JP2004241972A - アレイアンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】外来の不要電波の影響を受け易く精度が得られない空間結合の利用をせず、全体の系の相対振幅、位相をモニタすることができるアレイアンテナ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】アレイアンテナ装置９に複数個配列されたサブアレイ１には複数個の素子アンテナ２が配列される。前記サブアレイ１に配列された素子アンテナ２のうち、ある一つの素子アンテナ２に給電するはずであった給電ラインを、相対振幅、位相をモニタする端子とするため、当該素子位置には素子アンテナ２を配置せず、前記素子位置にはモニタ端子１０を配置する。各サブアレイ１とも同一の素子位置にモニタ端子１０を設け、各々の位相をモニタすれば同一条件で位相量の確認を行うこととなる。またモニタする素子位置の振幅分布設計値を把握していれば、モニタ端子１０から得た信号の振幅量を各サブアレイに関して比較を行い、所望の振幅分布となっているかを把握できる。
【選択図】 図１
【解決手段】アレイアンテナ装置９に複数個配列されたサブアレイ１には複数個の素子アンテナ２が配列される。前記サブアレイ１に配列された素子アンテナ２のうち、ある一つの素子アンテナ２に給電するはずであった給電ラインを、相対振幅、位相をモニタする端子とするため、当該素子位置には素子アンテナ２を配置せず、前記素子位置にはモニタ端子１０を配置する。各サブアレイ１とも同一の素子位置にモニタ端子１０を設け、各々の位相をモニタすれば同一条件で位相量の確認を行うこととなる。またモニタする素子位置の振幅分布設計値を把握していれば、モニタ端子１０から得た信号の振幅量を各サブアレイに関して比較を行い、所望の振幅分布となっているかを把握できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ、センサ、通信機装置等で用いられるサブアレイ型のアレイアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアレイアンテナでリアルタイムに振幅、位相モニタを行うため用いられてきた一般的な方法として二種類の方法を例示する。
【０００３】
例１として図４に、本来のアレイアンテナとは別途モニタ用アンテナを有し、空間での結合量から相対振幅、位相をモニタする方法の概略構成図を示す。
【０００４】
図４において、アレイアンテナ装置９には、必要に応じた複数個のサブアレイ１およびモニタアンテナ８が配列される。前記サブアレイには複数個の素子アンテナ２が配列される。前記アレイアンテナ装置９への送信信号は電力分配器６を介して前記各サブアレイ１に接続されたアクティブモジュール４へ入力される。前記各アクティブモジュール４は、振幅・位相制御回路５により制御された信号を前記サブアレイ１へ出力する機能を持つ。振幅、位相を制御するための元となる制御情報は、振幅位相誤差算出回路７で生成され、前記振幅・位相制御回路５に与えられる。前記振幅位相誤差算出回路７では、前記モニタアンテナ８から入力されたモニタ信号により相対振幅、位相誤差を算出し、制御情報を生成する。前記モニタアンテナ８では、前記各サブアレイ１から送出された電波等をモニタし、前記振幅位相誤差算出回路７へ入力する。
【０００５】
例２として図５に、サブアレイ１毎にアクティブモジュール４を有する方式のアレイアンテナの場合に、アクティブモジュール４からモニタ信号を出力し、その信号により相対振幅、位相をモニタする方法の概略構成図を示す。
【０００６】
図５において、アレイアンテナ装置９には、必要に応じた複数個のサブアレイ１が配列される。前記サブアレイには複数個の素子アンテナ２が配列される。前記アレイアンテナ装置９への送信信号は電力分配器６を介して前記各サブアレイ１に接続されたアクティブモジュール４へ入力される。前記各アクティブモジュール４は、振幅・位相制御回路５により制御された信号を前記サブアレイ１へ出力する機能および出力する信号から相対振幅、位相をモニタする機能を持つ。振幅、位相を制御するための元となる制御情報は、振幅位相誤差算出回路７で生成され、前記振幅・位相制御回路５に与えられる。前記振幅位相誤差算出回路７では、各アクティブモジュールでモニタされた信号が、モニタ信号ライン２１を経由して入力され、そのモニタ信号から相対振幅、位相誤差を算出し、制御情報を生成する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１００９１９号公報
