JPS63166305A

JPS63166305A - アンテナ装置

Info

Publication number: JPS63166305A
Application number: JP61310663A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Takeya; 晋一竹谷; Yoshitaka Sasaki; 喜隆佐々木; Masanori Matsumura; 松村　正典
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1986-12-27
Publication date: 1988-07-09
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH0831737B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、各種の無線通信装置やレーダ装置に用いら
れて、電波受信に際しその所望方向ビームのサイドロー
ブ領域で受信される不要波をキャンセルするサイドロー
ブキャンセラ供能を有したアンテナ装置に関する。

（従来の技術）通常、サイドローブキャンセラ（ＳＬＣ）とは、主アン
テナのサイドローブ領域で受信された不要波を、その不
要波に対する補助アンテナのレスポンスを用いてキャン
セルするアンテナ装置をいう。こうしたアンテナ装置の
一例を第４図に示す。

すなわちこのアンテナ装置は、同第４図に示すように、
アンテナ素子１１〜１ｎからなって上記主アンテナを形
成するアレイアンテナ１０と、該アレイアンテナ１０の
各素子に受信された信号（実際には適宜の移相器を介し
て所要に移相処理された信号）を加算合成する加算器２
０とを有して構成される主ビーム形成回路に対し、例え
ばここでは３素子からなるとする補助アンテナ３１゜３
２．３３と、これら補助アンテナ３１．３２゜３３に受
信された信号（これも実際には移相器を介して所要に移
相処理された信号が扱われる）各々について上記主ビー
ム形成回路にて形成される主ビーム信号との相関（各補
助アンテナ受信信号〈補助ビーム信号）と主ビーム信号
との乗算値を積分することで達成される）を演算する相
関処理器４０と、同補助アンテナ３１．３２．３３の各
受信信号にこれら各対応する演惇値（相関値）に応じた
各別の重み付けを行なう重み付は器５１゜５２．５３と
、これら重み付けされた各信号を加算合成して前述した
不要波に対する補助ビーム信号を形成する加算器６０と
を有する補助ビーム形成回路を更に具え、減算器７０を
通じて、上記主ビーム信号からこの補助ビーム信号を差
し引くことで、上述した不要波のキャンセルを実現して
いる。

（発明が解決しようとする問題点）一般に、上述したような補助アンテナ３１゜３２．３３
は、主アンテナを形成するアレイアンテナ１ｏのサイド
ローブレベルと同等の利得をもてばよく、このアレイア
ンテナ１０が例えば第５図に示すような平面アレイアン
テナであるような場合には、当の補助アンテナ３１，３
２．３３としても、同第５図に示すようにその周囲に配
置される構造となる小形のアンテナが用いられる。

ところでこの場合、上記主アンテナを形成するアレイア
ンテナ（平面アレイアンテナ）１０が、比較的小形のも
のであるか、あるいはサイドローブレベルの低いもので
あれば、補助アンテナ３１゜３２．３３が上記の如く小
形のものであっても、その利得によってこうしたアレイ
アンテナ１０のサイドローブレベルをカバーできること
から、前述した不要波の除去が可能となるが、そうでな
い場合、すなわちアレイアンテナ１０が大形のものであ
ったり、サイドローブレベルの高いものであったりする
場合には、同補助アンテナ３１，３２゜３３ではその利
得が不足して、これら補助アンテナによる十分な不要波
除去も困難となる。

こうした不都合を解消するためには、補助アンテナを大
形のアンテナにすればよいが、アンテナ全体の寸法およ
び質Ｆ等の制約から、これら補助アンテナを大形のもの
とすることは好ましくない。

この発明は、こうした実情に鑑みて、アンテナ全体とし
ての寸法や質量に影晋を与えることなく、小規模の構成
をもっていかなる不要波をも良好に除去することのでき
るアンテナ装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明では、主アンテナを形成するアレイアンテナの
一部または全部の素子を補助アンテナとして兼用すると
ともに、前記アレイアンテナの各素子に受信された信号
のうちの任意の複数を用いてこれら各信号に応じた複数
のビーム信号を形成するビーム形成手段を具え、この形
成されたビーム信号の一部若しくは全部を前記不要波キ
ャンセルのための補助ビーム信号として用いるようにす
る。

