JP2005318430A - Phased array antenna system and beam controlling method for phased array antenna - Google Patents

Phased array antenna system and beam controlling method for phased array antenna Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the miniaturization and the low cost of a phased array antenna. <P>SOLUTION: A transmission signal output by a transmission signal outputting portion 11 is given to a transmission antennas 21 to 24 through demultiplexers 12 to 15 and phase shifters 16 to 18. The electric length of each of the phase shifters 16 to 18 is fixed, and a phase shift quantity of each of the phase shifters 16 to 18 is not changed. When the direction of a radio wave beam is deflected on the combined wave front of the transmission signal emitted from the transmission antennas 21 to 24, the frequency of the transmission signal output by the transmission signal outputting portion 11 is changed by a control signal from a control apparatus 28. Phases of the transmission signal radiated by the transmission antennas 21 to 24 are shifted by turns, and a travelling direction of the radio wave beam is deflected. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、フェイズドアレイアンテナシステム及びフェイズドアレイアンテナのビーム制御方法に関する。   The present invention relates to a phased array antenna system and a beam control method for a phased array antenna.

下記特許文献１には、従来のフェイズドアレイアンテナが示されている。
このフェイズドアレイアンテナは、複数の放射素子と、各放射素子ごとに設けられた移相器とを備えている。各移相器の移相量は可変であり、各移相器の移相量を変化させて、複数の放射素子で放射する電波で形成されるビームの進行方向を制御している。
特開平５−２６７９２１号公報 Patent Document 1 below shows a conventional phased array antenna.
The phased array antenna includes a plurality of radiating elements and a phase shifter provided for each radiating element. The phase shift amount of each phase shifter is variable, and the traveling direction of the beam formed by the radio waves radiated from the plurality of radiation elements is controlled by changing the phase shift amount of each phase shifter.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-267921

しかしながら、従来のフェイズドアレイアンテナでは、放射素子ごとに設けられた移相器の移相量を変化させるので、各移相器を移相量可変な構成にする必要があり、各移相器が複雑な構成になっていた。その上、従来のフェイズドアレイアンテナでは、各移相器の移相量を変化させるための回路或いは機構が必要であった。よって、フェイズドアレイアンテナの小型化と低コスト化が、困難であった。   However, in the conventional phased array antenna, since the amount of phase shift of the phase shifter provided for each radiating element is changed, it is necessary to configure each phase shifter with a variable amount of phase shift. It was a complicated structure. In addition, the conventional phased array antenna requires a circuit or mechanism for changing the phase shift amount of each phase shifter. Therefore, it is difficult to reduce the size and cost of the phased array antenna.

本発明は、小型化と低コスト化が可能なフェイズドアレイアンテナシステム及びフェイズドアレイアンテナのビーム制御方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a phased array antenna system and a beam control method for a phased array antenna that can be reduced in size and cost.

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るフェイズドアレイアンテナシステムは、
送信信号を発生する送信信号出力部と、
前記送信信号を電波としてそれぞれ放射する複数の放射素子と、
前記送信信号出力部と前記各放射素子との間に該各放射素子ごとに固有の電気長を設定する複数の移相器と、
前記送信信号の周波数を変化させることにより、前記複数の放射素子から放射される電波ビームの進行方向を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a phased array antenna system according to a first aspect of the present invention includes:
A transmission signal output unit for generating a transmission signal;
A plurality of radiating elements each radiating the transmission signal as a radio wave;
A plurality of phase shifters for setting a specific electrical length for each radiating element between the transmission signal output unit and each radiating element;
Control means for controlling the traveling direction of radio wave beams emitted from the plurality of radiation elements by changing the frequency of the transmission signal;
It is characterized by providing.

このような構成を採用したことにより、送信信号の周波数を変化させることにより、電波ビームの進行方向が決まる。このため、複数の移相器は、送信信号出力部と各放射素子との間に各放射素子ごとに固有の電気長を設定するだけでよく、複数の移相器における移相量を可変にする必要がない。したがって、フェイズドアレイアンテナシステムの小型化と低コスト化が可能になる。   By adopting such a configuration, the traveling direction of the radio wave beam is determined by changing the frequency of the transmission signal. For this reason, the plurality of phase shifters only need to set a specific electrical length for each radiating element between the transmission signal output unit and each radiating element, and the phase shift amount in the plurality of phase shifters can be varied. There is no need to do. Therefore, the phased array antenna system can be reduced in size and cost.

