JP6540431B2 - Antenna device and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ装置、およびその制御方法に関し、特に干渉波除去機能を含むアレイアンテナ装置、およびその制御方法に関する。 The present invention relates to an antenna device and a control method thereof, and more particularly to an array antenna device including an interference wave removal function and a control method thereof.
この種のアンテナ装置では、平面または円筒状の二次元アレイのうち、全てまたは一部のアンテナ開口の電力を合成することで、主ビームを形成している。干渉波抑制の目的で、干渉波抑制アンテナを実装している。 In this type of antenna device, the main beam is formed by combining the power of all or part of the antenna apertures of a planar or cylindrical two-dimensional array. An interference wave suppression antenna is mounted for the purpose of interference wave suppression.
図５（ａ）または図５（ｂ）のように上記アレイアンテナの上部または側面などに干渉波抑制アンテナを実装することで、干渉波抑制ビームを形成する方法が、一般的である。図５（ａ）または図５（ｂ）のような干渉波抑制アンテナの実装によれば、図５（ｃ）の放射パターン特性図のように干渉波抑制ビームが形成される。しかしながら、実装スペースの限られた移動式のアンテナでは、この方式は適していない。そのため、実装スペースの限られた移動式のアンテナでは、アンテナ開口の一部の電力を干渉波抑制に用いる方法がより一般的である。 A method of forming an interference wave suppression beam by mounting an interference wave suppression antenna on the upper side or the side surface of the array antenna as shown in FIG. 5 (a) or 5 (b) is generally used. According to the mounting of the interference wave suppression antenna as shown in FIG. 5 (a) or FIG. 5 (b), the interference wave suppression beam is formed as shown in the radiation pattern characteristic diagram of FIG. 5 (c). However, this method is not suitable for mobile antennas with limited mounting space. Therefore, in a mobile antenna with a limited mounting space, a method of using the power of a part of the antenna aperture for interference wave suppression is more general.
図６は、アンテナ開口の一部の電力を干渉波抑制に用いる背景技術のアレイアンテナ装置のブロック図である。次に、その動作について説明する。まずアンテナ素子１０２−１〜１０２−Ｎ＊Ｍで受信した信号を、コラムアレイ１０１−１〜１０１−Ｎにて、それぞれ仰角方向にアナログ合成する。コラムアレイ１０１−１〜１０１−Ｎには、第１の方向性結合器１０３−１〜１０３−Ｎ＊Ｍがある。これら第１の方向性結合器１０３−１〜１０３−Ｎ＊Ｍの結合度を調整することにより、所望の開口面振幅分布を実現し、仰角方向に低サイドローブの主ビームを形成する。 FIG. 6 is a block diagram of an array antenna apparatus of the background art that uses the power of a part of the antenna aperture for interference wave suppression. Next, the operation will be described. First, the signals received by the antenna elements 102-1 to 102-N * M are analog-synthesized in the elevation direction by the column arrays 101-1 to 101-N. The column arrays 101-1 to 101-N include first directional couplers 103-1 to 103-N * M. By adjusting the degree of coupling of the first directional couplers 103-1 to 103-N * M, a desired aperture amplitude distribution is realized, and a main beam with low side lobes in the elevation direction is formed.
電力合成に使われなかった電力は、第１の終端器１０４−１〜１０４−（Ｍ−Ｋ）によって終端される。第１の方向性結合器１０３−１〜１０３−Ｎ＊Ｍのうちの中央付近は結合度を高く設定することにより、第１の終端器１０４−１〜１０４−（Ｍ−Ｋ）に漏れだす電力は小さくなる。第１の方向性結合器１０３−１〜１０３−Ｎ＊Ｍのうちの端付近は結合度を低く設定することにより、多くの電力が第１の終端器１０４−１〜１０４−（Ｍ−Ｋ）にて終端される。 The power not used for power combining is terminated by the first terminators 104-1 to 104- (M-K). By setting the coupling degree high near the center of the first directional couplers 103-1 to 103-N * M, leakage to the first terminators 104-1 to 104- (M−K) occurs. Power is reduced. By setting the degree of coupling low near the end of the first directional couplers 103-1 to 103-N * M, a large amount of power can be output to the first terminators 104-1 to 104- (M−K It is terminated by).
背景技術のアレイアンテナ装置では、第１の方向性結合器１０３−１〜１０３−Ｎ＊Ｍのうちの端付近の終端処理されていた電力の一部を取り出すことによって、仰角方向に広角な干渉波抑制ビームを形成している。干渉波抑制信号出力回路１０６−１〜１０６−Ｎには、第２の方向性結合器１０７−１〜１０７−Ｎ＊Ｋ、および第２の終端器１０８−１〜１０８−Ｎ＊Ｋがある。接続端子１０５−１〜１０５−Ｎ＊Ｋから出力される信号は、干渉波抑制信号出力回路１０６−１〜１０６−Ｎにて、それぞれ仰角方向に合成される。さらに、スイッチ回路１０９にて、これらの干渉波抑制ビームのうち、任意の一つが選択される。選択された干渉波抑制ビームは、方位方向に広角なビーム幅を持つため、いかなる方位の干渉波をも抑圧できる。このようにして、背景技術のアレイアンテナ装置では、開口の一部の電力を干渉波抑制に用いることができる。
In the array antenna device of the background art, interference in a wide angle in the elevation direction is obtained by extracting a part of the terminated power near the end of the first directional couplers 103-1 to 103-N * M. It forms a wave suppression beam. The interference wave suppression signal output circuits 106-1 to 106-N include second directional couplers 107-1 to 107-N * K and second terminators 108-1 to 108-N * K. . The signals output from the connection terminals 105-1 to 105-N * K are combined in the direction of elevation angle by the interference wave suppression signal output circuits 106-1 to 106-N. Furthermore, in the
次に、円筒状仰角ＤＢＦ（Digital Beam Forming）アンテナ装置について説明する。図７は、円筒状仰角ＤＢＦアンテナ装置を説明するためのブロック図である。図７のアンテナ装置は、アンテナ素子２０１−１〜２０１−Ｎ＊Ｍ、受信モジュール２０２−１〜２０２−Ｎ＊Ｍ、和用合成器２１０−１〜２１０−Ｍ、および差用合成器２１１−１〜２１１−Ｍ、を含む。さらに図７のアンテナ装置は、増幅器２１３−１〜２１３−２、受信器２１４、およびＤＢＦ処理器２１５、を含む。
Next, a cylindrical elevation angle DBF (Digital Beam Forming) antenna device will be described. FIG. 7 is a block diagram for explaining a cylindrical elevation angle DBF antenna device. The antenna apparatus shown in FIG. 7 includes antenna elements 201-1 to 201-N * M, receiving modules 202-1 to 202-N * M, sum combiners 210-1 to 210-M, and difference combiner 211-. 1-211-M. Furthermore, the antenna apparatus of FIG. 7 includes amplifiers 213-1 to 213-2, a
受信モジュール２０２−１〜２０２−Ｎ＊Ｍは、低雑音増幅器２０３−１〜２０３−Ｎ＊Ｍ、移相器２０４−１〜２０４−Ｎ＊Ｍ、および可変減衰器２０５−１〜２０５−Ｎ＊Ｍを有する。さらに受信モジュール２０２−１〜２０２−Ｎ＊Ｍは、二分配器２０６−１〜２０６−Ｎ＊Ｍ、および０／π移相器２０７−１〜２０７−Ｎ＊Ｍを有する。 The receiving modules 202-1 to 202-N * M include low noise amplifiers 203-1 to 203-N * M, phase shifters 204-1 to 204-N * M, and variable attenuators 205-1 to 205-N. It has * M. Furthermore, the reception modules 202-1 to 202-N * M include two dividers 206-1 to 206-N * M and 0 / π phase shifters 207-1 to 207-N * M.
