JP2001094331A - Array antenna device - Google Patents

Array antenna device

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JP2001094331A
JP2001094331A JP26765199A JP26765199A JP2001094331A JP 2001094331 A JP2001094331 A JP 2001094331A JP 26765199 A JP26765199 A JP 26765199A JP 26765199 A JP26765199 A JP 26765199A JP 2001094331 A JP2001094331 A JP 2001094331A
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Japan
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array
sub
antenna
transceiver
combination
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JP26765199A
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Japanese (ja)
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Takeshi Kumamoto
剛 熊本
Tsutomu Watabe
勉 渡部
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a beam scanning angle to be wide in an array antenna device containing sub-arrays formed of array transmitters/receivers of plural elements 1. SOLUTION: When only an array (a) formed of one element one array transmitters/receivers 2 is operated, a satisfactory antenna gain characteristic can be obtained in a range exceeding a prescribed beam scanning angle ϕwith the angle as a boundary compared to a case when a sub-array (b) is also operated. Thus, a device can be used in a wider beam scanning range by permitting a control circuit 9 to switch-control the sub-array (b) formed of plural elements one array transmitters/receivers 3 to be turned off in the range exceeding the beam scanning angle ϕ.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、レーダビーム幅
を変化させることができるアレイアンテナ装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an array antenna device capable of changing a radar beam width.

【0002】[0002]

【従来の技術】アレイアンテナは、複数のアンテナ(放
射)素子が規則的に配列されて構成され、一定の励振条
件のもとでの高周波信号の供給を受け放射するととも
に、各アンテナ素子における振幅及び位相の電気的制御
によって、アンテナの指向性が制御されるので、レーダ
用アンテナ装置として各方面に採用されている。
2. Description of the Related Art An array antenna comprises a plurality of antenna (radiation) elements arranged regularly, receives and radiates a high-frequency signal under a constant excitation condition, and radiates the amplitude of each antenna element. Since the directivity of the antenna is controlled by electrical control of the phase and the phase, the antenna is used in various directions as a radar antenna device.

【0003】アレイアンテナの指向性は、アレイ送受信
機に内蔵された移相器制御により制御されるが、出力は
各アレイ送受信機出力の総和により大きな出力を得るこ
とができる。
[0003] The directivity of the array antenna is controlled by controlling a phase shifter built in the array transceiver, and a larger output can be obtained by summing the outputs of the array transceivers.

【0004】一般に、各アンテナ素子にそれぞれ1個の
アレイ送受信機が接続構成されるが、大形のアレイアン
テナでは多数のアンテナ素子を配列するので、モジュー
ル構成からなるアレイ送受信機の数も増え、構成が複雑
となる。そこで、アレイ送受信機を可能なかぎり節減し
構成の簡素化を図るべく、1つのアレイ送受信機に複数
アンテナ素子を共通接続したいわゆるサブアレイを併せ
て組み込んだアレイアンテナ装置も採用されている。
In general, one array transceiver is connected to each antenna element. However, in a large array antenna, a large number of antenna elements are arranged, so that the number of array transceivers having a module configuration increases. The configuration becomes complicated. Therefore, in order to reduce the array transceiver as much as possible and to simplify the configuration, an array antenna device in which a so-called subarray in which a plurality of antenna elements are commonly connected to one array transceiver is also adopted.

【0005】図4は、サブアレイを組み込んだ従来のア
レイアンテナ装置の構成を示したもので、1つのアンテ
ナ素子1に1個のアレイ送受信機2を接続したいわゆる
1素子1アレイ送受信機からなるアレイと、このアレイ
の縦(仰角EL)方向両外側に、複数アンテナ素子1
a,1b…に共通に1個のアレイ送受信機3を接続した
サブアレイを配置し、それぞれが縦方向に第1の高周波
(RF)分配合成回路4に共通接続されている。
FIG. 4 shows the configuration of a conventional array antenna device incorporating a sub-array. An array composed of a so-called one-element one-array transceiver in which one antenna transceiver 1 is connected to one antenna element 1 is shown. And a plurality of antenna elements 1 on both outer sides in the vertical (elevation angle EL) direction of the array.
Subarrays connected to one array transceiver 3 are arranged in common in a, 1b,..., and each is commonly connected to a first high frequency (RF) distribution / synthesis circuit 4 in the vertical direction.

