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JP6272564B2 - Antenna device and antenna excitation method - Google Patents
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Description

この発明は、アレーアンテナを構成している複数の素子アンテナにおける信号送信時の励振状態と信号受信時の励振状態とを時分割で切り替えて、受信信号の時間平均を算出するアンテナ装置及びアンテナ励振方法に関するものである。   The present invention relates to an antenna device and antenna excitation for calculating a time average of a received signal by switching in time division an excitation state at the time of signal transmission and an excitation state at the time of signal reception in a plurality of element antennas constituting an array antenna. It is about the method.

アレーアンテナを構成している複数の素子アンテナと、その素子アンテナと接続されている複数の移相器とを備えたフェーズドアレーアンテナを用いる無線システムでは、複数の移相器を制御する移相器制御装置を実装している。
移相器として、ディジタル移相器を使用する場合、移相器制御装置が、複数の移相器の移相状態を容易に制御することができるため、フェーズドアレーアンテナのアンテナ放射パターンを電子的に制御することが可能となる。このため、フェーズドアレーアンテナは、衛星通信システムやレーダシステム等のアンテナとして広く利用されている。
In a wireless system using a phased array antenna having a plurality of element antennas constituting an array antenna and a plurality of phase shifters connected to the element antennas, a phase shifter for controlling the plurality of phase shifters A control device is implemented.
When a digital phase shifter is used as the phase shifter, the phase shifter control device can easily control the phase shift state of a plurality of phase shifters. It becomes possible to control to. For this reason, phased array antennas are widely used as antennas for satellite communication systems and radar systems.

ただし、フェーズドアレーアンテナでは、励振振幅を素子アンテナ毎に自在に制御することが容易でないため、通常は、素子アンテナの励振位相だけを制御するようにしている。
一方で、不要な干渉波を抑圧するには、干渉波が到来する方向のサイドローブレベルを低減する必要があるが、励振位相の制御だけでは、サイドローブレベルを十分に低減することが困難であった。
However, in a phased array antenna, it is not easy to freely control the excitation amplitude for each element antenna, and therefore usually only the excitation phase of the element antenna is controlled.
On the other hand, in order to suppress unnecessary interference waves, it is necessary to reduce the side lobe level in the direction in which the interference waves arrive. However, it is difficult to sufficiently reduce the side lobe level only by controlling the excitation phase. there were.

以下の非特許文献1や特許文献1には、フェーズドアレーアンテナの励振振幅を制御する技術として、時間方向の処理を利用する時間変調アレーアンテナが開示されている。
この技術は、複数の励振状態で、複数の素子アンテナの受信信号、あるいは、送信信号の時間平均(時間積分)を算出することにより、等価的に所定の振幅分布を与えた状態と同じ効果、即ち、等価的に所定の振幅分布を与えた場合と同様のアンテナ放射パターンを得るものである。
以下の非特許文献1では、スイッチのONOFFを制御することで、時分割で励振状態を切り替えるようにしている。また、以下の特許文献1では、移相器の移相量を制御することで、時分割で励振状態を切り替えるようにしている。
Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 below disclose a time-modulated array antenna that uses time-direction processing as a technique for controlling the excitation amplitude of a phased array antenna.
This technique has the same effect as a state in which a predetermined amplitude distribution is equivalently obtained by calculating a time average (time integration) of reception signals or transmission signals of a plurality of element antennas in a plurality of excitation states. That is, an antenna radiation pattern similar to that obtained when a predetermined amplitude distribution is given equivalently is obtained.
In Non-Patent Document 1 below, the excitation state is switched in a time-sharing manner by controlling ON / OFF of the switch. In Patent Document 1 below, the excitation state is switched in a time-sharing manner by controlling the amount of phase shift of the phase shifter.

特開2013−219742号公報(図1)JP 2013-219742 A (FIG. 1)

W. Kummer他, Ultra-Low Sidelobes from Time-Modulated Arrays, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.11, iss.6, pp.633-639, 1963.W. Kummer et al., Ultra-Low Sidelobes from Time-Modulated Arrays, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.11, iss.6, pp.633-639, 1963.

従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので、信号送信時の励振位相を切り替えることで、サイドローブレベルを低減する信号送信時の時間変調効果、あるいは、信号受信時の励振位相を切り替えることで、サイドローブレベルを低減する信号受信時の時間変調効果を実現することができる。しかし、非特許文献1や特許文献1には、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現するための技術が開示されておらず、同一の時間平均区間内で、単に、信号送信時の励振位相の切替と信号受信時の励振位相の切替を行っても、互いの時間変調効果が打ち消されてしまう現象が発生することがある。このため、同一の時間平均区間内では、信号送信時の時間変調効果、あるいは、信号受信時の時間変調効果のいずれか一方しか実現することができないという課題があった。   Since the conventional antenna apparatus is configured as described above, switching the excitation phase at the time of signal transmission switches the time modulation effect at the time of signal transmission to reduce the sidelobe level or the excitation phase at the time of signal reception. Thus, the time modulation effect at the time of signal reception that reduces the side lobe level can be realized. However, Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 do not disclose a technique for simultaneously realizing the time modulation effect at the time of signal transmission and the time modulation effect at the time of signal reception, and within the same time average interval. Even if the excitation phase is switched at the time of signal transmission and the excitation phase is switched at the time of signal reception, a phenomenon may occur in which the mutual time modulation effects are canceled. For this reason, within the same time average interval, there has been a problem that only one of the time modulation effect at the time of signal transmission and the time modulation effect at the time of signal reception can be realized.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、同一の時間平均区間内で、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現することができるアンテナ装置及びアンテナ励振方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an antenna capable of simultaneously realizing a time modulation effect at the time of signal transmission and a time modulation effect at the time of signal reception within the same time average interval. An object is to obtain an apparatus and an antenna excitation method.

この発明に係るアンテナ装置は、送信信号を生成する送信機と、アレーアンテナを構成している複数の素子アンテナと、素子アンテナの送信信号及び受信信号の位相を調整する複数の移相器と、送信機により生成された送信信号を分配して、分配した送信信号を複数の移相器に出力する一方、複数の移相器により位相が調整された受信信号を合成する合成分配器と、合成分配器により合成された受信信号を検波する受信機と、複数の移相器により調整される送信信号の位相を第1の切替周期で切り替える一方、複数の移相器により調整される受信信号の位相を第1の切替周期と異なる第2の切替周期で切り替える励振位相制御部とを設け、時間平均算出部が、受信機により検波された受信信号の時間平均を算出するようにしたものである。   An antenna apparatus according to the present invention includes a transmitter that generates a transmission signal, a plurality of element antennas constituting an array antenna, a plurality of phase shifters that adjust the phases of the transmission signal and the reception signal of the element antenna, A transmitter / distributor that distributes a transmission signal generated by a transmitter and outputs the distributed transmission signal to a plurality of phase shifters, and combines a reception signal whose phase is adjusted by a plurality of phase shifters. The receiver that detects the reception signal synthesized by the distributor and the phase of the transmission signal that is adjusted by the plurality of phase shifters are switched in the first switching period, while the reception signal that is adjusted by the plurality of phase shifters An excitation phase control unit that switches the phase at a second switching period different from the first switching period is provided, and the time average calculation unit calculates the time average of the received signal detected by the receiver. .

この発明によれば、複数の移相器により調整される送信信号の位相を第1の切替周期で切り替える一方、複数の移相器により調整される受信信号の位相を第1の切替周期と異なる第2の切替周期で切り替える励振位相制御部を設け、時間平均算出部が、受信機により検波された受信信号の時間平均を算出するように構成したので、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現することができる効果がある。   According to the present invention, the phase of the transmission signal adjusted by the plurality of phase shifters is switched at the first switching period, while the phase of the reception signal adjusted by the plurality of phase shifters is different from the first switching period. Since the excitation phase control unit that switches at the second switching period is provided, and the time average calculation unit is configured to calculate the time average of the received signal detected by the receiver, the time modulation effect at the time of signal transmission and signal reception There is an effect that the time modulation effect of time can be realized at the same time.

この発明の実施の形態1によるアンテナ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the antenna apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるアンテナ装置のディジタル信号処理部7を示すハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram which shows the digital signal processing part 7 of the antenna apparatus by Embodiment 1 of this invention. アンテナ装置のディジタル信号処理部7がコンピュータで構成される場合のハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram in case the digital signal processing part 7 of an antenna apparatus is comprised with a computer. この発明の実施の形態1によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである(その1)。It is a flowchart which shows the antenna excitation method which is the processing content of the antenna apparatus by Embodiment 1 of this invention (the 1). この発明の実施の形態1によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである(その2)。It is a flowchart which shows the antenna excitation method which is the processing content of the antenna apparatus by Embodiment 1 of this invention (the 2). この発明の実施の形態1における素子アンテナ3−kでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the digital reception data by which the transmission pulse in the element antenna 3-k in Embodiment 1 of this invention, the phase of a transmission pulse, the reception pulse, the phase of a reception pulse, and the time average were carried out. この発明の実施の形態2によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである(その1)。It is a flowchart which shows the antenna excitation method which is the processing content of the antenna apparatus by Embodiment 2 of this invention (the 1). この発明の実施の形態2によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである(その2)。It is a flowchart which shows the antenna excitation method which is the processing content of the antenna apparatus by Embodiment 2 of this invention (the 2). この発明の実施の形態2における素子アンテナ3−kでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the digital reception data by which the transmission pulse in the element antenna 3-k in Embodiment 2 of this invention, the phase of a transmission pulse, the reception pulse, the phase of a reception pulse, and the time average were carried out. この発明の実施の形態3における素子アンテナ3−kでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the digital reception data by which the transmission pulse in the element antenna 3-k in Embodiment 3 of this invention, the phase of a transmission pulse, the reception pulse, the phase of a reception pulse, and the time average were carried out. この発明の実施の形態4における素子アンテナ3−kでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the digital reception data by which the transmission pulse in the element antenna 3-k in Embodiment 4 of this invention, the phase of a transmission pulse, the reception pulse, the phase of a reception pulse, and the time average were carried out.

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。   Hereinafter, in order to describe the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるアンテナ装置を示す構成図であり、図2はこの発明の実施の形態1によるアンテナ装置のディジタル信号処理部7を示すハードウェア構成図である。
図1のアンテナ装置は、送信機1、フェーズドアレーアンテナ2、受信機6及びディジタル信号処理部7から構成されている。
図1及び図2において、送信機1は送信信号である高周波信号を生成し、その高周波信号をフェーズドアレーアンテナ2に出力する。この実施の形態1では、パルス状の高周波信号を生成する例を説明する。
フェーズドアレーアンテナ2はK個の素子アンテナ3−1〜3−Kと、K個の移相器4−1〜4−Kと、1個の合成分配器5とから構成されている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing an antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a hardware block diagram showing a digital signal processing unit 7 of the antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The antenna device shown in FIG. 1 includes a transmitter 1, a phased array antenna 2, a receiver 6, and a digital signal processing unit 7.
1 and 2, the transmitter 1 generates a high-frequency signal that is a transmission signal, and outputs the high-frequency signal to the phased array antenna 2. In the first embodiment, an example in which a pulsed high-frequency signal is generated will be described.
The phased array antenna 2 is composed of K element antennas 3-1 to 3 -K, K phase shifters 4-1 to 4 -K, and one combining / distributing device 5.

K個の素子アンテナ3−1〜3−Kは1次元、2次元又は3次元に配置されており、高周波信号を空間に放射する一方、観測対象である目標物に反射されて戻ってきた上記高周波信号の反射波を受信する。
移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)は励振位相制御部8の移相器制御部14から出力された移相器制御信号にしたがって合成分配器5により分配された高周波信号(送信パルス)の位相を調整して、位相調整後の高周波信号を素子アンテナ3−kに出力する一方、素子アンテナ3−kにより受信された高周波信号(受信パルス)の位相を調整して、位相調整後の高周波信号を合成分配器5に出力する。
合成分配器5は送信機1から出力された高周波信号を分配して、分配した高周波信号を移相器4−1〜4−Kに出力する一方、移相器4−1〜4−Kから出力された高周波信号を合成して、合成後の高周波信号を受信機6に出力する。
The K element antennas 3-1 to 3-K are arranged one-dimensionally, two-dimensionally or three-dimensionally, and radiate a high-frequency signal into the space, while being reflected by a target object to be observed and returned. Receive reflected waves of high frequency signals.
The phase shifter 4-k (k = 1, 2, 3,..., K) is supplied from the combiner / distributor 5 according to the phase shifter control signal output from the phase shifter control unit 14 of the excitation phase control unit 8. The phase of the distributed high-frequency signal (transmission pulse) is adjusted, and the phase-adjusted high-frequency signal is output to the element antenna 3-k, while the phase of the high-frequency signal (reception pulse) received by the element antenna 3-k And the phase adjusted high-frequency signal is output to the combiner / distributor 5.
The combiner / distributor 5 distributes the high-frequency signal output from the transmitter 1 and outputs the distributed high-frequency signal to the phase shifters 4-1 to 4 -K, while from the phase shifters 4-1 to 4 -K. The output high frequency signals are combined, and the combined high frequency signals are output to the receiver 6.

受信機6は合成分配器5から出力された合成後の高周波信号を検波し、その高周波信号を例えばベースバンドのディジタル信号(以下、「ディジタル受信データ」と称する)に変換する。
ディジタル信号処理部7は励振位相制御部8及び時間平均算出部15から構成されており、励振位相制御部8はタイミング同期部11、励振位相設定部12、励振位相切替部13及び移相器制御部14から構成されている。
励振位相制御部8は送信パルスの位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力するとともに、受信パルスの位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する処理などを実施する。
The receiver 6 detects the combined high-frequency signal output from the combiner / distributor 5 and converts the high-frequency signal into, for example, a baseband digital signal (hereinafter referred to as “digital reception data”).
The digital signal processing unit 7 includes an excitation phase control unit 8 and a time average calculation unit 15. The excitation phase control unit 8 controls the timing synchronization unit 11, the excitation phase setting unit 12, the excitation phase switching unit 13, and the phase shifter control. The unit 14 is configured.
The excitation phase control unit 8 outputs a phase shifter control signal indicating the phase of the transmission pulse to the phase shifters 4-1 to 4 -K, and outputs a phase shifter control signal indicating the phase of the reception pulse to the phase shifter 4-4. The process etc. which output to 1-4K are implemented.

