JP2008278034A - Array antenna apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はアレーアンテナ装置に関し、特に、レーダなどの用途に供され、送信用および受信用のアンテナを備え、かつ、送信用および受信用アンテナが複数の素子アンテナから成るアレーアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to an array antenna device, and more particularly to an array antenna device that is used for radar and the like, includes transmission and reception antennas, and the transmission and reception antennas are composed of a plurality of element antennas. .
一般的に、アレーアンテナ装置においては各素子アンテナが等間隔に配列されている(例えば、特許文献1参照)。 Generally, in an array antenna apparatus, the element antennas are arranged at equal intervals (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、素子アンテナに電力を供給する給電回路の制約や、アンテナを固定する部材を設ける都合などにより、素子アンテナを全て等間隔に配列することが困難となる場合がある。このとき、素子アンテナ配列の一部を分割してサブアレーを形成し、アレーアンテナ全体としては一部が不等間隔になるように配列する必要がある。すると、全て等間隔に配列されたアレーアンテナに比べて、アンテナ放射パターンのサイドローブレベルが上昇してしまう。 However, it may be difficult to arrange all the element antennas at equal intervals due to restrictions on the power supply circuit that supplies power to the element antennas and the convenience of providing a member for fixing the antennas. At this time, it is necessary to divide a part of the element antenna array to form a subarray, and arrange the array antennas so that a part of them is unequally spaced. As a result, the side lobe level of the antenna radiation pattern is increased as compared with the array antennas that are all arranged at equal intervals.
一例として、図8に、サブアレーを形成して素子アンテナ配列の一部を不等間隔としたアレーアンテナ装置の開口を示す模式図を示す。図8において、白丸が送信側、黒丸が受信側を表すものとする。1は送信側素子アンテナ、10は送信側アレーアンテナを表し、送信側アレーアンテナ10は送信側サブアレー1a、1bの2つのサブアレーから形成されている。また、受信側も同様の構成であり、2は受信側素子アンテナ、20は受信側アレーアンテナを表し、受信側アレーアンテナ20は受信側サブアレー2a、2bの2つのサブアレーから形成されている。
As an example, FIG. 8 is a schematic diagram showing openings of an array antenna apparatus in which a subarray is formed and a part of the element antenna array is unequally spaced. In FIG. 8, it is assumed that a white circle represents a transmission side and a black circle represents a reception side. Reference numeral 1 denotes a transmitting-side element antenna, 10 denotes a transmitting-side array antenna, and the transmitting-
図8の配列における送信側アレーアンテナ10の放射パターンの例を図9に示す。12素子アレーで各素子アンテナの励振を同振幅、同位相とし、素子間隔d1を0.6波長、2つのサブアレー間距離D1を1.2波長とした場合の計算例である。評価カット面は図8のxz面である。なお、受信側アレーアンテナ20も同一の構成となっているため、放射パターンも図9と同一になる。図9より、第一サイドローブレベルが−10dBとなっており、これは素子間隔を等間隔とした場合(図8でD1を0.6波長とした場合)の第一サイドローブレベル−13dBよりも悪化している。
An example of the radiation pattern of the transmitting
なお、上記放射パターン形状の変化、すなわち、サイドローブレベルの悪化の様子はサブアレーの分割の仕方に依存するものであり、図8の配列のように2分割とするのではなく、例えば3分割、4分割などにすれば放射パターン形状は図9とは異なるものになる。しかしながら、いずれの場合においてもサイドローブレベルは等間隔配列のものより悪化してしまう。 Note that the change in the radiation pattern shape, that is, the deterioration of the side lobe level depends on how the subarray is divided, and is not divided into two as in the arrangement of FIG. If it is divided into four, the shape of the radiation pattern will be different from that in FIG. However, in either case, the side lobe level is worse than that of the equidistant arrangement.