なお、前記放射素子には、前記送信信号出力部で発生した前記送信信号が分波器及び前記移相器を介して与えられてもよい。   The transmission signal generated by the transmission signal output unit may be given to the radiating element via a duplexer and the phase shifter.

また、前記複数の放射素子は、直線上に配列されてもよい。   The plurality of radiating elements may be arranged on a straight line.

また、前記複数の放射素子は、等間隔に配列されてもよい。   The plurality of radiating elements may be arranged at equal intervals.

また、前記電気長は、前記送信信号の波長の整数倍であってもよい。   The electrical length may be an integer multiple of the wavelength of the transmission signal.

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係るフェイズドアレイアンテナのビーム制御方法は、
送信信号を発生する送信信号出力部と、
前記送信信号を電波としてそれぞれ放射する複数の放射素子と、
前記送信信号出力部と前記各放射素子との間に該各放射素子ごとに異なる電気長を設定する複数の移相器とを備えるフェイズドアレイアンテナシステムにおいて、
前記送信信号の周波数を変化させる手段を設けておき、
前記送信信号の周波数を変化させることにより、前記複数の放射素子から放射される電波ビームの進行方向を、変化させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a beam control method for a phased array antenna according to a second aspect of the present invention includes:
A transmission signal output unit for generating a transmission signal;
A plurality of radiating elements each radiating the transmission signal as a radio wave;
In a phased array antenna system comprising a plurality of phase shifters that set different electrical lengths for each radiating element between the transmission signal output unit and each radiating element,
A means for changing the frequency of the transmission signal is provided,
The traveling direction of the radio wave beam radiated from the plurality of radiating elements is changed by changing the frequency of the transmission signal.

本発明によれば、複数の移相器の移相量が固定でよく、フェイズドアレイアンテナシステムの小型化と低コスト化が可能になる。   According to the present invention, the phase shift amounts of the plurality of phase shifters may be fixed, and the phased array antenna system can be reduced in size and cost.

図１は、本発明の実施形態に係るフェイズドアレイアンテナシステムを模式的に示す構成図である。
このフェイズドアレイアンテナシステムは、ドップラーアンテナシステムであり、送信信号出力部１１と、例えば４個の分波器１２，１３，１４，１５と、３個の移相器１６，１７，１８と、放射素子である４個の送信アンテナ２１，２２，２３，２４と、ミキサ２５と、ローパスフィルタ２６と、受信アンテナ２７とを備えている。 FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a phased array antenna system according to an embodiment of the present invention.
This phased array antenna system is a Doppler antenna system, and includes a transmission signal output unit 11, for example, four demultiplexers 12, 13, 14, 15, three phase shifters 16, 17, 18, and radiation. Four transmitting antennas 21, 22, 23, and 24 as elements, a mixer 25, a low-pass filter 26, and a receiving antenna 27 are provided.

送信信号出力部１１は、図示しない送信信号の信号源、搬送波を生成する発振器、搬送波や送信信号の増幅を行う任意数の増幅器、送信信号で搬送波を変調する変調回路等を含んでいる。   The transmission signal output unit 11 includes a transmission signal signal source (not shown), an oscillator that generates a carrier wave, an arbitrary number of amplifiers that amplify the carrier wave and the transmission signal, a modulation circuit that modulates the carrier wave with the transmission signal, and the like.

送信信号出力部１１の出力側には、分波器１２が接続されている。分波器１２の出力側には、分波器１３とミキサ２５とが接続されている。分波器１３の出力側には、分波器１４と移相器１７とが接続されている。分波器１４の出力側には、移相器１６と送信アンテナ２１とが接続されている。移相器１６に送信アンテナ２２が接続されている。   A duplexer 12 is connected to the output side of the transmission signal output unit 11. A duplexer 13 and a mixer 25 are connected to the output side of the duplexer 12. A duplexer 14 and a phase shifter 17 are connected to the output side of the duplexer 13. A phase shifter 16 and a transmission antenna 21 are connected to the output side of the duplexer 14. A transmission antenna 22 is connected to the phase shifter 16.

