JP2006180086A

JP2006180086A - Phased array antenna assembly

Info

Publication number: JP2006180086A
Application number: JP2004369655A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nishimura; 俊雄西村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily replace a transmission and reception module for maintenance etc., by making it easy to set the position of an exciting element antenna suppressing a rise of a side lobe. <P>SOLUTION: A phased array antenna assembly is characterized in that: an aperture of an array antenna is divided into a plurality of blocks, each of which is composed of a composite unit in housing structure having the array surface of element antennas for each block and taken in and out from the aperture side; each composite unit is mounted with one or a plurality of module integrated units having a plurality of predetermined transmission and reception modules incorporated behind the array surface of the element antennas; transmission and reception modules and exciting element antennas are connected by coaxial cables having connectors, respectively; and the number of the exciting element antennas is an integral multiple of the number of transmission and reception modules incorporated in one module integrated unit. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、サイドローブの上昇を抑えるのに適した励振素子アンテナの設定構造を与えるフェーズドアレイアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to a phased array antenna device that provides an excitation element antenna setting structure suitable for suppressing an increase in side lobes.

フェーズドアレイアンテナ装置では、平面または曲面に沿って２次元マトリックス状に複数の素子アンテナを配列し、これらの素子アンテナを励振素子アンテナにするために複数の送受信モジュールを用いている。送受信モジュールは、各励振素子アンテナに対して設けられ、ハイパワーアンプ、ローノイズアンプ、移相器およびサーキュレータから形成された回路ユニットである。送受信モジュールは、フェーズドアレイアンテナ装置のコストの約半分を占めるため、低コスト化を図るべく、複数の送受信モジュールについて、制御系、電源系を共通化して一体化することにより低コスト化が図られている。一方、素子アンテナの配列構成については、サイドローブレベル抑圧のために、励振素子アンテナを、アレイアンテナの開口中心付近に密集して配置し、開口端部では疎らに配置する密度テーパ間引き法が良く用いられる（例えば、特許文献１参照）。また、１つのハイパワーアンプ（送受信モジュール）に接続する素子アンテナの数を変えることによって、素子アンテナから出力されるパワーに自由度を持たせた振幅テーパ型のアレイアンテナがある（例えば、特許文献２参照）。また、フェーズドアレイアンテナ装置において、素子アンテナの高密度実装に適用してメンテナンスを容易にするために、所定数の励振素子アンテナを反射板に配列し、これら励振素子アンテナと同数の送受信モジュールを一体化して筐体に収納し、素子アンテナとそれに対応する送受信モジュール間をケーブルあるいは中継基板を介してコネクタ接続するようにした技術がある（例えば、特許文献３参照）。 In the phased array antenna apparatus, a plurality of element antennas are arranged in a two-dimensional matrix along a plane or a curved surface, and a plurality of transmission / reception modules are used to make these element antennas as excitation element antennas. The transmission / reception module is a circuit unit provided for each excitation element antenna and formed of a high power amplifier, a low noise amplifier, a phase shifter, and a circulator. Since the transceiver module occupies about half of the cost of the phased array antenna device, the cost can be reduced by integrating the control system and the power supply system for multiple transceiver modules in order to reduce the cost. ing. On the other hand, with regard to the arrangement configuration of the element antennas, a density taper thinning method in which the excitation element antennas are arranged close to the center of the aperture of the array antenna and sparsely arranged at the end of the aperture is good for suppressing the side lobe level. Used (see, for example, Patent Document 1). In addition, there is an amplitude taper type array antenna in which the number of element antennas connected to one high-power amplifier (transmission / reception module) is changed to give the power output from the element antennas a degree of freedom (for example, Patent Documents). 2). In addition, in a phased array antenna apparatus, a predetermined number of excitation element antennas are arranged on a reflector to facilitate maintenance by applying to high-density mounting of element antennas, and the same number of transmission / reception modules as these excitation element antennas are integrated. There is a technique in which a device antenna and a corresponding transmission / reception module are connected to each other via a cable or a relay board (for example, see Patent Document 3).

