JP2002299943A - Phased array antenna device and radar device using the same - Google Patents

Phased array antenna device and radar device using the same

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JP2002299943A
JP2002299943A JP2001103459A JP2001103459A JP2002299943A JP 2002299943 A JP2002299943 A JP 2002299943A JP 2001103459 A JP2001103459 A JP 2001103459A JP 2001103459 A JP2001103459 A JP 2001103459A JP 2002299943 A JP2002299943 A JP 2002299943A
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JP
Japan
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signal
frequency
oscillator
slave
master
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Pending
Application number
JP2001103459A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Raagupu Isupiru
ラーグプ イスピル
Yasuaki Saito
泰章 斉藤
Kazuya Kawabata
一也 川端
Shigeji Nogi
茂次 野木
Minoru Sanagi
稔 佐薙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a device small and inexpensive. SOLUTION: A plurality of antenna parts 2 are arranged, and a slave oscillator 5 is respectively subjected to signal connection with each of the antenna parts 2. The respective slave oscillators 5 are combined in one direction by one direction signal injection paths 7 in accordance with the arrangement of the antenna parts 2. The first slave oscillator 5K1 of the arrangement of the one direction combination is provided with a master oscillator 6. When the master oscillator 6 injects a master signal to the slave oscillator 5K1 , an injection synchronization phenomenon takes place in the respective slave oscillators 5 to bring about phase differences in oscillation operation among the respective slave oscillators 5. Beams caused by the antenna operation of the respective antenna parts 2 are subjected to frequency modulation by the injection synchronization phenomenon in such a manner that a master signal controlling means 8 periodically changes master signals. Also, phase differences change due to the oscillation operation among the respective slave oscillators 5 to make the directions of beams variable. Accordingly, a large and expensive phase shifter is not needed any more.

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】本発明は、複数のアンテナが
配列されて成るフェーズドアレーアンテナ装置およびそ
れを用いたレーダ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phased array antenna device having a plurality of antennas arranged and a radar device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12にはフェーズドアレーアンテナ装
置の主要構成の一例が模式的に示されている。この図1
2に示すように、フェーズドアレーアンテナ装置1は、
複数のアンテナ部2(2a,2b,・・・)を有し、こ
れら各アンテナ部2は互いに間隔を介して整列配置され
ている。各アンテナ部2はそれぞれ対応した移相器3
(3a,3b,・・・)に接続され、各移相器3は共通
の分波/合波器4に接続されている。
2. Description of the Related Art FIG. 12 schematically shows an example of a main configuration of a phased array antenna device. This figure 1
As shown in FIG. 2, the phased array antenna device 1
It has a plurality of antenna units 2 (2a, 2b,...), And these antenna units 2 are arranged in a line with an interval therebetween. Each antenna unit 2 has a corresponding phase shifter 3
(3a, 3b,...), And each phase shifter 3 is connected to a common demultiplexer / multiplexer 4.

【0003】例えば、上記分波/合波器4から各移相器
3を介して各アンテナ部2に信号が供給されると、該信
号に基づいて各アンテナ部2から信号が送信され、これ
ら各アンテナ部2から出力された送信信号によって送信
ビームが形成される。また、各アンテナ部2が信号(ビ
ーム)を受信すると、その受信信号が各アンテナ部2か
らそれぞれ対応する移相器3を通して共通の分波/合波
器4に供給される。
For example, when a signal is supplied from the demultiplexer / combiner 4 to each antenna unit 2 via each phase shifter 3, a signal is transmitted from each antenna unit 2 based on the signal. A transmission beam is formed by a transmission signal output from each antenna unit 2. When each antenna unit 2 receives a signal (beam), the received signal is supplied from each antenna unit 2 to a common demultiplexer / combiner 4 through a corresponding phase shifter 3.

【0004】上記移相器3は送信時に分波/合波器4側
から供給された入力信号、あるいは、受信時に各アンテ
ナ部2から加えられた入力信号の位相を変化させ該位相
変化後の信号を出力する構成を有している。フェーズド
アレーアンテナ装置1では、各移相器3毎に入力信号の
位相に対する出力信号の位相の変化量Δψを可変制御す
ることが可能な構成となっており、各移相器3の上記位
相変化量Δψを可変制御することによって、各アンテナ
部2の信号の位相を変化させることができる。
The phase shifter 3 changes the phase of the input signal supplied from the demultiplexer / multiplexer 4 at the time of transmission or the input signal applied from each antenna unit 2 at the time of reception, and changes the phase after the phase change. It has a configuration for outputting a signal. The phased array antenna device 1 is configured to be able to variably control the amount of change Δ 入 力 in the phase of the output signal with respect to the phase of the input signal in each phase shifter 3. By variably controlling the amount Δψ, the phase of the signal of each antenna unit 2 can be changed.

【0005】フェーズドアレーアンテナ装置1では、各
アンテナ部2間の信号の位相差によって、ビームの向き
が定まることから、上記移相器3の位相変化量Δψの可
変制御によって各アンテナ部2の信号の位相を変化させ
て各アンテナ部2間の信号の位相差を可変制御すること
により、フェーズドアレーアンテナ装置1の送信あるい
は受信のビームの向きを制御することができる。
In the phased array antenna apparatus 1, since the beam direction is determined by the phase difference of the signal between the antenna units 2, the signal of each antenna unit 2 is controlled by the variable control of the phase change amount Δ 可 変 of the phase shifter 3. , And the phase difference of the signal between the antenna units 2 is variably controlled, so that the direction of the transmission or reception beam of the phased array antenna apparatus 1 can be controlled.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記移
相器3は大型、且つ、高価である。このため、上記構成
のフェーズドアレーアンテナ装置1では、上記大型且つ
高価な移相器3をアンテナ部2の数に応じて多数設けな
ければならないために、装置が大型化してしまうという
問題や、装置の価格が高価になってしまうという問題が
ある。また、上記移相器3は信号の導通損失が大きいた
めに、フェーズドアレーアンテナ装置1の消費電力が大
きいという問題もある。これらの問題があるために、上
記構成のフェーズドアレーアンテナ装置1およびそれを
搭載したレーダ装置の用途は、ごく限られたものであっ
た。
However, the phase shifter 3 is large and expensive. For this reason, in the phased array antenna apparatus 1 having the above configuration, the large and expensive phase shifters 3 must be provided in large numbers in accordance with the number of the antenna sections 2, so that the apparatus becomes large and the apparatus becomes large. However, there is a problem that the price becomes high. In addition, since the phase shifter 3 has a large signal conduction loss, there is a problem that the power consumption of the phased array antenna device 1 is large. Due to these problems, the applications of the phased array antenna device 1 having the above configuration and the radar device equipped with the same are very limited.

【0007】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、小型化および低コスト化を
促進できて、汎用性が高いフェーズドアレーアンテナ装
置およびそれを用いたレーダ装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a phased array antenna apparatus which can promote miniaturization and cost reduction and has high versatility and a radar apparatus using the same. Is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決す
るための手段としている。すなわち、第1の発明のフェ
ーズドアレーアンテナ装置は、配列配置された複数のア
ンテナ部と;これら各アンテナ部にそれぞれ信号接続さ
れる複数のスレーブ発振器と;これら複数のスレーブ発
振器を上記アンテナ部の配列に応じて一方向結合させ
て、手前のスレーブ発振器から次のスレーブ発振器へと
発振周波数信号を順次注入させるための一方向信号注入
通路と;上記スレーブ発振器の一方向結合の配列順の先
頭のスレーブ発振器にマスター信号を注入するマスター
発振器と;を備え、上記マスター発振器からスレーブ発
振器へのマスター信号の注入動作に基づく、注入同期現
象によって、上記各スレーブ発振器の発振周波数を上記
一方向結合の配列順に順次上記マスター信号の周波数に
同期させると共に、上記一方向結合の配列の隣り合って
いる各スレーブ発振器間の発振動作に上記マスター信号
受け側のスレーブ発振器の自励周波数とマスター信号の
周波数との差に応じた位相差を生じさせる構成と成し、
さらに、上記マスター発振器の発振動作を制御し上記マ
スター信号の周波数を周期的に変化させて、上記各アン
テナ部のアンテナ動作によるビームを周波数変調させる
と共に、上記各スレーブ発振器間の発振の位相差を変化
させて上記ビームの向きを可変させるマスター信号制御
手段が設けられている構成をもって前記課題を解決する
手段としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the following structure to solve the above-mentioned problem. That is, the phased array antenna device of the first invention includes a plurality of antenna units arranged and arranged; a plurality of slave oscillators respectively connected to these antenna units in a signal connection; A one-way signal injection path for one-way coupling according to the above, and for sequentially injecting the oscillation frequency signal from the preceding slave oscillator to the next slave oscillator; and the first slave in the arrangement order of the one-way coupling of the slave oscillator. And a master oscillator for injecting a master signal into the oscillator. The oscillation frequency of each of the slave oscillators is arranged in the order of the one-way coupling by an injection locking phenomenon based on an injection operation of the master signal from the master oscillator to the slave oscillator. While sequentially synchronizing with the frequency of the master signal, adjacent to the one-way coupling arrangement Form a structure that causes a phase difference corresponding to the difference between the frequency of self-excited frequency and the master signal of the master signal receiving side of the slave oscillator oscillation operation between the slave oscillators matching,
Furthermore, while controlling the oscillation operation of the master oscillator and periodically changing the frequency of the master signal, the beam by the antenna operation of each antenna unit is frequency-modulated, and the phase difference of oscillation between the slave oscillators is reduced. The above-mentioned problem is solved by a configuration in which master signal control means for changing the direction of the beam by changing the direction is provided.

【0009】第2の発明のフェーズドアレーアンテナ装
置は、上記第1の発明の構成を備え、各スレーブ発振器
には、それぞれスレーブ発振器の自励周波数を予め定め
た周波数に固定制御するスレーブ自励制御手段が設けら
れており、マスター信号制御手段は、予め定めた基本周
波数の信号と、周波数が周期的に変化する周波数変調用
信号と、該周波数変調用信号の周波数変化幅よりも大き
い変化幅で、且つ、上記周波数変調用信号よりも長い周
期でもって周波数が変化する走査用信号とが合成して成
るマスター信号をマスター発振器の発振動作を制御して
作り出す構成と成し、上記マスター信号の周波数変調用
信号によってビームの周波数変調が制御され、上記走査
用信号によってビームの走査が制御される構成としたこ
とを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna apparatus having the configuration of the first aspect, wherein each of the slave oscillators has a slave self-excitation control for controlling the self-excitation frequency of the slave oscillator to a predetermined frequency. Means is provided, the master signal control means, a signal of a predetermined fundamental frequency, a frequency modulation signal whose frequency periodically changes, and a change width larger than the frequency change width of the frequency modulation signal. A scanning signal whose frequency changes with a longer cycle than the frequency modulation signal to generate a master signal by controlling the oscillation operation of the master oscillator, and the frequency of the master signal The frequency modulation of the beam is controlled by the modulation signal, and the scanning of the beam is controlled by the scanning signal. .

【0010】第3の発明のフェーズドアレーアンテナ装
置は、上記第1の発明の構成を備え、各スレーブ発振器
には、それぞれスレーブ発振器の自励発振動作を制御す
るスレーブ自励制御手段が設けられており、マスター信
号制御手段は、予め定めた基本周波数の信号と、周波数
が周期的に変化する周波数変調用信号とが合成して成る
マスター信号をマスター発振器の発振動作を制御して作
り出す構成と成し、上記スレーブ自励制御手段は、スレ
ーブ発振器の自励周波数を、上記マスター信号の周波数
変調用信号の周波数変化幅よりも大きい変化幅で、且
つ、上記周波数変調用信号よりも長い周期でもって変化
させる構成と成し、上記マスター信号の周波数変調用信
号によってビームの周波数変調が制御され、また、上記
スレーブ発振器の自励周波数の周期的変化によってビー
ム走査が制御される構成としたことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna apparatus having the configuration of the first aspect, wherein each slave oscillator is provided with slave self-excitation control means for controlling a self-excited oscillation operation of the slave oscillator. The master signal control means controls the oscillation operation of the master oscillator to generate a master signal obtained by combining a signal having a predetermined basic frequency and a frequency modulation signal whose frequency periodically changes. The slave self-excitation control means sets the self-excited frequency of the slave oscillator to have a variation width larger than the frequency variation width of the frequency modulation signal of the master signal and a cycle longer than the frequency modulation signal. The frequency modulation of the beam is controlled by the frequency modulation signal of the master signal. It is characterized in that it has a configuration in which the beam scanning is controlled by a periodic change in the frequency.

【0011】第4の発明のフェーズドアレーアンテナ装
置は、上記第1の発明の構成を備え、各スレーブ発振器
には、それぞれスレーブ発振器の自励発振動作を制御す
るスレーブ自励制御手段が設けられており、マスター信
号制御手段は、予め定めた基本周波数の信号と、周波数
が周期的に変化する周波数変調用信号と、該周波数変調
用信号の周波数変化幅よりも大きい変化幅で、且つ、上
記周波数変調用信号よりも長い周期でもって周波数が変
化する走査用信号とが合成して成るマスター信号をマス
ター発振器の発振動作を制御して作り出す構成と成し、
上記スレーブ自励制御手段は、スレーブ発振器の自励周
波数を、上記マスター信号の周波数変調用信号の周波数
変化にほぼ一致させて変化させる構成と成し、上記マス
ター信号の周波数変調用信号によってビームの周波数変
調が制御され、上記走査用信号によってビームの走査が
制御され、また、上記スレーブ発振器の自励周波数の可
変によって上記マスター信号の周波数変調用信号に起因
したビーム走査のぶれを抑制する構成としたことを特徴
としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna apparatus having the configuration of the first aspect, wherein each slave oscillator is provided with slave self-excitation control means for controlling a self-oscillation operation of the slave oscillator. The master signal control means includes a signal having a predetermined basic frequency, a signal for frequency modulation whose frequency periodically changes, a change width larger than the frequency change width of the frequency modulation signal, and A master signal formed by synthesizing a scanning signal whose frequency changes with a longer cycle than the modulation signal to control the oscillation operation of the master oscillator,
The slave self-excitation control means is configured to change the self-excitation frequency of the slave oscillator substantially in accordance with a frequency change of the frequency modulation signal of the master signal, and the beam is modulated by the frequency modulation signal of the master signal. Frequency modulation is controlled, beam scanning is controlled by the scanning signal, and a fluctuation in beam scanning caused by the frequency modulation signal of the master signal is suppressed by varying the self-excited frequency of the slave oscillator. It is characterized by doing.

【0012】第5の発明のフェーズドアレーアンテナ装
置は、上記第1の発明の構成を備え、各スレーブ発振器
には、それぞれスレーブ発振器の自励発振動作を制御す
るスレーブ自励制御手段が設けられており、マスター信
号制御手段は、予め定めた基本周波数の信号と、周波数
が周期的に変化する周波数変調用信号とが合成して成る
マスター信号をマスター発振器の発振動作を制御して作
り出す構成と成し、上記スレーブ自励制御手段は、上記
マスター信号の周波数変調用信号の周波数変化にほぼ一
致させた周波数変化と、その周波数変化幅よりも大きい
変化幅で、且つ、長い周期となる周波数変化とが合成し
て成る周波数変化でもってスレーブ発振器の自励周波数
を可変させる構成と成し、上記マスター信号の周波数変
調用信号によってビームの周波数変調が制御され、上記
スレーブ発振器の自励周波数の大側の周波数変化によっ
てビームの走査が制御され、また、上記スレーブ発振器
の自励周波数の小側の周波数変化によって上記マスター
信号の周波数変調用信号に起因したビーム走査のぶれを
抑制する構成としたことを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna apparatus having the configuration of the first aspect, wherein each slave oscillator is provided with slave self-excitation control means for controlling a self-oscillation operation of the slave oscillator. The master signal control means controls the oscillation operation of the master oscillator to generate a master signal obtained by combining a signal having a predetermined basic frequency and a frequency modulation signal whose frequency periodically changes. The slave self-excitation control means includes a frequency change substantially matching a frequency change of the frequency modulation signal of the master signal, a frequency change having a width larger than the frequency change, and a long period. Is configured to vary the self-excited frequency of the slave oscillator by a frequency change resulting from the synthesis, and the signal for frequency modulation of the master signal is used. The modulation of the frequency of the master oscillator is controlled, the scanning of the beam is controlled by the change of the self-excited frequency of the slave oscillator on the large side, and the change of the master signal by the small change of the self-excited frequency of the slave oscillator. It is characterized in that the beam scanning blur caused by the frequency modulation signal is suppressed.

