JPH0622286B2 - Array antenna device - Google Patents
Array antenna deviceInfo
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- JPH0622286B2 JPH0622286B2 JP62117112A JP11711287A JPH0622286B2 JP H0622286 B2 JPH0622286 B2 JP H0622286B2 JP 62117112 A JP62117112 A JP 62117112A JP 11711287 A JP11711287 A JP 11711287A JP H0622286 B2 JPH0622286 B2 JP H0622286B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えばレーダ波の送受信を行なうアレイア
ンテナ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of application) The present invention relates to an array antenna device for transmitting and receiving radar waves, for example.
(従来の技術) 送信時にレーダ波のビーム合成を行ない、受信時にデジ
タル・ビーム・フォーミング(DBF)によってビーム
合成を行なう装置として、第5図に示すようなアレイア
ンテナ装置がある。(Prior Art) An array antenna apparatus as shown in FIG. 5 is an apparatus that performs beam combining of radar waves during transmission and beam combining by digital beam forming (DBF) during reception.
第5図において、Aはアンテナ部であり、N個のアンテ
ナ素子111〜11Nを有する。各アンテナ素子111〜11N
はそれぞれ送受信モジュール121〜12Nに接続される。
各送受信モジュール121〜12Nはそれぞれ外部接続され
る電源装置B及び駆動制御装置Cによって駆動されるも
ので、各モジュール121〜12Nには送信信号発生源Dか
らの送信信号S1が第1の電力分配器13を介して分配供
給され、周波数変換用に局部発振器Eからの周波数信号
S2が第2の電力分配器14を介して分配供給され、位相
検波用に基準発振器Fからの基準信号S3が第3の電力
分配器15を介して分配供給される。In FIG. 5, A is an antenna unit, which has N antenna elements 11 1 to 11 N. Each antenna element 11 1 to 11 N
Are connected to the transceiver modules 12 1 to 12 N , respectively.
Each of the transmission / reception modules 12 1 to 12 N is driven by a power supply device B and a drive control device C that are externally connected, and the transmission signal S 1 from the transmission signal generation source D is sent to each of the modules 12 1 to 12 N. The frequency signal S 2 from the local oscillator E is distributed and supplied via the first power distributor 13, the frequency signal S 2 from the local oscillator E is supplied via the second power distributor 14 for frequency conversion, and the frequency signal S 2 is supplied from the reference oscillator F for phase detection. The reference signal S 3 of 3 is distributed and supplied via the third power distributor 15.
ここで、送受信モジュール121を第6図に取出して示
し、その構成を説明すると、上記アンテナ素子111はサ
ーキュレータ12a に接続される。このサーキュレータ12
a は送受信の切換えを行なうものである。Here, the transmission / reception module 12 1 is taken out and shown in FIG. 6, and its configuration will be described. The antenna element 11 1 is connected to the circulator 12a. This circulator 12
a is for switching between transmission and reception.
まず、送信時において、上記送信信号S1は移相器12b
で位相制御された後、電力増幅器12c で増幅され、サー
キュレータ12a を介してアンテナ素子111から放射され
る。このとき、移相器12a の位相量を調整することによ
って任意の方向にビームを形成することができる。First, at the time of transmission, the transmission signal S 1 is transmitted to the phase shifter 12b.
In after being phase-controlled, amplified by the power amplifier 12c, radiated from the antenna element 11 1 via the circulator 12a. At this time, the beam can be formed in any direction by adjusting the phase amount of the phase shifter 12a.
次に、受信時において、アンテナ素子111に到来したレ
ーダ波(RF信号)はサーキュレータ12a 、RF増幅器
12d を介して混合器12e に入力され、局部発振信号S2
によってIF信号に変換される。このIF信号はIF受
信処理回路12f によって不要な周波数成分を除去された
後、混合器12g ,12h に入力され、90゜ハイブリッド
12i によって生成される90゜位相の異なる第1及び第
2の基準周波数信号によって、直交成分の信号I,Qに
分離される。各直交信号I,QはそれぞれA/D変換器
12j ,12k によってデジタル信号に変換され、外部接続
されるビーム形成回路Gに供給されるようになってい
る。Then, during the reception, the radar waves arriving at the antenna element 11 1 (RF signal) is a circulator 12a, RF amplifier
It is input to the mixer 12e via 12d and the local oscillation signal S 2
Is converted into an IF signal by. This IF signal is input to the mixers 12g and 12h after the unnecessary frequency components are removed by the IF reception processing circuit 12f, and the 90 ° hybrid
The first and second reference frequency signals having different 90 ° phases generated by 12i separate the quadrature component signals I and Q. Each quadrature signal I, Q is an A / D converter
It is adapted to be converted into a digital signal by 12j and 12k and supplied to a beam forming circuit G which is externally connected.
