[0001] Die Erfindung betrifft eine Gruppenantenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
[0002] Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf ein Antennensystem für Satellitenkommunikation
und Radar-Anwendungen im Mikro- und Millimeterwellen-Frequenzbereich, die zunehmend
als ein (1xN)- oder zweidimensionale (MxN), aktive Antennengruppen realisiert werden.
[0003] Eine Anwendung derartiger Gruppenantennen sind phasengesteuerte Antennen für boden-
und bordgestützte Radarantennen, deren Apertur durch einige hundert bis mehrere tausend
Sende-/Empfangs-Module (T/R-Module) mit direkt zugeordneten Strahlerelementen ausgebildet
ist.
[0004] Bei konventionellen Radarsystemen wird die erforderliche, hohe Sendeleistung zentral
erzeugt (z.B. mittels Wanderfeldröhren) und über entsprechende Verteilungen (einschließlich
eventuell erforderlicher Schleifringe) an die Antenne übertragen. Das empfangene Signal
der Antenne wird über das gleiche Verteilnetzwerk, das meist als Hohlleiterstruktur
oder als Triplate-Struktur ausgebildet ist, oder eine spezielle Empfangsverteilung
zum Empfänger übertragen.
[0005] Wesentliche Verbesserungen gegenüber diesen konventionellen Radarsystemen bieten
aktiven Antennengruppen ("aktive phased arrays") bezüglich ihrer dezentralen Leistungserzeugung
in sogenannten T/R-Modulen. Dadurch entstehen geringe Signalverluste und eine sogenannte
sanfte Ausfall-Charakteristik (failsoft-Charakteristik). Zusätzlich erfolgt unmittelbar
hinter den Strahlerelementen eine rauscharme Verstärkung der Empfangssignale.
[0006] Die erforderlichen Einstellungen der HF-Signale zur Formung und Schwenkung des Antennendiagramms,
Polarisationsarten und Kalibration für den Sende- und Empfangsbetrieb erfolgt mittels
Phasen- und Amplitudenstellern in den jeweiligen T/R-Modulen.
[0007] Aus der US 4 258 363 ist ein "phased array"-Radarsystem bekannt, das aus einer Vielzahl
von Sende-/Empfangs-Strahlerelementen (S/E-Strahler) besteht. Jeder S/E-Strahler ist
an einen zugehörigen Sende-/Empfangsmodul (T/R-Modul) angeschlossen. Jeder T/R-Modul
hat einen optischen Eingang, dem über einen Lichtwellenleiter ein optisches Signal
zugeführt wird, welches das Sendesignal, bei einer Frequenz von 725 MHz, und das Oszillatorsignal,
bei einer Frequenz von 750 MHz als Zeitmultiplexsignale enthalten. In jedem T/R-Modul
werden Sende- und Oszillatorsignal durch eine gemeinsame Photodiode und einen daran
angeschlossenen elektrischen Verstärker in ein elektrisches Multiplexsignal umgewandelt,
das anschließend durch einen elektrischen Diplexer in getrennte Sende- und Oszillatorsignal
aufgespalten werden. Diese werden jeweils einem Vierfach-Frequenzmultiplizierer mit
nachgeschalteten Phaseneinsteller zugeführt. Es entstehen Sende- und Oszillatorsignale
mit einer Frequenz von 2,9 GHz, die ausgesandt (Sendesignal) werden bzw. einem Mischer
(Oszillatorsignal) zur Demodulation des Empfangssignales zugeführt werden. Das in
dem Mischer demodulierte elektrische Empfangssignal wird elektrisch verstärkt und
einem elektrooptischen Modulator zugeführt. Dieser moduliert das von einer Laserdiode
ausgesandte Licht zu einem optischen Empfangssignal. Dieses sowie das optische Sende-/Oszillatorsignal
werden bevorzugt über zwei getrennte optische Verteilernetze zu einer zentralen Auswerteeinheit
geleitet.
[0008] Eine solche Anordnung erzeugt in nachteiliger Weise unkontrollierbare Fehler, z.B.
Phasenfehler durch die Frequenzmultiplizierer, und ermöglicht keine Veränderung der
Amplitudeneinstellung (Amplitudenbelegung).
[0009] Aus der US-4 814 773 ist eine Radaranlage mit einer Gruppenantenne bekannt, bei der
jedem Strahlerelement ein Sende-/Empfangs-Modul (T/R-Modul) zugeordnet ist. Die Übertragung
der Sende- und/oder Empfangssignale zwischen Einer Zentraleinheit und den T/R-Modulen
erfolgt mit Hilfe von Lichtwellenleiter, optischen Multiplexern und einem optischen
Wellenlängenmultiplexverfahren.
[0010] Dabei ist jeder T/R-Modul mit einem zugehörigen Lichtwel-Lenleiter unmittelbar mit
der Zentraleinheit verbunden.
[0011] Aus dem US-Patent 4,885,589 ist eine gattungsgemäße Gruppenantenne bekannt, die mittels
einer zentralen Laseranordnung über eine erstes optisches Strahlformungs-Netzwerk
modulierte Sendesignale bzw. das unmodulierte Oszillatorsignal an die T/R-Module leitet,
welche im Sendebetrieb das optische Sendesignal mittels gesteuerter Phasenschieber
und Verstärker an ein zugeordnetes Strahlerelement leitet. Im Empfangsbetrieb wird
das über das über das Strahlerelement empfangene Radarsignal über gesteuerte Empfangsverstärker
und Phasenschieber verarbeitet und mittels des unmodulierten Modulatorsignals und
eines Modulators in ein optisches moduliertes Empfangssignal gewandelt, das über ein
zweites optisches Strahlformungs-Netzwerk einer abgesetzten Auswerteeinheit zugeführt
wird. Die Steuerung der T/R-Module erfolgt über eine separate Steuerleitungsstruktur.
Diese Anordnung einer Gruppenantenne erweist sich als sehr aufwendig und sehr anfällig
in der Verbindungsstruktur.
[0012] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gruppenantenne anzugeben,
die zuverlässig und kostengünstig herstellbar ist, die schnelle und hochgenaue Änderungen
der Phasen- und/oder Amplitudenbelegungen ermöglicht und die insbesondere für eine
Bordradaranwendung geeignet ist.
[0013] Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1
angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den
Unteransprüchen entnehmbar.