【0013】第6の発明のフェーズドアレーアンテナ装
置は、上記第1〜第5の発明の何れか1つの発明の構成
を備え、マスター発振器にアンテナ部が信号接続されて
おり、このアンテナ部はアンテナ部配列の先頭に配置さ
れることを特徴として構成されている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna apparatus having the configuration of any one of the first to fifth aspects, wherein an antenna unit is connected to the master oscillator by a signal, and the antenna unit is connected to the antenna unit. The arrangement is characterized by being arranged at the head of the array.

【0014】第7の発明のフェーズドアレーアンテナ装
置は、上記第1〜第6の発明の何れか1つの発明の構成
を備え、各アンテナ部は、複数のアンテナが集合して成
るアンテナ群により構成されていることを特徴としてい
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna apparatus having the configuration of any one of the first to sixth aspects, wherein each antenna section is configured by an antenna group formed by assembling a plurality of antennas. It is characterized by being.

【0015】第8の発明のフェーズドアレーアンテナ装
置は、上記第1〜第6の発明の何れか1つの発明の構成
を備え、各アンテナ部は、ビームが走査される次元とは
異なる次元上で配列配置された複数のアンテナから成る
サブアンテナアレーにより構成されていることを特徴と
している。
A phased array antenna apparatus according to an eighth aspect of the present invention comprises the configuration of any one of the first to sixth aspects, wherein each antenna section has a dimension different from the dimension in which the beam is scanned. It is characterized by being constituted by a sub-antenna array composed of a plurality of antennas arranged and arranged.

【0016】第9の発明のフェーズドアレーアンテナ装
置は、上記第1〜第8の発明の何れか1つの発明の構成
を備え、各アンテナ部はビームの送信および受信を行う
構成と成し、各アンテナ部と、当該アンテナ部に信号接
続するスレーブ又はマスターの発振器との間の信号通路
上には、それぞれ、上記発振器からアンテナ部への信号
供給と、アンテナ部の受信信号を上記発振器とは異なる
設定の出力部に向けて出力する信号出力とを行うための
サーキュレーターが介設されており、また、上記信号通
路には上記サーキュレーターよりも発振器側の部位に上
記発振器からアンテナ部に供給される信号を検出する送
信信号取り出し部が設けられていることを特徴として構
成されている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna apparatus having the configuration according to any one of the first to eighth aspects, wherein each antenna unit is configured to transmit and receive a beam. On the signal path between the antenna unit and a slave or master oscillator connected to the antenna unit, a signal supply from the oscillator to the antenna unit and a reception signal of the antenna unit are different from the oscillator. A circulator for outputting a signal to be output to a setting output unit is provided, and a signal supplied from the oscillator to the antenna unit at a portion closer to the oscillator than the circulator is provided in the signal path. And a transmission signal extracting unit for detecting the transmission signal is provided.

【0017】第10の発明のレーダ装置は、送信用のア
ンテナ装置として、上記第1〜第8の発明の何れか1つ
の発明のフェーズドアレーアンテナ装置が設けられ、ま
た、受信用のアンテナ装置として、ビーム非走査タイプ
のアンテナ装置が設けられていることを特徴として構成
されている。
A radar apparatus according to a tenth aspect of the present invention includes the phased array antenna apparatus according to any one of the first to eighth aspects as a transmitting antenna apparatus, and a receiving antenna apparatus. , A beam non-scanning type antenna device is provided.

【0018】第11の発明のレーダ装置は、送信用のア
ンテナ装置として、上記第1〜第8の発明の何れか1つ
の発明のフェーズドアレーアンテナ装置が設けられると
共に、受信用のアンテナ装置として、上記送信用のアン
テナ装置と同様の構成を持つアンテナ装置が設けられて
おり、上記送信用のアンテナ装置と受信用のアンテナ装
置の各ビームの向きをほぼ同じ向きに走査制御するため
のビーム走査手段が形成されていることを特徴として構
成されている。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a radar apparatus including the phased array antenna apparatus according to any one of the first to eighth aspects as a transmitting antenna apparatus, and a receiving antenna apparatus. An antenna device having a configuration similar to that of the transmitting antenna device is provided, and beam scanning means for controlling scanning of the beams of the transmitting antenna device and the receiving antenna device in substantially the same direction. Are formed.

【0019】第12の発明のレーダ装置は、上記第9の
発明のフェーズドアレーアンテナ装置が設けられている
ことを特徴として構成されている。
A radar apparatus according to a twelfth aspect is characterized in that the phased array antenna apparatus according to the ninth aspect is provided.

【0020】上記構成の発明において、スレーブ発振器
をアンテナ部の配列に応じて一方向結合させ、その一方
向結合の配列の先頭のスレーブ発振器にマスター発振器
からマスター信号を注入する構成と成している。そのマ
スター信号の注入動作により、同期注入現象によって、
各スレーブ発振器の発振周波数は上記マスター信号の周
波数に同期し、且つ、一方向結合の配列の隣り合ってい
るスレーブ発振器間の発振動作にはマスター信号受け側
のスレーブ発振器の自励周波数とマスター信号の周波数
との差に応じた位相差が発生する。
In the invention having the above configuration, the slave oscillators are unidirectionally coupled in accordance with the arrangement of the antenna units, and a master signal is injected from the master oscillator into the first slave oscillator in the arrangement of the unidirectional coupling. . By the injection operation of the master signal, by the synchronous injection phenomenon,
The oscillation frequency of each slave oscillator is synchronized with the frequency of the master signal, and the oscillation operation between the adjacent slave oscillators in the one-way coupling arrangement includes the self-excitation frequency of the master signal receiving slave oscillator and the master signal. A phase difference is generated according to the difference from the frequency.

【0021】この発明では、上記マスター発振器の発振
動作を制御して上記マスター信号の周波数を周期的に変
化させるためのマスター信号制御手段が設けられてお
り、このマスター信号制御手段によって上記マスター信
号の周波数の可変制御を行うことにより、各アンテナ部
のアンテナ動作によるビームの周波数変調と、ビームの
向きの可変制御とが可能となる。
According to the present invention, there is provided master signal control means for controlling the oscillation operation of the master oscillator to periodically change the frequency of the master signal, and the master signal control means controls the oscillation of the master signal. By performing the variable control of the frequency, the frequency modulation of the beam by the antenna operation of each antenna unit and the variable control of the beam direction can be performed.

【0022】これにより、この発明では、前述したよう
な大型で高価な位相器を設けなくとも、各アンテナ部の
信号間に位相差を生じさせることができることとなっ
て、ビームの向きを可変制御することが可能となる。こ
のように、大型で高価な位相器を設けなくて済むため
に、フェーズドアレーアンテナ装置や、このフェーズド
アレーアンテナ装置を搭載したレーダ装置の小型化およ
び低コスト化を促進させることができ、上記フェーズド
アレーアンテナ装置やレーダ装置の用途拡大を図ること
ができる。
Thus, according to the present invention, a phase difference can be generated between the signals of the antenna units without providing a large and expensive phase shifter as described above, and the beam direction is variably controlled. It is possible to do. As described above, since there is no need to provide a large and expensive phase shifter, the phased array antenna device and the radar device equipped with the phased array antenna device can be reduced in size and cost, and the phased array device can be promoted. Use of the array antenna device and the radar device can be expanded.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る実施形態
例を図面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】ところで、発振器(電圧制御発振器(VC
O))が自励周波数fslでもって発振動作を行っている
場合に、その発振器に、下記の数式1に示される同期条
件を満たす周波数fmaの信号が注入されると、その発振
器の発振周波数は上記注入信号の周波数fmaに同期し、
且つ、その発振器の出力信号と上記注入信号との間には
上記注入信号の周波数fmaと上記発振器の自励周波数f
slとの差に応じた位相差Δφが発生する。このような発
振器への信号の注入に起因した現象は注入同期現象と呼
ばれている。
Incidentally, an oscillator (a voltage controlled oscillator (VC)
O)) is oscillating at the self-excited frequency f sl , and when a signal of the frequency f ma satisfying the synchronization condition shown in the following equation 1 is injected into the oscillator, the oscillation of the oscillator is performed. The frequency is synchronized with the frequency f ma of the injection signal,
Further, between the output signal of the oscillator and the injection signal, the frequency f ma of the injection signal and the self-excitation frequency f
A phase difference Δφ corresponding to the difference from sl is generated. Such a phenomenon caused by the injection of a signal into the oscillator is called an injection locking phenomenon.

【0025】[0025]

【数1】 (Equation 1)

【0026】なお、上記数式1のAmaは注入信号の電圧
を表し、Aslは信号注入前の発振器の出力信号の電圧を
表し、Qは発振器とその周囲環境によって定まる定数
(外部品質ファクター)を表している。
In the above equation 1, A ma represents the voltage of the injection signal, Asl represents the voltage of the output signal of the oscillator before signal injection, and Q is a constant (external quality factor) determined by the oscillator and its surrounding environment. Is represented.

【0027】また、下記の数式2には、発振器への信号
注入による上記注入同期現象に起因した上記注入信号と
上記発振器の出力信号との位相差Δφと、上記発振器の
自励周波数fslと、上記注入信号の周波数fmaとの関係
が表されている。なお、数式2のΔfdは、上記数式1
に示される注入信号の電圧Amaと、信号注入前の発振器
の出力信号の電圧Aslと、発振器の自励周波数fslと、
外部品質ファクターQとにより、下記の数式3に従って
求まる定数である。
Equation 2 below shows the phase difference Δφ between the injection signal and the output signal of the oscillator due to the injection locking phenomenon due to the signal injection into the oscillator, and the self-excitation frequency f sl of the oscillator. , And the relationship with the frequency f ma of the injection signal. Note that Δfd in Equation 2 is calculated by Equation 1
A voltage A ma injection signal shown in, the voltage A sl of signal injection output signal of a previous oscillator, a self-excited frequency f sl of the oscillator,
It is a constant obtained from the external quality factor Q according to the following Equation 3.

【0028】[0028]

【数2】 (Equation 2)

【0029】[0029]

【数3】 (Equation 3)

【0030】本発明者は上記のような発振器の注入同期
現象に着目して、フェーズドアレーアンテナ装置および
それを備えたレーダ装置を考え出した。
The present inventor has focused on the above-described injection locking phenomenon of the oscillator, and has devised a phased array antenna apparatus and a radar apparatus including the same.

【0031】図1にはその特有な構成を備えた第1実施
形態例のフェーズドアレーアンテナ装置が模式的に示さ
れている。この第1実施形態例に示すフェーズドアレー
アンテナ装置1はビームの周波数変調機能とビーム走査
機能を備えたものであり、複数のアンテナ部2(2
,2K,2K,...2K)と、複数のスレ
ーブ発振器5(5K,5K,5K,...5
)と、マスター発振器6と、一方向信号注入通路7
と、マスター信号制御手段8と、スレーブ自励制御手段
9とを有して構成されている。
FIG. 1 schematically shows a phased array antenna apparatus according to a first embodiment having the specific configuration. The phased array antenna device 1 shown in the first embodiment has a beam frequency modulation function and a beam scanning function, and has a plurality of antenna units 2 (2
K 1 , 2K 2 , 2K 3 ,. . . 2K n ) and a plurality of slave oscillators 5 (5K 1 , 5K 2 , 5K 3 ,... 5)
K n ), the master oscillator 6 and the one-way signal injection path 7
, Master signal control means 8 and slave self-excitation control means 9.

【0032】図1に示すように、この第1実施形態例で
は、上記複数のアンテナ部2は配列配置されている。ま
た、上記各スレーブ発振器5は、それぞれ、同じ構成の
電圧制御発振器(VCO)により形成されており、出力
ポートと入力ポートと制御用ポートを有している。上記
各アンテナ部2は、それぞれ、一対一に対応する上記ス
レーブ発振器5の出力ポートに信号通路10を介して信
号接続されており、各アンテナ部2にはそれぞれ対応す
るスレーブ発振器5から該スレーブ発振器5の発振周波
数を持つ信号が供給される。各アンテナ部2は上記スレ
ーブ発振器5から供給された信号に基づいてアンテナ動
作を行う。なお、アンテナ部2の構成には様々な種類が
あり、この第1実施形態例では、アンテナ部2は、それ
ら複数種の何れの構成をも採り得るものであり、ここで
は、その説明は省略する。
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, the plurality of antenna units 2 are arranged and arranged. Each of the slave oscillators 5 is formed of a voltage controlled oscillator (VCO) having the same configuration, and has an output port, an input port, and a control port. Each of the antenna units 2 is connected to an output port of the slave oscillator 5 corresponding to each one of the antenna units 2 via a signal path 10. A signal having an oscillation frequency of 5 is provided. Each antenna unit 2 performs an antenna operation based on a signal supplied from the slave oscillator 5. Note that there are various types of configurations of the antenna unit 2, and in the first embodiment, the antenna unit 2 can adopt any of these multiple configurations, and the description thereof is omitted here. I do.

【0033】この第1実施形態例では、上記アンテナ部
2とスレーブ発振器5間の信号通路10には信号検出部
11が介設されている。この信号検出部11は信号分配
器あるいは方向性結合器により構成されており、上記複
数のスレーブ発振器5は、上記アンテナ部2の配列に応
じて、上記信号通路10と信号検出部11と一方向信号
注入通路7によって結合されている。上記各スレーブ発
振器5は、それぞれ、信号(パワー)が出力ポートから
出るが、入力ポートからは出ないものであるので、上記
複数のスレーブ発振器5の上記一方向信号注入通路7を
介する結合は一方向結合となる。つまり、上記一方向信
号注入通路7は、例えば、スレーブ発振器5Kの発振
周波数の信号を該スレーブ発振器5Kとアンテナ部2
間の信号通路10の信号検出部11から検出し、こ
の検出した信号を次のスレーブ発振器5Kの入力ポー
トに注入するという如く、手前のスレーブ発振器5から
次のスレーブ発振器5へと発振周波数信号を上記アンテ
ナ部2の配列順に順次注入させる構成と成している。な
お、スレーブ発振器の出力から次のスレーブ発振器の出
力までの位相差を360°の整数倍に設定する。
In the first embodiment, a signal detecting section 11 is provided in a signal path 10 between the antenna section 2 and the slave oscillator 5. The signal detector 11 is constituted by a signal distributor or a directional coupler. The plurality of slave oscillators 5 are connected to the signal path 10 and the signal detector 11 in one direction according to the arrangement of the antenna unit 2. They are connected by a signal injection passage 7. Each of the slave oscillators 5 outputs a signal (power) from the output port but not from the input port. Therefore, the coupling of the plurality of slave oscillators 5 through the one-way signal injection path 7 is one. It becomes directional coupling. That is, the one-way signal injection passage 7, for example, the slave oscillator 5K 1 a signal of the oscillation frequency of the slave oscillator 5K 1 and the antenna portion 2
Detected from the signal detection unit 11 of the signal path 10 between K 1, as referred to inject the detected signal to the input port of the next slave oscillator 5K 2, and from the front of the slave oscillator 5 to the next slave oscillator 5 oscillating The configuration is such that frequency signals are sequentially injected in the order in which the antenna units 2 are arranged. Note that the phase difference from the output of the slave oscillator to the output of the next slave oscillator is set to an integral multiple of 360 °.