特開２００２−１５８５２８号公報JP 2002-158528 A 特開平５−２９１８１４号公報JP-A-5-291814 特開２００４−２１５１５９号公報JP 2004-215159 A

フェーズドアレイアンテナ装置では、サイドローブレベルの上昇を抑圧するために、励振素子アンテナを間引いた配置としているが、アレーアンテナが大型化すると、素子アンテナの数が増大し、励振素子アンテナを設定する作業は容易ではない。例えば特許文献３に示されるように、励振素子アンテナと同数の送受信モジュールを一体化したものを使用した場合、メンテナス等の作業は改善されるが、間引きでは、励振素子アンテナ２の固まりと非励振素子アンテナ３の固まりを単位として配置されることになるため、方位と仰角の投影した振幅分布が理想的なテーラ分布を形成できず、サイドローブレベルが上昇してしまうという問題がある。したがって、サイドローブレベルを考えた場合、ユニットとして一体化する素子アンテナの数は少なくならざるを得ず、反面、メンテナンス等の作業改善は図れないことになるという問題がある。 In the phased array antenna device, in order to suppress the rise of the side lobe level, the excitation element antenna is thinned out. However, when the array antenna becomes larger, the number of element antennas increases, and the work for setting the excitation element antennas is performed. Is not easy. For example, as shown in Patent Document 3, when the same number of transmission / reception modules as the number of excitation element antennas are integrated, the maintenance work is improved, but in thinning, the mass of the excitation element antenna 2 and the non-excitation are improved. Since the element antennas 3 are arranged as a unit, the projected amplitude distribution of the azimuth and the elevation angle cannot form an ideal tailor distribution, and there is a problem that the side lobe level increases. Therefore, when the side lobe level is considered, the number of element antennas integrated as a unit is inevitably reduced. On the other hand, there is a problem that work improvement such as maintenance cannot be achieved.

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、サイドローブの上昇を抑える励振素子アンテナの位置設定を容易にし、かつメンテナンス等で送受信モジュールの交換も容易に行えるフェーズドアレイアンテナ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a phased array antenna device that facilitates the position setting of an excitation element antenna that suppresses an increase in side lobes, and that allows easy exchange of transmission / reception modules for maintenance or the like. The purpose is to obtain.

この発明に係るフェーズドアレイアンテナ装置は、平面または曲面に沿って２次元マトリックス状に複数の素子アンテナを配列したアレイアンテナを有し、励振素子アンテナと非励振素子アンテナの配列を決めることによりサイドローブレベルを抑圧した放射パターンを得るフェーズドアレイアンテナ装置において、アレイアンテナの開口を複数のブロックに分け、各ブロックが、ブロックごとの素子アンテナの配列面を持ち、開口側から出し入れする筐体構造の複合ユニットで構成され、各複合ユニットは、素子アンテナの配列面の背後に予め決めた複数の送受信モジュールが組み込まれたモジュール一体化ユニットを１個または複数個搭載し、送受信モジュールと励振素子アンテナ間を、それぞれコネクタを持つ同軸ケーブルにより接続し、かつ励振素子アンテナの数が、１個のモジュール一体化ユニットに組み込まれた送受信モジュール数の整数倍となるように設定されたものである。 The phased array antenna apparatus according to the present invention has an array antenna in which a plurality of element antennas are arranged in a two-dimensional matrix along a plane or a curved surface, and the side lobe is determined by determining the arrangement of the excitation element antenna and the non-excitation element antenna. In a phased array antenna device that obtains a radiation pattern with a suppressed level, the array antenna opening is divided into a plurality of blocks, and each block has an array surface of element antennas for each block, and the housing structure is compounded from the opening side. Each composite unit is equipped with one or more module-integrated units in which a plurality of predetermined transmission / reception modules are incorporated behind the arrangement surface of the element antennas, and between the transmission / reception modules and the excitation element antennas. Connected by coaxial cables with connectors , And the number of excitation element antenna is one that is set to be an integral multiple of the number of transmitter and receiver module built in a single module integrated unit.

この発明によれば、モジュール一体化ユニットの搭載数を最小限に設定でき、また、組み込まれた送受信モジュールを全て励振素子アンテナの設定に利用するので、効率の良い構造とすることができ、またコスト上でも有利なフェーズドアレイアンテナ装置を実現できる効果がある。また、励振素子アンテナの位置と数はその複合ユニットごとに選択できるため、サイドローブの上昇を抑える設定を容易にできる効果がある。 According to the present invention, the number of module-integrated units can be set to a minimum, and since all the built-in transmission / reception modules are used for setting the excitation element antenna, an efficient structure can be achieved. There is an effect that a phased array antenna device advantageous in terms of cost can be realized. Further, since the position and number of the excitation element antennas can be selected for each composite unit, there is an effect that the setting for suppressing the rise of the side lobes can be easily performed.