和用合成器２１０−１〜２１０−Ｍと差用合成器２１１−１〜２１１−Ｍとは、方位方向のアナログ合成を行う。ＤＢＦ処理器２１５は、仰角方向のディジタル合成を行う。
The sum synthesizers 210-1 to 210-M and the difference synthesizers 211-1 to 211-M perform analog synthesis in the azimuth direction. The DBF
アンテナ素子２０１−１〜２０１−Ｎ＊Ｍのうちのアンテナ素子２０１−１〜２０１−Ｊ＊Ｍからなる開口１で受信した信号は、受信モジュール２０２−１〜２０２−Ｊ＊Ｍにて振幅・位相制御される。さらに、和用合成器２１０−１〜２１０−Ｍと差用合成器２１１−２１１〜１１−Ｍにてそれぞれ方位方向にアナログ合成され、方位方向に低サイドローブの和パターンと差パターンを形成する。
The signal received at the
このとき、アンテナ素子２０１−（Ｊ＊Ｍ＋１）〜２０１−Ｎ＊Ｍで受信した信号は、低雑音増幅器２０３−（Ｊ＊Ｍ＋１）〜２０３−Ｎ＊Ｍをオフとすることで、低雑音増幅されない。上記和パターンと差パターンは、受信ユニット２１３−１〜２１３−２Ｍにてアナログ−ディジタル変換を施され、ＤＢＦ処理器２１５にて仰角方向にディジタル合成され、仰角方向の主マルチビームを形成する。
At this time, the signals received by the antenna elements 201- (J * M + 1) to 201-N * M are subjected to low noise amplification by turning off the low noise amplifiers 203- (J * M + 1) to 203-N * M. I will not. The sum pattern and the difference pattern are subjected to analog-digital conversion in the receiving units 213-1 to 213-2M, and are digitally synthesized in the elevation direction by the DBF
アンテナ素子２０１−１〜２０１−Ｊ＊Ｍからなる開口１の動作について説明したが、アンテナ素子２０１−（Ｍ＋１）〜２０１−｛（Ｊ＋１）＊Ｍ｝からなる開口２についても、同様に動作する。またアンテナ素子２０１−（２Ｍ＋１）〜２０１−｛（Ｊ＋２）＊Ｍ｝からなる開口３についても、同様に動作する。開口１、開口２、開口３、・・・と次々に開口が移動することで、全方位に主マルチビームを形成することが円筒状仰角ＤＢＦアンテナの特徴である。
Although the operation of the
特許文献１は、フェーズドアレイアンテナに関するものである。特許文献１では、アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、このローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するなどして円筒型アレイを構成することが提案されている。特許文献１では、仰角方向にＤＢＦマルチビームを形成し、方位方向にはモノパルスビームを成形すること、方位走査はモジュールのスイッチを切替えることにより行うことが、提案されている。
しかしながら、上述した背景技術の干渉波抑制アンテナ装置は、円筒状仰角ＤＢＦアンテナ装置に適用が難しいという課題がある。図８（ａ）および図８（ｂ）を用いて、その理由を説明する。 However, there is a problem that the interference wave suppression antenna device of the background art described above is difficult to apply to a cylindrical elevation angle DBF antenna device. The reason will be described with reference to FIGS. 8 (a) and 8 (b).
図８（ａ）では、背景技術のコラムアレイと同等の合成器を、円筒状に配置している。円筒状アンテナの場合では、次々に開口が切り替わるため、合成器の結合度を調整して開口面振幅分布を与えることができない。そのため、受信モジュールの振幅減衰器にて開口面振幅分布を設定することと、一様の結合度を持つ合成器を用いることが必須となる。一様の結合度を持つ合成器では、漏れだす電力が存在しないため、干渉波抑制ビームを取り出すことができない。そのため、干渉波抑制アンテナを個別に取り付ける必要を生じ、移動性を損なうことになる。図８（ｂ）では、複雑なマトリクススイッチを配置した構成である。マトリクススイッチは、入力された全素子の受信信号のうち、任意の複数素子を選ぶことができる複雑なスイッチである。図８（ｂ）では、所望の開口を選択して、選択した受信信号を合成器に出力する役割を担っている。この方式の場合では、合成器に所望の開口面振幅分布を与えることができるが、上記の複雑なマトリクススイッチと膨大な数のケーブルを必要とする。このため、実装および質量の点から、移動用アンテナ装置としては適していない。 In FIG. 8A, synthesizers equivalent to the column array of the background art are disposed in a cylindrical shape. In the case of a cylindrical antenna, since the apertures are switched one after another, the degree of coupling of the synthesizer can not be adjusted to give an aperture amplitude distribution. Therefore, it is essential to set the aperture surface amplitude distribution in the amplitude attenuator of the receiving module and to use a synthesizer having a uniform degree of coupling. A combiner with uniform coupling can not extract the interference suppression beam because there is no leakage power. Therefore, it becomes necessary to individually mount the interference wave suppression antenna and the mobility is impaired. In FIG. 8 (b), a complex matrix switch is arranged. The matrix switch is a complex switch which can select any plural elements out of the received signals of all elements inputted. In FIG. 8B, it has a role of selecting a desired aperture and outputting the selected received signal to the combiner. In this case, although the synthesizer can be provided with a desired aperture amplitude distribution, it requires the complex matrix switch described above and a large number of cables. Therefore, in terms of mounting and mass, it is not suitable as a mobile antenna device.
［発明の目的］
本発明の目的は、移動用アンテナ装置に適した、アンテナ装置、およびその制御方法を提供することにある。
[Object of the invention]
An object of the present invention is to provide an antenna device suitable for a mobile antenna device and a control method thereof.
前記目的を達成するため、本発明に係るアンテナ装置は、伝播してきた信号を受信するための仰角方向および方位方向にそれぞれ配列された複数のアンテナ素子と、上記複数のアンテナ素子が受信した上記信号から和出力および差出力を生成する複数の受信モジュールと、上記複数の受信モジュールの和出力を方位方向に合成して和合成出力を取り出すための和用合成器と、上記複数の受信モジュールの差出力を方位方向に合成して差合成出力を取り出すための差用合成器と、上記和合成出力および上記差合成出力から、所望の方向に主ビームを形成する処理部と、を含み、
上記複数の受信モジュールの差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出すことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the antenna device according to the present invention, a plurality of antenna elements respectively arranged in an elevation direction and an azimuth direction for receiving a propagated signal, and the signals received by the plurality of antenna elements , A summing combiner for combining the sum outputs of the plurality of receiving modules in the azimuth direction and extracting the sum combining output, and a difference between the plurality of receiving modules. And a processing unit configured to form a main beam in a desired direction from the sum combination output and the difference combination output, and a difference combiner for combining outputs in an azimuth direction and extracting a difference combination output;
A part of the difference output of the plurality of receiving modules is extracted as an interference wave suppression beam.
