール１は、一次放射部101から給
電される信号を受信する素子111と、ビーム走査方向に
より所定の移相量を与える移相器112と、空間に信号を
放射する素子113から成る。移相器112は、一般にPINダ
イオードを用いたデジタル移相器が用いられる。
すように、一次放射部101および二次放射部102からな
り、二次放射部は多数の移相器モジュール１で構成され
る。この移相器モジュール１は、一次放射部101から給
電される信号を受信する素子111と、ビーム走査方向に
より所定の移相量を与える移相器112と、空間に信号を
放射する素子113から成る。移相器112は、一般にPINダ
イオードを用いたデジタル移相器が用いられる。
移相器モジュール１を制御する信号はアンテナ制御器
103で発生され、伝送ケーブル本数を少なくするためシ
リアルデータ伝送によって移相器モジュール１に供給さ
れる。移相器モジュール１は、上に述べた高周波系の
他、制御信号をデコードし、PINダイオード移相器を動
作させるドライバー等からなる制御回路が実装されてい
る。
103で発生され、伝送ケーブル本数を少なくするためシ
リアルデータ伝送によって移相器モジュール１に供給さ
れる。移相器モジュール１は、上に述べた高周波系の
他、制御信号をデコードし、PINダイオード移相器を動
作させるドライバー等からなる制御回路が実装されてい
る。
このように両端が空中線とされている移相器モジュー
ルの諸特性の測定法を第７図を参照して説明する。
ルの諸特性の測定法を第７図を参照して説明する。
送信アンテナ２からの電波が受信アンテナ３に受信さ
れないように、シールド板12で２つの室13,14に分離さ
れた電波暗室11で測定が行われる。まず、予め伝送ライ
ン121の挿入損失、挿入位相が既知であり、両端の素子1
22が完全に調整された特性が既知のダミーモジュール
１′を電波暗室11の所定の位置に実装し、送信アンテナ
２から受信アンテナ３間の伝搬損失、遅延位相をネット
ワークアナライザ９によって測定し、系を校正してお
く。
れないように、シールド板12で２つの室13,14に分離さ
れた電波暗室11で測定が行われる。まず、予め伝送ライ
ン121の挿入損失、挿入位相が既知であり、両端の素子1
22が完全に調整された特性が既知のダミーモジュール
１′を電波暗室11の所定の位置に実装し、送信アンテナ
２から受信アンテナ３間の伝搬損失、遅延位相をネット
ワークアナライザ９によって測定し、系を校正してお
く。
次に、測定される移相器モジュール１を電波暗室11の
所定の位置に実装し、移相器に制御信号を与え、各ステ
ートの振幅，位相を測定する。
所定の位置に実装し、移相器に制御信号を与え、各ステ
ートの振幅，位相を測定する。
従来、移相器モジュールは、一つの受信素子、一つの
移相器およびその制御回路、一つの送信素子で構成され
る一系統で作られることが普通であった。しかしながら
近年では、アンテナの開口規模が大型化し、使用される
周波数が高くなる傾向にある。このため、使用される移
相器モジュールの数が増加すると共に、小型化が求めら
れるようになった。また、LSI技術の進歩と共に、複数
の移相器の制御が１つのLSIで可能となったことも加わ
り、スペース効率、部品点数の点から、複数の高周波系
を一つのモジュールに実装することが経済的、製造技術
的に有利である。
移相器およびその制御回路、一つの送信素子で構成され
る一系統で作られることが普通であった。しかしながら
近年では、アンテナの開口規模が大型化し、使用される
周波数が高くなる傾向にある。このため、使用される移
相器モジュールの数が増加すると共に、小型化が求めら
れるようになった。また、LSI技術の進歩と共に、複数
の移相器の制御が１つのLSIで可能となったことも加わ
り、スペース効率、部品点数の点から、複数の高周波系
を一つのモジュールに実装することが経済的、製造技術
的に有利である。
第８図は３系統の高周波回路を含む移相器モジュール
の構成の一例を示している。アンテナ制御器103からの
シリアル信号は制御LSI104によって３つの移相器の制御
コード（パラレルデータ）に変換され、ドライバー105
に供給され、３つの各系統1A,1B,1Cの各移相器112を各
々制御する。
