JP2996203B2 - Phased array antenna - Google Patents

Phased array antenna

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JP2996203B2
JP2996203B2 JP9111679A JP11167997A JP2996203B2 JP 2996203 B2 JP2996203 B2 JP 2996203B2 JP 9111679 A JP9111679 A JP 9111679A JP 11167997 A JP11167997 A JP 11167997A JP 2996203 B2 JP2996203 B2 JP 2996203B2
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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はフェイズドアレイア
ンテナに関し、特にディジタルビーム形成(DBF)を
利用したフェイズドアレイアンテナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phased array antenna, and more particularly, to a phased array antenna using digital beam forming (DBF).

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のフェイズドアレイアンテナの一
例が実開昭63−174708号公報に開示されてい
る。図6はこの従来のフェイズドアレイアンテナの一例
の構成図である。同図は受信系のみを示している。
2. Description of the Related Art An example of this kind of phased array antenna is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-174708. FIG. 6 is a configuration diagram of an example of this conventional phased array antenna. This figure shows only the receiving system.

【0003】従来のディジタルビーム形成を行うフェイ
ズドアレイアンテナの受信系は、複数のアンテナ素子1
−1〜1−n(nは正の整数)と、これらアンテナ素子
1−1〜1−n夫々に対応して接続される受信モジュー
ル2−1〜2−nと、ビーム合成を行う信号処理部3と
からなる。
A receiving system of a conventional phased array antenna for performing digital beam forming includes a plurality of antenna elements 1.
-1 to 1-n (n is a positive integer), receiving modules 2-1 to 2-n connected corresponding to these antenna elements 1-1 to 1-n, respectively, and signal processing for performing beam combining. And part 3.

【0004】さらに、受信モジュール2(たとえば、2
−1)では、アンテナ素子1−1で受信された受信信号
が増幅器4で増幅され、その増幅後の受信信号がI/Q
検波器5でI(Inphase)信号とQ(Quadr
ature)信号とに検波され、その検波されたI/Q
信号はA/D変換器6−1,6−2でディジタルデータ
に変換される。これは、受信モジュール2−2〜2−n
についても同様である。
Further, a receiving module 2 (for example, 2
In -1), the received signal received by the antenna element 1-1 is amplified by the amplifier 4, and the amplified received signal is converted into I / Q signals.
The detector 5 detects an I (Inphase) signal and a Q (Quadr) signal.
ature) signal, and the detected I / Q
The signals are converted into digital data by A / D converters 6-1 and 6-2. This corresponds to the receiving modules 2-2 to 2-n
The same applies to.

【0005】そして、ディジタルデータに変換されたI
/Q信号(以下、I/Qデータという。)は、信号処理
部3に入力される。
[0005] Then, the I
The / Q signal (hereinafter referred to as I / Q data) is input to the signal processing unit 3.

【0006】信号処理部3は、複数のアンテナ素子1−
1〜1−nに重み付けを与えるウエイトデータを生成す
るウエイトバッファ部8と、このウエイトデータと複数
のアンテナ素子1−1〜1−nで受信されたI/Qデー
タとを積和演算する積和演算部9とからなる。
The signal processing unit 3 includes a plurality of antenna elements 1-
A weight buffer unit 8 for generating weight data for weighting 1 to 1-n, and a product for performing a product-sum operation on the weight data and the I / Q data received by the plurality of antenna elements 1-1 to 1-n And a sum operation unit 9.

【0007】そして、ウエイトデータとI/Qデータと
の積和演算結果がビーム合成データとして信号処理部3
より出力される。
[0007] The result of the product-sum operation of the weight data and the I / Q data is converted into beam synthesized data by the signal processing unit 3.
Output.

【0008】又、この種のI/Qデータの演算方法に関
する技術が特開平6−77720号公報及び特開平3−
46402号公報に開示されている。
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-77720 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-77720 disclose techniques relating to this type of I / Q data calculation method.
46402.

【0009】ところで、アンテナ素子の広帯域化は、一
般にアンテナ素子のサイズで決定される。広帯域化のた
めには、アンテナ素子のサイズを受信波の波長に比べて
大きくする必要がある。
[0009] Broadening the bandwidth of an antenna element is generally determined by the size of the antenna element. In order to increase the bandwidth, it is necessary to increase the size of the antenna element compared to the wavelength of the received wave.

