相控阵天线、发送装置、无线电力传输系统以及无线通信系统制造方法及图纸

技术编号:34780126 阅读:41 留言:0更新日期:2022-09-03 19:34
提供一种能够削减天线元件的相位控制的控制系统数量和控制输入端口数量的简单构成的二维相控阵天线。相控阵天线具备:多个天线元件,其排列在第1方向及与上述第1方向交叉的第2方向上;多个混频器,其对上述多个天线元件分别供应规定的发送频率(f)的发送信号;以及如下机构,该机构基于能进行频率控制的相互不同频率的3个输入信号,生成在上述第1方向上的相互相邻的天线元件之间具有规定的第1相位差的多个第1被混合信号、以及在上述第2方向上的相互相邻的天线元件之间具有规定的第2相位差的多个第2被混合信号,并对上述多个混频器供应上述多个第1被混合信号和上述多个第2被混合信号。多个第2被混合信号。多个第2被混合信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相控阵天线、发送装置、无线电力传输系统以及无线通信系统


[0001]本专利技术涉及排列多个天线元件的相控阵天线、发送装置、无线电力传输系统以及无线通信系统。

技术介绍

[0002]以往,已知一种天线,其具有以二维配置的多个天线元件,能通过控制各天线元件的信号的相位和振幅,来控制天线整体的指向性图案(波束成形)。
[0003]在专利文献1中公开了一种相控阵天线,其以与多个天线元件分别对应的方式设置多个移相器,由控制装置来控制各移相器。在该相控阵天线中,控制装置算出各移相器的移相值并传递到各移相器。另外,一个信号源所产生的信号由分配电路分配为多个信号,从上述分配电路输出的多个信号分别由移相器进行移相并由放大器进行放大而供应给天线元件。
[0004]在非专利文献1中公开了一种频率控制型的一维相控阵天线,其以与多个天线元件分别对应的方式设置有多个混频器(mixer)。在该一维相控阵天线中,各混频器被输入:同相位的本地发信频率(Δf)的信号;以及在天线元件的并排方向上的天线元件之间依次具有规定相位差的高频(f+Δf)的信号。作为控制体系中的对各混频器供应高频(f+Δf)的信号的电路,使用按传输路径长度来形成上述规定相位差的传输线路(例如,漏波电路基板)。
[0005]在非专利文献2中公开了一种频率控制型的二维相控阵天线,其以与多个天线元件分别对应的方式设置有多个混频器(mixer)。在该二维相控阵天线中,关于相互正交的2个天线元件并排方向中的一个天线元件并排方向,在该天线元件并排方向上的天线元件之间依次具有规定相位差的本地发信频率(f
LO
+Δf1)的信号被输入到混频器。另外,关于另一个天线元件并排方向,在该天线元件并排方向上的天线元件之间依次具有规定相位差的高频(f
RF
+Δf2)的信号被输入到混频器。作为控制体系中的对各混频器供应本地发信频率(f
LO
+Δf1)的信号的电路,使用具有输入f
LO
和Δf1这2个信号的2个输入端口和输入用混频器(mixer)并按传输路径长度来形成上述规定相位差的传输线路(例如,漏波电路基板)。而且,作为对各混频器供应高频(f
RF
+Δf2)的信号的电路,使用具有输入f
RF
和Δf2这2个信号的2个输入端口和输入用混频器(mixer)并按传输路径长度来形成上述规定相位差的传输线路(例如,漏波电路基板)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:特许第6456579号公报
[0009]非专利文献
[0010]非专利文献1:J.D.Roque,G.S.Shiroma and W.A.Shiroma,"A Full

Duplex,
Single

Frequency

Controlled Phased Array,"2006IEEE MTT

S International Microwave Symposium Digest,San Francisco,CA,2006,pp.453

456.
[0011]非专利文献2:M.K.Watanabe,R.N.Pang,B.O.Takase,J.M.Akagi,G.S.Shiroma and W.A.Shiroma,"A 2

D Phase

Detecting/Heterodyne

Scanning Retrodirective Array,"in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,vol.55,no.12,pp.2856

2864,Dec.2007.

