JP5190466B2 - フェーズド・アレイのための移相及び結合アーキテクチャ - Google Patents
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Description
本発明は、国防高等研究計画局(Defense Advanced Research Projects Agency)により認可された契約番号第N66001−02−C−8014号の下、政府の助成によりなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
Ψn=−nkd cos(θ)=−nΨ0 (1)
であり、ここでkは位相速度であり、2π/λに等しく、λは波長である。受信素子中の移相器(104−0から104−3まで)は、(N−n)αに等しい補償遅延を加算する。並列な受信機の全ての出力を結合器106を通じて結合すると、得られる信号は、フェーザ表記で表すと
である。コヒーレント信号加算の場合、総和の中の各要素は等しくなるはずなので、従って、RFpの場合、
δ0=Ψ0+δ1+α=2Ψ0+δ2+2α=...=NΨ0+δN+Nα (5)
である。Ψ0について、α及びδの関数として解くと、
Ψ0=−α−(δi+1−δi) (6)
が得られる。方程式(6)は、離散的移相器が入射角(Ψ0)とVPS角(α)との間の関係をどのように変化させるかを示す。他の出力RFnについて、同様の手順に従って、以下の関係、
δ0+(N−1)α=Ψ0+δ1+(N−2)α=...=(N−2)Ψ0+δN−2+α=(N−1)Ψ0+δN−1 (8)
Ψ0=α−(δi+1−δi) (9)
を得ることができる。
210、211、212、213:アンテナ
220、221、222、223:RF増幅器
230、231、232、233:離散的移相器
240、241、242、243:緩衝器
250、251、252、253:RFフロントエンド
261、265:終端インピーダンス
262、263、264、:二方向性可変移相器
268、269、295、296、297、298、299:混合器
270、271、272、273:ノード
280:セレクタ
Claims (19)
- 第1ノードと第2ノードの間で並列に配置されたN個の離散的移相器と、
前記第1ノードと前記第2ノードの間で直列に配置されたN−1個の可変移相器と
を含み、前記N−1個の可変移相器は、前記N個の離散的移相器が前記N−1個の可変移相器によって提供される連続的な位相シフトの量を減らすように、前記N個の離散的移相器の隣接する出力ノード間にそれぞれ連結され、
前記N個の離散的移相器の各々が、2つ又はそれ以上の離散的位相シフトの間で選択し、
前記N−1個の可変移相器が二方向性であり、受信のときは前記第1ノードと前記第2ノードから信号が出力され、送信のときは前記第1ノードと前記第2ノードから信号が入力される、
線形フェーズド・アレイ。 - 前記N個の離散的移相器が、前記線形フェーズド・アレイにおける可変終端インピーダンスの必要性を排除する、請求項1に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記N個の離散的移相器及び前記N−1個の可変移相器が無線周波数(RF)で作動する、請求項1に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記線形フェーズド・アレイの前記第1ノードと前記第2ノードが2つの中間周波数(IF)混合器にそれぞれ連結する、請求項3に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記2つのIF混合器にセレクタが連結する、請求項4に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記線形フェーズド・アレイの前記第1ノードと前記第2ノードがセレクタに連結する、請求項3に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記セレクタの出力ノードが中間周波数(IF)混合器に連結する、請求項6に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記N個の離散的移相器及び前記N−1個の可変移相器が中間周波数(IF)で作動する、請求項1に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記線形フェーズド・アレイのN個の入力ノードがN個のIF混合器に連結し、これがN個のRFフロントエンド素子に連結する、請求項8に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記N−1個の可変移相器が、そこに提示された信号が前記線形フェーズド・アレイの1つ又は複数のノードにおいてコヒーレントに結合するように、所与の範囲にわたって連続的な位相シフトを提供するように調節可能である、請求項1に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記線形フェーズド・アレイの前記第1ノードと前記第2ノードが異なる入射角で方向付けられる、請求項1に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記線形フェーズド・アレイが2つ又はそれ以上の出力を含む、請求項1に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記2つ又はそれ以上の出力が、2つ又はそれ以上の同時出力が異なる入射角で方向付けられるように、前記N−1個の可変移相器の任意の出力に沿って接続可能である、請求項12に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記N個の離散的移相器の位相シフト設定が、入射角が複数の区域に分割されるモードで構成される、請求項1に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 前記離散的位相シフト設定の数が増加するにつれて、前記N−1個の可変移相器の可変位相シフト範囲が減少する、請求項14に記載の線形フェーズド・アレイ。
- 線形フェーズド・アレイにおいて使用するための方法であって、
第1ノードと第2ノードの間で並列に配置されたN個の離散的移相器と前記第1ノードと前記第2ノードの間で直列に配置されたN−1個の可変移相器とを準備するステップであって、前記N個の離散的移相器が前記N−1個の可変移相器によって提供される連続的な位相シフトの量を減らすように、前記N−1個の可変移相器が、前記N個の離散的移相器の隣接する出力ノード間にそれぞれ連結される、前記準備するステップと、
前記N個の離散的移相器に関連付けられる多数の移相モードの中から移相モードを選択するステップであって、前記N個の離散的移相器に関連付けられる離散的位相シフト設定が、前記離散的位相シフト設定の数が増加するにつれて前記N−1個の可変移相器の可変位相シフト範囲が減少するモードで構成される、前記選択するステップと、
を含み、前記N−1個の可変移相器が二方向性であり、受信のときは前記第1ノードと前記第2ノードから信号が出力され、送信のときは前記第1ノードと前記第2ノードから信号が入力される、前記方法。 - 前記N個の離散的移相器及び前記N−1個の可変移相器が無線周波数(RF)で作動する、請求項16に記載の方法。
- 前記N個の離散的移相器及び前記N−1個の可変移相器が中間周波数(IF)で作動する、請求項16に記載の方法。
- 前記N−1個の可変移相器が、そこに提示された信号が前記線形フェーズド・アレイの1つ又は複数のノードにおいてコヒーレントに結合するように、所与の範囲にわたって連続的な位相シフトを提供するように調節可能である、請求項16に記載の方法。
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