タイミング同期部11は例えばCPU(Central Processing Unit)を実装している半導体集積回路で構成されているタイミング同期処理回路21、あるいは、ワンチップマイコン及び基準となるクロック信号を発生する水晶発振器等から構成されているタイミング同期処理回路21で実現されるものであり、送信機1により生成される高周波信号と、移相器4−kにより位相が調整される高周波信号(送信パルス、受信パルス)との同期を図るために、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機1及び励振位相切替部13に出力するとともに、送信パルス及び受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力する。
また、タイミング同期部11は受信機6から出力されたディジタル受信データの時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を時間平均算出部15に出力する。
The timing synchronization unit 11 includes, for example, a timing synchronization processing circuit 21 configured by a semiconductor integrated circuit mounted with a CPU (Central Processing Unit), or a one-chip microcomputer and a crystal oscillator that generates a reference clock signal. The high-frequency signal generated by the transmitter 1 and the high-frequency signal (transmission pulse, reception pulse) whose phase is adjusted by the phase shifter 4-k. In order to achieve synchronization, the control signal indicating the pulse generation timing is output to the transmitter 1 and the excitation phase switching unit 13, and the control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the transmission pulse and the reception pulse is output to the excitation phase switching unit. 13 is output.
Further, the timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the start timing of the time average processing of the digital reception data output from the receiver 6 to the time average calculation unit 15.

なお、タイミング同期部11には、送信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングとして第1の切替周期が設定され、また、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングとして第2の切替周期が設定されている。
第1の切替周期は、送信機1により生成される送信パルスの前半分を構成するサブパルス(1)と、その送信パルスの後半分を構成するサブパルス(2)との間で位相を切り替える切替周期である。
また、第2の切替周期は、第1の切替周期と異なる切替周期であり、受信機6により奇数番目に検波される受信パルスと、偶数番目に検波される受信パルスとの間で位相を切り替える切替周期である。
In the timing synchronization unit 11, a first switching cycle is set as a phase update timing for switching the phase of the transmission pulse, and a second switching cycle is set as a phase update timing for switching the phase of the reception pulse. .
The first switching period is a switching period in which the phase is switched between the sub-pulse (1) constituting the first half of the transmission pulse generated by the transmitter 1 and the sub-pulse (2) constituting the second half of the transmission pulse. It is.
Further, the second switching cycle is a switching cycle different from the first switching cycle, and the phase is switched between the reception pulse detected oddly by the receiver 6 and the reception pulse detected evenly. It is a switching cycle.

励振位相設定部12は例えばキーボード、マウス、タッチパネルなどのマンマシンインタフェース機器と、RAMやハードディスクなどの記憶装置とから構成されている励振位相設定処理回路22で実現されるものであり、所望のアンテナ放射特性を得るために、素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を示す位相プロファイルの設定を受け付けて、その位相プロファイルを記憶する。
この実施の形態1では、素子アンテナ3−1〜3−Kにおける信号送信時の励振状態を時分割で切り替えるとともに、信号受信時の励振状態を時分割で切り替えるため、励振位相設定部12は、信号送信時における時間変調回数分の位相プロファイルと、信号受信時における時間変調回数分の位相プロファイルとを記憶する。
The excitation phase setting unit 12 is realized by an excitation phase setting processing circuit 22 including a man-machine interface device such as a keyboard, a mouse, and a touch panel, and a storage device such as a RAM and a hard disk. In order to obtain the radiation characteristics, the setting of the phase profile indicating the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K is received and the phase profile is stored.
In the first embodiment, the excitation state at the time of signal transmission in the element antennas 3-1 to 3-K is switched in a time division manner, and the excitation state at the time of signal reception is changed in a time division manner. A phase profile for the number of times of time modulation at the time of signal transmission and a phase profile for the number of times of time modulation at the time of signal reception are stored.

励振位相切替部13は例えばCPUを実装している半導体集積回路あるいはワンチップマイコンから構成されている励振位相切替処理回路23で実現されるものであり、送信パルスの信号処理時には、励振位相設定部12から信号送信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す励振位相を移相器制御部14に出力するが、タイミング同期部11から位相更新タイミングを示す制御信号を受けると、励振位相設定部12から別の信号送信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す励振位相を移相器制御部14に出力する。
また、励振位相切替部13は受信パルスの信号処理時には、励振位相設定部12から信号受信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す励振位相を移相器制御部14に出力するが、タイミング同期部11から位相更新タイミングを示す制御信号を受けると、励振位相設定部12から別の信号受信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す励振位相を移相器制御部14に出力する。
The excitation phase switching unit 13 is realized by, for example, an excitation phase switching processing circuit 23 configured by a semiconductor integrated circuit or a one-chip microcomputer on which a CPU is mounted. During transmission pulse signal processing, the excitation phase setting unit 12 reads out the phase profile for signal transmission and outputs the excitation phase indicated by the phase profile to the phase shifter control unit 14. When receiving the control signal indicating the phase update timing from the timing synchronization unit 11, the excitation phase Another phase profile for signal transmission is read from the setting unit 12 and the excitation phase indicated by the phase profile is output to the phase shifter control unit 14.
The excitation phase switching unit 13 reads the phase profile for signal reception from the excitation phase setting unit 12 and outputs the excitation phase indicated by the phase profile to the phase shifter control unit 14 when the received pulse signal is processed. When the control signal indicating the phase update timing is received from the timing synchronization unit 11, the phase profile for receiving another signal is read from the excitation phase setting unit 12, and the excitation phase indicated by the phase profile is transferred to the phase shifter control unit 14. Output to.

移相器制御部14は例えばCPUを実装している半導体集積回路あるいはワンチップマイコンから構成されている移相器制御回路24で実現されるものであり、励振位相切替部13から出力された励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する処理を実施する。
時間平均算出部15は例えばCPUを実装している半導体集積回路から構成されている時間平均算出処理回路25、あるいは、ワンチップマイコン及びメモリから構成されている時間平均算出処理回路25で実現されるものであり、受信機6により受信パルスが検波されてディジタル受信データが出力される毎に、当該ディジタル受信データの時間平均値を算出したのち、算出済みの複数のディジタル受信データの時間平均値の時間平均を算出する処理を実施する。
The phase shifter control unit 14 is realized by a phase shifter control circuit 24 configured by, for example, a semiconductor integrated circuit or a one-chip microcomputer on which a CPU is mounted, and the excitation output from the excitation phase switching unit 13. A process of outputting a phase shifter control signal indicating a phase to the phase shifters 4-1 to 4 -K is performed.
The time average calculation unit 15 is realized by, for example, a time average calculation processing circuit 25 configured by a semiconductor integrated circuit on which a CPU is mounted, or a time average calculation processing circuit 25 configured by a one-chip microcomputer and a memory. Each time the reception pulse is detected by the receiver 6 and the digital reception data is output, the time average value of the digital reception data is calculated, and then the time average values of the plurality of calculated digital reception data are calculated. A process for calculating a time average is performed.

図1の例では、アンテナ装置の構成要素である送信機1、フェーズドアレーアンテナ2、受信機6及びディジタル信号処理部7のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、アンテナ装置のディジタル信号処理部7がコンピュータで構成されていてもよい。
図3はアンテナ装置のディジタル信号処理部7がコンピュータで構成される場合のハードウェア構成図である。
アンテナ装置のディジタル信号処理部7がコンピュータで構成される場合、タイミング同期部11、励振位相設定部12、励振位相切替部13、移相器制御部14及び時間平均算出部15の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリ31に格納し、当該コンピュータのプロセッサ32がメモリ31に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図4及び図5はこの発明の実施の形態1によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである。
In the example of FIG. 1, it is assumed that each of the transmitter 1, the phased array antenna 2, the receiver 6, and the digital signal processing unit 7 that are components of the antenna device is configured by dedicated hardware. The digital signal processing unit 7 of the antenna device may be configured by a computer.
FIG. 3 is a hardware configuration diagram when the digital signal processing unit 7 of the antenna apparatus is configured by a computer.
When the digital signal processing unit 7 of the antenna apparatus is configured by a computer, the processing contents of the timing synchronization unit 11, the excitation phase setting unit 12, the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14, and the time average calculation unit 15 are described. The stored program may be stored in the memory 31 of the computer, and the processor 32 of the computer may execute the program stored in the memory 31.
4 and 5 are flowcharts showing an antenna excitation method which is a processing content of the antenna device according to the first embodiment of the present invention.

次に動作について説明する。
図6はこの発明の実施の形態1における素子アンテナ3−kでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
アンテナ装置がパルスの送受信を開始する前に、励振位相設定部12が、ユーザの操作を受け付けることで、素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を示す位相プロファイルの設定を受け付けて、その位相プロファイルを記憶する(図4のステップST1)。
Next, the operation will be described.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing transmission pulse, transmission pulse phase, reception pulse, reception pulse phase and time-averaged digital reception data at element antenna 3-k according to Embodiment 1 of the present invention.
Before the antenna device starts transmission / reception of pulses, the excitation phase setting unit 12 accepts the user's operation, thereby accepting the setting of the phase profile indicating the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K. The phase profile is stored (step ST1 in FIG. 4).

この実施の形態1では、第1の切替周期として、送信機1により生成される送信パルスの前半分を構成するサブパルス(1)と、その送信パルスの後半分を構成するサブパルス(2)との間で位相を切り替える位相切替周期がタイミング同期部11に設定されているので、信号送信時用の位相プロファイルとして、2つの位相プロファイルの設定が受け付けられる。
即ち、信号送信時用の位相プロファイルとして、サブパルス(1)に係る位相プロファイルと、サブパルス(2)に係る位相プロファイルとの設定が受け付けられる。
図6では、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)における送信パルスの位相の例を示しており、サブパルス(1)の位相がφt1、サブパルス(2)の位相がφt2に設定されている。
In the first embodiment, as the first switching period, a sub-pulse (1) constituting the first half of the transmission pulse generated by the transmitter 1 and a sub-pulse (2) constituting the second half of the transmission pulse are used. Since the phase switching period for switching the phase between them is set in the timing synchronization unit 11, the setting of two phase profiles is accepted as a phase profile for signal transmission.
That is, as the phase profile for signal transmission, the setting of the phase profile related to the subpulse (1) and the phase profile related to the subpulse (2) is accepted.
FIG. 6 shows an example of the phase of the transmission pulse in the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K), and the phase of the subpulse (1) is φ t1 and the subpulse (2). Is set to φt2 .

また、この実施の形態1では、第2の切替周期として、受信機6により奇数番目に検波される受信パルスと、偶数番目に検波される受信パルスとの間で位相を切り替える位相切替周期がタイミング同期部11に設定されているので、信号受信時用の位相プロファイルとして、2つの位相プロファイルの設定が受け付けられる。
即ち、信号受信時用の位相プロファイルとして、奇数番目に検波される受信パルスに係る位相プロファイルと、偶数番目に検波される受信パルスに係る位相プロファイルとの設定が受け付けられる。
図6では、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)における受信パルスの位相の例を示しており、奇数番目に検波される受信パルスの位相がφr1、偶数番目に検波される受信パルスの位相がφr2に設定されている。
Further, in the first embodiment, as the second switching cycle, the phase switching cycle for switching the phase between the reception pulse detected oddly by the receiver 6 and the reception pulse detected evenly is timing. Since it is set in the synchronizer 11, two phase profile settings are accepted as phase profiles for signal reception.
That is, as a phase profile for signal reception, settings of a phase profile related to an odd-numbered received pulse and a phase profile related to an even-numbered received pulse are accepted.
FIG. 6 shows an example of the phase of the received pulse at the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K), and the phase of the received pulse detected at odd number is φ r1 , The phase of the received pulse detected even-numbered is set to φr2 .

ここで、サブパルス(1)の位相φt1とサブパルス(2)の位相φt2は、共役の関係を有する位相に設定される。即ち、φt1=−φt2が成立する位相に設定される。
また、奇数番目に検波される受信パルスの位相φr1と偶数番目に検波される受信パルスの位相φr2は、共役の関係を有する位相に設定される。即ち、φr1=−φr2が成立する位相に設定される。
このように、φt1=−φt2が成立し、かつ、φr1=−φr2が成立する位相に設定されることで、後述する時間平均算出部15によって、ディジタル受信データの時間平均が算出される際に、虚部の振幅成分が打ち消されて、実部の振幅成分のみが抽出されるようになる。
Here, the phase phi t2 of the phase phi t1 and sub-pulse (2) of the sub-pulse (1) is set to a phase having a conjugate relationship. That is, it is set to a phase where φ t1 = −φ t2 .
Further, the phase φ r1 of the received pulse detected oddly and the phase φ r2 of the received pulse detected evenly are set to phases having a conjugate relationship. That is, it is set to a phase where φ r1 = −φ r2 is established.
In this way, when φ t1 = −φ t2 is established and the phase is established such that φ r1 = −φ r2 is established, the time average calculation unit 15 described later calculates the time average of the digital reception data. In doing so, the amplitude component of the imaginary part is canceled and only the amplitude component of the real part is extracted.