の構成の一例を示している。アンテナ制御器103からの
シリアル信号は制御LSI104によって３つの移相器の制御
コード（パラレルデータ）に変換され、ドライバー105
に供給され、３つの各系統1A,1B,1Cの各移相器112を各
々制御する。
しかしながら、このような多系統の高周波回路を含む
移相器モジュールでは、従来の高周波系が１系統の移相
器モジュールの測定装置をそのまま利用すると、被測定
系以外の不要波も受信アンテナ３に受信されるため、正
確な測定が困難できないという問題が生じる。
移相器モジュールでは、従来の高周波系が１系統の移相
器モジュールの測定装置をそのまま利用すると、被測定
系以外の不要波も受信アンテナ３に受信されるため、正
確な測定が困難できないという問題が生じる。
本発明の目的は、多系統の移相器モジュールの測定を
可能にした移相器モンジュールの測定装置および測定方
法を提供することにある。
可能にした移相器モンジュールの測定装置および測定方
法を提供することにある。
本発明の移相器モジュールの測定装置は、空間給電型
フェーズドアレーアンテナを構成する一次放射部からの
信号受信をする素子と、所定の位相量を与える移相器
と、空間に信号を放射する素子からなる系が複数系統実
装された移相器モジュールの振幅及び位相を測定する装
置において、基準信号発振器と、前記移相器モジュール
の各系統の受信素子に前記基準信号発振器で発生した信
号を送信する送信アンテナと、移相器モジュールの各系
統の放射素子からの信号を受信する受信アンテナと、前
記基準信号発振器からの前記信号のうち分岐された信号
を可変減衰しかつ移相する減衰・移相手段と、減衰され
かつ移相された信号を前記受信アンテナからの信号と合
成する合成器と、合成された信号の振幅及び位相を測定
するネットワークアナライザと、前記ネットワークアナ
ライザの出力を受けて、前記移相器モジュールの振幅及
び移相、並びに前記減衰・移相手段の減衰量及び移相量
を制御する制御手段とを備える。
フェーズドアレーアンテナを構成する一次放射部からの
信号受信をする素子と、所定の位相量を与える移相器
と、空間に信号を放射する素子からなる系が複数系統実
装された移相器モジュールの振幅及び位相を測定する装
置において、基準信号発振器と、前記移相器モジュール
の各系統の受信素子に前記基準信号発振器で発生した信
号を送信する送信アンテナと、移相器モジュールの各系
統の放射素子からの信号を受信する受信アンテナと、前
記基準信号発振器からの前記信号のうち分岐された信号
を可変減衰しかつ移相する減衰・移相手段と、減衰され
かつ移相された信号を前記受信アンテナからの信号と合
成する合成器と、合成された信号の振幅及び位相を測定
するネットワークアナライザと、前記ネットワークアナ
ライザの出力を受けて、前記移相器モジュールの振幅及
び移相、並びに前記減衰・移相手段の減衰量及び移相量
を制御する制御手段とを備える。
また、本発明の移相器モジュールの測定方法は、移相
器モジュールの複数系統の受信素子に信号を送信し、各
受信素子に対応する放射素子からの信号を受信し、複数
系統の受信素子のうち１つの受信素子からの受信信号の
位相を回転させて複数系統の受信素子の受信信号の合成
信号が最大となる位相を前記１つの受信素子に設定する
ことをそれぞれ前記複数系統の受信素子に対して行った
後、被測定系の移相器を順次移相させて得られた合成信
号に基づき、被測定系の振幅及び基準ベクトルに対する
位相の測定値を得、前記基準ベクトルの位相に合わせた
被測定系以外の信号の合成ベクトルを、前記基準ベクト
ルの位置を180゜反転し、振幅を前記合成ベクトルの振
幅に合わせたキャンセル信号によって相殺して被測定系
の信号を取出し、被測定系に対応する移相器を順次移相
させて得られた不要信号を含む合成信号に基づき、相殺
されずに残された不要信号成分の振幅と位相を算出し、
この算出された不要信号成分を被測定系の信号の振幅及
び位相の測定値よりベクトル減算して正確な測定結果を
得る。
器モジュールの複数系統の受信素子に信号を送信し、各
受信素子に対応する放射素子からの信号を受信し、複数
系統の受信素子のうち１つの受信素子からの受信信号の
位相を回転させて複数系統の受信素子の受信信号の合成
