发送模块、具备该发送模块的阵列天线装置以及发送装置制造方法及图纸

发送模块(30)包括n个振荡器模块(50)和相位指令信号生成部(40)。各个振荡器模块(50)具有电压控制振荡器(60)和放大部(70)。电压控制振荡器(60)通过基于共同的基准信号(Sr)的同步控制，输出在n个振荡器模块(50)之间同步后的频率相同的发送高频信号。放大部(70)对来自电压控制振荡器(60)的发送高频信号进行功率放大并输出。在n个振荡器模块(50)之间，对于电压控制振荡器(60)所输出的同步的发送高频信号的相位，根据来自相位指令信号生成部(40)的n个相位指令信号

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发送模块、具备该发送模块的阵列天线装置以及发送装置
本专利技术涉及发送模块、具备该发送模块的阵列天线装置以及发送装置，特别涉及没有基带信号的发送时所使用的发送模块的结构。
技术介绍
近些年，作为功率放大元件，以GaN-FET(FieldEffectTransistor：场效应晶体管)为首的半导体大功率元件已得到普及，基于寿命长等优点，在一直以来使用真空管器件来构成放大器、振荡器的发送系统中也开始采用。然而，与真空管器件相比，半导体元件单体的输出功率较小，因此在使用了半导体的大功率用途的发送装置中功率合成必不可少。作为使用了半导体的大功率发送装置的实现方法，有阵列天线装置。目前为止，对于阵列天线装置提出了各种各样的结构。例如在日本专利第5377750号公报(专利文献1)中公开了一种阵列天线装置，该阵列天线装置构成为对由多个(n个)局部振荡信号合成得到的发送高频信号进行合成。根据专利文献1的阵列天线装置，与将由单一的局部振荡信号生成的发送高频信号放大n倍的结构相比，能够将SN比改善n倍。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特许第5377750号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在没有基带信号的雷达等通信以外的应用中，以半导体发送装置的大功率化为目的，期望发送用阵列天线的小型化。装置的小型化对于低成本化也有贡献。另一方面，专利文献1的阵列天线装置中，由于面向的是作为通信信息具有基带信号的发送用途，因而对于发送模块，也构成为通过混合基带信号和局部振荡信号来执行频率变换。因此，在仅限于没有基带信号的发送的用途中，器件数量较多，导致变得大型且高成本。另外，在阵列天线装置中，利用分别从多个元件天线发送而来的频率相同的高频信号之间的相位来进行辐射指向性控制、即射束控制。因此，在雷达等没有基带信号的发送用途中，一般构成为对于分别与多个元件天线相对应的多个发送模块，分配与发送频率相当的单一的高频信号，且在各个发送模块中配置用于射束控制的移相器。然而，若是上述这样的结构，则用于分配高频信号的电路会变得大型且高成本。而且，由于分配时的功耗、移相器的功耗会要求提高各个发送模块中的功率放大因数，因此还会导致放大器大型化的问题。由此，需要探讨适用于没有基带信号的发送的发送模块的结构。本专利技术正是为了解决上述问题而完成的，本专利技术的目的在于提供适用于没有基带信号的发送的小型、低成本且低损耗的发送模块的结构。解决技术问题的技术方案本专利技术的一个方面所涉及的发送模块具有多个振荡器模块和相位指令信号生成部。多个振荡器模块接收共同的基准信号并分别输出多个发送信号。相位指令信号生成部分别生成分别与多个发送信号相对应的多个相位指令信号，对多个振荡器模块分别输出多个相位指令信号。各个振荡器模块包括电压控制振荡器和放大部。电压控制振荡器基于基准信号及多个相位指令信号中对应的相位指令信号，输出多个发送信号中对应的发送信号。放大部对从电压控制振荡器输出的对应的发送信号的功率进行放大。而且，电压控制振荡器利用基于基准信号的同步控制来输出多个发送信号，从而使得各个发送信号在多个振荡器模块之间具有相同的频率，且在多个振荡器模块之间具有基于对应的相位指令信号单独被控制的相位。