この実施の形態1では、信号送信時用の位相プロファイルとして、2つの位相プロファイルの設定が受け付けられ、信号受信時用の位相プロファイルとして、2つの位相プロファイルの設定が受け付けられる例を示しているが、これは一例に過ぎず、例えば、信号送信時用の位相プロファイルとして、4つ以上の偶数個の位相プロファイルの設定が受け付けられ、信号受信時用の位相プロファイルとして、4つ以上の偶数個の位相プロファイルの設定が受け付けられるものであってもよい。   In the first embodiment, an example is shown in which two phase profile settings are accepted as a phase profile for signal transmission, and two phase profile settings are accepted as a phase profile for signal reception. This is only an example. For example, as a phase profile for signal transmission, setting of four or more even number of phase profiles is accepted, and as a phase profile for receiving signals, four or more even number of phase profiles are received. The setting of the phase profile may be accepted.

タイミング同期部11は、ユーザによる位相プロファイルの設定が励振位相設定部12に受け付けられたのち、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機1及び励振位相切替部13に出力する。
送信機1は、タイミング同期部11からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、その制御信号をトリガーとして、送信信号である高周波信号(送信パルス)を生成し、その高周波信号をフェーズドアレーアンテナ2に出力する(図4のステップST2)。
フェーズドアレーアンテナ2の合成分配器5は、送信機1から高周波信号を受けると、その高周波信号を分配して、分配した高周波信号を移相器4−1〜4−Kに出力する。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the pulse generation timing to the transmitter 1 and the excitation phase switching unit 13 after the phase profile setting by the user is received by the excitation phase setting unit 12.
When the transmitter 1 receives a control signal indicating the pulse generation timing from the timing synchronization unit 11, the transmitter 1 generates a high-frequency signal (transmission pulse) as a transmission signal using the control signal as a trigger, and the high-frequency signal is transmitted to the phased array antenna. 2 (step ST2 in FIG. 4).
When the synthesizer / distributor 5 of the phased array antenna 2 receives the high-frequency signal from the transmitter 1, it distributes the high-frequency signal and outputs the distributed high-frequency signal to the phase shifters 4-1 to 4 -K.

励振位相切替部13は、タイミング同期部11からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、励振位相設定部12から信号送信時用の位相プロファイルとして、サブパルス(1)に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST3)。
When receiving the control signal indicating the pulse generation timing from the timing synchronization unit 11, the excitation phase switching unit 13 reads the phase profile related to the subpulse (1) from the excitation phase setting unit 12 as a phase profile for signal transmission. The excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile is output to the phase shifter control unit 14.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. Output to K (step ST3).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器5により分配された高周波信号である送信パルスのサブパルス(1)の位相を調整して、位相調整後の送信パルスのサブパルス(1)を素子アンテナ3−1〜3−Kに出力する(ステップST4)。
これにより、移相器4−1〜4−Kにより位相が調整された送信パルスのサブパルス(1)が素子アンテナ3−1〜3−Kから空間に放射される(ステップST5)。
図6の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)により送信パルスのサブパルス(1)の位相がφt1に調整されて、そのサブパルス(1)が素子アンテナ3−kから放射される。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the transmission pulses that are high-frequency signals distributed by the combiner / distributor 5 according to the phase shifter control signal. The phase of the sub-pulse (1) is adjusted, and the sub-pulse (1) of the transmission pulse after the phase adjustment is output to the element antennas 3-1 to 3-K (step ST4).
Thereby, the sub-pulse (1) of the transmission pulse whose phase is adjusted by the phase shifters 4-1 to 4-K is radiated from the element antennas 3-1 to 3-K to the space (step ST5).
In the example of FIG. 6, the phase of the sub-pulse (1) of the transmission pulse is adjusted to φ t1 by the phase shifter 4-k (k = 1, 2, 3,..., K), and the sub-pulse (1) Is radiated from the element antenna 3-k.

タイミング同期部11は、パルスの生成タイミングを示す制御信号を出力したのち、サブパルス(1)の位相φt1に相当する時間である第1の切替周期を経過すると、送信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力する。
励振位相切替部13は、タイミング同期部11から位相更新タイミングを示す制御信号を受けると(ステップST6:YESの場合)、励振位相設定部12から別の信号送信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
即ち、励振位相切替部13は、励振位相設定部12からサブパルス(2)に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST7)。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the generation timing of the pulse, and then, when a first switching period, which is a time corresponding to the phase φ t1 of the subpulse (1), has passed, phase update for switching the phase of the transmission pulse A control signal indicating the timing is output to the excitation phase switching unit 13.
When receiving the control signal indicating the phase update timing from the timing synchronization unit 11 (step ST6: YES), the excitation phase switching unit 13 reads another phase profile for signal transmission from the excitation phase setting unit 12, The excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile is output to the phase shifter control unit 14.
That is, the excitation phase switching unit 13 reads the phase profile related to the sub-pulse (2) from the excitation phase setting unit 12, and sets the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile to the phase shifter control unit. 14 for output.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. Output to K (step ST7).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器5により分配された高周波信号である送信パルスのサブパルス(2)の位相を調整して、位相調整後の送信パルスのサブパルス(2)を素子アンテナ3−1〜3−Kに出力する(ステップST8)。
これにより、移相器4−1〜4−Kにより位相が調整された送信パルスのサブパルス(2)が素子アンテナ3−1〜3−Kから空間に放射される(ステップST9)。
図6の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)により送信パルスのサブパルス(2)の位相がφt2に調整されて、そのサブパルス(2)が素子アンテナ3−kから放射される。
サブパルス(1)とサブパルス(2)からなる送信パルスは、素子アンテナ3−1〜3−Kから空間に放射されたのち、観測対象である目標物に反射され、その反射波が受信パルスとして素子アンテナ3−1〜3−Kに戻ってくる。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the transmission pulses that are high-frequency signals distributed by the combiner / distributor 5 according to the phase shifter control signal. The phase of the sub-pulse (2) is adjusted, and the sub-pulse (2) of the transmission pulse after the phase adjustment is output to the element antennas 3-1 to 3-K (step ST8).
Thereby, the sub-pulse (2) of the transmission pulse whose phase is adjusted by the phase shifters 4-1 to 4-K is radiated from the element antennas 3-1 to 3-K to the space (step ST9).
In the example of FIG. 6, the phase shifter 4-k (k = 1,2,3, ···, K) is adjusted to phase phi t2 sub-pulse (2) of the transmitted pulse by its sub-pulse (2) Is radiated from the element antenna 3-k.
A transmission pulse composed of the sub-pulse (1) and the sub-pulse (2) is radiated from the element antennas 3-1 to 3-K to the space and then reflected by the target object to be observed, and the reflected wave is received as the received pulse. Return to the antennas 3-1 to 3-K.

タイミング同期部11は、送信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力したのち、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力する。
励振位相切替部13は、タイミング同期部11から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると(図5のステップST10:YESの場合)、素子アンテナ3−1〜3−Kにより受信される受信パルスが奇数番目の受信パルスであるのか、偶数番目の受信パルスであるのかを確認する。タイミング同期部11から出力された受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号の数をカウントすることで、奇数番目の受信パルスであるのか、偶数番目の受信パルスであるのかを確認することができる。
励振位相切替部13は、素子アンテナ3−1〜3−Kにより受信される受信パルスが奇数番目の受信パルスであれば(ステップST11:YESの場合)、励振位相設定部12から信号受信時用の位相プロファイルとして、奇数番目に検波される受信パルスに係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST12)。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the transmission pulse to the excitation phase switching unit 13, and then transmits a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the reception pulse to the excitation phase switching unit 13. Output.
When the excitation phase switching unit 13 receives the control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse from the timing synchronization unit 11 (in the case of step ST10 in FIG. 5: YES), the element antennas 3-1 to 3-K It is confirmed whether the received reception pulse is an odd-numbered reception pulse or an even-numbered reception pulse. Confirming whether the received pulse is an odd-numbered reception pulse or an even-numbered reception pulse by counting the number of control signals indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse output from the timing synchronization unit 11 Can do.
If the received pulse received by element antennas 3-1 to 3-K is an odd-numbered received pulse (in the case of YES at step ST11), excitation phase switching unit 13 receives signals from excitation phase setting unit 12. As the phase profile, the phase profile related to the odd-numbered received pulse is read, and the excitation phases of the element antennas 3-1 to 3 -K indicated by the phase profile are output to the phase shifter control unit 14.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. Output to K (step ST12).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ3−1〜3−Kの受信パルスの位相を調整して、位相調整後の受信パルスを合成分配器5に出力する(ステップST14)。
図6の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)によりサブパルス(1)とサブパルス(2)からなる奇数番目の受信パルスの位相がφr1に調整されて、その受信パルスが合成分配器5に出力される。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the phases of the received pulses of the element antennas 3-1 to 3 -K according to the phase shifter control signal. And the received pulse after phase adjustment is output to the combiner / distributor 5 (step ST14).
In the example of FIG. 6, the phase of the odd-numbered received pulse composed of the subpulse (1) and the subpulse (2) is changed to φ r1 by the phase shifter 4-k (k = 1, 2, 3,..., K). The received pulse is adjusted and output to the combiner / distributor 5.

合成分配器5は、移相器4−1〜4−Kから位相調整後の受信パルスを受けると、K個の受信パルスを合成して、合成後の受信パルスを受信機6に出力する。
受信機6は、合成分配器5から合成後の受信パルスを受けると、合成後の受信パルスを検波し、その受信パルスを例えばベースバンドのディジタル信号であるディジタル受信データに変換する(ステップST15)。
When the combiner / distributor 5 receives the received pulses after phase adjustment from the phase shifters 4-1 to 4 -K, the combiner / distributor 5 combines the K received pulses and outputs the combined received pulses to the receiver 6.
When receiving the combined received pulse from combining distributor 5, receiver 6 detects the combined received pulse and converts the received pulse into digital received data, for example, a baseband digital signal (step ST15). .

タイミング同期部11は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力したのち、受信機6から出力されたディジタル受信データの時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を時間平均算出部15に出力する。
時間平均算出部15は、タイミング同期部11から時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を受けると、受信機6により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出する。即ち、1つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出する(ステップST16)。
図6の例では、受信パルスの時間幅がTarであるため、時間幅Tarの間の信号値の時間平均が算出される。
時間平均算出部15は、受信機6により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出すると、その信号値の時間平均値を内部のメモリに格納する。
ここでは、時間平均算出部15が信号値の時間平均値を算出するものを示したが、信号値の積分値(累積値)を算出するようにしてもよい。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse to the excitation phase switching unit 13, and then indicates the start timing of the time average processing of the digital reception data output from the receiver 6. The signal is output to the time average calculation unit 15.
When the time average calculation unit 15 receives the control signal indicating the start timing of the time average process from the timing synchronization unit 11, the time average calculation unit 15 calculates the time average of the signal value indicated by the digital reception data converted by the receiver 6. That is, the time average of signal values within one reception pulse is calculated (step ST16).
In the example of FIG. 6, since the time width of the received pulse is Tar, the time average of the signal values during the time width Tar is calculated.
When the time average of the signal value indicated by the digital reception data converted by the receiver 6 is calculated, the time average calculation unit 15 stores the time average value of the signal value in an internal memory.
Here, the time average calculator 15 calculates the time average value of the signal value, but an integral value (cumulative value) of the signal value may be calculated.

タイミング同期部11は、時間平均算出部15が信号値の時間平均値を内部のメモリに格納すると、N(Nは2以上の偶数)個の時間平均値がメモリに格納されたか否かを判定し、N個の時間平均値がメモリに格納されていなければ(ステップST17:NOの場合)、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機1及び励振位相切替部13に出力する。
この段階では、メモリに格納されている時間平均値の個数が1個であるため、タイミング同期部11からパルスの生成タイミングを示す制御信号が出力される。
When the time average calculation unit 15 stores the time average value of the signal value in the internal memory, the timing synchronization unit 11 determines whether N (N is an even number of 2 or more) time average values are stored in the memory. If the N time average values are not stored in the memory (step ST17: NO), a control signal indicating the pulse generation timing is output to the transmitter 1 and the excitation phase switching unit 13.
At this stage, since the number of time average values stored in the memory is one, the timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the pulse generation timing.

送信機1は、タイミング同期部11からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、その制御信号をトリガーとして、送信信号である高周波信号(送信パルス)を生成し、その高周波信号をフェーズドアレーアンテナ2に出力する(図4のステップST2)。
フェーズドアレーアンテナ2の合成分配器5は、送信機1から高周波信号を受けると、その高周波信号を分配して、分配した高周波信号を移相器4−1〜4−Kに出力する。
When the transmitter 1 receives a control signal indicating the pulse generation timing from the timing synchronization unit 11, the transmitter 1 generates a high-frequency signal (transmission pulse) as a transmission signal using the control signal as a trigger, and the high-frequency signal is transmitted to the phased array antenna. 2 (step ST2 in FIG. 4).
When the synthesizer / distributor 5 of the phased array antenna 2 receives the high-frequency signal from the transmitter 1, it distributes the high-frequency signal and outputs the distributed high-frequency signal to the phase shifters 4-1 to 4 -K.