技术实现思路

[0012]专利技术要解决的问题
[0013]在上述以往的相控阵天线中,存在如下这样的问题。
[0014]在上述专利文献1的相控阵天线中,需要以与多个移相器分别对应的方式设置的多个控制系统,控制体系变得复杂。特别是,在进行二维波束成形的长距离无线通信或无线电力传输中,需要大开口的相控阵天线,但如果为了构成大开口的相控阵天线而增加天线元件的数量,想要控制各天线元件的移相器,则会招致控制系统数量的增大。
[0015]另外,在上述非专利文献1的一维相控阵天线中,无法对二维的指向性图案(波束成形)进行控制。
[0016]在上述非专利文献2的二维相控阵天线中,虽然能够以削减了控制系统数量的构成对二维的指向性图案(波束成形)进行控制,但存在想要减少控制体系中的控制输入端口数量以成为简单的构成这样的需求。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]本专利技术的一方面所涉及的相控阵天线具备:多个天线元件,其排列在第1方向及与上述第1方向交叉的第2方向上;多个混频器,其对上述多个天线元件分别供应规定的发送频率(f)的发送信号;以及如下机构,该机构基于能进行频率控制的相互不同频率的3个输入信号,生成在上述第1方向上的相互相邻的天线元件之间具有规定的第1相位差的多个第1被混合信号、以及在上述第2方向上的相互相邻的天线元件之间具有规定的第2相位差的多个第2被混合信号,并对上述多个混频器供应上述多个第1被混合信号和上述多个第2被混合信号。
[0019]本专利技术的另一方面所涉及的第1方案的相控阵天线具备:多个线性阵列部,其具有排列于第1方向的多个天线元件,并排列在与上述第1方向交叉的第2方向上;多个第1被混合信号处理部,其以与上述多个线性阵列部对应的方式设置,具有对上述线性阵列部的多个天线元件供应规定的发送频率(f)的发送信号的多个混频器,将在上述线性阵列部的多个天线元件的并排方向上的相互相邻的天线元件之间具有规定的第1相位差的、上述发送频率(f)与第1可变频率(Δf1)之和的频率(f+Δf1)的多个第1被混合信号供应给上述多个混频器;第1信号分割部,其将成为具有上述第1相位差的、上述多个第1被混合信号的基准的频率(f+Δf1)的第1输入信号进行分割并分别供应给上述多个第1被混合信号处理部;第2被混合信号处理部,其输出在上述多个线性阵列部的并排方向上的相互相邻的线性阵列部之间具有规定的第2相位差的上述第1可变频率(Δf1)的多个第2
被混合信号;以及多个第2信号分割部,其以与上述多个线性阵列部分别对应的方式设置,将从上述第2被混合信号处理部输出的具有上述第2相位差的上述多个第1可变频率(Δf1)的第2被混合信号分别进行分割并供应给上述线性阵列部的上述多个混频器。
[0020]在上述第1方案的相控阵天线中,也可以是,上述多个第1被混合信号处理部分别具有第1传输构件,上述第1传输构件被输入从上述第1信号分割部供应的上述频率(f+Δf1)的第1输入信号,按传输路径长度来形成上述第1相位差并输出上述多个频率(f+Δf1)的第1被本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种相控阵天线,其特征在于,具备:多个天线元件,其排列在第1方向及与上述第1方向交叉的第2方向上;多个混频器,其对上述多个天线元件分别供应规定的发送频率(f)的发送信号;以及如下机构,该机构基于能进行频率控制的相互不同频率的3个输入信号,生成在上述第1方向上的相互相邻的天线元件之间具有规定的第1相位差的多个第1被混合信号、以及在上述第2方向上的相互相邻的天线元件之间具有规定的第2相位差的多个第2被混合信号,并对上述多个混频器供应上述多个第1被混合信号和上述多个第2被混合信号。2.根据权利要求1所述的相控阵天线,其特征在于,具备:多个线性阵列部,其具有排列于第1方向的多个天线元件,并在与上述第1方向交叉的第2方向上排列;多个第1被混合信号处理部,其以与上述多个线性阵列部对应的方式设置,具有对上述线性阵列部的多个天线元件供应规定的发送频率(f)的发送信号的多个混频器,将在上述线性阵列部的多个天线元件的并排方向上的相互相邻的天线元件之间具有规定的第1相位差的、上述发送频率(f)与第1可变频率(Δf1)之和的频率(f+Δf1)的多个第1被混合信号供应给上述多个混频器;第1信号分割部,其将成为具有上述第1相位差的上述多个第1被混合信号的基准的频率(f+Δf1)的第1输入信号进行分割并分别供应给上述多个第1被混合信号处理部;第2被混合信号处理部,其输出在上述多个线性阵列部的并排方向上的相互相邻的线性阵列部之间具有规定的第2相位差的上述第1可变频率(Δf1)的多个第2被混合信号;以及多个第2信号分割部,其以与上述多个线性阵列部分别对应的方式设置,将从上述第2被混合信号处理部输出的具有上述第2相位差的上述多个第1可变频率(Δf1)的第2被混合信号分别进行分割并供应给上述线性阵列部的上述多个混频器。3.根据权利要求2所述的相控阵天线,其特征在于,上述多个第1被混合信号处理部分别具有第1传输构件,上述第1传输构件被输入从上述第1信号分割部供应的上述频率(f+Δf1)的第1基准信号,按传输路径长度来形成上述第1相位差并输出上述多个频率(f+Δf1)的第1被混合信号,上述第2被混合信号处理部具有:第2传输构件,其被输入上述发送频率(f)与第2可变频率(Δf2)之和的频率(f+Δf2)的第2输入信号,按传输路径长度来形成上述第2相位差并输出多个频率(f+Δf2)的中间信号;第3信号分割部,其将上述中间信号的频率(f+Δf2)与上述第1可变频率(Δf1)之差的频率(f+Δf2-Δf1)的第3输入信号分割为多个;以及多个混频器,其被输入从上述第2传输构件输出的上述多个频率(f+Δf2)的中间信号、以及由上述第3信号分割部分割后的上述频率(f+Δf2-Δf1)的第3输入信号,并输出具有上述第2相位差的上述多个第1可变频率(Δf1)的第2被混合信号。
4.根据权利要求1所述的相控阵天线,其特征在于,具备:多个线性阵列部,其具有排列于第1方向的多个天线元件,并在与上述第1方向交叉的第2方向上排列;多个第1被混合信号处理部,其以与上述多个线性阵列部对应的方式设置,具有对上述线性阵列部的多个天线元件供应规定...

【专利技术属性】
技术研发人员:长谷川直辉太田喜元
申请(专利权)人:软银股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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