上記ビーム形成回路Gは各送受信モジュール121〜12N
からのデジタルI,Q信号を入力し、デジタル段階でビ
ーム合成を行なうもので、例えばB1〜BMのM個のマ
ルチビームを形成するようになっている。The beam forming circuit G is provided for each transmission / reception module 12 1 to 12 N.
It inputs the digital I and Q signals from the above and performs beam combining at the digital stage, and forms M multi-beams B 1 to B M , for example.
このように、送信と受信において異なる手段でビーム形
成を行なうアレイアンテナ装置は、多数の送受信モジュ
ール等から構成され、かなり複雑となっている。また、
アレイアンテナとして機能させるために、各アンテナ素
子を少なくとも半波長程度の間隔で配列させる必要があ
る。特に2次元配列のアレイアンテナの場合には上記送
受信モジュールは半波長×半波長程度の断面積内に収納
しなければならない。ここで、使用周波数帯が高い場合
にはこの断面積は必然的に小さくなり、例えばX帯では
約15mm×15mmという極めて小さな断面積となる。したが
って、使用周波数帯が高くなる程、送受信モジュールの
配列が困難になり、しかも各モジュールの発熱に対する
冷却もスペースが少ないため難しくなる。また、送信信
号、局部発振信号、基準信号を各モジュールに分配する
電力分配器も分配数が多くなって複雑となり、特にアン
テナ素子を2次元に配列する場合にはこれに要するスペ
ースも無視することができない。このように、上記構成
によるアレイアンテナ装置では、送信及び受信を同一の
アンテナ素子を用いて行なえるように、送信系及び受信
系を同一アレイ配列状態で構成することは極めて困難で
ある。As described above, the array antenna device that forms beams by different means for transmission and reception is composed of a large number of transmission / reception modules and the like, and is considerably complicated. Also,
In order to function as an array antenna, it is necessary to arrange each antenna element at intervals of at least about a half wavelength. Particularly, in the case of a two-dimensional array array antenna, the transmitting / receiving module must be housed within a cross-sectional area of about half wavelength × half wavelength. Here, when the operating frequency band is high, this cross-sectional area is inevitably small, and for example, in the X band, it is a very small cross-sectional area of about 15 mm × 15 mm. Therefore, the higher the frequency band used, the more difficult the arrangement of the transmitting and receiving modules becomes, and the more difficult it is to cool the heat generated by each module because the space is small. Also, the power distributor that distributes the transmission signal, the local oscillation signal, and the reference signal to each module becomes complicated by the large number of distributions. Especially when arranging the antenna elements two-dimensionally, the space required for this must be ignored. I can't. As described above, in the array antenna device having the above configuration, it is extremely difficult to configure the transmission system and the reception system in the same array arrangement state so that the transmission and the reception can be performed using the same antenna element.
このような問題を除去するために、例えば第7図に示す
ように、受信アンテナ系Xと送信アンテナ系Yを別々に
構成し、送信と受信でモジュールを分離することによっ
て配列を容易する方法も考えられる。しかし、この方法
では実質的に2つのアレイアンテナを有することにな
り、第5図に示すアレイアンテナ装置の開口に比して2
倍の開口が必要になる欠点がある。In order to eliminate such a problem, for example, as shown in FIG. 7, a method of arranging the receiving antenna system X and the transmitting antenna system Y separately and separating the modules for transmission and reception to facilitate the arrangement is also available. Conceivable. However, this method results in substantially having two array antennas, which is 2 compared with the aperture of the array antenna apparatus shown in FIG.
There is a drawback in that a double opening is required.
(発明が解決しようとする問題点) 以上述べたように、上記のアレイアンテナ装置は、使用
周波数帯が高くなるにつれて送受信モジュールの配列が
困難になり、送信系と受信系を別々にするより方法がな
く、アレイアンテナ開口を2倍にしなければならない。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the above array antenna device, the arrangement of the transmitting and receiving modules becomes more difficult as the frequency band used becomes higher. And the array antenna aperture must be doubled.