励振位相切替部13は、タイミング同期部11からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、励振位相設定部12から信号送信時用の位相プロファイルとして、サブパルス(1)に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST3)。
When receiving the control signal indicating the pulse generation timing from the timing synchronization unit 11, the excitation phase switching unit 13 reads the phase profile related to the subpulse (1) from the excitation phase setting unit 12 as a phase profile for signal transmission. The excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile is output to the phase shifter control unit 14.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. Output to K (step ST3).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器5により分配された高周波信号である送信パルスのサブパルス(1)の位相を調整して、位相調整後の送信パルスのサブパルス(1)を素子アンテナ3−1〜3−Kに出力する(ステップST4)。
これにより、移相器4−1〜4−Kにより位相が調整された送信パルスのサブパルス(1)が素子アンテナ3−1〜3−Kから空間に放射される(ステップST5)。
図6の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)により送信パルスのサブパルス(1)の位相がφt1に調整されて、そのサブパルス(1)が素子アンテナ3−kから放射される。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the transmission pulses that are high-frequency signals distributed by the combiner / distributor 5 according to the phase shifter control signal. The phase of the sub-pulse (1) is adjusted, and the sub-pulse (1) of the transmission pulse after the phase adjustment is output to the element antennas 3-1 to 3-K (step ST4).
Thereby, the sub-pulse (1) of the transmission pulse whose phase is adjusted by the phase shifters 4-1 to 4-K is radiated from the element antennas 3-1 to 3-K to the space (step ST5).
In the example of FIG. 6, the phase of the sub-pulse (1) of the transmission pulse is adjusted to φ t1 by the phase shifter 4-k (k = 1, 2, 3,..., K), and the sub-pulse (1) Is radiated from the element antenna 3-k.

タイミング同期部11は、パルスの生成タイミングを示す制御信号を出力したのち、サブパルス(1)の位相φt1に相当する時間である第1の切替周期を経過すると、送信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力する。
励振位相切替部13は、タイミング同期部11から位相更新タイミングを示す制御信号を受けると(ステップST6:YESの場合)、励振位相設定部12から別の信号送信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
即ち、励振位相切替部13は、励振位相設定部12からサブパルス(2)に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST7)。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the generation timing of the pulse, and then, when a first switching period, which is a time corresponding to the phase φ t1 of the subpulse (1), has passed, phase update for switching the phase of the transmission pulse A control signal indicating the timing is output to the excitation phase switching unit 13.
When receiving the control signal indicating the phase update timing from the timing synchronization unit 11 (step ST6: YES), the excitation phase switching unit 13 reads another phase profile for signal transmission from the excitation phase setting unit 12, The excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile is output to the phase shifter control unit 14.
That is, the excitation phase switching unit 13 reads the phase profile related to the sub-pulse (2) from the excitation phase setting unit 12, and sets the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile to the phase shifter control unit. 14 for output.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. Output to K (step ST7).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器5により分配された高周波信号である送信パルスのサブパルス(2)の位相を調整して、位相調整後の送信パルスのサブパルス(2)を素子アンテナ3−1〜3−Kに出力する(ステップST8)。
これにより、移相器4−1〜4−Kにより位相が調整された送信パルスのサブパルス(2)が素子アンテナ3−1〜3−Kから空間に放射される(ステップST9)。
図6の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)により送信パルスのサブパルス(2)の位相がφt2に調整されて、そのサブパルス(2)が素子アンテナ3−kから放射される。
サブパルス(1)とサブパルス(2)からなる送信パルスは、素子アンテナ3−1〜3−Kから空間に放射されたのち、観測対象である目標物に反射され、その反射波が受信パルスとして素子アンテナ3−1〜3−Kに戻ってくる。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the transmission pulses that are high-frequency signals distributed by the combiner / distributor 5 according to the phase shifter control signal. The phase of the sub-pulse (2) is adjusted, and the sub-pulse (2) of the transmission pulse after the phase adjustment is output to the element antennas 3-1 to 3-K (step ST8).
Thereby, the sub-pulse (2) of the transmission pulse whose phase is adjusted by the phase shifters 4-1 to 4-K is radiated from the element antennas 3-1 to 3-K to the space (step ST9).
In the example of FIG. 6, the phase shifter 4-k (k = 1,2,3, ···, K) is adjusted to phase phi t2 sub-pulse (2) of the transmitted pulse by its sub-pulse (2) Is radiated from the element antenna 3-k.
A transmission pulse composed of the sub-pulse (1) and the sub-pulse (2) is radiated from the element antennas 3-1 to 3-K to the space and then reflected by the target object to be observed, and the reflected wave is received as the received pulse. Return to the antennas 3-1 to 3-K.

タイミング同期部11は、送信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力したのち、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力する。
励振位相切替部13は、タイミング同期部11から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると(図5のステップST10:YESの場合)、素子アンテナ3−1〜3−Kにより受信される受信パルスが奇数番目の受信パルスであるのか、偶数番目の受信パルスであるのかを確認する。
励振位相切替部13は、素子アンテナ3−1〜3−Kにより受信される受信パルスが偶数番目の受信パルスであれば(ステップST11:NOの場合)、励振位相設定部12から信号受信時用の位相プロファイルとして、偶数番目に検波される受信パルスに係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST13)。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the transmission pulse to the excitation phase switching unit 13, and then transmits a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the reception pulse to the excitation phase switching unit 13. Output.
When the excitation phase switching unit 13 receives the control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse from the timing synchronization unit 11 (in the case of step ST10 in FIG. 5: YES), the element antennas 3-1 to 3-K It is confirmed whether the received reception pulse is an odd-numbered reception pulse or an even-numbered reception pulse.
If the received pulse received by the element antennas 3-1 to 3-K is an even-numbered received pulse (in the case of step ST11: NO), the excitation phase switching unit 13 receives signals from the excitation phase setting unit 12. As the phase profile, the phase profile associated with the even-numbered received pulse is read, and the excitation phases of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile are output to the phase shifter controller 14.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. To K (step ST13).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ3−1〜3−Kの受信パルスの位相を調整して、位相調整後の受信パルスを合成分配器5に出力する(ステップST14)。
図6の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)によりサブパルス(1)とサブパルス(2)からなる偶数番目の受信パルスの位相がφr2に調整されて、その受信パルスが合成分配器5に出力される。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the phases of the received pulses of the element antennas 3-1 to 3 -K according to the phase shifter control signal. And the received pulse after phase adjustment is output to the combiner / distributor 5 (step ST14).
In the example of FIG. 6, the phase of the even-numbered received pulse consisting of the sub-pulse (1) and the sub-pulse (2) is changed to φ r2 by the phase shifter 4-k (k = 1, 2, 3,..., K). The received pulse is adjusted and output to the combiner / distributor 5.

合成分配器5は、移相器4−1〜4−Kから位相調整後の受信パルスを受けると、K個の受信パルスを合成して、合成後の受信パルスを受信機6に出力する。
受信機6は、合成分配器5から合成後の受信パルスを受けると、合成後の受信パルスを検波し、その受信パルスを例えばベースバンドのディジタル信号であるディジタル受信データに変換する(ステップST15)。
When the combiner / distributor 5 receives the received pulses after phase adjustment from the phase shifters 4-1 to 4 -K, the combiner / distributor 5 combines the K received pulses and outputs the combined received pulses to the receiver 6.
When receiving the combined received pulse from combining distributor 5, receiver 6 detects the combined received pulse and converts the received pulse into digital received data, for example, a baseband digital signal (step ST15). .

タイミング同期部11は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力したのち、受信機6から出力されたディジタル受信データの時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を時間平均算出部15に出力する。
時間平均算出部15は、タイミング同期部11から時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を受けると、受信機6により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出する。即ち、1つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出する(ステップST16)。
図6の例では、受信パルスの時間幅がTarであるため、時間幅Tarの間の信号値の時間平均が算出される。
時間平均算出部15は、受信機6により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出すると、その信号値の時間平均値を内部のメモリに格納する。
ここでは、時間平均算出部15が信号値の時間平均値を算出するものを示したが、信号値の積分値(累積値)を算出するようにしてもよい。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse to the excitation phase switching unit 13, and then indicates the start timing of the time average processing of the digital reception data output from the receiver 6. The signal is output to the time average calculation unit 15.
When the time average calculation unit 15 receives the control signal indicating the start timing of the time average process from the timing synchronization unit 11, the time average calculation unit 15 calculates the time average of the signal value indicated by the digital reception data converted by the receiver 6. That is, the time average of signal values within one reception pulse is calculated (step ST16).
In the example of FIG. 6, since the time width of the received pulse is Tar, the time average of the signal values during the time width Tar is calculated.
When the time average of the signal value indicated by the digital reception data converted by the receiver 6 is calculated, the time average calculation unit 15 stores the time average value of the signal value in an internal memory.
Here, the time average calculator 15 calculates the time average value of the signal value, but an integral value (cumulative value) of the signal value may be calculated.

タイミング同期部11は、時間平均算出部15が信号値の時間平均値を内部のメモリに格納すると、N(Nは2以上の整数)個の時間平均値がメモリに格納されたか否かを判定し、N個の時間平均値がメモリに格納されていなければ(ステップST17:NOの場合)、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機1及び励振位相切替部13に出力する。
ステップST2〜ST16の処理が繰り返し実施されて、N個の時間平均値がメモリに格納されると(ステップST17:YESの場合)、時間平均算出部15が、内部のメモリからN個の時間平均値を読み出し、N個の時間平均値の時間平均を算出する。即ち、N個の受信パルス間での信号値の時間平均を算出する(ステップST18)。
ここでは、時間平均算出部15がN個の時間平均値の時間平均を算出するものを示したが、N個の積分値(累積値)の積分を算出するようにしてもよい。
When the time average calculation unit 15 stores the time average value of the signal value in the internal memory, the timing synchronization unit 11 determines whether N (N is an integer of 2 or more) time average values are stored in the memory. If the N time average values are not stored in the memory (step ST17: NO), a control signal indicating the pulse generation timing is output to the transmitter 1 and the excitation phase switching unit 13.
When the processes in steps ST2 to ST16 are repeatedly performed and N time average values are stored in the memory (step ST17: YES), the time average calculation unit 15 stores the N time average values from the internal memory. The value is read and the time average of N time average values is calculated. That is, a time average of signal values between N reception pulses is calculated (step ST18).
Here, the time average calculator 15 calculates the time average of the N time average values, but the integration of N integral values (cumulative values) may be calculated.

以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、移相器4−1〜4−Kにより調整される送信信号の位相を第1の切替周期で切り替える一方、移相器4−1〜4−Kにより調整される受信信号の位相を第1の切替周期と異なる第2の切替周期で切り替える励振位相制御部8を設け、時間平均算出部15が、受信機6により検波された受信信号の時間平均を算出するように構成したので、同一の時間平均区間内で、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現することができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態1によれば、第1の切替周期と第2の切替周期を異なる周期にしているので、信号送信時の時間変調技術と、信号受信時の時間変調技術とを独立に適用することができる。このため、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とが打ち消されてしまうなどの現象が発生しない。
これにより、同一の時間平均区間内で、信号送信時の時間変調効果だけを実現する場合や、信号受信時の時間変調効果だけを実現する場合よりも、性能が高い振幅位相制御の実施が可能なアンテナ装置が得られる。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the phase of the transmission signal adjusted by the phase shifters 4-1 to 4 -K is switched at the first switching period, while the phase shifter 4-1. The excitation phase control unit 8 that switches the phase of the reception signal adjusted by ˜4-K at a second switching cycle different from the first switching cycle is provided, and the time average calculation unit 15 receives the signal detected by the receiver 6. Since the time average of the signal is calculated, the time modulation effect at the time of signal transmission and the time modulation effect at the time of signal reception can be realized simultaneously within the same time average interval.
That is, according to the first embodiment, since the first switching period and the second switching period are different, the time modulation technique at the time of signal transmission and the time modulation technique at the time of signal reception are independently performed. Can be applied. For this reason, the phenomenon that the time modulation effect at the time of signal transmission and the time modulation effect at the time of signal reception are canceled does not occur.
As a result, it is possible to perform amplitude phase control with higher performance than when realizing only the time modulation effect at the time of signal transmission or realizing only the time modulation effect at the time of signal reception within the same time average interval An antenna device can be obtained.

この実施の形態1では、受信機6が受信パルスをディジタル受信データに変換する毎に、時間平均算出部15が、1つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出してメモリに格納するものを示したが、受信機6が受信パルスをディジタル受信データに変換する毎に、時間平均算出部15が、そのディジタル受信データをメモリに格納し、N個のディジタル受信データをメモリに格納した段階で、1つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出して、N個の時間平均値の時間平均を算出するようにしてもよい。   In the first embodiment, every time the receiver 6 converts a received pulse into digital received data, the time average calculating unit 15 calculates a time average of signal values within one received pulse and stores it in a memory. Although shown, every time the receiver 6 converts the received pulse into digital received data, the time average calculation unit 15 stores the digital received data in the memory and stores the N digital received data in the memory. In the stage, a time average of signal values within one received pulse may be calculated, and a time average of N time average values may be calculated.

この実施の形態1では、受信機6が高周波信号である受信パルスをディジタル受信データに変換する例を示したが、時間平均算出部15が、信号値の時間平均を算出することが可能な信号に変換すればよく、ディジタル受信データに変換するものに限るものではない。例えば、受信機6が高周波信号を低い周波数帯の信号に変換して、周波数帯が低いアナログの信号を時間平均算出部15に出力するようにしてもよい。   In the first embodiment, the receiver 6 converts the received pulse, which is a high-frequency signal, into digital received data. However, the signal by which the time average calculation unit 15 can calculate the time average of the signal value is shown. It is only necessary to convert the data into digital received data. For example, the receiver 6 may convert the high frequency signal into a signal in a low frequency band and output an analog signal in a low frequency band to the time average calculation unit 15.