一方、レーダ装置においては、送信側および受信側それぞれ単独の放射パターン形状よりも両者のパターン形状の積の方が重要になる。これはレーダ方程式からも明らかなように、レーダの探知能力は送信側アンテナ、受信側アンテナの利得の積によって決まり、パターン形状においても両者の積を取った場合のパターン形状が重要となる。以後、両者の放射パターンの積を取ったものを送受積パターンと呼ぶ。例えば、図8の配列の送受積パターンは図9の結果から図10のようになる。上述のように図9の時点でサイドローブレベルが−10dBまで悪化しているため、その送受積パターンを示す図10においてもサイドローブレベルは−20dB程度となる。 On the other hand, in the radar apparatus, the product of both pattern shapes is more important than the individual radiation pattern shapes on the transmitting side and the receiving side. As is apparent from the radar equation, the radar detection capability is determined by the product of the gains of the transmitting antenna and the receiving antenna, and the pattern shape when the product of both is taken is also important in the pattern shape. Hereinafter, the product of both radiation patterns is referred to as a transmission / reception product pattern. For example, the transmission / reception pattern of the array of FIG. 8 is as shown in FIG. 10 from the result of FIG. As described above, since the side lobe level has deteriorated to −10 dB at the time of FIG. 9, the side lobe level in FIG. 10 showing the transmission / reception product pattern is about −20 dB.
従来のサブアレーを形成して素子アンテナ配列の一部を不等間隔としたアレーアンテナ装置では、上述のようにアレーアンテナのサイドローブレベルが悪化してしまい、その結果、送受積パターンにおいてもサイドローブレベルが悪化してしまうという問題点があった。これにより、レーダ装置においては主ビーム方向以外の電波も送受信してしまうことにより、測角方向を誤るなどの性能劣化が起こり得る。 In an array antenna device in which a conventional subarray is formed and a part of the element antenna array is unequally spaced, the sidelobe level of the array antenna deteriorates as described above. There was a problem that the level deteriorated. As a result, in the radar apparatus, radio waves other than the main beam direction are also transmitted and received, so that performance degradation such as erroneous angle measurement direction may occur.
また、配列の一部を不等間隔としたアレーアンテナ装置であっても、素子アンテナに励振振幅レベルを複数設定することにより、例えばテーラ分布などの振幅分布を設けることで低サイドローブ化を図ることもできる。しかしながら、素子数や素子間隔によっては設計の際に目標とするサイドローブレベルの値に限界が生じてしまい、サイドローブレベルをある一定値以上低くすることが困難になるという問題点があった。 Further, even in an array antenna device in which a part of the array is unequally spaced, by setting a plurality of excitation amplitude levels in the element antenna, for example, by providing an amplitude distribution such as a tailor distribution, the side lobe can be reduced. You can also. However, depending on the number of elements and the element spacing, there is a limit to the target side lobe level value at the time of design, and there is a problem that it is difficult to lower the side lobe level beyond a certain value.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、アレーアンテナの素子配列の一部が不等間隔となり送信側、受信側それぞれの放射パターンのサイドローブレベルが悪化する場合であっても、送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナを構成するサブアレーの数をそれぞれ異なるようにすることで両者の放射パターン形状を異なるものとし、その結果、送受積パターンで評価したときに低サイドローブレベルを示す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 such a problem, and is a case where a part of the array arrangement of the array antenna becomes unequal and the side lobe levels of the radiation patterns on the transmitting side and the receiving side are deteriorated. However, by making the number of subarrays that make up the transmitting array antenna and the receiving array antenna different from each other, the radiation pattern shape of both is made different. It is an object to obtain an array antenna device showing
この発明は、複数の素子アンテナを一定の配列周期で配置したアレーアンテナであって、上記アレーアンテナは、送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナとから構成され、上記送信用アレーアンテナおよび上記受信用アレーアンテナは、それぞれ、上記複数の素子アンテナをユニット化することにより形成された、2以上のサブアレーから構成され、上記サブアレー間の距離は上記素子アンテナの配列周期とは異なると共に、上記サブアレーの数は上記送信用アレーアンテナと上記受信用アレーアンテナとで異なることを特徴とするアレーアンテナ装置である。 The present invention is an array antenna in which a plurality of element antennas are arranged at a fixed array period, and the array antenna is composed of a transmitting array antenna and a receiving array antenna, and the transmitting array antenna and the receiving antenna Each of the array antennas is composed of two or more subarrays formed by uniting the plurality of element antennas, and the distance between the subarrays is different from the array period of the element antennas, and the number of subarrays. The array antenna apparatus is characterized in that the transmitting array antenna is different from the receiving array antenna.