特公平７−９７１２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すモニタアンテナ８を有する従来方式では、本来のサブアレイアンテナとモニタアンテナ８間の空間結合量より相対振幅、位相をモニタしていたが、空間結合を利用することは外来の不要電波の影響も受け易く精度が得られない。また、モニタアンテナ８と各サブアレイ１の位置関係により各サブアレイ１からの空間結合量に相違が生じるため、あらかじめ事前に各サブアレイ１からの振幅、位相データを取得しデータベースを持たせ、そのデータベースを元に運用時の相対振幅、位相誤差のモニタを行う必要があった。また、その元となるデータ取得を何らかの要因で誤ると運用時の相対振幅、位相モニタ結果も信頼性がなくなるという問題点があった。
【０００９】
図５に示すアクティブモジュール４内に相対振幅、位相モニタを有する従来方式では、アクティブモジュール４までの相対振幅、位相はモニタできても、それ以降の系の相対振幅、位相は各サブアレイにおいて均一であるという前提のもとに成り立ち、実際にはその系の相対振幅、位相は正式には考慮されないこととなるという問題点があった。
【００１０】
本発明は、前記問題点を解決するため考案されたもので、外来の不要電波の影響を受け易く精度が得られない空間結合の利用をせず、全体の系の相対振幅、位相をモニタすることができるアレイアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、アンテナ素子を複数個配列したアレイアンテナを１つのブロックとし、前記ブロックをサブアレイとして少なくとも２つ以上配列するサブアレイ方式のアレイアンテナおよび前記サブアレイ毎にアクティブモジュールを有するアクティブアンテナまたはアクティブフェイズドアレイアンテナにおいて、
各サブアレイ内の少なくとも１つの素子アンテナに給電する給電ラインをモニタ端子とし、
前記モニタ端子からの信号により、各サブアレイから放射される電波の相対振幅、位相をモニタして制御することを特徴とする。
【００１２】
前記モニタ端子は、各サブアレイ内の少なくとも１つの素子アンテナ部分にアンテナ素子を配置せず、前記素子アンテナ部分へ給電するはずであった給電ラインをモニタ端子としてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による一実施形態の概略構成を図１に示す。本実施形態においてはサブアレイ１に配列された素子アンテナ２のうち、ある一つの素子アンテナに給電するはずであった給電ラインを、相対振幅、位相をモニタする端子として利用しようというものである。具体的には、モニタ端子１０が前記モニタ端子となる。前記モニタ端子には素子アンテナを配置せず、送信には使用しない。サブアレイ外観の一例を図２に示す。モニタ端子として用いる素子アンテナ位置は、総合のアレイアンテナ指向性に及ぼす影響を最小限にとどめる場所とする。アレイアンテナとして配列した場合の一例を図３（モニタ端子は１０）に示す。
【００１４】
以下、図１を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１５】
図１において、アレイアンテナ装置９には、必要に応じた複数個のサブアレイ１が配列される。前記サブアレイ１には複数個の素子アンテナ２が配列される。前記サブアレイ１に配列された素子アンテナ２のうち、ある一つの素子アンテナ２に給電するはずであった給電ラインを、相対振幅、位相をモニタするポートとするため、当該素子アンテナ２を配置するはずの位置（以後、素子位置と呼ぶ）には素子アンテナ２を配置せず、前記素子位置にはモニタ端子１０を配置する。前記アレイアンテナ装置９への送信信号は電力分配器６を介して前記各サブアレイ１に接続されたアクティブモジュール４へ入力される。前記各アクティブモジュール４は、振幅・位相制御回路５により制御された信号を前記サブアレイ１へ出力する機能を持つ。振幅、位相を制御するための元となる制御情報は、振幅位相誤差算出回路７で生成され、前記振幅・位相制御回路５に与えられる。前記振幅位相誤差算出回路７には、前記モニタ端子１０でモニタされた信号が入力され、そのモニタ信号から相対振幅、位相誤差を算出し、制御情報を生成する。
【００１６】
各サブアレイ１内は通常各素子アンテナ２に等位相で給電されるよう、サブアレイ内電力分配器３により給電系を構成する。従って、各サブアレイ１とも同一の素子位置にモニタ端子１０を設け、各々の位相をモニタすれば同一条件で位相量の確認を行うこととなる。また振幅に関してはモニタする素子位置の振幅分布設計値を把握していれば、モニタ端子１０から得た信号の振幅量を各サブアレイ１に関して比較を行い、所望の振幅分布となっているかを把握できる。
【００１７】
以上、モニタ端子１０には素子アンテナ２を配置しない実施例で例示したが、各サブアレイ１の整合条件、及びサブアレイ１内所望の各素子振幅、位相分布を満たす条件であれば、素子アンテナを間引くことなくいずれかの素子アンテナ２の裏側に同軸モニタポートとしてモニタ端子１０を設けることも可能である。
【００１８】