信号が最大となる位相を前記１つの受信素子に設定する
ことをそれぞれ前記複数系統の受信素子に対して行った
後、被測定系の移相器を順次移相させて得られた合成信
号に基づき、被測定系の振幅及び基準ベクトルに対する
位相の測定値を得、前記基準ベクトルの位相に合わせた
被測定系以外の信号の合成ベクトルを、前記基準ベクト
ルの位置を180゜反転し、振幅を前記合成ベクトルの振
幅に合わせたキャンセル信号によって相殺して被測定系
の信号を取出し、被測定系に対応する移相器を順次移相
させて得られた不要信号を含む合成信号に基づき、相殺
されずに残された不要信号成分の振幅と位相を算出し、
この算出された不要信号成分を被測定系の信号の振幅及
び位相の測定値よりベクトル減算して正確な測定結果を
得る。
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の測定装置の構成図である。なお、第
６図ないし第８図とは送受の方向を左右逆に示してい
る。第１図において、電波暗室11をシールド板12で２つ
の区画された室13,14に隔離し、このシールド板12に被
測定移相器モジュール１を実装する。また、電波暗室11
の一方の室13には送信アンテナ２を配設し、他方の室14
には受信アンテナ３を配設する。前記移相器モジュール
１は、ここでは上、中、下の３系統1A,1B,1Cを備えてお
り、各系統は第８図に示したように、受信素子111、移
相器112、放射素子113で構成されている。
６図ないし第８図とは送受の方向を左右逆に示してい
る。第１図において、電波暗室11をシールド板12で２つ
の区画された室13,14に隔離し、このシールド板12に被
測定移相器モジュール１を実装する。また、電波暗室11
の一方の室13には送信アンテナ２を配設し、他方の室14
には受信アンテナ３を配設する。前記移相器モジュール
１は、ここでは上、中、下の３系統1A,1B,1Cを備えてお
り、各系統は第８図に示したように、受信素子111、移
相器112、放射素子113で構成されている。
前記送信アンテナ２には基準信号発振器４を接続し、
この基準信号発振器４からの基準信号を送信アンテナ２
に供給する。送信アンテナ２から放射された信号は、移
相器モジュール１の各系統の受信素子によって受信さ
れ、さらに適当な移相量を与えられた後、３つの各系統
の放射素子によって受信アンテナ３に向かって放射され
る。受信アンテナ３で受信された信号は合成器５に入力
される。
この基準信号発振器４からの基準信号を送信アンテナ２
に供給する。送信アンテナ２から放射された信号は、移
相器モジュール１の各系統の受信素子によって受信さ
れ、さらに適当な移相量を与えられた後、３つの各系統
の放射素子によって受信アンテナ３に向かって放射され
る。受信アンテナ３で受信された信号は合成器５に入力
される。
一方、前記基準信号発振器４からの基準信号の一部は
カプラー6A,6Bでそれぞれ取り出され、カプラー6Aで取
り出された信号は可変減衰器７および移相器８で適当な
振幅、位相を与えられて前記合成器５に入力され、受信
アンテナ３からの信号と合成される。また、カプラー6B
で取り出された信号はネットワークアナライザ９の基準
信号として入力され、この信号に基づいて前記合成器５
で合成された合成信号の振幅、位相をネットワークアナ
ライザ９で測定する。
カプラー6A,6Bでそれぞれ取り出され、カプラー6Aで取
り出された信号は可変減衰器７および移相器８で適当な
振幅、位相を与えられて前記合成器５に入力され、受信
アンテナ３からの信号と合成される。また、カプラー6B
で取り出された信号はネットワークアナライザ９の基準
信号として入力され、この信号に基づいて前記合成器５
で合成された合成信号の振幅、位相をネットワークアナ
ライザ９で測定する。
なお、この実施例では、測定系の自動化を行ってお
り、コンピュータ10は移相器モジュール１の各移相器の
移相量の設定、ネットワークアナライザ９の測定結果の
読込みおよび必要な制御、可変減衰器７および移相器８
の必要な設定を行う。
り、コンピュータ10は移相器モジュール１の各移相器の
移相量の設定、ネットワークアナライザ９の測定結果の
読込みおよび必要な制御、可変減衰器７および移相器８
の必要な設定を行う。