本発明に係るアンテナ装置の制御方法は、仰角方向および方位方向にそれぞれ配列された複数のアンテナ素子で伝播してきた信号を受信するアンテナ装置の制御方法であって、
上記複数のアンテナ素子が受信した上記信号から複数の和出力および複数の差出力を生成し、上記複数の和出力を方位方向に合成して和合成出力を取り出し、上記複数の差出力を方位方向に合成して差合成出力を取り出し、上記和合成出力および上記差合成出力から、所望の方向に主ビームを形成し、上記複数の差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出すことを特徴とする。
A control method of an antenna device according to the present invention is a control method of an antenna device which receives signals propagated by a plurality of antenna elements respectively arranged in an elevation direction and an azimuth direction.
A plurality of sum outputs and a plurality of difference outputs are generated from the signals received by the plurality of antenna elements, the plurality of sum outputs are combined in the azimuth direction to extract a sum combination output, and the plurality of difference outputs are obtained in the azimuth direction To form a main beam in a desired direction from the sum combination output and the difference combination output, and to take out a part of the plurality of difference outputs as an interference wave suppression beam. It features.
本発明は、受信モジュールの差出力のうちの一部を合成し選択することにより、主ビームと同じ方向に干渉波抑制ビームを形成して、干渉波を抑制することができる。 The present invention can suppress an interference wave by forming an interference wave suppression beam in the same direction as the main beam by combining and selecting a part of the difference output of the receiving module.
本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。本発明の好ましい実施形態について説明する前に、本発明の最上位概念による実施形態について、説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the direction of the arrow in a figure shows an example, and does not limit the direction of the signal between blocks. Before describing the preferred embodiments of the present invention, embodiments according to the top-level concept of the present invention will be described.
本発明の最上位概念の実施形態のアンテナ装置は、伝播してきた信号を受信するための仰角方向および方位方向にそれぞれ配列された複数のアンテナ素子を含む。さらにこのアンテナ装置は、上記複数のアンテナ素子が受信した上記信号から和出力および差出力を生成する複数の受信モジュールと、上記複数の受信モジュールの和出力を方位方向に合成して和合成出力を取り出すための和用合成器と、を含む。さらにこのアンテナ装置は、上記複数の受信モジュールの差出力を方位方向に合成して差合成出力を取り出すための差用合成器と、上記和合成出力および上記差合成出力から、所望の方向に主ビームを形成する処理部と、を含む。そしてこのアンテナ装置は、上記複数の受信モジュールの差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出す。 The antenna apparatus according to the topmost embodiment of the present invention includes a plurality of antenna elements arranged in elevation and azimuth directions respectively for receiving a propagated signal. Furthermore, this antenna device combines a sum output of a plurality of receiving modules for generating a sum output and a difference output from the signals received by the plurality of antenna elements, and a plurality of receiving modules in the azimuth direction, And a sum combiner for taking out. Furthermore, this antenna device is configured to combine the difference outputs of the plurality of receiving modules in the azimuth direction and to obtain a difference combination output, and the sum combination output and the difference combination output in the desired direction. And a processing unit for forming a beam. Then, this antenna device takes out a part of the difference output of the plurality of receiving modules as an interference wave suppression beam.
本発明に係るアンテナ装置の制御方法は、仰角方向および方位方向にそれぞれ配列された複数のアンテナ素子で伝播してきた信号を受信するアンテナ装置の制御方法である。この制御方法は、上記複数のアンテナ素子が受信した上記信号から複数の和出力および複数の差出力を生成し、上記複数の和出力を方位方向に合成して和合成出力を取り出し、上記複数の差出力を方位方向に合成して差合成出力を取り出す。さらにこの制御方法は、上記和合成出力および上記差合成出力から、所望の方向に主ビームを形成する。さらにこの制御方法は、上記複数の差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出す。 The control method of an antenna device concerning the present invention is a control method of an antenna device which receives a signal propagated by a plurality of antenna elements arranged in an elevation angle direction and an azimuth direction, respectively. The control method generates a plurality of sum outputs and a plurality of difference outputs from the signals received by the plurality of antenna elements, combines the plurality of sum outputs in the azimuth direction, and extracts a sum combination output, The difference output is combined in the azimuth direction to take out the difference combined output. Further, the control method forms a main beam in a desired direction from the sum combination output and the difference combination output. Furthermore, this control method takes out a part of the plurality of difference outputs as an interference wave suppression beam.
本実施形態によれば、受信モジュールの差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出している。主ビームの受信レベルと干渉波抑制ビームの受信レベルとを比較するなどすることにより、干渉波を抑制することができる。これにより、実装および質量の点で、移動用アンテナ装置に適したアンテナ装置を実現できる。以下、より具体的に本発明の好ましい実施形態について、説明する。 According to the present embodiment, a part of the difference output of the receiving module is extracted as the interference wave suppression beam. The interference wave can be suppressed by comparing the reception level of the main beam with the reception level of the interference wave suppression beam. Thus, an antenna device suitable for a mobile antenna device can be realized in terms of mounting and mass. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described more specifically.
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態によるアンテナ装置、およびその制御方法について、図面を参照して詳細に説明する。図１Ａは、本発明の第１実施形態のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。図１Ｂは、図１Ａのスイッチユニット１７の詳細構成を示すブロック図である。
First Embodiment
An antenna device according to a first embodiment of the present invention and a control method thereof will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a block diagram showing the configuration of the antenna device of the first embodiment of the present invention. FIG. 1B is a block diagram showing a detailed configuration of the
［構成の説明］
本実施形態のアンテナ装置は、円筒状仰角ＤＢＦ（Digital Beam Forming）アンテナであり、所望の方向に低サイドローブの主マルチビームを形成し、方位方向においてモノパルス測角を行い、全方位に広角かつ信号雑音比の良好な干渉波抑制ビームを形成する。本実施形態のアンテナ装置は、図１Ａに示すように、複数のアンテナ素子１−１〜１−Ｎ＊Ｍ、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍ、和用合成器１０−１〜１０−Ｍ、差用合成器１１−１〜１１−（Ｍ−１）、および増幅器１２−１〜１２−２Ｍ、を含む。さらに本実施形態のアンテナ装置は、受信器１４、ＤＢＦ（Digital Beam Forming）処理器１５、スイッチユニット１７、干渉波抑制ビーム制御器２１、および信号処理部２２、を含む。なお、上述した最上位概念の実施形態の処理部の一例が、本実施形態ではＤＢＦ処理器１５である。
[Description of configuration]
The antenna device of the present embodiment is a cylindrical elevation angle DBF (Digital Beam Forming) antenna, forms a main multibeam with low side lobes in a desired direction, performs monopulse angle measurement in the azimuth direction, and wide angle in all directions It forms an interference wave suppression beam with a good signal-to-noise ratio. As shown in FIG. 1A, the antenna device of the present embodiment includes a plurality of antenna elements 1-1 to 1-N * M, receiving modules 2-1 to 2-N * M, and combiners for sums 10-1 to 10 -M, difference synthesizers 11-1 to 11- (M-1), and amplifiers 12-1 to 12-2M. Furthermore, the antenna apparatus of the present embodiment includes a