実施の形態2.
上記実施の形態1では、送信機1により生成される送信パルスの前半分を構成するサブパルス(1)と、その送信パルスの後半分を構成するサブパルス(2)との間で位相を切り替えるとともに、受信機6により奇数番目に検波される受信パルスと、偶数番目に検波される受信パルスとの間で位相を切り替えるものを説明している。
この実施の形態2では、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスと、偶数番目に生成される送信パルスとの間で位相を切り替えるとともに、受信機6により検波される受信パルスの前半分を構成するサブパルス(1)と、その受信パルスの後半分を構成するサブパルス(2)との間で位相を切り替えるものについて説明する。
この実施の形態2のアンテナ装置の構成は、上記実施の形態1と同様に図1である。
図7及び図8はこの発明の実施の形態2によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the phase is switched between the sub-pulse (1) constituting the first half of the transmission pulse generated by the transmitter 1 and the sub-pulse (2) constituting the second half of the transmission pulse, and A description is given of switching the phase between a reception pulse detected oddly by the receiver 6 and a reception pulse detected evenly.
In the second embodiment, the phase is switched between an odd-numbered transmission pulse generated by the transmitter 1 and an even-numbered transmission pulse, and the first half of the received pulse detected by the receiver 6. Will be described in which the phase is switched between the sub-pulse (1) that constitutes the sub-pulse and the sub-pulse (2) that constitutes the latter half of the received pulse.
The configuration of the antenna device according to the second embodiment is shown in FIG. 1 as in the first embodiment.
7 and 8 are flowcharts showing an antenna excitation method which is a processing content of the antenna device according to the second embodiment of the present invention.

次に動作について説明する。
図9はこの発明の実施の形態2における素子アンテナ3−kでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
アンテナ装置がパルスの送受信を開始する前に、励振位相設定部12が、ユーザの操作を受け付けることで、素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を示す位相プロファイルの設定を受け付けて、その位相プロファイルを記憶する(図7のステップST21)。
Next, the operation will be described.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing transmission pulse, transmission pulse phase, reception pulse, reception pulse phase and time-averaged digital reception data at element antenna 3-k according to Embodiment 2 of the present invention.
Before the antenna device starts transmission / reception of pulses, the excitation phase setting unit 12 accepts the user's operation, thereby accepting the setting of the phase profile indicating the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K. The phase profile is stored (step ST21 in FIG. 7).

この実施の形態2では、第1の切替周期として、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスと、偶数番目に生成される送信パルスとの間で位相を切り替える位相切替周期がタイミング同期部11に設定されているので、信号送信時用の位相プロファイルとして、2つの位相プロファイルの設定が受け付けられる。
即ち、信号送信時用の位相プロファイルとして、奇数番目に生成される送信パルスに係る位相プロファイルと、偶数番目に生成される送信パルスに係る位相プロファイルとの設定が受け付けられる。
図9では、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)における送信パルスの位相の例を示しており、奇数番目に生成される送信パルスの位相がφt1、偶数番目に生成される送信パルスの位相がφt2に設定されている。
In the second embodiment, as the first switching period, the phase switching period for switching the phase between the transmission pulse generated oddly by the transmitter 1 and the transmission pulse generated evenly is the timing synchronization unit. Therefore, setting of two phase profiles is accepted as a phase profile for signal transmission.
That is, as a phase profile for signal transmission, settings of a phase profile related to an odd-numbered transmission pulse and a phase profile related to an even-numbered transmission pulse are accepted.
FIG. 9 shows an example of the phase of the transmission pulse in the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K), where the phase of the odd-numbered transmission pulse is φ t1 , The phase of the even-numbered transmission pulse is set to φt2 .

また、この実施の形態2では、第2の切替周期として、受信機6により検波される受信パルスの前半分を構成するサブパルス(1)と、その受信パルスの後半分を構成するサブパルス(2)との間で位相を切り替える切替周期がタイミング同期部11に設定されているので、信号受信時用の位相プロファイルとして、2つの位相プロファイルの設定が受け付けられる。
即ち、信号受信時用の位相プロファイルとして、サブパルス(1)に係る位相プロファイルと、サブパルス(2)に係る位相プロファイルとの設定が受け付けられる。
図9では、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)における受信パルスの位相の例を示しており、サブパルス(1)の位相がφr1、サブパルス(2)の位相がφr2に設定されている。
In the second embodiment, as the second switching period, the sub-pulse (1) constituting the front half of the received pulse detected by the receiver 6 and the sub-pulse (2) constituting the latter half of the received pulse are used. Since the switching period for switching the phase between the two is set in the timing synchronization unit 11, the setting of two phase profiles is accepted as a phase profile for signal reception.
That is, as the phase profile for signal reception, the setting of the phase profile related to the subpulse (1) and the phase profile related to the subpulse (2) is accepted.
FIG. 9 shows an example of the phase of the received pulse at the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K), where the phase of the subpulse (1) is φ r1 and the subpulse (2). Is set to φr2 .

ここで、奇数番目に生成される送信パルスの位相φt1と偶数番目に生成される送信パルスの位相φt2は、共役の関係を有する位相に設定される。即ち、φt1=−φt2が成立する位相に設定される。
また、サブパルス(1)の位相φr1とサブパルス(2)の位相φr2は、共役の関係を有する位相に設定される。即ち、φr1=−φr2が成立する位相に設定される。
このように、φt1=−φt2が成立し、かつ、φr1=−φr2が成立する位相に設定されることで、後述する時間平均算出部15によって、ディジタル受信データの時間平均が算出される際に、虚部の振幅成分が打ち消されて、実部の振幅成分のみが抽出されるようになる。
Here, the phase phi t2 of transmission pulses to be generated in the even-numbered and phase phi t1 of transmission pulses to be generated in odd is set to a phase having a conjugate relationship. That is, it is set to a phase where φ t1 = −φ t2 .
Further, the phase φ r1 of the subpulse (1) and the phase φ r2 of the subpulse (2) are set to phases having a conjugate relationship. That is, it is set to a phase where φ r1 = −φ r2 is established.
In this way, when φ t1 = −φ t2 is established and the phase is established such that φ r1 = −φ r2 is established, the time average calculation unit 15 described later calculates the time average of the digital reception data. In doing so, the amplitude component of the imaginary part is canceled and only the amplitude component of the real part is extracted.

この実施の形態2では、信号送信時用の位相プロファイルとして、2つの位相プロファイルの設定が受け付けられ、信号受信時用の位相プロファイルとして、2つの位相プロファイルの設定が受け付けられる例を示しているが、これは一例に過ぎず、例えば、信号送信時用の位相プロファイルとして、3つ以上の位相プロファイルの設定が受け付けられ、信号受信時用の位相プロファイルとして、3つ以上の位相プロファイルの設定が受け付けられるものであってもよい。   In the second embodiment, an example is shown in which two phase profile settings are accepted as a phase profile for signal transmission, and two phase profile settings are accepted as a phase profile for signal reception. This is only an example. For example, three or more phase profile settings are accepted as a phase profile for signal transmission, and three or more phase profile settings are accepted as a phase profile for signal reception. May be used.

タイミング同期部11は、ユーザによる位相プロファイルの設定が励振位相設定部12に受け付けられたのち、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機1及び励振位相切替部13に出力する。
送信機1は、タイミング同期部11からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、その制御信号をトリガーとして、送信信号である高周波信号(送信パルス)を生成し、その高周波信号をフェーズドアレーアンテナ2に出力する(図7のステップST22)。
フェーズドアレーアンテナ2の合成分配器5は、送信機1から高周波信号を受けると、その高周波信号を分配して、分配した高周波信号を移相器4−1〜4−Kに出力する。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the pulse generation timing to the transmitter 1 and the excitation phase switching unit 13 after the phase profile setting by the user is received by the excitation phase setting unit 12.
When the transmitter 1 receives a control signal indicating the pulse generation timing from the timing synchronization unit 11, the transmitter 1 generates a high-frequency signal (transmission pulse) as a transmission signal using the control signal as a trigger, and the high-frequency signal is transmitted to the phased array antenna. 2 (step ST22 in FIG. 7).
When the synthesizer / distributor 5 of the phased array antenna 2 receives the high-frequency signal from the transmitter 1, it distributes the high-frequency signal and outputs the distributed high-frequency signal to the phase shifters 4-1 to 4 -K.

励振位相切替部13は、タイミング同期部11からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、送信機1により生成された送信パルスが奇数番目の送信パルスであるのか、偶数番目の送信パルスであるのかを確認する。タイミング同期部11から出力されたパルスの生成タイミングを示す制御信号の数をカウントすることで、奇数番目の送信パルスであるのか、偶数番目の送信パルスであるのかを確認することができる。
励振位相切替部13は、送信機1により生成された送信パルスが奇数番目の送信パルスであれば(ステップST23:YESの場合)、励振位相設定部12から信号送信時用の位相プロファイルとして、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスに係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST24)。
When receiving the control signal indicating the pulse generation timing from the timing synchronization unit 11, the excitation phase switching unit 13 determines whether the transmission pulse generated by the transmitter 1 is an odd-numbered transmission pulse or an even-numbered transmission pulse. Check if By counting the number of control signals indicating the generation timing of the pulses output from the timing synchronization unit 11, it is possible to confirm whether the transmission pulse is an odd-numbered transmission pulse or an even-numbered transmission pulse.
If the transmission pulse generated by the transmitter 1 is an odd-numbered transmission pulse (in the case of YES at step ST23), the excitation phase switching unit 13 transmits the signal from the excitation phase setting unit 12 as a phase profile for signal transmission. The phase profile related to the transmission pulse generated oddly by the machine 1 is read, and the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile is output to the phase shifter control unit 14.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. To K (step ST24).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器5により分配された高周波信号である送信パルスの位相を調整して、位相調整後の送信パルスを素子アンテナ3−1〜3−Kに出力する(ステップST26)。
これにより、移相器4−1〜4−Kにより位相が調整された送信パルスが素子アンテナ3−1〜3−Kから空間に放射される(ステップST27)。
図9の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)により送信パルスの位相がφt1に調整されて、その送信パルスが素子アンテナ3−kから放射される。
送信パルスは、素子アンテナ3−1〜3−Kから空間に放射されたのち、観測対象である目標物に反射され、その反射波が受信パルスとして素子アンテナ3−1〜3−Kに戻ってくる。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the transmission pulses that are high-frequency signals distributed by the combiner / distributor 5 according to the phase shifter control signal. And the transmission pulse after the phase adjustment is output to the element antennas 3-1 to 3-K (step ST26).
Thereby, the transmission pulse whose phase is adjusted by the phase shifters 4-1 to 4 -K is radiated from the element antennas 3-1 to 3 -K to the space (step ST 27).
In the example of FIG. 9, the phase of the transmission pulse is adjusted to φ t1 by the phase shifter 4-k (k = 1, 2, 3,..., K), and the transmission pulse is transmitted from the element antenna 3-k. Radiated.
The transmission pulse is radiated from the element antennas 3-1 to 3-K to the space and then reflected by the target object to be observed, and the reflected wave returns to the element antennas 3-1 to 3-K as a reception pulse. come.

タイミング同期部11は、パルスの生成タイミングを示す制御信号を出力したのち、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力する。
励振位相切替部13は、タイミング同期部11から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると(図8のステップST28:YESの場合)、励振位相設定部12から信号受信時用の位相プロファイルとして、サブパルス(1)に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST29)。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the pulse generation timing, and then outputs a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse to the excitation phase switching unit 13.
When receiving the control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse from the timing synchronization unit 11 (step ST28 in FIG. 8: YES), the excitation phase switching unit 13 receives the signal from the excitation phase setting unit 12 when receiving a signal. As the phase profile, the phase profile related to the sub-pulse (1) is read, and the excitation phases of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile are output to the phase shifter controller 14.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. Output to K (step ST29).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ3−1〜3−Kの受信パルスの位相を調整して、位相調整後の受信パルスのサブパルス(1)を合成分配器5に出力する(ステップST30)。
図9の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)により受信パルスのサブパルス(1)の位相がφr1に調整されて、そのサブパルス(1)が合成分配器5に出力される。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the phases of the received pulses of the element antennas 3-1 to 3 -K according to the phase shifter control signal. And the sub-pulse (1) of the received pulse after phase adjustment is output to the combiner / distributor 5 (step ST30).
In the example of FIG. 9, the phase shifter 4-k (k = 1,2,3, ···, K) phase sub-pulse (1) of the received pulse is adjusted to phi r1 by its sub-pulse (1) Is output to the combiner / distributor 5.

タイミング同期部11は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力したのち、サブパルス(1)の位相φr1に相当する時間である第2の切替周期を経過すると、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力する。
励振位相切替部13は、タイミング同期部11から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると(ステップST31:YESの場合)、励振位相設定部12から別の信号受信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
即ち、励振位相切替部13は、励振位相設定部12からサブパルス(2)に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST32)。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating a phase update timing for switching the phase of the received pulse to the excitation phase switching unit 13 and then sets a second switching cycle that is a time corresponding to the phase φ r1 of the subpulse (1). When the time has elapsed, a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse is output to the excitation phase switching unit 13.
When receiving the control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse from the timing synchronization unit 11 (step ST31: YES), the excitation phase switching unit 13 receives another signal from the excitation phase setting unit 12. The phase profile is read, and the excitation phases of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile are output to the phase shifter control unit.
That is, the excitation phase switching unit 13 reads the phase profile related to the sub-pulse (2) from the excitation phase setting unit 12, and sets the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile to the phase shifter control unit. 14 for output.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. Output to K (step ST32).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ3−1〜3−Kの受信パルスのサブパルス(2)の位相を調整して、位相調整後の受信パルスのサブパルス(2)を合成分配器5に出力する(ステップST33)。
図9の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)により受信パルスのサブパルス(2)の位相がφr2に調整されて、そのサブパルス(1)が合成分配器5に出力される。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the sub-pulses of the received pulses of the element antennas 3-1 to 3 -K according to the phase shifter control signal. The phase of (2) is adjusted, and the subpulse (2) of the received pulse after phase adjustment is output to the combiner / distributor 5 (step ST33).
In the example of FIG. 9, the phase shifter 4-k (k = 1,2,3, ···, K) phase of the received pulse sub-pulse (2) is adjusted to phi r2 by its sub-pulse (1) Is output to the combiner / distributor 5.