次に本発明の測定原理を説明する。
受信アンテナ３に、例えば、第２図（ａ）のように３
つの系統の放射素子からの信号が合成された信号24が受
信されたとする。このとき、被測定信号ベクトル23と、
不要ベクトル21,22が存在する。この不要ベクトル21,22
の信号成分を消去するため、この信号成分の概算の振
幅、位相を求め、相当するスカラー量を有し、位相を18
0゜反転したキャンセル信号を発生させる。受信アンテ
ナ３からの出力と、キャンセル信号とを合成すると、第
２図（ｂ）のように、被測定ベクトル23と完全に相殺で
きなかった成分25の合成ベクトル26が得られる。次に、
相殺し切れなかった成分25を求め、合成ベクトル26から
このベクトルを引き算して真の被測定ベクトルを求め
る。
つの系統の放射素子からの信号が合成された信号24が受
信されたとする。このとき、被測定信号ベクトル23と、
不要ベクトル21,22が存在する。この不要ベクトル21,22
の信号成分を消去するため、この信号成分の概算の振
幅、位相を求め、相当するスカラー量を有し、位相を18
0゜反転したキャンセル信号を発生させる。受信アンテ
ナ３からの出力と、キャンセル信号とを合成すると、第
２図（ｂ）のように、被測定ベクトル23と完全に相殺で
きなかった成分25の合成ベクトル26が得られる。次に、
相殺し切れなかった成分25を求め、合成ベクトル26から
このベクトルを引き算して真の被測定ベクトルを求め
る。
この原理に基づいて第１図の例での移相器モジュール
の測定方法を説明する。
の測定方法を説明する。
第３図は移相器モジュールの各々の系の振幅，位相の
粗測定の原理を示している。第３図（ａ）は移相器モジ
ュールの各移相器の設定位相を０とした場合を示してい
る。第３図（ａ）において、ベクトル31は第１図の移相
器８から出力される基準信号、ベクトル32〜34は移相器
モジュール１の３つの系統から放射され受信アンテナ３
によって受信される信号、ベクトル35は合成器５から出
力される合成信号を示している。
粗測定の原理を示している。第３図（ａ）は移相器モジ
ュールの各移相器の設定位相を０とした場合を示してい
る。第３図（ａ）において、ベクトル31は第１図の移相
器８から出力される基準信号、ベクトル32〜34は移相器
モジュール１の３つの系統から放射され受信アンテナ３
によって受信される信号、ベクトル35は合成器５から出
力される合成信号を示している。
本測定の第１の手順は、ベクトル32〜34の各々の振
幅、位相の粗測定を行うことである。そのため、ベクト
ル32〜34の位相を基準ベクトル31にほぼ一致させた後、
ベクトル32〜34の各々振幅、位相を合成信号ベクトル35
から数値計算によって求める。なお、これ以後移相器モ
ジュールの移相器は４ビット移相器として説明する。
幅、位相の粗測定を行うことである。そのため、ベクト
ル32〜34の位相を基準ベクトル31にほぼ一致させた後、
ベクトル32〜34の各々振幅、位相を合成信号ベクトル35
から数値計算によって求める。なお、これ以後移相器モ
ジュールの移相器は４ビット移相器として説明する。
ベクトル34を順次移相させ、360゜位相回転を行う
と、合成信号ベクトルのスカラー量は第３図（ｂ）に示
すようにサイン曲線状となる。系統1Cの移相器112の位
相を順次設定した時の合成ベクトル35のスカラー量をSi
（ｉ＝０〜15）とすると、ベクトル31,32,33の合成ベク
トルに対するベクトル34の位相θ１および振幅a1は、次
の式で与えられる。
と、合成信号ベクトルのスカラー量は第３図（ｂ）に示
すようにサイン曲線状となる。系統1Cの移相器112の位
相を順次設定した時の合成ベクトル35のスカラー量をSi
（ｉ＝０〜15）とすると、ベクトル31,32,33の合成ベク
トルに対するベクトル34の位相θ１および振幅a1は、次
の式で与えられる。
（１）式によって求められた位相θ１により、系統1Cの
移相器112を次のステートＮだけ進相させ、固定する。
この状態は第３図（ｃ）のベクトル34′で表される。
移相器112を次のステートＮだけ進相させ、固定する。
この状態は第３図（ｃ）のベクトル34′で表される。
次にベクトル33について上と同様にしてベクトル31,3
2,34′の合成ベクトルに対する位相θ２および振幅a2を
