JPS62169505A - Circular array antenna system - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
この発明は例えばレーダ、妨害装置及び探知装置等に使
用される円形配列アンテナ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a circular array antenna device used, for example, in radar, jamming devices, detection devices, and the like.
［発明の技術的背儂］
周知のように、円形配列アンテナ装置においては、ビー
ムを走査させる給電回路として電子的にビーム走査を行
なうトランスファースイッチ回路方式、ゴニオメータを
用いた方式等がある。[Technical Background of the Invention] As is well known, in the circular array antenna device, there are a transfer switch circuit system that electronically performs beam scanning, a system that uses a goniometer, etc. as a feeding circuit for scanning the beam.
このうちトランスファースイッチ回路方式による円形ア
ンテナは第６図に示すように円周に沿って例えば３２個
のアンテナ素子１が配列され、そのなかの８個のアンテ
ナ素子１（アクティブセクタは第６図中斜線で示す如く
９０°）を励振してビーム走査が行われる。このアンテ
ナでは、例えば円周方向にビーム走査を行なう場合、励
振するアンテナ素子１を（３０番〜４番）、（３１番〜
５番＞、（３２番〜６番）、・・・というようにアンテ
ナ素子１を１つずつずらしていく。このとき、同一のビ
ームパターンを形成する場合には８個のアンテナ素子１
の各素子に供給される電力を一様に隣りの素子に切換え
る。この切換えは第７図に示すように８個の５Ｐ４Ｔ
（Ｓ ｉ ｎｇ ｌ ｅＰｏｒｔ ４ Ｔｈｒｏｗ
）スイッチ２．１２個のトランスファースイッチ３及び
電力分配器４が用いられて制御信号により、その端子の
切換えが制■されることにより行われる。Among these, a circular antenna using a transfer switch circuit system has, for example, 32 antenna elements 1 arranged along the circumference as shown in Fig. 6, of which 8 antenna elements 1 (active sectors are shown in Fig. Beam scanning is performed by exciting the beam at an angle of 90° as shown by diagonal lines. In this antenna, for example, when performing beam scanning in the circumferential direction, the excited antenna elements 1 are (numbers 30 to 4), (numbers 31 to 4),
5>, (32nd to 6th), etc., the antenna elements 1 are shifted one by one. At this time, when forming the same beam pattern, eight antenna elements 1
The power supplied to each element is uniformly switched to the adjacent element. This switching is performed using eight 5P4Ts as shown in Figure 7.
(Single Port 4 Throw
) Switches 2, 12 transfer switches 3 and a power divider 4 are used, and the switching of their terminals is controlled by control signals.
尚、上記５Ｐ４Ｔスイツチ２はＳｉｎｇｌｅＰｏｒｔの
入力信号を４端子を有した出力側の１端子に制御信号に
より切換えて出力できるもので、その端子は第８図に示
すように１．２・・・ｎの整数に設定可能なものである
。また、トランスファースイッチ３は第９図に示すよう
に入力及び出力端子がそれぞれ２個ずつ設けられ、これ
ら入力及び出力端子の接続状態が制御信号に応じて同図
（ａ）または（ｂ）に示すように選択的に切換え可能と
なっているものである。The 5P4T switch 2 is capable of switching and outputting the input signal of the Single Port to one terminal on the output side having four terminals using a control signal, and the terminals are 1.2...n as shown in Fig. 8. can be set to an integer of The transfer switch 3 is provided with two input and two output terminals as shown in FIG. 9, and the connection states of these input and output terminals are shown in FIG. 9(a) or (b) depending on the control signal. It is possible to switch selectively.