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るフェーズドアレイアンテナ装置のアレイアンテナの開口を示す説明図、図２は同実施の形態１に係る複合ユニットの構造を透視的に示す斜視図である。
図１において、アレイアンテナの開口１は、例えば平面に沿って２次元マトリックス状に配列された複数の素子アンテナで構成されている。このアレイアンテナの放射パターンは、○印で示す励振素子アンテナ２と×印で示す非励振素子アンテナ３の配列を決めることにより得られる。この発明では、開口１を複数のブロック（図１では８つ）に分け、各ブロックが、ブロック毎の素子アンテナ２，３の配列面を持ち、開口１側から出し入れする筐体構造の複合ユニット５を構成するようにしている。また、各複合ユニット５は、素子アンテナ２，３の配列面の背後に予め決めた複数（図１では４個）の送受信モジュール８が組み込まれ、構造的に一体化されたモジュール一体化ユニット４を、１個または複数個搭載した構成を持っている。送受信モジュール８は、周知のように、ハイパワーアンプ、ローノイズアンプ、移相器およびサーキュレータ等を備えたものである。１つの送受信モジュール８は、１つの励振素子アンテナ２に対応して設けられ、その励振素子アンテナ２から出力されるパワーが、いずれの対応づけでも同じとなるようにしている。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an explanatory view showing an aperture of an array antenna of a phased array antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a structure of a composite unit according to Embodiment 1 in a perspective manner.
In FIG. 1, the aperture 1 of the array antenna is composed of a plurality of element antennas arranged in a two-dimensional matrix along a plane, for example. The radiation pattern of the array antenna can be obtained by determining the arrangement of the excitation element antenna 2 indicated by a circle and the non-excitation element antenna 3 indicated by a cross. In the present invention, the opening 1 is divided into a plurality of blocks (eight in FIG. 1), each block has an array surface of the element antennas 2 and 3 for each block, and is a housing unit with a housing structure that is taken in and out from the opening 1 side. 5 is configured. Each composite unit 5 includes a module integrated unit 4 in which a plurality of (four in FIG. 1) transmission / reception modules 8 are incorporated behind the arrangement surface of the element antennas 2 and 3 and are structurally integrated. Are mounted on one or more. As is well known, the transmission / reception module 8 includes a high power amplifier, a low noise amplifier, a phase shifter, a circulator, and the like. One transmission / reception module 8 is provided corresponding to one excitation element antenna 2 so that the power output from the excitation element antenna 2 is the same in any correspondence.

この発明では、各複合ユニット５において配分設定された励振素子アンテナ２の数は、１個のモジュール一体化ユニット４内に組み込まれた送受信モジュール８の数（この例では４個）の整数倍（この例では４個あるいは８個）となるように設定される。このように構成された複合ユニット５は、保守や修理のときの取り外す単位となる。
図２は、図１に示す複合ユニット５Ａの内部について示したものであるが、素子アンテナを励振素子アンテナ２と非励振素子アンテナ３に分けるために、励振素子アンテナ２と送受信モジュール８間を、両端にコネクタ（図示せず）を持つ同軸ケーブル６により接続している。また、非励振素子アンテナ３には終端抵抗が接続されている。この複合ユニット５Ａの場合、励振素子アンテナ２は、モジュール一体化ユニット４を２個搭載可能な２列に４個分散しているが、実際に搭載するモジュール一体化ユニット４は１個で済むことを示している。一方、図１において、励振素子アンテナ２がモジュール一体化ユニット４を３個搭載可能な３列に分布している複合ユニット５についてみると、励振素子アンテナ２は８個設定されているので、搭載するモジュール一体化ユニット４は２個で済み、かつそれらの送受信モジュール８を全て使用していることが分る。このように、複合ユニット内で設定される励振素子アンテナの数を、１個のモジュール一体化ユニットに組み込まれた送受信モジュールの数の整数倍に設定することにより、モジュール一体化ユニットの搭載数を最小限に設定でき、また、組み込まれた送受信モジュールを励振素子アンテナの設定に全て利用するので、効率の良い構造とし、またコスト上でも有利なフェーズドアレイアンテナ装置を実現できる。 In the present invention, the number of excitation element antennas 2 set and distributed in each composite unit 5 is an integral multiple of the number of transmission / reception modules 8 incorporated in one module integrated unit 4 (four in this example) ( In this example, the number is set to 4 or 8). The composite unit 5 configured in this way becomes a unit to be removed at the time of maintenance or repair.
FIG. 2 shows the inside of the composite unit 5A shown in FIG. 1, but in order to divide the element antenna into the excitation element antenna 2 and the non-excitation element antenna 3, between the excitation element antenna 2 and the transmission / reception module 8, They are connected by a coaxial cable 6 having connectors (not shown) at both ends. In addition, a termination resistor is connected to the non-excitation element antenna 3. In the case of this composite unit 5A, four excitation element antennas 2 are distributed in two rows on which two module integrated units 4 can be mounted. However, only one module integrated unit 4 can be actually mounted. Is shown. On the other hand, in FIG. 1, when considering the composite unit 5 in which the excitation element antenna 2 is distributed in three rows on which three module integrated units 4 can be mounted, eight excitation element antennas 2 are set. It can be seen that the number of module integration units 4 to be used is two, and all the transmission / reception modules 8 are used. Thus, by setting the number of excitation element antennas set in the composite unit to an integral multiple of the number of transmission / reception modules incorporated in one module integrated unit, the number of module integrated units mounted can be reduced. Since it can be set to a minimum and the built-in transmission / reception module is all used for setting the excitation element antenna, a phased array antenna apparatus having an efficient structure and advantageous in terms of cost can be realized.

アレイアンテナの開口１は、以上のようにして励振素子アンテナの位置を設定した複合ユニット５の複数個を開口１に装着することによって、図１に示すように、求めるべき励振素子アンテナ２の配列分布を形成することができる。すなわち、ＡＺ（ａｚｉｍｕｔｈ：方位）、ＥＬ（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ：仰角）方向に投影した振幅分布はテーラ分布に近くなり、図３に示すアンテナ放射パターンのようにサイドローブの上昇を抑えることができる。
なお、図１では、アレイアンテナの開口をその中心を対称とし複数のブロックに分けており、このように点対称配置の複合ユニットの組を作れば、開口の中心を対称とする励振素子アンテナと非励振素子アンテナの分布配列を設けることができるので製作上で有利になる。しかし、対称性が無い方が間引きの自由度が増し理想的なサイドローブを得ることができるので、このことは、発明の一例を示すものであり、発明が直接意図するものではない。また、ここでのモジュール一体化ユニット４は、４個の送受信モジュール８の一体化例について示したが、この送受信モジュール８の一体化数は４個に限定されるものではない。 As shown in FIG. 1, the array antenna openings 1 are arranged as shown in FIG. 1 by mounting a plurality of composite units 5 in which the positions of the excitation element antennas are set as described above. A distribution can be formed. That is, the amplitude distribution projected in the AZ (azimuth: azimuth) and EL (elevation: elevation) directions is close to the tailor distribution, and the rise of the side lobe can be suppressed as in the antenna radiation pattern shown in FIG.
In FIG. 1, the aperture of the array antenna is divided into a plurality of blocks with the center being symmetric. If a composite unit set having a point-symmetric arrangement is formed in this way, A distributed arrangement of non-excited element antennas can be provided, which is advantageous in manufacturing. However, since there is no symmetry and the degree of freedom of thinning increases and an ideal side lobe can be obtained, this is an example of the invention and is not directly intended by the invention. Moreover, although the module integration unit 4 here showed the example of integration of the four transmission / reception modules 8, the integration number of this transmission / reception module 8 is not limited to four.

以上のように、この実施の形態１によれば、アレイアンテナの開口を複数のブロックに分け、各ブロックを、ブロック毎の素子アンテナの配列面を持ち、開口側から出し入れする筐体構造の複合ユニットで構成し、各複合ユニットが、素子アンテナの配列面の背後に予め決めた複数の送受信モジュールが組み込まれたモジュール一体化ユニットを１個または複数個搭載し、送受信モジュールと励振素子アンテナ間を、それぞれコネクタを持つ同軸ケーブルにより接続し、かつ励振素子アンテナの数が、１個のモジュール一体化ユニットに組み込まれた送受信モジュール数の整数倍となるように設定したものである。したがって、モジュール一体化ユニットの搭載数を最小限に設定でき、また、組み込まれた送受信モジュールを全て励振素子アンテナの設定に利用するので、効率の良い構造とすることができ、またコスト上でも有利なフェーズドアレイアンテナ装置を実現できる効果がある。また、励振素子アンテナの位置と数はその複合ユニットごとに選択できるため、サイドローブの上昇を抑える設定を容易にできる効果がある。さらに、モジュール一体化ユニットを交換する場合は、開口前面から複合ユニットを取り外し、外した複合ユニットからモジュール一体化ユニットを取り外せばよく、特に、アレイアンテナが数百から数千の素子アンテナからなる場合、複合ユニットはアレイアンテナを数個から十数個に区切って形成することができるため、メンテナンス作業を容易にできる効果がある。 As described above, according to the first embodiment, the opening of the array antenna is divided into a plurality of blocks, and each block has an array surface of element antennas for each block, and is a composite of a housing structure in which it is taken in and out from the opening side. Each unit is composed of one or more module-integrated units in which a plurality of predetermined transmission / reception modules are incorporated behind the array plane of the element antennas. Between the transmission / reception modules and the excitation element antennas, These are connected by coaxial cables each having a connector, and the number of excitation element antennas is set to be an integral multiple of the number of transmission / reception modules incorporated in one module integrated unit. Therefore, the number of module-integrated units can be set to the minimum, and since all of the built-in transmission / reception modules are used for setting the excitation element antenna, an efficient structure can be obtained, and cost is also advantageous. It is possible to realize a simple phased array antenna device. In addition, since the position and number of the excitation element antennas can be selected for each composite unit, there is an effect that the setting for suppressing the rise of the side lobe can be facilitated. Furthermore, when replacing a module integrated unit, it is only necessary to remove the composite unit from the front of the opening and remove the module integrated unit from the removed composite unit, especially when the array antenna consists of several hundred to several thousand element antennas. Since the composite unit can be formed by dividing the array antenna into a few to a dozen, there is an effect that the maintenance work can be facilitated.

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係るフェーズドアレイアンテナ装置の複合ユニットの構造を透過的に示す斜視図で、図２と相当する部分には同一符号を付して示す。図５は実施の形態２で対象とする部分の詳細を示す説明図である。
この複合ユニット５では、モジュール一体化ユニット４と素子アンテナ２，３の配列間に、同軸ケーブルの代わりに、トリプレート構造の多層プリント基板からなる給電回路基板７を用いた接続構造としている。送受信モジュール８および励振素子アンテナ２は、同軸ケーブルを用いず、それぞれコネクタ９，１０を介してトリプレート構造の多層プリント基板７に直接接続される。この給電回路基板７は、２層、４層または６層からなるプリント基板７３，７４により線路７５を形成し、その両面に、例えばアルミプレート７１，７２を配したものである。給電回路基板７の両面には、図５（ｂ）に示すように、コネクタの受け口１１，９１が設けられている。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a perspective view transparently showing the structure of the composite unit of the phased array antenna apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and parts corresponding to those in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing details of a target portion in the second embodiment.
This composite unit 5 has a connection structure using a feeder circuit board 7 made of a multilayer printed board having a triplate structure between the module integrated unit 4 and the element antennas 2 and 3 instead of the coaxial cable. The transmission / reception module 8 and the excitation element antenna 2 are directly connected to the multilayer printed circuit board 7 having a triplate structure via connectors 9 and 10 without using a coaxial cable. The feeder circuit board 7 is formed by forming a line 75 with printed boards 73 and 74 having two layers, four layers, or six layers, and arranging, for example, aluminum plates 71 and 72 on both sides thereof. As shown in FIG. 5B, connector receptacles 11 and 91 are provided on both surfaces of the power supply circuit board 7.