【0006】これら第1の高周波分配合成回路4はま
た、横(水平AZ)方向に多数共通接続されるように第
2の高周波分配合成回路5に共通接続され、高周波信号
の分配合成が行われ、以後、送受切替器61を介して受
信機62及び低出力の送信機63が接続される。
These first high-frequency distribution / synthesis circuits 4 are commonly connected to a second high-frequency distribution / synthesis circuit 5 so as to be commonly connected in the horizontal (horizontal AZ) direction, and perform high-frequency signal distribution / synthesis. Thereafter, the receiver 62 and the low-output transmitter 63 are connected via the transmission / reception switch 61.

【0007】また、上記各アレイ送受信機2,3には移
相器が組み込まれ、各移相器はアンテナ制御部7からの
駆動信号を受けた走査制御部8により制御され、これに
より各アンテナ素子1,1a,1b,…の給電位相が制
御される。
Further, a phase shifter is incorporated in each of the array transceivers 2 and 3, and each phase shifter is controlled by a scanning control unit 8 which receives a drive signal from an antenna control unit 7, whereby each antenna The power supply phases of the elements 1, 1a, 1b,... Are controlled.

【0008】ところで、上記構成によるアレイアンテナ
装置のビーム幅は、アンテナ開口面の大きさによって一
義的に決定され、アンテナ開口面の大きさが大きくなる
ほど、ビーム幅が狭いシャープなアンテナパターンが形
成される。
Incidentally, the beam width of the array antenna apparatus having the above configuration is uniquely determined by the size of the antenna aperture surface. As the size of the antenna aperture surface increases, a sharper antenna pattern having a smaller beam width is formed. You.

【0009】また、周知のように、同じ開口面の大きさ
形状からなるアレイアンテナでも、アレイアンテナが全
て1素子1アレイ送受信機で構成されたば場合と、上記
のように、外側に複数素子1アレイ送受信機からなるサ
ブアレイを配置して組み合わせた場合とでは、ビーム走
査角上のアンテナ利得特性が異なった特性を示すことが
知られている。
Further, as is well known, even in the case of an array antenna having the same aperture surface size and shape, the case where the array antenna is entirely constituted by one element and one array transceiver, and the case where the It is known that the antenna gain characteristics over the beam scanning angle show different characteristics when a sub-array composed of one array transceiver is arranged and combined.

【0010】すなわち、円形アレイを例に説明すると、
図5(a)のように全てのアンテナ素子1に、1素子1
アレイ送受信機を接続した構成の場合のビーム走査角に
対するアンテナ利得は、図5(c)に特性曲線Aに示す
ように、広範囲なビーム走査角度にわたり、良好な特性
を示す。しかし、同じ形状・大きさの面アレイにおい
て、図5(b)に示すように、中央部には1素子1アレ
イ送受信機のアレイ(イ)を配置し、その外側に複数素
子1アレイ送受信機からなるサブアレイ(ロ)を配置し
た場合は、図5(c)に特性曲線Bで示すように狭いビ
ーム走査角度にヌル点Nが位置してしまい、広角度にわ
たるビーム走査は不可能となる。
That is, taking a circular array as an example,
As shown in FIG. 5 (a), one antenna 1
The antenna gain with respect to the beam scanning angle in the case where the array transceiver is connected exhibits good characteristics over a wide range of beam scanning angles as shown by the characteristic curve A in FIG. However, in a plane array having the same shape and size, as shown in FIG. 5 (b), an array (a) of one-element one-array transceivers is arranged in the center, and a plurality of one-element transceivers are arranged outside the array. When the sub-array (b) is arranged, the null point N is located at a narrow beam scanning angle as shown by the characteristic curve B in FIG. 5C, and beam scanning over a wide angle becomes impossible.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、1素子
1アレイ送受信機からなるアレイと、複数素子1アレイ
送受信機からなるサブアレイとの配列組み合わせにより
面アレイを形成した従来のアレイアンテナ装置では、1
素子1アレイ送受信機からなるアレイのみで構成した場
合と比較し、ビーム走査角に対するアンテナ利得特性は
大きく低下した。
As described above, in a conventional array antenna device in which a surface array is formed by an array combination of an array composed of one element and one array transceiver and a subarray composed of a plurality of element one array transceivers. , 1
The antenna gain characteristic with respect to the beam scanning angle is greatly reduced as compared with the case where only the array including the element 1 array transceiver is used.