利用如上构成，发送模块能够输出基于共同的基准信号进行同步控制的多个发送信号，而不用设置分配高频发送信号的电路要素。其结果是，在抑制放大部的功率放大因数的同时，能够利用使电路元件减少后的结构来输出频率相同且对相对相位进行控制的多个发送信号。特别地，由于在振荡器模块的前级无需分配高频发送信号，因此能够实现小型、低成本且低损耗的电路结构。专利技术效果根据本专利技术，能够实现适用于雷达等没有基带信号的发送的小型、低成本且高效率的发送模块的结构。另外，能够使用该发送模块来构成小型且低成本的阵列天线装置和发送装置。附图说明图1是说明包含本专利技术的实施方式所涉及的发送模块而构成的阵列天线装置的结构的框图。图2是作为比较例示出的说明一般的阵列天线装置及发送模块的结构的框图。图3是详细说明图1所示的振荡器模块的结构例的电路图。图4是用于说明图3所示的振荡器模块的安装构造例的立体图。图5是说明振荡器模块的第一变形例的电路图。图6是说明振荡器模块的第二变形例的电路图。图7是说明实施方式1的变形例所涉及的阵列天线装置的结构的框图。图8是说明实施方式2所涉及的发送装置的结构的框图。图9是说明具备实施方式3所涉及的发送模块的阵列天线装置的结构的框图。图10是说明具备实施方式3所涉及的发送模块的发送装置的结构的框图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。下文中，对于图中相同或相当的部分标注相同标号，原则上不重复说明。实施方式1图1是说明包含本专利技术的实施方式所涉及的发送模块而构成的阵列天线装置100a的结构的框图。参照图1，阵列天线装置100a具有基准信号源10、信号分配器20、发送模块30、以及多个元件天线90。发送模块30具有相位指令信号生成部40与多个振荡器模块50。在本实施方式中，发送模块30设为具有n个(n：2以上的自然数)振荡器模块50。元件天线90与各个振荡器模块50相对应，总共设有n个。基准信号源10输出基准信号Sr。基准信号Sr相当于例如数MHz～数百MHz左右的基准时钟。信号分配器20使基准信号Sr分路传输至各个振荡器模块50。各个振荡器模块50具有电压控制振荡器60与放大部70。各个振荡器模块50输出高频(例如GHz量级)的发送信号(以下也称为“发送高频信号”)。多个元件天线90分别与多个(n个)振荡器模块相对应，且排列成阵列形地进行设置。各个元件天线90被配置成在空间中传播来自相对应的振荡器模块50的发送高频信号。元件天线90对应于“辐射元件”的一个实施例。经由信号分配器20对各个振荡器模块50传递共同的基准信号Sr。各个电压控制振荡器60通过基于基准信号Sr的同步控制来输出频率相同的发送高频信号。而且，在n个振荡器模块50中，根据来自相位指令信号生成部40的相位指令信号分别控制来自n个电压控制振荡器60的发送高频信号的相位。下面，在说明n个振荡器模块50共同的结构等时，将相位指令信号概括地标记为相位指令信号例如，各个电压控制振荡器60利用将基准信号Sr作为输入信号的PLL(PhaseLockedLoop：锁相环)，执行同步控制以输出与基准信号Sr同步的高频信号。此时，在n个振荡器模块50中，电压控制振荡器60输出频率相同的发送高频信号。而且，根据相位指令信号对于每个振荡器模块50，控制各个发送高频信号相对于由基准信号Sr所提供的基准相位的相位差。因此，n个发送高频信号之间的相对相位能够通过相位指令信号的设定来自由地进行控制。在各个振荡器模块50中，放大部70对电压控制振荡器60所输出的发送高频信号进行放大。经放大部70放大后的发送高频信号作为来自振荡器模块50的输出，被传递至元件天线90。在阵列天线装置100a中，多个(n个)元件天线90朝向空间发送分别来自多个(n个)振荡器模块50的发送高频信号。利用来自相位指令信号生成部40的相位指令信号来控制多个(n个)发送高频信号的相对相位，由此能够自由地控制来自多个元件天线90的发送射束的形状、方向。