JP2993510B2 - フェーズドアレイアンテナ装置 - Google Patents
フェーズドアレイアンテナ装置Info
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- JP2993510B2 JP2993510B2 JP2032734A JP3273490A JP2993510B2 JP 2993510 B2 JP2993510 B2 JP 2993510B2 JP 2032734 A JP2032734 A JP 2032734A JP 3273490 A JP3273490 A JP 3273490A JP 2993510 B2 JP2993510 B2 JP 2993510B2
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Description
を用いたアクティブ方式のフェーズドアレイアンテナ装
置に関する。
テナ装置にあっては、アレイ状に配置した多数の放射素
子への送信信号、及び各素子からの受信信号の励振を位
相制御し、所望の送信パターン、受信パターンを形成し
ている。この場合、送信系及び受信系について、各放射
素子毎に設けられた送受信モジュール内のデジタル移相
器により励振位相をデジタル制御をしている。第4図に
一般的なアクティブ方式のフェーズドアレイアンテナ装
置の構成を示し、第5図に従来のデジタル位相制御を行
う送受信モジュールの構成を示す。
送信信号は送信系給電回路12によってn分配され、それ
ぞれ送受信モジュール131〜13nにより所定の送信パター
ンに対応した励振位相制御がなされた後、放射素子141
〜14nに送られる。また、放射素子141〜14nで得られた
各受信信号はそれぞれ送受信モジュール131〜13nにより
所定の受信パターンに対応した励振位相制御がなされた
後、受信系給電回路15で合成されて受信機16に送られ
る。
移相器はそれぞれ走査制御器17からの制御信号によって
それぞれ独立した制御がなされる。すなわち、走査制御
器17により所望の送信パターン、受信パターンに応じた
各モジュール131〜13nの位相量を求めて対応する制御信
号を生成し、さらにこの制御信号を走査範囲に応じて変
化させることにより、所望の送信パターン、受信パター
ンを形成し、任意の範囲で走査することができる。
のスイッチで、各スイッチ21,22を送信側に切換えた場
合、端子23に供給される送信機からの送信信号がデジタ
ル移相器24に供給され、ここで励振位相の制御が行われ
た後、パワーアンプ25で電力増幅され、サーキュレータ
26を介して端子27より対応する放射素子へ送られる。ま
た、各スイッチ21,22を受信側に切換えた場合、端子27
に供給される放射素子からの信号がサーキュレータ26,2
8を介してローノイズアンプ29で増幅され、デジタル移
相器24に供給され、ここで励振位相の制御を行われ、端
子30より受信機へ送られる。
ーダシステムによく用いられる。このシステムでは、送
信品質よりも受信品質を上げて信号を処理することが多
く、アンテナサイドローブを低くして受信信号を品質を
上げるために、もっぱらアンテナ開口における励振振幅
分布によっている。このようなレーダシステムに対し、
上記アンテナ装置、特に送受信モジュールにおいて、例
えば4ビットのデジタル移相器を使用している場合、デ
ジタル制御ゆえ±11.25度の量子化位相誤差が生じ、こ
の誤差によってアンテナサイドローブが劣化してしま
い、受信信号の品質向上が図りにくい。これを改善する
ためにはビット数を上げる必要があるが、上述したよう
に従来のアンテナ装置では、特に送受信モジュールでデ
ジタル移相器を送信系、受信系で共用しているため、デ
ジタル移相器のビット数を上げると信号品質を上げる必
要のない送信系まで波及されてしまい、材料費、測定・
試験のための費用等に無駄なコストがかかってしまう。
置では、送信パターンのサイドローブを低くして受信信
号の品質向上を図るために受信系のビット数をあげる
と、受信系のみならず送信系のビット数をも上げなけれ
ばならず、必要のない送信パターンにまで波及してコス
ト増となる。
で、コスト増を最小限に抑えて、送信パターンに影響を
与えることなく受信パターンのサイドローブのみを低く
することができるフェーズドアレイアンテナ装置を提供
することを目的とする。
アレイアンテナ装置は、 (1)複数の放射素子をアレイ状に配置し、各素子への
送信信号、各素子からの受信信号を位相制御して任意の
送信パターン、受信パターンを生成するフェーズドアレ
イアンテナ装置において、送信系と受信系とで互いに異
なるビット数で励振位相を制御するようにしたことを第
1の特徴とし、 (2)第1の特徴とする構成において、前記送信系及び
受信系は各放射素子毎に共通の送受信モジュールを用い
て構成し、このデジタル送受信モジュールは互いにビッ
ト数の異なる2つのデジタル移相器を備え、一方のデジ
タル移相器で送信系の励振位相を制御し、他方のデジタ
ル移相器で受信系の励振位相を制御することを第2の特
徴とする。また、 (3)複数の放射素子をアレイ状に配置し、各素子への
送信信号、各素子からの受信信号を位相制御して任意の
送信パターン、受信パターンを生成するフェーズドアレ
イアンテナ装置において、送信系と受信系とで互いに異
なるビット数で励振位相を制御し、かつ、送信系と受信
系とで互いに異なるビット数で励振振幅を制御するよう