【0034】上記マスター発振器6も上記スレーブ発振
器5と同様な電圧制御発振器(VCO)により構成され
ている。このマスター発振器6の出力ポートは、上記ス
レーブ発振器5の一方向結合の配列順の先頭のスレーブ
発振器5(つまり、図1に示す例では、スレーブ発振器
5K)の入力ポートに信号接続されている。これによ
り、このマスター発振器6は上記先頭のスレーブ発振器
5(5K)に発振周波数の信号(以下、このマスター
発振器6から出力される信号をマスター信号と記す)を
注入する構成と成す。
The master oscillator 6 is also constituted by a voltage controlled oscillator (VCO) similar to the slave oscillator 5. The output port of the master oscillator 6 is connected to the input port of the first slave oscillator 5 in the arrangement order of the one-way coupling of the slave oscillator 5 (that is, the slave oscillator 5K 1 in the example shown in FIG. 1 ). . As a result, the master oscillator 6 is configured to inject a signal having an oscillation frequency (hereinafter, a signal output from the master oscillator 6 is referred to as a master signal) into the first slave oscillator 5 (5K 1 ).

【0035】この第1実施形態例では、図1に示される
ように、上記各スレーブ発振器5の制御用ポートには共
通にスレーブ自励制御手段9が信号接続されており、そ
のスレーブ自励制御手段9から各スレーブ発振器5の制
御用ポートにそれぞれ同一の制御用の電圧信号が加えら
れる構成と成している。上記スレーブ自励制御手段9の
制御動作によって、各スレーブ発振器5はそれぞれ同じ
自励周波数fslでもって自励発振動作を行うこととな
る。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a slave self-excitation control means 9 is commonly connected to the control port of each slave oscillator 5 by a signal. The same control voltage signal is applied from the means 9 to the control port of each slave oscillator 5. The control operation of the slave self excitation control means 9, each of the slave oscillator 5 becomes possible to perform self-excited oscillation operation with respectively the same self-excited frequency f sl.

【0036】なお、上記各スレーブ発振器5毎にそれぞ
れ別個独立のスレーブ自励制御手段を接続し、それらス
レーブ自励制御手段によって、各スレーブ発振器5の自
励周波数fslが同じ周波数となるように各スレーブ発振
器5の自励発振動作を制御する構成としてもよいが、こ
の第1実施形態例では、装置の小型化および部品点数の
削減等を図る観点から、上記のように、共通のスレーブ
自励制御手段9によって、複数のスレーブ発振器5の自
励発振動作を制御する構成としている。
[0036] Note that each of the respective slave oscillator every 5 connects independently slave self excitation control means, by their slave self excitation control means, such self-excited frequency f sl of each slave oscillator 5 is the same frequency The self-oscillation operation of each slave oscillator 5 may be controlled. However, in the first embodiment, from the viewpoint of reducing the size of the device and reducing the number of parts, the common slave self-oscillation operation is performed as described above. The self-excited oscillation operation of the plurality of slave oscillators 5 is controlled by the excitation control means 9.

【0037】ところで、例えば、図2に示す時間t
は、上記全てのスレーブ発振器5およびマスター発振器
6は、同じ周波数fsl、且つ、同じ位相φとなってい
る。このような状態から、図2に示す時間tにおい
て、上記マスター発振器6の発振周波数が変化して、該
マスター発振器6から、前記同期条件(数式1)を満た
す周波数fmaを持ち、且つ、位相がφのマスター信号
が前記一方向結合配列の先頭のスレーブ発振器5K
注入されると、その先頭のスレーブ発振器5Kには前
述した注入同期現象が生じる。なお、上記マスター信号
の周波数fmaは、fma=fsl+δfの数式を満たすもの
であり、上記周波数差δfは小さい値である。また、上
記マスター発振器6とスレーブ発振器5の各発振はその
振幅が等しくなるように制御されている。
[0037] Incidentally, for example, at time t 0 shown in FIG. 2, all of the slave oscillator 5 and the master oscillator 6, the same frequency f sl, is and, a same phase phi 0. From this state, at time t 1 shown in FIG. 2, the oscillation frequency of the master oscillator 6 is changed from the master oscillator 6 has a frequency f ma satisfying the synchronization condition (Equation 1), and, when the master signal of the phase is phi 0 is injected at the beginning of the slave oscillator 5K 1 of the one-way coupling arrangement, injection locking phenomenon described above occurs in the slave oscillator 5K 1 of the head. The frequency f ma of the master signal satisfies the formula f ma = f sl + δf, and the frequency difference δf is a small value. The oscillations of the master oscillator 6 and the slave oscillator 5 are controlled so that their amplitudes are equal.

【0038】上記注入同期現象によって、非常に小さい
時間δt後(時間t)に、上記スレーブ発振器5K
の発振動作は上記マスター信号の周波数fmaに同期し、
且つ、上記マスター発振器6とスレーブ発振器5K
の発振動作には上記マスター信号の周波数fmaと上記ス
レーブ発振器5Kの自励周波数fslとの差に応じた位
相差Δφが前記数式2に従って生じる。これにより、上
記スレーブ発振器5K からアンテナ部2に向けて出力
される信号は、周波数が上記マスター信号と同じ周波数
maとなり、且つ、マスター信号の位相φよりも上記
位相差Δφだけずれた位相(φ+Δφ)を持つ信号と
なる。なお、ここでは、マスター発振器6からスレーブ
発振器5に入力されるマスター信号は充分に弱く、同期
現象によっても、スレーブ発振器5の振幅は大幅に変化
しない。
Very small due to the injection locking phenomenon
After time δt (time t2), The slave oscillator 5K1
Oscillation operation is performed at the frequency f of the master signal.maSync to
And the master oscillator 6 and the slave oscillator 5K1while
In the oscillation operation, the frequency fmaAnd above
Reeve oscillator 5K1Self-excitation frequency fslRank according to the difference
The phase difference Δφ is generated according to the equation (2). This allows
5K slave oscillator 1Output from antenna to antenna unit 2
The signal that has the same frequency as the master signal
fmaAnd the phase φ of the master signal0Than above
A phase shifted by a phase difference Δφ (φ0+ Δφ)
Become. Note that here, the master oscillator 6
The master signal input to the oscillator 5 is sufficiently weak and synchronized
The amplitude of the slave oscillator 5 changes significantly due to the phenomenon
do not do.

【0039】上記位相(φ+Δφ)を持つ信号が、一
方向信号注入通路7を介し、次のスレーブ発振器5K
に注入される。これにより、上記同様に、スレーブ発振
器5Kに注入同期現象が発生して、時間tにおいて
は、上記スレーブ発振器5K の発振動作は上記注入信
号の周波数fmaに同期し、且つ、上記スレーブ発振器5
とスレーブ発振器5K間の発振動作には上記注入
信号の周波数fmaと上記スレーブ発振器5Kの自励周
波数fslとの差に応じた位相差Δφが生じる。これによ
り、上記スレーブ発振器5Kからアンテナ部2に向け
て出力される信号は、周波数が上記注入信号と同じ周波
数fmaとなり、且つ、上記スレーブ発振器5Kからの
注入信号の位相(φ+Δφ)よりも上記位相差Δφだ
けずれた位相(換言すれば、上記マスター信号の位相φ
よりも2Δφだけずれた位相(φ+2Δφ))を持
つ信号となる。
The phase (φ0+ Δφ) is one
Via the direction signal injection path 7, the next slave oscillator 5K2
Is injected into. As a result, the slave oscillation
Tableware 5K2The injection locking phenomenon occurs at time t3At
Is the slave oscillator 5K 2The oscillation operation of
Signal frequency fmaAnd the slave oscillator 5
K1And slave oscillator 5K2The above injection is used for the oscillation operation during
Signal frequency fmaAnd the above slave oscillator 5K2Self-excited lap
Wave number fslA phase difference Δφ corresponding to the difference is generated. This
And the slave oscillator 5K2To antenna part 2
The output signal is the same frequency as the injection signal.
Number fmaAnd the slave oscillator 5K1from
Phase of injection signal (φ0+ Δφ) is the above phase difference Δφ
The shifted phase (in other words, the phase φ of the master signal
0Phase (φ0+ 2Δφ))
Signal.

【0040】さらに、この信号が検出されて、一方向信
号注入通路7を介して次のスレーブ発振器5Kに注入
されると、上記同様に、注入同期現象によって、時間t
においては、そのスレーブ発振器5Kからアンテナ
部2に向けて出力される信号は、周波数が上記注入信号
と同じ周波数fmaとなり、且つ、注入信号の位相(φ
+2Δφ)よりも上記位相差Δφだけずれた位相(換言
すれば、上記マスター信号の位相φよりも3Δφだけ
ずれた位相(φ+3Δφ))を持つ信号となる。
Further, when this signal is detected, the one-way
Next slave oscillator 5K through signal injection path 73Injected into
Then, as described above, the time t
4, The slave oscillator 5K3From antenna
The signal output to the section 2 has a frequency equal to the injection signal.
Same frequency f asmaAnd the phase of the injection signal (φ 0
+ 2Δφ) from the phase (in other words, the phase difference Δφ)
Then, the phase φ of the master signal0Only 3Δφ
Out of phase (φ0+ 3Δφ)).

【0041】なお、上記周波数差δfは数式3のΔfd
よりも小さい値をとるが、この範囲内で上記周波数差δ
fが大きいほど各スレーブ発振器5は、一方向結合の前
の発振器から信号が注入され該注入信号に基づいた同期
現象によって、その前の発振器に同期するまでに時間が
かかるが、この一時的過渡期間の後に定常状態となっ
て、位相の分布は上記同様となる。
Note that the frequency difference δf is represented by Δfd in Expression 3.
Takes a smaller value, but within this range the frequency difference δ
As f becomes larger, each slave oscillator 5 takes a longer time to synchronize with the previous oscillator due to the synchronization phenomenon based on the injected signal from the oscillator before the one-way coupling. After a period, a steady state is reached, and the phase distribution is the same as above.

【0042】上記のように、マスター発振器6からスレ
ーブ発振器5にマスター信号を注入することによって、
注入同期現象によって、各スレーブ発振器5は一方向結
合の配列順に順次上記マスター信号の周波数fmaに同期
する。これにより、各スレーブ発振器5からアンテナ部
2に出力される信号の周波数が上記周波数fmaに同期し
て各アンテナ部2のアンテナ動作に起因したビームの周
波数が上記周波数fmaとなる。且つ、上記注入同期現象
によって、各スレーブ発振器5間に位相差Δφが生じ、
この位相差Δφによって、上記ビームの向きが決定され
ることとなる。
As described above, by injecting the master signal from the master oscillator 6 to the slave oscillator 5,
Due to the injection locking phenomenon, each slave oscillator 5 sequentially synchronizes with the frequency f ma of the master signal in the order of the one-way coupling. Thus, the frequency of the beam frequency of the signal output from the slave oscillator 5 to the antenna unit 2 is due to synchronization with the antenna operation the antenna section 2 to the frequency f ma is the frequency f ma. In addition, a phase difference Δφ occurs between the slave oscillators 5 due to the injection locking phenomenon,
The direction of the beam is determined by the phase difference Δφ.

【0043】この第1実施形態例では、図1に示される
ように、上記マスター発振器6の制御用ポートにはマス
ター信号制御手段8が信号接続されている。このマスタ
ー信号制御手段8は、マスター発振器6に加える電圧を
制御することにより、マスター発振器6の発振動作を制
御して上記マスター信号を制御する構成を備えており、
この第1実施形態例では、上記マスター信号の周波数f
maを周期的に変化させる構成を有している。例えば、マ
スター信号制御手段8は三角波発生器(図示せず)から
出力される三角波を利用して、上記マスター信号の周波
数fmaを図3(a)に示すように、予め定めた基本周波
数fcを基準にして、周期的に変化させる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a master signal control means 8 is connected to the control port of the master oscillator 6 by a signal. The master signal control means 8 has a configuration that controls the oscillation signal of the master oscillator 6 by controlling the voltage applied to the master oscillator 6 to control the master signal.
In the first embodiment, the frequency f
It has a configuration in which ma is changed periodically. For example, the master signal control means 8 uses a triangular wave output from a triangular wave generator (not shown) to change the frequency f ma of the master signal to a predetermined basic frequency fc as shown in FIG. Is changed periodically with reference to.

【0044】このようなマスター信号制御手段8の制御
動作による上記マスター信号の周波数fmaの周期的な変
化に伴って、上記ビームの周波数が変化することとな
る。このことから、マスター信号の周波数変化を制御す
ることによって、上記ビームを周波数変調(FM変調)
させることができる。
With the periodic change of the frequency f ma of the master signal by the control operation of the master signal control means 8, the frequency of the beam changes. Therefore, by controlling the frequency change of the master signal, the beam is frequency-modulated (FM-modulated).
Can be done.

【0045】また、上記マスター信号の周波数fmaの周
期的変化によって、マスター信号(注入信号)の周波数
maと各スレーブ発振器5の自励周波数fslとの差が変
化する結果、上記各スレーブ発振器5間の発振動作の位
相差Δφが変化して、前記ビームの向きを変化させるこ
とができる。
Further, the periodic change in the frequency f ma of the master signal, the master signal (injection signal) results difference between the frequency f ma and self-excited frequency f sl of each slave oscillator 5 changes of each slave The phase difference Δφ of the oscillation operation between the oscillators 5 changes, so that the direction of the beam can be changed.

【0046】例えば、マスター信号が、図3(a)に示
すように、基本周波数fcの信号と、周期的に変化する
周波数Fr(t)の信号とが合成して成る信号となるよ
うに、上記マスター信号制御手段8によってマスター発
振器6が制御される。且つ、スレーブ自励制御手段9の
制御動作によって、各スレーブ発振器5の自励周波数f
slが図3(b)に示すように上記マスター信号の基本周
波数fcと同じ周波数に固定制御される。このような場
合には、上記ビームは、図3(a)に示すように周波数
変調し、且つ、上記ビームの向きは、上記マスター信号
の周波数fmaの周期的な変化に伴って、図3(c)に示
すように、可変する。
For example, as shown in FIG. 3A, the master signal is a signal obtained by synthesizing a signal of the fundamental frequency fc and a signal of the frequency Fr (t) that changes periodically. The master oscillator 6 is controlled by the master signal control means 8. The self-excitation frequency f of each slave oscillator 5 is controlled by the control operation of the slave self-excitation control means 9.
The sl is fixedly controlled to the same frequency as the fundamental frequency fc of the master signal as shown in FIG. In such a case, the beam is frequency-modulated as shown in FIG. 3A, and the direction of the beam is changed with the periodic change of the frequency f ma of the master signal. Variable as shown in (c).

【0047】なお、下記の数式4には、アンテナ部2の
配列方向に直交する基準方向に対するビームの傾きθ
と、上記位相差Δφとの関係が示されている。但し、数
式4に示されるλはビームの波長(自由空間での波
長)であり、dは隣り合っているアンテナ部2間の間隔
である。
The following equation 4 shows the inclination θ of the beam with respect to a reference direction orthogonal to the arrangement direction of the antenna unit 2.
And the phase difference Δφ. Here, λ 0 shown in Expression 4 is the wavelength of the beam (wavelength in free space), and d is the interval between the adjacent antenna units 2.

【0048】[0048]

【数4】 (Equation 4)

【0049】上記図3に示す例では、時間T1,T3,
T5においては、上記マスター信号の周波数fmaと、各
スレーブ発振器5の自励周波数fslとが等しいことか
ら、それら周波数fma,fslの差に応じた位相差Δφが
零となる。これにより、ビームの向きは傾きが無い状
態、つまり、アンテナ部2の配列方向に直交する基準方
向となる。また、時間T2のときには、マスター信号の
周波数fmaが上記自励周波数fslよりも高いことから、
それら周波数fma,fslの差に応じた位相差Δφによっ
て、図3の左側から右側に向けてスレーブ発振器5が一
方向結合している場合には、ビームの向きは図3に示す
右側に傾く。反対に、時間T4のときには、マスター信
号の周波数fmaが上記自励周波数fslよりも低いことか
ら、それら周波数fma,fslの差に応じた位相差Δφに
よって、ビームの向きは図3に示す左側に傾く。
In the example shown in FIG. 3, the times T1, T3,
At T5, since the frequency f ma of the master signal is equal to the self-excitation frequency f sl of each slave oscillator 5, the phase difference Δφ according to the difference between the frequencies f ma and f sl becomes zero. Thereby, the direction of the beam has no inclination, that is, a reference direction orthogonal to the arrangement direction of the antenna unit 2. Further, at time T2, since the frequency f ma of the master signal is higher than the self-excited frequency f sl ,
When the slave oscillator 5 is unidirectionally coupled from the left side to the right side in FIG. 3 by the phase difference Δφ according to the difference between the frequencies f ma and f sl , the beam direction is shifted to the right side in FIG. Lean. Conversely, at time T4, since the frequency f ma of the master signal is lower than the self-excited frequency f sl , the beam direction is determined by the phase difference Δφ according to the difference between the frequencies f ma and f sl . Tilt to the left as shown.