求め、ベクトル31,32,34′の合成ベクトルの位相に一致
するよう進相させ、固定する。この状態は第３図（ｅ）
のベクトル33′で表される。
2,34′の合成ベクトルに対する位相θ２および振幅a2を
求め、ベクトル31,32,34′の合成ベクトルの位相に一致
するよう進相させ、固定する。この状態は第３図（ｅ）
のベクトル33′で表される。
続いてベクトル32についても同様の処理を行う。
以上の一連の処理を終えた状態を３図（ｇ）に示す。
次にベクトル32′,33′を第３図（ｇ）の状態に固定
しておき、ベクトル34′を０ステートから360゜回転さ
せ、前述と同様の処理を行い、ベクトル31,33′,32′の
合成ベクトルに対する位相を求めた後、ベクトル31,3
3′,32′の合成ベクトルの位相に合わせ固定する。これ
を第３図（ｈ）に示す。
しておき、ベクトル34′を０ステートから360゜回転さ
せ、前述と同様の処理を行い、ベクトル31,33′,32′の
合成ベクトルに対する位相を求めた後、ベクトル31,3
3′,32′の合成ベクトルの位相に合わせ固定する。これ
を第３図（ｈ）に示す。
以上の処理をベクトル32′〜33′についても行う。
以上の処理を数回繰返すと、基準ベクトル31に対する
各々放射素子から放射された信号の位相θ１〜θ３およ
び振幅a1〜a3が求まる。ここで、移相器モジュール１の
上側、下側の系統1A,1Cについては中央系1Bに対し伝搬
損失、遅延位相量、移相器モジュールの素子のパターン
損失および送受信アンテナのパターン損失が異なるの
で、これらの量の補正が必要である。
各々放射素子から放射された信号の位相θ１〜θ３およ
び振幅a1〜a3が求まる。ここで、移相器モジュール１の
上側、下側の系統1A,1Cについては中央系1Bに対し伝搬
損失、遅延位相量、移相器モジュールの素子のパターン
損失および送受信アンテナのパターン損失が異なるの
で、これらの量の補正が必要である。
すなわち、第７図のダミーモジュール１′を移送器モ
ジュール１の各系統の実装位置に装着し、送信アンテナ
２から受信アンテナ３の挿入損失、位相を測定する。送
信アンテナ、受信アンテナの利得は正面方向が最大で、
正面から外れるに従い低下する。したがって、中央系統
1Bの位置で測定した挿入損出は端系統1A、1Cで測定した
挿入損失より小さくなる。端系統の振幅補正係数ρを次
の（４）式で定義する。
ジュール１の各系統の実装位置に装着し、送信アンテナ
２から受信アンテナ３の挿入損失、位相を測定する。送
信アンテナ、受信アンテナの利得は正面方向が最大で、
正面から外れるに従い低下する。したがって、中央系統
1Bの位置で測定した挿入損出は端系統1A、1Cで測定した
挿入損失より小さくなる。端系統の振幅補正係数ρを次
の（４）式で定義する。
両系統の振幅a1、a3は、振幅補正係数ρを乗ずること
により補正が可能である。一方、送信アンテナから移送
器モジュールの端系統の受信素子の伝搬長は中央系統の
伝搬長に比較して長くなるので、位相遅延ΔФが発生す
る。両系統の位相θ１、θ３は位相遅延ΔΦを加えるこ
とにより補正が可能である。
により補正が可能である。一方、送信アンテナから移送
器モジュールの端系統の受信素子の伝搬長は中央系統の
伝搬長に比較して長くなるので、位相遅延ΔФが発生す
る。両系統の位相θ１、θ３は位相遅延ΔΦを加えるこ
とにより補正が可能である。
この補正を加えて求めた移送器モジュールの各系統の
振幅、位相は、移送器モジュールが理想的に実現されて
いればかなり高い精度の値が得られる。しかし、実際に
は製造誤差があるため、例えばＸ帯の移相器モジュール
に対しての振幅、位相の測定誤差は各々±0.3dB程度と
なり、満足する精度を得ることが難しい。
振幅、位相は、移送器モジュールが理想的に実現されて
いればかなり高い精度の値が得られる。しかし、実際に
は製造誤差があるため、例えばＸ帯の移相器モジュール
に対しての振幅、位相の測定誤差は各々±0.3dB程度と
なり、満足する精度を得ることが難しい。
第４図（ａ）はベクトル32,33の位相を基準ベクトル
に合わせ、移相器モジュール１の系統1Cの移相器112の
設定位相を０とした時の状態を示す。
に合わせ、移相器モジュール１の系統1Cの移相器112の