にしたことを第3の特徴とし、 (4)第3の特徴とする構成において、前記送信系及び
受信系は各放射素子毎に共通の送受信モジュールを用い
て構成し、この送受信モジュールはそれぞれ互いにビッ
ト数の異なる2つのデジタル移相器及び2つのデジタル
アッテネータを備え、一方のデジタル移相器で送信系の
励振位相を制御し、他方のデジタル移相器で受信系の励
振位相を制御し、一方のデジタルアッテネータで送信系
の励振振幅を制御し、他方のデジタルアッテネータで受
信系の励振位相を制御することを第4の特徴とする。
るビット数で励振位相を制御するようにして送信系と受
信系を独立させ、受信系のみ高いビット数で励振位相を
制御して受信パターンのサイドローブを低くし、受信品
質を向上させる。
ルにおいて、互いにビット数の異なる2つのデジタル移
相器を送信系、受信系に割当てて両者を独立させ、ビッ
ト数の多い方のデジタル移相器で受信系の励振位相を制
御して、受信パターンのサイドローブを低くし、受信品
質を向上させる。
るビット数で励振位相及び励振振幅を制御するようにし
て送信系と受信系を独立させ、受信系のみ高いビット数
で励振位相、励振振幅を制御して受信パターンのサイド
ローブを低くし、受信品質を向上させる。
ルにおいて、互いにビット数の異なる2つのデジタル移
相器、2つのデジタルアッテネータの送信系、受信系に
割当てて両者を独立させ、ビット数の多い方のデジタル
移相器で受信系の励振位相を制御し、かつビット数の多
い方のデジタルアッテネータで受信系の励振振幅を制御
して、受信パターンのサイドローブを低くし、受信品質
を向上させる。
例を説明する。
アレイアンテナ装置に好適する送受信モジュールの構成
を示すものである。このモジュールは互いにビット数の
異なる第1、第2のデジタル移相器31,32を備え、ビッ
ト数の少ない方のデジタル移相器(ここでは4ビット)
31を送信系に用い、ビット数の多い方のデジタル移相器
(ここでは6ビット)32を受信系に用いて構成される。
すなわち、端子33に供給される送信信号は第1のデジタ
ル移相器31により4ビットで励振位相の制御を受け、パ
ワーアンプ34により電力増幅された後、サーキュレータ
35を介して、端子36から放射素子へ導出される。また、
端子36に供給される放射素子からの受信信号はサーキュ
レータ35,37を介してローノイズアンプ38に供給され、
ここで増幅され、励振位相が6ビットで制御される第2
のデジタル移相器32に供給されて位相の制御を受け、端
子39から受信機へ導出される。
系と受信系が完全に分離しており、位相制御が送信系で
は4ビット構成、受信系では6ビット構成となってい
る。このため、励振位相の制御は受信系の方が分離能が
高く、送信系に比べて細かく制御することができる。し
たがって、受信パターンの形成において、送信系に影響
を与えることなくアンテナサイドローブを低減すること
ができ、これによって受信品質を向上させることができ
る。なお、この構成ではデジタル移相器が2個必要にな
るが、送信・受信を切換えるためのスイッチが不要とな
るので部品点数が少なくなり、結果的にアンテナ装置全
体のコストを低減し、最小限に抑えることができる。
じく第4図に示したアクティブ方式のフェーズドアレイ
アンテナ装置に好適する送受信モジュールの構成を示す
ものである。第2図において、第1図と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略する。このモジュールは
互いにビット数の異なる第1、第2のデジタル移相器3
1,32を備えると共に、互いにビット数の異なる第1、第
2のデジタルアッテネータ40,41を備え、ビット数の少
ない方のデジタルアッテネータ(ここでは4ビット)31
を送信系に用い、ビット数の多い方のデジタルアッテネ
ータ(ここでは6ビット)32を受信系に用いて構成され
る。
テネータを含めて受信系のビット数を上げることによ
り、励振位相制御と同時に励振振幅制御についてもきめ
細かく制御することができ、これによってアンテナサイ
ドローブの低減を図り、受信品質を一層向上させること
ができる。
への適用に限定されるものではない。例えば第3図に示
すように、送受信モジュール131〜13n内で送信系のみ4
ビットのデジタル移相器を設け、また受信系で得られた
受信信号をビーム形成器42に送り、ここで各モジュール
131〜13nからの信号についてデジタル位相制御、デジタ
ル振幅制御を行うことにより任意の受信パターンを形成
し、受信機16に送出するように構成することができる。
この場合も、送信系と受信系とが独立しており、受信系
のみビット数を上げることができるので、アンテナサイ
ドローブの低減、受信品質の向上を図ることができる。
このように、デジタル移相器やデジタルアッテネータは
必ずしもモジュールに内蔵させていなくてもよく、さら
に、例えば必ずしもRF(高周波帯)段で位相制御、振幅
制御を行う必要ななく、少なくともビームパターンの形
成直前までに行われればよい。このことは送信系につい
ても同様である。
設けてアンテナ装置を構成したり、送受信モジュール、
送信モジュール、受信モジュールの全て、もしくはこれ
らを混在しせてアンテナ装置を構成しても同様で実施可
能である。さらに、例えば振幅制御については、デジタ
ルアッテネータを送受信モジュールに内蔵させなくて
も、この枠を外して送信系、受信系のどこかに介在させ
るようにしてもよい。また、この振幅制御はデジタルア