（作用）上記の如く、主アンテナを形成するアレイアンテナの一
部若しくは全部の素子を補助アンテナとして兼用するこ
とで、該補助アンテナとしての利得を任意に設定するこ
とができるようになり、いかなる場合も、主アンテナの
サイドローブレベルを良好にカバーして、十分な不要波
除去を図ることができるようになる。しかもこの場合、
上記アレイアンテナの各素子に受信される信号を適宜の
ディジタル信号に変換しておくようにすれば、上記受信
信号のレベル低下を招くことなくこれを主ビーム形成用
の信号と補助ビーム形成用の信号とに良好に分配するこ
とができるようにな。もっとも、上記ビーム形成手段と
して、上記アレイアンテナの各素子に受信された信号を
アナログ的にフーリエ変換して上記主ビームとする１つ
のビーム信号と上記補助ビームとする複数のビーム信号
とをそれぞれ形成出力するバトラーマトリクス回路を採
用すれば、上記受信された信号をディジタル信号に変換
する必要もない。

（実施例）第１図に、この発明にかかるアンテナ装置の一実施例を
示す。

同図に示すように、この実施例アンテナ装置では、前記
主アンテナを形成するアレイアンテナ１０（１１〜１ｎ
）の一部（この例では素子１２〜１（ｎ−１）まで）を
補助アンテナとして並用する。

さてこの実施例装置において、受信Ｒ１１０（１１１〜
１１ｎ）は、上記アレイアンテナ１０の各素子１１〜１
ｎに受信される高周波信号を各別に中間周波信号に変換
する周知の回路であり、またアナログ／ディジタル変換
器（以下Ａ／Ｄ変換器という＞１２０（１２１〜１２ｎ
）は、これら中間周波信号に変換された受信信号を適宜
ビットのディジタル信号に更に変換する周知の回路であ
り、そして移相器（ディジタル移相器）１３０（１３１
〜１３ｎ）は、以下に形成する受信ビームを走査するた
めにこれらディジタル信号に変換された受信信号を適宜
に演等処理してそれぞれ所要に移相せしめる回路であり
、上記アレイアンテナ１０の各素子１１〜１ｎに受信さ
れた信号は、これら受信機１１０にて中間周波信号に変
換され、Ａ／Ｄ変換器１２０にて更にディジタル信号に
変換され１、移相器１３０にて上述の移相処理が施され
た債、このうちの特に上記主、補助兼用アンテナ素子１
２〜１ｎに対応する信号が、主、補助ビーム形成用の信
号として主ビーム形成回路および補助ビーム形成回路に
それぞれ分配される。因みに、該分配はディジタル値で
の分配であり、こうした分配によっては上記受信された
信号に何らの電力的ロスが生じることもない。

さて主ビーム形成回路では、主アンテナとしての専用素
子１１および１ｎに対応する上記移相処理信号並びにこ
れら分配された信号をディジタル減衰器若しくは増幅器
からなる振幅設定器１４０（１４１〜１４ｎ）にそれぞ
れ受入して、形成すべく主ビームのサイドロープの初期
レベルを同設定器１４０を通じて予設定した後、これら
設定器出力をディジタル加算器１５０にて加算合成して
主ビーム信号に対応したアンテナ出力を得る。

一方、補助ビーム形成回路では、上記分配された信号に
基づいて、上記主ビームのサイドローブレベルをカバー
し得る利得をもつ複数の補助ビームを形成する。しかも
この補助ビーム形成回路では、こうした補助ビームの形
成に際して、所望波方向である主ビームのピーク方向で
ヌル（ｎｕｌｌ＞をもつようそのビーム信号を形成する
とする。

すなわち該補助ビーム形成回路におけるビーム形成回路
２１０は、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）回路から
なって、上記分配信号に基づき例えば第２図に示すよう
な直交マルチビーム　　−（同角度における各ビームの
レベルを掛算して角度で積分すると零になるようなビー
ム）ＳＭｏを形成出力する回路である。この際、該直交
マルチビームとしては、同第２図に破線で示す主ビーム
ＭＢの方向と一致するビーム、すなわち同第２図に一点
鎖線で示すようなビームＳＢＭも同時に形成されること
となるが、該ビーム形成回路２１０では、上記の如く主
ビーム（ＭＢ）のピーク方向でヌル（ｎｕｌｌ）をもつ
補助ビームを形成する必要上、このビームＳＢＨに相当
するビーム信号についてはこれを排除する。こうした直
交マルチビームＳ　Ｍ　ｏとして形成出力される補助ビ
ームをもって前述の如く不要波を除去するようにすれば
、当該アンテナ装置としての所望波方向のレスポンスを
一定に保つことができ、ひいてはアンテナ出力のＳＮ比
（Ｓ／Ｎ’）も向上せしめることができるようになる。