この発明は、複数の素子アンテナを一定の配列周期で配置したアレーアンテナであって、上記アレーアンテナは、送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナとから構成され、上記送信用アレーアンテナおよび上記受信用アレーアンテナは、それぞれ、上記複数の素子アンテナをユニット化することにより形成された、2以上のサブアレーから構成され、上記サブアレー間の距離は上記素子アンテナの配列周期とは異なると共に、上記サブアレーの数は上記送信用アレーアンテナと上記受信用アレーアンテナとで異なることを特徴とするアレーアンテナ装置であるので、アレーアンテナの素子配列の一部が不等間隔となり送信側、受信側それぞれの放射パターンのサイドローブレベルが悪化する場合であっても、送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナを構成するサブアレーの数をそれぞれ異なるようにすることで両者の放射パターン形状を異なるものとし、その結果、送受積パターンで評価したときに低サイドローブレベルを示すことができる。 The present invention is an array antenna in which a plurality of element antennas are arranged at a fixed array period, and the array antenna is composed of a transmitting array antenna and a receiving array antenna, and the transmitting array antenna and the receiving antenna Each of the array antennas is composed of two or more subarrays formed by uniting the plurality of element antennas, and the distance between the subarrays is different from the array period of the element antennas, and the number of subarrays. Is an array antenna device characterized in that the transmission array antenna is different from the reception array antenna, and therefore, a part of the array arrangement of the array antennas becomes unequal, and the radiation pattern of each of the transmission side and the reception side Even if the side lobe level deteriorates, The number of sub-arrays constituting a use array antenna and both of the radiation pattern shape different by different respectively, as a result, can exhibit a low sidelobe levels as assessed by transmitting and receiving product pattern.
以下、この発明の実施の一形態を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1を示すアレーアンテナ装置の開口を示す模式図である。図1において、白丸が送信側、黒丸が受信側を表すものとする。1は送信側素子アンテナ、10は送信側アレーアンテナを表し、送信側アレーアンテナ10は、送信側サブアレー1a、1bの2つのサブアレーから形成されており、これは図8の場合と同一である。ただし、本実施の形態においては、サブアレー間距離D1は、素子アンテナ1の素子間隔(配列周期)d1とは異なるように設定されている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a schematic diagram showing an opening of an array antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a white circle represents a transmission side, and a black circle represents a reception side. Reference numeral 1 denotes a transmitting-side element antenna, 10 denotes a transmitting-side array antenna, and the transmitting-
一方、受信側に関しては、2は受信側素子アンテナ、20は受信側アレーアンテナを表し、受信側アレーアンテナ20は、受信側サブアレー2c、2d、2e、2fの4つのサブアレーから形成されている。すなわち、本実施の形態においては、サブアレーの数を送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナとで異なるように設定する。また、受信側において、素子アンテナ2の素子間隔(配列周期)をd2、各サブアレー間距離を、D2a、D2b、D2cとすると、サブアレー間距離D2a、D2b、D2cは、素子アンテナ2の素子間隔(配列周期)d2とは異なるように設定する。
On the other hand, regarding the receiving side, 2 represents a receiving side element antenna, 20 represents a receiving side array antenna, and the receiving