複数のアンテナ素子１−１〜１−Ｎ＊Ｍは、伝播してきた信号を受信するために仰角方向および方位方向に配列されており、全体としてＮ＊Ｍ本のアンテナ素子が配列されている。図１Ａでは、仰角方向にＭ本のアンテナ素子１−１〜１−Ｍが配列され、このような複数のアンテナ素子が方位方向にＮ本配列された状態を示している。すなわち、Ｍ本のアンテナ素子１−１〜１−Ｍ、Ｍ本のアンテナ素子１−Ｍ＋１〜１−２Ｍ、Ｍ本のアンテナ素子１−２Ｍ＋１〜１−３Ｍ、…、およびＭ本のアンテナ素子１−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋１｝〜１−Ｎ＊Ｍが、配列される。
The plurality of antenna elements 1-1 to 1-N * M are arranged in the elevation direction and the azimuth direction to receive the propagated signal, and N * M antenna elements are arranged as a whole. FIG. 1A shows a state in which M antenna elements 1-1 to 1-M are arrayed in the elevation direction, and a plurality of such antenna elements are arrayed in the azimuth direction. That is, M antenna elements 1-1 to 1-M, M antenna elements 1-M + 1 to 1-2M, M antenna elements 1-
受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍは、アンテナ素子の受信信号を低雑音増幅するための低雑音増幅器３−１〜３−Ｎ＊Ｍ、およびこの増幅信号を位相制御するための移相器４−１〜４−Ｎ＊Ｍ、を含む。さらに受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍは、移相器４−１〜４−Ｎ＊Ｍからの位相制御された信号を振幅制御するための可変減衰器５−１〜５−Ｎ＊Ｍを含む。さらに受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍは、この振幅制御された信号を二分配して和出力と差出力を生成するための二分配器６−１〜６−Ｎ＊Ｍを含む。さらに受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍは、二分配器６−１〜６−Ｎ＊Ｍにより二分配された信号同士の位相差を０°または１８０°に設定するための０／π移相器７−１〜７−Ｎ＊Ｍ、を含む。さらに、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍは、和出力の接続端子８−１〜８−Ｎ＊Ｍ、および差出力の接続端子９−１〜９−Ｎ＊Ｍを有する。 The reception modules 2-1 to 2-N * M are low noise amplifiers 3-1 to 3-N * M for low noise amplification of the reception signal of the antenna element, and a phase shift for phase control of the amplification signal. Containers 4-1 to 4-N * M. Furthermore, the receiving modules 2-1 to 2-N * M are variable attenuators 5-1 to 5-N * for amplitude controlling the phase-controlled signals from the phase shifters 4-1 to 4-N * M. Including M The reception modules 2-1 to 2-N * M further include two dividers 6-1 to 6-N * M for dividing the amplitude-controlled signal into two to generate a sum output and a difference output. Furthermore, the reception modules 2-1 to 2-N * M are set to 0 / .pi. For setting the phase difference between the signals divided by the two dividers 6-1 to 6-N * M to 0.degree. And phase shifters 7-1 to 7-N * M. Furthermore, the reception modules 2-1 to 2-N * M have connection terminals 8-1 to 8-N * M of sum output and connection terminals 9-1 to 9-N * M of difference output.
和用合成器１０−１〜１０−Ｍは、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍの和出力の接続端子８−１〜８−Ｎ＊Ｍに接続されており、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍの和出力を方位方向に合成して、和合成出力を取り出す。例えば和用合成器１０−１は、受信モジュール２−１、２−Ｍ＋１、…、２−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋１｝の和出力の接続端子８−１、８−Ｍ＋１、…、８−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋１｝に接続されており、受信モジュールの和出力を方位方向に合成して、和合成出力を取り出す。例えば、和用合成器１０−Ｍは、受信モジュール２−Ｍ、２−２Ｍ、…、２−Ｎ＊Ｍの和出力の接続端子８−Ｍ、８−２Ｍ、…、８−Ｎ＊Ｍに接続されており、受信モジュールの和出力を方位方向に合成して、和合成出力を取り出す。 The summing synthesizers 10-1 to 10-M are connected to connection terminals 8-1 to 8-N * M of the sum output of the receiving modules 2-1 to 2-N * M, and the receiving module 2-1 The sum output of .about.2-N * M is synthesized in the azimuth direction, and the sum synthesized output is taken out. For example, the summing combiner 10-1 may be connected to the receiving terminals 2-1, 8-M + 1,..., 8 of the sum output of the receiving modules 2-1, 2-M + 1,..., 2-{(N-1) * M + 1}. -{(N-1) * M + 1} is connected, the sum output of the receiving module is combined in the azimuth direction, and the sum combined output is taken out. For example, the sum combiner 10-M is connected to the connection terminals 8-M, 8-2M,..., 8-N * M of the sum outputs of the reception modules 2-M, 2-2M,. They are connected and combine the sum output of the reception module in the azimuth direction to take out the sum combination output.
差用合成器１１−１〜１１−（Ｍ−１）は、受信モジュール２−２〜２−２Ｍ、２−Ｍ＋２〜２−３Ｍ、…、２−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋２｝〜２−Ｎ＊Ｍの差出力の接続端子に接続されている。例えば差用合成器１１−１は、受信モジュール２−２、２−Ｍ＋２、…、２−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋２｝の差出力の接続端子９−２、９−Ｍ＋２、…、９−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋２｝に接続されており、受信モジュールの差出力を方位方向に合成して、差合成出力を取り出す。例えば、差用合成器１１−（Ｍ−１）は、受信モジュール２−Ｍ、２−２Ｍ、…、２−Ｎ＊Ｍの差出力の接続端子９−Ｍ、９−２Ｍ、…、９−Ｎ＊Ｍに接続されており、受信モジュールの差出力を方位方向に合成して、差合成出力を取り出す。 The difference combiners 11-1 to 11- (M-1) receive the reception modules 2-2 to 2-2M, 2-M + 2 to 2-3M, ..., 2-{(N-1) * M + 2} to 2 It is connected to the connection terminal of the difference output of -N * M. For example, the difference combiner 11-1 is connected to the connection terminals 9-2, 9-M + 2,..., 9 of the difference outputs of the reception modules 2-2, 2-M + 2,..., 2-{(N-1) * M + 2}. It is connected to-{(N-1) * M + 2}, and the difference output of the receiving module is combined in the azimuth direction to take out the difference combined output. For example, the difference combiner 11- (M-1) is connected to the reception modules 2-M, 2-2M,..., 2-N * M differential output connection terminals 9-M, 9-2M,. It is connected to N * M, and the differential output of the receiving module is combined in the azimuth direction to take out the differential combined output.
増幅器１２−１〜１２−２Ｍは、これら和合成出力と差合成出力を増幅する。 The amplifiers 12-1 to 12-2M amplify the sum combination output and the difference combination output.
受信器１４の受信ユニット１３−１〜１３−２Ｍは、増幅器１２−１〜１２−２Ｍの増幅された和合成出力と差合成出力を、アナログ−ディジタル変換する。
The receiving units 13-1 to 13-2M of the
ＤＢＦ処理器１５は、内部にメモリ１６−１〜１６−２を有する。例えば、メモリ１６−１は和パターン用の開口面振幅分布情報を保存し、メモリ１６−２は差パターン用の開口面振幅分布情報を保存している。ＤＢＦ処理器１５は、アナログ−ディジタル変換された受信出力を仰角方向にディジタル合成して、主マルチビームを形成する。
The
スイッチユニット１７は、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍの差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出す。図１Ａでは、スイッチユニット１７は、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍのうち、受信モジュール２−１、２−Ｍ＋１、２−２Ｍ＋１、…、２−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋１｝の接続端子９−１、９−Ｍ＋１、…、９−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋１｝に接続されている。接続端子９−１、９−Ｍ＋１、…、９−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋１｝からの差出力を合成し、干渉波抑制ビームとして取り出す。図１Ｂに示すようにスイッチユニット１７は、合成器１８−１〜１８−Ｋと、スイッチ１９と、を有する。
The
干渉波抑制ビーム制御器２１は、スイッチユニット１７のスイッチ１９を制御して、干渉波抑制ビームの切替えを行う。信号処理部２２は、主ビームの受信レベルと干渉波抑制ビームの受信レベルとを比較して、干渉波抑制を行う。
The interference wave
［動作の説明］
次に、本実施形態のアンテナ装置の動作について、説明する。アンテナ素子１−１〜１−Ｎ＊Ｍは、それぞれ空間を伝播した信号を受信する。
[Description of operation]
Next, the operation of the antenna device of the present embodiment will be described. Each of the antenna elements 1-1 to 1-N * M receives signals propagated through space.