分波器１３に接続された移相器１７の出力側には、送信アンテナ２３と分波移器１５とが接続されている。分波器１５の出力側には、移相器１８が接続され、移相器１８の出力側には、送信アンテナ２４が接続されている。送信アンテナ２１〜２４は、例えば直線上に順に等間隔で配列されている。   A transmission antenna 23 and a demultiplexer 15 are connected to the output side of the phase shifter 17 connected to the demultiplexer 13. A phase shifter 18 is connected to the output side of the duplexer 15, and a transmission antenna 24 is connected to the output side of the phase shifter 18. The transmission antennas 21 to 24 are arranged at regular intervals in order on a straight line, for example.

各移相器１６，１８は、周波数がｆ０で波長がλ０（＝１／ｆ０）の信号に対して１波長分（＝λ０）の電気長Ｌをそれぞれ有する。移相器１７は、波長がλ０（＝１／ｆ０）の信号に対して２波長分（＝２λ０）の電気長Ｌを有する。 Each of the phase shifters 16 and 18 has an electrical length L corresponding to one wavelength (= λ 0 ) for a signal having a frequency of f 0 and a wavelength of λ 0 (= 1 / f 0 ). The phase shifter 17 has an electrical length L corresponding to two wavelengths (= 2λ 0 ) with respect to a signal having a wavelength of λ 0 (= 1 / f 0 ).

分波器１２の一方の出力側に接続されたミキサ２５には、受信アンテナ２７が接続されている。ミキサ２５の出力側にローパスフィルタ（ＬＰＦ）２６が接続されている。ローパスフィルタ２６の出力側が、制御装置２８に接続されている。また、制御装置２８からの制御信号が、送信信号出力部１１に与えられる構成になっている。送信信号出力部１１は、制御信号により、送信信号の発生及び停止が制御されると共に、送信信号の周波数を変化させる。   A receiving antenna 27 is connected to the mixer 25 connected to one output side of the duplexer 12. A low pass filter (LPF) 26 is connected to the output side of the mixer 25. The output side of the low-pass filter 26 is connected to the control device 28. In addition, the control signal from the control device 28 is provided to the transmission signal output unit 11. The transmission signal output unit 11 controls the generation and stop of the transmission signal by the control signal, and changes the frequency of the transmission signal.

次に、図１のフェイズドアレイアンテナシステムの動作を、図２及び図３を参照しつつ説明する。   Next, the operation of the phased array antenna system of FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

図２は、フェイズドアレイアンテナシステムの動作の説明図であり、図１のフェイズドアレイアンテナシステムの送信系を示している。
図３は、各送信アンテナ２１〜２４から放出される送信信号の説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the phased array antenna system, and shows the transmission system of the phased array antenna system of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of transmission signals emitted from the transmission antennas 21 to 24.

今、送信信号出力部１１は、周波数がｆ０の送信信号で搬送波を変調して被変調波を生成し、この被変調波を分波器１２に与える。則ち、送信信号出力部１１は、送信信号を被変調波の形態で出力する。 Now, the transmission signal output unit 11 generates a modulated wave by modulating a carrier wave with a transmission signal having a frequency of f 0 , and supplies the modulated wave to the demultiplexer 12. That is, the transmission signal output unit 11 outputs the transmission signal in the form of a modulated wave.

分波器１２は送信信号を分波し、送信信号の一部を分波器１３に与え、残りをミキサ２５に与える。分波器１３は、与えられた送信信号を分波し、分波器１４と移相器１７とに与える。分波器１４は、分波器１３から与えられた送信信号を分波して送信アンテナ２１と移相器１６とに与える。送信アンテナ２１は、送信信号を空間に放射する。   The demultiplexer 12 demultiplexes the transmission signal, gives a part of the transmission signal to the demultiplexer 13, and gives the rest to the mixer 25. The demultiplexer 13 demultiplexes the given transmission signal and gives it to the demultiplexer 14 and the phase shifter 17. The demultiplexer 14 demultiplexes the transmission signal given from the demultiplexer 13 and gives it to the transmission antenna 21 and the phase shifter 16. The transmission antenna 21 radiates a transmission signal to space.

移相器１６は、当該移相器１６の電気長Ｌだけ送信信号の位相をずらし（移相）、移相された送信信号を送信アンテナ２２に与える。送信アンテナ２２は、送信信号を空間に放射する。   The phase shifter 16 shifts the phase of the transmission signal by the electrical length L of the phase shifter 16 (phase shift), and applies the phase-shifted transmission signal to the transmission antenna 22. The transmission antenna 22 radiates a transmission signal to space.