送信側アレーアンテナ10のxz面放射パターンは、図8と同一の構成であるため、図8の場合と同様に、12素子アレーで各素子アンテナの励振を同振幅、同位相とし、素子間隔d1を0.6波長、2つのサブアレー間距離D1を1.2波長とした場合、図9に示す特性となる。一方、受信側アレーアンテナ20の配列は、送信側に対して分割数を変えたものとなっている。このとき、受信側アレーアンテナ20のxz面放射パターンは、12素子アレーで各素子アンテナの励振を同振幅、同位相とし、素子間隔d2を0.6波長、サブアレー間距離D2a、D2b、D2cを全て1.2波長とした場合、図2に示す特性となる。図9の送信側アレーアンテナ10の放射パターンと図2の受信側アレーアンテナ20の放射パターンを比較すればわかるように、各々のサイドローブレベルは−10dBで同程度の悪化量となっているが、悪化するサイドローブの発生方向が異なる。これにより、図1の配列の送受積パターンは、図9および図2の結果より図3に示すものになる。サイドローブ特性の異なるものの積を取ることにより、同一の特性のものの積を取った図10に比べて、送受積パターンのサイドローブレベルが大きく低下することがわかる。
Since the xz plane radiation pattern of the transmitting-
なお、アレー方向(図1のx方向)と直交する側(図1のy方向)の素子配列には特に制約はなく、例えば、図4に示すような2次元状のアレーアンテナを形成してもよい。図4は、1列12素子アレーで、送信側を3列、受信側を2列で構成した例を表す。図4において、11は送信側2次元状アレーアンテナを表し、送信側2次元状アレーアンテナ11は送信側2次元状サブアレー11a、11bの2つのサブアレーから形成されており、各素子間隔はd1、サブアレー間距離はD1である。また、21は受信側2次元状アレーアンテナを表し、受信側2次元状アレーアンテナ21は受信側2次元状サブアレー21c、21d、21e、21fの4つのサブアレーから形成されており、素子間隔(配列周期)はd2、各サブアレー間距離は、D2a、D2b、D2cである。このとき、サブアレー間距離D2a、D2b、D2cは、素子アンテナ2の素子間隔(配列周期)d2とは異なるように設定する。この場合でも、12素子アレーで各素子アンテナの励振を同振幅、同位相とし、送信側で、素子間隔d1を0.6波長、2つのサブアレー間距離D1を1.2波長とし、受信側で、素子間隔d2を0.6波長、サブアレー間距離D2a、D2b、D2cを全て1.2波長とした場合、xz面における放射パターンは、送信側は図9、受信側は図2に示す特性となり、したがって、送受積パターンは図3に示す特性となる。
The element arrangement on the side (y direction in FIG. 1) orthogonal to the array direction (x direction in FIG. 1) is not particularly limited. For example, a two-dimensional array antenna as shown in FIG. 4 is formed. Also good. FIG. 4 shows an example in which a single-row 12-element array is configured with three rows on the transmission side and two rows on the reception side. In FIG. 4,
以上のように、本実施の形態においては、複数の素子アンテナを一定の配列周期で配置したアレーアンテナを構成する際に、アレーアンテナを送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナから構成し、送信用アレーアンテナおよび受信用アレーアンテナは、複数の素子アンテナをユニット化することでそれぞれサブアレーを構成し、サブアレー間の距離を素子アンテナの配列周期とは異なるように設定すると共に、サブアレーの数を送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナとで異なるように設定するようにしたので、アレーアンテナの素子配列の一部が不等間隔となり、送信側、受信側それぞれの放射パターンのサイドローブレベルが悪化する場合であっても、送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナを構成するサブアレーの数をそれぞれ異なるようにすることで両者の放射パターン形状を異なるものとし、その結果、送受積パターンで評価したときにサイドローブレベルを低くすることができるという効果を奏する。 As described above, in the present embodiment, when configuring an array antenna in which a plurality of element antennas are arranged at a constant arrangement period, the array antenna is configured by a transmitting array antenna and a receiving array antenna, The array antenna and the receiving array antenna are each configured as a subarray by unitizing multiple element antennas, and the distance between the subarrays is set to be different from the array period of the element antennas, and the number of subarrays is set for transmission. When the array antenna and the receiving array antenna are set to be different, a part of the array antenna element arrangement is unevenly spaced, and the sidelobe levels of the radiation patterns on the transmitting side and the receiving side are deteriorated. Even so, the subarrays that make up the transmitting array antenna and the receiving array antenna Was a both radiation pattern shape different by different respectively, as a result, an effect that the side lobe level can be reduced as assessed by transmitting and receiving product pattern.
実施の形態2.