この発明は上記のような問題を解決するためになされた
もので、使用周波数帯が高くなっても、アンテナ素子を
送信と受信で共用したまま送信及び受信の各モジュール
を容易に配列させることのできるアレイアンテナ装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to easily arrange transmitting and receiving modules while the antenna element is shared between transmitting and receiving even when the frequency band used becomes high. It is an object of the present invention to provide an array antenna device that can be used.
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために、この発明に係るアレイアン
テナ装置は、電磁波を放射しかつ到来する電磁波を捕捉
する複数の第1のアンテナ素子と、この第1のアンテナ
素子と対になって配列される複数の第2のアンテナ素子
と、前記第1及び第2のアンテナ素子間に介在され一方
のアンテナ素子で受電された信号を位相制御して他方の
アンテナ素子へ伝送する複数の移相回路と、送信信号を
発生する送信信号発生器と、前記複数の第2のアンテナ
素子の開口に対向して設けられかつ前記送信信号発生器
の出力信号が供給され空間を介して送信電磁波を前記複
数の第2のアンテナ素子へ供給する一次放射器と、前記
複数の第2のアンテナ素子の開口に対向して配列され前
記第1のアンテナ素子及び移相回路を介して前記第2の
アンテナ素子から送出される信号を前記空間を介して受
電する複数の第3のアンテナ素子と、この複数の第3の
アンテナ素子それぞれに設けられ各第3のアンテナ素子
の出力信号を受信する複数の受信専用モジュールとを具
備して構成される。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, an array antenna device according to the present invention includes a plurality of first antenna elements that emit electromagnetic waves and capture incoming electromagnetic waves. And a plurality of second antenna elements arranged in pairs with the first antenna element, and phase control of a signal received by one antenna element interposed between the first and second antenna elements. And a plurality of phase shift circuits for transmitting to the other antenna element, a transmission signal generator for generating a transmission signal, and a plurality of transmission signal generators provided facing the openings of the plurality of second antenna elements. A primary radiator that is supplied with an output signal and supplies a transmission electromagnetic wave to the plurality of second antenna elements through a space, and the first antenna element that is arranged so as to face the openings of the plurality of second antenna elements. And a plurality of third antenna elements that receive the signal transmitted from the second antenna element via the phase shift circuit via the space, and the third antenna elements provided on the plurality of third antenna elements, respectively. And a plurality of reception-only modules that receive the output signal of the antenna element.
(作用) 上記構成によるアレイアンテナ装置は、空間給電方式を
利用したもので、送信状態では、一次放射器から送出さ
れる送信信号を第2のアンテナ素子で受電し、移相回路
で位相制御した後、第1のアンテナ素子から送出する。
また、受信状態では、第1のアンテナ素子で受電した信
号を第2のアンテナ素子から送出し、これを第3のアン
テナ素子で受電する。(Operation) The array antenna device having the above-mentioned configuration uses the space power feeding method. In the transmitting state, the transmission signal transmitted from the primary radiator is received by the second antenna element, and the phase is controlled by the phase shift circuit. After that, it is transmitted from the first antenna element.
In the receiving state, the signal received by the first antenna element is sent out from the second antenna element, and the signal is received by the third antenna element.
(実施例) 以下、第1図乃至第4図を参照してこの発明の一実施例
を説明する。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.
第1図はその構成を示すもので、Hはアンテナ部、Iは
送信信号発生器、Jは位相制御器、Kは局部発振器、L
は電力分配器、Mはビーム形成回路である。FIG. 1 shows its configuration, where H is an antenna section, I is a transmission signal generator, J is a phase controller, K is a local oscillator, and L is
Is a power distributor and M is a beam forming circuit.
上記アンテナ部Hにおいて、ビーム形成面にはN個の第
1のアンテナ素子161〜16Nが配列され、各アンテナ素
子161〜16Nはそれぞれ移相回路171〜17Nを介して第
2のアンテナ素子181〜18Nが接続される。各第2のア
ンテナ素子181〜18Nの開口の凝似焦点位置には一次放
射器(例えばホーン)19が設けられ、この一次放射器19
には送信信号発生器Iからの送信信号S4が供給され
る。上記移相回路171〜17Nの位相量は位相制御器Jか
らの制御信号S5によって制御される。In the antenna section H, N first antenna elements 16 1 to 16 N are arranged on the beam forming surface, and each antenna element 16 1 to 16 N is connected to the first antenna element 16 1 to 16 N via a phase shift circuit 17 1 to 17 N. Two antenna elements 18 1 to 18 N are connected. A primary radiator (for example, a horn) 19 is provided at a similar focal position of the openings of the respective second antenna elements 18 1 to 18 N , and the primary radiator 19 is provided.