一方、分波器１３から送信信号が与えられた移相器１７は、当該移相器１７の電気長Ｌだけ送信信号の位相をずらし、分波器１５に与える。分波器１５は、送信信号を分波し、送信アンテナ２３と移相器１８とに与える。送信アンテナ２３は、送信信号を空間に放射し、移相器１８は、分波器１５から与えられた送信信号の位相を当該移相器１８の電気長Ｌだけずらし、送信アンテナ２４に与える。送信アンテナ２４は、送信信号を空間に放射する。   On the other hand, the phase shifter 17 to which the transmission signal is given from the demultiplexer 13 shifts the phase of the transmission signal by the electrical length L of the phase shifter 17 and gives it to the demultiplexer 15. The demultiplexer 15 demultiplexes the transmission signal and gives it to the transmission antenna 23 and the phase shifter 18. The transmission antenna 23 radiates the transmission signal to the space, and the phase shifter 18 shifts the phase of the transmission signal given from the branching filter 15 by the electrical length L of the phase shifter 18 and gives it to the transmission antenna 24. The transmission antenna 24 radiates a transmission signal to space.

ここで、移相器１７の電気長Ｌは、周波数がｆ０の送信信号の２波長（＝２λ０）分に相当し、移相器１６，１８の電気長Ｌは、送信信号の１波長（＝λ０）分に相当する。よって、各送信アンテナ２１〜２４から放射される送信信号は、図３に実線で示すように、同一位相となる。これにより、送信アンテナ２１〜２４から放射される各送信信号の合成波面である電波ビームは、図２のように、送信アンテナ２１〜２４の列に垂直方向に進行することになる。 Here, the electrical length L of the phase shifter 17 corresponds to two wavelengths (= 2λ 0 ) of the transmission signal having the frequency f 0 , and the electrical length L of the phase shifters 16 and 18 is one wavelength of the transmission signal. This corresponds to (= λ 0 ) minutes. Therefore, the transmission signals radiated from the transmission antennas 21 to 24 have the same phase as shown by the solid line in FIG. As a result, the radio wave beam that is the combined wavefront of the transmission signals radiated from the transmission antennas 21 to 24 travels in the direction perpendicular to the row of the transmission antennas 21 to 24 as shown in FIG.

電波ビームは、物体に反射して反射波として帰ってくる。受信アンテナ２７は、反射波を受信し、ミキサ２５に与える。ミキサ２５は、分波器１２から与えられる送信信号と反射波とのミキシングを行い、ローパスフィルタ２６がミキサ２５の出力信号の高周波成分を濾波する。   The radio wave beam reflects off the object and returns as a reflected wave. The receiving antenna 27 receives the reflected wave and gives it to the mixer 25. The mixer 25 mixes the transmission signal and the reflected wave supplied from the duplexer 12, and the low pass filter 26 filters the high frequency component of the output signal of the mixer 25.

電波ビームを反射した物体が移動していれば、放射した電波ビームの周波数と反射波の周波数とは異なり、物体の移動速度に応じてその周波数差が変化する。
ローパスフィルタ２６の出力信号には、送信信号の周波数と反射波における送信信号の周波数との差の周波数が現れる。制御装置２８は、ローパスフィルタ２６の出力信号から、物体が存在することを確認すると共に、その物体の移動速度を計算する。 If the object reflecting the radio wave beam is moving, the frequency difference between the frequency of the radiated radio wave beam and the frequency of the reflected wave changes depending on the moving speed of the object.
In the output signal of the low-pass filter 26, a difference frequency between the frequency of the transmission signal and the frequency of the transmission signal in the reflected wave appears. The control device 28 confirms that an object exists from the output signal of the low-pass filter 26 and calculates the moving speed of the object.

制御装置からの制御信号に応じて、送信信号出力部１１が出力する送信信号の周波数を変化させることが可能である。
図４は、送信信号の周波数を高くした場合の電波ビームの説明図である。
図５は、送信信号間の位相の説明図であり、各送信アンテナ２１〜２４からそれぞれ放射される送信信号Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４を示している。 The frequency of the transmission signal output from the transmission signal output unit 11 can be changed according to the control signal from the control device.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a radio wave beam when the frequency of the transmission signal is increased.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a phase between transmission signals, and shows transmission signals S21, S22, S23, and S24 radiated from the transmission antennas 21 to 24, respectively.