受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍの低雑音増幅器３−１〜３−Ｎ＊Ｍは、アンテナ素子の受信信号を低雑音増幅する。移相器４−１〜４−Ｎ＊Ｍは、低雑音増幅器３−１〜３−Ｎ＊Ｍからの増幅信号を位相制御する。可変減衰器５−１〜５−Ｎ＊Ｍは、移相器４−１〜４−Ｎ＊Ｍからの位相制御された信号を振幅制御する。これらの働きにより、所望の方向に低サイドローブの主ビームが形成される。 The low noise amplifiers 3-1 to 3-N * M of the reception modules 2-1 to 2-N * M amplify the reception signals of the antenna elements with low noise. The phase shifters 4-1 to 4-N * M phase-control the amplified signals from the low noise amplifiers 3-1 to 3-N * M. The variable attenuators 5-1 to 5-N * M control the amplitude of the phase-controlled signals from the phase shifters 4-1 to 4-N * M. By these actions, a main beam of low side lobes is formed in a desired direction.
さらに、二分配器６−１〜６−Ｎ＊Ｍは、可変減衰器５−１〜５−Ｎ＊Ｍによって振幅制御された信号を二分配して和出力と差出力を生成する。０／π移相器７−１〜７−Ｎ＊Ｍは、二分配器６−１〜６−Ｎ＊Ｍによって二分配された信号同士の位相差を０°または１８０°に設定する。これらの働きにより、方位方向にモノパルス測角するための和出力と差出力が生成される。 Furthermore, the two-way dividers 6-1 to 6-N * M divide the signal whose amplitude is controlled by the variable attenuators 5-1 to 5-N * M into two to generate a sum output and a difference output. The 0 / π phase shifters 7-1 to 7-N * M set the phase difference between the signals divided by the two dividers 6-1 to 6-N * M to 0 ° or 180 °. These actions produce sum and difference outputs for monopulse measurement in the azimuth direction.
さらに、和用合成器１０−１〜１０−Ｍ、差用合成器１１−１〜１１−（Ｍ−１）、増幅器１２−１〜１２−２Ｍ、受信ユニット１３−２〜１３−２Ｍは、和出力と差出力を方位方向でアナログ合成およびアナログ−ディジタル変換する。さらに、低雑音ディジタル信号の和合成出力と差合成出力を生成する。ＤＢＦ処理器１５は、受信器１４からの和合成出力と差合成出力を仰角方向にディジタル合成して、低サイドローブの主マルチビームを形成する。
Furthermore, the sum combiners 10-1 to 10-M, the difference combiners 11-1 to 11- (M-1), the amplifiers 12-1 to 12-2M, and the reception units 13-2 to 13-2M are Analog synthesis and analog-digital conversion of sum output and difference output in azimuth direction. In addition, it generates a sum synthesis output and a difference synthesis output of the low noise digital signal. The
スイッチユニット１７内部の合成器１８−１〜１８−Ｋは、接続端子９−１、９−Ｍ＋１、…、９−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋１｝からの差出力を合成する。干渉波抑制ビーム制御器２１がスイッチユニット１７を制御して、所望の方向に干渉波抑制ビームを形成するように動作する。干渉波抑制ビーム制御器２１が、スイッチユニット１７のスイッチ１９の選択を制御して、主ビームと同じ方向に干渉波抑制ビームを形成する。
The combiners 18-1 to 18-K in the
受信器１４の受信ユニット１３−１〜１３−２Ｍのうち受信ユニット１３−１は、上記受信ユニット１３−２〜１３−２Ｍと同様に、干渉波抑制ビームの信号をアナログ−ディジタル変換する。
Among the reception units 13-1 to 13-2M of the
モジュール制御器２０は、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍの移相器４−１〜４−Ｎ＊Ｍ、可変減衰器５−１〜５−Ｎ＊Ｍ、および０／π移相器７−１〜７−Ｎ＊Ｍを制御し、これによって所望の方向に低サイドローブの主ビームを形成する。仰角方向のディジタル合成はＤＢＦ処理器１５にて行われるため、モジュール制御器２０では方位方向の振幅・位相制御のみを行う。
The
信号処理部２２は、主ビームの受信レベルと干渉波抑制ビームの受信レベルとを比較して、干渉波を抑制するための動作を行う。
The
本実施形態によれば、複数の受信モジュール２−１〜２−｛Ｎ＊Ｍ｝の差出力の一部を干渉波抑制に使用している。具体的には、複数の受信モジュールのうち、受信モジュール２−１、２−Ｍ＋１、２−２Ｍ＋１、…、２−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋１｝の接続端子９−１、９−Ｍ＋１、…、９−｛（Ｎ−１）＊Ｍ＋１｝からの差出力を合成し、干渉波抑制ビームとして取り出している。差出力の一部を干渉波抑制に使用するために差パターンのアンテナ利得が若干下がるが、レーダシステムなどの探知には和パターンしか使用しないため、アンテナの目標探知性能には影響しない。差パターンの仰角方向のビーム幅が若干拡がることにより測角精度がわずかに劣化することを避けるため、和パターンに与える仰角方向の開口面振幅分布をＤＢＦ処理器１５にて変更して、測角精度を劣化させないことも可能である。その場合、ＤＢＦ処理器１５内部のメモリ１６−１に和パターン用の開口面振幅分布情報が保存され、メモリ１６−２に差パターン用の開口面振幅分布情報が保存される。このように、システム運用に合わせて主ビームの性能を制御できることも本発明の動作の特徴である。
According to this embodiment, part of the difference output of the plurality of receiving modules 2-1 to 2- {N * M} is used for interference wave suppression. Specifically, among the plurality of reception modules, connection terminals 9-1 and 9-
［効果の説明］
本実施形態のアンテナ装置によれば、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍの差出力のうちの一部を合成・選択して、主ビームと同じ方向に干渉波抑制ビームを形成し、主ビームの受信レベルと干渉波抑制ビームの受信レベルとを比較して、干渉波を抑制する。これにより、実装および質量の点で、移動用アンテナ装置に適したアンテナ装置を実現できる。実装スペースの限られた移動式アンテナに適用でき、アンテナの主ビームの探知性能を劣化させないようにすることができる。
[Description of effect]
According to the antenna device of the present embodiment, a part of the difference output of the receiving modules 2-1 to 2-N * M is combined and selected to form an interference wave suppression beam in the same direction as the main beam, The interference wave is suppressed by comparing the reception level of the main beam with the reception level of the interference wave suppression beam. Thus, an antenna device suitable for a mobile antenna device can be realized in terms of mounting and mass. The present invention can be applied to a mobile antenna with a limited mounting space, and can not degrade the performance of detecting the main beam of the antenna.