[0014] Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zwischen der zentralen Steuereinheit
(BSU = "
beam
steering unit") und der Gruppenantenne eine baum- und/oder sternförmige Lichtwellenleiter-Struktur
vorhanden ist, die seitens der Steuereinheit mit einem einzigen Halbleiterlaser betreibbar
ist. Eine derartige Lichtwellenleiter-Struktur ist kostengünstig herstellbar.
[0015] Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß in der Lichtwellenleiter-Struktur eine bidirektionale
Datenübertragung aller Signale im Zeitmultiplexverfahren erfolgt.
[0016] Ein dritter Vorteil besteht darin, daß in jedem T/R-Modul eine digital ansteuerbare
T/R-Modul-Steuerung vorhanden ist, mit der hochgenau und schnell die Phasen- und/oder
Amplitudenbelegung der gesamten Antenne einstellbar ist.
[0017] Ein vierter Vorteil besteht darin, daß alle Signale, insbesondere das Sendesignal,
das LO-Signal sowie das ZF-Signal im Originalfrequenzbereich über die Lichtwellenleiter-Struktur
übertragen werden. Dadurch werden ansonsten nötige elektrische und/oder optische Mischer
vermieden.
[0018] Ein fünfter Vorteil besteht darin, daß in jedem T/R-Modul elektrooptische sowie optoelektrische
Bauelemente, die kostengünstig als integrierte III-V-Halbleiterbauelemente herstellbar
sind, vorhanden sind.
[0019] Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
[0020] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf schematisch dargestellte Zeichnungen näher erläutert. Die FIG. 1 bis FIG. 6 zeigen
schematisch dargestellte Blockbilder zur Erläuterung der Erfindung.
[0021] Bei einem beispielhaft gewähltem Bordradarsystem für ein Flugzeug werden Signale
im x-Band, z.B. im Frequenzbereich von 9,5 GHz bis 10,5 GHz, von einer Frequenzzentrale
über ein Verteilnetzwerk zu den einzelnen T/R-Modulen bzw. von diesen zu einer Signalverarbeitung
mit einem zentralen Empfänger oder Antennenuntergruppen zugeordneten Empfängern übertragen.
Die konventionelle Verteilungsstruktur(en) für die x-Band-Signale werden vorteilhaft
durch Lichtwellenleiter und deren Kombination zu einem optischen Beamforming-Netzwerk
ersetzt. Dabei werden vor allem monomodige Lichtwellenleiter bzw. Verteilnetzwerke
wegen ihrer geringen Dämpfungs- und Dispersionswerte bei Wellenlängen von 0,8
µm bis 1,55
µm verwendet. Zur optischen Verteilung an die T/R-Module wird das radartypische Sendesignal
und LO-Signal (im Zeitmultiplex für Sende- und Empfangsfall) mittels eines elektrooptischen
Wandlers, der vorteilhaft als sogenannter DFB-Laser ausgebildet ist, einem optischen
Trägersignal direkt aufmoduliert. In jedem der T/R-Module erfolgt dann mittels eines
optoelektrischen Wandlers, der vorteilhaft als Fotodiode ausgeführt ist, die Umsetzung
des Sende- bzw. LO-Signals in den Mikrowellenbereich sowie dessen Aufbereitung zur
Abstrahlung durch das zugeordnete Strahlerelement. Bei diesen Signalumsetzungen bleiben
die Amplituden- und Phaseninformationen erhalten. Im Empfangsfall sind verschiedene
Übertragungsarten, z.B. analog, digital oder optisch, bzw. uni- sowie bidirektionale
Beamforming-Netzwerke anwendbar.
[0022] Die Erfindung vereinigt vorteilhaft die günstigen Eigenschaften von optoelektrischen
und elektrooptischen Wandlern zur Umsetzung von Mikrowellensignalen, z.B. bis zu einer
Frequenz von 12 GHz, sowie der optischen Signalverteilung und -führung, wodurch ein
störungsarmer Signalfluß bei geringen elektrischen Verlusten und hoher mechanischer
Flexibilität möglich wird.
[0023] Eine Anordnung einer aktiven Antennengruppe ist in FIG. 1 dargestellt. Das radartypische
Sendesignal für den Sendefall und das LO(local oscillator)-Signal für den Empfangsfall,
beide im Mikrowellenbereich, z.B. bei einer Frequenz von 9 GHz, werden je nach Betriebsmode
(Senden oder Empfang) von der Frequenzzentrale des Radarsystems an einen Sende-/Empfangs-Umschalter
zugeführt. Das anliegende, hochfrequente Analogsignal gelangt zu einer Anpaßschaltung
für einen elektrooptischen Wandler, vorteilhafterweise eine Laserdiode, die z.B. als
sogenannte DFB-Laserdiode ausgebildet ist. Die Anpaßschaltung wird für minimale elektrische
Verluste und geringes Rauschen sowie auf die erforderliche Signalbandbreite, z.B.
von 7,5 GHz. bis 10,5 GHz, optimiert, wobei über ein zusätzliches Netzwerk die Stromversorgung
des elektrooptischen Wandlers erreicht wird. Die Anpaßschaltung für das HF-Signal
(Sende- oder Empfangssignal) und/oder das Netzwerk für die Stromversorgung wird vorteilhafterweise
in Mikrostreifenleitungs- oder Koplanartechnik ausgeführt. Das von der Laserdiode
erzeugte optische Überlagerungssignal, z.B. bei einer Wellenlänge von 1550 nm, wird
in einen zentralen Lichtwellenleiter (LWL) eines Strahlformungs-(Beamforming)-Netzwerks
eingekoppelt. Ein eingespleister optischer Isolator verhindert Rückwirkungen von störenden
reflektierten optischen Signalen auf die Laserdiode. Der nachfolgende optische Verstärker,
z.B. ausgeführt als faseroptischer Verstärker oder optischer Halbleiterverstärker,
erhöht den Pegel des optischen Signals, das anschließend in einem optischen Beamforming-Netzwerk
(optische Teiler) zeilenförmig (eindimensionale Array) oder zeilen- und spaltenförmig
(zweidimensionales Array) verteilt und an die jeweiligen T/R-Module über entsprechende
Lichtwellenleiter geführt wird. Je nach Anzahl der T/R-Module in der Antennenapertur
sind möglicherweise auch mehrere dieser optischen Verstärker an den Eingängen der
Zeilen- bzw. Spaltenverteilungen erforderlich. Das optische Beamforming-Netzwerk basiert
dabei auf optischen 1:4-Teilern, die in einer Stern- oder Baumstruktur über Lichtwellenleiter
verbunden sind. Die 1:4-Signalaufteilung ist sogenannten Makromodulen angepaßt, bei
denen jeweils 4 T/R-Module in einem gemeinsamen mechanischen Gehäuse zusammengefaßt
sind. Zur Erzeugung von BITE (
build
in
test)-Signalen erweisen sich optische 1:5-Teiler von Vorteil, wobei der fünfte Ausgang
zur Überwachung (Monitoring) der Signalübertragung genutzt werden kann.