上記実施の形態1では、送信用アレーアンテナあるいは受信用アレーアンテナそれぞれにおいて、サブアレー内の素子数の関係について特に限定しなかったが、図1の例では、送信用アレーアンテナ10を構成する2つの送信側サブアレー1a、1bは、それぞれ、同数の6素子(6個)の素子アンテナ1から構成されており、受信用アレーアンテナ20を構成する4つの受信側サブアレー2c、2d、2e、2fは、それぞれ、同数の3素子(3個)の素子アンテナ2から構成されている。
In the first embodiment, the relationship between the number of elements in the subarray is not particularly limited in each of the transmitting array antenna and the receiving array antenna. However, in the example of FIG. Each of the
しかしながら、サブアレー内の素子数は必ずしも同一にする必要はない。したがって、本実施の形態2においては、例えば、図5に示すように、受信側アレーアンテナ20に関して、受信側サブアレーの総数は4でこれは図1の場合と同じであるが、各受信側サブアレーを構成する素子アンテナの数を、図5の上から順に、受信側サブアレー2gを2素子、受信側サブアレー2hを4素子、受信側サブアレー2iを4素子、受信側サブアレー2jを2素子とした場合を表している。なお、ここでは簡単のため、送信側アレーアンテナ10の構成は図1と同一のままとするが、これに限定されるものではない。また、他の構成については、実施の形態1と同じであるため、ここでは、それらの説明は省略し、実施の形態1と異なる部分のみ説明することとする。
However, the number of elements in the subarray is not necessarily the same. Therefore, in the second embodiment, for example, as shown in FIG. 5, with respect to the receiving
このとき、受信側アレーアンテナ20のxz面放射パターンは、各素子アンテナの励振を同振幅、同位相とし、素子間隔d2を0.6波長、サブアレー間距離D2a、D2b、D2cを全て1.2波長とした場合、図6に示す特性となる。図6は、先に図2に示した受信側アレーアンテナの放射パターン形状とは異なる特性を示し、その結果、図9の送信側放射パターンとの積により、図5の配列の送受積パターンは、図7に示す特性となる。これから、図3の送受積パターンと異なる特性が得られていることがわかる。したがって、サブアレーを構成する素子数がアンテナ設計上の一つのパラメータとなる。このように、本実施の形態2により、アレーアンテナ装置の設計の自由度を増すことができる。
At this time, the xz plane radiation pattern of the receiving-
以上のように、本実施の形態2においては、上述の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、送信用アレーアンテナあるいは受信用アレーアンテナにおいて、サブアレー内の素子アンテナの数が、サブアレー同士で同一でなく、異なるように設定するようにしたので、アレーアンテナ装置の設計の自由度を増すことができ、使用条件および使用目的等に合わせて適宜変更できるので、利便性が向上するという効果を奏する。 As described above, in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment described above can be obtained. Further, in the transmitting array antenna or the receiving array antenna, the number of element antennas in the sub-array is Since the sub-arrays are not the same, but are set differently, the degree of freedom in designing the array antenna apparatus can be increased, and the convenience can be improved because it can be appropriately changed according to the use conditions and purpose of use. There is an effect.
実施の形態3.
上記実施の形態1及び2においては、送信側サブアレー間距離と受信側サブアレー間距離との関係について特に限定しなかったが、図1、図4、図5の配列において、送信側サブアレー間距離D1および受信側サブアレー間距離D2a、D2b、D2cを全て1.2波長とした場合の放射パターンの計算例を示した。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the relationship between the transmission-side subarray distance and the reception-side subarray distance is not particularly limited. However, in the arrangements of FIGS. 1, 4, and 5, the transmission-side subarray distance D is used. The calculation example of the radiation pattern when 1 and the distances D 2a , D 2b , D 2c between the receiving side subarrays are all 1.2 wavelengths is shown.
しかしながら、これらサブアレー間距離は必ずしも同一である必要はなく、D1とD2a、D2b、D2cの寸法が異なっていてもよい。したがって、本実施の形態においては、例えば、送信側サブアレー間距離D1を0.6波長とした場合に、受信側サブアレー間距離D2a、D2b、D2cを0.7波長等に選んでもよい。さらに、受信側サブアレー間の距離D2a、D2b、D2cに関しても全てが同一である必要はなく、一部を異なる寸法にするか、あるいは全て異なっていてもよい。なお、他の構成については、実施の形態1と同じであるため、ここでは、それらの説明は省略する。 However, the distance between these sub-arrays is not necessarily the same, and the dimensions of D 1 and D 2a , D 2b , D 2c may be different. Accordingly, in this embodiment, for example, in the case where the transmitting-side sub-array distance D 1 is 0.6 wavelength, the receiving-side sub-array distance D 2a, D 2b, also choose D 2c to 0.7 wavelength, etc. Good. Further, the distances D 2a , D 2b , D 2c between the receiving side sub-arrays do not have to be all the same, and some of them may have different dimensions or may all be different. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted here.