Is supplied with the transmission signal S 4 from the transmission signal generator I. The phase amounts of the phase shift circuits 17 1 to 17 N are controlled by the control signal S 5 from the phase controller J.
一方、第2のアンテナ素子181〜18Nそれぞれに対向す
る位置には受電用の第3のアンテナ素子201〜20Nが配
列される。この第3のアンテナ素子201〜20Nはそれぞ
れ受信モジュール211〜21Nに接続される。各受信モジ
ュール211〜21Nはそれぞれ電力分配器Lで分配された
局部発振信号S6を入力し、第3のアンテナ素子201〜
20NからのRF信号をIF信号に変換した後、位相検波
を行なって受信信号を取出すもので、この受信信号はビ
ーム形成回路Mに供給される。このビーム形成回路M
は、各受信モジュール211〜21Nからの受信信号を入力
してビーム合成を行なうもので、例えばB1〜BMのM
個のマルチビームを形成するようになっている。On the other hand, third antenna elements 20 1 to 20 N for power reception are arranged at positions facing the second antenna elements 18 1 to 18 N, respectively. The third antenna elements 20 1 to 20 N are connected to the receiving modules 21 1 to 21 N , respectively. Each of the receiving modules 21 1 to 21 N inputs the local oscillation signal S 6 distributed by the power distributor L, and receives the third antenna element 20 1 to
After converting the RF signal from 20 N into an IF signal, phase detection is performed to extract the received signal, which is supplied to the beam forming circuit M. This beam forming circuit M
Is a module for inputting received signals from the respective receiving modules 21 1 to 21 N and performing beam combining. For example, M of B 1 to B M
It is designed to form individual multi-beams.
上記構成において、以下その動作について説明する。The operation of the above configuration will be described below.
まず、送信状態について説明する。一次放射器19、第1
及び第2のアンテナ素子161〜16N,181〜18N及び移
相回路171〜17Nは空間給電方式の送信用アレイアンテ
ナを構成している。すなわち、送信信号S4は一次放射
器19から送出され、第2のアンテナ素子181〜18Nに受
電され、さらに移相回路171〜17Nを介して第1のアン
テナ素子161〜16Nから送出される。ここで、位相制御
器Jを通じて各移相回路171〜17Nの位相量を制御する
ことにより、空間給電によるコリメーション位相補正及
びビーム走査に必要な位相制御が行われ、これによって
空間の任意の方向にビームを指向させることができる。First, the transmission state will be described. Primary radiator 19, first
The second antenna elements 16 1 to 16 N , 18 1 to 18 N and the phase shift circuits 17 1 to 17 N constitute a space-feeding transmission array antenna. That is, the transmission signal S 4 is transmitted from the primary radiator 19, is received by the second antenna elements 18 1 to 18 N , and is further transmitted via the phase shift circuits 17 1 to 17 N to the first antenna elements 16 1 to 16 N. Sent from N. Here, by controlling the phase amount of each of the phase shift circuits 17 1 to 17 N through the phase controller J, the collimation phase correction by the spatial power feeding and the phase control necessary for the beam scanning are performed, and as a result, an arbitrary spatial space The beam can be directed in any direction.
次に、受信状態について説明する。第1及び第2のアン
テナ素子161〜16N,181〜18N、移相回路171〜1
7N、第3のアンテナ装置201〜20Nは空間給電方式の
受信用アレイアンテナを構成している。すなわち、第1
のアンテナ素子161〜16Nで得られるRF信号(例えば
目標からの反射波)は移相回路171〜17Nを介して第2
のアンテナ素子181〜18Nから送出され、対向する第3
のアンテナ素子201〜20Nに受電される。そして、受信
モジュール211〜21Nにて、IF信号に変換された後、
不要な周波数成分を除去され、さらに位相検波されてビ
ーム形成回路Mに入力され、これによってM個のマルチ
ビームが形成される。Next, the reception state will be described. First and second antenna elements 16 1 to 16 N , 18 1 to 18 N , phase shift circuit 17 1 to 1
7 N and the third antenna devices 20 1 to 20 N form a spatially feeding type reception array antenna. That is, the first
The RF signals (for example, the reflected waves from the target) obtained by the antenna elements 16 1 to 16 N of the second antenna are transmitted through the phase shift circuits 17 1 to 17 N to the second
From the antenna elements 18 1 to 18 N of the
The antenna elements 20 1 to 20 N receive power. Then, after being converted into an IF signal by the receiving modules 21 1 to 21 N ,
Unnecessary frequency components are removed, the phase is further detected, and the result is input to the beam forming circuit M, whereby M multi-beams are formed.