また、各サブアレイ１の整合条件、及びサブアレイ１内所望の各素子振幅、位相分布を満たす条件であれば、素子アンテナを間引くことなくいずれかの素子アンテナ２の表面、あるいは裏面にカプラを設け振幅、位相モニタを行うことも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、アンテナから送信される信号を、直接アンテナから放射される直前でフィードバックし、その信号の振幅、位相をモニタするため、空間結合による方式のように外来の不要電波の影響を受けることはなく、精度の劣化がない。同様にアンテナから放射される直前の信号を用いて各サブアレイ１の相対振幅、位相をモニタするため、相対振幅、位相が設計値どおりであることを確認すればよく、空間結合による方式のように事前データを取得しておく必要がなく、またデータベースとの比較なども行う必要がない。更に、アンテナから放射される直前の信号を用いて各サブアレイ１の相対振幅、位相をモニタするため、アクティブモジュール４以降の系の振幅、位相誤差成分もすべて含めたモニタが可能となり、信頼性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
式）ブロック図。
【図１】本発明に係る一実施形態のアレイアンテナ装置を示す概略構成図。
【図２】同実施形態のアレイアンテナのサブアレイ一例外観図
【図３】同実施形態のサブアレイを配列したアレイアンテナ一例外観図
【図４】従来のモニタ用アンテナを備えたアレイアンテナ装置を示す概略構成図。
【図５】従来のアクティブモジュールモニタ出力信号によるモニタ方式を備えたアレイアンテナ装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…サブアレイ
２…素子アンテナ
３…サブアレイ内電力分配器
４…アクティブモジュール
５…振幅・位相制御回路
６…電力分配器
７…振幅位相誤差算出回路
８…モニタアンテナ
９…アレイアンテナ装置
１０…モニタ端子
２１…モニタ信号ライン
２４…サブアレイ給電コネクタ
２５…モニタ端子コネクタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ、センサ、通信機装置等で用いられるサブアレイ型のアレイアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアレイアンテナでリアルタイムに振幅、位相モニタを行うため用いられてきた一般的な方法として二種類の方法を例示する。
【０００３】
例１として図４に、本来のアレイアンテナとは別途モニタ用アンテナを有し、空間での結合量から相対振幅、位相をモニタする方法の概略構成図を示す。
【０００４】
図４において、アレイアンテナ装置９には、必要に応じた複数個のサブアレイ１およびモニタアンテナ８が配列される。前記サブアレイには複数個の素子アンテナ２が配列される。前記アレイアンテナ装置９への送信信号は電力分配器６を介して前記各サブアレイ１に接続されたアクティブモジュール４へ入力される。前記各アクティブモジュール４は、振幅・位相制御回路５により制御された信号を前記サブアレイ１へ出力する機能を持つ。振幅、位相を制御するための元となる制御情報は、振幅位相誤差算出回路７で生成され、前記振幅・位相制御回路５に与えられる。前記振幅位相誤差算出回路７では、前記モニタアンテナ８から入力されたモニタ信号により相対振幅、位相誤差を算出し、制御情報を生成する。前記モニタアンテナ８では、前記各サブアレイ１から送出された電波等をモニタし、前記振幅位相誤差算出回路７へ入力する。
【０００５】
例２として図５に、サブアレイ１毎にアクティブモジュール４を有する方式のアレイアンテナの場合に、アクティブモジュール４からモニタ信号を出力し、その信号により相対振幅、位相をモニタする方法の概略構成図を示す。
【０００６】
図５において、アレイアンテナ装置９には、必要に応じた複数個のサブアレイ１が配列される。前記サブアレイには複数個の素子アンテナ２が配列される。前記アレイアンテナ装置９への送信信号は電力分配器６を介して前記各サブアレイ１に接続されたアクティブモジュール４へ入力される。前記各アクティブモジュール４は、振幅・位相制御回路５により制御された信号を前記サブアレイ１へ出力する機能および出力する信号から相対振幅、位相をモニタする機能を持つ。振幅、位相を制御するための元となる制御情報は、振幅位相誤差算出回路７で生成され、前記振幅・位相制御回路５に与えられる。前記振幅位相誤差算出回路７では、各アクティブモジュールでモニタされた信号が、モニタ信号ライン２１を経由して入力され、そのモニタ信号から相対振幅、位相誤差を算出し、制御情報を生成する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１００９１９号公報