因みに、第２図においては、その横軸として角度の正弦
（ｓｉｎθ）をとっていることから、上記ビームＳ　Ｍ
　ｏの各ビーム幅が全て等しいものとなるが、同横軸と
して角度θそのものをとった場合には、中央部から離れ
るにつれそのビーム幅も広くなる。

レベル判定回路２２０は、こうしてビーム形成回路２１
０から出力される上記直交マルチビームＳＭｏに対応し
た多数のビーム信号のレベルを比較してそのレベル判定
を行なう回路であり、また選択回路２３０は、同ビーム
形成回路２１０から出力される多数のビーム信号のうち
の不要波に対して特にレベルの高いいくつかの（この例
ではｍ個の）ビーム信号のみをこのレベル判定回路２２
０による判定情報に基づいて選択出力する回路である。

すなわち、こうして選択されたビーム信号のみが、先の
第４図に示した装置と同様、ただしここではディジタル
的に、相関処理器２４０によって各々前記主ビーム信号
との相関がとられ、かつ重み付は器２５０　（２５１〜
２５ｍ）によって各該当する相関値に基づく所要のＩみ
付けがなされた後、加算器２６０を通、じて加鋒合成さ
れる。

このように、これらレベル判定回路２２０および選択回
路２３０を設けたことにより、実際に制御すべき補助ビ
ームの数は任意に削減されることとなり、＠＠橋橋上上
れら補助ビームを制御できる数に制約がある場合であっ
ても、該実施例装置のこうした機能を有効に利用するこ
とでこれに良好に対処することが可能となる。減算器１
６０を通じて前記主ビーム信号からこれら所要に制御さ
れた補助ビーム信号の合成信号を差し引くことで不要波
のキャンセルが実現されることは先の第１図に示した装
置と同様である。

以上のように、この第１図に示した実施例アンテナ装置
によれば、１）主アンテナの一部を補助アンテナと兼用した最小限
のアンテナ構成とすることができる。

２）またこれにより、補助アンテナの利得も十分保持で
きるようになる。

３）しかも、こうしたアンテナ構成によって、主ビーム
形成用の信号と補助ビーム形成用の信号を分配する際に
も、これらアンテナ各々に受信された信号の利得が低下
することはない。

４）実際に制御すべき補助ビームの数は任意に設定する
ことができ、その大幅な削減も可能である。

等々の多くの優れた効果を冑ることができる。

なお、上記の実施例においては、主アンテナを形成する
アレイアンテナ１０の一部（素子１２〜１（ｎ−１）の
部分）を補助アンテナと兼用するとしたが、この全部を
補助アンテナと前用するようにしても勿論よい。因みに
、上述した装置においては、これら兼用するアンテナと
しては、隣り合うアンテナを等間隔で選ぶことが好まし
い。

また、装置構成上多くの補助ビームを制御することので
きるアンテナ装置であれば、前記レベル判定回路２２０
および選択回路２３０についてはこれを削除して、前記
ビーム形成回路２１０にて形成出力される全ての補助ビ
ーム信号に対し同制６１１（重み付は制御）を施すよう
にしてもよい。

ところで、上記の実施例においては、主ビーム形成回路
と補助ビーム形成回路とを各別に構成するとともに、不
要波抑圧前の主ビームのサイドローブレベルについては
これを振幅設定器を通じて任意に設定できる装置につい
て示したが、主ビームのサイドローブレベルを補助ビー
ムのサイドローブレベルと同一にしてもよいような場合
には、例えば第３図に示すように、ＦＦＴ演０回路であ
るとする前記ビーム形成回路２１０にて形成される前記
直交マルチビームのうちの所望方向ビームと一致する１
つのビーム５ＢＮ（第２図に一点鎖線で示したビーム）
を排除せずに、これを士ビームとして利用することもで
きる。

また、この第３図に示した構成を流用する場合、上記ビ
ーム形成回路２１０として、ＦＦＴ￥ｉｉＱ回路に代え
てアナログ回路からなるバトラーマトリクス回路を用い
、該バトラーマトリクス回路によってフーリエ変換を行
なうようにすれば、少なくとも前記Ａ／Ｄ変換器１２０
　（１２１〜１２ｎ）についてはこれを必要としないア
ナログ回路のみで、すなわち移相器１３０　（１３１〜
１３ｎ）以降の回路を全てアナログ仕様として同アンテ
ナ装置を構成することができるようになる。勿論これに
よっても、主、補助アンテナを同一の素子で兼用して主
ビームと補助ビームとをそれぞれ形成することができ、
しかもこれら主、補助ビームは上記バトラーマトリクス２１０）を通じて一括して形成されることから、同主、
補助ビームの形成に際して上記アンテナに受信された信
号の利得が低下することもない。