[0024] Jeweils ein Ausgang eines optischen Teilers (1:4 oder 1:5) ist über einen Lichtwellenleiter
mit einem zugehörigem T/R-Modul gekoppelt, was anhand FIG. 2 näher erläutert wird.
[0025] Gemäß FIG. 2 werden die optischen Signale über Lichtwellenleiter an den jeweiligen
optoelektronischen Wandler, z.B. eine Photodiode, eines T/R-Modules geleitet. An den
Fotodioden dieser Wandler werden dann die optischen Signale demoduliert. Die Fotodioden
werden gleichspannungsmäßig vorgespannt und zur Optimierung der Übertragungseigenschaften
(z.B. Rauschen, Einfügungsdämpfung) hochfrequenztechnisch angepaßt. Über die ausgangsseitige
HF-Leitung des Anpaßnetzwerks, z.B. mit 50Ω Wellenwiderstand und ausgeführt in Mikrostreifentechnik,
werden die aus der Demodulation resultierenden elektrischen Sende- bzw. LO-Signale
einem monolithischen, rauscharmen Verstärker (LNA) zugeführt. Der Betriebsfrequenzbereich
dieses LNAs umfaßt dabei z.B. 7,5 GHz bis 11,5 GHz, entsprechend dem Sendefrequenzbereich
von 9,5 GHz bis 10,5 GHz und dem LO-Frequenzbereich von 7,5 GHz bis 8,5 GHz. Dabei
wirkt sich die auf 7,5 GHz bis 11,5 GHz eingeschränkte Bandbreite des LNAs vorteilhaft
auf die Rauscheigenschaften des jeweiligen T/R-Moduls aus. Das verstärkte Mikrowellensignal
gelangt auf einen Diplexer, der aus der Kombination zweier Bandpaßfilter (BPF) besteht.
Eines der BPF ist auf das Sendesignal, z.B. 9,5 GHz bis 10,5 GHz, optimiert, das andere
auf das LO-Signal, z.B. 7,5 GHz bis 8,5 GHz. Diese passive Diplexerstruktur ermöglicht
somit eine einfache, zuverlässige Signalauftrennung mit sehr geringer Einfügungs-dämpfung,
z.B. kleiner 1 dB, und geringem Platzbedarf. Diese Signalauftrennung ist entsprechend
dem jeweiligen Betriebsmode des Radarsystems (Senden oder Empfang) alternativ mit
einem Umschalter (SPDT-Schalter), z.B. in monolithischer Form wegen der durch die
höchste Betriebsfrequenz von 10,5 GHz vorgegebenen mechanischen T/R-Modulbreite, ausführbar.
Das Sendesignal gelangt anschließend zu einem für Sende- und Empfangsfall gleichen
Kontrollpfad, bestehend aus zwei Umschaltern (SPDT-Schalter), einem Amplitudensteller
(ausgeführt z.B. als einstellbarer Verstärker VGA) und einem 6-Bit Phasensteller.
Das HF-Signal wird dabei entsprechend den antennentechnischen Anforderungen, z.B.
Keulenform, Keulenschwenkung usw., in Amplitude und Phase gewichtet. Nach der erforderlichen
Leistungsverstärkung mittels Treiberverstärker und Leistungsverstärker, vorzugsweise
ausgeführt in einer balanced amplifier-Konfiguration, wird das Sendesignal über eine
Sende-/Empfangsweiche, z.B. einem Zirkulator, sowie einem Tiefpaßfilter (TPF) dem
jeweiligen Strahlerelement der Antennengruppe zugeführt. Das TPF und die Hochpaßcharakteristik
des Strahlerelements, z.B. ausgeführt in Hohlleitertechnik, realisieren eine Bandpaßcharakteristik,
die auf den Betriebsfrequenzbereich 9,5 GHz bis 10,5 GHz optimiert ist.
[0026] Im Empfangsfall gelangt das einfallende elektromagnetische Radar-Signal auf die Anordnung
der Strahlerelemente des Arrays. Das jeweilige HF-Signal im x-Band eines Strahlerelements
gelangt über das TPF und die Sende-/Empfangs-weiche an einen nicht reflektierenden
Begrenzer. Dieser schützt den nachfolgenden rauscharmen Verstärker (LNA) gegen einen
zu hohen, störenden Empfangspegel und durch seinen nichtreflektiven Aufbau auch den
Ausgang des Leistungsverstärkers. Mittels des LNAs wird das Empfangssignal im Frequenzbereich
9,5 GHz bis 10,5 GHz verstärkt, gelangt über den beschriebenen Kontrollpfad (Phasen-
und Amplitudenwichtung) auf ein Bandpaßfilter BPF (9,5 GHz10,5 GHz). Dieses bandbegrenzte
Signal sowie das LO-Signal (Diplexer und LO-Treiberverstärker) speisen einen monolithischen
Mischer. Das resultierende ZF-Signal, z.B. mit einer Mittenfrequenz von 2 GHz, steht
dann nach einem Tiefpaßfilter (TPF) und einem ZF-Verstärker am Ausgang des jeweiligen
T/R-Moduls zur Verfügung.
[0027] Auf jedem T/R-Modul ist außerdem eine T/R-Modul-Steuerung vorhanden. Diese erzeugt
Steuersignale St, welche die SPDT-Schalter (Sende-Empfangs-Umschalter) betätigen und
außerdem den Phasensteller und den Amplitudensteller entsprechend des gewünschten
(Antennen-)Diagramms einstellen. Die Ansteuerung der T/R-Modul-Steuerung kann z.B.
elektrisch erfolgen mit Hilfe eines nicht dargestellten elektrischen Steuerleitungsnetzwerkes.