特公平７−９７１２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すモニタアンテナ８を有する従来方式では、本来のサブアレイアンテナとモニタアンテナ８間の空間結合量より相対振幅、位相をモニタしていたが、空間結合を利用することは外来の不要電波の影響も受け易く精度が得られない。また、モニタアンテナ８と各サブアレイ１の位置関係により各サブアレイ１からの空間結合量に相違が生じるため、あらかじめ事前に各サブアレイ１からの振幅、位相データを取得しデータベースを持たせ、そのデータベースを元に運用時の相対振幅、位相誤差のモニタを行う必要があった。また、その元となるデータ取得を何らかの要因で誤ると運用時の相対振幅、位相モニタ結果も信頼性がなくなるという問題点があった。
【０００９】
図５に示すアクティブモジュール４内に相対振幅、位相モニタを有する従来方式では、アクティブモジュール４までの相対振幅、位相はモニタできても、それ以降の系の相対振幅、位相は各サブアレイにおいて均一であるという前提のもとに成り立ち、実際にはその系の相対振幅、位相は正式には考慮されないこととなるという問題点があった。
【００１０】
本発明は、前記問題点を解決するため考案されたもので、外来の不要電波の影響を受け易く精度が得られない空間結合の利用をせず、全体の系の相対振幅、位相をモニタすることができるアレイアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、アンテナ素子を複数個配列したアレイアンテナを１つのブロックとし、前記ブロックをサブアレイとして少なくとも２つ以上配列するサブアレイ方式のアレイアンテナおよび前記サブアレイ毎にアクティブモジュールを有するアクティブアンテナまたはアクティブフェイズドアレイアンテナにおいて、
各サブアレイ内の少なくとも１つの素子アンテナに給電する給電ラインをモニタ端子とし、
前記モニタ端子からの信号により、各サブアレイから放射される電波の相対振幅、位相をモニタして制御することを特徴とする。
【００１２】
前記モニタ端子は、各サブアレイ内の少なくとも１つの素子アンテナ部分にアンテナ素子を配置せず、前記素子アンテナ部分へ給電するはずであった給電ラインをモニタ端子としてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による一実施形態の概略構成を図１に示す。本実施形態においてはサブアレイ１に配列された素子アンテナ２のうち、ある一つの素子アンテナに給電するはずであった給電ラインを、相対振幅、位相をモニタする端子として利用しようというものである。具体的には、モニタ端子１０が前記モニタ端子となる。前記モニタ端子には素子アンテナを配置せず、送信には使用しない。サブアレイ外観の一例を図２に示す。モニタ端子として用いる素子アンテナ位置は、総合のアレイアンテナ指向性に及ぼす影響を最小限にとどめる場所とする。アレイアンテナとして配列した場合の一例を図３（モニタ端子は１０）に示す。
【００１４】
以下、図１を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１５】
図１において、アレイアンテナ装置９には、必要に応じた複数個のサブアレイ１が配列される。前記サブアレイ１には複数個の素子アンテナ２が配列される。前記サブアレイ１に配列された素子アンテナ２のうち、ある一つの素子アンテナ２に給電するはずであった給電ラインを、相対振幅、位相をモニタするポートとするため、当該素子アンテナ２を配置するはずの位置（以後、素子位置と呼ぶ）には素子アンテナ２を配置せず、前記素子位置にはモニタ端子１０を配置する。前記アレイアンテナ装置９への送信信号は電力分配器６を介して前記各サブアレイ１に接続されたアクティブモジュール４へ入力される。前記各アクティブモジュール４は、振幅・位相制御回路５により制御された信号を前記サブアレイ１へ出力する機能を持つ。振幅、位相を制御するための元となる制御情報は、振幅位相誤差算出回路７で生成され、前記振幅・位相制御回路５に与えられる。前記振幅位相誤差算出回路７には、前記モニタ端子１０でモニタされた信号が入力され、そのモニタ信号から相対振幅、位相誤差を算出し、制御情報を生成する。
【００１６】
各サブアレイ１内は通常各素子アンテナ２に等位相で給電されるよう、サブアレイ内電力分配器３により給電系を構成する。従って、各サブアレイ１とも同一の素子位置にモニタ端子１０を設け、各々の位相をモニタすれば同一条件で位相量の確認を行うこととなる。また振幅に関してはモニタする素子位置の振幅分布設計値を把握していれば、モニタ端子１０から得た信号の振幅量を各サブアレイ１に関して比較を行い、所望の振幅分布となっているかを把握できる。
【００１７】
以上、モニタ端子１０には素子アンテナ２を配置しない実施例で例示したが、各サブアレイ１の整合条件、及びサブアレイ１内所望の各素子振幅、位相分布を満たす条件であれば、素子アンテナを間引くことなくいずれかの素子アンテナ２の裏側に同軸モニタポートとしてモニタ端子１０を設けることも可能である。
【００１８】