ここで、上記のような円形配列アンテナでは、その送信
機あるいは受信機をかくアンテナ素子１毎に接続して空
間的な電力合成を行なう送信用あるいは受信用アクティ
ブフェーズドアレーを構成する場合には、第１０図（送
信用の場合）に示すように励振器５に接続された電力分
配器４の出力端に対して各電力増幅器６を接続し、この
電力増幅器６の各出力端を上記トランスファースイッチ
３及び５Ｐ４Ｔスイツチ２を介して所要のアクティブセ
クタの対応するアンテナ素子１に接続される。Here, in the circular array antenna as described above, when configuring an active phased array for transmission or reception in which the transmitter or receiver is connected to each antenna element 1 to perform spatial power synthesis, As shown in FIG. 10 (for transmission), each power amplifier 6 is connected to the output end of the power divider 4 connected to the exciter 5, and each output end of the power amplifier 6 is connected to the transfer switch. 3 and 5P4T switches 2 to the corresponding antenna elements 1 of the required active sectors.
ところが、このような円形配列アンテナ装置では、その
電力増幅器６の各出力端からの信号がトランスファース
イッチ３及び５Ｐ４Ｔスイツチ２等を多段に伝播してい
く構成上、各回路の損失が若干でもあると、アンテナ素
子１の数が多くなるほど損失量が増加されて等価的にビ
ーム形成における空間的な合成電力が減少するという問
題を有している。この問題は上述した送信回路に適用す
る場合に限ることなく、低雑音増幅器に対して接続構成
する場合においても同様のものである。However, in such a circular array antenna device, since the signal from each output terminal of the power amplifier 6 is propagated through the transfer switch 3, 5P4T switch 2, etc. in multiple stages, it is difficult to understand if there is even a slight loss in each circuit. However, as the number of antenna elements 1 increases, the amount of loss increases and the spatial combined power in beam formation equivalently decreases. This problem is not limited to the case of application to the above-mentioned transmitting circuit, but is similar when connecting to a low-noise amplifier.
一方、ゴニオメータを用いた円形配列アンテナ装置では
、第１１図（ａ）に示すような円形配列アンテナの各ア
ンテナ素子１を第１１図（ｂ）に示すように直接的に電
力増幅器６を介してゴニオメータ７に接続することによ
りアクティブフェーズドアレーが構成される。On the other hand, in a circular array antenna device using a goniometer, each antenna element 1 of the circular array antenna as shown in FIG. 11(a) is directly connected to a power amplifier 6 as shown in FIG. 11(b). By connecting to the goniometer 7, an active phased array is constructed.
ところが、上記ゴニオメータ７を用いた円形配列アンテ
ナ装置では、アクティブセクタ以外のアンテナ素子１に
対して直接的にそれぞれ電力増幅器６が接続される構成
上、ゴニオメータ７の回路損失は直接的に合成電力の減
少にはならないが、使用する電力増幅器６の数が多いこ
とで、それに伴う各部における電力消費が多いいという
問題を有している。However, in the circular array antenna device using the goniometer 7, the power amplifier 6 is directly connected to each antenna element 1 other than the active sector, so the circuit loss of the goniometer 7 is directly affected by the combined power. Although this does not result in a reduction, there is a problem in that the large number of power amplifiers 6 used causes a large amount of power consumption in each part.
［発明の目的］
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、合成電
力の効率を向上し得、かつ構成の簡略化を実現し得るよ
うにした円形配列アンテナ装置を提供することを目的と
する。[Object of the invention] This invention was made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a circular array antenna device that can improve the efficiency of combined power and simplify the configuration. shall be.
［発明の概要コ
すなわち、この発明は円周上に配列された偶数のアンテ
ナ素子と、このアンテナ素子に給電される電力を分配す
る電力分配器と、この電力分配器の分配された各出力信
号の位相を変化させる複数の移相器と、この移相器と前
記アンテナ素子との間に設けられるとともに一方側の端
子は移相器側に接続され他方側の端子は前記円周上にお
いて相対向する両アンテナ素子にそれぞれ接続された複
数の切換器と、この複数の切換器及び前記複数の移相器
に接続され移相器を制御するとともに前記偶数のアンテ
ナ素子のうち互いに隣り合う半数のアンテナ素子が励振
、するように切換器でのアンテナ素子の切換を制御する
制御手段とを備え、前記電力分配器の出力を相対向する
一方の前記アンテナ素子に供給するように構成すること
により、所期の目的を達成したものである。[Summary of the Invention] In other words, the present invention comprises an even number of antenna elements arranged on the circumference, a power divider that distributes the power fed to the antenna elements, and each distributed output signal of the power divider. A plurality of phase shifters are provided between the phase shifters and the antenna element, one terminal is connected to the phase shifter side, and the other terminal is connected to the phase shifter side on the circumference. a plurality of switching devices each connected to both of the antenna elements facing each other; and a control means for controlling switching of the antenna element by a switching device so that the antenna element is excited, and configured to supply the output of the power divider to one of the antenna elements facing each other, It achieved its intended purpose.