尚、一次放射器19は通常1波長程度の開口を有するもの
であり、第3のアンテナ素子201〜20Nの受電特性を損
ねるようなことはない。The primary radiator 19 usually has an opening of about one wavelength, and does not impair the power receiving characteristics of the third antenna elements 20 1 to 20 N.
ここで、上記移相回路171〜17Nの具体的な構成を第2
図に示して説明する。Here, the specific configuration of the phase shift circuits 17 1 to 17 N is
It will be described with reference to the drawings.
第2図(a)は移相器aのみを用い、送信状態、受信状
態でそれぞれ位相制御する方式である。同図(b)は、
(a)図と同様に移相器aを用いているが、サーキュレ
ータ等の送受切換器b,cを介して、送信時には移相器
aにより送信ビームを制御し、受信時には低雑音増幅器
eを介して受信波を第2のアンテナ素子に導出する方式
である。同図(c)は、(b)図の場合と同様である
が、送信時に送信用増幅器fを用いて送信波の増幅を行
なう方式である。FIG. 2A shows a system in which only the phase shifter a is used and the phase is controlled in the transmitting state and the receiving state. The figure (b) is
Although the phase shifter a is used as in the case of (a), the transmission beam is controlled by the phase shifter a at the time of transmission through the transmission / reception switching devices b and c such as a circulator, and the low noise amplifier e is set at the time of reception. This is a method of deriving the received wave to the second antenna element via the above. FIG. 11C is the same as the case of FIG. 11B, but is a method of amplifying the transmission wave by using the transmission amplifier f at the time of transmission.
次に、上記受信モジュール211〜21Nの具体的な構成を
第3図に示して説明する。Next, a specific configuration of the receiving modules 21 1 to 21 N will be described with reference to FIG.
第3図(a)はいわゆるIFビームに適したものであ
り、入力したRF信号を低雑音増幅器gで増幅した後、
混合器hで局部発振信号S6と混合してIF信号に変換
し、IF受信処理回路iで不要な周波数成分を除去した
後、ビーム形成回路Mに導出するようにしたものであ
る。同図(b)はDBF方式の場合であり、(a)図の
IF受信処理回路iで取出された受信信号を混合器j,
kに入力し、局部発振器lからの基準信号を90゜ハイ
ブリッドmで位相制御した互いに90゜位相の異なる周
波数信号と混合して同相及び90゜相のベースバンド信
号に変換し、各ベースバンド信号をA/D変換器n,g
でデジタル信号に変換し、デジタル処理によるビーム形
成回路Mに導出するようにしたものである。この場合、
デジタル段階でビーム合成を行なうことができる。FIG. 3 (a) is suitable for a so-called IF beam. After the input RF signal is amplified by the low noise amplifier g,
The mixer h mixes the signal with the local oscillation signal S 6 to convert it into an IF signal, removes unnecessary frequency components in the IF reception processing circuit i, and then outputs it to the beam forming circuit M. FIG. 7B shows the case of the DBF system, in which the received signal extracted by the IF reception processing circuit i of FIG.
The reference signal from the local oscillator l is mixed with frequency signals of 90 ° phase difference controlled by the 90 ° hybrid m and converted into in-phase and 90 ° phase baseband signals. To A / D converters n and g
Is converted into a digital signal by means of the digital processing, and is led to the beam forming circuit M by digital processing. in this case,
Beam synthesis can be performed at the digital stage.
上記構成によるアレイアンテナ装置をレーダ装置に用い
る場合には、ビーム形成回路Mで形成されるM個の受信
ビーム(受信マルチビーム)に対応した送信ビームを、
移相回路171〜17Nの位相制御により第4図に示すよう
にτの時間内に順次θ1,θ2,…,θMのM個のビー
ムを時分割で送信すれば、この送信ビームに対応してT
−γの時間内にM個の受信ビームを形成して受信するこ
とができる。When the array antenna device having the above configuration is used for a radar device, transmission beams corresponding to M reception beams (reception multi-beams) formed by the beam forming circuit M are
If the M beams of θ 1 , θ 2 , ..., θ M are sequentially transmitted in a time division as shown in FIG. 4 by the phase control of the phase shift circuits 17 1 to 17 N , this transmission is performed. T corresponding to the beam
It is possible to form and receive M receive beams within a time period of −γ.
