JP2569868B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は励振振幅の許容変化幅Ｄが与えられた場合
のアンテナ指向性合成を行うアンテナ装置に関するもの
である。
のアンテナ指向性合成を行うアンテナ装置に関するもの
である。
〔従来の技術〕 例えば,IEEE TRANSACTIONS NO ANTENNAS AND PROPAGA
TION,VOL.AP−32,NO.9,SEPTEMBER 1984,“Design of Sh
aped−Beam Antennas Through Minimax Gain Optimizat
ion",Charles A.Kleinの文献では，第５図のフローチヤ
ートに示すようにアンテナ指向性合成をし，所望の放射
パターンを得る。
TION,VOL.AP−32,NO.9,SEPTEMBER 1984,“Design of Sh
aped−Beam Antennas Through Minimax Gain Optimizat
ion",Charles A.Kleinの文献では，第５図のフローチヤ
ートに示すようにアンテナ指向性合成をし，所望の放射
パターンを得る。
次に第５図のフローチヤートに従つて従来例のアンテ
ナ指向性合成の手順を説明する。
ナ指向性合成の手順を説明する。
ステツプS1で評価点の総数J,ステツプS2で素子アンテ
ナの総数Ｉを入力する。ステツプS3で所望のアンテナ利
得Goj,ステツプS4でアレー素子パターンPij,ステツプS5
でウエイトフアクタWj,ステツプS6で初期の励振振幅位
相Aiをそれぞれｉ＝１〜I,j＝１〜Ｊに対して入力す
る。ここで，上記初期の励振振幅位相Aiとアレー素子パ
ターPijは複素数である。ステツプS7で，すべての観測
方向（評価点）ｊ＝１〜Ｊに対してアンテナ利得Gjを計
算する。Gjは次式で表される。
ナの総数Ｉを入力する。ステツプS3で所望のアンテナ利
得Goj,ステツプS4でアレー素子パターンPij,ステツプS5
でウエイトフアクタWj,ステツプS6で初期の励振振幅位
相Aiをそれぞれｉ＝１〜I,j＝１〜Ｊに対して入力す
る。ここで，上記初期の励振振幅位相Aiとアレー素子パ
ターPijは複素数である。ステツプS7で，すべての観測
方向（評価点）ｊ＝１〜Ｊに対してアンテナ利得Gjを計
算する。Gjは次式で表される。
＊:complex conjugate 次にステツプS8で，上記ステツプS7で求めたGjと所望
のアンテナ利得Gojとの差が最大となるものを選出す
る。ステツプS9ではステツプS8で選出したアンテナ観測
方向において，次式で表される評価関数Ｆを最小化する
解となるAi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組を求める。なお，
評価関数Ｆを最小化するには非線形計画法などが用いら
れる。
のアンテナ利得Gojとの差が最大となるものを選出す
る。ステツプS9ではステツプS8で選出したアンテナ観測
方向において，次式で表される評価関数Ｆを最小化する
解となるAi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組を求める。なお，
評価関数Ｆを最小化するには非線形計画法などが用いら
れる。
Ｆ＝Wj|Gi−Gj|2 ステツプS10では上記ステツプS9で求めた解となるAi
（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組に対してGj（ｉ＝１〜Ｊ）を
次式により計算する。
（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組に対してGj（ｉ＝１〜Ｊ）を
次式により計算する。
＊:complex conjugate 以上より，ステツプS11ではすべてGjが所望値Gojを越
えているか否かを判定する。もし，越えているならばス
テツプS9で求めた励振振幅位相Aiを励振振幅・位相とす
ることで演算を終了させ，越えていなければステツプS6
にもどり，ステツプS9で求めた解となるAi（ｉ＝１〜
Ｉ）の数値の組を用いて演算を繰り返す判定をする。
えているか否かを判定する。もし，越えているならばス
テツプS9で求めた励振振幅位相Aiを励振振幅・位相とす
ることで演算を終了させ，越えていなければステツプS6
にもどり，ステツプS9で求めた解となるAi（ｉ＝１〜
Ｉ）の数値の組を用いて演算を繰り返す判定をする。
従来のアンテナ指向性合成は以上のような手順の演算
により求めた励振振幅位相Aiを励振振幅・位相として行
われているので、励振振幅の許容変化幅Ｄが設定された
場合には，その許容変化幅Ｄの中に計算された励振振幅
が収まらないという問題点がある。例えば，アクティブ
フエーズドアレーアンテナの給電回路を簡素化するため
に，励振振幅の許容変化幅Ｄの制限を設ける場合があ
り，上記のような手順の演算によるアンテナ指向性合成
では所望の放射パターンを得るための励振振幅位相が求
められない。
により求めた励振振幅位相Aiを励振振幅・位相として行
われているので、励振振幅の許容変化幅Ｄが設定された
場合には，その許容変化幅Ｄの中に計算された励振振幅
が収まらないという問題点がある。例えば，アクティブ
フエーズドアレーアンテナの給電回路を簡素化するため
に，励振振幅の許容変化幅Ｄの制限を設ける場合があ
り，上記のような手順の演算によるアンテナ指向性合成
では所望の放射パターンを得るための励振振幅位相が求
められない。
この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので，励振振幅の許容変化幅Ｄが与えられた場合
であつても所望の放射パターンが得られるアンテナ装置
を得ることを目的とする。
れたもので，励振振幅の許容変化幅Ｄが与えられた場合
であつても所望の放射パターンが得られるアンテナ装置
を得ることを目的とする。
この発明に係るアンテナ装置は，複数の素子アンテナ
と，上記素子アンテナのそれぞれに接続された可変移相
器および可変振幅器と，上記複数の素子アンテナのそれ
ぞれを励振する励振振幅・位相を演算する演算装置と備
え，上記演算装置はまず，励振振幅・位相とも制限を与
えずに，所望の放射パターンを得るための励振振幅位相
を求め，ついで，上記励振振幅を最大値Ｍで規格化し，
その結果励振振幅の許容変化幅Ｄ以下となる励振振幅の
値をすべてＭ・Ｄに置換え，次いで，すべての励振振幅
を固定して上記放射パターンを所望のものとする励振位
相を演算する各手段を備えたものである。
と，上記素子アンテナのそれぞれに接続された可変移相
器および可変振幅器と，上記複数の素子アンテナのそれ
ぞれを励振する励振振幅・位相を演算する演算装置と備
え，上記演算装置はまず，励振振幅・位相とも制限を与
えずに，所望の放射パターンを得るための励振振幅位相
を求め，ついで，上記励振振幅を最大値Ｍで規格化し，
その結果励振振幅の許容変化幅Ｄ以下となる励振振幅の
値をすべてＭ・Ｄに置換え，次いで，すべての励振振幅
を固定して上記放射パターンを所望のものとする励振位
相を演算する各手段を備えたものである。
この発明において，演算装置では評価関数Ｆを とｊ＝１〜Ｊの和で表し，評価関数Ｆを最小化する解と
なる励振振輻位相Ai（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組を求める
手段，上記で求めたAiの数値の組において,a1＝|Ai|,M
＝Max.ai（ｉ＝１〜Ｉ）として上記励振振幅aiを最大値
Ｍで規格化し，この値が励振振幅の許容変化幅Ｄ以下と
なる励振振幅aiの値をＭ・Ｄに置換える手段，上記で求
めたすべての励振振幅ai（ｉ＝１〜Ｉ）を固定して評価
関数Ｆを最小化する解となる励振位相pi（ｉ＝１〜Ｉ）
の数値の組を求める手段を備えており，すべての励振振
幅を固定して放射パターンを所望のものとする励振位相
を演算する。さらに，上記で求めたai,piから得られるA
i（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組に対してGj（ｊ＝１〜Ｉ）
を次式で計算する手段， ＊:comlex conjugate 上記で求めたすべてのGjが所望のアンテナ利得G
oj（ｊ＝１〜Ｉ）を越えていれば，以上で求めたai,pi
（ｉ＝１〜Ｉ）を励振振幅・位相とすることで演算を終
了させ，越えていなければ次のステツプへ移ることを判
定する手段，上記ですべてのGjが所望のアンテナ利得G
ojを越えていないという判定を受けて,GjとGojとの大小
を判定し,Gj≧GojであればWj＝0,Gj＜GojであればWj＝
１（ｊ＝１〜Ｉ）と設定し，かつ，上記で求めたAi（ｉ
＝１〜Ｉ）を初期の励振振幅位相として用い，再び元に
戻つて演算を実行させる手段を備えており，設定された
励振振幅の許容変化幅Ｄに対して所望の放射パターンを
得るためにの励振振幅・位相を演算する。
なる励振振輻位相Ai（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組を求める
手段，上記で求めたAiの数値の組において,a1＝|Ai|,M
＝Max.ai（ｉ＝１〜Ｉ）として上記励振振幅aiを最大値
Ｍで規格化し，この値が励振振幅の許容変化幅Ｄ以下と
なる励振振幅aiの値をＭ・Ｄに置換える手段，上記で求
めたすべての励振振幅ai（ｉ＝１〜Ｉ）を固定して評価
関数Ｆを最小化する解となる励振位相pi（ｉ＝１〜Ｉ）
の数値の組を求める手段を備えており，すべての励振振
幅を固定して放射パターンを所望のものとする励振位相
を演算する。さらに，上記で求めたai,piから得られるA
i（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組に対してGj（ｊ＝１〜Ｉ）
を次式で計算する手段， ＊:comlex conjugate 上記で求めたすべてのGjが所望のアンテナ利得G
oj（ｊ＝１〜Ｉ）を越えていれば，以上で求めたai,pi
（ｉ＝１〜Ｉ）を励振振幅・位相とすることで演算を終
了させ，越えていなければ次のステツプへ移ることを判
定する手段，上記ですべてのGjが所望のアンテナ利得G
ojを越えていないという判定を受けて,GjとGojとの大小
を判定し,Gj≧GojであればWj＝0,Gj＜GojであればWj＝
１（ｊ＝１〜Ｉ）と設定し，かつ，上記で求めたAi（ｉ
＝１〜Ｉ）を初期の励振振幅位相として用い，再び元に
戻つて演算を実行させる手段を備えており，設定された
励振振幅の許容変化幅Ｄに対して所望の放射パターンを
得るためにの励振振幅・位相を演算する。
〔実施例〕 以下，実施例について図面を参照して説明する。
第１図はこの発明のアンテナ装置の一実施例の構成説
明図である。図において，（１）は素子アンテナ，
（２）は素子アンテナ（１）のそれぞれに接続された可
変移送器，（３）は素子アンテナ（１）のそれぞれに接
続された可変振幅器，（４）は複数の素子アンテナ
（１）のそれぞれを励振する励振振幅・位相を演算する
演算装置である。ここで，演算装置（４）は以下の
（ａ）〜（ｇ）の要素を備えたものである。
明図である。図において，（１）は素子アンテナ，
（２）は素子アンテナ（１）のそれぞれに接続された可
変移送器，（３）は素子アンテナ（１）のそれぞれに接
続された可変振幅器，（４）は複数の素子アンテナ
（１）のそれぞれを励振する励振振幅・位相を演算する
演算装置である。ここで，演算装置（４）は以下の
（ａ）〜（ｇ）の要素を備えたものである。
（ａ） 入力された評価点の総数J,素子アンテナの総数
I,アレー素子パターンPij,初期の励振振幅位相Ai,ただ
し、ｉ＝１〜J,j＝１〜J,に対してアンテナ利得Gj（ｊ
＝１〜Ｊ）を次式により計算する手段。
I,アレー素子パターンPij,初期の励振振幅位相Ai,ただ
し、ｉ＝１〜J,j＝１〜J,に対してアンテナ利得Gj（ｊ
＝１〜Ｊ）を次式により計算する手段。
＊:complex conjugate （ｂ） 上記で求めたアンテナ利得Gj（ｊ＝１〜Ｊ），
入力された所望のアンテナ利得Goj,ウエイトフアクタ
Wj,ただし、ｊ＝１〜J,に対して次式で表される評価関
数Ｆを最小化する解となるAi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組
を求める手段。
入力された所望のアンテナ利得Goj,ウエイトフアクタ
Wj,ただし、ｊ＝１〜J,に対して次式で表される評価関
数Ｆを最小化する解となるAi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組
を求める手段。
（ｃ） 上記で求めたAiの数値の組において,ai＝|Ai|,
M＝Max.ai（ｉ＝１〜Ｉ）として上記励振振幅aiを最大
値Ｍで規格化し，この値が励振振幅の許容変化幅Ｄ以下
となる励振振幅aiの値をＭ・Ｄに置換える手段。
M＝Max.ai（ｉ＝１〜Ｉ）として上記励振振幅aiを最大
値Ｍで規格化し，この値が励振振幅の許容変化幅Ｄ以下
となる励振振幅aiの値をＭ・Ｄに置換える手段。
（ｄ） 上記で求めたすべての励振振幅ai（ｉ＝１〜
Ｉ）を固定して次式で表される評価関数Ｆを最小化する
解となる励振位相pi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組を求める
手段。
Ｉ）を固定して次式で表される評価関数Ｆを最小化する
解となる励振位相pi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組を求める
手段。
ただし,pi＝tan-1 IAi/RAi RAi:Aiの実部,IAi:Aiの虚部 （ｅ）上記で求めたai,piから得られるAi（ｉ＝１〜
Ｉ）の数値の組に対してGj（ｊ＝１〜Ｊ）を次式により
計算する手段。
Ｉ）の数値の組に対してGj（ｊ＝１〜Ｊ）を次式により
計算する手段。
＊:complex conjugate （ｆ） 上記で求めたすべてのGjが所望のアンテナ利得
Goj（ｊ＝１〜Ｊ）を越えていれば，以上で求めたai,pi
（ｉ＝１〜Ｉ）を励振振幅・位相とすることで演算を終
了させ，越えていなければ次のステップへ移ることを判
定する手段。
Goj（ｊ＝１〜Ｊ）を越えていれば，以上で求めたai,pi
（ｉ＝１〜Ｉ）を励振振幅・位相とすることで演算を終
了させ，越えていなければ次のステップへ移ることを判
定する手段。
（ｇ） 上記ですべてのGjが所望のアンテナ利得Gojを
越えていないという判定を受けて,GjとGojとの大小を判
定し,Gj≧GojであればWj＝0,Gj＜GojであればWj＝１
（ｊ＝１〜Ｊ）と設定し，かつ，上記（ｂ）で求めたAi
（ｉ＝１〜Ｉ）を初期の励振振幅位相として用い，再び
上記（ａ）に示す手段に戻つて演算を実行させる手段。
越えていないという判定を受けて,GjとGojとの大小を判
定し,Gj≧GojであればWj＝0,Gj＜GojであればWj＝１
（ｊ＝１〜Ｊ）と設定し，かつ，上記（ｂ）で求めたAi
（ｉ＝１〜Ｉ）を初期の励振振幅位相として用い，再び
上記（ａ）に示す手段に戻つて演算を実行させる手段。
次にこの発明に係わるアンテナ装置の動作を演算装置
（４）の動作を中心に説明する。
（４）の動作を中心に説明する。
第２図は演算装置（４）の動作を説明するためのフロ
ーチヤートである。以下，このフローチヤートに従つて
説明する。
ーチヤートである。以下，このフローチヤートに従つて
説明する。
ステツプS1で評価点の総数J,ステツプS2で素子アンテ
ナの総数I,ステツプS21で励振振幅の許容変化幅Ｄを入
力する。また，ステツプS3で所望のアンテナ利得Goj,ス
テツプS4でアレー素子パターンPij,ステツプS5でウエイ
トフアクタWj,ステツプS6で初期の励振振幅位相Aiをそ
れぞれｉ＝１〜I,j＝１〜Ｊに対して入力する。ここ
で，上記初期の励振振幅位相Aiとアレー素子パターンP
ijは複素数である。ステツプS7で，すべての観測方向
（評価点）ｊ＝１〜Ｊに対してアンテナ利得Gj計算す
る。Gjは次式で表される。
ナの総数I,ステツプS21で励振振幅の許容変化幅Ｄを入
力する。また，ステツプS3で所望のアンテナ利得Goj,ス
テツプS4でアレー素子パターンPij,ステツプS5でウエイ
トフアクタWj,ステツプS6で初期の励振振幅位相Aiをそ
れぞれｉ＝１〜I,j＝１〜Ｊに対して入力する。ここ
で，上記初期の励振振幅位相Aiとアレー素子パターンP
ijは複素数である。ステツプS7で，すべての観測方向
（評価点）ｊ＝１〜Ｊに対してアンテナ利得Gj計算す
る。Gjは次式で表される。
＊:complex conjugate 次にステツプS22で，上記アンテナ利得Gjについて評
価関数Ｆを最小化する解となるAi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値
の組を求める。評価関数Ｆは次式で表される。
価関数Ｆを最小化する解となるAi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値
の組を求める。評価関数Ｆは次式で表される。
ステツプS23,ステツプS24ではステツプS22で求めたAi
（ｉ＝１〜Ｉ）で数値の組において，励振振幅ai＝|Ai|
（ｉ＝１〜Ｉ）,M＝Max.ai（ｉ＝１〜Ｉ）とし，ステツ
プS25,ステツプS26,ステツプS27では上記励振振幅aiを
最大値Ｍで規格化し，この値が励振振幅の許容変化幅Ｄ
以下となる励振振幅の値はすべてＭ・Ｄに置換える。ス
テツプS27ですべての励振振幅aiを固定して評価関数Ｆ
を最小化する解となる励振位相pi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値
の組を求める。評価関数Ｆは次式で表される。
（ｉ＝１〜Ｉ）で数値の組において，励振振幅ai＝|Ai|
（ｉ＝１〜Ｉ）,M＝Max.ai（ｉ＝１〜Ｉ）とし，ステツ
プS25,ステツプS26,ステツプS27では上記励振振幅aiを
最大値Ｍで規格化し，この値が励振振幅の許容変化幅Ｄ
以下となる励振振幅の値はすべてＭ・Ｄに置換える。ス
テツプS27ですべての励振振幅aiを固定して評価関数Ｆ
を最小化する解となる励振位相pi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値
の組を求める。評価関数Ｆは次式で表される。
ステツプS29では上記求めたai,piから得られるAi（ｉ
＝１〜Ｉ）の数値の組に対してGj（ｊ＝１〜Ｊ）を次式
により計算する。
＝１〜Ｉ）の数値の組に対してGj（ｊ＝１〜Ｊ）を次式
により計算する。
＊:complex conjugate 次にステツプS11で，上記で求めたすべてのGjが所望
のアンテナ利得Goj（ｊ＝１〜Ｊ）を越えていれば，以
上で求めたai,pi（ｉ＝１〜Ｉ）を励振振幅・位相する
ことで演算を終了させ，越えていなければ次のステツプ
へ移ることを判定する。さらに，ステツプS30,ステツプ
S31,ステツプS32では，ステツプS11ですべてのGiが所望
のアンテナ利得Gojを越えていないという判定を受けて,
GjとGojとの大小を判定し,Gj≧GojであればWj＝0,Gj＜G
ojであればWj＝１（j1〜Ｊ）と設定し，かつ，以上で求
めたAi（ｉ＝１〜Ｉ）を初期を励振振幅位相として用
い，再びステツプS5に戻つて演算を繰り返し実行させ
る。
のアンテナ利得Goj（ｊ＝１〜Ｊ）を越えていれば，以
上で求めたai,pi（ｉ＝１〜Ｉ）を励振振幅・位相する
ことで演算を終了させ，越えていなければ次のステツプ
へ移ることを判定する。さらに，ステツプS30,ステツプ
S31,ステツプS32では，ステツプS11ですべてのGiが所望
のアンテナ利得Gojを越えていないという判定を受けて,
GjとGojとの大小を判定し,Gj≧GojであればWj＝0,Gj＜G
ojであればWj＝１（j1〜Ｊ）と設定し，かつ，以上で求
めたAi（ｉ＝１〜Ｉ）を初期を励振振幅位相として用
い，再びステツプS5に戻つて演算を繰り返し実行させ
る。
以上のようにして演算装置（４）で設定された励振振
幅の許容変化幅Ｄに対して素子アンテナによる合成放射
パターンを所望のものとする励振振幅・位相を演算す
る。次いで，演算装置（４）での励振振幅・位相の演算
結果に基づいて，素子アンテナ（１）のそれぞれに接続
された可変移相器（２）の移相量および可変振幅器
（３）の振幅が設定され，複数の素子アンテナ（１）の
それぞれが励振される。
幅の許容変化幅Ｄに対して素子アンテナによる合成放射
パターンを所望のものとする励振振幅・位相を演算す
る。次いで，演算装置（４）での励振振幅・位相の演算
結果に基づいて，素子アンテナ（１）のそれぞれに接続
された可変移相器（２）の移相量および可変振幅器
（３）の振幅が設定され，複数の素子アンテナ（１）の
それぞれが励振される。
次に上記実施例と従来例ついて，設定された励振振幅
の許容変化幅Ｄに対して得られる放射パターンの所望の
放射パターンからの劣化を所望のアンテナ利得の劣化量
で示し，両者の比較を行つた結果を示す。ここでは，所
望の放射パターンがある複数のアンテナ観測方向でアン
テナ利得を上げ，かつ，別の複数のアンテナ観測方向で
アンテナ利得を下げるような放射パターンの場合につい
て，上記実施例と従来例より実現した結果である。
の許容変化幅Ｄに対して得られる放射パターンの所望の
放射パターンからの劣化を所望のアンテナ利得の劣化量
で示し，両者の比較を行つた結果を示す。ここでは，所
望の放射パターンがある複数のアンテナ観測方向でアン
テナ利得を上げ，かつ，別の複数のアンテナ観測方向で
アンテナ利得を下げるような放射パターンの場合につい
て，上記実施例と従来例より実現した結果である。
第３図は上記実施例により得られた励振振幅の許容変
化幅Ｄに対する放射パターンの劣化を示す特性図であ
る。図中，実線は利得を上げる領域での最低利得，破線
は利得を下げる領域での最大利得を示す。第３図より，
利得の劣化量はほぼ0dBであり，励振振幅の許容変化幅
Ｄを拘束した状態でも所望の放射パターンが得られるこ
とがわかる。
化幅Ｄに対する放射パターンの劣化を示す特性図であ
る。図中，実線は利得を上げる領域での最低利得，破線
は利得を下げる領域での最大利得を示す。第３図より，
利得の劣化量はほぼ0dBであり，励振振幅の許容変化幅
Ｄを拘束した状態でも所望の放射パターンが得られるこ
とがわかる。
また，第４図は上記従来例により得られた励振振幅の
許容変化幅Ｄに対する放射パターンの劣化を示す特性図
である。第３図と同様，実線は利得を上げる領域での最
低利得，波線は利得を下げる領域での最大利得を示す。
ここで，励振振幅は，従来例の演算で得られた励振振幅
を最大値Ｍで規格化し，その結果励振振幅の許容変化幅
Ｄ以下となる励振振幅の値をすべてＭ・Ｄに置換え，ま
た，励振位相は，従来例の演算で得られた励振位相をそ
のまま用いた。第４図により，利得を下げる領域での利
得劣化量が励振振幅の許容変化幅Ｄが小さい程大きくな
り，従来例では励振振幅に制限を加えると放射パターン
は劣化することがわかる。
許容変化幅Ｄに対する放射パターンの劣化を示す特性図
である。第３図と同様，実線は利得を上げる領域での最
低利得，波線は利得を下げる領域での最大利得を示す。
ここで，励振振幅は，従来例の演算で得られた励振振幅
を最大値Ｍで規格化し，その結果励振振幅の許容変化幅
Ｄ以下となる励振振幅の値をすべてＭ・Ｄに置換え，ま
た，励振位相は，従来例の演算で得られた励振位相をそ
のまま用いた。第４図により，利得を下げる領域での利
得劣化量が励振振幅の許容変化幅Ｄが小さい程大きくな
り，従来例では励振振幅に制限を加えると放射パターン
は劣化することがわかる。
以上のようにこの発明によれば，演算装置は評価関数
Ｆを とｊ＝１〜Ｊの和で表し，評価関数Ｆを最小化する解と
なる励振振幅位相Ai（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組を求める
手段，上記で求めたAiの数値の組において,ai＝|Ai|,M
＝Max,ai（ｉ＝１〜Ｉ）として上記励振振幅aiを最大値
Ｍで規格化し，この値が励振振幅の許容変化幅Ｄ以下と
なる励振振幅aiの値をＭ・Ｄに置換える手段，上記で求
めたすべての励振振幅ai（ｉ＝１〜Ｉ）を固定して評価
関数Ｆを最小化する解となる励振位相pi（ｉ＝１〜Ｉ）
の数値の組を求める手段を備えており，励振振幅を固定
し，別途励振位相を演算するので，設定された励振振幅
の許容変化幅Ｄに対して所望の放射パターンを得るため
の励振振幅・位相を演算でき，励振振幅の許容変化幅Ｄ
が与えられた場合であつても所望の放射パターンが得ら
れるアンテナ装置が実現できる。
Ｆを とｊ＝１〜Ｊの和で表し，評価関数Ｆを最小化する解と
なる励振振幅位相Ai（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組を求める
手段，上記で求めたAiの数値の組において,ai＝|Ai|,M
＝Max,ai（ｉ＝１〜Ｉ）として上記励振振幅aiを最大値
Ｍで規格化し，この値が励振振幅の許容変化幅Ｄ以下と
なる励振振幅aiの値をＭ・Ｄに置換える手段，上記で求
めたすべての励振振幅ai（ｉ＝１〜Ｉ）を固定して評価
関数Ｆを最小化する解となる励振位相pi（ｉ＝１〜Ｉ）
の数値の組を求める手段を備えており，励振振幅を固定
し，別途励振位相を演算するので，設定された励振振幅
の許容変化幅Ｄに対して所望の放射パターンを得るため
の励振振幅・位相を演算でき，励振振幅の許容変化幅Ｄ
が与えられた場合であつても所望の放射パターンが得ら
れるアンテナ装置が実現できる。
第１図はこの発明のアンテナ装置の一実施例の構成説明
図，第２図はこの発明の演算装置の動作を説明するため
のフローチヤート，第３図は実施例により得られた励振
振幅の許容変化幅Ｄに対する放射パターンの劣化を示す
特性図，第４図は従来例により得られた励振振幅の許容
変化幅Ｄに対する放射パターンの劣化を示す特性図，第
５図は従来例のアンテナ指向性合成の手順を説明するた
めのフローチヤートである。 図において，（１）は素子アンテナ，（２）は可変移相
器，（３）は可変振幅器，（４）は演算装置である。 なお，各図中同一符号は同一また相当部分を示す。
図，第２図はこの発明の演算装置の動作を説明するため
のフローチヤート，第３図は実施例により得られた励振
振幅の許容変化幅Ｄに対する放射パターンの劣化を示す
特性図，第４図は従来例により得られた励振振幅の許容
変化幅Ｄに対する放射パターンの劣化を示す特性図，第
５図は従来例のアンテナ指向性合成の手順を説明するた
めのフローチヤートである。 図において，（１）は素子アンテナ，（２）は可変移相
器，（３）は可変振幅器，（４）は演算装置である。 なお，各図中同一符号は同一また相当部分を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−141805（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−129508（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−135808（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−153714（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】複数の素子アンテナと、上記素子アンテナ
のそれぞれに接続された可変移相器および可変振幅器
と、上記複数の素子アンテナのそれぞれを励振する励振
振幅・位相を演算する演算装置とを備え、上記演算装置
は以下の（ａ）〜（ｇ）の要素を備え、設定された励振
振幅の許容変化幅Ｄに対して素子アンテナによる合成放
射パターンを所望のものとする励振振幅・位相を演算す
ることを特徴とするアンテナ装置。 （ａ）入力された評価点の総数J,素子アンテナの総数I,
アレー素子パターンPij,初期の励振振幅位相Ai,ただ
し、ｉ＝１〜J,j＝１〜J,に対してアンテナ利得Gj（ｊ
＝１〜Ｊ）を次式により計算する手段。 ＊:complex conjugate （ｂ）上記で求めたアンテナ利得Gj（ｊ＝１〜Ｊ），入
力された所望のアンテナ利得Goj,ウエイトフアクタWj,
ただし、ｊ＝１〜J,に対して次式で表される評価関数Ｆ
を最小化する解となるAi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組を求
める手段。 （ｃ）上記で求めたAiの数値の組において、ai＝|Ai|,M
＝Max.ai（ｉ＝１〜Ｉ）として上記励振振幅aiを最大値
Ｍで規格化し、この値が励振振幅の許容変化幅Ｄ以下と
なる励振振幅aiの値をＭ・Ｄに置換える手段。 （ｄ）上記で求めたすべての励振振幅ai（ｉ＝１〜Ｉ）
を固定して次式で表される評価関数Ｆを最小化する解と
なる励振位相pi（ｉ＝１〜Ｉ）の数値の組を求める手
段。 （ｅ）上記で求めたai,piから得られるAi（ｉ＝１〜
Ｉ）の数値の組に対してGj（ｊ＝１〜Ｊ）を次式により
計算する手段。 ＊:complex conjugate （ｆ）上記で求めたすべてのGjが所望のアンテナ利得G
oj（ｊ＝１〜Ｊ）を越えていれば、以上で求めたai,pi
（ｉ＝１〜Ｉ）を励振振幅・位相とすることで演算を終
了させ、越えていなければ次のステップへ移ることを判
定する手段。 （ｇ）上記ですべてのGjが所望のアンテナ利得Gojを越
えていないという判定を受けて、GjとGojとの大小を判
定し、Gj≧GojであればWj＝0,Gj＜GojであればWj＝１
（ｊ＝１〜Ｊ）と設定し、かつ、上記（ｂ）で求めたAi
（ｉ＝１〜Ｉ）を初期の励振振幅位相として用い、再び
上記（ａ）に示す手段を戻って演算を実行させる手段。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2044721A JP2569868B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | アンテナ装置 |
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| US07/660,692 US5184140A (en) | 1990-02-26 | 1991-02-25 | Antenna system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044721A JP2569868B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | アンテナ装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03247005A JPH03247005A (ja) | 1991-11-05 |
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Family
ID=12699295
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2044721A Expired - Fee Related JP2569868B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | アンテナ装置 |
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| JP (1) | JP2569868B2 (ja) |
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| US7557675B2 (en) * | 2005-03-22 | 2009-07-07 | Radiacion Y Microondas, S.A. | Broad band mechanical phase shifter |
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| FR2375761A1 (fr) * | 1976-12-21 | 1978-07-21 | Commw Scient Ind Res Org | Dispositif pour la modulation de faisceaux haute frequence modules |
| US4217586A (en) * | 1977-05-16 | 1980-08-12 | General Electric Company | Channel estimating reference signal processor for communication system adaptive antennas |
| US4313116A (en) * | 1980-01-30 | 1982-01-26 | Westinghouse Electric Corp. | Hybrid adaptive sidelobe canceling system |
| US4338605A (en) * | 1980-02-28 | 1982-07-06 | Westinghouse Electric Corp. | Antenna array with adaptive sidelobe cancellation |
| US4752969A (en) * | 1986-01-16 | 1988-06-21 | Kenneth Rilling | Anti-multipath signal processor |
| US4983981A (en) * | 1989-02-24 | 1991-01-08 | Hazeltine Corporation | Active array element amplitude stabilization |
-
1990
- 1990-02-26 JP JP2044721A patent/JP2569868B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-02-25 US US07/660,692 patent/US5184140A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-25 FR FR9102225A patent/FR2661781B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2661781B1 (fr) | 1994-03-25 |
| US5184140A (en) | 1993-02-02 |
| JPH03247005A (ja) | 1991-11-05 |
| FR2661781A1 (fr) | 1991-11-08 |
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