以上のように、この実施の形態２によれば、トリプレート構造の多層プリント基板からなる給電回路基板を用いた接続構造としたので、送受信モジュールの位置と励振素子アンテナの位置をオフセット、すなわち両者を接続するそれぞれの位置（または番地）を指定することができる。したがって、予め設計した素子アンテナを励振素子アンテナとして設定する接続作業を容易にすることができ、製作時やメンテナンス時の作業を、同軸ケーブルを用いた場合よりも改善できる効果が得られる。 As described above, according to the second embodiment, since the connection structure using the power supply circuit board composed of the multilayer printed circuit board having the triplate structure is used, the position of the transmission / reception module and the position of the excitation element antenna are offset, that is, both Each position (or address) to connect can be specified. Therefore, it is possible to facilitate the connection work of setting the pre-designed element antenna as the excitation element antenna, and it is possible to obtain an effect that the work at the time of manufacture and maintenance can be improved as compared with the case of using the coaxial cable.

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３に係るフェーズドアレイアンテナ装置のアレイアンテナの開口を示す説明図、図７は同実施の形態３に係る複合ユニットの構造を透視的に示す斜視図である。図において、図１および図２に相当する部分には同一符号を付して示す。この場合、アレイアンテナの開口１は、長手方向に素子アンテナ２，３を１列に配列した同タイプの複合ユニット５を複数個並べて装着することによって、図１に示すものと同じ励振素子アンテナ２の設定分布を得るようにしたものである。
図６において、アレイアンテナの開口１は、配列された素子アンテナ２，３を複数の縦列のブロックに分けられている。各ブロックは、素子アンテナ２，３とその背後に複数の送受信モジュール８を組み込んで一体化したモジュール一体化ユニット４を搭載した複合ユニット５を形成している。この例の場合も、１個のモジュール一体化ユニット４に組み込まれる送受信モジュール８の数は４個と設定されている。また、各複合ユニット５において配分された励振素子アンテナ２の数は、１個のモジュール一体化ユニット４内に組み込まれた送受信モジュール８の数４の整数倍、すなわち４個あるいは８個となるように設定される。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is an explanatory view showing the aperture of the array antenna of the phased array antenna apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view transparently showing the structure of the composite unit according to Embodiment 3. In the figure, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. In this case, the opening 1 of the array antenna has the same excitation element antenna 2 as shown in FIG. 1 by mounting a plurality of the same type of composite units 5 in which the element antennas 2 and 3 are arranged in a row in the longitudinal direction. The setting distribution is obtained.
In FIG. 6, the opening 1 of the array antenna is formed by dividing the arrayed element antennas 2 and 3 into a plurality of vertical blocks. Each block forms a composite unit 5 on which a module integrated unit 4 in which the element antennas 2 and 3 and a plurality of transmission / reception modules 8 are integrated and integrated is mounted. Also in this example, the number of transmission / reception modules 8 incorporated in one module integrated unit 4 is set to four. The number of excitation element antennas 2 allocated in each composite unit 5 is an integral multiple of the number 4 of the transmission / reception modules 8 incorporated in one module integrated unit 4, that is, 4 or 8. Set to

図７は、図６に示す複合ユニット５Ｂの内部構造の概略について示したものである。この複合ユニット５Ｂの場合、励振素子アンテナ２はモジュール一体化ユニット４を２個搭載可能な列に４個分散しているが、実際に搭載したモジュール一体化ユニット４は１個で済んでいることを示している。一方、図６において、励振素子アンテナ２が列を満たして分布している複合ユニット５についてみると、励振素子アンテナ２は８個設定されているので、搭載するモジュール一体化ユニット４は２個となり、それらの送受信モジュール８を全て使用していることが分る。このように、複合ユニット内で設定される励振素子アンテナの数を、１個のモジュール一体化ユニットに組み込まれた送受信モジュールの数の整数倍に設定することにより、モジュール一体化ユニットの搭載数を最小限に設定でき、また、組み込まれた送受信モジュールを励振素子アンテナの設定に全て利用するので、効率の良い構造とし、またコスト上でも有利なフェーズドアレイアンテナ装置を実現できる。
したがって、このようにして構成したフェーズドアレイアンテナ装置は、図６に示すように、ＡＺ、ＥＬに投影した振幅分布を得ることができ、縦方向（ＥＬ）はテーラ分布に近くなり、図８に示すＥＬ方向のアンテナ放射パターンのように、サイドローブの上昇を抑えることができる。 FIG. 7 shows an outline of the internal structure of the composite unit 5B shown in FIG. In the case of this composite unit 5B, four excitation element antennas 2 are dispersed in a row in which two module integrated units 4 can be mounted, but only one module integrated unit 4 actually mounted is required. Is shown. On the other hand, in the composite unit 5 in which the excitation element antennas 2 are distributed in a row in FIG. 6, since eight excitation element antennas 2 are set, there are two module integrated units 4 to be mounted. It can be seen that all the transmission / reception modules 8 are used. Thus, by setting the number of excitation element antennas set in the composite unit to an integral multiple of the number of transmission / reception modules incorporated in one module integrated unit, the number of module integrated units mounted can be reduced. Since it can be set to the minimum and the built-in transmission / reception module is used for setting of the excitation element antenna, a phased array antenna apparatus having an efficient structure and advantageous in terms of cost can be realized.
Therefore, the phased array antenna apparatus configured as described above can obtain the amplitude distribution projected on AZ and EL as shown in FIG. 6, and the vertical direction (EL) is close to the Taylor distribution, which is shown in FIG. As in the antenna radiation pattern in the EL direction shown, the side lobe can be prevented from rising.