【0050】上記のようなビームの向きの変動は、上記
基準方向を中心にして左右対称的であることが望まし
い。この要望を満たすために、上記図3に示す例では、
上記マスター信号の基準周波数fcと、各スレーブ発振
器5の自励周波数fslとが等しくなるように設計されて
いる。また、上記のようにビームの向きの変動を基準方
向に対して左右対称的にするためには、上記一方向結合
の配列の手前のスレーブ発振器5から次のスレーブ発振
器5に至るまでの注入信号の導通経路の長さが、上記マ
スター信号の波長の整数倍であることが好ましい。
It is desirable that the variation of the beam direction as described above is symmetrical about the reference direction. In order to satisfy this demand, in the example shown in FIG.
The reference frequency fc of the master signal and the self-excitation frequency fsl of each slave oscillator 5 are designed to be equal. In order to make the beam direction change symmetrical with respect to the reference direction as described above, the injection signal from the slave oscillator 5 before the one-way coupling arrangement to the next slave oscillator 5 is required. Is preferably an integral multiple of the wavelength of the master signal.

【0051】この第1実施形態例によれば、上記のよう
に、配列配置されている複数のアンテナ部2にそれぞれ
スレーブ発振器5を接続し、それらスレーブ発振器5を
一方向信号注入通路7によって一方向結合すると共に、
その一方向結合の配列の先頭のスレーブ発振器5(5K
)にマスター信号を注入するマスター発振器6を設
け、さらに、そのマスター発振器6のマスター信号を周
期的に変化させるためのマスター信号制御手段8を設け
た。この構成によって、従来のような移相器3を設ける
ことなく、上記マスター信号制御手段8の制御動作によ
ってマスター信号の周波数を周期的に変化させるだけ
で、ビームの向きを可変させることができ、かつ、ビー
ムの周波数変調をも行うことが可能となる。
According to the first embodiment, as described above, the slave oscillators 5 are respectively connected to the plurality of antenna units 2 arranged and arranged, and the slave oscillators 5 are connected by the one-way signal injection path 7. While directional coupling,
The first slave oscillator 5 (5K
1 ) A master oscillator 6 for injecting a master signal is provided, and a master signal control means 8 for periodically changing the master signal of the master oscillator 6 is provided. According to this configuration, the beam direction can be changed only by periodically changing the frequency of the master signal by the control operation of the master signal control means 8 without providing the phase shifter 3 as in the related art. Further, frequency modulation of the beam can be performed.

【0052】上記のように、この第1実施形態例では、
大型で、高価な移相器3を設けなくて済むことから、フ
ェーズドアレーアンテナ装置1の大幅な小型化を図るこ
とができるし、低コスト化を促進させることができる。
このことから、フェーズドアレーアンテナ装置1の用途
を拡大することができる。
As described above, in the first embodiment,
Since there is no need to provide a large and expensive phase shifter 3, the phased array antenna device 1 can be significantly reduced in size and cost can be reduced.
From this, the use of the phased array antenna device 1 can be expanded.

【0053】なお、上記マスター発振器6にアンテナ部
2を信号接続するか否かは適宜設定されるものであり、
図1に示すように、マスター発振器6の出力ポートにア
ンテナ部2(2K)を信号接続する場合には、そのマ
スター発振器6に信号接続されたアンテナ部2(2
)は、前記アンテナ部2の配列の先頭に配列配置さ
れることとなる。また、もちろん、マスター発振器6か
らアンテナ部2(2K)に出力される信号を信号検出
部11から検出して前記一方向結合配列の先頭のスレー
ブ発振器5(5K)に注入するための一方向信号注入
通路7が設けられることとなる。
Whether or not the antenna section 2 is connected to the master oscillator 6 by a signal is appropriately set.
As shown in FIG. 1, when the antenna unit 2 (2K 0 ) is connected to the output port of the master oscillator 6 by signal, the antenna unit 2 (2K 2) connected to the master oscillator 6 by signal is connected.
K 0 ) are arranged at the head of the array of the antenna unit 2. Also, of course, a signal output from the master oscillator 6 to the antenna unit 2 (2K 0 ) is detected from the signal detection unit 11 and injected into the first slave oscillator 5 (5K 1 ) of the one-way coupling array. A direction signal injection passage 7 will be provided.

【0054】また、上記第1実施形態例では、スレーブ
発振器5として、入力ポートと出力ポートを有する発振
器を採用する例を示したが、1ポートタイプの発振器を
採用してもよい。この場合には、その1ポートタイプの
発振器には入出力ポートとしてサーキュレータを設け
る。このように、1ポートタイプの発振器を採用しても
よいが、この第1実施形態例の如くトランジスタ発振器
を用いた場合には、低コスト、低背、低電力消費、低位
相ノイズという優れた特徴があると共に、入力ポートを
簡単に設けることができるという利点がある。
In the first embodiment, an example in which an oscillator having an input port and an output port is used as the slave oscillator 5 has been described. However, a one-port type oscillator may be used. In this case, the one-port type oscillator is provided with a circulator as an input / output port. As described above, a one-port type oscillator may be employed. However, when a transistor oscillator is used as in the first embodiment, excellent advantages such as low cost, low profile, low power consumption, and low phase noise are obtained. In addition to the features, there is an advantage that the input port can be easily provided.

【0055】以下に、第2実施形態例を説明する。な
お、この第2実施形態例の説明において、前記第1実施
形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。
Hereinafter, a second embodiment will be described. In the description of the second embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the overlapping description of the common portions will be omitted.

【0056】この第2実施形態例が前記第1実施形態例
と異なる特徴的なことは、マスター信号制御手段8が、
マスター発振器6のマスター信号の周波数fmaを図4
(a)に示すように周期的に変化させるための構成を備
えていることである。それ以外の構成は前記第1実施形
態例と同様である。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the master signal control means 8
FIG. 4 shows the frequency f ma of the master signal of the master oscillator 6.
(A) As shown in FIG. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0057】つまり、この第2実施形態例では、上記マ
スター信号制御手段8によるマスター発振器6の発振動
作制御によって、マスター発振器6のマスター信号は、
図4(a)に示す設定の基本周波数fcの信号と、周期
的に変化する周波数Fm(t)を持つ周波数変調用信号
と、この周波数変調用信号の周波数変化幅ΔFmよりも
大きい変化幅ΔFsで、且つ、上記周波数変調用信号よ
りも長い周期でもって変化する周波数Fs(t)の走査
用信号とが合成して成る信号となる。
In other words, in the second embodiment, the master signal of the master oscillator 6 is controlled by the oscillation control of the master oscillator 6 by the master signal control means 8.
A signal having a basic frequency fc set as shown in FIG. 4A, a frequency modulation signal having a periodically changing frequency Fm (t), and a change width ΔFs larger than the frequency change width ΔFm of the frequency modulation signal And a signal obtained by synthesizing a scanning signal having a frequency Fs (t) that changes with a longer cycle than the frequency modulation signal.

【0058】この第2実施形態例では、上記マスター信
号の主に走査用信号の周波数変化(Fs(t))に基づ
いてビームが走査する。また、上記マスター信号の主に
上記周波数変調用信号の周波数変化(Fm(t))に基
づいてビームが周波数変調する。その周波数変調用信号
の周波数変化によっても、ビームの向きが変化するが、
この第2実施形態例では、図4(a)に示されるよう
に、上記周波数変調用信号の周波数変化幅ΔFmは、上
記走査用信号の周波数変化幅ΔFsに比べて、格段に小
さく抑えているので、上記周波数変調用信号に起因した
ビームの向きの変動を非常に小さく抑制することができ
る。
In the second embodiment, the beam scans mainly based on the frequency change (Fs (t)) of the scanning signal of the master signal. Further, the beam is frequency-modulated mainly based on a frequency change (Fm (t)) of the frequency modulation signal of the master signal. The direction of the beam also changes due to the frequency change of the frequency modulation signal,
In the second embodiment, as shown in FIG. 4A, the frequency change width ΔFm of the frequency modulation signal is much smaller than the frequency change width ΔFs of the scanning signal. Therefore, the fluctuation of the beam direction caused by the frequency modulation signal can be suppressed to a very small value.

【0059】この第2実施形態例によれば、上記基本周
波数信号と、周波数変調用信号と、走査用信号とが合成
して成るマスター信号を作り出すための構成を備えたの
で、上記周波数変調用信号によってビームの周波数変調
を制御でき、且つ、上記走査用信号によってビーム走査
を制御することができることとなる。
According to the second embodiment, there is provided a configuration for creating a master signal composed of the fundamental frequency signal, the frequency modulation signal, and the scanning signal. The frequency modulation of the beam can be controlled by the signal, and the beam scanning can be controlled by the scanning signal.

【0060】このことから、この第2実施形態例では、
例えば、ビームの周波数変調の状態を可変したい場合に
は上記周波数変調用信号の周波数変化幅ΔFmや周波数
変化の周期を可変することによって、ビーム走査に大き
な悪影響を与えることなく、ビームの周波数変調を可変
制御することができる。また、ビーム走査の状態を可変
したい場合には、上記走査用信号の周波数変化幅ΔFs
や周波数変化の周期を可変することによって、ビームの
周波数変調に大きな悪影響を与えることなく、ビーム走
査を可変制御することができる。このため、この第2実
施形態例の構成を備えることによって、ビームの周波数
変調と、ビームの走査との制御が容易となる。
Therefore, in the second embodiment,
For example, when it is desired to change the state of the frequency modulation of the beam, the frequency modulation width ΔFm of the frequency modulation signal and the period of the frequency change are changed, thereby making it possible to perform the frequency modulation of the beam without greatly affecting the beam scanning. It can be variably controlled. When it is desired to change the beam scanning state, the frequency change width ΔFs of the scanning signal is used.
The beam scanning can be variably controlled without greatly affecting the frequency modulation of the beam by changing the period of the frequency change. Therefore, the provision of the configuration of the second embodiment makes it easy to control the frequency modulation of the beam and the scanning of the beam.

【0061】以下に、第3実施形態例を説明する。この
第3実施形態例の説明において、前記各実施形態例と同
一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説
明は省略する。
Hereinafter, a third embodiment will be described. In the description of the third embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in each of the above-described embodiments, and the overlapping description of the common portions will be omitted.

【0062】この第3実施形態例が前記各実施形態例と
異なる特徴的なことは、マスター信号制御手段8が、マ
スター発振器6の発振動作を制御して図5(a)に示す
ように周波数が変化するマスター信号を作り出す構成と
成し、且つ、スレーブ自励制御手段9が、各スレーブ発
振器5の自励周波数fslを図5(b)に示すように変化
させる構成と成していることである。それ以外の構成は
前記各実施形態例と同様である。
The characteristic feature of the third embodiment is that the master signal control means 8 controls the oscillating operation of the master oscillator 6 to change the frequency as shown in FIG. Is generated, and the slave self-excitation control means 9 changes the self-excitation frequency f sl of each slave oscillator 5 as shown in FIG. 5B. That is. Other configurations are the same as those of the above embodiments.

【0063】つまり、この第3実施形態例では、上記マ
スター信号制御手段8によるマスター発振器6の発振動
作制御によって、マスター信号は、基本周波数fcの信
号と、周期的に変化する周波数Fm(t)を持つ周波数
変調用信号とが合成して成る信号となる。
That is, in the third embodiment, the master signal is controlled by the master signal control means 8 to control the oscillation of the master oscillator 6 and the signal of the fundamental frequency fc and the frequency Fm (t) that periodically changes. And a frequency modulation signal having the following.

【0064】また、スレーブ自励制御手段9の制御動作
によって、各スレーブ発振器5の自励周波数fslは、上
記マスター信号の基本周波数fcと同じ周波数fcを中心
にして、上記マスター発振器6の周波数変調用信号の周
波数変動幅ΔFmよりも大きい変化幅ΔFsで、且つ、そ
の周波数変調用信号よりも長い周期でもって変化する。
このようなスレーブ発振器5の自励周波数fslの周期的
な変化によって、上記各スレーブ発振器5の自励周波数
slとマスター信号の周波数fmaとの差が変化する結
果、各スレーブ発振器5間の発振動作の位相差Δφが変
化することとなる。
Further, the self-excitation frequency f sl of each slave oscillator 5 is controlled by the control operation of the slave self-excitation control means 9 so that the self-excitation frequency f sl It changes with a variation width ΔFs larger than the frequency variation width ΔFm of the modulation signal and with a longer cycle than the frequency modulation signal.
Due to such a periodic change of the self-excited frequency f sl of the slave oscillator 5, the difference between the self-excited frequency f sl of each slave oscillator 5 and the frequency f ma of the master signal changes. Changes the phase difference Δφ of the oscillation operation.

【0065】この第3実施形態例では、主に上記スレー
ブ発振器5の自励周波数fslの変化(Fs(t))に基
づいてビームが走査する。また、上記マスター信号の上
記周波数変調用信号の周波数変化(Fm(t))に基づ
いてビームが周波数変調する。その周波数変調用信号の
周波数変化によっても、ビームの向きが変化するが、こ
の第3実施形態例では、図5(a)、(b)に示される
ように、上記周波数変調用信号の周波数変化幅ΔFm
は、上記自励周波数fslの周波数変化幅ΔFsに比べ
て、格段に小さく抑えているので、上記周波数変調用信
号に起因したビームの向きの変動を非常に小さく抑制す
ることができる。
In the third embodiment, the beam is scanned mainly based on the change (Fs (t)) of the self-excitation frequency fsl of the slave oscillator 5. The beam is frequency-modulated based on a frequency change (Fm (t)) of the frequency modulation signal of the master signal. The direction of the beam also changes due to the frequency change of the frequency modulation signal. In the third embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, the frequency change of the frequency modulation signal is performed. Width ΔFm
, As compared to the frequency change width ΔFs of the self-excited frequency f sl, since kept much smaller, can be suppressed very small variations in the orientation of the beam due to the frequency modulation signal.

【0066】この第3実施形態例によれば、マスター信
号の周波数変調用信号によって、ビームの周波数変調を
制御でき、また、各スレーブ発振器5の自励周波数fsl
の周波数変化によって、ビームの走査を制御できる構成
としたので、上記第2実施形態例と同様に、ビームの周
波数変調と、ビームの走査とを容易に制御することがで
きることとなる。
According to the third embodiment, the frequency modulation of the beam can be controlled by the frequency modulation signal of the master signal, and the self-excitation frequency f sl of each slave oscillator 5 can be controlled.
Since the beam scanning can be controlled by the change in the frequency, the beam frequency modulation and the beam scanning can be easily controlled as in the second embodiment.

【0067】また、この第3実施形態例では、マスター
信号にビームを走査するための信号成分が含まれないの
で、ビームの周波数変化には走査用の信号に起因した周
波数変化が含まれないこととなり、例えば、この第3実
施形態例に示したフェーズドアレーアンテナ装置1をレ
ーダ装置に組み込んだ場合には、フェーズドアレーアン
テナ装置1の送信信号と受信信号を利用した信号処理を
簡単にすることができる。
In the third embodiment, since the master signal does not include a signal component for scanning the beam, the change in the frequency of the beam does not include the change in frequency due to the scanning signal. For example, when the phased array antenna apparatus 1 shown in the third embodiment is incorporated in a radar apparatus, signal processing using the transmission signal and the reception signal of the phased array antenna apparatus 1 can be simplified. it can.