Besonders vorteilhaft ist jedoch, die Steuersignale in kodierter digitaler Form im
Zeitmultiplexverfahren über den Lichtwellenleiter zu übertragen. Die T/R-Modul-Steuerung
erhält in diesem Fall ein Steuer-Eingangs-Signal von dem Ausgang des rauscharmen Verstärkers
LNA. Dieses Zeitmultiplexverfahren wird nachfolgend anhand der FIG. 6 noch näher erläutert.
[0028] Auf jedem T/R-Modul ist außerdem eine T/R-Modul-(Fein-)Stromversorgung vorhanden,
mit welcher z.B. die elektrischen Spannungen für die beschriebenen Bauelemente erzeugt
und stabilisiert werden.
[0029] Das T/R-Modul entsprechend FIG. 3 unterscheidet sich von demjenigen der FIG. 2 lediglich
dadurch, daß nach dem ZF-Verstärker ein Analog/Digital-Wandler für den ZF-Bereich
eingefügt ist. Dadurch sind die Empfangssignale (ZF-Bereich) in digitaler Form zur
weiteren Übertragung und Bearbeitung in dem Empfänger (konventionelles Radar) oder
mehreren Empfängern (Adaptives Array) verfügbar.
[0030] Die Signalübertragung im Empfangsfall entsprechend FIG. 2 erfolgt über Koaxialkabel
und/oder Verteilungen in Streifenleiterform bzw. entsprechend FIG. 3 über eine Datenbusstruktur.
Neben diesen konventionellen und an sich bekannten elektrischen Übertragungsarten
ist ebenfalls eine optische Signalübertragung möglich. Dazu werden innerhalb der T/R-Module
die analogen bzw. digitalen Empfangssignale (ZF-Bereich) zur direkten Modulation einer
Laserdiode (mit geringer Laserschwelle) benutzt und das entstandene jeweilige optische
Signal auf spezielle LWL einer optischen Empfangsverteilung eingekoppelt. Die erforderliche
Demodulation erfolgt mittels optoelektrischer Wandler an der/den entsprechenden Auswerteeinheiten
(Empfängern).
[0031] FIG. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem das anhand der FIG. 1 beschriebene
optische Strahlformungs-(Beamforming)-Netzwerk durch eine bidirektionale Nutzung vorteilhaft
ausgenutzt wird. Dadurch wird der Aufwand bezüglich des optischen Beamforming-Netzwerks
bzw. der optischen Empfangsverteilung minimiert, insbesondere für eine aktive Antennengruppe.
Entsprechend dem zeitsequentiellen Radarbetrieb werden innerhalb eines Radarzyklusses
zunächst die Initialisierungsdaten von einer in der Radaranlage vorhandenen Strahlformungseinheit
("Beamsteering Unit") (BSU) an die individuellen T/R-Module des ein- oder zweidimensionalen
Antennen-Arrays übertragen. Dabei werden die Einstellwerte der Phasen- und Amplitudensteller
entsprechend der antennentechnischen Erfordernisse für den Sende- und Empfangsfall
übertragen und zwischengespeichert, z.B. in einem digitalem Speicher, der in den T/R-Modulen
vorhanden ist. Zeitlich anschließend erfolgt die Übertragung des Sendesignals, gefolgt
von dem LO-Signal im Mikrowellenbereich zur Umsetzung des Empfangssignals in den ZF-Bereich.
Nach der A/D-Wandlung und einer entsprechenden Zwischenspeicherung können im vierten
Teil des Radarzyklusses die digitalen Daten abgerufen werden. Abweichend von der in
FIG. 1 beschriebenen Architektur erfolgt hier die optoelektrische Wandlung der Steuersignale
für die T/R-Module über eine zusätzliche zweite Laserdiode (Laserdiode 2), mit entsprechender
Anpaßschaltung und Bias-Netzwerk. Die resultierenden optischen Signale werden über
einen optischen Richtkoppler in das optische Beamforming-Netzwerk (FIG. 4) eingekoppelt
und an die T/R-Module übertragen.
[0032] Alternativ dazu ist es möglich, die Laserdiode 2 wegzulassen und statt dessen die
(Haupt-)Laserdiode (zur Übertragung des Sende- und/oder LO-Signales) elektrisch mit
einem Signal entsprechend den Steuersignalen (Initialisierungssignalen) zu modulieren,
so daß ein im Zeitmultiplexverfahren ausgesandtes entsprechendes optisches Signal
entsteht.
[0033] Es ist vorteilhaft, bei einem T/R-Modul entsprechend FIG. 3 dem dort dargestellten
Analog/Digital-Wandler ADC einen digitalen Zwischenspeicher nachzuschalten. Damit
können in jedem T/R-Modul die im ZF-Bereich in digitaler Form vorliegenden Empfangssignale
zwischengespeichert werden.
[0034] Es ist vorteilhaft, die in den Figuren 2 und 3 mit optoelektrischen Wandler bezeichnende
Anordnung in jedem Modul durch eine elektro-optische Sende-/Empfangs-Anordnung gemäß
FIG. 5 zu ersetzen. Die Anordnung enthält einen ersten elektrischen Zweig, bestehend
aus dem bereits anhand der Fig. 2, 3 beschriebenen optoelektrischen Wandler (Photodiode),
einem zugehörigem elektrischem Anpaßnetzwerk und dem nachgeschaltetem rauscharmen
Verstärker LNA, an dessen Ausgang das Sende- oder LO-Signal entsteht.
[0035] Das beschriebene analoge ZF-Signal (Empfangssignal) (FIG. 2) oder das entsprechende
digitale ZF-Signal (FIG. 3), das vorteilhafterweise zwischengespeichert wurde, werden
an den elektrischen Eingang des zweiten Zweiges gelegt. Dieser enthält ein elektrisches
Anpaßnetzwerk und einen nachgeschalteten elektro-optischen Wandler, z.B. eine Laserdiode.
Die zu den Wandlern gehörenden optischen Signalführungen werden mit Hilfe eiens optischen
Richtkopplers an den zu jedem Modul führenden Lichtwellenleiter gekoppelt.