これらの寸法に応じて送信側アレーアンテナと受信側アレーアンテナとで異なる放射パターン形状が得られ、その結果、送受積パターンのサイドローブレベルが低いアレーアンテナ装置を実現することができる。また、上記実施の形態2と本実施の形態との組み合わせを考えれば、アレーアンテナ装置の設計の自由度をさらに増すことができる。 Different radiation pattern shapes are obtained for the transmission-side array antenna and the reception-side array antenna in accordance with these dimensions, and as a result, an array antenna apparatus with a low sidelobe level of the transmission / reception product pattern can be realized. Further, considering the combination of the second embodiment and the present embodiment, the degree of freedom in designing the array antenna device can be further increased.
以上のように、本実施の形態3においては、上述の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、送信用アレーアンテナおよび受信用アレーアンテナにおけるサブアレー間の距離を、送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナとで同一でなく、異なるように設定するようにしたので、アレーアンテナ装置の設計の自由度を増すことができ、使用条件および使用目的等に合わせて適宜変更できるので、利便性が向上するという効果を奏する。 As described above, in the third embodiment, the same effect as in the first embodiment described above can be obtained, and the distance between the subarrays in the transmission array antenna and the reception array antenna is set as the transmission array antenna. And the receiving array antenna are not the same, but are set differently, so that the degree of freedom of design of the array antenna device can be increased and can be appropriately changed according to the use conditions and purpose of use. There is an effect of improving the sex.
実施の形態4.
上記実施の形態1〜3において、送信側素子間隔と受信側素子間隔との関係について特に限定しなかったが、図1、図4、図5の配列において、送信側素子間隔d1および受信側素子間隔d2をそれぞれ0.6波長とした場合の放射パターンの計算例を示した。
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, the relationship between the transmission-side element interval and the reception-side element interval is not particularly limited. However, in the arrangements of FIGS. 1, 4, and 5, the transmission-side element interval d 1 and the reception side It shows a calculation example of a radiation pattern when the element spacing d 2 were respectively 0.6 wavelength.
しかしながら、送信側素子間隔d1と受信側隔素子間隔d2は必ずしも同一である必要はなく、それぞれ異なっていてもよい。したがって、本実施の形態においては、例えば、送信側素子間隔d1を0.6波長とした場合に、受信側素子間隔d2を0.7波長等に選んでもよい。さらに、送信側アレーアンテナおよび受信側アレーアンテナそれぞれにおいても、サブアレー間で素子間隔を変えてもよい。なお、他の構成については、実施の形態1と同じであるため、ここでは、それらの説明は省略する。 However, the transmission-side element interval d 1 and the reception-side element interval d 2 are not necessarily the same, and may be different from each other. Therefore, in the present embodiment, for example, when the transmission element interval d 1 is set to 0.6 wavelength, the reception element interval d 2 may be selected to be 0.7 wavelength or the like. Further, in each of the transmitting side array antenna and the receiving side array antenna, the element spacing may be changed between the subarrays. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted here.
これらの寸法に応じて送信側アレーアンテナと受信側アレーアンテナとで異なる放射パターン形状が得られ、その結果、送受積パターンのサイドローブレベルが低いアレーアンテナ装置を実現することができる。また、上記実施の形態2〜3と本実施の形態との組み合わせを考えれば、アレーアンテナ装置の設計の自由度をさらに増すことができる。 Different radiation pattern shapes are obtained for the transmission-side array antenna and the reception-side array antenna in accordance with these dimensions, and as a result, an array antenna apparatus with a low sidelobe level of the transmission / reception product pattern can be realized. Further, considering the combination of the above-described Embodiments 2-3 and this embodiment, the degree of freedom in designing the array antenna device can be further increased.
以上のように、本実施の形態4においては、上述の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、送信用アレーアンテナおよび受信用アレーアンテナにおける素子アンテナの素子間隔(配列周期)を、送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナとで同一でなく、異なるように設定するようにしたので、アレーアンテナ装置の設計の自由度を増すことができ、使用条件および使用目的等に合わせて適宜変更できるので、利便性が向上するという効果を奏する。 As described above, in the fourth embodiment, the same effect as in the first embodiment described above can be obtained, and further, the element spacing (arrangement period) of the element antennas in the transmitting array antenna and the receiving array antenna is set. Since the transmitting array antenna and the receiving array antenna are not the same and are set differently, the degree of freedom in design of the array antenna device can be increased, and it can be appropriately set according to the use conditions and purpose of use. Since it can be changed, the convenience is improved.
実施の形態5.
上記実施の形態1〜4では、送信側アレーアンテナおよび受信側アレーアンテナを構成する全体の素子数について特に限定しなかったが、図1、図4、図5の配列において、送信側アレーアンテナ10を構成する素子アンテナ1の総数、および、受信側アレーアンテナ20を構成する素子アンテナ2の総数を、それぞれ、12素子とした場合の放射パターンの計算例を示した。
Embodiment 5. FIG.
In the first to fourth embodiments, the total number of elements constituting the transmitting array antenna and the receiving array antenna is not particularly limited. However, in the arrangements of FIGS. 1, 4, and 5, the transmitting
しかしながら、送信側、受信側アレーアンテナ全体の素子数は必ずしも同一である必要はなく、それぞれ異なっていてもよい。例えば、送信側アレーアンテナ10に関して、送信側サブアレー1a、1bをそれぞれ7素子で構成し、計14素子として構成してもよい。また、他の構成については、実施の形態1と同じであるため、ここでは、それらの説明は省略する。
However, the total number of elements on the transmitting and receiving array antennas is not necessarily the same, and may be different from each other. For example, with respect to the transmitting-
これらの素子数に応じて送信側アレーアンテナと受信側アレーアンテナとで異なる放射パターン形状が得られ、その結果、送受積パターンのサイドローブレベルが低いアレーアンテナ装置を実現することができる。また、上記実施の形態2〜4と本実施の形態との組み合わせを考えれば、アレーアンテナ装置の設計の自由度をさらに増すことができる。
Different radiation pattern shapes are obtained for the transmission-side array antenna and the reception-side array antenna in accordance with the number of elements, and as a result, an array antenna apparatus having a low sidelobe level of the transmission / reception product pattern can be realized. Further, considering the combination of the
以上のように、本実施の形態5においては、上述の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、送信用アレーアンテナおよび受信用アレーアンテナを構成する素子アンテナの総数が、送信用アレーアンテナおよび受信用アレーアンテナとで同一でなく、異なるように設定するようにしたので、アレーアンテナ装置の設計の自由度を増すことができ、使用条件および使用目的等に合わせて適宜変更できるので、利便性が向上するという効果を奏する。 As described above, in the fifth embodiment, the same effect as in the first embodiment described above can be obtained, and the total number of element antennas constituting the transmitting array antenna and the receiving array antenna is equal to that for transmitting. Since the array antenna and the receiving array antenna are not the same and are set differently, the degree of freedom in designing the array antenna device can be increased and can be changed as appropriate according to the use conditions and purpose of use. This has the effect of improving convenience.
実施の形態6.
上記実施の形態1〜5では、素子アンテナの励振振幅レベルは等しいとして説明した。しかし、本実施の形態6で述べるように、送信用アレーアンテナおよび受信用アレーアンテナを構成する素子アンテナに励振振幅レベルを複数設定し、振幅テーパアレーを構成してもよい。例えば、サイドローブレベルを−20dBとするテーラ分布では、アレーアンテナ開口中心素子を0dBとし、開口端部素子が約−4.5dBとなるように振幅テーパを設定すればよい。このとき、上記発明が解決しようとする課題の項で述べた通り、アレーアンテナを構成する素子数や素子間隔によっては設計の際に目標とするサイドローブレベルの値に限界が生じてしまい、サイドローブレベルをある一定値以上低くすることが困難になる場合がある。しかしながら、本実施の形態と上記実施の形態1〜5とを組み合わせることで、送信側アレーアンテナと受信側アレーアンテナの放射パターン形状を異なるようにすることができ、その結果、送受積パターンのサイドローブレベルが低いアレーアンテナ装置を実現することができる。
Embodiment 6 FIG.
In Embodiments 1 to 5 described above, the element antennas have the same excitation amplitude level. However, as described in the sixth embodiment, an amplitude taper array may be configured by setting a plurality of excitation amplitude levels in the element antennas constituting the transmitting array antenna and the receiving array antenna. For example, in a tailor distribution in which the side lobe level is −20 dB, the amplitude taper may be set so that the array antenna aperture center element is 0 dB and the aperture end element is approximately −4.5 dB. At this time, as described in the section of the problem to be solved by the invention, depending on the number of elements constituting the array antenna and the element spacing, there is a limit to the target side lobe level value at the time of design, and the side It may be difficult to lower the lobe level beyond a certain value. However, by combining the present embodiment with the above-described first to fifth embodiments, it is possible to make the radiation pattern shapes of the transmitting-side array antenna and the receiving-side array antenna different, and as a result, the side of the transmission / reception product pattern An array antenna apparatus having a low lobe level can be realized.
なお、送信側アレーアンテナと受信側アレーアンテナに与える励振振幅分布は、両者を同一としてもよく、あるいは両者が異なっていてもよい。すなわち、励振振幅分布の与え方がアンテナ設計上の一つのパラメータとなり、アレーアンテナ装置の設計の自由度をさらに増すことができる。また、また、他の構成については、実施の形態1と同じであるため、ここでは、それらの説明は省略する。 In addition, the excitation amplitude distribution given to the transmitting side array antenna and the receiving side array antenna may be the same or may be different from each other. That is, how to provide the excitation amplitude distribution becomes one parameter in antenna design, and the degree of freedom in designing the array antenna apparatus can be further increased. Further, since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted here.
以上のように、本実施の形態6においては、上述の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、送信用アレーアンテナおよび受信用アレーアンテナを構成する素子アンテナに励振振幅レベルを複数設定することにより、送信用アレーアンテナおよび受信用アレーアンテナそれぞれに励振振幅分布を設けるようにしたので、アレーアンテナ装置の設計の自由度を増すことができ、使用条件および使用目的等に合わせて適宜変更できるので、利便性が向上するという効果を奏する。 As described above, in the sixth embodiment, the same effect as in the first embodiment described above can be obtained, and moreover, a plurality of excitation amplitude levels are applied to the element antennas constituting the transmitting array antenna and the receiving array antenna. By setting the excitation amplitude distribution for each of the transmitting array antenna and the receiving array antenna, the degree of freedom in designing the array antenna apparatus can be increased, and it can be appropriately set according to the use conditions and purpose of use. Since it can be changed, the convenience is improved.
1 送信側素子アンテナ、1a,1b 送信側サブアレー、2 受信側素子アンテナ、2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2h,2i,2j 受信側サブアレー、10 送信側アレーアンテナ、11 送信側2次元状アレーアンテナ、11a,11b 送信側2次元状サブアレー、20 受信側アレーアンテナ、21 受信側2次元状アレーアンテナ、21c,21d,21e,21f 受信側2次元状サブアレー。 1 transmitting side element antenna, 1a, 1b transmitting side subarray, 2 receiving side element antenna, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2i, 2j receiving side subarray, 10 transmitting side array antenna, 11 transmission Side two-dimensional array antenna, 11a, 11b Transmission side two-dimensional subarray, 20 Reception side array antenna, 21 Reception side two-dimensional array antenna, 21c, 21d, 21e, 21f Reception side two-dimensional subarray.
Claims (6)
上記アレーアンテナは、送信用アレーアンテナと受信用アレーアンテナとから構成され、
上記送信用アレーアンテナおよび上記受信用アレーアンテナは、それぞれ、上記複数の素子アンテナをユニット化することにより形成された、2以上のサブアレーから構成され、
上記サブアレー間の距離は上記素子アンテナの配列周期とは異なると共に、上記サブアレーの数は上記送信用アレーアンテナと上記受信用アレーアンテナとで異なる
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。 An array antenna in which a plurality of element antennas are arranged at a constant arrangement period,
The array antenna is composed of a transmitting array antenna and a receiving array antenna,
The transmitting array antenna and the receiving array antenna are each composed of two or more subarrays formed by unitizing the plurality of element antennas,
An array antenna apparatus, wherein a distance between the subarrays is different from an array period of the element antennas, and a number of the subarrays is different between the transmitting array antenna and the receiving array antenna.
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