【0012】従って、1素子1アレイ送受信機からなる
アレイと、複数素子1アレイ送受信機からなるサブアレ
イとの配列組み合わせにより面アレイを形成した従来の
アレイアンテナ装置では、アレイ送受信機を構成する送
受信モジール数の削減が図れるものの、ビーム走査角に
対するアンテナ利得特性が低下したので改善が要望され
ていた。
Therefore, in a conventional array antenna device in which a surface array is formed by an array combination of an array composed of one element and one array transceiver and a subarray composed of a plurality of element one array transceivers, a transmission and reception module constituting the array transceiver is provided. Although the number can be reduced, the antenna gain characteristic with respect to the beam scanning angle has been reduced, so that improvement has been demanded.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】そこで本発明は上記従来
の課題を解決するためになされたもので、第1の発明
は、アレイアンテナ装置において、1素子1アレイ送受
信機からなるアレイと、複数素子1アレイ送受信機から
なるサブアレイとの配列組み合わせにより形成した面ア
レイと、少なくとも前記サブアレイを形成した複数素子
1アレイ送受信機の動作をON・OFF制御する制御回
路とを具備することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. A first invention is an array antenna device comprising: an array comprising one element and one array transceiver; It is characterized by comprising a surface array formed by an array combination with a sub-array composed of an element 1 array transceiver, and a control circuit for controlling ON / OFF operation of at least the multiple element 1 array transceiver forming the sub-array. .

【0014】このように、第1の発明によるアレイアン
テナ装置は、1素子1アレイ送受信機からなるアレイ
と、サブアレイとの配列組み合わせ構成において、サブ
アレイを形成した複数素子1アレイ送受信機の動作をO
N・OFF制御する制御回路を設けたので、広角度のビ
ーム走査時においてサブアレイによるレーダ信号の放射
を停止させ、1素子1アレイ送受信機からなるアレイか
らのみのアンテナパターン形成により、必要なアンテナ
利得特性を得ることができる。
As described above, in the array antenna apparatus according to the first aspect of the present invention, the operation of the multi-element one-array transceiver formed with the sub-array is performed in an array combination configuration of the one-element one-array transceiver and the sub-array.
Since a control circuit for N / OFF control is provided, the radiation of the radar signal by the sub-array is stopped at the time of wide-angle beam scanning, and the necessary antenna gain is obtained by forming the antenna pattern only from the array consisting of one element and one array transceiver. Properties can be obtained.

【0015】第2の発明は、同じくアレイアンテナ装置
において、1素子1アレイ送受信機からなるアレイと、
複数素子1アレイ送受信機からなるサブアレイとの配列
組み合わせにより形成した面アレイと、前記サブアレイ
を形成した複数アンテナ素子への高周波信号の供給をO
N・OFF制御するスイッチ回路とを具備することを特
徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is also provided an array antenna device comprising an array comprising one element and one array transceiver.
A surface array formed by an array combination with a sub-array composed of a plurality of one-element transceivers and a high-frequency signal supplied to a plurality of antenna elements forming the sub-array are provided by O.
And a switch circuit for N / OFF control.

【0016】このように、第2の発明によるアレイアン
テナ装置は、スイッチ回路を設け、サブアレイを形成し
たアンテナ素子への高周波信号の供給を遮断(OFF)
することができるので、第1の発明と同様に、1素子1
アレイ送受信機からのみのアンテナパターン形成によ
り、アンテナ利得における良好なビーム走査角特性を得
ることができる。
As described above, the array antenna device according to the second aspect of the present invention is provided with the switch circuit and shuts off (OFF) the supply of the high-frequency signal to the antenna element forming the sub-array.
Therefore, as in the first invention, one element 1
By forming the antenna pattern only from the array transceiver, a good beam scanning angle characteristic in antenna gain can be obtained.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下この発明によるアレイアンテ
ナ装置の一実施の形態を図1ないし図3を参照して詳細
に説明する。なお、図4及び図5に示した従来の構成と
同一構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an array antenna device according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. The same components as those of the conventional configuration shown in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0018】すなわち、図1は本発明によるアレイアン
テナ装置の第1の実施の形態を示したもので、一つのア
ンテナ素子1に1個のアレイ送受信機2を接続した1素
子1アレイ送受信機2からなるアレイと、このアレイの
外側に、複数素子1a,1b…に共通に1個のアレイ送
受信機3を接続したいわゆるサブアレイが複数列組み合
わせて配置され、ひとつの面アレイが形成されている。
FIG. 1 shows a first embodiment of an array antenna apparatus according to the present invention, in which one array element transceiver 1 is connected to one antenna element 1 and one array transceiver 2 is connected. And a so-called sub-array in which one array transceiver 3 is connected in common to the plurality of elements 1a, 1b,... And a plurality of rows are arranged outside the array to form one surface array.

