JP2624726B2 - Multi-beam antenna - Google Patents

Multi-beam antenna

Info

Publication number
JP2624726B2
JP2624726B2 JP62286473A JP28647387A JP2624726B2 JP 2624726 B2 JP2624726 B2 JP 2624726B2 JP 62286473 A JP62286473 A JP 62286473A JP 28647387 A JP28647387 A JP 28647387A JP 2624726 B2 JP2624726 B2 JP 2624726B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
excitation weight
excitation
side lobe
constraint condition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62286473A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01129508A (en
Inventor
裕樹 庄木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP62286473A priority Critical patent/JP2624726B2/en
Publication of JPH01129508A publication Critical patent/JPH01129508A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2624726B2 publication Critical patent/JP2624726B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、所定の励振ウェイトで励振される一次放射
器を有する反射型のマルチビームアンテナに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a reflection type multi-beam antenna having a primary radiator excited by a predetermined excitation weight.

(従来の技術) マルチビームアンテナにおいては、限られた周波数帯
域をできるだけ有効に利用することが重要であり、その
ための手段としてアンテナの指向性のサイドローブを下
げ、異なるビーム間で同一の周波数を利用する方法があ
る。
(Prior Art) In a multi-beam antenna, it is important to use a limited frequency band as effectively as possible. For this purpose, the side lobe of the directivity of the antenna is lowered, and the same frequency is used between different beams. There is a way to use it.

反射鏡型のマルチビームアンテナにおいて、低サイド
ロープ化により周波数の有効利用を行なうためにとられ
る方法は、一次放射器をクラスタ化することである。ク
ラスタとは一次放射器を複数のアンテナ素子により構成
することであり、各アンテナ素子の指向性の適当なウェ
イト、すなわち重み付けを与えたうえで指向性合成を行
なうことにより、低サイドローブの指向性を実現できる
ものである。このときのウェイトの決定方法にはいくつ
か考えられており、以下に代表的なものについて説明す
る。
In a reflector type multi-beam antenna, a method that is used to effectively use the frequency by reducing the side lobe is to cluster the primary radiators. The cluster means that the primary radiator is composed of a plurality of antenna elements, and the appropriate directivity of each antenna element is weighted. Can be realized. There are several methods for determining the weight at this time, and representative methods will be described below.

従来から考えられている励振ウェイトの決定法とし
て、アンテナの開口面における電流分布に注目する方法
が一般的である。この開口面の電流分布のエッジレベル
が低い場合に、サイドローブの低い指向性が得られるこ
とはよく知られている事実であるので、エッジレベルが
低くサイドローブを下げるような開口面分布が合成され
るように、一次放射器を構成する各アンテナ素子の励振
ウェイトを設定すればよい。この方法はメインローブを
除くすべての角度領域に渡って低サイドローブ化される
ため、同一の周波数を用いるビームが広範囲にいくつか
ある場合には有効である。しかし、わが国のように細長
く狭い地域を照射する人工衛星搭載用のマルチビームア
ンテナを考えた場合、同一の周波数を用いるビームが少
なく、低サイドローブ化を必要とする領域も限られてし
まう。この場合、上記の方法により低サイドローブ化を
行なうと、不必要な領域についてもサイドローブ抑圧が
なされるので、利得の低下を招いたりすることがあり、
効率的な方法といえない。
As a conventional method of determining an excitation weight, a method of paying attention to a current distribution on an aperture surface of an antenna is generally used. It is a well-known fact that when the edge level of the current distribution in the aperture plane is low, a low sidelobe directivity can be obtained. In this case, the excitation weight of each antenna element constituting the primary radiator may be set. This method has a low side lobe over all angular regions except the main lobe, and is effective when there are several beams using the same frequency in a wide range. However, when considering a multi-beam antenna mounted on an artificial satellite that illuminates a narrow and narrow area like Japan, the number of beams using the same frequency is small, and the area requiring low side lobes is limited. In this case, when the side lobe is reduced by the above method, side lobe suppression is performed even in an unnecessary region, so that a decrease in gain may be caused.
Not an efficient method.

これに対して、反射鏡を介した遠方界に注目し、直接
的な指向性合成を行ない必要な角度領域だけについて低
サイドローブ化を行なうという方法が考えられている。
このひとつとして電子通信学会技術研究報告A・P85−1
14(1986年2月)、鈴木他「22GHz帯域別衛星放送用マ
ルチビームアンテナの検討」の中で記述されている方法
があげられる。この方法は、もともとアレイアンテナで
考えられていた指向性合成法と反射鏡型マルチビームア
ンテナの一次放射器の励振ウェイド決定のために応用し
たものであり、メインローブの利得を利得を下げないた
めの拘束条件を課したうえで、仮想的にサイドローブ方
向から入力させる妨害波の電力レベルを最少にするよう
に励振ウェイトを決定する方法である。この方法は、メ
インローブの利得が維持されたまま、任意の所定方向の
サイドローブ抑圧が行われるので、わが国のように狭い
地域に照射されるマルチビームアンテナには有効であ
る。
On the other hand, a method has been considered in which attention is paid to a far field via a reflecting mirror, direct directional synthesis is performed, and the side lobe is reduced only in a necessary angle region.
One of these is IEICE Technical Report A ・ P85-1
14 (February 1986), and the method described in Suzuki et al., "Study of Multi-beam Antenna for Satellite Broadcasting by 22GHz Band". This method is applied to the directivity synthesis method originally considered for array antennas and to determine the excitation wade of the primary radiator of the reflector type multi-beam antenna, so that the gain of the main lobe is not reduced. In this method, the excitation weight is determined so as to minimize the power level of the interfering wave input virtually from the side lobe direction after the above constraint condition is imposed. This method is effective for a multi-beam antenna that irradiates a narrow area such as Japan because sidelobe suppression in any given direction is performed while maintaining the gain of the main lobe.

この遠方界に注目した手法により一次放射器の励振ウ
ェイドを求め、その励振ウェイトを給電系により実現す
れば、第5図の放射指向性31のように所定の領域でビー
ム間干渉のない低サイドローブの指向性が形成される。
ところが、実際には熱により反射鏡が歪んだり、ビーム
方向制御のために反射鏡を動かす場合が考えられ、この
場合各アンテナ素子のエレメント指向性が変化すること
により第5図の指向性32のようにサイドローブ特性が劣
化してしまうことがある。
If the excitation wade of the primary radiator is obtained by this method focusing on the far field, and the excitation weight is realized by the feed system, a low side having no interference between beams in a predetermined area as in the radiation directivity 31 in FIG. A lobe directivity is formed.
However, in actuality, it is conceivable that the reflector is distorted by heat or the reflector is moved for controlling the beam direction. In this case, the element directivity of each antenna element changes, so that the directivity 32 of FIG. Thus, the side lobe characteristics may be deteriorated.

(発明が解決しようとする問題点) 以上説明したように、反射鏡型マルチビームアンテナ
において要求される低サイドローブの指向性は、鏡面系
が完全に固定されている場合には従来の方法で実現でき
るが、熱により反射鏡が歪んだり、ビーム制御のために
反射鏡を動かしたりして、鏡面系を物理的に変化させた
場合には、低サイドローブ特性が劣化するという問題点
がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the directivity of the low side lobe required in the reflector type multi-beam antenna can be obtained by the conventional method when the mirror system is completely fixed. It can be realized, but if the mirror is distorted by heat or the mirror is moved for beam control and the mirror surface system is physically changed, the low sidelobe characteristic will deteriorate. .

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、鏡面系が物理的に変化しても良好な低サ
イドローブ特性の指向性を有するマルチビームアンテナ
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a multi-beam antenna having good directivity with low sidelobe characteristics even when a mirror system physically changes. .

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するため、本発明のマルチビームア
ンテナは、反射鏡と複数の一次放射器とを有するマルチ
ビームアンテナであって、前記一次放射器は複数のアン
テナ素子で構成され、所定方向の放射レベルを一定にす
るという拘束条件を満足し、この拘束条件を満した方向
とサイドローブの方向へ放射する放射界の電力の和を最
小にする励振ウェイトで前記複数のアンテナ素子を励振
させ、鏡面系の物理的変化に対して低サイドローブの特
性を有する給電手段を具備することを要旨とする。
[Configuration of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, a multi-beam antenna according to the present invention is a multi-beam antenna having a reflector and a plurality of primary radiators, The primary radiator is composed of a plurality of antenna elements, and satisfies the constraint condition that the radiation level in a predetermined direction is constant, and calculates the sum of the power of the radiation field radiated in the direction satisfying the constraint condition and the direction of the side lobe. The gist of the present invention is to provide a power supply unit that excites the plurality of antenna elements with an excitation weight that is minimized and that has low side lobe characteristics with respect to a physical change in a mirror system.

(作用) 本発明のマルチビームアンテナでは、所定方向の放射
レベルを一定にするという拘束条件を満足し、この拘束
条件を満した方向とサイドローブの方向へ放射する放射
界の電力の和を最小にする励振ウェイトで一次放射器の
構成している複数のアンテナ素子を励振させ、鏡面系の
物理的変化に対して低サイドローブ特性を達成してい
る。
(Operation) The multibeam antenna of the present invention satisfies the constraint condition that the radiation level in a predetermined direction is kept constant, and minimizes the sum of the power of the radiation field radiated in the direction satisfying the constraint condition and in the direction of the side lobe. A plurality of antenna elements constituting the primary radiator are excited by the excitation weight to achieve low side lobe characteristics with respect to physical changes in the mirror system.

(実施例) 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係るマルチビームアンテ
ナに使用される一次放射器の給電系のブロック図であ
る。同図において、一次放射器はアンテナ素子であるホ
ーンアンテナ1−9により構成され、各ホーンアンテナ
1−9は重み付け器41−49によ励振ウェイトW1−W9に与
えられている。各アンテナ素子のエレメント指向性は各
々重み付けされ、合成器10によって合成される。このと
きの合成指向性が第3図に示すように同一の周波数を共
用している他のビームに干渉を与えないような低サイド
ローブの特性を有する必要がある。この低サイドビーム
特性は例えばビーム方向制御のために反射鏡を動かす等
のような鏡面系を物理的に変化させた場合についても維
持していく必要がある。
FIG. 1 is a block diagram of a feed system of a primary radiator used in a multi-beam antenna according to one embodiment of the present invention. In the figure, the primary radiator is constituted by horn antennas 1-9 as antenna elements, and each horn antenna 1-9 is given to an excitation weight W1-W9 by a weighter 41-49. The element directivities of the respective antenna elements are weighted and combined by the combiner 10. At this time, the combined directivity needs to have low side lobe characteristics so as not to interfere with other beams sharing the same frequency as shown in FIG. It is necessary to maintain this low side beam characteristic even when the mirror surface system is physically changed, for example, by moving a reflecting mirror for beam direction control.

一例として、第4図のオフセットカセグレン形式の鏡
面系を用い、副反射鏡駆動によりビーム方向を変える場
合について考える。ビーム方向を制御するのは、マルチ
ビームアンテナで衛星の姿勢変動等によりビーム方向が
ずれるのを防ぐため等に必要である。第4図において副
反射鏡33を実線で示す位置から点線で示す位置34へ動か
すと、ビーム方向は実線35で示す方向から点線36で示す
方向に変化する。この時、反射鏡面への電波のあたり
方、位相量の変化等があるので、当然放射指向性が乱れ
てくる。もし、副反射鏡を動かさず固定したときだけを
考えて、一次放射器の励振ウェイトを設定すれば、副反
射鏡を動かしたときに第5図の指向性32のように放射指
向性が乱れ、副反射鏡駆動時に所望のサイドローブ特性
が得られない。従って、副反射鏡駆動時にも所望の低サ
イドローブの放射指向性を得られるようにするため、副
反射鏡を駆動する範囲内のいくつかの状態について考
え、駆動範囲内のすべての鏡面の状態において低サイド
ローブとなるように平均的な励振ウェイトを各素子に与
える必要がある。第1図に示した励振ウェイトは以上説
明したような値を設定することになる。
As an example, consider a case where the beam direction is changed by driving a sub-reflector using the mirror system of the offset Cassegrain type shown in FIG. It is necessary to control the beam direction in order to prevent the beam direction from being shifted due to the attitude change of the satellite by the multi-beam antenna. In FIG. 4, when the sub-reflector 33 is moved from the position indicated by the solid line to the position indicated by the dotted line, the beam direction changes from the direction indicated by the solid line to the direction indicated by the dotted line. At this time, there is a change in how the radio wave hits the reflecting mirror surface, a change in the phase amount, and the like, so that the radiation directivity is naturally disturbed. If the excitation weight of the primary radiator is set only when the sub-reflector is fixed without moving, the radiation directivity will be disturbed as shown by the directivity 32 in Fig. 5 when the sub-reflector is moved. In addition, a desired side lobe characteristic cannot be obtained when the sub-reflector is driven. Therefore, in order to obtain the desired radiation directivity of the low side lobe even when the sub-reflector is driven, several states within the driving range of the sub-reflector are considered, and the states of all mirror surfaces within the driving range are considered. , It is necessary to give an average excitation weight to each element so as to have a low side lobe. The excitation weights shown in FIG. 1 are set to the values described above.

次に、ここで実際の励振ウェイトの設定方法について
説明する。
Next, a method of setting an actual excitation weight will be described.

任意の角度領域の中で低サイドローブとなるような指
向性を合成するとき、メインビームに悪影響をおよぼさ
ないように次の拘束条件を考える。
When synthesizing directivity such that a low side lobe is obtained in an arbitrary angle region, the following constraint condition is considered so as not to adversely affect the main beam.

この式は、鏡面系がli番目の状態のときθ方向の受
信(送信)レベルがbiに拘束されることを意味するもの
である。ここでWnはn番目のホーンアンテナにかかる励
振ウェイト、gn(li)はn番目のホーンアンテナ
のエレメント指向性、Iは拘束点の数、Nはホーンアン
テナの数である。
This equation means that the reception (transmission) level in the θ i direction is restricted by b i when the mirror system is in the ith state. Here, W n is the excitation weight applied to the n-th horn antenna, g n (l i , θ i ) is the element directivity of the n-th horn antenna, I is the number of constraint points, and N is the number of horn antennas. .

上式(1)はベクトル行列表示を用いて次式のように
表される。
The above equation (1) is represented by the following equation using the vector matrix representation.

ここで なお、添字Tは複素共役転置を表す。 here Note that the subscript T represents a complex conjugate transpose.

上式(2)に示したような拘束条件を励振ウェイトに
課したうえで、低サイドローブの指向性を合成するよう
な励振ウェイトを決定するが、その方法について説明す
る。
After imposing the constraint conditions shown in the above equation (2) on the excitation weight, an excitation weight that combines the directivity of low side lobes is determined. The method will be described.

拘束条件を設定したところの鏡面系がli番目の状態の
ときのθの方向から所望波が到来し、鏡面系がlj番目
の状態のときのθの方向から妨害波が到来するものと
仮定する。所望波は各々鏡面の状態において、メインビ
ームの方向から到来し、妨害波は抑圧すべきサイドロー
ブの方向から到来するものとする。このとき、一次放射
器全体の出力電力を各鏡面の状態についての和をとった
ものは次のように表される。
A desired wave arrives from the direction of θ i when the mirror system in the l i- th state where the constraint condition is set, and an interfering wave arrives from the direction of θ j when the mirror system is in the l j- th state. Suppose It is assumed that the desired waves come from the direction of the main beam and the interfering waves come from the direction of the side lobe to be suppressed in the mirror state. At this time, the sum of the output power of the entire primary radiator with respect to the state of each mirror surface is expressed as follows.

今、n番目のホーンアンテナに発生する雑音電力Pnn
を仮定し、所望波、妨害波、雑音が各々相関のないもの
であることとすると、 の成分はRnmは次式のように表される。
Now, the noise power P nn generated in the n-th horn antenna
Assuming that the desired signal, the interference signal, and the noise are uncorrelated, The components R nm is expressed by the following equation.

但し、n≠mのとき、Pnm=0であり、は複素共役
を表す。
However, when n ≠ m, P nm = 0, and * represents complex conjugate.

このとき、上式(2)の拘束条件のもとで出力電力和
Poutを最小にするように励振ウェイトを求めれば、結果
として出力の中に所望波成分のみ現れ、妨害波成分が生
じない。これは励振ウェイトにより合成される指向性が
鏡面系の各状態において平均的に所望波方向の利得が維
持されたまま、サイドローブの妨害波を設定した方向の
零点(null)を形成するような形になっていることに対
応する。
At this time, the output power sum under the constraint condition of the above equation (2)
If the excitation weight is determined so as to minimize P out , only the desired wave component appears in the output as a result, and no interference wave component occurs. This is such that the directivity synthesized by the excitation weight forms a null in the direction in which the side lobe interference wave is set while the gain in the desired wave direction is maintained on average in each state of the mirror system. Corresponds to being in shape.

前記出力電力和Poutを最小にする励振ウェイトベクト
ルWoptは解析的に次のように与えられる ここで、添字−1は逆行列を表す。
The excitation weight vector Wopt that minimizes the output power sum P out is analytically given as Here, the subscript -1 represents an inverse matrix.

鏡面系の状態の選び方は、例えば第4図の例で副反射
鏡を位置33から34に駆動する場合、位置33、34およびそ
の駆動途中のいくつかの状態を選択する。各状態につい
ては所望波、妨害波を仮定して、(8)式を解くことに
より、その励振ウェイトから合成される指向性は駆動の
範囲内について平均的にサイドローブが抑圧されたもの
になる。つまり、予測した鏡面系の物理的変化をもと
に、一義的に(8)式の解を求め、励振ウェイトを固定
的に設定して実現するものであり、サイドローブの抑制
は各状態の任意の角度領域において行なうことができ、
その抑制量も比例係数αij,Pnmを適当に設定するこ
とにより自由に調整できる。そのため、本発明の励振ウ
ェイトを設定した一次放射器を有する反射型マルチビー
ムアンテナは周波数有効利用という立場から非常に有効
であると言える。
For example, when the sub-reflector is driven from the position 33 to the position 34 in the example shown in FIG. 4, the positions of the positions 33 and 34 and some states during the drive are selected. By solving equation (8) assuming a desired wave and an interfering wave in each state, the directivity synthesized from the excitation weights is such that the side lobes are suppressed on average within the driving range. . That is, based on the predicted physical change of the mirror system, the solution of the equation (8) is uniquely obtained, and the excitation weight is fixedly set, thereby realizing the side lobe suppression. Can be performed in any angle range,
The suppression amount can be freely adjusted by appropriately setting the proportional coefficients α i , β j , and P nm . Therefore, it can be said that the reflection type multi-beam antenna having the primary radiator in which the excitation weight is set according to the present invention is very effective in terms of effective frequency utilization.

第2図は以上説明した励振ウェイトを実現する一次放
射器の給電系の一例を示している。励振ウェイトは励振
成分と位相成分とに別けて考えることができ、振幅成分
の設定は3電力分配器21,22,23,24の分配比の調整によ
り行なうことができ、位相成分の設定は移相器11−19に
より行なうことができる。ここで導波管により給電系を
構成した場合、移相器として金属棒挿入型等の管内波長
を変える方式等で、電力分配器としてはセプタム型や方
向性結合型等の方式で容易に実現できる。以上の例によ
り励振振幅、励振位相を設定することは比較的容易であ
る。
FIG. 2 shows an example of a feed system of a primary radiator that realizes the above-described excitation weight. The excitation weight can be considered separately for the excitation component and the phase component. The setting of the amplitude component can be performed by adjusting the distribution ratio of the three power dividers 21, 22, 23, and 24, and the setting of the phase component is shifted. This can be performed by the phaser 11-19. When a power feeding system is configured with a waveguide, the phase shifter can be easily realized by a method such as a metal rod insertion type that changes the guide wavelength, and the power distributor can be easily realized by a septum type or directional coupling type. it can. It is relatively easy to set the excitation amplitude and the excitation phase according to the above example.

なお、以上の説明の中ではビーム方向指向制御のため
に副反射鏡を駆動した場合について説明したが、駆動す
るのが主反射鏡または駆動のために設置する平面鏡等の
場合でも同様の効果が得られる。また、ビーム方向制御
に限らず、例えば熱等の影響によって反射鏡の鏡面に歪
が生じるような場合にも、その歪が予測して、その状態
を(8)式の計算において考慮して所定の低サイドロー
ブ特性を維持していくことができる。以上、鏡面系が物
理的に変化するまたは変化してしまうような場合に所定
の特性を維持しようとするとき本発明は有効である。
In the above description, the case where the sub-reflector is driven for beam direction directing control has been described. However, the same effect can be obtained even when the main reflector is driven or a plane mirror installed for driving. can get. In addition to the beam direction control, for example, in the case where the mirror surface of the reflecting mirror is distorted due to the influence of heat or the like, the distortion is predicted and the state is considered in the calculation of the equation (8). Can maintain the low side lobe characteristics. As described above, the present invention is effective when trying to maintain predetermined characteristics when the mirror surface system physically changes or changes.

また、上記実施例では、アンテナ素子としてホーンア
ンテナを例として説明したが、これに限定されるもので
はなく、例えばパッチアンテナ等でもよいし、更にその
数も限定されず、任意の数とすることができる。
Further, in the above embodiment, the horn antenna is described as an example of the antenna element. However, the present invention is not limited to this. For example, a patch antenna or the like may be used. Can be.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、所定方向の放
射レベルを一定にするという拘束条件を満足し、この拘
束条件を満した方向とサイドローブの方向へ放射する放
射界の電力の和を最小にする励振ウェイト、具体的には
励振ウェイトベクトル により決定される励振ウェイトで一次放射器を構成して
いる複数のアンテナ素子を励振させ、鏡面系の物理的変
化に対しても低サイドローブ特性を達成しているので、
鏡面系を物理的に変化させた場合にも、その変化の範囲
内でメインローブの利得を低下させることなく、任意の
角度領域においてサイドローブを抑圧した指向性を維持
でき、例えば衛星搭載用の反射型マルチビームアンテナ
として極めて有効である。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the radiation field that satisfies the constraint condition that the radiation level in a predetermined direction is constant, and radiates in the direction satisfying the constraint condition and in the direction of the side lobe. Excitation weight that minimizes the sum of the power of the excitation, specifically the excitation weight vector Excitation weights determined by the excitation of multiple antenna elements constituting the primary radiator, and achieves low sidelobe characteristics even for physical changes in the mirror system,
Even when the mirror system is physically changed, it is possible to maintain the directivity in which side lobes are suppressed in an arbitrary angle region without lowering the gain of the main lobe within the range of the change, for example, for satellite mounting. This is extremely effective as a reflection type multi-beam antenna.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例に係るマルチビームアンテナ
に使用される一次放射器の給電系のブロック図、第2図
は第1図に示した一次放射器の給電系の具体的なブロッ
ク図、第3図はマルチビームアンテナの放射指向性を示
す図、第4図は副反射鏡を駆動してビーム方向の変更を
説明する図、第5図は副放射鏡駆動時の放射指向性を説
明する図である。 1−9……ホーンアンテイナ、 10……合成器、 11−19……移相器、 21−24……3電力分配器
FIG. 1 is a block diagram of a feed system of a primary radiator used in a multi-beam antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a specific block diagram of a feed system of a primary radiator shown in FIG. FIG. 3, FIG. 3 is a diagram showing the radiation directivity of the multi-beam antenna, FIG. 4 is a diagram for explaining the change of the beam direction by driving the sub-reflector, and FIG. FIG. 1-9: Horn antenna, 10: Combiner, 11-19: Phase shifter, 21-24: 3 power divider

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】反射鏡と複数の一次放射器とを有するマル
チビームアンテナであって、 前記一次放射器は複数のアンテナ素子で構成され、所定
方向の放射レベルを一定にするという拘束条件を満足
し、この拘束条件を満した方向とサイドローブの方向へ
放射する放射界の電力の和を最小にする励振ウエイト
で、前記複数のアンテナ素子を励振させ、鏡面系の物理
的変化に対して低サイドローブ特性を有する給電手段を
具備することを特徴とするマルチビームアンテナ。
1. A multi-beam antenna having a reflector and a plurality of primary radiators, wherein the primary radiator is constituted by a plurality of antenna elements and satisfies a constraint condition that a radiation level in a predetermined direction is constant. Then, the plurality of antenna elements are excited by an excitation weight that minimizes the sum of the power of the radiation field radiated in the direction satisfying the constraint condition and the direction of the side lobe, and the excitation weight is reduced with respect to the physical change of the mirror system. A multi-beam antenna comprising a feeding unit having side lobe characteristics.
【請求項2】前記給電手段は、複数(N)個のアンテナ
素子の中のn番目のアンテナ素子に対する励振ウェイト
をWnとしたときの前記拘束条件を とし、 但し、前記Wnは を満足するものであり、前記 はそれぞれ であり、biは放射界強度を拘束する方向θにおける複
素拘束値であり、又添字Tは行列の複素共役転置を表
し、gn(l,θ)はn番目のアンテナ素子が反射鏡を介し
て放射する指向性を表し、lは反射鏡面を物理的に変化
された状態を表す番号(I=1,2・・・l)である。 かつ、下記式で求められる前記一次放射器全体の出力電
力和Pout であり、該 の行列の要素Rnmは、 であり、ここで、は放射界強度を拘束する範囲内のサ
ンプリング点を表す番号(i=1,2,・・・I)であり、
θはそのサンプリングされた方向を表し、はサイド
ロープ抑圧を必要とする範囲内のサンプリング点を表す
番号(j=1,2・・・J)であり、θはそのサンプリ
ングされた方向を表し、αij,Pnmは比例係数であ
り、は複素共役をとることを示す。 で求められるPoutが最小となるときの励振ウェイトベク
トWoptが、 但し、添字−1は逆行列を表す。 によって決定される励振ウェイトWnをほぼ満足するよう
に前記複数のアンテナ素子を励振する給電部を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマルチビー
ムアンテナ。
2. The power supply device according to claim 1, wherein said constraint condition is defined assuming that an excitation weight for an n-th antenna element among a plurality of (N) antenna elements is Wn. Where Wn is Is satisfied, Are each Where b i is the complex constraint value in the direction θ i that constrains the radiation field strength, the subscript T represents the complex conjugate transpose of the matrix, and g n (l, θ) is the n-th antenna element , And l is a number (I = 1, 2,... L) representing a state in which the reflecting mirror surface is physically changed. And the output power sum Pout of the entire primary radiator obtained by the following equation: And the The matrix element Rnm of Where i is a number (i = 1, 2,... I) representing a sampling point within a range that constrains the radiation field intensity;
θ i represents the sampled direction, j is a number (j = 1, 2,... J) representing a sampling point within a range requiring side-rope suppression, and θ j is the sampled direction. Where α i , β j , and P nm are proportional coefficients, and * indicates that they take complex conjugate. Excitation weight vector Wopt when Pout obtained by Here, the subscript -1 represents an inverse matrix. 2. The multi-beam antenna according to claim 1, further comprising a feed unit that excites the plurality of antenna elements so as to substantially satisfy an excitation weight Wn determined by the following.
JP62286473A 1987-11-14 1987-11-14 Multi-beam antenna Expired - Lifetime JP2624726B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62286473A JP2624726B2 (en) 1987-11-14 1987-11-14 Multi-beam antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62286473A JP2624726B2 (en) 1987-11-14 1987-11-14 Multi-beam antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01129508A JPH01129508A (en) 1989-05-22
JP2624726B2 true JP2624726B2 (en) 1997-06-25

Family

ID=17704849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62286473A Expired - Lifetime JP2624726B2 (en) 1987-11-14 1987-11-14 Multi-beam antenna

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2624726B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001029988A1 (en) * 1999-10-22 2001-04-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Adaptive array antenna device and base station adaptive array antenna device
JP4954099B2 (en) * 2008-01-17 2012-06-13 三菱電機株式会社 Multi-beam antenna device for satellite installation
JP5470578B2 (en) * 2009-12-11 2014-04-16 独立行政法人情報通信研究機構 Derivation method for low sidelobe multi-beam excitation of defocused phased array fed reflector antenna
JP2017212574A (en) 2016-05-25 2017-11-30 富士通株式会社 Radio communication device, antenna directional pattern control method, and feeder circuit

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0644686B2 (en) * 1984-02-28 1994-06-08 株式会社東芝 Array antenna

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01129508A (en) 1989-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Allen et al. Adaptive array systems: fundamentals and applications
JP3348863B2 (en) Adaptive array antenna
US6268828B1 (en) Cylindrical antenna coherent feed system and method
US4376940A (en) Antenna arrangements for suppressing selected sidelobes
US4628321A (en) Aperture transformation sidelobe canceller
JP7110532B2 (en) Array-fed reflector antenna
US4364052A (en) Antenna arrangements for suppressing selected sidelobes
US4186400A (en) Aircraft scanning antenna system with inter-element isolators
CN111062142A (en) Linear programming based array antenna wide beam gain optimization method
JP2624726B2 (en) Multi-beam antenna
JP3061504B2 (en) Array antenna
JPH10322121A (en) Array-feeding reflecting mirror antenna
JP2585268B2 (en) Reflector antenna
JP3322897B2 (en) Mirror modified antenna
Alfred et al. Overlapped subarray architecture of an wideband phased array antenna with interference suppression capability
JPH06181410A (en) Antenna
JPH0629719A (en) Phased array antenna
JP2909452B1 (en) Antenna device
US20220344809A1 (en) Multi-beam on receive electronically-steerable antenna
JPH0119644B2 (en)
US20230163460A1 (en) Active-array multi-beam antenna comprising a hybrid device for forming directive beams
JP6532305B2 (en) Antenna device and radar device
JP3447946B2 (en) Radar equipment
JP2600565B2 (en) Multi-beam antenna device
SHOKI et al. A pattern synthesis method for multibeam reflector antennas