送信信号出力部１１が出力する送信信号の周波数を高くし、周波数をｆ０からｆ０＋Δｆに変化させると、送信信号出力部１１の出力する送信信号の波長がλ０−Δλと短くなり、移相器１６，１８の電気長Ｌ（＝λ０）が、送信信号の波長（λ０−Δλ）よりも長くなり、移相器１７の電気長Ｌ（＝２λ０）が、送信信号の波長（λ０−Δλ）の２倍よりも長くなる。 To increase the frequency of the transmission signal the transmission signal output unit 11 outputs, when changing the frequency from f 0 to f 0 + Delta] f, shorter wavelengths of the transmission signal output from transmission signal output section 11 and the lambda 0 -.DELTA..lambda, The electrical length L (= λ 0 ) of the phase shifters 16 and 18 is longer than the wavelength (λ 0 −Δλ) of the transmission signal, and the electrical length L (= 2λ 0 ) of the phase shifter 17 is It becomes longer than twice the wavelength (λ 0 −Δλ).

これにより、図５のように、送信アンテナ２１から放射される送信信号Ｓ２１に対して、各送信アンテナ２２，２３，２４の放射する送信信号Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４の位相が、順次遅れることになる。   As a result, as shown in FIG. 5, the phases of the transmission signals S22, S23, and S24 emitted from the transmission antennas 22, 23, and 24 are sequentially delayed with respect to the transmission signal S21 emitted from the transmission antenna 21. .

これにより、送信信号Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４の合成波面である電波ビームの進行方向が、図４のように、送信アンテナ２１〜２４の列に対して垂直ではなく、白抜き矢印（紙面右）方向に偏向する。   Thereby, the traveling direction of the radio wave beam, which is the combined wavefront of the transmission signals S21, S22, S23, and S24, is not perpendicular to the column of the transmission antennas 21 to 24 as shown in FIG. ) Deflect in the direction.

図６は、送信信号の周波数を低くした場合の電波ビームの説明図である。
図７は、送信信号間の位相の説明図であり、各送信アンテナ２１〜２４からそれぞれ放射される送信信号Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４を示している。 FIG. 6 is an explanatory diagram of a radio wave beam when the frequency of the transmission signal is lowered.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the phase between the transmission signals, and shows the transmission signals S21, S22, S23, and S24 radiated from the transmission antennas 21 to 24, respectively.

送信信号出力部１１が出力する送信信号の周波数を低くし、周波数をｆ０からｆ０−Δｆに変化させると、送信信号出力部１１の出力する送信信号の波長がλ０＋Δλと長くなり、移相器１６，１８の電気長Ｌ（＝λ０）が、送信信号の波長（λ０＋Δλ）よりも短くなり、移相器１７の電気長Ｌ（＝２λ０）が送信信号の波長（λ０＋Δλ）の２倍よりも短くなる。 The frequency of the transmission signal the transmission signal output section 11 outputs low, varying the frequency from f 0 to f 0 -.DELTA.f, longer wavelength of the transmission signal output from transmission signal output section 11 and the lambda 0 + [Delta] [lambda], The electrical length L (= λ 0 ) of the phase shifters 16 and 18 is shorter than the wavelength (λ 0 + Δλ) of the transmission signal, and the electrical length L (= 2λ 0 ) of the phase shifter 17 is the wavelength of the transmission signal ( (λ 0 + Δλ) is shorter than twice.

これにより、図７のように、送信アンテナ２１から放射される送信信号Ｓ２１に対して、各送信アンテナ２２，２３，２４の放射する送信信号Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４の位相が、順次早くなる。   As a result, as shown in FIG. 7, the phases of the transmission signals S22, S23, and S24 emitted from the transmission antennas 22, 23, and 24 are sequentially advanced with respect to the transmission signal S21 emitted from the transmission antenna 21.

これにより、送信信号Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４の合成波面である電波ビームの進行方向が、図６のように、送信アンテナ２１〜２４の列に対して垂直ではなく、白抜き矢印（紙面左）方向に偏向する。   As a result, the traveling direction of the radio wave beam, which is the combined wavefront of the transmission signals S21, S22, S23, and S24, is not perpendicular to the row of the transmission antennas 21 to 24 as shown in FIG. ) Deflect in the direction.