【0019】そして、これらアレイ及びサブアレイは縦
(EL)方向の列をそれぞれ共通接続して信号を分配合
成する第1の高周波分配合成回路4と、これら第1の高
周波分配合成回路4を横(AZ)方向に共通接続し、同
様に信号を分配する第2の高周波分配合成回路5が順次
接続され、送受切替器61を介して受信機62及び低出
力の送信機63がそれぞれ接続されている。
These arrays and sub-arrays are commonly connected to columns in the vertical (EL) direction to distribute and combine signals, and a first high-frequency distribution / synthesis circuit 4 and a horizontal ( A second high-frequency distribution / synthesis circuit 5 commonly connected in the AZ direction and similarly distributing signals is sequentially connected, and a receiver 62 and a low-output transmitter 63 are connected via a transmission / reception switch 61, respectively. .

【0020】また、各アレイ送受信機2,3に内蔵され
た移相器は、アンテナ制御部7からの指令信号を受けた
走査制御部8からの走査信号により制御され、各アンテ
ナ素子1,1a,1b…において指向性制御を受けた走
査ビームが形成される。走査制御部8にはモジュール駆
動制御器で構成された制御回路9が接続され、少なくと
も複数素子1アレイ送受信機3を内蔵したモジュール内
切替えスイッチをON・OFF(オン・オフ)制御可能
に構成されている。
The phase shifters built in each of the array transceivers 2 and 3 are controlled by a scan signal from a scan control unit 8 which receives a command signal from the antenna control unit 7, and each of the antenna elements 1, 1a , 1b,..., The scanning beam subjected to the directivity control is formed. A control circuit 9 composed of a module drive controller is connected to the scanning control unit 8 so that at least an intra-module switch incorporating at least the multiple-element one-array transceiver 3 can be controlled ON / OFF. ing.

【0021】ところで、図5(c)に示したように、外
側に複数素子1アレイ送受信機からなるサブアレイを配
置して組み合わせた図2(a)の構成では、図2(c)
に改めて特性曲線Bに示したように、ビーム走査角に対
するアンテナ利得特性は大きく低下し、広角度のビーム
走査は不可能であった。
By the way, as shown in FIG. 5 (c), in the configuration of FIG. 2 (a) in which sub-arrays composed of a plurality of one-element transceivers are arranged and combined on the outside, FIG.
As shown again in the characteristic curve B, the antenna gain characteristic with respect to the beam scanning angle was greatly reduced, and wide-angle beam scanning was impossible.

【0022】そこで本発明は、サブアレイを付加構成し
た面アレイよりも、1素子1アレイ送受信機のみで構成
した方が、広いビーム走査角にわたり、より良好なアン
テナ利得特性が得られることに着目してなされたもので
ある。
Therefore, the present invention focuses on the fact that a better antenna gain characteristic can be obtained over a wide beam scanning angle when a single-element one-array transceiver is used, compared to a plane array with an additional sub-array. It was done.

【0023】すなわち、図2(b)に示したように、外
側に配置したサブアレイをOFF(非動作)とし、中央
部の1素子1アレイ送受信機2のみをON(動作)させ
た場合のアンテナ利得特性は、図2(c)の特性曲線C
に示すように、ビーム走査角が狭い範囲のアンテナ利得
そのものは小さいものの、ヌル点Ncは改善され、より
広角度において良好なアンテナ利得特性が得られる。
That is, as shown in FIG. 2B, an antenna in a case where the sub-array arranged outside is turned off (non-operating) and only the one-element one-array transceiver 2 at the center is turned on (operating). The gain characteristic is represented by a characteristic curve C in FIG.
As shown in (1), although the antenna gain itself is small in a range where the beam scanning angle is narrow, the null point Nc is improved, and good antenna gain characteristics can be obtained at a wider angle.

【0024】そこでこの実施の形態では、サブアレイを
付加したアレイアンテナ装置において、特性曲線Bと特
性曲線Cとの交点Pにおけるビーム走査角φを境界に、
制御回路9はサブアレイをON・OFF制御し、ビーム
走査角度が交点Pを越えて広角度走査するときに、サブ
アレイの各アレイ送受信機3をOFF制御することによ
って、より広範囲にわたり良好なアンテナ利得を得るも
のである。
Therefore, in this embodiment, in the array antenna device to which the sub-array is added, the beam scanning angle φ at the intersection P of the characteristic curve B and the characteristic curve C is
The control circuit 9 controls the ON / OFF of the sub-array, and controls the array transceivers 3 of the sub-array to OFF when the beam scanning angle scans at a wide angle beyond the intersection P, thereby achieving a good antenna gain over a wider range. What you get.