また、各サブアレイ１の整合条件、及びサブアレイ１内所望の各素子振幅、位相分布を満たす条件であれば、素子アンテナを間引くことなくいずれかの素子アンテナ２の表面、あるいは裏面にカプラを設け振幅、位相モニタを行うことも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、アンテナから送信される信号を、直接アンテナから放射される直前でフィードバックし、その信号の振幅、位相をモニタするため、空間結合による方式のように外来の不要電波の影響を受けることはなく、精度の劣化がない。同様にアンテナから放射される直前の信号を用いて各サブアレイ１の相対振幅、位相をモニタするため、相対振幅、位相が設計値どおりであることを確認すればよく、空間結合による方式のように事前データを取得しておく必要がなく、またデータベースとの比較なども行う必要がない。更に、アンテナから放射される直前の信号を用いて各サブアレイ１の相対振幅、位相をモニタするため、アクティブモジュール４以降の系の振幅、位相誤差成分もすべて含めたモニタが可能となり、信頼性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
式）ブロック図。
【図１】本発明に係る一実施形態のアレイアンテナ装置を示す概略構成図。
【図２】同実施形態のアレイアンテナのサブアレイ一例外観図
【図３】同実施形態のサブアレイを配列したアレイアンテナ一例外観図
【図４】従来のモニタ用アンテナを備えたアレイアンテナ装置を示す概略構成図。
【図５】従来のアクティブモジュールモニタ出力信号によるモニタ方式を備えたアレイアンテナ装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…サブアレイ
２…素子アンテナ
３…サブアレイ内電力分配器
４…アクティブモジュール
５…振幅・位相制御回路
６…電力分配器
７…振幅位相誤差算出回路
８…モニタアンテナ
９…アレイアンテナ装置
１０…モニタ端子
２１…モニタ信号ライン
２４…サブアレイ給電コネクタ
２５…モニタ端子コネクタ
Claims (3)
- アンテナ素子を複数個配列したアレイアンテナを１つのブロックとし、前記ブロックをサブアレイとして少なくとも２つ以上配列するサブアレイ方式のアレイアンテナおよび前記サブアレイ毎にアクティブモジュールを有するアクティブアンテナまたはアクティブフェイズドアレイアンテナにおいて、
各サブアレイ内の少なくとも１つの素子アンテナに給電する給電ラインをモニタ端子とし、
前記モニタ端子からの信号により、各サブアレイから放射される電波の相対振幅、位相をモニタして制御することを特徴としたアレイアンテナ装置。 - 前記モニタ端子は、各サブアレイ内の少なくとも１つの素子アンテナ部分にアンテナ素子を配置せず、前記素子アンテナ部分へ給電するはずであった給電ラインをモニタ端子とすることを特徴とする請求項１記載のアレイアンテナ装置。
- 前記モニタ端子は、サブアレイ内で最適な配置とすることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載のアレイアンテナ装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003028149A JP2004241972A (ja) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | アレイアンテナ装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003028149A JP2004241972A (ja) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | アレイアンテナ装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004241972A true JP2004241972A (ja) | 2004-08-26 |
Family
ID=32955684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003028149A Pending JP2004241972A (ja) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | アレイアンテナ装置 |
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|---|---|
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2003
- 2003-02-05 JP JP2003028149A patent/JP2004241972A/ja active Pending
Cited By (31)
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