JP2959220B2 - Electronic scanning antenna - Google Patents
Electronic scanning antennaInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は二次監視レーダー又は二
次監視レーダーが併設された一次監視レーダーの電子走
査アンテナに関し、特に円筒状にアレイアンテナが配置
された電子走査アンテナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic scanning antenna of a secondary surveillance radar or a primary surveillance radar provided with a secondary surveillance radar, and more particularly to an electronic scanning antenna having a cylindrical array antenna.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のアンテナは、円筒状に配
置された複数のコラムアレイの一部を励振し、スイッチ
制御によって指向性のあるビームを方位方向に走査して
いる。また、航空管制用のレーダーは垂直面内でビーム
幅が広く水平面内でビーム幅が狭いいわゆるファンビー
ムが一般に用いられている。ファンビームを円筒状アレ
イで形成し水平方向に等位相面を設定した場合につい
て、図２を用いて説明する。図２（ａ）は円筒状アレイ
１０の観測仰角を示す概念図、同図（ｂ），（ｃ）は各
々仰角０°、θ°における方位方向の位相関係を示す概
念図であり、全周のうち励振セクタ１３のみ励振してい
る状態を示している。また、同図（ｂ）の円筒状アレイ
の水平断面１４はほぼ円形であるが、同図（ｃ）の仰角
θ°と平行な断面１５は楕円形である。2. Description of the Related Art Conventionally, an antenna of this type excites a part of a plurality of column arrays arranged in a cylindrical shape, and scans a directional beam in an azimuth direction by switch control. Also, as a radar for air traffic control, a so-called fan beam having a wide beam width in a vertical plane and a narrow beam width in a horizontal plane is generally used. The case where the fan beams are formed in a cylindrical array and the equal phase plane is set in the horizontal direction will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a conceptual diagram showing the observation elevation angle of the cylindrical array 10, and FIGS. 2B and 2C are conceptual diagrams showing the azimuthal phase relationship at elevation angles of 0 ° and θ °, respectively. 3 shows a state in which only the excitation sector 13 is excited. Also, the horizontal cross section 14 of the cylindrical array in FIG. 3B is substantially circular, while the cross section 15 parallel to the elevation angle θ ° in FIG. 3C is elliptical.
【０００３】平坦な等位相面１１を仰角０°に設定した
場合、仰角０°における水平ビーム幅は他の仰角におけ
る水平ビーム幅と比べて最小となる。他の仰角の等位相
面は、同図（ｃ）に示す等位相面１２のように楕円形の
断面に相当する位相差を補正できず曲面状となり、水平
ビーム幅の拡大が生ずる。仰角０°で平坦な等位相面を
形成したときの水平ビーム幅の仰角特性を図３の曲線Ａ
で示す。水平ビーム幅は高仰角で著しい拡大を生ずる。
この改善手段として従来は、例えば仰角θ°で水平ビー
ム幅が最も狭くなるよう仰角θ°に平坦な等位相面を設
定し、同図の曲線Ｂに示すようにいくらか改善してい
る。When the flat equal phase plane 11 is set at an elevation angle of 0 °, the horizontal beam width at an elevation angle of 0 ° becomes minimum as compared with the horizontal beam width at other elevation angles. The equi-phase plane having another elevation angle cannot be corrected for a phase difference corresponding to an elliptical cross section like the equi-phase plane 12 shown in FIG. The elevation characteristics of the horizontal beam width when a flat equal phase plane is formed at an elevation angle of 0 ° are shown by curve A in FIG.
Indicated by The horizontal beam width produces significant expansion at high elevation angles.
Conventionally, as an improvement means, for example, a flat equiphase surface is set at an elevation angle θ ° so that the horizontal beam width becomes the narrowest at the elevation angle θ °, and the improvement is somewhat improved as shown by a curve B in FIG.