【0025】走査角φにおける複数素子1アレイ送受信
機3のON・OFF切替え操作は次のような手順で実行
される。
The ON / OFF switching operation of the multi-element one-array transceiver 3 at the scanning angle φ is executed in the following procedure.

【0026】まず、アンテナ制御部7から、レーダ目標
の追随あるいは捜索を目的としたビーム走査角情報が、
走査制御部8及び制御回路9に供給される。そこでまず
走査制御部8は、アンテナ制御部7からのビーム走査角
情報をもとに、各アレイ送受信機2,3の移相器に対し
て設定すべき位相コードを演算し、その演算による位相
コードを各アレイ送受信機2,3に伝送する。
First, beam scanning angle information for following or searching for a radar target is obtained from the antenna control unit 7.
It is supplied to the scanning control unit 8 and the control circuit 9. Therefore, the scanning control unit 8 first calculates a phase code to be set for the phase shifters of the array transceivers 2 and 3 based on the beam scanning angle information from the antenna control unit 7, and calculates the phase code based on the calculation. The code is transmitted to each of the array transceivers 2 and 3.

【0027】一方、制御回路9は、上述のようにサブア
レイによる広角走査時のアンテナ利得特性の低下を回避
するために、アンテナ制御部7からのビーム走査指向角
が走査角φを越えたか否かを、比較判定処理する。
On the other hand, the control circuit 9 determines whether or not the beam scanning directional angle from the antenna control unit 7 exceeds the scanning angle φ in order to avoid a decrease in antenna gain characteristics during wide-angle scanning by the sub-array as described above. Is subjected to a comparison determination process.

【0028】そして制御回路9は、交点Pを越えたビー
ム走査指示角においてサブアレイをOFF操作するため
に、走査制御部8で設定された位相コードにON・OF
F情報を追加し、各アレイ送受信機3に供給するので、
比較的簡単なハード構成で実現することができる。
Then, the control circuit 9 turns ON / OF the phase code set by the scanning control unit 8 in order to turn off the sub-array at the beam scanning designated angle exceeding the intersection point P.
Since F information is added and supplied to each array transceiver 3,
It can be realized with a relatively simple hardware configuration.

【0029】以上説明のように、この第1の実施の形態
によれば、制御回路9によるサブアレイのアレイ送受信
機3へのON・OFF切替え制御という簡単な構成によ
り、広角度走査を可能としたアレイアンテナ装置を提供
することができる。
As described above, according to the first embodiment, wide-angle scanning is enabled by a simple configuration in which the control circuit 9 controls ON / OFF switching of the sub-array to the array transceiver 3. An array antenna device can be provided.

【0030】上記第1の実施の形態では、アレイ送受信
機3に対する制御回路9のON・OFF制御により、ビ
ーム走査の広角度化を実現したが、サブアレイへの高周
波信号の供給をON・OFF制御することによっても、
同様な効果を得ることができる。
In the first embodiment, the angle of beam scanning is widened by the ON / OFF control of the control circuit 9 for the array transceiver 3. However, the supply of the high-frequency signal to the sub-array is controlled by the ON / OFF control. By doing
Similar effects can be obtained.

【0031】すなわち、図3はサブアレイに供給される
高周波信号のON・OFF制御により、上記第1の実施
の形態と同様な効果を達成した本発明によるアレイアン
テナ装置の第2の実施の形態を図3を参照して説明す
る。
That is, FIG. 3 shows a second embodiment of the array antenna device according to the present invention in which the same effect as that of the first embodiment is achieved by ON / OFF control of the high-frequency signal supplied to the sub-array. This will be described with reference to FIG.

【0032】図3に示すように、1素子1アレイ送受信
機2よるアレイ(イ)と、複数素子1アレイ送受信機3
によるサブアレイ(ロ)は、それぞれ切替スイッチ1
0、組み合わせ分配合成回路11、及び切替えスイッチ
回路12を順次介して送受切替器61に接続され、切替
スイッチ10及び切替えスイッチ回路12は、制御回路
9からのON・OFF制御信号に同期して切替え制御さ
れるように構成されている。
As shown in FIG. 3, an array (a) composed of one-element one-array transceiver 2 and a plurality-element one-array transceiver 3
Sub-array (b) is a switch 1
0, which is sequentially connected to the transmission / reception switch 61 via the combination distribution / combination circuit 11 and the changeover switch circuit 12, and switches the changeover switch 10 and the changeover switch circuit 12 in synchronization with the ON / OFF control signal from the control circuit 9. It is configured to be controlled.