設定位相を０とした時の状態を示す。
ベクトル32,33のスカラー量の概算値は前述の粗測定
により求められている。カプラー6Aより取出される基準
信号の振幅を可変減衰器７で可衰させ、ベクトル32,33
のスカラー量の和とほぼ一致するように制御した後、移
相器８によって反転させる。この状態のベクトル関係を
第４図（ｂ）に示す。
により求められている。カプラー6Aより取出される基準
信号の振幅を可変減衰器７で可衰させ、ベクトル32,33
のスカラー量の和とほぼ一致するように制御した後、移
相器８によって反転させる。この状態のベクトル関係を
第４図（ｂ）に示す。
一般に可変減衰器はステップ型が用いられること、3
2,33のベクトルのスカラー量が先の数値計算で求めた値
を使用するために誤差があること、また32,33のベクト
ル方向がデジタル移相器のため完全に基準ベクトルと一
致しないことから、以上の操作でベクトル32,33を完全
に相殺することはできず、第４図（ｃ）に示す残余ベク
トル36が存在する。
2,33のベクトルのスカラー量が先の数値計算で求めた値
を使用するために誤差があること、また32,33のベクト
ル方向がデジタル移相器のため完全に基準ベクトルと一
致しないことから、以上の操作でベクトル32,33を完全
に相殺することはできず、第４図（ｃ）に示す残余ベク
トル36が存在する。
次に、残余ベクトル36の振幅，位相を求める。第５図
に示すようにベクトル34を順次回転し、残余ベクトル35
との合成ベクトル37のスカラー量をネットワークアナラ
イザ９によって測定する。この測定値を前述の式
（１），（２）によって処理することにより、残余ベク
トル36の振幅acおよび位相θｃが求められる。ここで求
められる位相θｃは第５図に示すように、ベクトル34の
初期位相に対する位相であるので、基準ベクトル31に対
する位相は、前述の方法で求めたベクトル34の初期位相
値θ１を加えた値を採用する。
に示すようにベクトル34を順次回転し、残余ベクトル35
との合成ベクトル37のスカラー量をネットワークアナラ
イザ９によって測定する。この測定値を前述の式
（１），（２）によって処理することにより、残余ベク
トル36の振幅acおよび位相θｃが求められる。ここで求
められる位相θｃは第５図に示すように、ベクトル34の
初期位相に対する位相であるので、基準ベクトル31に対
する位相は、前述の方法で求めたベクトル34の初期位相
値θ１を加えた値を採用する。
残余ベクトル36の振幅ac,位相θ１＋θｃが求められ
たので、ネットワークアナライザの測定値すなわち合成
ベクトル37の振幅，位相量から残余ベクトルを引くこと
により、ベクトル34の振幅，位相を求めることができ
る。以上述べた処理の間、ベクトル32,33の位相は、基
準ベクトル31の方向に保っておくことは言うまでもな
い。
たので、ネットワークアナライザの測定値すなわち合成
ベクトル37の振幅，位相量から残余ベクトルを引くこと
により、ベクトル34の振幅，位相を求めることができ
る。以上述べた処理の間、ベクトル32,33の位相は、基
準ベクトル31の方向に保っておくことは言うまでもな
い。
以上の処理をベクトル32,33についても行い、移相器
モジュールの両端の素子について前述の伝搬路長差等の
補正を行うことによって、各系統の設定位相量毎の振
幅、位相特性を知ることができる。
モジュールの両端の素子について前述の伝搬路長差等の
補正を行うことによって、各系統の設定位相量毎の振
幅、位相特性を知ることができる。
因に、本発明を適用した場合の測定精度は、製造誤差
を含むＸ帯の３系統を含む移相器モジュールにおいて、
振幅±0.15dB、位相±1.5゜であった。
を含むＸ帯の３系統を含む移相器モジュールにおいて、
振幅±0.15dB、位相±1.5゜であった。
以上説明したように本発明は、移相器モジュールの複
数系統の受信素子に信号を送信し、各受信素子に対応す
る放射素子からの信号を受信し、複数系統の受信素子の
うち１つの受信素子からの受信信号の位相を回転させて
複数系統の受信素子の受信信号の合成信号が最大となる
位相を前記１つの受信素子に設定することをそれぞれ前
記複数系統の受信素子に対して行った後、被測定系の移