「発明の実施例コ
以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。Embodiments of the Invention Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図はこの発明の一実施例に係る送信用の円形配列ア
ンテナ装置を示すもので、１６個のアンテナ素子１０が
第２図に示すように円周状に所定の間隔を有して配設さ
れ、そのうち８個のアンテナ素子１０（アクティブセク
タは第２図中斜線で示す如く１８０°）を励振してビー
ム走査が行われる。このアンテナ素子１０は例えば（１
番と９番）、（２番と１０番）、・・・、（８番と１６
番）というように相対向する８組のアンテナ素子１０の
各入力端が８個の切換器例えば５Ｐ２Ｔスイツチ１１の
各出力端にそれぞれ接続され、この８個の５Ｐ２Ｔスイ
ツチ１１の各入力端はそれぞれ送信用電力増幅器１２、
移相器１３を介して励擾器１４に接続される電力分配器
１５の出力端に接続される。また、上記５Ｐ２Ｔスイツ
チ１１及び移相器１３の各信号入力端にはそれぞれビー
ム走査処理器１６の出力端が接続される。このビーム走
査処理器１６はその制御信号により上記移相器１３を制
御するとともに８組のアンテナ素子１゜の一方を励振す
るように上記各５Ｐ２Ｔスイツチ１１を制御する。FIG. 1 shows a circular array antenna device for transmission according to an embodiment of the present invention, in which 16 antenna elements 10 are arranged circumferentially at predetermined intervals as shown in FIG. Beam scanning is performed by exciting eight antenna elements 10 (the active sector is 180° as shown by diagonal lines in FIG. 2). This antenna element 10 is, for example, (1
(numbers 8 and 9), (numbers 2 and 10), ..., (numbers 8 and 16)
Each input terminal of eight sets of antenna elements 10 facing each other as shown in FIG. transmission power amplifier 12,
It is connected to the output end of a power divider 15 which is connected to an exciter 14 via a phase shifter 13 . Furthermore, the output terminal of a beam scanning processor 16 is connected to each signal input terminal of the 5P2T switch 11 and the phase shifter 13, respectively. The beam scanning processor 16 controls the phase shifter 13 using its control signal, and also controls each of the 5P2T switches 11 so as to excite one of the eight sets of antenna elements 1°.
すなわち、上記構成において、ビーム走査を行なう場合
は例えば走査方向に対して最後部のアンテナ素子１０が
接続された５Ｐ２Ｔスイツチ１１の接続をビーム走査処
理器］６からの制御信号で切換え制御することにより、
そのアクティブセクタが１素子分ずれた領域に移ってい
きビーム走査が行なえる。この際、ビームパターンを同
一に保つために、５Ｐ２Ｔスイツチ１１の切換え毎に移
相器１３により各アンテナ素子１０に供給される信号の
位相を制御する。尚、上記アクティブセクタは１８０°
となるものであるが、従来のアクティブセクタ９０°〜
１２０°のものと同様にパターンの劣化が本質的にはな
いので問題とらないことが確認されている。That is, in the above configuration, when performing beam scanning, for example, the connection of the 5P2T switch 11 to which the rearmost antenna element 10 is connected in the scanning direction is switched and controlled by a control signal from the beam scanning processor 6. ,
The active sector moves to an area shifted by one element, and beam scanning can be performed. At this time, in order to keep the beam pattern the same, the phase of the signal supplied to each antenna element 10 is controlled by a phase shifter 13 every time the 5P2T switch 11 is switched. Furthermore, the above active sector is 180°
However, the conventional active sector is 90°~
As with the 120° pattern, it has been confirmed that there is essentially no pattern deterioration, so there is no problem.