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態によるアンテナ装置、およびその制御方法について、図面を参照して説明する。図２は、本発明の第２の実施形態のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のアンテナ装置は、図１Ａに示される第１実施形態の構成に送信系を加えた構成である。すなわち、本発明のアンテナ装置は、送信系を加えても実現できる。
Second Embodiment
Next, an antenna device according to a second embodiment of the present invention and a control method thereof will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the antenna device of the second embodiment of the present invention. The antenna device of the present embodiment has a configuration in which a transmission system is added to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1A. That is, the antenna device of the present invention can be realized by adding a transmission system.
第１実施形態と同様な構成には同じ参照番号を付して、その詳細な説明を省略することとする。本実施形態のスイッチユニット１７の詳細構成は、図１Ｂに示される第１実施形態のスイッチユニット１７と同様である。
The same reference numerals as in the first embodiment denote the same parts as in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. The detailed configuration of the
図２のアンテナ装置では、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ＊Ｍを送受共用とし、受信モジュールではなく送受信モジュール２３−１〜２３−Ｎ＊Ｍを用いる。送受信モジュール２３−１〜２３−Ｎ＊Ｍは、図１Ａの受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍの構成に加えて、送受切替用のサーキュレータ２４−１〜２４−Ｎ＊Ｍ、および送信系の増幅器２５−１〜２５−Ｎ＊Ｍ、が付加されている。さらに送受信モジュール２３−１〜２３−Ｎ＊Ｍには、移相器２６−１〜２６−Ｎ＊Ｍ、および振幅減衰器２７−１〜２７−Ｎ＊Ｍ、が付加されている。 In the antenna apparatus of FIG. 2, the antenna elements 1-1 to 1-N * M are used for transmission and reception, and not the reception module but the transmission / reception modules 23-1 to 23-N * M are used. In addition to the configuration of the receiving modules 2-1 to 2-N * M of FIG. 1A, the transmitting / receiving modules 23-1 to 23-N * M are circulators 24-1 to 24-N * M for transmitting / receiving switching, and transmission The amplifiers 25-1 to 25-N * M of the system are added. Further, phase shifters 26-1 to 26-N * M and amplitude attenuators 27-1 to 27-N * M are added to the transmission / reception modules 23-1 to 23-N * M.
図２のアンテナ装置はさらに、信号発生器２９、および分配器２８、を含む。信号発生器２９は、送信系の励振信号を生成する。分配器２８はこの送信系の励振信号を分配し、送受信モジュール２３−１〜２３−Ｎ＊Ｍに入力する。
The antenna device of FIG. 2 further includes a
本実施形態のアンテナ装置によれば、第１実施形態と同様に、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍの差出力のうちの一部を合成・選択して、主ビームと同じ方向に干渉波抑制ビームを形成する。そして、主ビームの受信レベルと干渉波抑制ビームの受信レベルとを比較して、干渉波を抑制する。これにより、実装および質量の点で、移動用アンテナ装置に適したアンテナ装置を実現できる。 According to the antenna device of the present embodiment, as in the first embodiment, a part of the difference outputs of the reception modules 2-1 to 2-N * M are combined and selected, and in the same direction as the main beam The interference wave suppression beam is formed. Then, the reception level of the main beam and the reception level of the interference wave suppression beam are compared to suppress the interference wave. Thus, an antenna device suitable for a mobile antenna device can be realized in terms of mounting and mass.
さらに本実施形態のように、送信系を加えても実現できる。さらに、送信系のアンテナ開口面積と受信系のアンテナ開口面積とを大きくすることができ、アンテナ利得が高い、という利点を持つ。 Furthermore, as in the present embodiment, it can be realized by adding a transmission system. Furthermore, the antenna aperture area of the transmitting system and the antenna aperture area of the receiving system can be increased, and the antenna gain is advantageously high.
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態によるアンテナ装置、およびその制御方法について、図面を参照して説明する。図３は、本発明の第３実施形態のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。本実施形態は、図１Ａに示される第１実施形態の構成からＤＢＦ処理器１５のメモリ１６−２を除いた構成である。
Third Embodiment
Next, an antenna device and a control method thereof according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the antenna device of the third embodiment of the present invention. This embodiment is a configuration in which the memory 16-2 of the
以下では、第１実施形態と同様な構成には同じ参照番号を付して、その詳細な説明を省略することとする。本実施形態のスイッチユニット１７の詳細構成は、図１Ｂに示される第１実施形態のスイッチユニット１７と同様である。
In the following, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted. The detailed configuration of the
図１Ａに示される第１実施形態では、ＤＢＦ処理器１５内部のメモリ１６−１〜１６−２に和パターン用の開口面振幅分布情報と差パターン用の開口面振幅分布情報とを、別々に保存している。これに対し本実施形態では、ＤＢＦ処理器１５のメモリ１６−１に片方の開口面振幅分布情報しか持たない。
In the first embodiment shown in FIG. 1A, the opening surface amplitude distribution information for the sum pattern and the opening surface amplitude distribution information for the difference pattern are separately stored in the memories 16-1 to 16-2 in the
本実施形態のアンテナ装置によれば、第１実施形態および第２実施形態と同様に、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍの差出力のうちの一部を合成・選択して、主ビームと同じ方向に干渉波抑制ビームを形成する。そして、主ビームの受信レベルと干渉波抑制ビームの受信レベルとを比較して、干渉波を抑制する。これにより、実装および質量の点で、移動用アンテナ装置に適したアンテナ装置を実現できる。 According to the antenna device of the present embodiment, as in the first embodiment and the second embodiment, a part of the difference outputs of the receiving modules 2-1 to 2-N * M are combined and selected, An interference suppression beam is formed in the same direction as the beam. Then, the reception level of the main beam and the reception level of the interference wave suppression beam are compared to suppress the interference wave. Thus, an antenna device suitable for a mobile antenna device can be realized in terms of mounting and mass.
さらに本実施形態によれば、第１の実施形態のアンテナ装置と比較して、ＤＢＦ処理器１５のメモリを節約でき、ＤＢＦ処理器１５の処理が簡便になる、という利点を持つ。
Furthermore, according to the present embodiment, as compared with the antenna device of the first embodiment, the memory of the
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態によるアンテナ装置、およびその制御方法について、説明する。本実施形態のアンテナ装置は、円筒状アンテナであり、所望の方向に低サイドローブの主マルチビームを形成し、方位方向においてモノパルス測角を行い、全方位に広角かつ信号雑音比の良好な干渉波抑制ビームを形成する。
Fourth Embodiment
Next, an antenna device according to a fourth embodiment of the present invention and a control method thereof will be described. The antenna device of this embodiment is a cylindrical antenna, forms a main multibeam with low side lobes in a desired direction, performs monopulse angle measurement in the azimuth direction, wide angle in all directions, and good interference with the signal-to-noise ratio. Form a wave suppression beam.