相器を順次移相させて得られた合成信号に基づき、被測
定系の振幅及び基準ベクトルに対する位相の測定値を
得、前記基準ベクトルの位相に合わせた被測定系以外の
信号の合成ベクトルを、前記基準ベクトルの位置を180
゜反転し、振幅を前記合成ベクトルの振幅に合わせたキ
ャンセル信号によって相殺して被測定系の信号を取出
し、被測定系に対応する移相器を順次移相させて得られ
た不要信号を含む合成信号に基づき、相殺されずに残さ
れた不要信号成分の振幅と位相を算出し、この算出され
た不要信号成分を被測定系の信号の振幅及び位相の測定
値よりベクトル減算して正確な測定結果を得ているの
で、複数の高周波系を含む移相器モジュールのそれぞれ
の系の電気特性を高精度に測定することができる効果が
ある。
数系統の受信素子に信号を送信し、各受信素子に対応す
る放射素子からの信号を受信し、複数系統の受信素子の
うち１つの受信素子からの受信信号の位相を回転させて
複数系統の受信素子の受信信号の合成信号が最大となる
位相を前記１つの受信素子に設定することをそれぞれ前
記複数系統の受信素子に対して行った後、被測定系の移
相器を順次移相させて得られた合成信号に基づき、被測
定系の振幅及び基準ベクトルに対する位相の測定値を
得、前記基準ベクトルの位相に合わせた被測定系以外の
信号の合成ベクトルを、前記基準ベクトルの位置を180
゜反転し、振幅を前記合成ベクトルの振幅に合わせたキ
ャンセル信号によって相殺して被測定系の信号を取出
し、被測定系に対応する移相器を順次移相させて得られ
た不要信号を含む合成信号に基づき、相殺されずに残さ
れた不要信号成分の振幅と位相を算出し、この算出され
た不要信号成分を被測定系の信号の振幅及び位相の測定
値よりベクトル減算して正確な測定結果を得ているの
で、複数の高周波系を含む移相器モジュールのそれぞれ
の系の電気特性を高精度に測定することができる効果が
ある。
第１図は本発明の測定装置の構成を示す構成図、第２図
（ａ）および（ｂ）は本発明における被測定信号のみを
取り出すための原理を示す概念図、第３図（ａ）ないし
（ｈ）は本発明における測定の第１段階の粗測定の原理
を示す概念図、第４図（ａ）ないし（ｃ）は本発明にお
ける被測定信号のみを取り出した状態を示すベクトル
図、第５図は本発明における最終段階の精測定の原理を
示す概念図、第６図は空間給電型フェーズトアレーアン
テナの構成図、第７図は従来の測定装置を示す構成図、
第８図は３系統一体型の移相器モジュールの構成図であ
る。 １……移相器モジュール、1A,1B,1C……系、２……送信
アンテナ、３……受信アンテナ、４……基準信号発振
器、５……合成器、6A,6B……カプラー、７……可変減
衰器、８……移相器、９……ネットワークアナライザ、
10……コンピュータ、11……電波暗室、12……シールド
板、13,14……室、101……一次放射部、102……二次放
射部、103……アンテナ制御器、104……制御LSI、105…
…ドライバ、111……受信素子、112……移相器、113…
…放射素子。
（ａ）および（ｂ）は本発明における被測定信号のみを
取り出すための原理を示す概念図、第３図（ａ）ないし
（ｈ）は本発明における測定の第１段階の粗測定の原理
を示す概念図、第４図（ａ）ないし（ｃ）は本発明にお
ける被測定信号のみを取り出した状態を示すベクトル
図、第５図は本発明における最終段階の精測定の原理を
示す概念図、第６図は空間給電型フェーズトアレーアン
テナの構成図、第７図は従来の測定装置を示す構成図、
第８図は３系統一体型の移相器モジュールの構成図であ
る。 １……移相器モジュール、1A,1B,1C……系、２……送信
アンテナ、３……受信アンテナ、４……基準信号発振
器、５……合成器、6A,6B……カプラー、７……可変減
衰器、８……移相器、９……ネットワークアナライザ、
10……コンピュータ、11……電波暗室、12……シールド
板、13,14……室、101……一次放射部、102……二次放
射部、103……アンテナ制御器、104……制御LSI、105…
…ドライバ、111……受信素子、112……移相器、113…
…放射素子。
Claims (2)
- 【請求項１】空間給電型フェーズドアレーアンテナを構
成する一次放射部からの信号を受信する素子と、所定の