【０００４】このような円筒状のコラムアレイとして、
従来では図４に示すものがある。即ち、円筒状に配列さ
れた２４本のコラムアレイ２０1 〜２０24と、８個のＳ
Ｐ３Ｔ（Single Pole 3 Throw ）スイッチ２１1 〜２１
8 及びバットラーマトリクス２３から成るスイッチマト
リクス２４と、８個の移相器２５1 〜２５8 と、電力分
配器２６と、送受信部２７とにより構成されている。こ
の構成では、ＳＰ３Ｔスイッチ２１1 〜２１8 が、図４
に示す接続状態であるとき、コラムアレイ２０1 〜２０
8 が励振され、コラムアレイ２０1 〜２０8 により構成
される扇状部分の中心を通る半径方向（矢印Ｃの方向）
に、単一の主ビームが形成される。このとき、バットラ
ーマトリクス２３は、電力分配器２６の出力電力が所定
のコラムアレイに分配されるように制御される。As such a cylindrical column array,
Conventionally, there is one shown in FIG. That is, the column array 20 1 to 20 24 of 24 which are arranged in a cylindrical shape, eight S
P3T (Single Pole 3 Throw) switch 21 1 to 21
A switch matrix 24 consisting of 8 and butt color matrix 23, eight phase shifters 25 1 to 25 8, and the power divider 26 is constituted by transmitting and receiving unit 27. In this configuration, SP3T switch 21 1 to 21 8, 4
When a connection state shown in the column array 20 1 to 20
8 is excited, radially through the center of the fan-shaped portion constituted by a column array 20 1 to 20 8 (the direction of arrow C)
A single main beam is formed. At this time, the Butler matrix 23 is controlled so that the output power of the power distributor 26 is distributed to a predetermined column array.
【０００５】移相器２５1 〜２５8 は、主にコラムアレ
イ２０1 〜２０24が円筒状に配列されていることにより
アンテナ開口面に生ずる励振位相歪みを補正するために
用いられる。又、電力分配器２６は、均一或いは所望の
電力分布を各コラムアレイに与えるためのものである。
尚、図４においては、スイッチマトリクス２４および移
相器２５1 〜２５8 を制御する制御部は省略してある。
また、スイッチマトリクス２４とコラムアレイ２０1 〜
２０24間の接続は、繁雑さを避けるため記載の一部を省
略してある。[0005] The phase shifter 25 to 253 8 are used to correct the excitation phase distortion generated in the antenna aperture plane by mainly column array 20 1 to 20 24 are arranged in a cylindrical shape. The power distributor 26 is for providing a uniform or desired power distribution to each column array.
In FIG. 4, the control unit for controlling the switch matrix 24 and the phase shifter 25 to 253 8 are omitted.
In addition, the switch matrix 24 and the column array 20 1 to
Connection between 20 24 are omitted certain disclosures to avoid complication.
【０００６】ビーム走査を行うときは、ＳＰ３Ｔスイッ
チ２１1 〜２１8 のスイッチの状態を順次切り替えて行
くと共に、バットラーマトリクス２３の中のトランスフ
ァースイッチ２２1 〜２２12の状態を制御することによ
り、移相器２５1 〜２５8 の出力の順序が入れ替わるこ
となく、ビームを円周方向に走査することができる。な
お、トランスファースイッチ２２1 〜２２12は、図外の
制御部からの制御信号により、接続状態を図５（ａ）及
び（ｂ）の何れにも設定できる。[0006] When performing beam scanning, as well as to sequentially switch the state of the switch of the SP3T switch 21 1 to 21 8, by controlling the state of the transfer switch 22 1-22 12 in the vat color matrix 23, without the order of output of the phase shifter 25 to 253 8 are switched, it is possible to scan the beam in the circumferential direction. The connection state of the transfer switches 22 1 to 22 12 can be set to any of FIGS. 5A and 5B by a control signal from a control unit (not shown).
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の電
子走査アンテナでは、特定の仰角以外では水平ビーム幅
の拡大が生ずるため方位精度の劣化と利得低下が生ずる
という問題がある。本発明の目的は、この問題を解消
し、広い仰角範囲で方位精度が高く利得低下を抑止でき
る電子走査アンテナを提供することにある。However, the conventional electronic scanning antenna has a problem that the azimuth accuracy is degraded and the gain is degraded because the horizontal beam width is expanded except at a specific elevation angle. An object of the present invention is to solve this problem and to provide an electronic scanning antenna which has high azimuth accuracy in a wide elevation angle range and can suppress a decrease in gain.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の電子走査アンテ
ナは、送受信部と、円筒状に配置され入力する電力に基
づきビーム走査を行う複数のコラムアレイと、ビーム走
査の制御を行う制御手段と、送受信部が出力する電力を
分配する分配器及び制御手段の制御に基づいて分配器の
出力の位相調整を行う移相器を含む電力分配手段と、制
御手段の制御に基づいてコラムアレイを選択して電力分
配手段の出力を与えるスイッチ手段と、目標の高度情報
又は仰角情報を抽出する処理手段とを有しており、制御
手段は、目標の仰角に応じて送信又は受信電波の位相を
所定の仰角に直交する面内で合わせるよう移相器を制御
し、目標の仰角に応じて水平ビーム幅を制御する構成と
する。An electronic scanning antenna according to the present invention comprises: a transmitting / receiving unit; a plurality of column arrays arranged in a cylindrical shape for performing beam scanning based on input power; and control means for controlling beam scanning. A power distribution unit including a distributor for distributing the power output from the transmission / reception unit and a phase shifter for adjusting the phase of the output of the distributor based on the control of the control unit, and a column array based on the control of the control unit. Switch means for providing the output of the power distribution means, and processing means for extracting the target altitude information or elevation information, and the control means determines the phase of the transmitted or received radio wave in accordance with the target elevation angle. The phase shifter to match in the plane perpendicular to the elevation angle
Then, the horizontal beam width is controlled in accordance with the target elevation angle .