[0036] Eine solche Anordnung gemäß FIG. 5 ist vorteilhafterweise vollständig als opto-elektrisches
Bauteil in integrierter Form als Halbleiterbauelement, vorzugsweise in sogenannter
III-V-Technologie, z.B. GaAs-Technologie, herstellbar. Dabei sind die dargestellten
optischen Signalführungen sowie der optische Richtkoppler durch an sich bekannte Diffusions-
und Dotierungsvorgänge herstellbar. Es ist vorteilhaft, daß der elektrooptische Wandler
eine möglichst geringe sogenannte Laserschwelle besitzt, so daß eine direkte Modulation
möglich ist. Das entstehende optische Signal wird dann über den optischen Richtkoppler
in das optische Beamforming Netzwerk eingespeist, in der Zentraleinheit (BSU) demoduliert
und dort in bekannter Weise ausgewertet.
[0037] In den Lichtwellenleitern des Strahlformungs-(Beamforming-)Netzwerkes entsprechend
FIG. 4 ist dann eine bidirektionale optische Datenübertragung in dem bereits erwähnten
Zeitmultiplex-Betrieb möglich.
[0038] FIG. 6a zeigt ein schematisch dargestelltes optisches Zeitmultiplexsignal für einen
Radarzyklus n (n = ganze Zahl) für einen einzigen T/R-Modul. Das Zeitmultiplexsignal
enthält ein Sendesignal, das z.B. 1,0 µs lang ist und das z.B. eine Sendefrequenz
aus einem Frequenzbereich von 9,5 GHz bis 10,5 GHz enthält. An das Sendesignal anschließend
wird z.B. in einem Zeitabschnitt von 0,5 µs ein für den nachfolgenden Radarzyklus
n+1 benötigtes Initialisierungstelegramm ausgesandt. Das von der Strahlformungseinheit
(BSU) ausgesandte Initialisierungstelegramm enthält in digitaler Form zumindest Daten
zur Einstellung der SPDT-Schalter sowie der Phasen- und Amplitudensteller (FIG. 2,
3) sowie eine Kennung zur Identifikation des zugehörigen T/R-Moduls. Ein solches Initialisierungstelegramm
wird von der T/R-Modul-Steuerung (FIG. 2, 3) ausgewertet und danach die entsprechenden
Steuersignale erzeugt. Anschließend an das Initialisierungstelegramm wird von dem
T/R-Modul ein von dem Radarzyklus n-1 herrührendes Empfangssignal, z.B. während einer
Zeit von ungefähr 0,5
µs übertragen. Das Empfangssignal enthält vorzugsweise in digitaler Form vorliegende
Zf-Empfangsdaten, die sich auf das in dem Radarzyklus n-1 enthaltene Initialisierungstelegramm
für den Radarzyklus n beziehen. Anschließend an die Übertragung der digitalen Zf-Empfangsdaten
erfolgt in einem Zeitabschnitt von ungefähr 5 µs die Übertragung des LO-Signals an
den T/R-Modul, das zur Umsetzung des Empfangssignals benötigt wird und das z.B. eine
Frequenz aus einem Frequenzbereich von 7,5 GHz bis 8,5 GHz enthält. Es folgt nun die
Übertragung des Zeitmultiplexsignals für den Radarzyklus n+1, welcher mit der Übertragung
des zugehörigen Sendesignals n+1 beginnt.
[0039] In FIG. 6b ist alternativ dazu ein weiteres Zeitmultiplexsignal für einen einzigen
T/R-Modul dargestellt. Das Zeitmultiplexsignal enthält ein sogenanntes Initialisierungstelegramm,
das z.B. insgesamt ungefähr 0,5 µs lang ist. Das von der Strahlformungseinheit (BSU)
ausgesandte Initialisierungstelegramm enthält in digitaler Form zumindest Daten zur
Einstellung der SPDT-Schalter sowie der Phasen- und Amplitudensteller (FIG. 2, 3)
sowie eine Kennung zur Identifikation des zugehörigen T/R-Moduls. Ein solches Initialisierungstelegramm
wird von der T/R-Modul-Steuerung (FIG. 2, 3) ausgewertet und danach die entsprechenden
Steuersignale erzeugt. Anschließend an das Initialisierungstelegramm wird das Sendesignal
ausgesandt, das z.B. 1,0 µs lang ist und das z.B. eine Sendefrequenz aus einem Frequenzbereich
von 9,5 GHz bis 10,5 GHz enthält. An das Sendesignal anschließend wird z.B. in einem
Zeitabschnitt von 5 µs das zur Umsetzung des Empfangssignals benötigte LO-Signal,
das z.B. eine Frequenz aus einem Frequenzbereich von 7,5 GHz bis 8,5 GHz enthält,
an den T/R-Modul übertragen. Daran anschließend erfolgt in einem Zeitraum von ungefähr
0,5 µs von dem durch das Initialisierungstelegramm angesprochenen T/R-Modul eine Übertragung
der digitaler Form vorliegenden ZF-Empfangsdaten.
[0040] Diese werden im optischen Beamforming Netzwerk zusammengefaßt, zu der Zentraleinheit
(BSU) übertragen und dort vor dem optischen Isolator über einen optischen Richtkoppler
auf eine zentrale Photodiode (mit entsprechender Anpaßschaltung und Bias-Netzwerk)
gekoppelt. Das optische Signal wird detektiert (demoduliert) und als konventionelles
Datentelegramm einem Empfänger zugeführt und dort in bekannter Weise ausgewertet.
[0041] Mit der beschriebenen Anordnung ist es möglich, innerhalb einer Antennenanordnung,
die eine Vielzahl, z.B. 1000, Sende-/Empfangsstrahlerelemente und zugehörige T/R-Module
enthalten kann, alle T/R-Module über das anhand der FIG. 1 und/oder FIG. 4 beschriebene
Lichtwellenleiter-Netzwerk zu koppeln und dann lediglich einen einzigen Lichtwellenleiter
zum Anschluß an die zugehörige Zentraleinheit (BSU) zu verwenden. Ansonsten nötige
HF-Übertragungsleitungen, z.B. Koaxialkabel und/oder Hohlleiter, werden in vorteilhafter
Weise nicht benötigt.