位相量を与える移相器と、空間に信号を放射する素子か
らなる系が複数系統実装された移相器モジュールの振幅
及び位相を測定する装置において、基準信号発振器と、
前記移相器モジュールの各系統の受信素子に前記基準信
号発振器で発生した信号を送信する送信アンテナと、移
相器モジュールの各系統の放射素子からの信号を受信す
る受信アンテナと、前記基準信号発振器からの前記信号
のうち分岐された信号を可変減衰しかつ移相する減衰・
移相手段と、減衰されかつ移相された信号を前記受信ア
ンテナからの信号と合成する合成器と、合成された信号
の振幅及び位相を測定するネットワークアナライザと、
前記ネットワークアナライザの出力を受けて、前記移相
器モジュールの振幅及び位相、並びに前記減衰・移相手
段の減衰量及び移相量を制御する制御手段とを備えるこ
とを特徴とする移相器モジュールの測定装置。 - 【請求項２】移相器モジュールの複数系統の受信素子に
信号を送信し、各受信素子に対応する放射素子からの信
号を受信し、複数系統の受信素子のうち１つの受信素子
からの受信信号の位相を回転させて複数系統の受信素子
の受信信号の合成信号が最大となる位相を前記１つの受
信素子に設定することをそれぞれ前記複数系統の受信素
子に対して行った後、被測定系の移相器を順次移相させ
て得られた合成信号に基づき、被測定系の振幅及び基準
ベクトルに対する位相の測定値を得、前記基準ベクトル
の位相に合わせた被測定系以外の信号の合成ベクトル
を、前記基準ベクトルの位置を180゜反転し、振幅を前
記合成ベクトルの振幅に合わせたキャンセル信号によっ
て相殺して被測定系の信号を取出し、被測定系に対応す
る移相器を順次移相させて得られた不要信号を含む合成
信号に基づき、相殺されずに残された不要信号成分の振
幅と位相を算出し、この算出された不要信号成分を被測
定系の信号の振幅及び位相の測定値よりベクトル減算し
て正確な測定結果を得る移相器モジュールの測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2318612A JP3055929B2 (ja) | 1990-11-24 | 1990-11-24 | 移相器モジュールの測定装置および測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2318612A JP3055929B2 (ja) | 1990-11-24 | 1990-11-24 | 移相器モジュールの測定装置および測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04190169A JPH04190169A (ja) | 1992-07-08 |
| JP3055929B2 true JP3055929B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=18101082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2318612A Expired - Lifetime JP3055929B2 (ja) | 1990-11-24 | 1990-11-24 | 移相器モジュールの測定装置および測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3055929B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2342958B2 (es) * | 2008-09-03 | 2011-07-04 | Emite Ingenieria Slne | Analizador de multiples entradas y multiples salidas. |
-
1990
- 1990-11-24 JP JP2318612A patent/JP3055929B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04190169A (ja) | 1992-07-08 |
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