合成分配器5は、移相器4−1〜4−Kから位相調整後のサブパルス(1)とサブパルス(2)からなる受信パルスを受けると、K個の受信パルスを合成して、合成後の受信パルスを受信機6に出力する。
受信機6は、合成分配器5から合成後の受信パルスを受けると、合成後の受信パルスを検波し、その受信パルスを例えばベースバンドのディジタル信号であるディジタル受信データに変換する(ステップST34)。
When the combiner / distributor 5 receives the received pulse composed of the subpulse (1) and the subpulse (2) after the phase adjustment from the phase shifters 4-1 to 4-K, the combiner / distributor 5 combines the K received pulses and combines them. The received pulse is output to the receiver 6.
Upon receiving the combined received pulse from combining distributor 5, receiver 6 detects the combined received pulse, and converts the received pulse into digital received data, for example, a baseband digital signal (step ST34). .

タイミング同期部11は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力したのち、受信機6から出力されたディジタル受信データの時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を時間平均算出部15に出力する。
時間平均算出部15は、タイミング同期部11から時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を受けると、上記実施の形態1と同様に、受信機6により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出する。即ち、1つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出する(ステップST35)。
図9の例では、受信パルスの時間幅がTarであるため、時間幅Tarの間の信号値の時間平均が算出される。
時間平均算出部15は、受信機6により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出すると、その信号値の時間平均値を内部のメモリに格納する。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse to the excitation phase switching unit 13, and then indicates the start timing of the time average processing of the digital reception data output from the receiver 6. The signal is output to the time average calculation unit 15.
When the time average calculation unit 15 receives the control signal indicating the start timing of the time average processing from the timing synchronization unit 11, the time average calculation unit 15 obtains the signal value indicated by the digital reception data converted by the receiver 6 as in the first embodiment. Calculate the time average. That is, a time average of signal values within one reception pulse is calculated (step ST35).
In the example of FIG. 9, since the time width of the received pulse is Tar, the time average of the signal values during the time width Tar is calculated.
When the time average of the signal value indicated by the digital reception data converted by the receiver 6 is calculated, the time average calculation unit 15 stores the time average value of the signal value in an internal memory.

タイミング同期部11は、時間平均算出部15が信号値の時間平均値を内部のメモリに格納すると、N(Nは2以上の整数)個の時間平均値がメモリに格納されたか否かを判定し、N個の時間平均値がメモリに格納されていなければ(ステップST36:NOの場合)、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機1及び励振位相切替部13に出力する。
この段階では、メモリに格納されている時間平均値の個数が1個であるため、タイミング同期部11からパルスの生成タイミングを示す制御信号が出力される。
When the time average calculation unit 15 stores the time average value of the signal value in the internal memory, the timing synchronization unit 11 determines whether N (N is an integer of 2 or more) time average values are stored in the memory. If N time average values are not stored in the memory (step ST36: NO), a control signal indicating the pulse generation timing is output to the transmitter 1 and the excitation phase switching unit 13.
At this stage, since the number of time average values stored in the memory is one, the timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the pulse generation timing.

送信機1は、タイミング同期部11からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、その制御信号をトリガーとして、送信信号である高周波信号(送信パルス)を生成し、その高周波信号をフェーズドアレーアンテナ2に出力する(図7のステップST22)。
フェーズドアレーアンテナ2の合成分配器5は、送信機1から高周波信号を受けると、その高周波信号を分配して、分配した高周波信号を移相器4−1〜4−Kに出力する。
When the transmitter 1 receives a control signal indicating the pulse generation timing from the timing synchronization unit 11, the transmitter 1 generates a high-frequency signal (transmission pulse) as a transmission signal using the control signal as a trigger, and the high-frequency signal is transmitted to the phased array antenna. 2 (step ST22 in FIG. 7).
When the synthesizer / distributor 5 of the phased array antenna 2 receives the high-frequency signal from the transmitter 1, it distributes the high-frequency signal and outputs the distributed high-frequency signal to the phase shifters 4-1 to 4 -K.

励振位相切替部13は、タイミング同期部11からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、送信機1により生成された送信パルスが奇数番目の送信パルスであるのか、偶数番目の送信パルスであるのかを確認する。
励振位相切替部13は、送信機1により生成された送信パルスが偶数番目の送信パルスであれば(ステップST23:NOの場合)、励振位相設定部12から信号送信時用の位相プロファイルとして、送信機1により偶数番目に生成される送信パルスに係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST25)。
When receiving the control signal indicating the pulse generation timing from the timing synchronization unit 11, the excitation phase switching unit 13 determines whether the transmission pulse generated by the transmitter 1 is an odd-numbered transmission pulse or an even-numbered transmission pulse. Check if
If the transmission pulse generated by the transmitter 1 is an even-numbered transmission pulse (step ST23: NO), the excitation phase switching unit 13 transmits the signal from the excitation phase setting unit 12 as a phase profile for signal transmission. The phase profile related to the even-numbered transmission pulse generated by the machine 1 is read, and the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K indicated by the phase profile is output to the phase shifter control unit 14.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. Output to K (step ST25).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器5により分配された高周波信号である送信パルスの位相を調整して、位相調整後の送信パルスを素子アンテナ3−1〜3−Kに出力する(ステップST26)。
これにより、移相器4−1〜4−Kにより位相が調整された送信パルスが素子アンテナ3−1〜3−Kから空間に放射される(ステップST27)。
図9の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)により送信パルスの位相がφt2に調整されて、その送信パルスが素子アンテナ3−kから放射される。
送信パルスは、素子アンテナ3−1〜3−Kから空間に放射されたのち、観測対象である目標物に反射され、その反射波が受信パルスとして素子アンテナ3−1〜3−Kに戻ってくる。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the transmission pulses that are high-frequency signals distributed by the combiner / distributor 5 according to the phase shifter control signal. And the transmission pulse after the phase adjustment is output to the element antennas 3-1 to 3-K (step ST26).
Thereby, the transmission pulse whose phase is adjusted by the phase shifters 4-1 to 4 -K is radiated from the element antennas 3-1 to 3 -K to the space (step ST 27).
In the example of FIG. 9, the phase of the transmission pulse is adjusted to φt2 by the phase shifter 4-k (k = 1, 2, 3,..., K), and the transmission pulse is transmitted from the element antenna 3-k. Radiated.
The transmission pulse is radiated from the element antennas 3-1 to 3-K to the space and then reflected by the target object to be observed, and the reflected wave returns to the element antennas 3-1 to 3-K as a reception pulse. come.

タイミング同期部11は、パルスの生成タイミングを示す制御信号を出力したのち、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力する。
励振位相切替部13は、タイミング同期部11から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると(図8のステップST28:YESの場合)、励振位相設定部12から信号受信時用の位相プロファイルとして、サブパルス(1)に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST29)。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the pulse generation timing, and then outputs a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse to the excitation phase switching unit 13.
When receiving the control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse from the timing synchronization unit 11 (step ST28 in FIG. 8: YES), the excitation phase switching unit 13 receives the signal from the excitation phase setting unit 12 when receiving a signal. As the phase profile, the phase profile related to the sub-pulse (1) is read, and the excitation phases of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile are output to the phase shifter controller 14.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. Output to K (step ST29).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ3−1〜3−Kの受信パルスの位相を調整して、位相調整後の受信パルスのサブパルス(1)を合成分配器5に出力する(ステップST30)。
図9の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)により受信パルスのサブパルス(1)の位相がφr1に調整されて、そのサブパルス(1)が合成分配器5に出力される。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the phases of the received pulses of the element antennas 3-1 to 3 -K according to the phase shifter control signal. And the sub-pulse (1) of the received pulse after phase adjustment is output to the combiner / distributor 5 (step ST30).
In the example of FIG. 9, the phase shifter 4-k (k = 1,2,3, ···, K) phase sub-pulse (1) of the received pulse is adjusted to phi r1 by its sub-pulse (1) Is output to the combiner / distributor 5.

タイミング同期部11は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力したのち、サブパルス(1)の位相φr1に相当する時間である第2の切替周期を経過すると、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力する。
励振位相切替部13は、タイミング同期部11から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると(ステップST31:YESの場合)、励振位相設定部12から別の信号受信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
即ち、励振位相切替部13は、励振位相設定部12からサブパルス(2)に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を移相器制御部14に出力する。
移相器制御部14は、励振位相切替部13から素子アンテナ3−1〜3−Kの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器4−1〜4−Kに出力する(ステップST32)。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating a phase update timing for switching the phase of the received pulse to the excitation phase switching unit 13 and then sets a second switching cycle that is a time corresponding to the phase φ r1 of the subpulse (1). When the time has elapsed, a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse is output to the excitation phase switching unit 13.
When receiving the control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse from the timing synchronization unit 11 (step ST31: YES), the excitation phase switching unit 13 receives another signal from the excitation phase setting unit 12. The phase profile is read, and the excitation phases of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile are output to the phase shifter control unit.
That is, the excitation phase switching unit 13 reads the phase profile related to the sub-pulse (2) from the excitation phase setting unit 12, and sets the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3-K indicated by the phase profile to the phase shifter control unit. 14 for output.
When the phase shifter control unit 14 receives the excitation phase of the element antennas 3-1 to 3 -K from the excitation phase switching unit 13, the phase shifter control unit 14 sends phase shifter control signals indicating the excitation phase to the phase shifters 4-1 to 4-4. Output to K (step ST32).

移相器4−1〜4−Kは、移相器制御部14から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ3−1〜3−Kの受信パルスのサブパルス(2)の位相を調整して、位相調整後の受信パルスのサブパルス(2)を合成分配器5に出力する(ステップST33)。
図9の例では、移相器4−k(k=1,2,3,・・・,K)により受信パルスのサブパルス(2)の位相がφr2に調整されて、そのサブパルス(1)が合成分配器5に出力される。
When the phase shifters 4-1 to 4 -K receive the phase shifter control signal from the phase shifter control unit 14, the sub-pulses of the received pulses of the element antennas 3-1 to 3 -K according to the phase shifter control signal. The phase of (2) is adjusted, and the subpulse (2) of the received pulse after phase adjustment is output to the combiner / distributor 5 (step ST33).
In the example of FIG. 9, the phase shifter 4-k (k = 1,2,3, ···, K) phase of the received pulse sub-pulse (2) is adjusted to phi r2 by its sub-pulse (1) Is output to the combiner / distributor 5.

合成分配器5は、移相器4−1〜4−Kから位相調整後のサブパルス(1)とサブパルス(2)からなる受信パルスを受けると、K個の受信パルスを合成して、合成後の受信パルスを受信機6に出力する。
受信機6は、合成分配器5から合成後の受信パルスを受けると、合成後の受信パルスを検波し、その受信パルスを例えばベースバンドのディジタル信号であるディジタル受信データに変換する(ステップST34)。
When the combiner / distributor 5 receives the received pulse composed of the subpulse (1) and the subpulse (2) after the phase adjustment from the phase shifters 4-1 to 4-K, the combiner / distributor 5 combines the K received pulses and combines them. The received pulse is output to the receiver 6.
Upon receiving the combined received pulse from combining distributor 5, receiver 6 detects the combined received pulse, and converts the received pulse into digital received data, for example, a baseband digital signal (step ST34). .

タイミング同期部11は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部13に出力したのち、受信機6から出力されたディジタル受信データの時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を時間平均算出部15に出力する。
時間平均算出部15は、タイミング同期部11から時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を受けると、上記実施の形態1と同様に、受信機6により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出する。即ち、1つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出する(ステップST35)。
図9の例では、受信パルスの時間幅がTarであるため、時間幅Tarの間の信号値の時間平均が算出される。
時間平均算出部15は、受信機6により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出すると、その信号値の時間平均値を内部のメモリに格納する。
The timing synchronization unit 11 outputs a control signal indicating the phase update timing for switching the phase of the received pulse to the excitation phase switching unit 13, and then indicates the start timing of the time average processing of the digital reception data output from the receiver 6. The signal is output to the time average calculation unit 15.
When the time average calculation unit 15 receives the control signal indicating the start timing of the time average processing from the timing synchronization unit 11, the time average calculation unit 15 obtains the signal value indicated by the digital reception data converted by the receiver 6 as in the first embodiment. Calculate the time average. That is, a time average of signal values within one reception pulse is calculated (step ST35).
In the example of FIG. 9, since the time width of the received pulse is Tar, the time average of the signal values during the time width Tar is calculated.
When the time average of the signal value indicated by the digital reception data converted by the receiver 6 is calculated, the time average calculation unit 15 stores the time average value of the signal value in an internal memory.

タイミング同期部11は、時間平均算出部15が信号値の時間平均値を内部のメモリに格納すると、N(Nは2以上の整数)個の時間平均値がメモリに格納されたか否かを判定し、N個の時間平均値がメモリに格納されていなければ(ステップST36:NOの場合)、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機1及び励振位相切替部13に出力する。
ステップST22〜ST35の処理が繰り返し実施されて、N個の時間平均値がメモリに格納されると(ステップST36:YESの場合)、時間平均算出部15が、内部のメモリからN個の時間平均値を読み出し、N個の時間平均値の時間平均を算出する。即ち、N個の受信パルス間での信号値の時間平均を算出する(ステップST37)。
When the time average calculation unit 15 stores the time average value of the signal value in the internal memory, the timing synchronization unit 11 determines whether N (N is an integer of 2 or more) time average values are stored in the memory. If N time average values are not stored in the memory (step ST36: NO), a control signal indicating the pulse generation timing is output to the transmitter 1 and the excitation phase switching unit 13.
When the processing of steps ST22 to ST35 is repeatedly performed and N time average values are stored in the memory (in the case of YES at step ST36), the time average calculation unit 15 performs N time averages from the internal memory. The value is read and the time average of N time average values is calculated. That is, a time average of signal values between N reception pulses is calculated (step ST37).