図４は、本発明の第４実施形態のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。図１Ａに示す第１実施形態のアンテナ装置から、受信器１４とＤＢＦ処理器１５とが除かれた点で異なる。第１実施形態と同様な構成には同じ参照番号を付して、その詳細な説明を省略することとする。本実施形態のスイッチユニット１７の詳細構成は、図１Ｂに示される第１実施形態のスイッチユニット１７と同様である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the antenna device of the fourth embodiment of the present invention. The difference is that the
図１Ａに示す第１実施形態のアンテナ装置では、ＤＢＦ処理器１５を用いて仰角方向のディジタル合成を行っているが、本実施形態では仰角方向もアナログ合成する。
In the antenna device of the first embodiment shown in FIG. 1A, digital synthesis in the elevation direction is performed using the
本実施形態のアンテナ装置は、和差合成器３０、および第２の受信器３２、を含む。第２の受信器３２は、第２の受信ユニット３１−１〜３１−３を含む。和差合成器３０は、増幅器１２−２〜１２−２Ｍからの和出力と差出力を、仰角方向にアナログ合成する。アナログ合成された和合成出力と差合成出力を、第２の受信器３２の第２の受信ユニット３１−２〜３１−３にて、それぞれアナログ−ディジタル変換する。なお、上述した最上位概念の実施形態の処理部の一例が、本実施形態では第２の受信器３２である。
The antenna device of the present embodiment includes a sum /
スイッチユニット１７にて選択した干渉波抑制ビームも、第２の受信器３２の第２の受信ユニット３１−１にて、アナログ−ディジタル変換する。第２の受信器３２の第２の受信ユニット３１−１〜３１−３から出力された信号は、いずれも信号処理部２２に入力される。信号処理部２２は、は、主ビームの受信レベルと干渉波抑制ビームの受信レベルとを比較して、干渉波抑制を行う。
The interference wave suppression beam selected by the
本実施形態では、方位方向に加えて仰角方向の振幅・位相制御も、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍとモジュール制御器２０にて行われる。
In this embodiment, amplitude / phase control in the elevation direction in addition to the azimuth direction is also performed by the reception modules 2-1 to 2-N * M and the
本実施形態のアンテナ装置によれば、第１実施形態乃至第３実施形態と同様に、受信モジュール２−１〜２−Ｎ＊Ｍの差出力のうちの一部を合成・選択して、主ビームと同じ方向に干渉波抑制ビームを形成する。そして、主ビームの受信レベルと干渉波抑制ビームの受信レベルとを比較して、干渉波を抑制する。これにより、実装および質量の点で、移動用アンテナ装置に適したアンテナ装置を実現できる。 According to the antenna device of the present embodiment, as in the first to third embodiments, a part of the difference outputs of the receiving modules 2-1 to 2-N * M are combined and selected, An interference suppression beam is formed in the same direction as the beam. Then, the reception level of the main beam and the reception level of the interference wave suppression beam are compared to suppress the interference wave. Thus, an antenna device suitable for a mobile antenna device can be realized in terms of mounting and mass.
さらに本実施形態では第１実施形態と比較して、受信ユニットが第２の受信ユニット３１−１〜３１−３という３つで済みＤＢＦ処理器１５が不要であるため、ハードウェア規模を小さくできる、という利点を持つ。
Furthermore, in the present embodiment, compared with the first embodiment, the number of receiving units is three, that is, the second receiving units 31-1 to 31-3, and the
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述した第１実施形態および第２〜第４実施形態を複合した形態に対しても、本発明は適用できることは明らかである。特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。 As mentioned above, although the preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this. For example, it is apparent that the present invention is also applicable to the form in which the first embodiment and the second to fourth embodiments described above are combined. It is needless to say that various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and they are also included in the scope of the present invention.
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）伝播してきた信号を受信するための仰角方向および方位方向にそれぞれ配列された複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子が受信した前記信号から和出力および差出力を生成する複数の受信モジュールと、前記複数の受信モジュールの和出力を方位方向に合成して和合成出力を取り出すための和用合成器と、前記複数の受信モジュールの差出力を方位方向に合成して差合成出力を取り出すための差用合成器と、前記和合成出力および前記差合成出力から、所望の方向に主ビームを形成する処理部と、を含み、
前記複数の受信モジュールの差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出す、アンテナ装置。
（付記２）前記複数の受信モジュールの差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出すスイッチユニットをさらに含む、付記１に記載のアンテナ装置。
（付記３）前記主ビームの受信レベルと前記干渉波抑制ビームの受信レベルとを比較して、干渉波抑制を行う信号処理部をさらに含む、付記１または付記２に記載のアンテナ装置。
（付記４）前記複数のアンテナ素子は、前記仰角方向にＭ個（Ｍは２以上の整数）、前記方位方向にＮ個（Ｎは２以上の整数）、配列されており、
１番目のアンテナ素子のための受信モジュールの差出力、Ｍ＋１番目のアンテナ素子のための受信モジュールの差出力、２Ｍ＋１番目のアンテナ素子のための受信モジュールの差出力、または（Ｎ−１）＊Ｍ＋１番目のアンテナ素子のための受信モジュールの差出力のいずれかから複数を合成して、干渉波抑制ビームとして取り出す、付記１乃至付記３のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
（付記５）前記受信モジュールが、送信系の構成も含んだ送受信モジュールである、付記１乃至付記４のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
（付記６）前記処理部は、前記複数のアンテナ素子からの受信出力を仰角方向にディジタル合成するＤＢＦ（Digital Beam Forming）処理部である、付記１乃至付記５のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
（付記７）前記ＤＢＦ処理部は、和パターン用の開口面振幅分布情報および差パターン用の開口面振幅分布情報を保存している、付記６に記載のアンテナ装置。
（付記８）前記ＤＢＦ処理部は、和パターン用の開口面振幅分布情報または差パターン用の開口面振幅分布情報を保存している、付記６に記載のアンテナ装置。
（付記９）前記複数の受信モジュールの差出力を方位方向にアナログ合成する、付記１乃至付記８のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
（付記１０）仰角方向および方位方向にそれぞれ配列された複数のアンテナ素子で伝播してきた信号を受信するアンテナ装置の制御方法であって、
前記複数のアンテナ素子が受信した前記信号から複数の和出力および複数の差出力を生成し、前記複数の和出力を方位方向に合成して和合成出力を取り出し、前記複数の差出力を方位方向に合成して差合成出力を取り出し、前記和合成出力および前記差合成出力から、所望の方向に主ビームを形成し、前記複数の差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出す、アンテナ装置の制御方法。
（付記１１）前記主ビームの受信レベルと前記干渉波抑制ビームの受信レベルとを比較して、干渉波抑制を行う、付記１０に記載のアンテナ装置の制御方法。
（付記１２）前記複数のアンテナ素子は、前記仰角方向にＭ個（Ｍは２以上の整数）、前記方位方向にＮ個（Ｎは２以上の整数）、配列されており、
１番目のアンテナ素子が受信した前記信号からの差出力、Ｍ＋１番目のアンテナ素子が受信した前記信号からの差出力、２Ｍ＋１番目のアンテナ素子が受信した前記信号からの差出力、または（Ｎ−１）＊Ｍ＋１番目のアンテナ素子が受信した前記信号からの差出力のいずれかから複数を合成して、干渉波抑制ビームとして取り出す、付記１０または付記１１に記載のアンテナ装置の制御方法。
（付記１３）前記複数の差出力を方位方向にアナログ合成する、付記１０乃至付記１２のいずれか一つに記載のアンテナ装置の制御方法。
Some or all of the above embodiments may be described as in the following appendices, but are not limited to the following.