送信時のビーム制御は、移相回路171〜17Nにより所定
のビーム方向に対応してなされることはいうまでもない
が、受信時には、第2図の移相器aの設定は第1のアン
テナ素子161〜16Nで得られるRF信号の位相を変える
ことなく、すなわち全ての移相状態を同一の値にするこ
とにより、第2のアンテナ素子181〜18N及び第3のア
ンテナ素子201〜20N間で受信信号を効率良く伝送する
ことができる。Needless to say, the beam control at the time of transmission is performed by the phase shift circuits 17 1 to 17 N corresponding to a predetermined beam direction, but at the time of reception, the setting of the phase shifter a in FIG. Of the second antenna elements 18 1 to 18 N and the third antenna without changing the phase of the RF signals obtained by the antenna elements 16 1 to 16 N of the first antenna element, that is, by setting all the phase shift states to the same value. Received signals can be efficiently transmitted between the elements 20 1 to 20 N.
ここで、受信に関しては、対向するアンテナ素子(例1
81と201)のみが結合し、それ以外のアンテナ素子
からの影響を受けないことが望ましい条件となる。Here, regarding reception, the antenna elements facing each other (example 1
It is a desirable condition that only 8 1 and 20 1 ) are coupled and are not affected by other antenna elements.
しかしながら、他素子からの影響が少しでもあると、ビ
ーム形成に重大な支障があるわけではない。すなわち、
開口面の振幅、位相分布が多少乱れ、サイドロープ等の
性能が低下する場合もあるが、サイドロープの性能条件
を緩和できるシステムでは十分使用可能である。However, even a slight influence from other elements does not seriously hinder the beam formation. That is,
The amplitude and phase distribution of the aperture surface may be disturbed to some extent, and the performance of the side ropes, etc. may deteriorate, but it can be sufficiently used in a system that can relax the performance conditions of the side ropes.
具体的に、他素子からの影響を低減するには、例えば、
第2のアンテナ素子181〜18Nのアレイ面と第3の
アンテナ素子201〜20Nのアレイ面を近づけるか、
第3のアンテナ素子201〜20Nに指向性の鋭いもの
を使用すればよく、所期の機能を十分果たすことができ
る。その精度は、サイドロープの要求条件等に基づいて
個別に設計すればよい。Specifically, in order to reduce the influence from other elements, for example,
The array surface of the second antenna elements 18 1 to 18 N and the array surface of the third antenna elements 20 1 to 20 N are brought close to each other, or
As the third antenna elements 20 1 to 20 N , those having a sharp directivity may be used, and the intended function can be sufficiently achieved. The accuracy may be individually designed based on the requirements of the side ropes.
一次放射器19としては、1波長程度の開口を有するも
のであるから、例えば第3のアンテナ素子201〜20
Nのアレイ面の前面に配置しても、第3のアンテナ素子
201〜20Nの受電特性を大きく損ねることはない。Since the primary radiator 19 has an opening of about one wavelength, for example, the third antenna elements 20 1 to 20 1
Even if the third antenna elements 20 1 to 20 N are arranged on the front surface of the N array surface, the power receiving characteristics of the third antenna elements 20 1 to 20 N are not significantly deteriorated.
よって、一次放射器19は、第1図に示すように、必ず
しも第3のアンテナ素子201〜20Nのアレイ面の中
央の第3のアンテナ素子間に配置する必要はなく、例え
ば第3のアンテナ素子アレイ面の一部(例えば中央部)
に配置スペースを設け、第3のアンテナ素子アレイ面と
ほぼ同一面に配置してもかまわない。これに関しても、
サイドロープの要求条件等に基づいて個別に設計すれば
よい。Therefore, as shown in FIG. 1, the primary radiator 19 does not necessarily have to be arranged between the third antenna elements at the center of the array surface of the third antenna elements 20 1 to 20 N , and may be, for example, the third antenna element. Part of the antenna element array surface (for example, the central part)
It is also possible to provide an arrangement space in the above and arrange it on the substantially same plane as the third antenna element array surface. Again,
It may be designed individually based on the requirements of the side ropes.