このように、上記円形配列アンテナ装置は偶数個のアン
テナ素子ゴ０の相対向するアンテナ素子１０にそれぞれ
接続される偶数個の５Ｐ２Ｔスイツチ１１を用いて電力
増幅器１２の出力を各相のアンテナ素子１０の一方に供
給し得るように構成したので、電力分配器１５の出力が
損失を受ける部分としては約０．５４］？度の５Ｐ２Ｔ
スイツチ１１だけとなることで、従来のものに比して損
失間が低下されてビーム形成における空間的な合成電力
の減少が防止され、可及的に効率が向上される。また、
これによれば、構成が簡略化されて電力増幅器１２の数
がアンテナ素子数の１／２個で済むことで、従来のもの
に比して省電力化も図れる。In this way, the circular array antenna device transfers the output of the power amplifier 12 to the antenna elements 10 of each phase by using the even number of 5P2T switches 11 connected to the opposing antenna elements 10 of the even number of antenna elements. Since the output of the power divider 15 is configured so that it can be supplied to one side, the loss in the output of the power divider 15 is approximately 0.54]? degree 5P2T
By using only the switch 11, the loss is reduced compared to the conventional one, preventing a reduction in spatially combined power in beam forming, and improving efficiency as much as possible. Also,
According to this, the configuration is simplified and the number of power amplifiers 12 is reduced to 1/2 of the number of antenna elements, so that power consumption can be reduced compared to the conventional one.
また、この発明は上記実施例では電力増幅器１２を用い
て送信用の円形配列アンテナ装置を構成した場合で説明
したが、これに限ることなく、例えば第３図乃至第５図
に示すように各種円形配列アンテナ装置を構成すること
も可能である。Further, although the present invention has been described in the above embodiment using the power amplifier 12 to configure a circular array antenna device for transmission, the present invention is not limited to this, and various types of antenna devices can be used, for example, as shown in FIGS. 3 to 5. It is also possible to construct a circular array antenna arrangement.
第３図は電力増幅器１２に代えて受信用の体雑音増幅器
１７を配設し、受信用の円形配列アンテナ装置を構成し
たものである。In FIG. 3, a body noise amplifier 17 for reception is provided in place of the power amplifier 12, and a circular array antenna device for reception is constructed.
第４図は電力増幅器１２に代えて送受信回路１８を配設
し、送受信用の円形配列アンテナ装置を構成したもので
ある。このばうい、送受信回路１８の方式によっては送
受切換器１９から送受切換の信号が必要となる場合もあ
る。FIG. 4 shows a configuration in which a transmitting/receiving circuit 18 is provided in place of the power amplifier 12 to construct a circular array antenna device for transmitting and receiving. In this case, depending on the method of the transmitting/receiving circuit 18, a transmission/receiving switching signal may be required from the transmitting/receiving switch 19.
第５図は電力増幅器１０を用いずに、移相器を直接的に
５Ｐ２Ｔスイツチ１１に接続していわゆるパッシブフェ
ーズドアレーを構成したものである。In FIG. 5, a so-called passive phased array is constructed by directly connecting a phase shifter to a 5P2T switch 11 without using a power amplifier 10.
さらに、上記各実施例では、アンテナ素子１０を１６個
備えた円形アンテナに適用した場合で説明したが、この
発明はこの数に限ることなく、アンテナ素子１０として
偶数個備えたものに適用可能なもので、同様の効果を期
待できる。Furthermore, although each of the above embodiments has been described in the case where the antenna is applied to a circular antenna having 16 antenna elements 10, the present invention is not limited to this number and can be applied to an antenna having an even number of antenna elements 10. You can expect similar effects.