【0033】すなわち、組み合わせ分配合成回路11
は、切替スイッチ10と切替えスイッチ回路12との間
にあって、アレイ(イ)及びサブアレイ(ロ)と送受切
替器61との間で信号の分配合成を行う分配合成器11
aと、単にアレイ(イ)の信号を授受する伝送線路11
bとで構成され、切替スイッチ10及び切替えスイッチ
回路12の切替え操作によって、送受切替器61はアレ
イ(イ)及びサブアレイ(ロ)の双方、または1素子1
アレイ送受信機で構成されたアレイ(イ)のいずれかに
接続される。
That is, the combination distribution / combination circuit 11
Is a splitter / combiner 11 which is located between the changeover switch 10 and the changeover switch circuit 12, and performs signal splitting / combining between the array (a) and subarray (b) and the transmission / reception switch 61.
a and a transmission line 11 for simply transmitting and receiving signals of the array (a).
b, the transmission / reception switch 61 is switched to both the array (a) and the sub-array (b) or one element 1
It is connected to one of the arrays (a) composed of an array transceiver.

【0034】このように、この第2の実施の形態によれ
ば、制御回路9からの交点Pにおけるタイミングに基づ
くON・OFF信号により、切替スイッチ10及び切替
えスイッチ回路12の同期した切替操作が行われ、ビー
ム走査角に対応し、1素子1アレイ送受信機2のみのア
レイ(イ)、及び複数素子1アレイ送受信機3のサブア
レイを加えた面アレイ全体への高周波信号の授受の切替
えが行われる。
As described above, according to the second embodiment, the switching operation of the changeover switch 10 and the changeover switch circuit 12 is synchronized by the ON / OFF signal based on the timing at the intersection P from the control circuit 9. In accordance with the beam scanning angle, switching of transmission / reception of a high-frequency signal to / from an array of only one-element one-array transceiver 2 (a) and a whole surface array including a sub-array of a plurality of one-element transceivers 3 is performed. .

【0035】従って、この第2の実施の形態において
は、制御回路9に基づくサブアレイにおけるアレイ送受
信機3への高周波信号のON・OFF切替え制御によ
り、第1の実施の形態と同様に、ビーム走査角φを越え
る範囲におけるサブアレイからのビーム形成が遮断され
るので、広角度にアンテナ利得特性の良好なビーム走査
を形成することができる。
Therefore, in the second embodiment, the beam scanning is performed in the same manner as in the first embodiment by controlling the ON / OFF switching of the high-frequency signal to the array transceiver 3 in the sub-array based on the control circuit 9. Since beam formation from the sub-array in a range exceeding the angle φ is cut off, beam scanning with good antenna gain characteristics can be formed at a wide angle.

【0036】なお、図3に示す構成で、切替スイッチ1
0を省略し、分配合成器11aをアレイ(イ)及びサブ
アレイ(ロ)に同時に共通接続し、伝送線路11bをア
レイ(イ)にのみ接続する構成によっても同様な作用を
得ることができる。しかしこの場合は、1素子1アレイ
送受信機2によるアレイ(イ)のみの動作時に、分配合
成器11aが負荷として接続されるので、若干の高周波
信号の損失は避けられない。
In the configuration shown in FIG.
A similar effect can be obtained by a configuration in which 0 is omitted, the distributor / synthesizer 11a is commonly connected to the array (a) and the subarray (b) simultaneously, and the transmission line 11b is connected only to the array (a). However, in this case, when only the array (A) is operated by the one-element one-array transceiver 2, the distribution / combiner 11a is connected as a load, so that a slight loss of a high-frequency signal is inevitable.

【0037】また、第1の実施の形態では、制御回路9
は走査制御部8を介して、サブアレイ(ロ)におけるア
レイ送受信機3モジュールをOFF制御するように構成
したが、この第2の実施の形態では、ビーム走査角φを
越えた走査範囲では、そもそも送信機63からサブアレ
イ(ロ)への高周波信号の供給は遮断されるので、必ず
しも制御回路9がサブアレイ(ロ)のアレイ送受信機3
をOFF制御するように構成されなくとも良い。
In the first embodiment, the control circuit 9
Is configured to turn off the array transceiver 3 module in the sub-array (b) via the scanning control unit 8, but in the second embodiment, in the scanning range exceeding the beam scanning angle φ, Since the supply of the high-frequency signal from the transmitter 63 to the sub-array (b) is cut off, the control circuit 9 does not necessarily control the
May not be configured to perform the OFF control.