このように、送信信号出力部１１が出力する送信信号の周波数を変化させることで、電波ビームの方向制御を行うことができる。したがって、移動物体の有無や、移動物体の移動速度を測定する場合には、送信信号の周波数を制御して電波ビームをその移動物体の方向に向けることにより、これらを測定することができる。   In this way, the direction of the radio wave beam can be controlled by changing the frequency of the transmission signal output from the transmission signal output unit 11. Therefore, when measuring the presence / absence of a moving object and the moving speed of the moving object, these can be measured by controlling the frequency of the transmission signal and directing the radio beam toward the moving object.

例えば、電波ビームの偏向方向を±３０°とする場合、送信信号の周波数ｆは、ｆ＝（２／３）ｆ０〜２ｆ０となる。つまり、周波数ｆの最小から最大までが約３倍である。よって、電波ビームの偏向方向を±３０°にするために、ＵＷＢ（Ultra Wide-Band）を用いることが考えられる。米国のＵＷＢでは、周波数ｆを３．１〜１０．６ＧＨｚと３．４倍とれるので、送信信号の周波数をスイープ或いはホッピングさせて、電波ビームの偏向方向を±３０°とすることができる。 For example, when the deflection direction of the radio wave beam is ± 30 °, the frequency f of the transmission signal is f = (2/3) f 0 to 2f 0 . That is, the frequency f is about 3 times from the minimum to the maximum. Therefore, it is conceivable to use UWB (Ultra Wide-Band) in order to set the deflection direction of the radio wave beam to ± 30 °. In UWB in the United States, the frequency f can be set to 3.1 to 10.6 GHz, which is 3.4 times, so that the frequency of the radio wave beam can be set to ± 30 ° by sweeping or hopping the frequency of the transmission signal.

以上のように、本実施形態のフェイズドアレイアンテナシステムは、送信信号出力部１１が出力する送信信号の周波数を変化させて、電波ビームの進行方向を偏向させる。そのため、移相量が可変の移相器や、その移相量を変化させるための手段が不要となり、システムの構成の簡素化と小型化が可能になる。また、これらにより、システムのコストを低減することが可能になる。   As described above, the phased array antenna system of the present embodiment deflects the traveling direction of the radio wave beam by changing the frequency of the transmission signal output from the transmission signal output unit 11. This eliminates the need for a phase shifter with a variable phase shift amount and means for changing the phase shift amount, and simplifies and reduces the size of the system. Moreover, it becomes possible to reduce the cost of a system by these.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、各移相器１６，１７，１８の電気長は、送信信号の波長のλ０を基本に設定し、送信信号の周波数の範囲内に対応する波長であったが、これを送信信号の周波数の範囲外の周波数に対応する波長にしてもよい。この場合、電波ビームの方向は、オフセットされる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible.
For example, the electrical length of each of the phase shifters 16, 17, 18 is set based on λ 0 of the wavelength of the transmission signal and is a wavelength corresponding to the range of the frequency of the transmission signal. The wavelength may correspond to a frequency outside the frequency range. In this case, the direction of the radio beam is offset.

また、送信アンテナ２１〜２４の数は、４に限定されるではなく、３でもよいし、５以上にしてもよい。
また、制御装置２８は、移動物体の存在やその移動速度を検出したが、移動していない物体の存在を検出してもよい。例えば反射波と送信信号との時間差を測定することにより、移動しない物体までの距離を測定することが可能である。 Further, the number of transmission antennas 21 to 24 is not limited to four, but may be three or five or more.
Moreover, although the control apparatus 28 detected the presence of the moving object and its moving speed, you may detect the presence of the object which is not moving. For example, it is possible to measure the distance to an object that does not move by measuring the time difference between the reflected wave and the transmission signal.

また、フェイズドアレイアンテナシステムが、移動物体の速度を求めたが、移動物体の位置（移動物体までの距離）を検出し、これを追尾するようにしてもよい。   The phased array antenna system obtains the speed of the moving object. However, the position of the moving object (distance to the moving object) may be detected and tracked.

さらに、上記実施形態では、放射素子として送信アンテナ２１〜２４を使用し、送信信号を被変調波の形態で空間に放射したが、音波を放出する送波素子を送信アンテナ２１〜２４の代わりに用いることにより、水中を相対移動する物体の存在や移動方向を探査する水中ソーナシステムとしても適用できる。   Further, in the above embodiment, the transmitting antennas 21 to 24 are used as the radiating elements, and the transmission signal is radiated to the space in the form of modulated waves. However, the transmitting elements that emit sound waves are used instead of the transmitting antennas 21 to 24. By using it, the present invention can also be applied as an underwater sonar system that searches for the presence and moving direction of an object that relatively moves in water.