この実施の形態2の場合も、上記実施の形態1と同様に、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現することができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態2の場合も、上記実施の形態1と同様に、第1の切替周期と第2の切替周期を異なる周期にしているので、信号送信時の時間変調技術と、信号受信時の時間変調技術とを独立に適用することができる。このため、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とが打ち消されてしまうなどの現象が発生しない。
これにより、信号送信時の時間変調効果だけを実現する場合や、信号受信時の時間変調効果だけを実現する場合よりも、性能が高い振幅位相制御の実施が可能なアンテナ装置が得られる。
In the case of the second embodiment, as in the first embodiment, the time modulation effect at the time of signal transmission and the time modulation effect at the time of signal reception can be realized at the same time.
That is, in the case of the second embodiment, as in the first embodiment, the first switching cycle and the second switching cycle are different from each other. The time modulation technique of time can be applied independently. For this reason, the phenomenon that the time modulation effect at the time of signal transmission and the time modulation effect at the time of signal reception are canceled does not occur.
As a result, an antenna device capable of performing amplitude phase control with higher performance than the case of realizing only the time modulation effect at the time of signal transmission or the case of realizing only the time modulation effect at the time of signal reception can be obtained.

実施の形態3.
上記実施の形態1では、励振位相制御部8が、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)における送信パルスのサブパルス(1)(2)の位相として、サブパルス(1)の位相をφt1、サブパルス(2)の位相をφt2に設定し、また、受信機6により奇数番目に検波される受信パルスの位相をφr1、偶数番目に検波される受信パルスの位相をφr2に設定するものを示したが、第1の切替周期と第2の切替周期が異なる周期であればよく、この設定内容に限るものではない。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the excitation phase control unit 8 uses the sub-pulses as the phases of the sub-pulses (1) and (2) of the transmission pulse in the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K). The phase of (1) is set to φ t1 , the phase of the sub-pulse (2) is set to φ t2, and the phase of the received pulse detected oddly by the receiver 6 is φ r1 , and the received pulse detected evenly of it showed that setting the phase to phi r2, may be a period in which the first switching period and the second switching period is different, not limited to this configuration.

図10はこの発明の実施の形態3における素子アンテナ3−kでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
この実施の形態3では、励振位相制御部8は、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスのサブパルス(2)の位相と、受信機6により奇数番目に検波される受信パルスの位相と、送信機1により偶数番目に生成される送信パルスのサブパルス(1)の位相とを同じ位相に設定する。
また、励振位相制御部8は、送信機1により偶数番目に生成される送信パルスのサブパルス(2)の位相と、受信機6により偶数番目に検波される受信パルスの位相と、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスのサブパルス(1)の位相とを同じ位相に設定する。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing transmission pulse, transmission pulse phase, reception pulse, reception pulse phase and time-averaged digital reception data at element antenna 3-k according to Embodiment 3 of the present invention.
In the third embodiment, the excitation phase control unit 8 includes the phase of the sub-pulse (2) of the transmission pulse generated oddly by the transmitter 1 and the phase of the reception pulse detected oddly by the receiver 6. The phase of the sub-pulse (1) of the transmission pulse generated evenly by the transmitter 1 is set to the same phase.
The excitation phase control unit 8 also includes the phase of the sub-pulse (2) of the transmission pulse generated evenly by the transmitter 1, the phase of the reception pulse detected evenly by the receiver 6, and the transmitter 1 The phase of the sub-pulse (1) of the odd-numbered transmission pulse is set to the same phase.

即ち、励振位相制御部8は、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)については、図10に示すように、送信機1により奇数番目(例えば、1番目)に生成される送信パルスのサブパルス(1)の位相をφ、その送信パルスのサブパルス(2)の位相をφに設定する場合、受信機6により奇数番目(例えば、1番目)に検波される受信パルスの位相を、送信機1により奇数番目(例えば、1番目)に生成される送信パルスのサブパルス(2)の位相φと同じ位相に設定する。
また、励振位相制御部8は、送信機1により偶数番目(例えば、2番目)に生成される送信パルスのサブパルス(1)の位相を、受信機6により奇数番目(例えば、1番目)に検波される受信パルスの位相φと同じ位相に設定して、その送信パルスのサブパルス(2)の位相をφに設定する。
そして、励振位相制御部8は、受信機6により偶数番目(例えば、2番目)に検波される受信パルスの位相を、送信機1により偶数番目(例えば、2番目)に生成される送信パルスのサブパルス(2)の位相φと同じ位相に設定する。
さらに、励振位相制御部8は、送信機1により奇数番目(例えば、3番目)に生成される送信パルスのサブパルス(1)の位相を、受信機6により偶数番目(例えば、2番目)に検波される受信パルスの位相φと同じ位相に設定して、その送信パルスのサブパルス(2)の位相をφに設定する。
なお、位相φと位相φは、共役の関係を有している。即ち、φ=−φが成立する位相である。
That is, the excitation phase control unit 8 performs an odd number (for example, the first) on the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K) by the transmitter 1 as shown in FIG. ), When the phase of the sub-pulse (1) of the transmission pulse generated is set to φ 1 and the phase of the sub-pulse (2) of the transmission pulse is set to φ 2 , the receiver 6 detects the odd-numbered (for example, the first) is the phase of the received pulses, odd by the transmitter 1 (e.g., 1 second) is set to the same phase as the phase phi 2 the sub-pulses of the transmitted pulse to be generated (2).
Further, the excitation phase control unit 8 detects the phase of the sub-pulse (1) of the transmission pulse generated evenly (eg, second) by the transmitter 1 and is detected oddly (eg, first) by the receiver 6. set to the same phase as the phase phi 2 of a received pulse, setting the phase of the sub-pulse (2) of the transmission pulses phi 1.
Then, the excitation phase control unit 8 determines the phase of the received pulse detected by the receiver 6 to the even number (for example, second), and the transmission pulse generated by the transmitter 1 to the even number (for example, second). set to the same phase as the phase phi 1 the sub-pulse (2).
Further, the excitation phase control unit 8 detects the phase of the sub-pulse (1) of the transmission pulse generated at the odd number (for example, third) by the transmitter 1 to the even number (for example, second) by the receiver 6. is set to the phase phi 1 the same phase of the received pulses, sets the phases of the sub-pulses of the transmitted pulse (2) to phi 2.
Note that the phase φ 1 and the phase φ 2 have a conjugate relationship. That is, it is a phase where φ 1 = −φ 2 is established.

図10の例でも、第1の切替周期と第2の切替周期が異なる周期であるため、上記実施の形態1と同様に、信号送信時の時間変調技術と、信号受信時の時間変調技術とを独立に適用することができる。
この実施の形態3では、励振位相制御部8が、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスのサブパルス(2)の位相と、受信機6により奇数番目に検波される受信パルスの位相と、送信機1により偶数番目に生成される送信パルスのサブパルス(1)の位相とを同じ位相に設定し、かつ、送信機1により偶数番目に生成される送信パルスのサブパルス(2)の位相と、受信機6により偶数番目に検波される受信パルスの位相と、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスのサブパルス(1)の位相とを同じ位相に設定しているので、送信パルスの処理から受信パルスの処理に切り替える際、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)の位相を維持すればよく、位相を切り替える処理が不要になる。また、受信パルスの処理から送信パルスの処理に切り替える際にも、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)の位相を維持すればよく、位相を切り替える処理が不要になる。
したがって、上記実施の形態1よりも、移相器4−1〜4−Kに対する制御が簡易化される。このため、ハードウェアへ要求性能を緩和することができる。
In the example of FIG. 10 as well, since the first switching period and the second switching period are different periods, the time modulation technique at the time of signal transmission and the time modulation technique at the time of signal reception are the same as in the first embodiment. Can be applied independently.
In the third embodiment, the excitation phase control unit 8 determines the phase of the subpulse (2) of the transmission pulse generated oddly by the transmitter 1 and the phase of the reception pulse detected oddly by the receiver 6. The phase of the sub-pulse (1) of the even-numbered transmission pulse generated by the transmitter 1 is set to the same phase, and the phase of the sub-pulse (2) of the even-numbered transmission pulse generated by the transmitter 1 Since the phase of the reception pulse detected evenly by the receiver 6 and the phase of the sub-pulse (1) of the transmission pulse generated oddly by the transmitter 1 are set to the same phase, When switching from processing to received pulse processing, the phase of the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K) may be maintained, and processing for switching the phase becomes unnecessary. In addition, when switching from reception pulse processing to transmission pulse processing, the phase of the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K) may be maintained, and phase switching processing is performed. It becomes unnecessary.
Therefore, control over phase shifters 4-1 to 4-K is simplified as compared with the first embodiment. For this reason, the performance required for hardware can be relaxed.

実施の形態4.
上記実施の形態2では、励振位相制御部8が、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)における奇数番目に生成される送信パルスの位相をφt1、偶数番目に生成される送信パルスの位相をφt2に設定し、また、受信機6により検波される受信パルスのサブパルス(1)の位相をφr1、サブパルス(2)の位相をφr2に設定するものを示したが、第1の切替周期と第2の切替周期が異なる周期であればよく、この設定内容に限るものではない。
Embodiment 4 FIG.
In the second embodiment, the excitation phase control unit 8 sets the phase of the odd-numbered transmission pulse generated in the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K) to φ t1 and the even number. the phase of the transmission pulse generated set phi t2 to th, and sets the phase of the sub-pulse (1) of a received pulse detected by the receiver 6 phi r1, the phase of the sub-pulse (2) to phi r2 Although the thing was shown, it should just be a period from which a 1st switching period and a 2nd switching period differ, and it is not restricted to this setting content.

図11はこの発明の実施の形態4における素子アンテナ3−kでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
この実施の形態4では、励振位相制御部8は、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスの位相と、受信機6により奇数番目に検波される受信パルスのサブパルス(1)の位相とを同じ位相に設定して、その受信パルスのサブパルス(2)の位相と、送信機1により偶数番目に生成される送信パルスの位相とを同じ位相に設定する。
また、励振位相制御部8は、送信機1により偶数番目に生成される送信パルスの位相と、受信機6により偶数番目に検波される受信パルスのサブパルス(1)の位相とを同じ位相に設定して、その受信パルスのサブパルス(2)の位相と、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスの位相とを同じ位相に設定する。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing transmission pulse, transmission pulse phase, reception pulse, reception pulse phase and time-averaged digital reception data at element antenna 3-k according to Embodiment 4 of the present invention.
In the fourth embodiment, the excitation phase control unit 8 includes the phase of the transmission pulse generated oddly by the transmitter 1 and the phase of the subpulse (1) of the reception pulse detected oddly by the receiver 6. Are set to the same phase, and the phase of the sub-pulse (2) of the received pulse and the phase of the even-numbered transmission pulse generated by the transmitter 1 are set to the same phase.
In addition, the excitation phase control unit 8 sets the phase of the transmission pulse generated evenly by the transmitter 1 and the phase of the subpulse (1) of the reception pulse detected evenly by the receiver 6 to the same phase. Then, the phase of the sub-pulse (2) of the received pulse and the phase of the transmission pulse generated oddly by the transmitter 1 are set to the same phase.

即ち、励振位相制御部8は、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)については、図11に示すように、送信機1により奇数番目(例えば、1番目)に生成される送信パルスの位相をφに設定する場合、受信機6により奇数番目(例えば、1番目)に検波される受信パルスのサブパルス(1)の位相を、送信機1により奇数番目(例えば、1番目)に生成される送信パルスの位相φと同じ位相に設定して、受信機6により奇数番目(例えば、1番目)に検波される受信パルスのサブパルス(2)の位相をφに設定する。
また、励振位相制御部8は、送信機1により偶数番目(例えば、2番目)に生成される送信パルスの位相を、受信機6により奇数番目(例えば、1番目)に検波される受信パルスのサブパルス(2)の位相φと同じ位相に設定する。
さらに、励振位相制御部8は、受信機6により偶数番目(例えば、2番目)に検波される受信パルスのサブパルス(1)の位相を、送信機1により偶数番目(例えば、2番目)に生成される送信パルスの位相φと同じ位相に設定して、受信機6により偶数番目(例えば、2番目)に検波される受信パルスのサブパルス(2)の位相をφに設定する。
そして、励振位相制御部8は、送信機1により奇数番目(例えば、3番目)に生成される送信パルスの位相を、受信機6により偶数番目(例えば、2番目)に検波される受信パルスのサブパルス(2)の位相φと同じ位相に設定する。
なお、位相φと位相φは、共役の関係を有している。即ち、φ=−φが成立する位相である。
That is, the excitation phase control unit 8 performs an odd number (for example, the first number) on the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K) by the transmitter 1 as shown in FIG. ) Is set to φ 1 , the phase of the sub-pulse (1) of the received pulse detected at the odd number (for example, the first) by the receiver 6 is set to the odd number by the transmitter 1. (e.g., first) set to the same phase as the phase phi 1 the transmission pulses to be generated, the phase of the odd-numbered by the receiver 6 (e.g., first) sub-pulses of the received pulse detected in (2) It is set to φ 2.
Further, the excitation phase control unit 8 detects the phase of the transmission pulse generated evenly (for example, second) by the transmitter 1 and the phase of the reception pulse detected by the receiver 6 to be odd (for example, first). set to the same phase as the phase φ 2 of the sub-pulses (2).
Further, the excitation phase control unit 8 generates the phase of the sub-pulse (1) of the received pulse detected by the receiver 6 to the even number (for example, second), to the even number (for example, the second) by the transmitter 1. set to the same phase as the phase phi 2 the transmission pulse, sets the even-numbered by the receiver 6 (e.g., second) phase of a received pulse detection to sub-pulse (2) to phi 1.
Then, the excitation phase control unit 8 detects the phase of the transmission pulse generated at the odd number (for example, the third) by the transmitter 1 and the reception pulse detected at the even number (for example, the second) by the receiver 6. set to the same phase as the phase phi 1 the sub-pulse (2).
Note that the phase φ 1 and the phase φ 2 have a conjugate relationship. That is, it is a phase where φ 1 = −φ 2 is established.