【0038】また、上記各実施の形態において、方位
(AZ)方向及び仰角(EL)方向の双方へのビーム走
査が考えられるが、一般に地上レーダ等におけるアンテ
ナの走査覆域は方位(AZ)方向に広く、仰角(EL)
方向に狭い。従って、例えばサブアレイ(ロ)を組み入
れて方形アレイアンテナを構成する場合、仰角方向は狭
い角度範囲で済むので、サブアレイ(ロ)をアレイアン
テナの仰角方向(縦)方向に構成するのが望ましい。
In each of the above embodiments, beam scanning in both the azimuth (AZ) direction and the elevation (EL) direction can be considered. In general, the scanning coverage of an antenna in a ground radar or the like is in the azimuth (AZ) direction. Wide, elevation angle (EL)
Narrow in the direction. Therefore, for example, when a rectangular array antenna is configured by incorporating the subarray (b), the elevation direction can be within a narrow angle range. Therefore, it is desirable to configure the subarray (b) in the elevation direction (vertical direction) of the array antenna.

【0039】なお、上記各実施の形態において、サブア
レイは、アンテナ素子数を変えて複数種設け、アンテナ
素子数が多い方から順次OFFに制御するように構成し
ても良い。
In each of the above embodiments, a plurality of sub-arrays may be provided by changing the number of antenna elements, and the sub-arrays may be sequentially controlled to be turned off in descending order of the number of antenna elements.

【0040】いずれにしても、本発明によるアレイアン
テナ装置によれば、サブアレイ構成によりモジュールか
らなるアレイ送受信機の節約と構成の簡素化を図った場
合でも、1素子1アレイ送受信機における特性曲線との
相関に基づき、サブアレイにおける信号動作の切替え制
御を行うので、広範囲にわるビーム走査を可能とし、フ
ェーズドアレイレーダ等に採用して大きな効果を得るこ
とができる。
In any case, according to the array antenna apparatus of the present invention, even when saving and simplification of the array transceiver composed of modules by the sub-array configuration, the characteristic curve of the one-element one-array transceiver can be obtained. Since the switching control of the signal operation in the sub-array is performed based on the correlation, the beam scanning over a wide range can be performed, and a great effect can be obtained when the present invention is applied to a phased array radar or the like.

【0041】[0041]

【発明の効果】上記説明のように、本発明によるアレイ
アンテナ装置は、サブアレイに対するON・OFFによ
り、広角度ビーム走査を実現したものであり、実用に際
し得られる効果大である。
As described above, the array antenna device according to the present invention realizes wide-angle beam scanning by turning on / off the sub-arrays, which is a large effect obtained in practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明によるアレイアンテナ装置の第1の実
施の形態を示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an array antenna device according to the present invention.

【図2】図1に示す装置のビーム走査角に対するアンテ
ナ利得特性説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of antenna gain characteristics with respect to a beam scanning angle of the apparatus shown in FIG.

【図3】この発明によるアレイアンテナ装置の第2の実
施の形態を示す回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the array antenna device according to the present invention.

【図4】従来のアレイアンテナ装置を示す回路構成図で
ある。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a conventional array antenna device.

【図5】図4に示す装置のビーム走査角に対するアンテ
ナ利得特性説明図である。
5 is an explanatory diagram of an antenna gain characteristic with respect to a beam scanning angle of the apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1a、1b アンテナ素子 2 1素子1アレイ送受信機 3 複数素子1アレイ送受信機 4 第1の高周波分配合成器 5 第2の高周波分配合成器 61 送受切替器 62 受信機 63 (低出力)送信機 7 アンテナ制御部 8 走査制御部 9 制御回路(モジュール制御器) 10 切替スイッチ(スイッチ回路) 11 組み合わせ分配合成回路 11a 分配合成器 11b 伝送線路 12 切替えスイッチ回路(スイッチ回路) イ アレイ ロ サブアレイ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b Antenna element 2 1 element 1 array transceiver 3 Multiple element 1 array transceiver 4 First high frequency distribution / synthesizer 5 Second high frequency distribution / synthesizer 61 Transmission / reception switch 62 Receiver 63 (low output) transmission Machine 7 Antenna control unit 8 Scan control unit 9 Control circuit (module controller) 10 Changeover switch (switch circuit) 11 Combination distribution / combination circuit 11a Distribution / combination unit 11b Transmission line 12 Switching switch circuit (switch circuit) I Array B Subarray