尚、第2のアンテナ素子181〜18Nと第3のアンテ
ナ素子201〜20Nのアレイ面を近づけた場合、一次
放射器19も近づくことになり、一次放射器19による
第2のアンテナ素子アレイ面の端付近に対する電波の照
射が低減し、利得の低下、送信サイドロープの低下等に
つながる場合もある。しかし、これも種々のシステム要
求に合わせて、第2のアンテナ素子181〜18Nと第
3のアンテナ素子201〜20Nのアレイ面との間隔を
決定すればよい。In addition, when the array surfaces of the second antenna elements 18 1 to 18 N and the third antenna elements 20 1 to 20 N are brought close to each other, the primary radiator 19 also comes close, and the second antenna by the primary radiator 19 is also brought close. The irradiation of radio waves near the edge of the element array surface is reduced, which may lead to a decrease in gain and a decrease in transmission side rope. However, also in this case, the spacing between the second antenna elements 18 1 to 18 N and the array surface of the third antenna elements 20 1 to 20 N may be determined in accordance with various system requirements.
したがって、上記構成によるアレイアンテナ装置では、
各アンテナ素子毎に配設されていた複数の送受信モジュ
ールから送信系回路部分を分離独立させて送信信号発生
器Iに盛り込み、受信専用モジュール211〜21Nと
して第3のアンテナ素子201〜20Nにそれぞれ接続
するようにしているので、送受信モジュールを配設する
場合に比べて、使用周波数が高くなっても装置の小型化
に容易に対応することができ、しかもモジュールの発熱
が少なくなるので、冷却も容易になる。Therefore, in the array antenna device having the above configuration,
The transmission system circuit portion is separated from the plurality of transmission / reception modules arranged for each antenna element and incorporated in the transmission signal generator I, and the third antenna elements 20 1 to 20 N are provided as reception-only modules 21 1 to 21 N. Since each of them is connected to N , compared to the case where a transmission / reception module is provided, it is possible to easily cope with the miniaturization of the device even when the operating frequency is high, and the heat generation of the module is reduced. , Cooling becomes easy.
尚、上記実施例ではアンテナ素子を直線状に配列した場
合で説明したが、面状、円周状あるいは円筒状の全部ま
たは一部にアンテナ素子を配列した構成であっても全く
同様に実施できることはいうまでもない。また、第2の
アンテナ素子と第3のアンテナ素子とは必ずしも1対1
に対応させる必要はなく、配置スペースやシステムの要
求条件に応じて2対1にする等の変形も可能である。In the above embodiment, the case where the antenna elements are linearly arranged has been described, but the same arrangement can be achieved even if the antenna elements are arranged in all or part of a planar shape, a circumferential shape, or a cylindrical shape. Needless to say. In addition, the second antenna element and the third antenna element are not always 1: 1
However, it is possible to make modifications such as 2: 1 depending on the arrangement space and system requirements.
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、使用周波数帯が高くな
っても、アンテナ素子を送信と受信で共用したまま送信
及び受信の各モジュールを容易に配列させることのでき
るアレイアンテナ装置を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, even if the frequency band used increases, the array antennas can easily arrange the modules for transmission and reception while sharing the antenna element for transmission and reception. A device can be provided.
第1図はこの発明に係るアレイアンテナ装置の一実施例
を示すブロック図、第2図は同実施例の移相回路の具体
的な構成を示す図、第3図は同実施例の受信モジュール
の具体的な構成を示す図、第4図は同実施例のアレイア
ンテナをレーダ装置に用いた場合の送信及び受信方法を
説明するための図、第5図はマルチビームを形成するア
レイアンテナ装置の構成を示すブロック図、第6図は第
5図の回路の送受信モジュールの構成を示すブロック
図、第7図は送信系と受信系とを分離する手段を示す構
成図である。 H……アンテナ部、I……送信信号発生器、J……位相
制御器、K……局部発振器、L……電力分配器、M……
ビーム形成回路、161〜16N……第1のアンテナ素子、
171〜17N……移相回路、181〜18N……第2のアンテ
ナ素子、19……一次放射器、201〜20N……第3のアン
テナ素子、211〜21N……受信モジュール、S4……送
信信号、S5……位相制御信号、S6……局部発振信
号、a……移相器、b,c……送受切換器、e……低雑
音増幅器、f……送信用増幅器、g……低雑音増幅器、
h……混合器、i……IF受信処理回路、j,k……混
合器、m……90゜ハイブリッド、n,o……A/D変
換器。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the array antenna apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a concrete configuration of a phase shift circuit of the embodiment, and FIG. 3 is a receiving module of the embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining a transmitting and receiving method when the array antenna of the embodiment is used in a radar device, and FIG. 5 is an array antenna device for forming a multi-beam. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the transmitting / receiving module of the circuit of FIG. 5, and FIG. 7 is a configuration diagram showing means for separating the transmitting system and the receiving system. H ... Antenna part, I ... Transmission signal generator, J ... Phase controller, K ... Local oscillator, L ... Power divider, M ...