【０００９】[0009]
【作用】本発明によれば、制御手段によって目標の仰角
に応じて移相器を制御することで、水平ビーム幅を狭く
でき、方位精度が向上できる。According to the present invention, the horizontal beam width can be narrowed and the azimuth accuracy can be improved by controlling the phase shifter according to the target elevation angle by the control means.
【００１０】[0010]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す電子走査アンテナの
ブロック構成図である。同図において、電子走査アンテ
ナは、送受信部４と、円筒状に配置され入力する電力に
基づきビーム走査を行う複数のコラムアレイ１1 〜１24
と、ビーム走査の制御を行う制御手段としての制御部５
と、送受信部４の出力する電力を分配する分配器２６及
び制御部５の制御に基づき分配器２６の出力の位相調整
を行う移相器２５1 〜２５8 を含む電力分配手段３と、
制御部５の制御に基づきコラムアレイ１を選択してこの
電力分配手段３の出力を与えるスイッチ手段２と，送受
信部４からの目標の高度情報をアンテナから見た仰角に
変換し、制御部５に対し移相器２５1 〜２５8 の制御デ
ータを送出する処理部６とを備えている。前記スイッチ
手段２はＳＰ３Ｔスイッチ２１1 〜２１8 と、バットラ
ーマトリクス２３を含んでいる。Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an electronic scanning antenna according to an embodiment of the present invention. In the figure, the electronic scanning antenna, a transmitting and receiving unit 4, a plurality of column arrays 1 1 to 1 24 for beam scanning based on the power to be input are arranged in a cylindrical shape
And a control unit 5 as control means for controlling beam scanning.
If a power distribution means 3 including a divider 26 and a control unit phase shifters 25 1 to 25 8 for adjusting the phase of the output of the divider 26 based on the control of the 5 distributes the power output of the transmitting and receiving unit 4,
The switch unit 2 that selects the column array 1 based on the control of the control unit 5 and supplies the output of the power distribution unit 3, and converts the target altitude information from the transmission / reception unit 4 into an elevation angle viewed from the antenna, and and a processing unit 6 which transmits the control data of the phase shifter 25 to 253 8 to. The switching means 2 and the SP3T switch 21 1 to 21 8, includes a batt color matrix 23.
【００１１】そして、ここでは目標となる航空機から送
られる高度情報を送受信部４で受信し、処理部６で仰角
に変換する。又、その仰角で方位方向の等位相面が平坦
となるよう移相器２５1 〜２５8 を制御するデータを算
出し、コード化して制御部５に送出する。制御部５は処
理部６からデータを受領した時のみ従来技術で述べた仰
角θ°の標準設定用の制御データの代わりに処理部６か
らのデータを移相器２５1 〜２５8 に送出するように構
成している。Then, the altitude information sent from the target aircraft is received by the transmitting / receiving unit 4 and converted into an elevation angle by the processing unit 6. Moreover, calculating the data for controlling the phase shifter 25 to 253 8 to equiphase surface in the lateral direction in the elevation angle becomes flat, encodes and sends to the control unit 5. Control unit 5 sends the data from the processing unit 6 in place of the control data for only the standard setting of the elevation angle theta ° described in the prior art when receiving the data from the processing unit 6 to the phase shifter 25 to 253 8 It is configured as follows.