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1素子1アレイ送受信機からなるアレイ
と、複数素子1アレイ送受信機からなるサブアレイとの
配列組み合わせにより形成した面アレイと、 少なくとも前記サブアレイを形成した複数素子1アレイ
送受信機の動作をON・OFF制御する制御回路とを具
備することを特徴とするアレイアンテナ装置。
1. A surface array formed by an array combination of an array composed of one-element one-array transceivers and a sub-array composed of a plurality of one-element transceivers, and an operation of at least a plurality-element one-array transceiver formed with the sub-arrays And a control circuit for controlling ON / OFF of the array antenna.
【請求項2】 前記サブアレイは、前記1素子1アレイ
送受信機からなるアレイの外側に配置したことを特徴と
する請求項1記載のアレイアンテナ装置。
2. The array antenna device according to claim 1, wherein the sub-array is arranged outside an array composed of the one-element one-array transceiver.
【請求項3】 前記サブアレイのアレイ送受信機をOF
Fさせたとき、そのOFF動作したアレイ送受信機に接
続されたアンテナ素子への高周波信号の供給をOFFす
るように、前記アレイ及びサブアレイと前記高周波信号
の供給源との間にスイッチ回路を設けたことを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載のアレイアンテナ装
置。
3. An OFDM array transceiver for the sub-array
A switch circuit is provided between the array and the sub-array and the high-frequency signal supply source so as to turn off the supply of the high-frequency signal to the antenna element connected to the array transceiver that has been turned off when F is turned off. The array antenna device according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 前記アレイ及びサブアレイと前記高周波
信号の供給源との間に、前記アレイと前記サブアレイと
の組み合わせ分配合成回路を接続し、 前記スイッチ回路は、前記制御回路のON・OFF制御
に対応して、前記組み合わせ分配合成回路の入出力側を
切替えるように構成したことを特徴とする請求項3記載
のアレイアンテナ装置。
4. A combination distribution / combination circuit of the array and the sub-array is connected between the array and the sub-array and the supply source of the high-frequency signal, and the switch circuit controls ON / OFF of the control circuit. 4. The array antenna device according to claim 3, wherein the input / output side of the combination distribution / combination circuit is switched correspondingly.
【請求項5】 1素子1アレイ送受信機からなるアレイ
と、複数素子1アレイ送受信機からなるサブアレイとの
配列組み合わせにより形成した面アレイと、 前記サブアレイを形成した複数アンテナ素子への高周波
信号の供給をON・OFF制御するスイッチ回路とを具
備することを特徴とするアレイアンテナ装置。
5. A surface array formed by an array combination of a one-element one-array transceiver and a sub-array of a plurality of one-element transceivers, and supply of a high-frequency signal to a plurality of antenna elements forming the sub-array And a switch circuit for controlling ON / OFF of the array antenna.
【請求項6】 前記サブアレイは、前記1素子1アレイ
送受信機からなるアレイの外側に配置したことを特徴と
する請求項5記載のアレイアンテナ装置。
6. The array antenna device according to claim 5, wherein the sub-array is arranged outside an array including the one-element one-array transceiver.
【請求項7】 前記アレイ及びサブアレイと前記高周波
信号の供給源との間に、前記アレイと前記サブアレイと
の組み合わせ分配合成回路を接続し、 前記スイッチ回路は、前記組み合わせ分配合成回路の入
出力側を同期して切替えるように構成したことを特徴と
する請求項5または請求項6に記載のアレイアンテナ装
置。
7. A combination distribution / combination circuit of the array and the sub-array is connected between the array and the sub-array and a supply source of the high-frequency signal, and the switch circuit is an input / output side of the combination distribution / combination circuit. 7. The array antenna device according to claim 5, wherein the switching is performed synchronously.
【請求項8】 前記サブアレイは、アンテナ素子数を変
えて複数種設け、アンテナ素子数が多い方から順次OF
Fに制御するように構成したことを特徴とする請求項1
ないし請求項7のうちのいずれか1項に記載のアレイア
ンテナ装置。
8. A plurality of sub-arrays are provided by changing the number of antenna elements.
2. The control system according to claim 1, wherein the control is performed at F.
The array antenna device according to claim 7.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2372378A (en) * 2001-02-15 2002-08-21 Roke Manor Research Beam steering in sub-arrayed antennae
US6661375B2 (en) 2001-02-15 2003-12-09 Roke Manor Research Limited Beam steering in sub-arrayed antennae
WO2022191243A1 (en) * 2021-03-10 2022-09-15 電気興業株式会社 Array antenna

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