また、さらに、上記実施例では、アンテナ素子１０を円
周上に平面的に配設した場合で説明したが、この発明は
これに限ることなく、アンテナ素子１０を円筒状に多段
に配設するように構成することも可能である。Further, in the above embodiment, the antenna element 10 is arranged planarly on the circumference, but the present invention is not limited to this, and the antenna element 10 may be arranged in multiple stages in a cylindrical shape. It is also possible to configure it as follows.
［発明の効果］
以上詳述したように、この発明によれば、合成電力の効
率を向上し得、かつ構成の簡略化を実現し得るようにし
た円形配列アンテナ装置を提供することができる。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a circular array antenna device that can improve the efficiency of combined power and can simplify the configuration.
第１図はこの発明に係る円形配列アンテナ装置を示す構
成説明図、第２図は第１図にアンテナ素子の配列状態を
示す配置図、第３図乃至第５図はそれぞれこの発明の他
の実施例を示す構成説明図、第６図、第７図、第１０図
及び第１１図はそれぞれ従来の円形配列アンテナ装置を
説明するために示した構成図、第８図は５ＰｎＴスイツ
チを説明するために示した構成図、第９図はトランスフ
ァースイッチを説明するために示した構成図である。
１０・・・アンテナ素子、１１・・・５Ｐ２Ｔスイツチ
、１２・・・電力増幅器、１３・・・移相器、１４・・
・励振器、１５・・・電力分配器、１６・・・ビーム走
査処理器、１７・・・低雑音増幅器、１８・・・送受信
回路。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第２図
第３図
第５図
第６図
第７図
（ａ） （ｂ）
第９図
第１０図FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing a circular array antenna device according to the present invention, FIG. 2 is a layout diagram showing the arrangement state of antenna elements in FIG. 1, and FIGS. FIG. 6, FIG. 7, FIG. 10, and FIG. 11 are configuration diagrams each showing a conventional circular array antenna device, and FIG. 8 is a configuration diagram showing a 5PnT switch. Fig. 9 is a block diagram shown to explain the transfer switch. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Antenna element, 11... 5P2T switch, 12... Power amplifier, 13... Phase shifter, 14...
- Exciter, 15... Power divider, 16... Beam scanning processor, 17... Low noise amplifier, 18... Transmission/reception circuit. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 2 Figure 3 Figure 5 Figure 6 Figure 7 (a) (b) Figure 9 Figure 10
Claims (1)
ナ素子に給電される電力を分配する電力分配器と、この
電力分配器の分配された各出力信号の位相を変化させる
複数の移相器と、この移相器と前記アンテナ素子との間
設けられるとともに一方側の端子は移相器側に接続され
他方側の端子は前記円周上において相対向する両アンテ
ナ素子にそれぞれ接続された複数の切換器と、この複数
の切換器及び前記複数の移相器に接続され移相器を制御
するとともに前記偶数のアンテナ素子のうち互いに隣り
合う半数のアンテナ素子が励振するように切換器でのア
ンテナ素子の切換を制御する制御手段とを具備する円形
配列アンテナ装置。An even number of antenna elements arranged on the circumference, a power divider that distributes the power fed to the antenna elements, and a plurality of phase shifters that change the phase of each distributed output signal of the power divider. and a plurality of antenna elements provided between the phase shifter and the antenna element, one terminal of which is connected to the phase shifter side, and the other terminal of which is connected to both antenna elements facing each other on the circumference. a switching device connected to the plurality of switching devices and the plurality of phase shifters to control the phase shifter and to excite half of the antenna elements adjacent to each other among the even numbered antenna elements. A circular array antenna device comprising: control means for controlling switching of antenna elements.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126586A JPS62169505A (en) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | Circular array antenna system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126586A JPS62169505A (en) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | Circular array antenna system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62169505A true JPS62169505A (en) | 1987-07-25 |
Family
ID=11773127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1126586A Pending JPS62169505A (en) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | Circular array antenna system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62169505A (en) |
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-
1986
- 1986-01-22 JP JP1126586A patent/JPS62169505A/en active Pending
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