【００１２】したがって、目標の仰角に応じて水平ビー
ム幅を狭くすることができ、広い仰角範囲で方位精度が
向上できる。尚、本発明は、例えば二次監視レーダのよ
うに航空機から高度情報が得られるシステムだけでな
く、通常二次監視レーダと併設される一次レーダ用の電
子走査アンテナに高度情報を送出することにより適用す
ることができる。Therefore, the horizontal beam width can be narrowed according to the target elevation angle, and the azimuth accuracy can be improved in a wide elevation angle range. Note that the present invention is not limited to a system that can obtain altitude information from an aircraft, such as a secondary surveillance radar, and that the altitude information is transmitted to an electronic scanning antenna for a primary radar that is usually provided along with a secondary surveillance radar. Can be applied.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、目標の高
度情報又は仰角情報を抽出する処理手段を備えるととも
に、制御手段が、目標の仰角に応じて送信又は受信電波
の位相を所定の仰角に直交する面内で合わせるように移
相器を制御する構成としているので、目標の仰角に応じ
て水平ビーム幅を狭くすることができ、広い仰角範囲で
方位精度を向上でき、利得低下を防止することができる
効果がある。As described above, the present invention comprises processing means for extracting altitude information or elevation information of a target, and control means for controlling the phase of a transmitted or received radio wave according to a target elevation angle by a predetermined elevation angle. The phase shifter is controlled so that the phase shifter is adjusted in the plane perpendicular to the plane, so the horizontal beam width can be narrowed according to the target elevation angle, the azimuth accuracy can be improved over a wide elevation angle range, and the gain reduction is prevented. There is an effect that can be.
【図１】本発明の電子走査アンテナの一実施例のブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of an electronic scanning antenna of the present invention.
【図２】円筒状アレイを説明するための概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a cylindrical array.
【図３】円筒状アレイの水平ビーム幅の仰角特性図であ
る。FIG. 3 is an elevation characteristic diagram of a horizontal beam width of a cylindrical array.
【図４】従来の電子走査アンテナのブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a conventional electronic scanning antenna.
【図５】従来の電子走査アンテナのトランスファースイ
ッチの機能を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a function of a transfer switch of a conventional electronic scanning antenna.
１1 〜１24 コラムアレイ ２ スイッチ手段 ３ 電力分配手段 ４ 送受信部 ５ 制御部 ６ 処理部 ２１1 〜２１12 ＳＰ３Ｔスイッチ ２３ バットラーマトリクス ２５1 〜２５8 移相器 ２６ 分配器1 1 to 1 24 column array 2 switching means 3 power distributing means 4 receiving unit 5 control unit 6 processing unit 21 1 through 21 12 SP3T switch 23 butt color matrix 25 to 253 8 phase shifter 26 distributor
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 H01Q 3/26 - 3/42 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01S 7/00-7/42 G01S 13/00-13/95 H01Q 3/26-3/42
Claims (1)
電力に基づきビーム走査を行う複数のコラムアレイと、
ビーム走査の制御を行う制御手段と、前記送受信部が出
力する電力を分配する分配器及び前記制御手段の制御に
基づいて分配器の出力の位相調整を行う移相器を含む電
力分配手段と、前記制御手段の制御に基づいて前記コラ
ムアレイを選択して前記電力分配手段の出力を与えるス
イッチ手段と、目標の高度情報又は仰角情報を抽出する
処理手段とを有し、前記制御手段は、目標の仰角に応じ
て送信又は受信電波の位相を所定の仰角に直交する面内
で合わせるよう前記移相器を制御し、前記目標の仰角に
応じて水平ビーム幅を制御するように構成したことを特
徴とする電子走査アンテナ。1. A transmitting / receiving unit, a plurality of column arrays arranged in a cylindrical shape and performing beam scanning based on input power,
Control means for controlling beam scanning, power distribution means including a distributor for distributing the power output by the transmitting and receiving unit and a phase shifter for adjusting the phase of the output of the distributor based on the control of the control means, Switch means for selecting the column array based on the control of the control means and providing an output of the power distribution means; and processing means for extracting target altitude information or elevation information, wherein the control means The phase shifter is controlled so that the phase of a transmission or reception radio wave is adjusted in a plane orthogonal to a predetermined elevation angle in accordance with the elevation angle of
An electronic scanning antenna configured to control a horizontal beam width in response to the request .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3206163A JP2959220B2 (en) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | Electronic scanning antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3206163A JP2959220B2 (en) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | Electronic scanning antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0527008A JPH0527008A (en) | 1993-02-05 |
| JP2959220B2 true JP2959220B2 (en) | 1999-10-06 |
Family
ID=16518850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3206163A Expired - Lifetime JP2959220B2 (en) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | Electronic scanning antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2959220B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3423948B2 (en) * | 1994-08-25 | 2003-07-07 | ジオ・サーチ株式会社 | Underground exploration method and underground exploration device |
| JP2011205573A (en) | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Sony Corp | Control device, camera system, and program |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP3206163A patent/JP2959220B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0527008A (en) | 1993-02-05 |
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