【0068】以下に、第4実施形態例を説明する。な
お、この第4実施形態例の説明において、前記各実施形
態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分
の重複説明は省略する。
Hereinafter, a fourth embodiment will be described. In the description of the fourth embodiment, the same components as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description of the common portions will not be repeated.

【0069】この第4実施形態例において特徴的なこと
は、前記第2や第3の実施形態例に示したように、マス
ター信号が基本周波数fcの信号と少なくとも周波数変
調用信号とが合成して成る信号である場合に、そのマス
ター信号の周波数変調用信号に起因したビーム走査のぶ
れを抑制することができる構成を備えていることであ
る。それ以外の構成は前記各実施形態例と同様である。
The characteristic feature of the fourth embodiment is that, as shown in the second and third embodiments, the master signal is composed of the signal of the fundamental frequency fc and at least the frequency modulation signal. In the case where the signal is composed of the signals, the configuration is such that a beam scanning blur caused by the frequency modulation signal of the master signal can be suppressed. Other configurations are the same as those of the above embodiments.

【0070】つまり、この第4実施形態例では、スレー
ブ自励制御手段9は各スレーブ発振器5の自励周波数f
slを少なくとも上記マスター信号の周波数変調用信号の
周波数変化にほぼ一致させて変化させる構成を備えてい
る。このスレーブ自励制御手段9の制御動作による上記
各スレーブ発振器5の自励周波数fslの周期的変化によ
って、上記マスター信号の周波数変調用信号の周波数変
化(Fm(t))と各スレーブ発振器5の自励周波数f
slとの差分の変化が抑えられる。このため、上記マスタ
ー信号の周波数変調用信号によって各スレーブ発振器5
間の発振動作の位相差Δφが変化することは無くなり、
これにより、ビームの向きは変化しないこととなって上
記マスター信号の周波数変調用信号に起因したビーム走
査のぶれを抑制することができる。
That is, in the fourth embodiment, the slave self-excitation control means 9 controls the self-excitation frequency f of each slave oscillator 5.
A configuration is provided in which sl is changed so as to substantially match at least the frequency change of the frequency modulation signal of the master signal. The periodic change of the self-excited frequency f sl of each of the slave oscillators 5 by the control operation of the slave self-excitation control means 9 causes the frequency change (Fm (t)) of the frequency modulation signal of the master signal and the slave oscillator 5 Self-excitation frequency f
The change in the difference from sl is suppressed. Therefore, each slave oscillator 5 is controlled by the frequency modulation signal of the master signal.
The phase difference Δφ of the oscillating operation between
Thereby, the beam direction does not change, and it is possible to suppress the beam scanning blur caused by the frequency modulation signal of the master signal.

【0071】具体的な例を示すと、例えば、マスター信
号制御手段8の制御動作によって、マスター信号が、図
6(a)に示すように、基本周波数fcの信号と、周波
数Fm(t)の周波数変調用信号と、周波数Fs(t)の
走査用信号とが合成して成る信号となっている場合に
は、例えば、スレーブ自励制御手段9の制御動作によっ
て、各スレーブ発振器5の自励周波数fslを、図6
(b)に示すように、基本周波数fcを基準として上記
マスター信号の周波数変調用信号の周波数変化Fm
(t)にほぼ一致させて変化させる。
As a specific example, for example, by the control operation of the master signal control means 8, as shown in FIG. 6 (a), the master signal is divided into the signal of the fundamental frequency fc and the signal of the frequency Fm (t). If the signal for frequency modulation and the signal for scanning at the frequency Fs (t) are combined, for example, the self-excitation of each slave oscillator 5 is performed by the control operation of the slave self-excitation control means 9. FIG. 6 shows the frequency f sl
As shown in (b), the frequency change Fm of the frequency modulation signal of the master signal with reference to the fundamental frequency fc.
(T) is changed substantially.

【0072】この場合には、上記マスター信号の周波数
変調用信号によってビームが周波数変調し、また、マス
ター信号の走査用信号によって、図6(c)に示すよう
に、ビームが走査され、さらに、上記スレーブ発振器5
の自励周波数fslの周波数変化によって上記マスター信
号の周波数変調用信号に起因したビーム走査のぶれが上
述したように抑制される。
In this case, the beam is frequency-modulated by the frequency modulation signal of the master signal, and the beam is scanned by the scanning signal of the master signal as shown in FIG. The above slave oscillator 5
As described above, the fluctuation of the beam scanning caused by the frequency modulation signal of the master signal is suppressed by the frequency change of the self-excited frequency fsl .

【0073】また、例えば、マスター信号制御手段8の
制御動作によって、マスター信号が、図7(a)に示す
ように、基本周波数fcの信号と、周波数Fm(t)の周
波数変調用信号とが合成して成る信号となっている場合
には、例えば、スレーブ自励制御手段9の制御動作によ
って、図7(b)に示すように、基本周波数fcを基準
として、上記マスター信号の周波数変調用信号の周波数
変化Fm(t)にほぼ一致させた周波数変化と、この周
波数変化幅ΔFmよりも大きな変化幅ΔFsで、且つ、上
記周波数変化よりも長い周期でもって変化する周波数F
s(t)の変化とが合成して成る周波数変化でもって、
各スレーブ発振器5の自励周波数fslを可変制御する。
For example, by the control operation of the master signal control means 8, as shown in FIG. 7A, the master signal is converted into a signal of the fundamental frequency fc and a frequency modulation signal of the frequency Fm (t). If the signal is a composite signal, for example, the control operation of the slave self-excitation control means 9 causes the master signal to be frequency-modulated with reference to the fundamental frequency fc, as shown in FIG. A frequency change that substantially matches the frequency change Fm (t) of the signal, a frequency F that has a change width ΔFs larger than the frequency change width ΔFm, and that changes with a period longer than the frequency change.
The change in s (t) is combined with the change in frequency.
The self-excited frequency f sl of each slave oscillator 5 is variably controlled.

【0074】この場合には、上記マスター信号の周波数
変調用信号によってビームが周波数変調し、また、上記
スレーブ発振器5の自励周波数fslの大側の変化(Fs
(t))によって、図7(c)に示すように、ビームが
走査され、さらに、上記スレーブ発振器5の自励周波数
slの小側の変化(Fm(t))によって上記マスター
信号の周波数変調用信号に起因したビーム走査のぶれが
上述したように抑制される。
In this case, the beam is frequency-modulated by the frequency modulation signal of the master signal, and the self-excited frequency fsl of the slave oscillator 5 changes on the large side (Fs
(T)), the beam is scanned as shown in FIG. 7 (c), and the frequency of the master signal is changed by a small change (Fm (t)) of the self-excitation frequency fsl of the slave oscillator 5. The beam scanning blur caused by the modulation signal is suppressed as described above.

【0075】この第4実施形態例によれば、上記各実施
形態例と同様の優れた効果を奏することができる上に、
マスター信号の周波数変調用信号の周波数変化にほぼ一
致させて各スレーブ発振器5の自励周波数fslを少なく
とも変化させる構成を備えているので、その各スレーブ
発振器5の自励周波数fslの周波数変化によって、上記
マスター信号の周波数変調用信号に起因したビーム走査
のぶれを抑制することができるという効果を得ることが
できる。
According to the fourth embodiment, excellent effects similar to those of the above embodiments can be obtained, and
Since a configuration is provided in which the self-excited frequency f sl of each slave oscillator 5 is changed at least in accordance with the frequency change of the frequency modulation signal of the master signal, the frequency change of the self-excited frequency f sl of each slave oscillator 5 is performed. Accordingly, it is possible to obtain an effect that it is possible to suppress the beam scanning blur caused by the frequency modulation signal of the master signal.

【0076】以下に、第5実施形態例を説明する。な
お、この第5実施形態例の説明において、前記各実施形
態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分
の重複説明は省略する。
The fifth embodiment will be described below. In the description of the fifth embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in each of the above embodiments, and the duplicated description of the common portions will be omitted.

【0077】この第5実施形態例において特徴的なこと
は、各アンテナ部2を複数のアンテナによって構成した
ことである。それ以外の構成は前記各実施形態例と同様
である。
What is characteristic in the fifth embodiment is that each antenna unit 2 is constituted by a plurality of antennas. Other configurations are the same as those of the above embodiments.

【0078】複数のアンテナにより形成されるアンテナ
部2の構成には様々な形態がある。例えば、図8(a)
に示す例では、各アンテナ部2は、それぞれ、複数のア
ンテナ15がアンテナ部2の配列方向に沿って配列配置
されてアンテナ群を構成している形態と成し、これら各
アンテナ部2の複数のアンテナ15は共通のスレーブ発
振器5に並列的に信号接続されている。このような構成
とすることにより、要求されるアンテナ15の数に対す
るスレーブ発振器5の設置数の削減を図ることができ
る。
There are various configurations of the antenna section 2 formed by a plurality of antennas. For example, FIG.
In the example shown in FIG. 1, each antenna unit 2 has a configuration in which a plurality of antennas 15 are arranged and arranged along the arrangement direction of the antenna units 2 to form an antenna group. Are connected to the common slave oscillator 5 in parallel. With this configuration, the number of slave oscillators 5 to be installed can be reduced with respect to the required number of antennas 15.

【0079】また、図8(b)に示す例では、各アンテ
ナ部2は、それぞれ、複数のアンテナ(例えば、チップ
アンテナ)16が整列配置されて直列的に接続されてい
るサブアンテナアレーと成している。このように、各ア
ンテナ部2をサブアンテナアレーにより構成する場合に
は、例えば、ビーム走査が一次元であるときには、上記
サブアンテナアレーのアンテナ16を上記ビーム走査と
は異なる次元上に配列配置する。具体例としては、例え
ば、xyzの3次元空間において、ビーム走査がx平面
に沿って行われている場合には、上記サブアンテナアレ
ーの複数のアンテナ16をy平面あるいはz平面に沿っ
て配列配置する。
In the example shown in FIG. 8B, each antenna section 2 is formed as a sub-antenna array in which a plurality of antennas (for example, chip antennas) 16 are arranged and connected in series. are doing. As described above, when each antenna unit 2 is configured by a sub-antenna array, for example, when the beam scanning is one-dimensional, the antennas 16 of the sub-antenna array are arranged and arranged on a different dimension from the beam scanning. . As a specific example, for example, when beam scanning is performed along the x plane in the xyz three-dimensional space, the plurality of antennas 16 of the sub-antenna array are arranged and arranged along the y plane or the z plane. I do.

【0080】上記のように、各アンテナ部2をサブアン
テナアレーにより構成することによって、ビームの指向
性を、上記サブアンテナアレーのアンテナ16の配列方
向にシャープにすることができる。
As described above, by forming each antenna section 2 with a sub-antenna array, the directivity of the beam can be sharpened in the arrangement direction of the antennas 16 of the sub-antenna array.

【0081】なお、上記アンテナ16が例えばλ/2パ
ッチ型のアンテナ構造を備えている場合には、上記隣り
合っているアンテナ16間の間隔がλ/2(λはビーム
の波長)となるように、上記複数のアンテナ16を配列
配置することが望ましい。
When the antenna 16 has a λ / 2 patch type antenna structure, for example, the interval between the adjacent antennas 16 is λ / 2 (λ is the wavelength of the beam). In addition, it is desirable to arrange the plurality of antennas 16 in an array.

【0082】さらに、図8(c)に示す例では、各アン
テナ部2は、上記図8(b)に示すサブアンテナアレー
のアンテナ16と同様に複数のアンテナ17が配列配置
されているが、上記図8(b)に示すアンテナ部2と異
なることは、上記複数のアンテナ17がスレーブ発振器
5に並列的に信号接続されていることである。このよう
な場合にも、上記図8(b)に示すアンテナ部2と同様
に、ビームの指向性をサブアンテナアレーの配列方向に
シャープにすることができるという効果を奏することが
できる。
Further, in the example shown in FIG. 8C, a plurality of antennas 17 are arranged and arranged in each antenna unit 2 in the same manner as the antenna 16 of the sub-antenna array shown in FIG. 8B. The difference from the antenna unit 2 shown in FIG. 8B is that the plurality of antennas 17 are signal-connected to the slave oscillator 5 in parallel. In such a case, similarly to the antenna unit 2 shown in FIG. 8B, it is possible to obtain an effect that the directivity of the beam can be sharpened in the arrangement direction of the sub-antenna array.

【0083】なお、複数のアンテナにより構成されるア
ンテナ部2の形態は上記図8(a)〜(c)に示すアン
テナ部2の形態に限定されるものではなく、様々な形態
を採り得るものである。
The form of the antenna section 2 composed of a plurality of antennas is not limited to the form of the antenna section 2 shown in FIGS. 8A to 8C, but can take various forms. It is.

【0084】この第5実施形態例によれば、各アンテナ
部2を複数のアンテナによって構成することによって、
要求されるアンテナの数に対するスレーブ発振器5の設
置数を削減することができる上に、アンテナ利得を高め
ることができるという効果をも奏することができる。
According to the fifth embodiment, by configuring each antenna unit 2 with a plurality of antennas,
The number of slave oscillators 5 required for the required number of antennas can be reduced, and the antenna gain can be increased.

【0085】以下に、第6実施形態例を説明する。この
第6実施形態例では、上記各実施形態例に示したフェー
ズドアレーアンテナ装置1を備えたレーダ装置の一例を
説明する。
Hereinafter, a sixth embodiment will be described. In the sixth embodiment, an example of a radar device including the phased array antenna device 1 shown in each of the above embodiments will be described.

【0086】この第6実施形態例に示すレーダ装置はF
MCW(Frequency Modulated Continuous Wave)レー
ダ装置であり、図9(a)に示すような構成を備えてい
る。つまり、図9(a)に示すレーダ装置20は、上記
第1〜第5の実施形態例の何れか1つに示したフェーズ
ドアレーアンテナ装置1を送信用のアンテナ装置として
有すると共に、受信用のアンテナ装置21と、ミキシン
グ部22と、ローパスフィルター(LPF)23と、D
SP(Digital Signal Processor)ユニット24とを有
して構成されている。
The radar device shown in the sixth embodiment is F
This is an MCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar device having a configuration as shown in FIG. That is, the radar device 20 shown in FIG. 9A has the phased array antenna device 1 shown in any one of the first to fifth embodiments as a transmitting antenna device and a receiving antenna device. An antenna device 21, a mixing unit 22, a low-pass filter (LPF) 23,
An SP (Digital Signal Processor) unit 24 is provided.

【0087】なお、図9(a)では、上記フェーズドア
レーアンテナ装置1を構成するマスター信号制御手段8
およびスレーブ自励制御手段9の図示が省略され、ま
た、各スレーブ発振器5の一方向結合の形態が簡略化さ
れて図示されている。
In FIG. 9A, the master signal control means 8 constituting the phased array antenna device 1 is shown.
The illustration of the slave self-excitation control means 9 is omitted, and the form of one-way coupling of each slave oscillator 5 is shown in a simplified manner.

【0088】この第6実施形態例では、上記受信用のア
ンテナ装置21は、ビームの向きが固定されているビー
ム非走査タイプのアンテナ装置である。そのビーム非走
査タイプのアンテナ装置の構成には様々な形態が有る
が、ここでは、何れの形態のビーム非走査タイプのアン
テナ装置をも受信用のアンテナ装置21として採用して
よいものである。ここでは、その受信用のアンテナ装置
21の詳細説明は省略する。
In the sixth embodiment, the receiving antenna device 21 is a beam non-scanning type antenna device in which the beam direction is fixed. There are various forms of the configuration of the beam non-scanning type antenna device. Here, any of the beam non-scanning type antenna devices may be adopted as the receiving antenna device 21. Here, detailed description of the receiving antenna device 21 is omitted.