(Supplementary Note 1) A plurality of antenna elements respectively arranged in the elevation direction and the azimuth direction for receiving the propagated signal, and a plurality of sum outputs and difference outputs from the signals received by the plurality of antenna elements A reception module, a sum combiner for combining the sum outputs of the plurality of reception modules in the azimuth direction and extracting a sum combination output, and a difference output of the plurality of reception modules in the azimuth direction and a difference synthesis output And a processing unit for forming a main beam in a desired direction from the sum combiner output and the difference combiner output.
An antenna device for extracting a part of the difference output of the plurality of receiving modules as an interference wave suppression beam.
(Supplementary Note 2) The antenna device according to
(Supplementary Note 3) The antenna device according to
(Supplementary Note 4) The plurality of antenna elements are arranged M (M is an integer greater than or equal to 2) in the elevation direction and N (N is an integer greater than or equal to 2) in the azimuth direction.
Receiver module differential output for the first antenna element, receiver module differential output for the M + 1 antenna element, receiver module differential output for the 2M + 1 antenna element, or (N−1) * M + 1 The antenna device according to any one of
(Supplementary note 5) The antenna device according to any one of
(Supplementary Note 6) The antenna according to any one of
(Supplementary Note 7) The antenna device according to
(Supplementary Note 8) The antenna device according to
(Supplementary note 9) The antenna device according to any one of
(Supplementary Note 10) A control method of an antenna device for receiving a signal propagated by a plurality of antenna elements arranged in the elevation direction and the azimuth direction, respectively.
A plurality of sum outputs and a plurality of difference outputs are generated from the signals received by the plurality of antenna elements, the plurality of sum outputs are combined in the azimuth direction to extract a sum combination output, and the plurality of difference outputs are obtained in the azimuth direction An antenna for forming a main beam in a desired direction from the sum combination output and the difference combination output, and extracting a part of the plurality of difference outputs as an interference wave suppression beam Device control method.
(Supplementary note 11) The control method of the antenna device according to
(Supplementary note 12) The plurality of antenna elements are arranged M (M is an integer of 2 or more) in the elevation direction and N (N is an integer of 2 or more) in the azimuth direction,
The difference output from the signal received by the first antenna element, the difference output from the signal received by the M + 1st antenna element, the difference output from the signal received by the 2M + 1st antenna element, or (N-1 The control method of the antenna device according to
(Supplementary note 13) The control method of the antenna device according to any one of
１−１〜１−Ｎ＊Ｍ アンテナ素子
２−１〜２−Ｎ＊Ｍ 受信モジュール
３−１〜３−Ｎ＊Ｍ 低雑音増幅器
４−１〜４−Ｎ＊Ｍ 移相器
５−１〜５−Ｎ＊Ｍ 可変減衰器
６−１〜６−Ｎ＊Ｍ 二分配器
７−１〜７−Ｎ＊Ｍ ０／π移相器
８−１〜８−Ｎ＊Ｍ 和出力の接続端子
９−１〜９−Ｎ＊Ｍ 差出力の接続端子
１０−１〜１０−Ｍ 和用合成器
１１−１〜１１−（Ｍ−１） 差用合成器
１２−１〜１２−２Ｍ 増幅器
１３−１〜１３−２Ｍ 受信ユニット
１４ 受信器
１５ ＤＢＦ処理器
１６−１〜１６−２ メモリ
１７ スイッチユニット
１８−１〜１８−Ｋ 合成器
１９ スイッチ
２０ モジュール制御器
２１ 干渉波抑制ビーム制御器
２２ 信号処理部
２３−１〜２３−Ｎ＊Ｍ 送受信モジュール
２４−１〜２４−Ｎ＊Ｍ サーキュレータ
２５−１〜２５−Ｎ＊Ｍ 増幅器
２６−１〜２６−Ｎ＊Ｍ 移相器
２７−１〜２７−Ｎ＊Ｍ 振幅減衰器
２８ 分配器
２９ 信号発生器
３０ 和差合成器
３１ 第２の受信ユニット
３２ 第２の受信器
1-1 to 1-N * M antenna element 2-1 to 2-N * M reception module 3-1 to 3-N * M low noise amplifier 4-1 to 4-N * M phase shifter 5-1 to 5-N * M variable attenuator 6-1 to 6-N * M 2-way divider 7-1 to 7-N * M 0 / π phase shifter 8-1 to 8-N * M sum output connection terminal 9 -1 to 9-N * M differential output connection terminals 10-1 to 10-M Sum combiner 11-1 to 11- (M-1) difference combiner 12-1 to 12-2M amplifier 13-1 1313-2M receiver unit 14 receiver 15 DBF processor 16-1 to 16-2 memory 17 switch unit 18-1 to 18-K combiner 19 switch 20 module controller 21 interference wave suppression beam controller 22 signal processing unit 23-1 to 23-N * M transceiver module 24-1 to 24-N * M circulator 25 1 to 25-N * M amplifier 26-1 to 26-N * M phase shifter 27-1 to 27-N * M amplitude attenuator 28 divider 29 signal generator 30 sum / difference combiner 31 second receiving unit 32 second receiver
Claims (10)
前記複数の受信モジュールの差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出す、アンテナ装置。 A plurality of antenna elements respectively arranged in elevation and azimuth directions for receiving the propagated signal, and a plurality of receiving modules for generating a sum output and a difference output from the signals received by the plurality of antenna elements; A summing combiner for combining the sum outputs of the plurality of receiving modules in the azimuth direction and extracting the sum combining output, and combining the difference outputs of the plurality of receiving modules in the azimuth direction and retrieving the difference combining output And a processing unit that forms a main beam in a desired direction from the difference combiner and the sum combination output and the difference combination output.
An antenna device for extracting a part of the difference output of the plurality of receiving modules as an interference wave suppression beam.
１番目のアンテナ素子のための受信モジュールの差出力、Ｍ＋１番目のアンテナ素子のための受信モジュールの差出力、２Ｍ＋１番目のアンテナ素子のための受信モジュールの差出力、または（Ｎ−１）＊Ｍ＋１番目のアンテナ素子のための受信モジュールの差出力のいずれかから複数を合成して、干渉波抑制ビームとして取り出す、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 The plurality of antenna elements are arranged M (M is an integer of 2 or more) in the elevation direction and N (N is an integer of 2 or more) in the azimuth direction,
Receiver module differential output for the first antenna element, receiver module differential output for the M + 1 antenna element, receiver module differential output for the 2M + 1 antenna element, or (N−1) * M + 1 The antenna apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the differential outputs of the reception modules for the second antenna element are combined and extracted as an interference wave suppression beam.
前記複数のアンテナ素子が受信した前記信号から複数の和出力および複数の差出力を生成し、前記複数の和出力を方位方向に合成して和合成出力を取り出し、前記複数の差出力を方位方向に合成して差合成出力を取り出し、前記和合成出力および前記差合成出力から、所望の方向に主ビームを形成し、前記複数の差出力のうちの一部を干渉波抑制ビームとして取り出す、アンテナ装置の制御方法。 A control method of an antenna device for receiving signals propagated by a plurality of antenna elements respectively arranged in an elevation direction and an azimuth direction, comprising:
A plurality of sum outputs and a plurality of difference outputs are generated from the signals received by the plurality of antenna elements, the plurality of sum outputs are combined in the azimuth direction to extract a sum combination output, and the plurality of difference outputs are obtained in the azimuth direction An antenna for forming a main beam in a desired direction from the sum combination output and the difference combination output, and extracting a part of the plurality of difference outputs as an interference wave suppression beam Device control method.
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