Beam forming circuit, 16 1 to 16 N ... First antenna element,
17 1 to 17 N ... phase shift circuit, 18 1 to 18 N ... second antenna element, 19 ... primary radiator, 20 1 to 20 N ... third antenna element, 21 1 to 21 N ... ... receiving module, S 4 ...... transmission signal, S 5 ...... phase control signal, S 6 ...... local oscillation signal, a ...... phase shifter, b, c ...... duplexer, e ...... low-noise amplifier, f ... Transmitting amplifier, g ... Low noise amplifier,
h ... Mixer, i ... IF reception processing circuit, j, k ... Mixer, m ... 90 ° hybrid, n, o ... A / D converter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 喜隆 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝小向工場内 (72)発明者 竹谷 晋一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝小向工場内 (56)参考文献 特開 昭54−146562(JP,A) 特開 昭61−172408(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshitaka Sasaki No. 1 Komukai Toshiba Town, Kouki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Komu Factory, Toshiba Corporation (72) Shinichi Takeya, Komukai Toshiba, Kouki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Town No. 1 Incorporation company Toshiba Komukai factory (56) References JP-A-54-146562 (JP, A) JP-A-61-172408 (JP, A)
Claims (1)
する複数の第1のアンテナ素子と、この第1のアンテナ
素子と対になって配列される複数の第2のアンテナ素子
と、前記第1及び第2のアンテナ素子間に介在され一方
のアンテナ素子で受電された信号を位相制御して他方の
アンテナ素子へ伝送する複数の移相回路と、送信信号を
発生する送信信号発生器と、前記複数の第2のアンテナ
素子の開口に対向して設けられかつ前記送信信号発生器
の出力信号が供給され空間を介して送信電磁波を前記複
数の第2のアンテナ素子へ供給する一次放射器と、前記
複数の第2のアンテナ素子の開口に対向して配列され前
記第1のアンテナ素子及び移相回路を介して前記第2の
アンテナ素子から送出される信号を前記空間を介して受
電する複数の第3のアンテナ素子と、この複数の第3の
アンテナ素子それぞれに設けられ各第3のアンテナ素子
の出力信号を受信する複数の受信専用モジュールとを具
備するアレイアンテナ装置。1. A plurality of first antenna elements that emit electromagnetic waves and capture incoming electromagnetic waves, a plurality of second antenna elements arranged in pairs with the first antenna elements, and A plurality of phase shift circuits interposed between the first and second antenna elements to control the phase of a signal received by one antenna element and transmit the signal to the other antenna element; and a transmission signal generator that generates a transmission signal, A primary radiator provided facing the openings of the plurality of second antenna elements and supplied with an output signal of the transmission signal generator to supply a transmission electromagnetic wave to the plurality of second antenna elements via a space; A plurality of signals arranged to face the openings of the plurality of second antenna elements, the signals being transmitted from the second antenna element via the first antenna element and the phase shift circuit, and receiving the signals via the space. The third And the antenna element, the array antenna apparatus comprising a plurality of receive-only module that receives the output signal of the third antenna element provided in each third antenna element of the plurality.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62117112A JPH0622286B2 (en) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Array antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62117112A JPH0622286B2 (en) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Array antenna device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63283303A JPS63283303A (en) | 1988-11-21 |
| JPH0622286B2 true JPH0622286B2 (en) | 1994-03-23 |
Family
ID=14703715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62117112A Expired - Lifetime JPH0622286B2 (en) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Array antenna device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622286B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7150641B2 (en) * | 2019-03-12 | 2022-10-11 | 株式会社東芝 | antenna system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54146562A (en) * | 1978-05-09 | 1979-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | Space feed array antenna |
| JPS61172408A (en) * | 1985-01-25 | 1986-08-04 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna adjusting method |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP62117112A patent/JPH0622286B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63283303A (en) | 1988-11-21 |
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