【0089】この第6実施形態例に示すレーダ装置20
では、上記フェーズドアレーアンテナ装置1はミキシン
グ部22に送信信号検出通路26を介して信号接続さ
れ、また、上記受信用のアンテナ装置21は受信信号供
給通路27を介してミキシング部22に信号接続されて
いる。このため、上記ミキシング部22には、フェーズ
ドアレーアンテナ装置1のマスター発振器6から出力さ
れるマスター信号が検出されて上記送信信号検出通路2
6を介し加えられる。また、上記ミキシング部22に
は、上記受信用のアンテナ装置21で受信した受信信号
をも上記受信信号供給通路27を介して加えられる。
The radar device 20 shown in the sixth embodiment
In the above, the phased array antenna device 1 is signal-connected to the mixing unit 22 via a transmission signal detection path 26, and the reception antenna device 21 is signal-connected to the mixing unit 22 via a reception signal supply path 27. ing. Therefore, the mixing unit 22 detects a master signal output from the master oscillator 6 of the phased array antenna device 1 and
6 is added. Further, a reception signal received by the reception antenna device 21 is also applied to the mixing section 22 via the reception signal supply path 27.

【0090】上記ミキシング部22は、上記フェーズド
アレーアンテナ装置1から加えられた図9(b)の実線
αに示すような送信信号と、受信用のアンテナ装置21
から加えられた図9(b)の破線βに示すような受信信
号とをミキシングし、図9(c)に示すような信号を作
り出して出力する構成を備えている。このミキシング部
22から出力された信号はLPF23を介してDSPユ
ニット24に加えられ、該DSPユニット24におい
て、予め定められた信号処理が成されて、レーダ装置2
0からターゲットまでの距離Rや、レーダ装置20に対
するターゲットの相対的な移動速度Vが検出される。
The mixing section 22 includes a transmission signal indicated by a solid line α in FIG. 9B added from the phased array antenna apparatus 1 and a reception antenna apparatus 21.
9B is mixed with a received signal as shown by a broken line β in FIG. 9B to generate and output a signal as shown in FIG. 9C. The signal output from the mixing unit 22 is applied to a DSP unit 24 via an LPF 23, where the DSP unit 24 performs predetermined signal processing, and
The distance R from 0 to the target and the moving speed V of the target relative to the radar device 20 are detected.

【0091】例えば、上記フェーズドアレーアンテナ装
置1から放射されたビームが、距離R分だけ離れた位置
に有るターゲットに達して反射すると、その反射ビーム
は、上記ビームが放射されてから2R/c秒を経過した
ときに、上記受信用のアンテナ装置21で受信されるこ
ととなる。なお、上記cは光の速度である。
For example, when a beam radiated from the phased array antenna device 1 reaches a target located at a position separated by a distance R and is reflected, the reflected beam takes 2R / c seconds after the beam is radiated. Is received by the reception antenna device 21. Note that c is the speed of light.

【0092】上記受信用のアンテナ装置21で受信され
たビームと、フェーズドアレーアンテナ装置1から放射
されたビームとには、上記時間2R/cに応じた周波数
差異および位相差が発生する。この結果、ミキシング部
22から出力される上記ミキシング後の信号は、図9
(c)に示すようなビート信号B1,B2を有する信号
となる。
A frequency difference and a phase difference corresponding to the time 2R / c are generated between the beam received by the receiving antenna device 21 and the beam radiated from the phased array antenna device 1. As a result, the mixed signal output from the mixing unit 22 is shown in FIG.
This is a signal having beat signals B1 and B2 as shown in FIG.

【0093】上記DSPユニット24は上記ビート信号
B1,B2を利用して、上記レーダ装置20から上記タ
ーゲットに至るまでの距離Rや、レーダ装置20に対す
る上記ターゲットの相対移動速度Vを、例えば、下記の
数式5や数式6に従って算出することができる。
The DSP unit 24 uses the beat signals B1 and B2 to determine the distance R from the radar device 20 to the target and the relative moving speed V of the target with respect to the radar device 20, for example, It can be calculated in accordance with Equations (5) and (6).

【0094】[0094]

【数5】 (Equation 5)

【0095】[0095]

【数6】 (Equation 6)

【0096】なお、数式5、数式6に示されるcは光の
速度であり、fabは上記ビート信号B1のピーク値fa
と上記ビート信号B2のピーク値fbとの加算値を2で
割った値((fa+fb)/2)を表しており、1/fFM
は周波数変調の周期を表し、ΔFmはビームの周波数変
調の振幅を表す。また、fdpはドップラー周波数であ
り、上記ビート信号B1のピーク値faから上記ビート
信号B2のピーク値fbを差し引いた差分値を2で割っ
た値((fa−fb)/2)を表し、fcはビームの基本
周波数を表している。
Note that c shown in Expressions 5 and 6 is the speed of light, and f ab is the peak value fa of the beat signal B1.
And has the sum of the peak value fb of the beat signal B2 represents a value obtained by dividing 2 ((fa + fb) / 2), 1 / f FM
Represents the frequency modulation period, and ΔFm represents the amplitude of the frequency modulation of the beam. F dp is a Doppler frequency, and represents a value obtained by subtracting the peak value fa of the beat signal B1 from the peak value fb of the beat signal B2 by 2 ((fa−fb) / 2), fc represents the fundamental frequency of the beam.

【0097】上記のように、レーダ装置20は、ターゲ
ットまでの距離Rや、ターゲットの相対移動速度Vを検
出することができる。
As described above, the radar device 20 can detect the distance R to the target and the relative moving speed V of the target.

【0098】この第6実施形態例によれば、上記第1〜
第5の実施形態例の何れか1つに示されているフェーズ
ドアレーアンテナ装置1を送信用のアンテナ装置として
採用してレーダ装置20を構成したので、前述したよう
に、フェーズドアレーアンテナ装置1の小型化、低コス
ト化に伴って、レーダ装置20の小型化、低コスト化を
促進させることが可能である。従来のフェーズドアレー
アンテナ装置を搭載したレーダ装置は、大型で、且つ、
高価格であったために、用途が限定されていたが、この
第6実施形態例に示すレーダ装置20は、上記の如く、
小型で、且つ、安価であることから、例えば、普通自動
車等の車載用としても実用的に使用することが可能とな
り、レーダ装置20の用途を拡大することができること
となる。
According to the sixth embodiment, the above-mentioned first to first embodiments are described.
Since the radar device 20 is configured by using the phased array antenna device 1 shown in any one of the fifth embodiment examples as a transmitting antenna device, as described above, the phased array antenna device 1 With downsizing and cost reduction, it is possible to promote downsizing and cost reduction of the radar device 20. A radar device equipped with a conventional phased array antenna device is large and
Although the use was limited due to the high price, the radar device 20 shown in the sixth embodiment is, as described above,
Since it is small and inexpensive, it can be used practically, for example, for in-vehicle use of ordinary cars, and the use of the radar device 20 can be expanded.

【0099】以下に、第7実施形態例を説明する。図1
0には、この第7実施形態例で示すレーダ装置の主要な
構成部分が模式的に示されている。この第7実施形態例
に示すレーダ装置20は、上記第1〜第5の実施形態例
の何れか1つに示したフェーズドアレーアンテナ装置1
が送信用のアンテナ装置として設けられると共に、この
送信用のアンテナ装置と同様の構成を備えたフェーズド
アレーアンテナ装置1が受信用のアンテナ装置として設
けられており、上記送信用のアンテナ装置から放射され
る送信ビームだけでなく、上記受信用のアンテナ装置の
受信ビームをも送信ビームと同様に走査される構成を有
している。なお、上記フェーズドアレーアンテナ装置1
の構成は前記各実施形態例で述べたので、ここでは、そ
の重複説明は省略する。
The seventh embodiment will be described below. FIG.
0 schematically shows the main components of the radar apparatus shown in the seventh embodiment. The radar apparatus 20 according to the seventh embodiment is the same as the phased array antenna apparatus 1 according to any one of the first to fifth embodiments.
Is provided as a transmitting antenna device, and a phased array antenna device 1 having a configuration similar to that of the transmitting antenna device is provided as a receiving antenna device, and is radiated from the transmitting antenna device. In addition to the transmitting beam, the receiving beam of the receiving antenna device is scanned in the same manner as the transmitting beam. The phased array antenna device 1
Has been described in each of the above embodiments, and a duplicate description thereof will be omitted here.

【0100】この第7実施形態例では、図10に示すよ
うに、上記送信用のアンテナ装置の各アンテナ部2の近
傍に、それぞれ、一対一に対応する受信用のアンテナ装
置のアンテナ部2’が配設されている。また、それら送
信用のアンテナ部2と受信用のアンテナ部2との対にそ
れぞれ対応するミキシング部22が設けられている。そ
れら各ミキシング部22は、それぞれ、対応する送信用
のアンテナ部2の信号入力側の信号通路10に送信信号
検出通路26を介して接続され、また、受信用のアンテ
ナ部2’の信号出力側に受信信号供給通路27を介して
接続されている。このため、各ミキシング部22には、
それぞれ、対応する送信用のアンテナ部2の送信信号
と、受信用のアンテナ部2’で受信された受信信号とが
加えられ、各ミキシング部22は、それら送信信号と受
信信号をミキシングする構成を備えている。
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 10, near the antenna sections 2 of the transmitting antenna apparatus, the antenna sections 2 'of the receiving antenna apparatuses corresponding one to one are provided. Are arranged. Mixing units 22 corresponding to the pairs of the transmitting antenna unit 2 and the receiving antenna unit 2 are provided. Each of the mixing sections 22 is connected to the corresponding signal path 10 on the signal input side of the transmission antenna section 2 via the transmission signal detection path 26, and the signal output side of the reception antenna section 2 ′. Are connected via a reception signal supply path 27 to the power supply. For this reason, each mixing unit 22 includes:
A transmission signal of the corresponding transmission antenna unit 2 and a reception signal received by the reception antenna unit 2 'are added, and each mixing unit 22 has a configuration for mixing the transmission signal and the reception signal. Have.

【0101】上記各ミキシング部22は共通の信号合成
部28に接続されており、各ミキシング部22で作られ
たミキシング信号は、上記信号合成部28に加えられ
る。その信号合成部28は、それら加えられたミキシン
グ信号をさらに合成し、LPF23を介してDSPユニ
ット24に出力する。このDSPユニット24では、上
記第6実施形態例と同様に、予め定められた信号処理を
行って、ターゲットまでの距離Rや、レーダ装置20に
対するターゲットの相対移動速度Vを検出する。
Each of the mixing units 22 is connected to a common signal synthesizing unit 28, and a mixing signal generated by each mixing unit 22 is applied to the signal synthesizing unit 28. The signal synthesizing unit 28 further synthesizes the added mixing signals, and outputs the mixed signals to the DSP unit 24 via the LPF 23. The DSP unit 24 performs a predetermined signal processing to detect the distance R to the target and the relative moving speed V of the target with respect to the radar device 20, as in the sixth embodiment.

【0102】この第7実施形態例では、DSPユニット
24における信号処理を容易にするために、上記送信ビ
ームと受信ビームの向きがほぼ同一となるように、各送
信ビームと受信ビームを走査するためのビーム走査手段
(図示せず)が設けられている。例えば、送信用と受信
用の各アンテナ装置1のマスター信号制御手段8やスレ
ーブ自励制御手段9をそれぞれ共通化することでビーム
走査手段と成す。
In the seventh embodiment, in order to facilitate signal processing in the DSP unit 24, the transmission beam and the reception beam are scanned so that the directions of the transmission beam and the reception beam are substantially the same. Beam scanning means (not shown) is provided. For example, by sharing the master signal control means 8 and the slave self-excitation control means 9 of each of the antenna devices 1 for transmission and reception, a beam scanning unit is formed.

【0103】この第7実施形態例によれば、送信ビーム
だけでなく、受信ビームをも走査されるので、送信信号
と受信信号を利用した信号処理を簡単にすることができ
る。
According to the seventh embodiment, not only the transmission beam but also the reception beam is scanned, so that signal processing using the transmission signal and the reception signal can be simplified.

【0104】以下に、第8実施形態例を説明する。な
お、この第8実施形態例の説明において、上記各実施形
態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分
の重複説明は省略する。
Hereinafter, an eighth embodiment will be described. In the description of the eighth embodiment, the same components as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description of the common portions will not be repeated.

【0105】この第8実施形態例では、送信と受信を両
方共に行うフェーズドアレーアンテナ装置の一例と、そ
れを搭載したレーダ装置の構成例とを示す。図11に、
この第8実施形態例に示すフェーズドアレーアンテナ装
置がレーダ装置に組み込まれた状態で示されている。こ
の第8実施形態例に示すフェーズドアレーアンテナ装置
1は、上記第1〜第5の実施形態例に示したフェーズド
アレーアンテナ装置1とほぼ同様の構成を備えている
が、異なる特徴的なことは、図11に示されるようなミ
キシング部22とサーキュレーター30と送信信号取り
出し部31が設けられていることである。なお、図11
では、フェーズドアレーアンテナ装置1のマスター信号
制御手段8とスレーブ自励制御手段9の図示が省略され
ている。
In the eighth embodiment, an example of a phased array antenna device that performs both transmission and reception and an example of the configuration of a radar device equipped with the phased array antenna device will be described. In FIG.
The phased array antenna apparatus shown in the eighth embodiment is shown in a state where it is incorporated in a radar apparatus. The phased array antenna device 1 shown in the eighth embodiment has substantially the same configuration as the phased array antenna device 1 shown in the above-described first to fifth embodiments. 11 is provided with a mixing unit 22, a circulator 30, and a transmission signal extracting unit 31 as shown in FIG. Note that FIG.
In the figure, the illustration of the master signal control means 8 and the slave self-excitation control means 9 of the phased array antenna apparatus 1 is omitted.

【0106】上記サーキュレーター30は、各アンテナ
部2とスレーブ発振器5(あるいはマスター発振器6)
間の信号通路10にそれぞれ介設される。また、送信信
号取り出し部31は、上記サーキュレーター30よりも
スレーブ発振器5(マスター発振器6)側の信号通路1
0の部位に設けられている。なお、上記送信信号取り出
し部31は、前記信号通路10と一方向信号注入通路7
間の信号検出部11と別個に設けてもよいし、兼用する
構成としてもよいものである。
The circulator 30 includes the antenna unit 2 and the slave oscillator 5 (or the master oscillator 6).
The signal path 10 is provided between the signal paths. Further, the transmission signal extracting unit 31 is connected to the signal path 1 on the slave oscillator 5 (master oscillator 6) side with respect to the circulator 30.
0 is provided. In addition, the transmission signal extracting unit 31 is connected to the signal path 10 and the one-way signal injection path 7.
It may be provided separately from the signal detection unit 11 between them, or may be configured so as to be shared.

【0107】上記各サーキュレーター30には、それぞ
れ、一対一に対応するミキシング部22が信号接続され
ている。また、これら各ミキシング部22は、それぞ
れ、対応する上記送信信号取り出し部31に送信信号供
給通路26を介して信号接続されている。
Each of the circulators 30 is connected to a corresponding one of the mixing units 22 by signal. Each of these mixing sections 22 is signal-connected to the corresponding transmission signal extracting section 31 via a transmission signal supply path 26.

【0108】この第8実施形態例では、上記各サーキュ
レーター30によって、スレーブ発振器5(あるいはマ
スター発振器6)からアンテナ部2に送信信号が供給さ
れ、且つ、アンテナ部2で受信された受信信号は、上記
スレーブ発振器5(あるいはマスター発振器6)とは異
なる設定の出力部であるミキシング部22に向けて出力
される構成と成している。
In the eighth embodiment, a transmission signal is supplied from the slave oscillator 5 (or the master oscillator 6) to the antenna unit 2 by each of the circulators 30, and a reception signal received by the antenna unit 2 is: The configuration is such that the signal is output to a mixing unit 22 which is an output unit having a setting different from that of the slave oscillator 5 (or the master oscillator 6).