ッテネータによらず、送信系のパワーアンプ、受信系の
ローノイズアンプの利得制御であっても同様の効果が得
られる。
抑えて、送信パターンに影響を与えることなく受信パタ
ーンのサイドローブのみを低くすることができ、これに
よって受信品質を向上させることができるフェーズドア
レイアンテナ装置を提供することができる。
テナ装置の送受信モジュールの構成を示すブロック回路
図、第2図はこの発明に係る他の実施例なる送受信モジ
ュールの構成を示すブロック回路図、第3図はこの発明
に係る他の実施例なるフェーズドアレイアンテナ装置の
構成を示すブロック回路図、第4図は従来のフェーズド
アレイアンテナ装置の構成を示すブロック回路図、第5
図は第4図のアンテナ装置に用いられる送受信モジュー
ルの構成を示すブロック回路図である。 11……送信機(励振器)、12……送信系給電回路、131
〜13n……送受信モジュール、141〜14n……放射素子、1
5……受信系給電回路、16……受信機、17……走査制御
器、21,22……デジタルスイッチ、24……デジタル移相
器、25……デジタルパワーアンプ、26,28……サーキュ
レータ、29……ローノイズアンプ、31,32……デジタル
移相器、34……デジタルパワーアンプ、35,37……サー
キュレータ、38……ローノイズアンプ、40,41……デジ
タルアッテネータ、42……ビーム形成器。
Claims (4)
- 【請求項1】複数の放射素子をアレイ状に配置し、各素
子への送信信号、各素子からの受信信号を位相制御して
任意の送信パターン、受信パターンを生成するフェーズ
ドアレイアンテナ装置において、送信系と受信系とで互
いに異なるビット数で励振位相を制御するようにしたこ
とを特徴とするフェーズドアレイアンテナ装置。 - 【請求項2】前記送信系及び受信系は各放射素子毎に共
通の送受信モジュールを用いて構成し、この送受信モジ
ュールは互いにビット数の異なる2つのデジタル移相器
を備え、一方のデジタル移相器で送信系の励振位相を制
御し、他方のデジタル移相器で受信系の励振位相を制御
することを特徴とする請求項1記載のフェーズドアレイ
アンテナ装置。 - 【請求項3】複数の放射素子をアレイ状に配置し、各素
子への送信信号、各素子からの受信信号を位相制御して
任意の送信パターン、受信パターンを生成するフェーズ
ドアレイアンテナ装置において、送信系と受信系とで互
いに異なるビット数で励振位相を制御し、かつ、送信系
と受信系とで互いに異なるビット数で励振振幅を制御す
るようにしたことを特徴とするフェーズドアレイアンテ
ナ装置。 - 【請求項4】前記送信系及び受信系は各放射素子毎に共
通の送受信モジュールを用いて構成し、この送受信モジ
ュールはそれぞれ互いにビット数の異なる2つのデジタ
ル移相器及び2つのデジタルアッテネータを備え、一方
のデジタル移相器で送信系の励振位相を制御し、他方の
デジタル移相器で受信系の励振位相を制御し、一方のデ
ジタルアッテネータで送信系の励振振幅を制御し、他方
のデジタルアッテネータで受信系の励振位相を制御する
ことを特徴とする請求項3記載のフェーズドアレイアン
テナ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2032734A JP2993510B2 (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | フェーズドアレイアンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2032734A JP2993510B2 (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | フェーズドアレイアンテナ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03236611A JPH03236611A (ja) | 1991-10-22 |
JP2993510B2 true JP2993510B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=12367067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2032734A Expired - Lifetime JP2993510B2 (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | フェーズドアレイアンテナ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2993510B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4844554B2 (ja) * | 2007-12-27 | 2011-12-28 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
-
1990
- 1990-02-14 JP JP2032734A patent/JP2993510B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03236611A (ja) | 1991-10-22 |
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