本発明の実施形態に係るフェイズドアレイアンテナシステムを模式的に示す構成図である。It is a lineblock diagram showing typically the phased array antenna system concerning the embodiment of the present invention. フェイズドアレイアンテナシステムの動作の説明図である。It is explanatory drawing of operation | movement of a phased array antenna system. 各送信アンテナから放出される送信信号の説明図である。It is explanatory drawing of the transmission signal discharge | released from each transmission antenna. 送信信号の周波数を高くした場合の電波ビームの説明図である。It is explanatory drawing of the electromagnetic wave beam at the time of making the frequency of a transmission signal high. 送信信号間の位相の説明図である。It is explanatory drawing of the phase between transmission signals. 送信信号の周波数を低くした場合の電波ビームの説明図である。It is explanatory drawing of the electromagnetic wave beam at the time of making the frequency of a transmission signal low. 送信信号間の位相の説明図である。It is explanatory drawing of the phase between transmission signals.

符号の説明Explanation of symbols

１１ 送信信号出力部
１２〜１５ 分波器
１６〜１８ 移相器
２１〜２４ 送信アンテナ
２５ ミキサ
２６ ローパスフィルタ
２７ 受信アンテナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Transmission signal output part 12-15 Splitter 16-18 Phase shifter 21-24 Transmission antenna 25 Mixer 26 Low-pass filter 27 Reception antenna

Claims (6)

送信信号を発生する送信信号出力部と、
前記送信信号を電波としてそれぞれ放射する複数の放射素子と、
前記送信信号出力部と前記各放射素子との間に該各放射素子ごとに固有の電気長を設定する複数の移相器と、
前記送信信号の周波数を変化させることにより、前記複数の放射素子から放射される電波ビームの進行方向を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするフェイズドアレイアンテナシステム。 A transmission signal output unit for generating a transmission signal;
A plurality of radiating elements each radiating the transmission signal as a radio wave;
A plurality of phase shifters for setting a specific electrical length for each radiating element between the transmission signal output unit and each radiating element;
Control means for controlling the traveling direction of radio wave beams emitted from the plurality of radiation elements by changing the frequency of the transmission signal;
A phased array antenna system comprising: 前記放射素子には、前記送信信号出力部で発生した前記送信信号が分波器及び前記移相器を介して与えられることを特徴とする請求項１に記載のフェイズドアレイアンテナシステム。   2. The phased array antenna system according to claim 1, wherein the transmission signal generated at the transmission signal output unit is supplied to the radiating element via a branching filter and the phase shifter. 前記複数の放射素子は、直線上に配列されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフェイズドアレイアンテナシステム。   The phased array antenna system according to claim 1, wherein the plurality of radiating elements are arranged on a straight line. 前記複数の放射素子は、等間隔に配列されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフェイズドアレイアンテナシステム。   4. The phased array antenna system according to claim 1, wherein the plurality of radiating elements are arranged at equal intervals. 5. 前記電気長は、前記送信信号の波長の整数倍であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフェイズドアレイアンテナシステム。   5. The phased array antenna system according to claim 1, wherein the electrical length is an integral multiple of a wavelength of the transmission signal. 6. 送信信号を発生する送信信号出力部と、
前記送信信号を電波としてそれぞれ放射する複数の放射素子と、
前記送信信号出力部と前記各放射素子との間に該各放射素子ごとに固有の電気長を設定する複数の移相器とを備えるフェイズドアレイアンテナシステムにおいて、
前記送信信号の周波数を変化させる手段を設けておき、
前記送信信号の周波数を変化させることにより、前記複数の放射素子から放射される電波ビームの進行方向を、変化させることを特徴とするフェイズドアレイアンテナのビーム制御方法。
A transmission signal output unit for generating a transmission signal;
A plurality of radiating elements each radiating the transmission signal as a radio wave;
In a phased array antenna system comprising a plurality of phase shifters for setting a specific electrical length for each radiating element between the transmission signal output unit and each radiating element,
A means for changing the frequency of the transmission signal is provided,
A beam control method for a phased array antenna, wherein a traveling direction of radio wave beams radiated from the plurality of radiating elements is changed by changing a frequency of the transmission signal.
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