【0109】上記各ミキシング部22には、それぞれ、
上記の如くサーキュレーター30から受信信号が供給さ
れると共に、上記送信信号取り出し部31により検出さ
れた送信信号が送信信号検出通路26を介して加えられ
る。それら各ミキシング部22は、上記加えられた受信
信号と送信信号をミキシングして、共通の信号合成部2
8に出力する。そして、前記第7実施形態例と同様に、
信号合成部28により、それら各ミキシング部22のミ
キシング信号が合成されて、LPF23を介してDSP
ユニット24に出力されて、ターゲットまでの距離R
や、ターゲットの相対移動速度Vが検出される。
Each of the mixing sections 22 has
The reception signal is supplied from the circulator 30 as described above, and the transmission signal detected by the transmission signal extracting unit 31 is added through the transmission signal detection path 26. Each of these mixing sections 22 mixes the added reception signal and transmission signal to form a common signal synthesis section 2.
8 is output. And, as in the seventh embodiment,
The signal synthesizing unit 28 synthesizes the mixing signals of the respective mixing units 22,
Output to the unit 24, the distance R to the target
Also, the relative movement speed V of the target is detected.

【0110】この第8実施形態例によれば、送信と受信
を1つのフェーズドアレーアンテナ装置1によって行う
ことが可能となるので、ビームの送信と受信を行うため
のアンテナ装置を1つ設けるだけで済むこととなり、レ
ーダ装置20のより一層の小型化を図ることができる。
According to the eighth embodiment, since transmission and reception can be performed by one phased array antenna apparatus 1, only one antenna apparatus for transmitting and receiving a beam is provided. As a result, the size of the radar device 20 can be further reduced.

【0111】なお、この発明は上記各実施形態例に限定
されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例
えば、上記各実施形態例に示したフェーズドアレーアン
テナ装置1では、マスター信号の基本周波数fcと、ス
レーブ発振器5の自励周波数fslの基本周波数とが同様
となっていたが、それら周波数は異にしてもよい。ただ
し、上記マスター信号の基本周波数fcは、前記同期条
件を満たす周波数とする。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, but can adopt various embodiments. For example, in the phased array antenna device 1 shown in each of the above embodiments, the fundamental frequency fc of the master signal is the same as the fundamental frequency of the self-excited frequency fsl of the slave oscillator 5, but these frequencies are different. It may be. However, the fundamental frequency fc of the master signal is a frequency satisfying the synchronization condition.

【0112】[0112]

【発明の効果】この発明のフェーズドアレーアンテナ装
置によれば、配列配置された複数のアンテナ部にはそれ
ぞれスレーブ発振器が信号接続され、それらスレーブ発
振器は上記アンテナ部の配列に応じて一方向結合されて
おり、その配列の先頭のスレーブ発振器にマスター信号
を注入するマスター発振器が設けられ、さらに、そのマ
スター発振器の発振動作を制御して上記マスター信号を
周期的に変化させるマスター信号制御手段が設けられて
いる構成とした。
According to the phased array antenna apparatus of the present invention, a slave oscillator is connected to each of the plurality of antenna units arranged in a signal manner, and these slave oscillators are unidirectionally coupled according to the arrangement of the antenna units. A master oscillator for injecting a master signal into the first slave oscillator of the array, and a master signal control means for controlling the oscillation operation of the master oscillator and periodically changing the master signal are provided. Configuration.

【0113】この構成による上記マスター信号の周期的
変化、および、上記マスター発振器からスレーブ発振器
へのマスター信号の注入動作、および、注入同期現象に
よって、各アンテナ部のアンテナ動作に起因したビーム
が周波数変調し、且つ、ビームの向きが可変することと
なる。
Due to the periodic change of the master signal, the injection operation of the master signal from the master oscillator to the slave oscillator, and the injection locking phenomenon, the beam caused by the antenna operation of each antenna unit is frequency-modulated. In addition, the direction of the beam is changed.

【0114】このように、この発明のフェーズドアレー
アンテナ装置は、従来のような大型且つ高価な位相器を
設けなくとも、上記マスター信号の周期的な可変制御に
よって、ビームの周波数変調だけでなく、ビームの向き
の可変をも可能となることから、フェーズドアレーアン
テナ装置の大幅な小型化および低コスト化を図ることが
できる。
As described above, the phased array antenna apparatus according to the present invention can provide not only the frequency modulation of the beam but also the periodic variable control of the master signal without providing a large and expensive phase shifter as in the prior art. Since the beam direction can be changed, the size and cost of the phased array antenna device can be significantly reduced.

【0115】このことから、この発明において特徴的な
構成を持つフェーズドアレーアンテナ装置を備えたレー
ダ装置にあっては、上記フェーズドアレーアンテナ装置
の小型化および低コスト化に伴って、レーダ装置の小型
化および低コスト化を促進させることができる。これに
起因して、フェーズドアレーアンテナ装置を搭載したレ
ーダ装置の用途を拡大することができる。
Therefore, in the radar apparatus provided with the phased array antenna apparatus having the characteristic configuration according to the present invention, the size and the cost of the phased array antenna apparatus are reduced, and the radar apparatus is reduced in size. And cost reduction can be promoted. Due to this, the use of the radar device equipped with the phased array antenna device can be expanded.

【0116】マスター信号制御手段の制御動作によっ
て、マスター信号が、予め定めた基本周波数の信号と、
周波数変調用信号と、走査用信号とが合成して成る信号
と成しているフェーズドアレーアンテナ装置にあって
は、上記マスター信号の周波数変調用信号によってビー
ムの周波数変調を制御することができ、また、上記走査
用信号によってビーム走査を制御することが可能とな
る。このことから、上記ビームの周波数変調と、ビーム
走査とをそれぞれほぼ独立した状態で制御することがで
きることとなり、上記ビームの周波数変調とビーム走査
の制御が容易となる。
By the control operation of the master signal control means, the master signal is converted into a signal of a predetermined fundamental frequency and
In a phased array antenna apparatus in which a signal for frequency modulation and a signal for scanning are combined to form a signal, the frequency modulation of the beam can be controlled by the signal for frequency modulation of the master signal. Further, beam scanning can be controlled by the scanning signal. Thus, the frequency modulation of the beam and the beam scanning can be controlled in a substantially independent state, and the control of the frequency modulation of the beam and the beam scanning becomes easy.

【0117】マスター信号制御手段の制御動作によっ
て、マスター信号が、予め定めた基本周波数の信号と、
周波数変調用信号とが合成して成る信号と成し、また、
スレーブ自励制御手段の制御動作によって、各スレーブ
発振器の自励周波数が上記周波数変調用信号の周波数変
化幅よりも大きい変化幅で、且つ、上記周波数変調用信
号よりも長い周期でもって変化する構成と成しているフ
ェーズドアレーアンテナ装置にあっては、上記マスター
信号の周波数変調用信号によってビームの周波数変調を
制御することができ、また、スレーブ発振器の自励周波
数の上記周波数変化によってビーム走査を制御すること
が可能となる。このことから、上記同様に、上記ビーム
の周波数変調と、ビーム走査とをそれぞれほぼ独立した
状態で制御することができることとなり、上記ビームの
周波数変調とビーム走査の制御が容易となるという効果
を奏することができることとなる。
By the control operation of the master signal control means, the master signal is converted into a signal of a predetermined fundamental frequency and
A signal obtained by combining the frequency modulation signal and the frequency modulation signal.
A configuration in which the self-excitation frequency of each slave oscillator changes by a control operation of the slave self-excitation control means with a change width larger than the frequency change width of the frequency modulation signal and with a period longer than the frequency modulation signal. In the phased array antenna device, the frequency modulation of the beam can be controlled by the frequency modulation signal of the master signal, and the beam scanning is performed by the frequency change of the self-excited frequency of the slave oscillator. It becomes possible to control. Accordingly, similarly to the above, the frequency modulation of the beam and the beam scanning can be controlled in a substantially independent state, and the effect of facilitating the control of the frequency modulation of the beam and the beam scanning can be obtained. You can do it.

【0118】また、マスター信号に走査用信号が含まれ
ていないので、ビームの周波数変調に上記走査用信号に
起因した周波数変化が含まれないこととなり、例えば、
このフェーズドアレーアンテナ装置を搭載したレーダ装
置では、信号処理の煩雑化を防止することができる。
Further, since the scanning signal is not included in the master signal, the frequency modulation of the beam does not include the frequency change caused by the scanning signal.
In the radar device equipped with the phased array antenna device, it is possible to prevent complication of signal processing.

【0119】マスター信号制御手段の制御動作によっ
て、マスター信号が、予め定めた基本周波数の信号と、
少なくとも周波数変調用信号とが合成して成る信号と成
し、また、スレーブ自励制御手段の制御動作による各ス
レーブ発振器の自励周波数の変化に、上記周波数変調用
信号の周波数変化幅よりも大きい変化幅で、且つ、上記
周波数変調用信号よりも長い周期を持つ周波数変化が少
なくとも含まれている構成と成しているフェーズドアレ
ーアンテナ装置にあっては、上記スレーブ発振器の自励
周波数の変化によって、上記周波数変調信号に起因した
ビーム走査のぶれを抑制することができる。このような
フェーズドアレーアンテナ装置を備えたレーダ装置で
は、上記のように、ビーム走査のぶれが抑制されるの
で、レーダ装置の送信信号および受信信号を用いた信号
処理を簡単に行うことができることとなる。
By the control operation of the master signal control means, the master signal is converted into a signal of a predetermined fundamental frequency,
At least a signal obtained by combining the frequency modulation signal and a change in the self-excitation frequency of each slave oscillator due to the control operation of the slave self-excitation control means is larger than the frequency change width of the frequency modulation signal. In the phased array antenna device having a configuration in which the change width is at least a frequency change having a cycle longer than the frequency modulation signal, the change in the self-excited frequency of the slave oscillator In addition, it is possible to suppress blurring of beam scanning caused by the frequency modulation signal. In the radar apparatus having such a phased array antenna apparatus, as described above, since the blur of the beam scanning is suppressed, it is possible to easily perform signal processing using the transmission signal and the reception signal of the radar apparatus. Become.

【0120】マスター発振器にもアンテナ部が信号接続
されているフェーズドアレーアンテナ装置や、各アンテ
ナ部が複数のアンテナが集合して成るアンテナ群により
構成されているフェーズドアレーアンテナ装置にあって
は、例えば、要求されるアンテナの数に対する発振器の
設置数を削減することが可能となり、その発振器の削減
に起因してフェーズドアレーアンテナ装置の小型化およ
び低コスト化をより一層促進させることが可能となる。
In a phased array antenna device in which an antenna unit is also connected to the master oscillator by a signal, or in a phased array antenna device in which each antenna unit is configured by an antenna group formed by a plurality of antennas, for example, In addition, the number of oscillators required for the required number of antennas can be reduced, and the reduction in the number of oscillators can further promote downsizing and cost reduction of the phased array antenna device.

【0121】各アンテナ部はビームの送信および受信を
行う構成と成し、各アンテナ部と、該アンテナ部に信号
接続するスレーブ又はマスターの発振器との間の信号通
路上にサーキュレーターが介設されると共に、そのサー
キュレーターよりも発振器側の信号通路部位に送信信号
取り出し部が設けられているフェーズドアレーアンテナ
装置にあっては、ビームの送信と受信を両方共に行うこ
とが可能であることから、このフェーズドアレーアンテ
ナ装置を備えたレーダ装置にあっては、フェーズドアレ
ーアンテナ装置を1つ搭載するだけで済むこととなり、
レーダ装置の更なる小型化および低コスト化を図ること
ができることとなる。
Each antenna unit is configured to transmit and receive a beam, and a circulator is provided on a signal path between each antenna unit and a slave or master oscillator connected to the antenna unit. In addition, in a phased array antenna device in which a transmission signal extraction unit is provided in a signal path portion on the oscillator side of the circulator, it is possible to perform both beam transmission and reception. For a radar device having an array antenna device, only one phased array antenna device needs to be mounted,
It is possible to further reduce the size and cost of the radar device.

【0122】また、上記フェーズドアレーアンテナ装置
には、上記のように、サーキュレーターと、送信信号取
り出し部とが設けられて、送信信号と受信信号をそれぞ
れ別々に検出するための構成が備えられているので、こ
のフェーズドアレーアンテナ装置を搭載したレーダ装置
にあっては、上記送信信号と受信信号を用いた信号処理
が容易となる。
Further, as described above, the phased array antenna apparatus is provided with the circulator and the transmission signal extracting section, and is provided with a configuration for separately detecting the transmission signal and the reception signal. Therefore, in the radar device equipped with the phased array antenna device, signal processing using the transmission signal and the reception signal is facilitated.

【0123】この発明において特有な構成を持つフェー
ズドアレーアンテナ装置が送信用のアンテナ装置として
設けられ、受信用のアンテナ装置として、ビーム非走査
タイプのアンテナ装置が設けられているレーダ装置にあ
っては、受信用のアンテナ装置として、ビーム非走査タ
イプのアンテナ装置を設けたので、装置の煩雑化を抑制
することができる。
In a radar apparatus in which a phased array antenna apparatus having a specific configuration according to the present invention is provided as a transmitting antenna apparatus and a beam non-scanning type antenna apparatus is provided as a receiving antenna apparatus. Since a non-beam-scanning antenna device is provided as a receiving antenna device, the complexity of the device can be suppressed.

【0124】この発明において特有な構成を持つフェー
ズドアレーアンテナ装置が送信用のアンテナ装置として
設けられ、また、受信用のアンテナ装置として、上記送
信用のアンテナ装置のビーム走査と同様にビーム走査が
成されるアンテナ装置が設けられているレーダ装置にあ
っては、送信ビームと受信ビームの各向きが常に同じと
なるので、ターゲットまでの距離や、レーダ装置に対す
るターゲットの相対移動速度等をより正確に検出するこ
とが可能となる。
In the present invention, a phased array antenna device having a specific configuration is provided as a transmitting antenna device, and a beam scanning is performed as a receiving antenna device in the same manner as the beam scanning of the transmitting antenna device. In a radar device provided with an antenna device to be provided, since the directions of the transmission beam and the reception beam are always the same, the distance to the target, the relative moving speed of the target with respect to the radar device, and the like can be more accurately determined. It becomes possible to detect.

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

【図1】この発明に係るフェーズドアレーアンテナ装置
の一例を模式的に示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an example of a phased array antenna device according to the present invention.

【図2】注入同期現象によるスレーブ発振器の発振動作
の変化を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a change in oscillation operation of a slave oscillator due to an injection locking phenomenon.

【図3】第1実施形態例に示すマスター発振器のマスタ
ー信号の周波数変化と、その周波数変化に起因したビー
ムの向きの変化とを模式的に示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a change in the frequency of a master signal of a master oscillator shown in the first embodiment and a change in the direction of a beam caused by the frequency change.

【図4】第2実施形態例において特徴的なマスター信号
の周波数変化と、その周波数変化に起因したビームの向
きの変化とを模式的に示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a characteristic change in the frequency of a master signal and a change in the direction of a beam caused by the change in the frequency in the second embodiment.

【図5】第3実施形態例において特徴的なマスター信号
の周波数変化と、各スレーブ発振器の自励周波数の周期
的な変化と、それら周波数変化に起因したビームの向き
の変化とを模式的に示す説明図である。
FIG. 5 schematically shows a characteristic change of a master signal, a periodic change of a self-excited frequency of each slave oscillator, and a change of a beam direction caused by the frequency change, which is characteristic in the third embodiment. FIG.

【図6】マスター信号の周波数変調用信号に起因したビ
ーム走査のぶれを抑制するためのスレーブ発振器の自励
周波数の周期的変化の一例をマスター信号と共に示した
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a periodic change of a self-excited frequency of a slave oscillator for suppressing a beam scanning blur caused by a frequency modulation signal of a master signal together with a master signal.

【図7】マスター信号の周波数変調用信号に起因したビ
ーム走査のぶれを抑制するためのスレーブ発振器の自励
周波数の周期的変化のその他の例をマスター信号と共に
示した説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing another example of the periodic change of the self-excited frequency of the slave oscillator for suppressing the beam scanning blur caused by the frequency modulation signal of the master signal together with the master signal.