[0042] Die in der Zentraleinheit (BSU) vorhandene Laserdiode ermöglicht, über Lichtwellenleiter
mehrere voneinander räumlich entfernte Radarsensoren, z.B. sogenannte Mehrflächen-Anordnungen
und/oder sogenannte back/forward-Radarsensoren (Vor-/Rückwärts-Sensoren) und/oder
sogenannte look up/look down-Radarsensoren (Auf-/Abwärts gerichtete Sensoren), in
vorteilhafter Weise kostengünstig und zuverlässig zu koppeln.
[0043] Es ist auch möglich, das von der in der Zentraleinheit vorhandenen Photodiode (FIG.
4) erzeugte elektrische Empfangssignal mehreren (Empfangs-)Auswerteeinheiten zuzuführen,
wodurch eine sehr vielseitige und schnelle Auswertung (parallele Datenverarbeitung)
ermöglicht wird.
[0044] Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern
sinngemäß auf weitere anwendbar, z.B. auf eine Gruppenantenne für einen wesentlich
niedrigeren Frequenzbereich.
1. Gruppenantenne mit optischen Strahlformungs-Netzwerk, zumindest bestehend aus
- mehreren zeilen- und/oder matrixförmig angeordneten Strahlerelementen zum Senden
und/oder Empfangen elektromagneti scher Strahlung,
- mehreren Sende-/Empfangsmodulen, wobei jedes Strahlerelement an ein zugehöriges
Modul angekoppelt ist,
- einer Steuereinheit, in der zumindest Sendesignale sowie ein Oszillatorsignal für
einen in jedem Modul vorhandenen Mischer erzeugt wird,
- einer Auswerteeinheit, in welcher die von den Strahlerelementen empfangenen Empfangssignale
ausgewertet werden,
- einem ersten optischen Strahlformungs-Netzwerk, das mit Hilfe eines Lichtwellenleiters
die Steuereinheit mit einem Sende-/Empfangsmodul verbindet und über das die Sendesignale
und das Oszillatorsignal zu dem Modul übertragen werden und
- einem zweiten optischen Strahlformungs-Netzwerk, das mit Hilfe eines Lichtwellenleiters
die Auswerteeinheit mit einem Sende-/Empfangsmodul verbindet und über das die Empfangssignale
von dem Modul übertragen werden, wobei
- in jedem Modul ein einstellbarer Phasensteller zum Ändern der Phasenlage des Sende-
oder Empfangssignals vorhanden ist,
- in jedem Modul ein einstellbarer Amplitudensteller zum Ändern der Amplitude des
Sende- oder Empfangssignals vorhanden ist,
- in jedem Modul mindestens ein Sende-/Empfangsumschalter vorhanden ist und
- in der Steuereinheit eine einzige zentrale Laseranordnung, die optisch an das erste
Strahlformungs-Netzwerk gekoppelt ist, vorhanden ist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Steuereinheit und die Auswerteeinheit zu einer zentralen Steuer- und Auswerteeinheit
zusammengefaßt sind,
- daß die beiden optischen Strahlformungs-Netzwerke zu einen gemeinsamen optischen
Strahlformungs-Netzwerk zusammengefaßt sind, das mit Hilfe jeweils eines einzigen
Lichtwellenleiters die zentralen Steuer- und Auswerteeinheit mit einem Sende-/Empfangsmodul
verbindet und über das die Sendesignale, die Empfangssignale, das Oszillatorsignal
und die Steuersignale zum und von dem Modul übertragen werden,
- daß in jedem Modul eine Modul-Steuerung, mit welcher der Phasensteller, der Amplitudensteller
sowie der Sende-/Empfangsumschalter auf Basis der Steuersignale der zentralen Steuer-
und Auswerteeinheit steuerbar sind, vorhanden ist und
- daß an die Laseranordnung ein Modulator angeschlossen ist, so daß das von der Laseranordnung
ausgesandte Laserlicht im Zeitmultiplexverfahren zumindest mit einem Initalisierungssignal
zur Einstellung mindestens eines Sende-/Empfangsmoduls, dem Sendesignal sowie dem
Oszillatorsignals modulierbar ist.
2. Gruppenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laseranordnung einen
Halbleiterlaser enthält und daß in dem Strahlformungs-Netzwerk mindestens ein optischer
Verstärker vorhanden ist.
3. Gruppenantenne nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
- daß in mindestens einem Modul ein elektro-optischer Wandler vorhanden ist,
- daß der elektro-optische Wandler optisch an das bidirektional im Zeitmultiplexverfahren
betreibbare Strahlformungs-Netzwerk angekoppelt ist und
- daß der elektro-optische Wandler elektrisch an den Ausgang eines elektrischen Mischers,
der aus dem Oszillatorsignal und dem Empfangssignal ein entsprechendes Zwischenfrequenzsignal
erzeugt, angeschlossen ist.
4. Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Mischer und den elektro-optischen Wandler ein Analog-Digital-Wandler
zwischengeschaltet ist und daß das Zwischenfrequenzsignal in digitaler Form optisch
über das Strahlformungs-Netzwerk zu der zentralen Steuer- und Auswerteeinheit übertragbar
ist.
5. Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
in mindestens einem Modul ein integriertes optoelektrisches Halbleiterbauelement vorhanden
ist, zumindest bestehend aus einem Halbleitersubstrat, vorzugsweise einem III-V-Halbleitersubstrat,
mit
- einer integrierten zentralen optischen Signalführung zur Ankopplung an ein Lichtwellenleiter
des Strahlformungs-Netzwerkes,
- einen an die zentrale optische Signalführung angekoppelten optischen Richtkoppler,
- einem ersten Zweig, zumindest bestehend aus einem optoelektrischem Wandler, einem
nachgeschaltetem elektrischen Anpaßnetzwerk sowie einem diesem nachgeschalteten rauscharmen
Verstärker (LNA) und
- einem zweiten Zweig, zumindest bestehend aus einem elektrooptischen Wandler sowie
einem diesem nachgeschaltem elektrischem Anpaßnetzwerk.
6. Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
jeweils mehrere Module, vorzugsweise vier, zu einer Modulgruppe zusammengefaßt sind
und daß in dem Strahlformungs-Netzwerk ein an die Anzahl der Module der Modulgruppe
angepaßter optischer Teiler vorhanden ist.
7. Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
bei mindestens einem optischen Teiler die Anzahl der optischen Abzweigungen größer
ist als die Anzahl der an diesen Teiler angekoppelten Module und daß eine dieser zusätzlichen
Abzweigungen für elektrooptische und/oder optoelektrische Testvorgänge vorgesehen
ist.
8. Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
in mindestens einem Modul ein aus passiven elektrischen Bauelementen aufgebauter elektrischer
Diplexer vorhanden ist, in welchem die im Zeitmultiplex anliegenden Sende- und LO-Oszillatorsignale
in getrennte elektrische Zweige aufspaltbar sind.
9. Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- daß mehrere räumlich getrennte Antennenanordnungen, die jeweils aus mehreren Modulen
und/oder Modulgruppen bestehen, vorhanden sind und
- daß die getrennten Anordnungen über zugehörige optische Teiler an das optische Strahlformungs-Netzwerk
angeschlossen sind.
10. Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Strahlerelemente, deren zeilen- oder matrixförmige Anordnung sowie die Module
sowie deren zeilen- oder matrixförmige Anordnung auf eine elektromagnetische Strahlung
im Millimeterwellen- oder Mikrometerwellen-Bereich abgestimmt sind.
11. Gruppenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Strahlformungs-Netzwerk mindestens eine optishe Verzweigung in Form einer
Stern- oder Baumstruktur enthält,
- daß das Strahlformungs-Netzwerk für einen optisch bidirektionalen Zeitmultiplexbetrieb
ausgelegt ist und
- daß in der zentralen Steuer- und Auswerteeinheit ein optischer Isolator vorhanden
ist zur optischen Trennung der ausgesandten und empfangenen optischen Signale.
1. An array aerial with an optical beam-forming network, consisting of at least
- a plurality of beam members arranged in a one-dimensional array or in the form of
a matrix for transmitting and/or receiving electromagnetic radiation,
- a plurality of transmitting/receiving modules, each beam member being linked to
an associated module,
- a beam-steering unit in which at least transmitter signals and an oscillator signal
are produced for a mixer present in each module,
- an evaluation unit, in which the receiver signals received by the beam members are
evaluated,
- a first optical beam-forming network which, with the aid of a light-wave guide,
connects the beam-steering unit with a transmitter/receiver module and via which the
transmitter signals and the oscillator signal are conducted to the module, and
- a second optical beam-forming network which, with the aid of a light-wave guide,
connects the evaluation unit with a transmitter/receiver module and via which the
receiver signals are conducted from the module, in association with which
- an adjustable phase shifter for changing the phase position of the transmitter or
receiver signal is present in each module,
- an adjustable amplitude regulator for changing the amplitude of the transmitter
or receiver signal is present in each module,
- at least one transmitter/receiver selector switch is present in each module, and
- a single central laser arrangement, which is optically linked to the first beam-forming
network, is present in the beam-steering unit,
characterised in that
- the beam-steering unit and the evaluation unit are combined to form a central beam-steering
and evaluation unit,
- the two optical beam-forming networks are combined to form a joint optical beam-forming
network which, with the aid of a single light-wave guide in each case, connects the
central beam-steering and evaluation unit to a transmitter/receiver module and via
which the transmitter signals, the receiver signals, the oscillator signal and the
beam-steering signals are conducted to and from the module,
- a module controller, with which the phase shifter, the amplitude shifter and the
transmitter/receiver selector switch are controllable on the basis of the control
signals of the beam-steering and evaluation unit, is present in each module, and
- a modulator is connected to the laser arrangement in such a way that the laser light
emitted by the laser arrangement is modulatable to the transmitter signal and the
oscillator signal by the time-division multiplex method, at least with an initialisation
signal to adjust at least one transmitter-/receiver module.
2. A array aerial according to Claim 1, characterised in that the laser arrangement includes
a semiconductor laser, and that at least one optical intensifier is present in the
beam-forming network.
3. A array aerial according to Claim 1 or Claim 2, characterised in that
- an electro-optical converter is present in at least one module,
- the electro-optical converter is optically linked to the beam-forming network bidirectionally
operable by the time-division multiplex method, and
- the electro-optical converter is electrically connected to the output of an electrical
mixer, which generates a corresponding intermediate-frequency signal from the oscillator
signal and the receiver signal.
4. An array aerial according to one of the preceding claims, characterised in that an
analog-digital converter is connected between the mixer and the electro-optical converter,
and that the intermediate-frequency signal is optically transmissible in a digital
form to the central beam-steering and evaluation unit via the beam-forming network.
5. An array aerial according to one of the preceding claims, characterised in that an
integrated optoelectrical semiconductor member is present in at least one module,
consisting at least of a semiconductor substrate, preferably a III-V semiconductor
substrate, with
- integrated central optical signal guiding for linking to a light-wave guide of the
beam-forming network,
- an optical directional coupler, linked to the central optical signal guide,
- a first branch, consisting at least of an optoelectrical converter, an electrical
'matching network connected downstream thereof, and a low-noise amplifier (LNA) connected
downstream of the electrical matching network, and
- a second branch, consisting at least of an optoelectrical converter, and an electrical
matching network connected downstream thereof.
6. An array aerial according to one of the preceding claims, characterised in that a
plurality of modules, preferably four, are in each case combined to form a module
group, and that an optical divider matching the number of modules in the module group
is present in the beam-forming network.
7. A array aerial according to one of the preceding claims, characterised in that, in
at least one optical divider, the number of optical branches is greater than the number
of modules linked to this divider, and that one of these additional branches is provided
for electro-optical and/or optoelectrical test procedures.
8. An array aerial according to one of the preceding claims, characterised in that an
electrical diplexer constructed from passive electrical components is present in at
least one module, the transmitter and LO-oscillator adjacent in the time multiplex
being splittable into separate electrical branches in the said diplexer.
9. An array aerial according to one of the preceding claims, characterised in that
- a plurality of spatially separated aerial arrangements, in each case consisting
of a plurality of modules and/or module groups, are present, and
- the separate arrangements are connected to the optical beam-forming network via
associated optical dividers.
10. An array aerial according to one of the preceding claims, characterised in that the
beam members, their one-dimensional array or arrangement in the form of a matrix,
as well as the modules and their one-dimensional array or arrangement in the form
of a matrix are matched to a beam of electromagnetic radiation in the millimetre-wave
or microwave range.
11. An array aerial according to one of the preceding claims, characterised in that
- the beam-forming network contains at least one optical branch in the form of a stellate
or dendritic structure,
- the beam-forming network is laid out for optically bi-directional time-multiplex
operation, and
- an optical isolator for optical separation of the transmitted and received optical
signals is present in the central beam-steering and evaluation unit.
1. Antenne en réseau avec un réseau de formation de faisceau optique composé au moins
de :
- plusieurs éléments rayonnants répartis en ligne et/ou sous la forme d'une matrice
pour émettre et/ou recevoir des ondes électromagnétiques,
- plusieurs modules d'émission/réception, chaque élément rayonnant étant couplé à
un module correspondant,
- une unité de commande qui génère au moins les signaux d'émission et un signal d'oscillateur
pour un mélangeur dans chaque module,
- une unité d'exploitation qui exploite les signaux de réception reçus par les éléments
rayonnants,
- un premier réseau de formation de faisceau optique qui relie à l'aide d'un guide
de lumière, l'unité de commande à un module d'émission/ réception et permet de transmettre
vers le module les signaux d'émission et le signal d'oscillateur,
- un second réseau de formation de faisceau optique, qui relie à l'aide d'un guide
de lumière, l'unité d'exploitation à un module d'émission/réception et qui transmet
les signaux de réception du module,
dans lequel,
- dans chaque module on a un organe de réglage de phase commandé pour modifier la
position de phase du signal d'émission ou de réception,
- dans chaque module il est prévu un organe de réglage d'amplitude, commandé pour
modifier l'amplitude du signal d'émission ou de réception,
- dans chaque module il y a au moins un commutateur émission/réception, et
- dans l'unité de commande on a un unique dispositif laser central couplé optiquement
au premier réseau de formation de faisceaux,
caractérisée en ce que
- l'unité de commande et l'unité d'exploitation sont réunies dans une unité de commande
et d'exploitation centrale,
- les deux réseaux de formation de faisceau optiques sont réunis dans un même réseau
optique reliant à l'aide d'un unique guide de lumière, l'unité de commande et d'exploitation
centrale à un module d'émission/réception, et par lequel les signaux d'émission, les
signaux de réception, le signal d'oscillateur et les signaux de commande sont échangés
avec le module,
- dans chaque module il est prévu une commande qui agit sur l'organe de réglage de
phase, l'organe de réglage d'amplitude et sur le commutateur émission/réception, sur
la base des signaux de commande de l'unité centrale de commande et d'exploitation,
et
- un modulateur est relié au dispositif laser pour que la lumière laser émise par
le dispositif laser puisse être, selon le procédé de multiplexage dans le temps au
moins avec un signal d'initialisation pour régler au moins un module d'émission/réception,
modulée avec le signal d'émission et avec le signal d'oscillateur.
2. Antenne en réseau selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
le dispositif laser comporte un laser semi-conducteur et le réseau de formation de
faisceaux comporte au moins un amplificateur optique.
3. Antenne en réseau selon la revendication 1 ou la revendication 2,
caractérisée en ce que
dans au moins un module il est prévu un convertisseur électro-optique, - le convertisseur
électro-optique est couplé optiquement au réseau de formation de faisceau fonctionnant
de manière bidirectionnelle selon le procédé de multiplexage dans le temps, et - le
convertisseur électro-optique est relié électriquement à la sortie d'un mélangeur
électrique qui partant du signal d'oscillateur et du signal de réception génère un
signal de fréquence intermédiaire correspondant.
4. Antenne en réseau selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce qu'
entre le mélangeur et le convertisseur électro-optique il y a un convertisseur analogique-numérique
et le signal de fréquence intermédiaire est transmis sous forme optique numérique
par le réseau de formation de faisceau vers l'unité centrale de commande et d'exploitation.
5. Antenne en réseau en selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
dans au moins un module, on a un composant semi-conducteur optoélectrique intégré
formé au moins d'un substrat semi-conducteur de préférence d'un substrat semi-conducteur
de type III-V et ayant,
- un moyen de guidage optique central intégré du signal pour être couplé sur un guide
de lumière du réseau de formation de faisceaux ;
- un coupleur optique directionnel couplé sur le moyen de guidage central optique
du signal,
- une première branche formée au moins d'un convertisseur optoélectique, d'un réseau
adaptateur électrique en aval ainsi que d'un amplificateur à faible bruit en aval
(LNA), et
- une seconde branche formée au moins d'un convertisseur électro-optique et d'un réseau
adaptateur électrique en aval.
6. Antenne en réseau selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
chaque fois plusieurs modules, de préférence quatre, sont regroupés dans un groupe
de modules, et dans le réseau de formation de faisceau, on a un nombre de diviseurs
optiques adapté au nombre de modules des groupes de modules.
7. Antenne en réseau selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
pour au moins un diviseur optique, le nombre de dérivations optiques est supérieur
au nombre des modules couplés à ce diviseur, et l'une des dérivations supplémentaires
est prévue pour des opérations de contrôle électro-optiques et/ou optoélectroniques.
8. Antenne en réseau selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
dans au moins un module, on a un diplexeur électrique formé de composants électriques
passifs dans lequel on divise les signaux d'émission et les signaux d'oscillateur
(LO) fournis en multiplexage dans le temps pour les répartir dans deux branches électriques
séparées.
9. Antenne en réseau selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
- plusieurs dispositifs d'antennes séparés dans l'espace sont formés chaque fois de
plusieurs modules et/ou groupes de modules, et
- les dispositifs séparés sont reliés au réseau optique de formation de faisceau par
des diviseurs optiques correspondants.
10. Antenne en réseau selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
les éléments rayonnants dont la répartition en ligne ou en matrice ainsi que les modules
et leur disposition en ligne ou en matrice sont accordés sur un rayonnement électromagnétique
dans la plage des ondes millimétriques ou micrométriques.
11. Antenne en réseau selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
- le réseau de formation de faisceau comporte au moins une dérivation optique sous
la forme d'une structure en étoile ou une structure arborescente,
- le réseau de formation de faisceau est conçu pour un fonctionnement optique bidirectionnel
à multiplexage dans le temps, et
- l'unité centrale de commande et d'exploitation comporte un isolateur optique pour
la séparation optique des signaux optiques d'émission et de réception.