図11の例でも、第1の切替周期と第2の切替周期が異なる周期であるため、上記実施の形態2と同様に、信号送信時の時間変調技術と、信号受信時の時間変調技術とを独立に適用することができる。
この実施の形態4では、励振位相制御部8が、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスの位相と、受信機6により奇数番目に検波される受信パルスのサブパルス(1)の位相とを同じ位相に設定して、その受信パルスのサブパルス(2)の位相と、送信機1により偶数番目に生成される送信パルスの位相とを同じ位相に設定し、かつ、送信機1により偶数番目に生成される送信パルスの位相と、受信機6により偶数番目に検波される受信パルスのサブパルス(1)の位相とを同じ位相に設定して、その受信パルスのサブパルス(2)の位相と、送信機1により奇数番目に生成される送信パルスの位相とを同じ位相に設定しているので、送信パルスの処理から受信パルスの処理に切り替える際、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)の位相を維持すればよく、位相を切り替える処理が不要になる。また、受信パルスの処理から送信パルスの処理に切り替える際にも、素子アンテナ3−k(k=1,2,3,・・・,K)の位相を維持すればよく、位相を切り替える処理が不要になる。
したがって、上記実施の形態2よりも、移相器4−1〜4−Kに対する制御が簡易化される。このため、ハードウェアへ要求性能を緩和することができる。
In the example of FIG. 11 as well, since the first switching period and the second switching period are different periods, the time modulation technique at the time of signal transmission and the time modulation technique at the time of signal reception are the same as in the second embodiment. Can be applied independently.
In the fourth embodiment, the excitation phase control unit 8 includes the phase of the transmission pulse generated oddly by the transmitter 1 and the phase of the subpulse (1) of the reception pulse detected oddly by the receiver 6. Are set to the same phase, the phase of the sub-pulse (2) of the received pulse and the phase of the transmission pulse generated by the transmitter 1 are set to the same phase, and the even number is set by the transmitter 1 And the phase of the sub-pulse (1) of the received pulse detected evenly by the receiver 6 are set to the same phase, and the phase of the sub-pulse (2) of the received pulse, Since the phase of the odd-numbered transmission pulse generated by the transmitter 1 is set to the same phase, when switching from the processing of the transmission pulse to the processing of the reception pulse, the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3, ..., may be maintained the phase of K), the process of switching the phase is not required. In addition, when switching from reception pulse processing to transmission pulse processing, the phase of the element antenna 3-k (k = 1, 2, 3,..., K) may be maintained, and phase switching processing is performed. It becomes unnecessary.
Therefore, control over the phase shifters 4-1 to 4-K is simplified as compared with the second embodiment. For this reason, the performance required for hardware can be relaxed.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

この発明に係るアンテナ装置は、同一の時間平均区間内で、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現して、性能が高い振幅位相制御を実施する必要性が高いものに適している。   The antenna device according to the present invention needs to implement high-performance amplitude phase control by simultaneously realizing the time modulation effect at the time of signal transmission and the time modulation effect at the time of signal reception within the same time average interval. Suitable for expensive ones.

1 送信機、2 フェーズドアレーアンテナ、3−1〜3−K 素子アンテナ、4−1〜4−K 移相器、5 合成分配器、6 受信機、7 ディジタル信号処理部、8 励振位相制御部、11 タイミング同期部、12 励振位相設定部、13 励振位相切替部、14 移相器制御部、15 時間平均算出部、21 タイミング同期処理回路、22 励振位相設定処理回路、23 励振位相切替処理回路、24 移相器制御回路、25 時間平均算出処理回路、31 メモリ、32 プロセッサ。   1 transmitter, 2 phased array antenna, 3-1 to 3-K element antenna, 4-1 to 4-K phase shifter, 5 combiner / distributor, 6 receiver, 7 digital signal processor, 8 excitation phase controller , 11 Timing synchronization unit, 12 excitation phase setting unit, 13 excitation phase switching unit, 14 phase shifter control unit, 15 time average calculation unit, 21 timing synchronization processing circuit, 22 excitation phase setting processing circuit, 23 excitation phase switching processing circuit 24 phase shifter control circuit, 25 hour average calculation processing circuit, 31 memory, 32 processor.

Claims (9)

送信信号を生成する送信機と、
アレーアンテナを構成している複数の素子アンテナと、
前記素子アンテナの送信信号及び受信信号の位相を調整する複数の移相器と、
前記送信機により生成された送信信号を分配して、分配した送信信号を前記複数の移相器に出力する一方、前記複数の移相器により位相が調整された受信信号を合成する合成分配器と、
前記合成分配器により合成された受信信号を検波する受信機と、
前記複数の移相器により調整される送信信号の位相を第1の切替周期で切り替える一方、前記複数の移相器により調整される受信信号の位相を前記第1の切替周期と異なる第2の切替周期で切り替える励振位相制御部と、
前記受信機により検波された受信信号の時間平均を算出する時間平均算出部と
を備えたアンテナ装置。
A transmitter for generating a transmission signal;
A plurality of element antennas constituting an array antenna;
A plurality of phase shifters for adjusting the phase of the transmission signal and reception signal of the element antenna;
A combiner / distributor that distributes a transmission signal generated by the transmitter, outputs the distributed transmission signal to the plurality of phase shifters, and combines reception signals whose phases are adjusted by the plurality of phase shifters When,
A receiver for detecting the reception signal synthesized by the synthesis distributor;
The phase of the transmission signal adjusted by the plurality of phase shifters is switched in a first switching cycle, while the phase of the reception signal adjusted by the plurality of phase shifters is different from the first switching cycle. An excitation phase controller that switches at a switching period;
An antenna device comprising: a time average calculation unit that calculates a time average of a reception signal detected by the receiver.
前記送信機は、前記送信信号としてパルスを生成し、
前記励振位相制御部は、前記第1の切替周期として、前記送信機により生成されるパルスの前半分を構成するサブパルスと、前記送信機により生成されるパルスの後半分を構成するサブパルスとの間で位相を切り替える位相切替周期を設定して、前記前半分を構成するサブパルスの位相と、前記後半分を構成するサブパルスの位相とを異なる位相に設定する一方、前記第2の切替周期として、前記受信機により奇数番目に検波される受信信号であるパルスと、前記受信機により偶数番目に検波される受信信号であるパルスとの間で位相を切り替える位相切替周期を設定して、前記奇数番目に検波されるパルスの位相と前記偶数番目に検波されるパルスの位相とを異なる位相に設定することを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
The transmitter generates a pulse as the transmission signal;
The excitation phase control unit, as the first switching period, includes a sub-pulse that constitutes the first half of the pulse generated by the transmitter and a sub-pulse that constitutes the second half of the pulse generated by the transmitter. The phase switching period for switching the phase at is set, and the phase of the subpulse constituting the front half and the phase of the subpulse constituting the rear half are set to different phases, while the second switching period is A phase switching period for switching a phase between a pulse that is an odd-numbered received signal detected by the receiver and a pulse that is an even-numbered received signal detected by the receiver is set, and the odd-numbered 2. The antenna device according to claim 1, wherein the phase of the detected pulse and the phase of the even-numbered pulse are set to different phases.
前記励振位相制御部は、前記送信機により生成されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相と、前記送信機により生成されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相とが共役の関係を有する位相に設定する一方、前記受信機により奇数番目に検波されるパルスの位相と、前記受信機により偶数番目に検波されるパルスの位相とが共役の関係を有する位相に設定することを特徴とする請求項2記載のアンテナ装置。   The excitation phase control unit has a conjugate relationship between a phase of a sub-pulse constituting a first half of a pulse generated by the transmitter and a phase of a sub-pulse constituting a second half of a pulse generated by the transmitter. While the phase is set, the phase of the pulse detected oddly by the receiver and the phase of the pulse detected evenly by the receiver are set to have a conjugate relationship. The antenna device according to claim 2. 前記励振位相制御部は、
前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相と、前記受信機により奇数番目に検波されるパルスの位相と、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相とを同じ位相に設定し、
かつ、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相と、前記受信機により偶数番目に検波されるパルスの位相と、前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相とを同じ位相に設定することを特徴とする請求項3記載のアンテナ装置。
The excitation phase controller is
The phase of sub-pulses constituting the second half of pulses generated oddly by the transmitter, the phase of pulses detected oddly by the receiver, and the first half of pulses evenly generated by the transmitter Set the phase of the sub-pulses that make up the minute to the same phase,
And the phase of the sub-pulse constituting the second half of the pulse generated evenly by the transmitter, the phase of the pulse detected evenly by the receiver, and the pulse generated oddly by the transmitter 4. The antenna device according to claim 3, wherein the phase of the sub-pulse constituting the front half of the antenna is set to the same phase.
前記送信機は、前記送信信号としてパルスを生成し、
前記励振位相制御部は、前記第1の切替周期として、前記送信機により奇数番目に生成されるパルスと、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスとの間で位相を切り替える位相切替周期を設定して、前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの位相と前記送信機により偶数番目に生成されるパルスとの位相とを異なる位相に設定する一方、前記第2の切替周期として、前記受信機により検波される受信信号であるパルスの前半分を構成するサブパルスと、前記受信信号であるパルスの後半分を構成するサブパルスとの間で位相を切り替える位相切替周期を設定して、前記前半分を構成するサブパルスの位相と、前記後半分を構成するサブパルスの位相とを異なる位相に設定することを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
The transmitter generates a pulse as the transmission signal;
The excitation phase control unit, as the first switching period, a phase switching period for switching a phase between an odd-numbered pulse generated by the transmitter and an even-numbered pulse generated by the transmitter Setting and setting the phase of the odd-numbered pulse generated by the transmitter and the phase of the even-numbered pulse generated by the transmitter to be different phases, while the second switching period, A phase switching period for switching a phase between a sub-pulse constituting the first half of a pulse that is a received signal detected by the receiver and a sub-pulse constituting the second half of the pulse that is the received signal is set, and the first half 2. The antenna device according to claim 1, wherein the phase of the sub-pulse constituting the minute and the phase of the sub-pulse constituting the latter half are set to different phases.
前記励振位相制御部は、前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの位相と、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスの位相とが共役の関係を有する位相に設定する一方、前記受信機により検波されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相と、前記受信機により検波されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相とが共役の関係を有する位相に設定することを特徴とする請求項5記載のアンテナ装置。   The excitation phase control unit sets a phase in which a phase of an odd-numbered pulse generated by the transmitter and a phase of an even-numbered pulse generated by the transmitter have a conjugate relationship, The phase of the sub-pulse constituting the first half of the pulse detected by the machine and the phase of the sub-pulse constituting the second half of the pulse detected by the receiver are set to a phase having a conjugate relationship. The antenna device according to claim 5. 前記励振位相制御部は、
前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの位相と、前記受信機により奇数番目に検波されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相とを同じ位相に設定して、前記受信機により奇数番目に検波されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相と、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスの位相とを同じ位相に設定し、
かつ、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスの位相と、前記受信機により偶数番目に検波されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相とを同じ位相に設定して、前記受信機により偶数番目に検波されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相と、前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの位相とを同じ位相に設定することを特徴とする請求項6記載のアンテナ装置。
The excitation phase controller is
The phase of the odd-numbered pulse generated by the transmitter and the phase of the sub-pulse constituting the first half of the pulse detected odd-numbered by the receiver are set to the same phase, and the odd-numbered number is generated by the receiver. The phase of the sub-pulses constituting the latter half of the pulse detected by the transmitter and the phase of the even-numbered pulse generated by the transmitter are set to the same phase,
And the phase of the even-numbered pulse generated by the transmitter and the phase of the sub-pulse constituting the first half of the even-numbered pulse detected by the receiver are set to the same phase, and the receiver 7. The antenna device according to claim 6, wherein the phase of the sub-pulse constituting the latter half of the even-numbered pulse and the phase of the odd-numbered pulse generated by the transmitter are set to the same phase. .
前記時間平均算出部は、前記受信機により受信信号が検波される毎に、当該受信信号の時間平均値を算出したのち、算出済みの複数の受信信号の時間平均値の時間平均を算出することを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。   The time average calculator calculates a time average of time average values of a plurality of received signals after calculating a time average value of the received signal every time a received signal is detected by the receiver. The antenna device according to claim 1. 送信機が、送信信号を生成し、
複数の移相器が、アレーアンテナを構成している素子アンテナの送信信号及び受信信号の位相を調整し、
合成分配器が、前記送信機により生成された送信信号を分配して、分配した送信信号を前記複数の移相器に出力する一方、前記複数の移相器により位相が調整された受信信号を合成し、
受信機が、前記合成分配器により合成された受信信号を検波し、
励振位相制御部が、前記複数の移相器により調整される送信信号の位相を第1の切替周期で切り替える一方、前記複数の移相器により調整される受信信号の位相を前記第1の切替周期と異なる第2の切替周期で切り替え、
時間平均算出部が、前記受信機により検波された受信信号の時間平均を算出する
アンテナ励振方法。
The transmitter generates a transmission signal,
A plurality of phase shifters adjust the phases of the transmission signals and reception signals of the element antennas constituting the array antenna,
The combiner / distributor distributes the transmission signal generated by the transmitter and outputs the distributed transmission signal to the plurality of phase shifters, while receiving the reception signal whose phase is adjusted by the plurality of phase shifters. Synthesize,
The receiver detects the reception signal synthesized by the synthesis distributor,
The excitation phase control unit switches the phase of the transmission signal adjusted by the plurality of phase shifters in a first switching period, while the phase of the reception signal adjusted by the plurality of phase shifters is the first switching Switching at a second switching cycle different from the cycle,
An antenna excitation method in which a time average calculation unit calculates a time average of a received signal detected by the receiver.
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