【図8】複数のアンテナにより成るアンテナ部の形態例
を示したモデル図である。
FIG. 8 is a model diagram showing a form example of an antenna unit including a plurality of antennas.

【図9】この発明において特徴的な構成を備えたフェー
ズドアレーアンテナ装置を設けたレーダ装置の一例を示
す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a radar device provided with a phased array antenna device having a characteristic configuration according to the present invention.

【図10】送信ビームと受信ビームが同様に走査されて
いるレーダ装置の一例を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a radar device in which a transmission beam and a reception beam are scanned in the same manner.

【図11】送信と受信を両方共に行うフェーズドアレー
アンテナ装置の一例がレーダ装置に組み込まれた状態で
模式的に示されている図である。
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating an example of a phased array antenna device that performs both transmission and reception, which is incorporated in a radar device.

【図12】従来のフェーズドアレーアンテナ装置の一例
を示すモデル図である。
FIG. 12 is a model diagram showing an example of a conventional phased array antenna device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フェーズドアレーアンテナ装置 2 アンテナ部 5 スレーブ発振器 6 マスター発振器 7 一方向信号注入通路 8 マスター信号制御手段 9 スレーブ自励制御手段 10 信号通路 11 信号検出部 15,16,17 アンテナ 20 レーダ装置 21 受信用のアンテナ装置 30 サーキュレーター 31 送信信号取り出し部 Reference Signs List 1 phased array antenna device 2 antenna unit 5 slave oscillator 6 master oscillator 7 one-way signal injection path 8 master signal control means 9 slave self-excitation control means 10 signal path 11 signal detection unit 15, 16, 17 antenna 20 radar device 21 reception Antenna device 30 circulator 31 transmission signal extraction unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川端 一也 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 野木 茂次 岡山県岡山市土田1272−4 (72)発明者 佐薙 稔 岡山県岡山市北方1丁目1−27−2 Fターム(参考) 5J021 AA05 AA06 CA06 DB03 EA04 FA17 FA24 FA32 FA34 GA02 HA04 HA05 5J070 AB17 AD10 AD20 AK40  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuya Kawabata 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto Inside Murata Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Shigeji Nogi 1272-4 Tsuchida, Okayama-shi, Okayama Inventor Minoru Sanagi 1-27-2 Kitakata, Okayama City, Okayama Prefecture F-term (reference) 5J021 AA05 AA06 CA06 DB03 EA04 FA17 FA24 FA32 FA34 GA02 HA04 HA05 5J070 AB17 AD10 AD20 AK40

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配列配置された複数のアンテナ部と;こ
れら各アンテナ部にそれぞれ信号接続される複数のスレ
ーブ発振器と;これら複数のスレーブ発振器を上記アン
テナ部の配列に応じて一方向結合させて、手前のスレー
ブ発振器から次のスレーブ発振器へと発振周波数信号を
順次注入させるための一方向信号注入通路と;上記スレ
ーブ発振器の一方向結合の配列順の先頭のスレーブ発振
器にマスター信号を注入するマスター発振器と;を備
え、上記マスター発振器からスレーブ発振器へのマスタ
ー信号の注入動作に基づく、注入同期現象によって、上
記各スレーブ発振器の発振周波数を上記一方向結合の配
列順に順次上記マスター信号の周波数に同期させると共
に、上記一方向結合の配列の隣り合っている各スレーブ
発振器間の発振動作に上記マスター信号受け側のスレー
ブ発振器の自励周波数とマスター信号の周波数との差に
応じた位相差を生じさせる構成と成し、さらに、上記マ
スター発振器の発振動作を制御し上記マスター信号の周
波数を周期的に変化させて、上記各アンテナ部のアンテ
ナ動作によるビームを周波数変調させると共に、上記各
スレーブ発振器間の発振の位相差を変化させて上記ビー
ムの向きを可変させるマスター信号制御手段が設けられ
ていることを特徴としたフェーズドアレーアンテナ装
置。
A plurality of antenna units arranged in an array; a plurality of slave oscillators respectively connected to the respective antenna units; and a plurality of slave oscillators unidirectionally coupled in accordance with the arrangement of the antenna units. A one-way signal injection path for sequentially injecting an oscillation frequency signal from the preceding slave oscillator to the next slave oscillator; and a master for injecting a master signal into the first slave oscillator in the arrangement order of the one-way coupling of the slave oscillator. And an oscillator, wherein the oscillation frequency of each of the slave oscillators is sequentially synchronized with the frequency of the master signal in the order of the one-way coupling by an injection locking phenomenon based on an injection operation of the master signal from the master oscillator to the slave oscillator. And the oscillation operation between the adjacent slave oscillators in the one-way coupling arrangement. The master signal receiving side is configured to generate a phase difference according to a difference between the self-excited frequency of the slave oscillator and the frequency of the master signal, and further controls the oscillation operation of the master oscillator to change the frequency of the master signal. Master signal control means for periodically changing the frequency of the beam by the antenna operation of each of the antenna units and changing the direction of the beam by changing the phase difference of oscillation between the slave oscillators is provided. A phased array antenna device characterized in that:
【請求項2】 各スレーブ発振器には、それぞれスレー
ブ発振器の自励周波数を予め定めた周波数に固定制御す
るスレーブ自励制御手段が設けられており、マスター信
号制御手段は、予め定めた基本周波数の信号と、周波数
が周期的に変化する周波数変調用信号と、該周波数変調
用信号の周波数変化幅よりも大きい変化幅で、且つ、上
記周波数変調用信号よりも長い周期でもって周波数が変
化する走査用信号とが合成して成るマスター信号をマス
ター発振器の発振動作を制御して作り出す構成と成し、
上記マスター信号の周波数変調用信号によってビームの
周波数変調が制御され、上記走査用信号によってビーム
の走査が制御される構成としたことを特徴とする請求項
1記載のフェーズドアレーアンテナ装置。
2. Each slave oscillator is provided with slave self-excitation control means for fixedly controlling the self-excitation frequency of the slave oscillator to a predetermined frequency, and the master signal control means comprises a master signal control means having a predetermined basic frequency. A signal, a frequency modulation signal whose frequency periodically changes, and a scan whose frequency changes with a change width larger than the frequency change width of the frequency modulation signal and with a longer cycle than the frequency modulation signal. A master signal composed by synthesizing the master signal and the oscillation signal of the master oscillator is created,
2. The phased array antenna device according to claim 1, wherein a frequency modulation of the beam is controlled by the frequency modulation signal of the master signal, and beam scanning is controlled by the scanning signal.
【請求項3】 各スレーブ発振器には、それぞれスレー
ブ発振器の自励発振動作を制御するスレーブ自励制御手
段が設けられており、マスター信号制御手段は、予め定
めた基本周波数の信号と、周波数が周期的に変化する周
波数変調用信号とが合成して成るマスター信号をマスタ
ー発振器の発振動作を制御して作り出す構成と成し、上
記スレーブ自励制御手段は、スレーブ発振器の自励周波
数を、上記マスター信号の周波数変調用信号の周波数変
化幅よりも大きい変化幅で、且つ、上記周波数変調用信
号よりも長い周期でもって変化させる構成と成し、上記
マスター信号の周波数変調用信号によってビームの周波
数変調が制御され、また、上記スレーブ発振器の自励周
波数の周期的変化によってビーム走査が制御される構成
としたことを特徴とする請求項1記載のフェーズドアレ
ーアンテナ装置。
3. Each of the slave oscillators is provided with slave self-excitation control means for controlling self-oscillation operation of the slave oscillator. The master signal control means includes a signal having a predetermined basic frequency and a signal having a predetermined frequency. A master signal formed by synthesizing with a periodically changing frequency modulation signal is generated by controlling the oscillation operation of the master oscillator, and the slave self-excitation control means sets the self-excitation frequency of the slave oscillator to The variation width is larger than the variation width of the frequency modulation signal of the master signal, and the frequency is changed at a longer cycle than the frequency modulation signal. The frequency of the beam is changed by the frequency modulation signal of the master signal. The modulation is controlled, and the beam scanning is controlled by the periodic change of the self-excited frequency of the slave oscillator. The phased array antenna device according to claim 1, wherein
【請求項4】 各スレーブ発振器には、それぞれスレー
ブ発振器の自励発振動作を制御するスレーブ自励制御手
段が設けられており、マスター信号制御手段は、予め定
めた基本周波数の信号と、周波数が周期的に変化する周
波数変調用信号と、該周波数変調用信号の周波数変化幅
よりも大きい変化幅で、且つ、上記周波数変調用信号よ
りも長い周期でもって周波数が変化する走査用信号とが
合成して成るマスター信号をマスター発振器の発振動作
を制御して作り出す構成と成し、上記スレーブ自励制御
手段は、スレーブ発振器の自励周波数を、上記マスター
信号の周波数変調用信号の周波数変化にほぼ一致させて
変化させる構成と成し、上記マスター信号の周波数変調
用信号によってビームの周波数変調が制御され、上記走
査用信号によってビームの走査が制御され、また、上記
スレーブ発振器の自励周波数の可変によって上記マスタ
ー信号の周波数変調用信号に起因したビーム走査のぶれ
を抑制する構成としたことを特徴とする請求項1記載の
フェーズドアレーアンテナ装置。
4. Each of the slave oscillators is provided with slave self-excitation control means for controlling self-oscillation operation of the slave oscillator. A frequency-modulating signal that changes periodically and a scanning signal that changes in frequency with a change width larger than the frequency change width of the frequency-modulation signal and longer than the frequency-modulation signal are combined. The slave self-excitation control means sets the self-excited frequency of the slave oscillator to substantially the frequency change of the frequency modulation signal of the master signal. The frequency modulation of the beam is controlled by the frequency modulation signal of the master signal, and the beam is modulated by the scanning signal. 2. The system according to claim 1, wherein scanning of a beam is controlled, and fluctuation of beam scanning caused by a frequency modulation signal of said master signal is suppressed by changing a self-excited frequency of said slave oscillator. Phased array antenna device.
【請求項5】 各スレーブ発振器には、それぞれスレー
ブ発振器の自励発振動作を制御するスレーブ自励制御手
段が設けられており、マスター信号制御手段は、予め定
めた基本周波数の信号と、周波数が周期的に変化する周
波数変調用信号とが合成して成るマスター信号をマスタ
ー発振器の発振動作を制御して作り出す構成と成し、上
記スレーブ自励制御手段は、上記マスター信号の周波数
変調用信号の周波数変化にほぼ一致させた周波数変化
と、その周波数変化幅よりも大きい変化幅で、且つ、長
い周期となる周波数変化とが合成して成る周波数変化で
もってスレーブ発振器の自励周波数を可変させる構成と
成し、上記マスター信号の周波数変調用信号によってビ
ームの周波数変調が制御され、上記スレーブ発振器の自
励周波数の大側の周波数変化によってビームの走査が制
御され、また、上記スレーブ発振器の自励周波数の小側
の周波数変化によって上記マスター信号の周波数変調用
信号に起因したビーム走査のぶれを抑制する構成とした
ことを特徴とする請求項1記載のフェーズドアレーアン
テナ装置。
5. Each of the slave oscillators is provided with slave self-excitation control means for controlling self-oscillation operation of the slave oscillator. The master signal control means includes a signal having a predetermined basic frequency and a signal having a predetermined frequency. A master signal formed by combining the periodically modulated frequency modulation signal is generated by controlling the oscillation operation of the master oscillator, and the slave self-exciting control means controls the frequency modulation signal of the master signal. A configuration in which the self-excited frequency of the slave oscillator is varied by a frequency change obtained by synthesizing a frequency change substantially coincident with the frequency change and a frequency change having a larger width and a longer cycle than the frequency change. The frequency modulation of the beam is controlled by the frequency modulation signal of the master signal, and the frequency on the larger side of the self-excited frequency of the slave oscillator is controlled. The beam scanning is controlled by the number change, and the fluctuation of the beam scanning caused by the frequency modulation signal of the master signal is suppressed by the small frequency change of the self-excited frequency of the slave oscillator. The phased array antenna device according to claim 1, wherein
【請求項6】 マスター発振器にアンテナ部が信号接続
されており、このアンテナ部はアンテナ部配列の先頭に
配置されることを特徴とした請求項1乃至請求項5の何
れか1つに記載のフェーズドアレーアンテナ装置。
6. The antenna according to claim 1, wherein an antenna unit is connected to the master oscillator by a signal, and the antenna unit is arranged at the head of the antenna unit array. Phased array antenna device.
【請求項7】 各アンテナ部は、複数のアンテナが集合
して成るアンテナ群により構成されていることを特徴と
した請求項1乃至請求項6の何れか1つに記載のフェー
ズドアレーアンテナ装置。
7. The phased array antenna device according to claim 1, wherein each antenna unit is configured by an antenna group including a plurality of antennas.
【請求項8】 各アンテナ部は、ビームが走査される次
元とは異なる次元上で配列配置された複数のアンテナか
ら成るサブアンテナアレーにより構成されていることを
特徴とした請求項1乃至請求項6の何れか1つに記載の
フェーズドアレーアンテナ装置。
8. The apparatus according to claim 1, wherein each antenna section is constituted by a sub-antenna array including a plurality of antennas arranged in a different dimension from a dimension in which a beam is scanned. 7. The phased array antenna device according to any one of 6.
【請求項9】 各アンテナ部はビームの送信および受信
を行う構成と成し、各アンテナ部と、当該アンテナ部に
信号接続するスレーブ又はマスターの発振器との間の信
号通路上には、それぞれ、上記発振器からアンテナ部へ
の信号供給と、アンテナ部の受信信号を上記発振器とは
異なる設定の出力部に向けて出力する信号出力とを行う
ためのサーキュレーターが介設されており、また、上記
信号通路には上記サーキュレーターよりも発振器側の部
位に上記発振器からアンテナ部に供給される信号を検出
する送信信号取り出し部が設けられていることを特徴と
した請求項1乃至請求項8の何れか1つに記載のフェー
ズドアレーアンテナ装置。
9. Each antenna section is configured to transmit and receive a beam, and a signal path between each antenna section and a slave or master oscillator connected to the antenna section by a signal is provided on each of the antenna sections. A circulator for performing signal supply from the oscillator to the antenna unit and signal output for outputting a reception signal of the antenna unit to an output unit different from the oscillator is provided, and the signal 9. The passage according to claim 1, further comprising: a transmission signal extracting unit for detecting a signal supplied from the oscillator to the antenna unit, at a position closer to the oscillator than the circulator. The phased array antenna device according to any one of the above.
【請求項10】 送信用のアンテナ装置として、請求項
1乃至請求項8記載のフェーズドアレーアンテナ装置の
何れか1つが設けられ、また、受信用のアンテナ装置と
して、ビーム非走査タイプのアンテナ装置が設けられて
いることを特徴としたレーダ装置。
10. A phased array antenna device according to claim 1 is provided as a transmitting antenna device, and a non-beam scanning type antenna device is used as a receiving antenna device. A radar device characterized by being provided.
【請求項11】 送信用のアンテナ装置として、請求項
1乃至請求項8記載のフェーズドアレーアンテナ装置の
何れか1つが設けられると共に、受信用のアンテナ装置
として、上記送信用のアンテナ装置と同様の構成を持つ
アンテナ装置が設けられており、上記送信用のアンテナ
装置と受信用のアンテナ装置の各ビームの向きをほぼ同
じ向きに走査制御するためのビーム走査手段が形成され
ていることを特徴としたレーダ装置。
11. A phased array antenna device according to any one of claims 1 to 8 is provided as a transmitting antenna device, and the receiving antenna device is the same as the transmitting antenna device. An antenna device having a configuration is provided, and a beam scanning means for scanning and controlling the directions of the respective beams of the transmitting antenna device and the receiving antenna device in substantially the same direction is formed. Radar equipment.
【請求項12】 請求項9記載のフェーズドアレーアン
テナ装置が設けられていることを特徴としたレーダ装
置。
12. A radar device provided with the phased array antenna device according to claim 9.
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