由此，阵列天线装置100a能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发送模块，其特征在于，包括：多个振荡器模块，该多个振荡器模块接收共同的基准信号并分别输出多个发送信号；以及相位指令信号生成部，该相位指令信号生成部单独生成与多个所述发送信号分别相对应的多个相位指令信号，并对多个所述振荡器模块分别输出多个所述相位指令信号，各个所述振荡器模块具有：电压控制振荡器，该电压控制振荡器基于所述基准信号及多个所述相位指令信号中对应的相位指令信号，输出多个所述发送信号中对应的发送信号；以及放大部，该放大部用于对从所述电压控制振荡器输出的所述对应的发送信号的功率进行放大，所述电压控制振荡器利用基于所述基准信号的同步控制来输出多个所述发送信号，从而使得各个所述发送信号在多个所述振荡器模块之间具有相同的频率，且在多个所述振荡器模块之间具有根据所述对应的相位指令信号单独进行控制的相位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.14 JP 2015-1403131.一种发送模块，其特征在于，包括：多个振荡器模块，该多个振荡器模块接收共同的基准信号并分别输出多个发送信号；以及相位指令信号生成部，该相位指令信号生成部单独生成与多个所述发送信号分别相对应的多个相位指令信号，并对多个所述振荡器模块分别输出多个所述相位指令信号，各个所述振荡器模块具有：电压控制振荡器，该电压控制振荡器基于所述基准信号及多个所述相位指令信号中对应的相位指令信号，输出多个所述发送信号中对应的发送信号；以及放大部，该放大部用于对从所述电压控制振荡器输出的所述对应的发送信号的功率进行放大，所述电压控制振荡器利用基于所述基准信号的同步控制来输出多个所述发送信号，从而使得各个所述发送信号在多个所述振荡器模块之间具有相同的频率，且在多个所述振荡器模块之间具有根据所述对应的相位指令信号单独进行控制的相位。2.如权利要求1所述的发送模块，其特征在于，各个所述振荡器模块还具有：功率调整器，该功率调整器构成为能够调整输入信号与输出信号之间的功率比；以及检测器，该检测器用于检测来自该振荡器模块的输出功率，所述功率调整器配置在从所述电压控制振荡器输出的所述对应的发送信号所通过的信号路径上，所述功率调整器的所述功率比基于所述检测器的检测值来进行调整。3.如权利要求1所述的发送模块，其特征在于，各个所述振荡器模块还具有：功率调整器，该功率调整器构成为能够调整输入信号与输出信号之间的功率比；以及检测器，该检测器用于检测该振荡器模块中的反射功率，所述功率调整器配置在从所述电压控制振荡器输出的所述对应的发送信号所通过的信号路径上，所述功率调整器的所述功率比基于所述检测器的检测值来进行调整。4.如权利要求2所述的发送模块，其特征在于，所述功率调整器由可变增益放大部和可变衰减器中的任意一个来构成。5.如权利要求3所述的发送模块，其特征在于，所述功率调整器由可变增益放大部和可变衰减器中的任意一个来构成。6.如权利要求1所述的发送模块，其特征在于，还具备振幅指令信号生成部，该振幅指令信号生成部生成多个所述振荡器模块各自的多个振幅指令信号，将多个所述振幅指令信号分别输出至多个所述振荡器模块中对应的一个振荡器模块中所包含的所述电压控制振荡器，各个所述电压控制振荡器根据多个所述振幅指令信号中对应的振幅指令信号，对所述对应的发送信号的振幅进行可变控制。7.如权利要求1所述的发送模块，其特征在于，各个所述振荡器模块还具有：电源控制电路部，该电源控制电路部用于对所述振荡器模块的结构元件提供电源和控制信号，所述振荡器模块利用将搭载所述放大部中至少一部分的电路元件的第一基板、和搭载所述电压控制振荡器及所述电源控制电路部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：野野村博之，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP