JP2007163321A - Radio wave arrival direction measuring device and array antenna device for it - Google Patents

Radio wave arrival direction measuring device and array antenna device for it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously achieve high angle measuring accuracy and removal of incorrect angle measurement due to angle ambiguity in a radio wave arrival direction measuring device. <P>SOLUTION: This radio wave arrival direction measuring device has a large array and at least a small array in each of which a plurality of antenna elements are arranged spatially at a different element interval and at the constant interval on the circumference of a virtual circle with a different large or small diameter assumed on the same plane. The number of antenna elements in each array is set so that the element interval in the large array is longer than that of the small array, the plurality of antenna elements constituting the small array are arranged in the virtual circle of the large array, and the arrival direction of the arrival radio wave is calculated based on the received signals of the arrival radio wave received by the antenna elements of the large array and the antenna elements of the small array. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、到来する電波を複数のアンテナ素子からなるアンテナアレーにより受信し、その受信電波の到来方向を測定する電波到来方向測定装置およびそのためのアレーアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to a radio wave arrival direction measuring apparatus that receives an incoming radio wave by an antenna array including a plurality of antenna elements and measures the arrival direction of the received radio wave, and an array antenna apparatus therefor.

水平面上の未知の方向から到来する広い帯域の電波を複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナで受信し、各アンテナ素子間の受信電波の位相差を測定することにより、受信電波の到来方向を測定することができる。複数のアンテナ素子により電波を受信し、その到来方向を測定する原理を図10に示す。ここでは、最も単純なケースであるアンテナ素子が2本の場合の原理を説明する。図10において、間隔dで配置された2本のアンテナ素子A6,A7により、この2本のアンテナ素子A6,A7に対して鉛直方向から角度θで到来する波長λの電波を受信する。すると、これらアンテナ素子A6,A7間では、到来した電波に、アンテナ間隔dと到来角度θに依存した時間差が発生する。すなわち、その時間差に対応した位相差φを有する。ここで、2本のアンテナ素子A6,A7で受信した電波の波長λがアンテナ間隔dより長い場合(d<λ)、2本のアンテナ素子A6,A7が受信した電波の位相差φと間隔dの関係は式(1)となり、到来角度θは一義的に定まる。よって、2本のアンテナ素子A6,A7で受信した電波の位相差φを検出することによって、受信電波の到来角度θを知ることができる。

Figure 2007163321
Measure the direction of arrival of received radio waves by receiving a wide-band radio wave coming from an unknown direction on a horizontal plane with an array antenna consisting of multiple antenna elements and measuring the phase difference of the received radio waves between each antenna element. be able to. The principle of receiving radio waves by a plurality of antenna elements and measuring their arrival directions is shown in FIG. Here, the principle in the case of two antenna elements, which is the simplest case, will be described. In FIG. 10, two antenna elements A6 and A7 arranged at a distance d receive radio waves of wavelength λ that arrive at an angle θ from the vertical direction with respect to the two antenna elements A6 and A7. Then, between these antenna elements A6 and A7, a time difference depending on the antenna interval d and the arrival angle θ occurs in the incoming radio wave. That is, it has a phase difference φ corresponding to the time difference. Here, when the wavelength λ of the radio waves received by the two antenna elements A6 and A7 is longer than the antenna interval d (d <λ), the phase difference φ and the interval d of the radio waves received by the two antenna elements A6 and A7 (1), and the angle of arrival θ is uniquely determined. Therefore, the arrival angle θ of the received radio wave can be known by detecting the phase difference φ between the radio waves received by the two antenna elements A6 and A7.
Figure 2007163321

しかし、2本のアンテナ素子A6,A7で受信した電波の波長λがアンテナ間隔dより短い場合(d>λ)は、位相差φについて式(2)が成立することになり、検出された位相差φを満足する到来角度θが複数存在し、角度アンビギュイティによる誤測角を発生してしまう。

Figure 2007163321
この場合の位相差特性は図11に示すようになる。図11で、i=1〜4であり、位相差φを満足する角度θが4つ存在することになる。ここで、nは−1≦λ(φ−2nπ)/2πd<1を満足する正の整数である。 However, when the wavelength λ of the radio wave received by the two antenna elements A6 and A7 is shorter than the antenna interval d (d> λ), Equation (2) is established for the phase difference φ, and the detected order There are a plurality of arrival angles θ satisfying the phase difference φ, and an erroneous measurement angle due to angle ambiguity is generated.
Figure 2007163321
The phase difference characteristic in this case is as shown in FIG. In FIG. 11, i = 1 to 4, and there are four angles θ that satisfy the phase difference φ. Here, n is a positive integer that satisfies −1 ≦ λ (φ−2nπ) / 2πd <1.

位相差を用いてアンテナ素子が受信した電波の到来方向を測定する計算のアルゴリズムとしては、MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)に代表されるアルゴリズムがあるが、一般に、水平面上の全方位から到来する電波の方位を測定する場合は、上記のアンテナ配列を拡張し、円形等間隔にアンテナ素子を配置したアンテナアレーを用いる(例えば特許文献1参照)。   There is an algorithm represented by MUSIC (MUltiple SIgnal Classification) as a calculation algorithm for measuring the direction of arrival of a radio wave received by an antenna element using a phase difference, but in general, a radio wave arriving from all directions on a horizontal plane When measuring the azimuth, an antenna array is used in which the antenna arrangement is expanded and antenna elements are arranged at equal intervals (see, for example, Patent Document 1).

ここで、上記のアンテナ配列を2次元アレーに拡張し、空間上において複数のアンテナ素子で電波を受信し、その到来方向を測定する原理を図12に示し説明する。図12において、基準点Oから見たアンテナ素子R1,R2のベクトルがr1,r2で表されている。そして、到来電波と並行の向きを持つ単位ベクトルがEで表されている。まず、基準点Oとアンテナ素子R1の距離差d1は|r1|cosθ’である。そして、cosθ’は式(3)で求められるので、基準点Oとアンテナ素子R1の距離差d1は、単位ベクトルと位置ベクトルr1の内積r1・Eとなる。

Figure 2007163321
基準点OとR1の位相差φ1は式(4)のように表せることができ、基準点Oとアンテナ素子R2の位相差φ2も同様の方法から導ける。
Figure 2007163321
よって、アンテナ素子R1とR2の位相差φ3は式(5)のようになる。
Figure 2007163321
Here, the principle of extending the above antenna array to a two-dimensional array, receiving radio waves with a plurality of antenna elements in space, and measuring the direction of arrival will be described with reference to FIG. In FIG. 12, the vectors of the antenna elements R1 and R2 viewed from the reference point O are represented by r1 and r2. A unit vector having a direction parallel to the incoming radio wave is represented by E. First, the distance difference d1 between the reference point O and the antenna element R1 is | r1 | cos θ ′. Since cos θ ′ is obtained by Expression (3), the distance difference d1 between the reference point O and the antenna element R1 is an inner product r1 · E of the unit vector and the position vector r1.
Figure 2007163321
The phase difference φ1 between the reference points O and R1 can be expressed as shown in Equation (4), and the phase difference φ2 between the reference point O and the antenna element R2 can be derived from the same method.
Figure 2007163321
Therefore, the phase difference φ3 between the antenna elements R1 and R2 is as shown in Expression (5).
Figure 2007163321

ここで、図12より、θ”+θ=π/2であるため、アンテナ素子R1とR2の位相差φ3は(6)式となる。

Figure 2007163321
さらには、|r2−r1|=d2より式(6)は式(1)と同等であることが分かる。また、式(6)はR1,R2に限らずR3,R4等すべてのアンテナ素子の組み合わせについて成り立つため、2次元に配置されたアレーアンテナにおいて、水平面上の全方位から到来する電波を測定する場合も、その精度等に関してはアレーアンテナの中のアンテナ素子対の電波到来方向から見たアンテナ素子間隔に依存することが分かる。つまり、空間的に配置されたアンテナ素子が受信した到来電波の方位を求める場合においても、式(1)で示す方法に帰着される。このことから、ある波長λ、到来角度θの条件のもとに、アレーアンテナに到来する電波の測角精度を向上させる大きい位相差の値を得るためには、アレーアンテナが電波到来方向から見てアンテナ素子間隔の大きいアンテナ素子対を有していることが有効であることが分かる。しかし、上述したように、最大素子アンテナ間隔を大きくすると角度アンビギュイティによる誤測角が生じてしまい、円形等間隔に配置されたアレーアンテナでは、高い測角精度、角度アンビギュイティによる誤測角の除去を同時に実現することは困難である。 Here, from FIG. 12, since θ ″ + θ = π / 2, the phase difference φ3 between the antenna elements R1 and R2 is expressed by equation (6).
Figure 2007163321
Further, from | r2−r1 | = d2, it is understood that the expression (6) is equivalent to the expression (1). In addition, since Equation (6) is valid not only for R1 and R2, but also for all combinations of antenna elements such as R3 and R4, in the case of measuring radio waves coming from all directions on a horizontal plane in an array antenna arranged two-dimensionally However, it can be seen that the accuracy and the like depend on the antenna element spacing as viewed from the direction of arrival of radio waves of the antenna element pair in the array antenna. That is, even when the direction of the incoming radio wave received by the spatially arranged antenna elements is obtained, the method is expressed by the formula (1). Therefore, in order to obtain a large phase difference value that improves the angle measurement accuracy of radio waves arriving at the array antenna under the conditions of a certain wavelength λ and arrival angle θ, the array antenna is viewed from the radio wave arrival direction. It can be seen that it is effective to have an antenna element pair having a large antenna element interval. However, as described above, when the maximum element antenna interval is increased, an erroneous measurement angle due to angular ambiguity occurs, and with an array antenna arranged at a circular equal interval, erroneous measurement due to high angular measurement accuracy and angular ambiguity. It is difficult to achieve corner removal at the same time.

高い測角精度、角度アンビギュイティによる誤測角の除去を同時に実現するためには、特許文献2のように、アンテナ素子を不等間隔に直線に配置し、最大アンテナ素子間隔で測角精度を向上し、アンテナ素子間隔が小さいアンテナ素子対で角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行う方法がある。しかしながら、この方法では全方位から到来する電波に対応することが不可能なため、円形アレー等のアンテナ配列を用いる必要がある。そこで、この方法を拡張し、空間円上に不等間隔でアンテナ素子を配置した場合を検討し、その場合のアレーアンテナを図13に示す。図13は、空間円上に不等間隔で3本のアンテナ素子A8,A9,A10を配置しており、そのアレーアンテナが到来電波Aと、到来電波Aと垂直の角度を持つ到来電波Bを受信した場合を表している。そして、到来電波Aが入射してくる角度から見たそれぞれのアンテナ素子の距離差をA1,A2とし、到来電波Bが入射してくる角度から見たそれぞれのアンテナ素子の距離差をB1,B2とする。アンテナ素子A8,A9,A10は円形上に不等間隔で配置されているので、アンテナ素子の距離差A1,A2とB1,B2が等しくないのは明らかである。よって、それぞれの到来電波から見たアンテナ素子間の位相差も異なることになり、到来電波Aと到来電波Bの方位を測定する精度も異なる。つまり、アンテナ素子を円形上に不等間隔で配置した場合、到来電波を全方位で同等の精度で測定することはできない。また、到来電波Bが到来電波Aと垂直でない角度においても同様である。   In order to simultaneously realize high angle measurement accuracy and removal of erroneous measurement angle due to angle ambiguity, as in Patent Document 2, antenna elements are arranged in a straight line at unequal intervals, and angle measurement accuracy is achieved at the maximum antenna element interval. There is a method of removing erroneous measurement angles by angle ambiguity with a pair of antenna elements having a small antenna element interval. However, since this method cannot cope with radio waves coming from all directions, it is necessary to use an antenna array such as a circular array. In view of this, this method has been expanded to examine the case where antenna elements are arranged at unequal intervals on a space circle, and the array antenna in that case is shown in FIG. In FIG. 13, three antenna elements A8, A9, and A10 are arranged on a space circle at unequal intervals, and the array antenna generates an incoming radio wave A and an incoming radio wave B having an angle perpendicular to the incoming radio wave A. The case where it received is represented. The distance difference between the antenna elements as viewed from the angle at which the incoming radio wave A enters is A1 and A2, and the distance difference between the antenna elements as viewed from the angle at which the incoming radio wave B is incident as B1, B2. And Since the antenna elements A8, A9, and A10 are arranged on the circle at unequal intervals, it is clear that the antenna element distance differences A1, A2 and B1, B2 are not equal. Therefore, the phase difference between the antenna elements as viewed from each incoming radio wave is also different, and the accuracy of measuring the directions of the incoming radio wave A and the incoming radio wave B is also different. That is, when the antenna elements are arranged on the circle at unequal intervals, the incoming radio waves cannot be measured with the same accuracy in all directions. The same applies to an angle where the incoming radio wave B is not perpendicular to the incoming radio wave A.

特開平10−142308号公報JP-A-10-142308 特開昭59−116562号公報JP 59-116562 A

前述したように、電波到来方向測定装置において、MUSICアルゴリズムに代表される受信電波の位相差を利用する電波到来方向測定アルゴリズムで得られる電波到来方向測定の精度は、アレーアンテナで最大アンテナ素子間隔が大きいことが有効である。しかし、そのためにアンテナ素子間隔を大きくすると、角度アンビギュイティによる誤測角が発生しやすくなる。これを避けるためには、広い範囲に細かい間隔でアンテナ素子を配置することが必要となるが、実際にアンテナ素子をプラットフォーム上に搭載する場合、アンテナ素子配置の規模に限界があるなどで、実現できないという問題が生じ、つまるところ、高い測角精度と、角度アンビギュイティによる誤測角の除去とを同時に実現することは困難である。この問題を解決する方法として、アンテナ素子が一次元のアレーの場合に限定すれば、特許文献2のような解決方法があるが、この場合は、未知の電波の方位を測定する際に全到来方向を同等の精度で測定することはできないという問題がある。   As described above, in the radio wave arrival direction measuring apparatus, the accuracy of the radio wave arrival direction measurement obtained by the radio wave arrival direction measurement algorithm using the phase difference of the received radio wave represented by the MUSIC algorithm is the maximum antenna element interval of the array antenna. Large is effective. However, if the antenna element interval is increased for that purpose, an erroneous measurement angle due to angular ambiguity is likely to occur. In order to avoid this, it is necessary to arrange the antenna elements over a wide range at fine intervals. However, when the antenna elements are actually mounted on the platform, the size of the antenna elements is limited, which is realized. In other words, it is difficult to simultaneously realize high angle measurement accuracy and removal of erroneous measurement angle by angle ambiguity. As a method for solving this problem, there is a solution as in Patent Document 2 if the antenna element is limited to a one-dimensional array. However, in this case, when the direction of an unknown radio wave is measured, all arrivals There is a problem that the direction cannot be measured with the same accuracy.

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、高い測角精度と、角度アンビギュイティによる誤測角の除去を同時に実現できる電波到来方向測定装置およびそれに用いるアレー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-described problems, and provides a radio wave arrival direction measuring device and an array antenna device used therefor that can simultaneously realize high angle measurement accuracy and removal of erroneous measurement angles due to angular ambiguity. For the purpose.

この発明に係る電波到来方向測定装置は、空間上に配置された複数のアンテナ素子の受信信号間の位相差から受信電波の到来方向を求める電波到来方向測定装置において、同一平面上に想定した大小径の異なる仮想円の円周上に、それぞれ複数のアンテナ素子を異なる素子間隔で、かつ等間隔に空間的に配列した大アレーと少なくとも1の小アレーを有し、大アレーの素子間隔が小アレーの素子間隔より大きくなるようにそれぞれのアンテナ素子の数を設定し、小アレーを構成する複数のアンテナ素子を大アレーの仮想円内に配置し、大アレーのアンテナ素子と小アレーのアンテナ素子で受信した到来電波の受信信号に基づいて当該到来電波の到来方向を算出するようにしたものである。   The radio wave arrival direction measuring apparatus according to the present invention is a radio wave arrival direction measuring apparatus that determines the arrival direction of a received radio wave from the phase difference between received signals of a plurality of antenna elements arranged in space. On the circumference of virtual circles with different diameters, there are a large array in which a plurality of antenna elements are spatially arranged at different intervals and at equal intervals, and at least one small array. The number of each antenna element is set to be larger than the element spacing of the array, and a plurality of antenna elements constituting the small array are arranged in a virtual circle of the large array, and the antenna elements of the large array and the antenna elements of the small array are arranged. The arrival direction of the incoming radio wave is calculated based on the received signal of the incoming radio wave.

この発明によれば、大アレーとその内部に配置する小アレーとを組み合わせることによって、大アレーの素子間隔を大きく取ったアンテナ素子により高い測角精度を得ることができ、同時に、小アレーの素子間隔を小さく取ったアンテナ素子により角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行うことが可能となる。   According to the present invention, by combining a large array and a small array disposed therein, it is possible to obtain a high angle measurement accuracy with an antenna element having a large element spacing, and at the same time, a small array element. It becomes possible to remove the erroneous measurement angle by the angle ambiguity by the antenna element having a small interval.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。
図1において、同一平面上に想定した大小径の異なる仮想円の円周上に、それぞれ複数のアンテナ素子を異なる素子間隔で、かつ等間隔に空間的に配列した大アレーP1と小アレーP2を形成している。大アレーP1はアンテナ素子A1〜A3で構成され、小アレーP2はアンテナ素子A3〜A5で構成されている。この場合、大アレーP1と小アレーP2はいずれも3本のアンテナ素子で構成されているが、大アレーP1の素子間隔が小アレーP2の素子間隔より大きくなるようにそれぞれのアンテナ素子の数は設定されている。また、小アレーP2を構成する複数のアンテナ素子A3〜A5は大アレーP1の仮想円内に位置するよう配置している。アンテナ素子A3は両アレーP1,P2に共通のアンテナ素子として機能するようにしている。大アレーP1は素子間隔を大きくすることによって高い測角精度を持った電波到来方向測定を実現し、小アレーP2は誤測角を発生させる角度アンビギュイティによる誤測角の除去を実現するものである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an array configuration of an array antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, a large array P1 and a small array P2 in which a plurality of antenna elements are spatially arranged at equal intervals on the circumference of virtual circles of different large and small diameters assumed on the same plane. Forming. The large array P1 is composed of antenna elements A1 to A3, and the small array P2 is composed of antenna elements A3 to A5. In this case, each of the large array P1 and the small array P2 is composed of three antenna elements, but the number of each antenna element is such that the element spacing of the large array P1 is larger than the element spacing of the small array P2. Is set. Further, the plurality of antenna elements A3 to A5 constituting the small array P2 are arranged so as to be located within the virtual circle of the large array P1. The antenna element A3 functions as an antenna element common to both arrays P1 and P2. The large array P1 realizes radio wave arrival direction measurement with high angle measurement accuracy by increasing the element spacing, and the small array P2 realizes removal of erroneous measurement angles by angle ambiguity that generates erroneous measurement angles. It is.

図2はこの発明の各実施の形態に共通な電波到来方向測定装置の機能構成を示すブロック図である。
図2において、図1に示したように空間的に配置された大アレーP1と小アレーP2のアンテナ素子A1〜A5により未知の到来電波をそれぞれ受信し、各受信信号を受信機1〜5に出力する。受信機1〜5では、受信信号から同じ周波数を持つ信号をそれぞれ抽出して方位算出処理部10に出力する。方位算出処理部10では、(1)式の原理を利用して到来電波方向測定処理を行い、受信電波の到来角度θを算出し出力する。
この到来電波方向測定処理においては、従来から用いられているMUSIC等のアルゴリズムが全てのアンテナ配列に対して適用される。図1のアンテナ配列の場合、先ず大アレーP1を構成するアンテナ素子A1〜A3の各受信信号に基づいて到来角度を算出する。この大アレーP1に関して算出された到来角度は、精度は高いが角度アンビギュイティを含んだ複数の到来角度推定値として得られる。次に、小アレーP2を構成するアンテナ素子A3〜A5の各受信信号のみに基づいて到来角度を算出する。この小アレーP2のみに関して算出された到来角度推定値は、精度の点で大アレーP1から求めた到来角度推定値よりも劣るが、単一の目標角度推定値(求めるべきθ値)である。そこで、大アレーP1の到来角度推定値と小アレーP2の到来角度推定値を照らし合わせ、大アレーP1の到来角度推定値から真値を抽出する。
したがって、それぞれ異なる仮想円の円周上に等間隔でアンテナ素子A1〜A5を配列形成した大アレーP1と小アレーP2のアンテナアレーを設けたことによって、大アレーP1の素子間隔に基づいて全到来方向の電波に対して高い精度で電波到来方向を測定し、同時に、小アレーP2を用いることによって角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行うことができる。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a radio wave arrival direction measuring apparatus common to the embodiments of the present invention.
In FIG. 2, unknown incoming radio waves are received by the antenna elements A1 to A5 of the large array P1 and the small array P2 that are spatially arranged as shown in FIG. Output. In the receivers 1 to 5, signals having the same frequency are extracted from the received signals and output to the azimuth calculation processing unit 10. The azimuth calculation processing unit 10 performs an incoming radio wave direction measurement process using the principle of the equation (1), and calculates and outputs an incoming angle θ of the received radio wave.
In this incoming radio wave direction measuring process, a conventionally used algorithm such as MUSIC is applied to all antenna arrays. In the case of the antenna arrangement of FIG. 1, first, the arrival angle is calculated based on the received signals of the antenna elements A1 to A3 constituting the large array P1. The arrival angles calculated for the large array P1 are obtained as a plurality of arrival angle estimation values with high accuracy but including angle ambiguities. Next, the arrival angle is calculated based only on the reception signals of the antenna elements A3 to A5 constituting the small array P2. The arrival angle estimated value calculated for only this small array P2 is inferior to the arrival angle estimated value obtained from the large array P1 in terms of accuracy, but is a single target angle estimated value (θ value to be obtained). Therefore, the estimated arrival angle of the large array P1 is compared with the estimated arrival angle of the small array P2, and a true value is extracted from the estimated arrival angle of the large array P1.
Accordingly, by providing the antenna arrays of the large array P1 and the small array P2 in which the antenna elements A1 to A5 are arranged at equal intervals on the circumferences of the different virtual circles, all arrivals are made based on the element spacing of the large array P1. By measuring the direction of arrival of radio waves with high accuracy with respect to the radio waves in the direction and using the small array P2 at the same time, it is possible to eliminate erroneous measurement angles due to angular ambiguity.

ここで、図3に示すように、小アレーP2を構成するアンテナ素子A13〜A15を、大アレーP1を構成するアンテナ素子A11〜A13を結ぶ直線上に配置した場合について説明する。この例では、大アレーP1と小アレーP2の間で規則性のある配列になり、全到来方向の電波に対して、同等の測角精度で測定できなくなり、さらに角度アンビギュイティを発生しやすい角度を持ってしまうことになる。実験で確認したところでは、小アレーP2のアンテナ素子を結ぶ直線が大アレーP1のアンテナ素子を結ぶ直線に対して20度前後の角度にあるときが最も全到来方向の電波に対して効果的だった。したがって、全到来方向の電波に対応できるようにするためには、小アレーP2を配置する際に、大アレーP1のアンテナ素子同士を結ぶ直線上に小アレーP2のアンテナ素子同士を結ぶ直線が重なり合わないように構成しておく必要がある。   Here, as shown in FIG. 3, a case will be described in which antenna elements A13 to A15 constituting the small array P2 are arranged on a straight line connecting the antenna elements A11 to A13 constituting the large array P1. In this example, there is a regular arrangement between the large array P1 and the small array P2, it becomes impossible to measure with the same angle measurement accuracy for radio waves in all directions, and angle ambiguity is likely to occur. You will have an angle. As a result of experiments, it is most effective for radio waves in all directions when the straight line connecting the antenna elements of the small array P2 is at an angle of about 20 degrees with respect to the straight line connecting the antenna elements of the large array P1. It was. Therefore, in order to deal with radio waves in all directions of arrival, when the small array P2 is arranged, the straight line connecting the antenna elements of the small array P2 overlaps the straight line connecting the antenna elements of the large array P1. It must be configured so that it does not fit.

以上のように、この実施の形態1は、同一平面上に想定した大小径の異なる仮想円の円周上に、それぞれ複数のアンテナ素子A1〜A3とA3〜A5を異なる素子間隔で、かつ等間隔に空間的に配列した大アレーP1と小アレーP2を有し、大アレーP1の素子間隔が小アレーP2の素子間隔より大きくなるようにそれぞれのアンテナ素子の数を設定し、小アレーP2を構成する3本のアンテナ素子A3〜A5を大アレーの仮想円内に配置し、大アレーP1のアンテナ素子A1〜A3と小アレーP2のアンテナ素子A3〜A5で受信した到来電波の受信信号に基づいて当該到来電波の到来方向を算出するようにしたものである。したがって、大アレーの素子間隔を大きく取ったアンテナ素子により高い測角精度を得ることができ、同時に、小アレーの素子間隔を小さく取ったアンテナ素子により角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行うことができる。また、大アレーのアンテナ素子同士を結ぶ直線上に小アレーのアンテナ素子同士を結ぶ直線が重なり合わないように構成した場合には、全到来方向の電波に対して同等の特性を得ることができる。さらに、この実施の形態1では、大アレーのアンテナ素子と小アレーのアンテナ素子の1本を共通にしているので、複数アレーでアレーアンテナ装置を構成する場合に使用するアンテナ素子数の増加を抑制することができる。
なお、ここでは、大アレーと小アレーのアンテナ素子をそれぞれ3本配列している例について説明したが、大アレーと小アレーのアンテナ素子数、あるいは小アレーの数は独立に決定することができるもので、このことは以下の実施の形態においても同様である。
As described above, in the first embodiment, a plurality of antenna elements A1 to A3 and A3 to A5 are arranged at different element intervals on the circumference of virtual circles having different large and small diameters assumed on the same plane, and the like. There are a large array P1 and a small array P2 spatially arranged at intervals. The number of antenna elements is set so that the element spacing of the large array P1 is larger than the element spacing of the small array P2. The three antenna elements A3 to A5 to be configured are arranged in the virtual circle of the large array, and based on the received signals of the incoming radio waves received by the antenna elements A1 to A3 of the large array P1 and the antenna elements A3 to A5 of the small array P2. Thus, the arrival direction of the incoming radio wave is calculated. Therefore, high angle measurement accuracy can be obtained by the antenna element having a large element interval of the large array, and at the same time, the erroneous measurement angle is eliminated by the angle ambiguity by the antenna element having the small element interval of the small array. be able to. In addition, when configured so that the straight line connecting the antenna elements of the large array does not overlap the straight line connecting the antenna elements of the large array, the same characteristics can be obtained with respect to radio waves in all directions of arrival. . Furthermore, in the first embodiment, since one antenna element of a large array and one antenna element of a small array are shared, an increase in the number of antenna elements used when an array antenna apparatus is configured by a plurality of arrays is suppressed. can do.
Here, an example in which three large array antennas and three small array antenna elements are arranged has been described, but the number of large array and small array antenna elements or the number of small arrays can be determined independently. This also applies to the following embodiments.

実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。
この実施の形態2のアレーアンテナ装置では、同一平面上に想定した大小径の異なる仮想円の円周上に、それぞれ複数のアンテナ素子を異なる素子間隔で、かつ等間隔に空間的に配列した大アレーP5と小アレーP6を形成している。大アレーP5は4本のアンテナ素子A16〜A19で構成され、小アレーP6は3本のアンテナ素子A16,A20,A21で構成されている。この場合、大アレーP5の素子間隔が小アレーP6の素子間隔より大きくなるように設定されている。また、小アレーP6を構成する複数のアンテナ素子A16,A20,A21は大アレーP5の仮想円内に位置するよう配置している。アンテナ素子A16は両アレーP5,P6に共通のアンテナ素子として機能するようにしている。また、大アレーのP5アンテナ素子同士を結ぶ直線上に小アレーP6のアンテナ素子同士を結ぶ直線が重なり合わないようにしている。
また、この実施の形態2における到来電波方向測定処理も、実施の形態1で述べたと同様な手順で行われる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an array configuration of an array antenna apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
In the array antenna apparatus according to the second embodiment, a plurality of antenna elements are spatially arranged at different element intervals and at equal intervals on the circumference of virtual circles having different large and small diameters assumed on the same plane. An array P5 and a small array P6 are formed. The large array P5 is composed of four antenna elements A16 to A19, and the small array P6 is composed of three antenna elements A16, A20, A21. In this case, the element spacing of the large array P5 is set to be larger than the element spacing of the small array P6. Further, the plurality of antenna elements A16, A20, A21 constituting the small array P6 are arranged so as to be located within the virtual circle of the large array P5. The antenna element A16 functions as an antenna element common to both arrays P5 and P6. Further, the straight line connecting the antenna elements of the small array P6 is not overlapped with the straight line connecting the P5 antenna elements of the large array.
Further, the incoming radio wave direction measurement process in the second embodiment is also performed in the same procedure as described in the first embodiment.

以上のように、この実施の形態2によれば、実施の形態1と同様に、大アレーの素子間隔を大きく取ったアンテナ素子により高い測角精度を得ることができ、同時に、小アレーの素子間隔を小さく取ったアンテナ素子により角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行うことができ、また、実施の形態1の他の効果を奏することも可能である。また、大アレーのアンテナ素子数を5本以上に増加した場合においても、同様に全到来方向の電波に対して角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行い、高い測角精度で受信電波を測定することができる。   As described above, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, high angle measurement accuracy can be obtained by the antenna element having a large array element spacing, and at the same time, a small array element. It is possible to remove the erroneous measurement angle by the angle ambiguity by the antenna element having a small interval, and it is also possible to achieve the other effects of the first embodiment. In addition, when the number of antenna elements in a large array is increased to 5 or more, similarly, erroneous measurement angles are removed by angle ambiguity for radio waves in all directions, and received radio waves are received with high angular accuracy. Can be measured.

実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。
この実施の形態3のアレーアンテナ装置では、同一平面上に想定した大小径の異なる仮想円の円周上に、それぞれ複数のアンテナ素子を異なる素子間隔で、かつ等間隔に空間的に配列した大アレーP7と小アレーP8を形成している。大アレーP7は4本のアンテナ素子A22〜A25で構成され、小アレーP8も4本のアンテナ素子A22,A26〜A28で構成されている。この場合、大アレーP7の素子間隔が小アレーP8の素子間隔より大きくなるように設定されている。また、小アレーP8を構成する4のアンテナ素子A22,A26〜A28を大アレーP7の仮想円内に位置するよう配置している。アンテナ素子A22は両アレーP7,P8に共通のアンテナ素子として機能するようにしている。また、大アレーP7のアンテナ素子同士を結ぶ直線上に小アレーP8のアンテナ素子同士を結ぶ直線が重なり合わないようにしている。
また、この実施の形態3における到来電波方向測定処理も、実施の形態1で述べたと同様な手順で行われる。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an array configuration of an array antenna apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
In the array antenna apparatus according to the third embodiment, a plurality of antenna elements are spatially arranged at different element intervals and at equal intervals on the circumference of virtual circles having different large and small diameters assumed on the same plane. An array P7 and a small array P8 are formed. The large array P7 is composed of four antenna elements A22 to A25, and the small array P8 is composed of four antenna elements A22 and A26 to A28. In this case, the element spacing of the large array P7 is set to be larger than the element spacing of the small array P8. Further, the four antenna elements A22, A26 to A28 constituting the small array P8 are arranged so as to be located in the virtual circle of the large array P7. The antenna element A22 functions as an antenna element common to both arrays P7 and P8. Further, the straight line connecting the antenna elements of the small array P8 is not overlapped with the straight line connecting the antenna elements of the large array P7.
Further, the incoming radio wave direction measurement processing in the third embodiment is also performed in the same procedure as described in the first embodiment.

以上のように、この実施の形態3によれば、実施の形態1と同様に、大アレーの素子間隔を大きく取ったアンテナ素子により高い測角精度を得ることができ、同時に、小アレーの素子間隔を小さく取ったアンテナ素子により角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行うことができ、実施の形態1の他の効果を奏することも可能である。なお、小アレーのアンテナ素子数を5本以上に増加した場合においても、同様に全到来方向の電波に対して角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行い、高い測角精度で受信電波を測定することができる。   As described above, according to the third embodiment, similarly to the first embodiment, a high angle measurement accuracy can be obtained by the antenna element having a large element spacing, and at the same time, a small array element. It is possible to remove the erroneous measurement angle by the angle ambiguity by the antenna element having a small interval, and the other effects of the first embodiment can be obtained. Even when the number of antenna elements in the small array is increased to 5 or more, the erroneous measurement angle is eliminated by the angle ambiguity for the radio waves in all directions in the same way, and the received radio waves are received with high angular accuracy. Can be measured.

実施の形態4.
図6はこの発明の実施の形態4によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。
この実施の形態4のアレーアンテナ装置では、同一平面上に想定した大小径の異なる仮想円の円周上に、それぞれ複数のアンテナ素子を異なる素子間隔で、かつ等間隔に空間的に配列した大アレーP9と3つの小アレーP10,P11,P12を形成している。小アレーP10,P11,P12は、同一径の異なる仮想円の円周上に形成されている。大アレーP9は3本のアンテナ素子A29〜A30で構成され、小アレーP10,P11,P12もそれぞれ3本のアンテナ素子(A29,A32,A33)、(A30,A34,A35)、(A31,A36,A37)で構成されている。この場合、大アレーP9の素子間隔が小アレーP10,P11,P12の素子間隔より大きくなるように設定されている。また、小アレーP10,P11,P12を構成する各アンテナ素子を大アレーP9の仮想円内に位置するよう配置している。アンテナ素子A29,A30,A31はそれぞれ大小アレーP9とP10,P11,P12に共通のアンテナ素子として機能するようにしており、大アレーの全アンテナ素子のそれぞれを、各小アレーのアンテナ素子の1本で構成した関係になっている。また、大アレーP9のアンテナ素子同士を結ぶ直線上に小アレーP10,P11,P12ごとのアンテナ素子同士を結ぶ直線が重なり合わないようにしている。また、それぞれの小アレーP10,P11,P12は、大アレーP9に対して異なる角度が与えられている。
なお、この実施の形態4では小アレーを複数用いているので、到来電波方向測定処理を行うに先立って、小アレーP10,P11,P12を構成するアンテナ素子の受信信号のレベルを調べる。そして、受信信号が低いアンテナ素子からなる小アレーに関しては方位算出処理に用いない。後の処理方法は実施の形態1で述べたと同様な手順で行われる。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an array configuration of an array antenna apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
In the array antenna apparatus according to the fourth embodiment, a plurality of antenna elements are spatially arranged at different element intervals and at equal intervals on the circumference of virtual circles having different large and small diameters assumed on the same plane. An array P9 and three small arrays P10, P11, and P12 are formed. The small arrays P10, P11, and P12 are formed on the circumference of virtual circles having the same diameter but different. The large array P9 includes three antenna elements A29 to A30, and the small arrays P10, P11, and P12 also include three antenna elements (A29, A32, A33), (A30, A34, A35), and (A31, A36). , A37). In this case, the element spacing of the large array P9 is set to be larger than the element spacing of the small arrays P10, P11, P12. Further, the antenna elements constituting the small arrays P10, P11, and P12 are arranged so as to be positioned within the virtual circle of the large array P9. The antenna elements A29, A30, and A31 function as antenna elements common to the large and small arrays P9 and P10, P11, and P12, respectively. All the antenna elements of the large array are each one of the antenna elements of each small array. It is a relationship composed of Further, the straight lines connecting the antenna elements of the small arrays P10, P11, P12 are not overlapped on the straight line connecting the antenna elements of the large array P9. Each small array P10, P11, P12 is given a different angle with respect to the large array P9.
Since a plurality of small arrays are used in the fourth embodiment, the received signal levels of the antenna elements constituting the small arrays P10, P11, and P12 are examined prior to performing the incoming radio wave direction measurement process. And the small array which consists of an antenna element with a low received signal is not used for a direction calculation process. The subsequent processing method is performed in the same procedure as described in the first embodiment.

以上のように、この実施の形態4によれば、小アレーを複数設けることによって、実施の形態1と同様に、大アレーの素子間隔を大きく取ったアンテナ素子により高い測角精度を得ることができ、同時に、小アレーの素子間隔を小さく取ったアンテナ素子により角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行うことができ、また、実施の形態1の他の効果を奏することも可能である。さらに、それぞれの小アレーP10,P11,P12を大アレーP9に対して異な角度に配置していることで、よりアンビギュイティ耐性を向上させることが可能である。また、小アレーの数を3つ以上に増加した場合においても、全到来方向の電波に対して角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行い、高い測角精度で受信電波を測定することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, by providing a plurality of small arrays, it is possible to obtain high angle measurement accuracy with the antenna elements having a large element spacing as in the first embodiment. At the same time, it is possible to remove the erroneous measurement angle by the angle ambiguity by the antenna element having a small element interval of the small array, and it is also possible to achieve the other effects of the first embodiment. Furthermore, by arranging the small arrays P10, P11, and P12 at different angles with respect to the large array P9, it is possible to further improve the ambiguity resistance. In addition, even when the number of small arrays is increased to 3 or more, it is possible to remove the erroneous measurement angle by the angle ambiguity for the radio waves in all directions and measure the received radio waves with high angular accuracy. it can.

実施の形態5.
図7はこの発明の実施の形態5によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。
この実施の形態5のアレーアンテナ装置では、同一平面上に想定した大小径の異なる仮想円の円周上に、それぞれ複数のアンテナ素子を異なる素子間隔で、かつ等間隔に空間的に配列した大アレーP13と2つの小アレーP14,P15を形成している。小アレーP14,P15は、同一径の異なる仮想円の円周上に形成されている。大アレーP13は4本のアンテナ素子A39〜A41で構成され、小アレーP14,P15もそれぞれ4本のアンテナ素子(A38,A42〜A44)、(A40,A45〜A47)で構成されている。この場合、大アレーP13の素子間隔が小アレーP14,P15の素子間隔より大きくなるように設定されている。また、小アレーP14,P15を構成する各アンテナ素子を大アレーP13の仮想円内に位置するよう配置している。アンテナ素子A38,A40はそれぞれ大小アレーP13とP14,P15に共通のアンテナ素子として機能するようにしている。また、大アレーP9のアンテナ素子同士を結ぶ直線上に小アレーP10,P11,P12ごとのアンテナ素子同士を結ぶ直線が重なり合わないようにしている。さらに、それぞれの小アレーP14,P15は、大アレーP13に対して異なる角度が与えられている。
また、この実施の形態5における到来電波方向測定処理も、実施の形態4で述べたと同様な手順で行われる。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an array configuration of an array antenna apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
In the array antenna device of the fifth embodiment, a plurality of antenna elements are arranged spatially at different element intervals and at equal intervals on the circumference of virtual circles of different large and small diameters assumed on the same plane. An array P13 and two small arrays P14 and P15 are formed. The small arrays P14 and P15 are formed on the circumference of virtual circles having the same diameter. The large array P13 is composed of four antenna elements A39 to A41, and the small arrays P14 and P15 are each composed of four antenna elements (A38, A42 to A44) and (A40, A45 to A47). In this case, the element spacing of the large array P13 is set to be larger than the element spacing of the small arrays P14 and P15. Further, the antenna elements constituting the small arrays P14 and P15 are arranged so as to be located in the virtual circle of the large array P13. The antenna elements A38 and A40 function as antenna elements common to the large and small arrays P13, P14, and P15, respectively. Further, the straight lines connecting the antenna elements of the small arrays P10, P11, P12 are not overlapped on the straight line connecting the antenna elements of the large array P9. Furthermore, each small array P14, P15 is given a different angle with respect to the large array P13.
Further, the incoming radio wave direction measurement process in the fifth embodiment is also performed in the same procedure as described in the fourth embodiment.

以上のように、この実施の形態5によれば、小アレーを複数設けることによって、実施の形態1と同様に、大アレーの素子間隔を大きく取ったアンテナ素子により高い測角精度を得ることができ、同時に、小アレーの素子間隔を小さく取ったアンテナ素子により角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行うことができ、また、実施の形態1の他の効果を奏することも可能である。さらに、それぞれの小アレーP14,P15を大アレーP13に対して異な角度に配置していることで、よりアンビギュイティ耐性を向上させることが可能である。なお、アンテナ素子数を5本以上にしたり、また小アレーの数を3本以上にした場合においても、同様に全到来方向の電波に対して角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行い、高い測角精度で受信電波を測定することができる。   As described above, according to the fifth embodiment, by providing a plurality of small arrays, it is possible to obtain high angle measurement accuracy with the antenna elements having a large element spacing as in the first embodiment. At the same time, it is possible to remove the erroneous measurement angle by the angle ambiguity by the antenna element having a small element interval of the small array, and it is also possible to achieve the other effects of the first embodiment. Furthermore, by arranging the small arrays P14 and P15 at different angles with respect to the large array P13, it is possible to further improve the ambiguity resistance. In addition, even when the number of antenna elements is 5 or more, or when the number of small arrays is 3 or more, the erroneous measurement angle is removed by the angle ambiguity for the radio waves in all directions similarly, Received radio waves can be measured with high angle measurement accuracy.

実施の形態6.
図8はこの発明の実施の形態6によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。
この実施の形態6のアレーアンテナ装置では、同一平面上に想定した大小径の異なる仮想円の円周上に、それぞれ複数のアンテナ素子を異なる素子間隔で、かつ等間隔に空間的に配列した大アレーP16と3つの小アレーP17〜P19を形成している。小アレーP17〜P19は、同一径の異なる仮想円の円周上に形成されている。大アレーP16は3本のアンテナ素子A48〜A50で構成され、小アレーP17〜P19はそれぞれ2本のアンテナ素子(A48,A51)、(A49,A52)、(A50,A53)で構成されている。この場合、大アレーP16の素子間隔が小アレーP17〜P19の素子間隔より大きくなるように設定されている。また、小アレーP17〜P19を構成する各アンテナ素子を大アレーP16の仮想円内に位置するよう配置している。アンテナ素子A48〜A50はそれぞれ大小アレーP16とP17〜P19に共通のアンテナ素子として機能するようにしており、大アレーの全アンテナ素子のそれぞれを、各小アレーのアンテナ素子の1本で構成した関係になっている。また、大アレーP16のアンテナ素子同士を結ぶ直線上に小アレーP17〜P19ごとのアンテナ素子同士を結ぶ直線が重なり合わないようにしている。さらに、それぞれの小アレーP17〜P19は、大アレーP16に対して異なる角度が与えられている。
また、この実施の形態6における到来電波方向測定処理も、実施の形態4で述べたと同様な手順で行われる。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an array configuration of an array antenna apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
In the array antenna device of the sixth embodiment, a plurality of antenna elements are spatially arranged at different element intervals and at equal intervals on the circumference of virtual circles having different large and small diameters assumed on the same plane. An array P16 and three small arrays P17 to P19 are formed. The small arrays P17 to P19 are formed on the circumference of virtual circles having the same diameter but different. The large array P16 is composed of three antenna elements A48 to A50, and the small array P17 to P19 is composed of two antenna elements (A48, A51), (A49, A52), (A50, A53). . In this case, the element spacing of the large array P16 is set to be larger than the element spacing of the small arrays P17 to P19. Further, the antenna elements constituting the small arrays P17 to P19 are arranged so as to be located within the virtual circle of the large array P16. The antenna elements A48 to A50 function as antenna elements common to the large and small arrays P16 and P17 to P19, respectively, and each of the large array antenna elements is constituted by one of the small array antenna elements. It has become. Further, the straight lines connecting the antenna elements of the small arrays P17 to P19 are not overlapped on the straight line connecting the antenna elements of the large array P16. Further, each of the small arrays P17 to P19 is given a different angle with respect to the large array P16.
Further, the incoming radio wave direction measurement processing in the sixth embodiment is also performed in the same procedure as described in the fourth embodiment.

以上のように、実施の形態6によれば、小アレーを複数設けることによって、実施の形態1と同様に、大アレーの素子間隔を大きく取ったアンテナ素子により高い測角精度を得ることができ、同時に、小アレーの素子間隔を小さく取ったアンテナ素子により角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行うことができ、また、実施の形態1の他の効果を奏する。この場合、小アレーP17,P18,P19は、それぞれ単独では2素子しかないため、全到来方向の電波に対して角度アンビギュイティによる誤測角の除去をすることはできないが、それぞれの小アレーを大アレーに対して異な角度に配置して全方位に対応する組み合としているため、全到来方向の電波に対して角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行うことができる。   As described above, according to the sixth embodiment, by providing a plurality of small arrays, as in the first embodiment, high angle measurement accuracy can be obtained with the antenna elements having a large element spacing. At the same time, it is possible to remove the erroneous measurement angle due to the angle ambiguity by the antenna element having a small element interval of the small array, and the other effects of the first embodiment are obtained. In this case, each of the small arrays P17, P18, and P19 has only two elements, so that it is not possible to remove the erroneous measurement angle by the angle ambiguity for the radio waves in all the arrival directions. Are arranged at different angles with respect to the large array so as to correspond to all directions, so that erroneous measurement angles can be removed by angle ambiguity for radio waves in all directions.

実施の形態7.
図9この発明の実施の形態7によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。
この実施の形態7のアレーアンテナ装置では、大アレーP20と1つの小アレーP21を持ち、大アレーP20と小アレーP21はいずれも3本のアンテナ素子で構成されており、実施の形態1と類似しているが、ここでは大アレーP20と小アレーP21が共通のアンテナ素子を持たない配列となっている。その他の条件は実施の形態1と同様である。
したがって、の実施の形態7においても、大アレーの素子間隔を大きく取ったアンテナ素子により高い測角精度を得ることができ、同時に、小アレーの素子間隔を小さく取ったアンテナ素子により角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行うことができる。また、大アレーのアンテナ素子同士を結ぶ直線上に小アレーのアンテナ素子同士を結ぶ直線が重なり合わないようにした場合には、全到来方向の電波に対して同等の特性を得ることができる。なお、アンテナ素子数を3本以上にしても、また、小アレーの数を2本以上にしても同様の効果が得られる。
また、この実施の形態7における到来電波方向測定処理も、実施の形態1で述べたと同様な手順で行われる。
Embodiment 7 FIG.
9 is an explanatory diagram showing an arrangement configuration of the array antenna device according to the seventh embodiment of the present invention.
The array antenna apparatus of the seventh embodiment has a large array P20 and one small array P21, and each of the large array P20 and the small array P21 is composed of three antenna elements, and is similar to the first embodiment. However, here, the large array P20 and the small array P21 are arranged so as not to have a common antenna element. Other conditions are the same as in the first embodiment.
Therefore, also in the seventh embodiment, high angle measurement accuracy can be obtained by the antenna element having a large array element spacing, and at the same time, the angle ambiguity can be obtained by the antenna element having a small array element spacing. It is possible to remove the erroneous measurement angle due to. Further, if the straight line connecting the small array antenna elements is not overlapped on the straight line connecting the large array antenna elements, the same characteristics can be obtained for radio waves in all directions of arrival. The same effect can be obtained even if the number of antenna elements is three or more and the number of small arrays is two or more.
In addition, the incoming radio wave direction measurement process in the seventh embodiment is also performed in the same procedure as described in the first embodiment.

以上実施の形態1乃至実施の形態7で述べてきたように、この発明の電波到来方向測定装置は、大アレーに対して複数の小アレーを設け、小アレーを構成するアンテナ素子を大アレー内に配置するようにしているので、アンテナアレーを設置場所の都合に応じて配置することができる。また、実施の形態3のようにアンテナ素子数を増加した場合、また実施の形態4のように小アレーの数を増加した場合においても同様の効果が得られるものである。   As described in the first to seventh embodiments, the radio wave arrival direction measuring apparatus of the present invention is provided with a plurality of small arrays with respect to the large array, and the antenna elements constituting the small array are arranged in the large array. Thus, the antenna array can be arranged according to the installation location. The same effect can be obtained when the number of antenna elements is increased as in the third embodiment or when the number of small arrays is increased as in the fourth embodiment.

この発明の実施の形態1によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the array structure of the array antenna apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による到来電波方向測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the incoming radio wave direction measuring apparatus by Embodiment 1 of this invention. 小アレーのアンテナ素子を大アレーのアンテナ素子を結ぶ直線上に配置したアンテナアレーの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the antenna array which has arrange | positioned the antenna element of a small array on the straight line which connects the antenna element of a large array. この発明の実施の形態2によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the array structure of the array antenna apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the array structure of the array antenna apparatus by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement structure of the array antenna apparatus by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the array structure of the array antenna apparatus by Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the array structure of the array antenna apparatus by Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態7によるアレーアンテナ装置の配列構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the array structure of the array antenna apparatus by Embodiment 7 of this invention. 電波到来方向測定方法の原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of a radio wave arrival direction measuring method. アンテナ素子間隔が到来電波波長より長いときに得られる位相差特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the phase difference characteristic acquired when an antenna element space | interval is longer than an incoming radio wave wavelength. 2次元アレーに拡張した電波到来方向測定方法の原理を示す説明構成図である。It is explanatory drawing which shows the principle of the radio wave arrival direction measuring method extended to the two-dimensional array. 角度アンビギュイティによる誤測角の除去を行う2次元アレーの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the two-dimensional array which removes the mismeasurement angle by angle ambiguity.

符号の説明Explanation of symbols

1〜5 受信機、10 方位算出処理部、A1〜A5,A16〜A56 アンテナ素子,P1,P5,P7,P9,P13,P16,P20 大アレー、P2,P6,P8,P10〜P12,P14,P15,P17〜P19,P21 小アレー。   1 to 5 receivers, 10 bearing calculation processing units, A1 to A5, A16 to A56 antenna elements, P1, P5, P7, P9, P13, P16, P20 large array, P2, P6, P8, P10 to P12, P14, P15, P17 to P19, P21 Small array.

Claims (10)

空間上に配置された複数のアンテナ素子の受信信号間の位相差から受信電波の到来方向を求める電波到来方向測定装置において、
同一平面上に想定した大小径の異なる仮想円の円周上に、それぞれ複数のアンテナ素子を異なる素子間隔で、かつ等間隔に空間的に配列した大アレーと少なくとも1の小アレーを有し、
前記大アレーの素子間隔が前記小アレーの素子間隔より大きくなるようにそれぞれのアンテナ素子の数を設定し、
前記小アレーを構成する複数のアンテナ素子を前記大アレーの仮想円内に配置し、
前記大アレーのアンテナ素子と前記小アレーのアンテナ素子で受信した到来電波の受信信号に基づいて当該到来電波の到来方向を算出することを特徴とする電波到来方向測定装置。
In the radio wave arrival direction measuring device that determines the arrival direction of the received radio wave from the phase difference between the received signals of the plurality of antenna elements arranged in space,
On the circumference of virtual circles having different large and small diameters assumed on the same plane, each has a large array in which a plurality of antenna elements are spatially arranged at different element intervals and at equal intervals, and at least one small array,
The number of antenna elements is set so that the element spacing of the large array is larger than the element spacing of the small array,
A plurality of antenna elements constituting the small array are arranged in a virtual circle of the large array,
An apparatus for measuring an arrival direction of radio waves, wherein an arrival direction of the incoming radio waves is calculated based on reception signals of incoming radio waves received by the antenna elements of the large array and the antenna elements of the small array.
大アレーのアンテナ素子同士を結ぶ直線上に小アレーのアンテナ素子同士を結ぶ直線が重なり合わないようにしたことを特徴とする請求項1記載の電波到来方向測定装置。   2. The radio wave arrival direction measuring apparatus according to claim 1, wherein a straight line connecting the antenna elements of the small array does not overlap a straight line connecting the antenna elements of the large array. 大アレーのアンテナ素子と小アレーのアンテナ素子の1つを共通にしたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の電波到来方向測定装置。   The radio wave arrival direction measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein one of the large array antenna element and the small array antenna element is used in common. 小アレーが複数設けられ、大アレーの全アンテナ素子のそれぞれを、各小アレーのアンテナ素子の1つで構成したことを特徴とする請求項3記載の電波到来方向測定装置。   4. The radio wave arrival direction measuring apparatus according to claim 3, wherein a plurality of small arrays are provided, and each of all antenna elements of the large array is constituted by one of the antenna elements of each small array. 小アレーが複数設けられ、それぞれの小アレーを大アレーに対して異なる角度に配置したことを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の電波到来方向測定装置。   The radio wave arrival direction measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of small arrays are provided, and each of the small arrays is arranged at different angles with respect to the large array. 同一平面上に想定した径の異なる仮想円の円周上に、それぞれ複数のアンテナ素子を異なる素子間隔で、かつ等間隔に配列した大アレーと1または複数の小アレーを有し、
前記小アレーを構成する複数のアンテナ素子を前記大アレーの仮想円内に配置し、
前記大アレーの素子間隔が前記小アレーの素子間隔より大きくなるようにそれぞれのアンテナ素子の数を設定したことを特徴とするアレーアンテナ装置。
On the circumference of virtual circles with different diameters assumed on the same plane, each has a large array in which a plurality of antenna elements are arranged at different element intervals and at equal intervals, and one or a plurality of small arrays,
A plurality of antenna elements constituting the small array are arranged in a virtual circle of the large array,
An array antenna apparatus, wherein the number of antenna elements is set so that an element interval of the large array is larger than an element interval of the small array.
小アレーが複数設けられ、大アレーのアンテナ素子同士を結ぶ直線上に前記小アレーのアンテナ素子同士を結ぶ直線が重なり合わないようにしたことを特徴とする請求項6記載のアレーアンテナ装置。   7. The array antenna apparatus according to claim 6, wherein a plurality of small arrays are provided, and a straight line connecting the antenna elements of the small array does not overlap a straight line connecting the antenna elements of the large array. 大アレーのアンテナ素子と小アレーのアンテナ素子の1つを共通にしたことを特徴とする請求項6または請求項7記載のアレーアンテナ装置。   8. The array antenna apparatus according to claim 6, wherein one of the large array antenna element and the small array antenna element is used in common. 小アレーが複数設けられ、大アレーの全アンテナ素子のそれぞれを、各小アレーのアンテナ素子の1つで構成したことを特徴とする請求項8記載のアレーアンテナ装置。   9. The array antenna apparatus according to claim 8, wherein a plurality of small arrays are provided, and each of all antenna elements of the large array is constituted by one of the antenna elements of each small array. 小アレーが複数設けられ、それぞれの小アレーを大アレーに対して異な角度に配置したことを特徴とする請求項6から請求項9のうちのいずれか1項記載のアレーアンテナ装置。   10. The array antenna apparatus according to claim 6, wherein a plurality of small arrays are provided, and each small array is arranged at a different angle with respect to the large array.
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