［発明の効果Ｊ以上説明したように、この発明によれば、アンテナ全体
としての寸法や質量に何ら影響を与えることなく、小規
模の構成をもって高能率に不要波の除去を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるアンテナ装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は該実施例装置のビーム形成回路
にて形成されるビーム態様の一例を示す線図、第３図は
この発明にかかるアンテナ全体置の他の実施例を示すブ
ロック図、第４図は従来のサイドローブキセンセラ別能
を有したアンテナ装置の一例を示すブロック図、第５図
は第４図に示したアンテナ装置のアンテナ全体造の一例
を示す略図である。１　０　（１　１　〜’ｌ　ｎ）　・・・アレイアンテ
ナ、１１０（１１１〜１１ｎ）・・・受信別、１２０（
１２１〜１　２　ｎ　）　・・Ａ／Ｄ変換器、１３０（
１３１〜１３ｎ）・・・移相器、１４０（１４１〜１４
ｎ）・・・振幅設定器、１５０．２６０・・・加粋器、
１６０・・・減紳器、２１０・・・ビーム形成回路、２
２０・・・レベル判定回路、２３０・・・選択回路、２
４０・・・相関処理器、２５０　（２５’ｌ〜２５ｍ）
・・・巾み付は器。手続補装置昭和６２年３月６日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アレイアンテナの各素子に受信された信号に基づ
き形成される主ビームのサイドローブ領域で受信された
不要波を、前記主ビームとの相関のもとに所要の重み付
けを行なって別個形成した該不要波に対する補助ビーム
信号のレスポンスを用いてキャンセルするサイドローブ
キャンセラ機能を有したアンテナ装置であって、前記アレイアンテナの各素子に受信された信号のうちの
任意の複数を用いてこれら各信号に応じた複数のビーム
信号を形成するビーム形成手段と、これら形成されたビーム信号の中から、前記不要波に対
して特に関係の強いいくつかのビーム信号を随時の電波
環境に応じて選択する選択手段を具え、前記選択された
ビーム信号を前記不要波キャンセルのための補助ビーム
信号として用いるアンテナ装置。
（２）前記主ビームおよび補助ビームの形成に用いられ
る信号は、前記アレイアンテナの各素子に受信された信
号が所要にアナログ／ディジタル変換されたディジタル
信号であり、前記ビーム形成手段は、これらディジタル信号に基づき
直交マルチビーム信号を形成する高速フーリエ変換手段
であり、前記選択手段は、これら形成された直交マルチビーム信
号のうちの前記主ビームの方向と一致するビーム信号以
外のビーム信号を受入して、これら受入ビーム信号のう
ちの特にレベルの高いいくつかのビーム信号を前記不要
波キャンセルのための補助ビーム信号として選択出力す
る特許請求の範囲第（１）項記載のアンテナ装置。
（３）前記ビーム形成回路で形成され、前記選択手段に
入力されない１つの直交マルチビーム信号を前記主ビー
ムの信号として用いる特許請求の範囲第（２）項記載の
アンテナ装置。
（４）前記ビーム形成回路は、前記アレイアンテナの各
素子に受信された信号をフーリエ変換して、前記主ビー
ムとする１つのビーム信号と前記補助ビームとする複数
のビーム信号とをそれぞれ形成出力するバトラーマトリ
クス回路である特許請求の範囲第（１）項記載のアンテ
ナ装置。
（５）アレイアンテナの各素子に受信された信号に基づ
き形成される主ビームのサイドローブ領域で受信された
不要波を、前記主ビームとの相関のもとに所要の重み付
けを行なって別個形成した該不要波に対する補助ビーム
信号のレスポンスを用いてキャンセルするサイドローブ
キャンセラ機能を有したアンテナ装置であって、前記アレイアンテナの各素子に受信された信号を各々中
間周波信号に変換する受信機と、これら中間周波信号に変換された受信信号を各々ディジ
タル信号に変換するアナログ／ディジタル変換器と、これらディジタル信号に変換された受信信号を各々所要
に移相する移相器と、これら移相された受信信号のうちの任意の複数を用いて
これら各信号に応じた複数のビーム信号を形成するビー
ム形成手段とを具え、前記形成されたビーム信号を前記不要波キャンセルのた
めの補助ビーム信号として用いるアンテナ装置。