以上のように、この実施の形態３によれば、アレイアンテナの開口を、縦各列に複数のブロックに分け、各列のブロックのそれぞれを実施の形態１と同様な複合ユニットで構成したものである。したがって、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。 As described above, according to the third embodiment, the aperture of the array antenna is divided into a plurality of blocks in each vertical column, and each block in each column is configured by a composite unit similar to that in the first embodiment. It is. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

この発明の実施の形態１に係るフェーズドアレイアンテナ装置のアレイアンテナの開口を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows opening of the array antenna of the phased array antenna apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る複合ユニットの構造を透視的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows in perspective the structure of the composite unit which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係るアンテナ放射パターンを表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the antenna radiation pattern which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２に係る複合ユニットの構造を透視的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows in perspective the structure of the composite unit which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２の対象とする部分の詳細を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detail of the part made into the object of Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３に係るフェーズドアレイアンテナ装置のアレイアンテナの開口を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows opening of the array antenna of the phased array antenna apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３に係る複合ユニットの構造を透視的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows in perspective the structure of the composite unit which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３に係るアンテナ放射パターンを表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the antenna radiation pattern which concerns on Embodiment 3 of this invention.

Explanation of symbols

１アレイアンテナの開口、２励振素子アンテナ、３非励振素子アンテナ、４モジュール一体化ユニット、５，５Ａ，５Ｂ複合ユニット、６同軸ケーブル、７給電回路基板、８送受信モジュール、９コネクタ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Opening of an array antenna, 2 Excitation element antenna, 3 Non-excitation element antenna, 4 Module integrated unit, 5, 5A, 5B Composite unit, 6 Coaxial cable, 7 Feed circuit board, 8 Transmission / reception module, 9 Connector

Claims

A phased array that has an array antenna in which a plurality of element antennas are arranged in a two-dimensional matrix along a plane or curved surface, and obtains a radiation pattern in which the side lobe level is suppressed by determining the arrangement of excitation and non-excitation element antennas. In the antenna device,
The opening of the array antenna is divided into a plurality of blocks, each block having an array surface of element antennas for each block, and composed of a composite unit of a housing structure that is taken in and out from the opening side,
Each composite unit is equipped with one or a plurality of module integrated units in which a plurality of predetermined transmission / reception modules are incorporated behind the arrangement surface of the element antennas, and a connector is provided between the transmission / reception module and the excitation element antenna. A phased array antenna device characterized in that the number of excitation element antennas connected by a coaxial cable is set to be an integral multiple of the number of transmission / reception modules incorporated in one module integrated unit.

2. The phased array antenna apparatus according to claim 1, wherein the aperture of the array antenna is divided into a plurality of blocks in each vertical column, and each block in the column is composed of a composite unit.

Instead of the coaxial cable, a feeder circuit board consisting of a multilayer printed circuit board with a triplate structure is provided between the module integrated unit and the element antenna in the composite unit, and the transmission / reception module and the excitation element antenna are directly connected via connectors. 3. The phased array antenna apparatus according to claim 1, wherein the phased array antenna apparatus is connected to the feeder circuit board.