【0010】図7はスパイラルアンテナの一例の外観斜
視図である。たとえば、このスパイラルアンテナ21の
帯域は、うずまき型アンテナの最大直径23と最小直径
22との比により決定される。従って、アンテナ素子の
サイズを波長に比べて大きくしていけば最大半径が大き
くなり、これにより広帯域化を図ることが可能となる。
FIG. 7 is an external perspective view of an example of a spiral antenna. For example, the band of the spiral antenna 21 is determined by the ratio between the maximum diameter 23 and the minimum diameter 22 of the spiral antenna. Therefore, if the size of the antenna element is made larger than the wavelength, the maximum radius becomes larger, thereby making it possible to widen the band.

【0011】一方、グレーティングローブ(主ビーム以
外の最大ビーム)を発生させないためのアンテナ素子間
隔は、リニアアレイ(アンテナを直線状に配列させるこ
と。)の場合には一般的に次式(1)で決定される。
On the other hand, in the case of a linear array (arranging antennas in a straight line), the antenna element spacing for preventing generation of grating lobes (maximum beams other than the main beam) is generally expressed by the following equation (1). Is determined.

【0012】 d/λ<1/(1+|sinθm|) …(1) ここに、dは素子間隔、λは帯域の最大周波数に対応す
る波長、θmは最大ビーム走査角度を示す。
D / λ <1 / (1+ | sin θm |) (1) where d is the element interval, λ is the wavelength corresponding to the maximum frequency of the band, and θm is the maximum beam scanning angle.

【0013】いま、ビーム走査角を実用を考慮して±4
5度と仮定すると、アンテナ素子間隔は周波数帯域の最
大周波数を基準として約0.6波長以下に抑える必要が
あり、このため素子アンテナのサイズは隣接するアンテ
ナと接触しない約0.6波長以下のサイズに抑えられて
いた。
Now, the beam scanning angle is set to ± 4 in consideration of practical use.
Assuming that the angle is 5 degrees, the antenna element interval must be suppressed to about 0.6 wavelength or less based on the maximum frequency of the frequency band. Therefore, the size of the element antenna is about 0.6 wavelength or less that does not contact the adjacent antenna. It was kept to size.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかし、アンテナの広
帯域化を図ろうとすると、アンテナ素子のサイズを大き
くしなければならず、アンテナ素子のサイズを大きくす
るとアンテナ素子間隔を約0.6波長以下に抑えること
ができなくなるという欠点があった。
However, in order to increase the bandwidth of the antenna, the size of the antenna element must be increased. When the size of the antenna element is increased, the antenna element interval is reduced to about 0.6 wavelength or less. There was a disadvantage that it could not be suppressed.

【0015】即ち、アンテナ素子のサイズはそのアンテ
ナ素子間隔により制限を受けるため、それ以上にアンテ
ナ素子の広帯域化を図ることはできなかった。
That is, since the size of the antenna element is limited by the interval between the antenna elements, it is not possible to further widen the bandwidth of the antenna element.

【0016】そこで本発明の目的は、従来に比べアンテ
ナ素子の広帯域化を図ることができるフェイズドアレイ
アンテナを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a phased array antenna capable of increasing the bandwidth of an antenna element as compared with the related art.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、複数のアンテナ素子と、これらのアンテナ
素子で受信された信号をビーム合成する信号合成手段と
を含むフェイズドアレイアンテナであって、前記信号合
成手段は、前記複数のアンテナ素子で囲まれた領域に存
在すると仮定した仮想アンテナ素子で受信される信号
を、前記複数のアンテナ素子の位置ベクトルと、前記仮
想アンテナ素子の位置ベクトルと、前記複数のアンテナ
素子で受信された信号とに基づき推定する信号推定手段
と、この信号推定手段で推定された信号と前記複数のア
ンテナ素子で受信された信号とを論理演算する論理演算
手段とを含むことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a phased array antenna including a plurality of antenna elements and a signal synthesizing means for beam synthesizing signals received by these antenna elements. The signal combining means converts a signal received by a virtual antenna element assumed to be present in an area surrounded by the plurality of antenna elements into a position vector of the plurality of antenna elements and a position vector of the virtual antenna element. Signal estimating means for estimating based on the signals received by the plurality of antenna elements, and logical operation means for performing a logical operation on the signal estimated by the signal estimating means and the signal received by the plurality of antenna elements And characterized in that:

【0018】本発明によれば、複数のアンテナ素子で受
信される信号と、仮想アンテナ素子で受信が推定される
信号とがビーム合成される。
According to the present invention, a signal received by a plurality of antenna elements and a signal estimated to be received by a virtual antenna element are beam-synthesized.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しながら説明する。図1は本発明に係
るフェイズドアレイアンテナの最良の実施の形態の構成
図である。同図は受信系のみを示している。なお、従来
例(図6)と同様の構成部分については同一番号を付
す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a preferred embodiment of a phased array antenna according to the present invention. This figure shows only the receiving system. The same components as in the conventional example (FIG. 6) are assigned the same reference numerals.

【0020】フェイズドアレイアンテナの受信系は、3
つ以上の独立して配置されるアンテナ素子1−1〜1−
n(nは正の整数、ただし本実施の形態ではn≧3)
と、これらアンテナ素子1−1〜1−n夫々に対応して
接続される受信モジュール2−1〜2−nと、ビーム合
成を行う信号処理部3とからなる。
The receiving system of the phased array antenna has 3
One or more independently arranged antenna elements 1-1 to 1--1
n (n is a positive integer, where n ≧ 3 in the present embodiment)
And receiving modules 2-1 to 2-n connected to these antenna elements 1-1 to 1-n, respectively, and a signal processing unit 3 for performing beam combining.

【0021】なお、受信モジュール2−1〜2−nの構
成は従来例(図6)と同様なので説明を省略する。
The configuration of the receiving modules 2-1 to 2-n is the same as that of the conventional example (FIG. 6), and the description is omitted.

【0022】いま、アンテナ素子1−1〜1−nで囲ま
れた領域に仮想アンテナ素子1−Nを設置したと仮定す
る。
Now, it is assumed that the virtual antenna element 1-N is set in a region surrounded by the antenna elements 1-1 to 1-n.

【0023】信号処理部3は、アンテナ素子1−1〜1
−nの位置ベクトルと、このアンテナ素子1−1〜1−
nで受信された受信I/Qデータとから、このアンテナ
素子1−1〜1−nで囲まれた領域に設置を仮定した仮
想アンテナ素子1−Nの受信I/Qデータを推定する推
定部7と、この推定部7で推定された受信I/Qデータ
とアンテナ素子1−1〜1−nの受信I/Qデータとに
重み付けを行うウエイトバッファ部8と、このウエイト
バッファ部8で重み付けされた受信I/Qデータを積和
演算する積和演算部9とからなる。
The signal processing unit 3 includes the antenna elements 1-1 to 1
−n and the antenna elements 1-1 to 1−1
The estimation unit estimates the reception I / Q data of the virtual antenna element 1-N which is assumed to be installed in the area surrounded by the antenna elements 1-1 to 1-n from the reception I / Q data received at n. 7, a weight buffer unit 8 for weighting the reception I / Q data estimated by the estimation unit 7 and the reception I / Q data of the antenna elements 1-1 to 1-n, and weighting by the weight buffer unit 8. And a product-sum operation unit 9 for performing a product-sum operation on the received I / Q data.

【0024】次に、推定部7について説明する。図2は
推定部の構成図である。推定部7は仮想アンテナ素子1
−Nの受信I/Qデータを算出するための係数を発生さ
せる係数発生部11と、この係数発生部11にて発生し
た係数とアンテナ素子1−1〜1−nの受信I/Qデー
タに基づき仮想アンテナ素子1−Nの受信I/Qデータ
を積和演算する積和演算部12,13とからなる。
Next, the estimating unit 7 will be described. FIG. 2 is a configuration diagram of the estimation unit. The estimating unit 7 is a virtual antenna element 1
-N: a coefficient generator 11 for generating a coefficient for calculating the received I / Q data, and a coefficient generated by the coefficient generator 11 and the received I / Q data of the antenna elements 1-1 to 1-n. And a product-sum operation unit 12 and 13 for performing a product-sum operation on the received I / Q data of the virtual antenna element 1-N based on the result.

【0025】次に、本実施の形態の動作について図1,
2を参照しながら説明する。アンテナ素子1(たとえ
ば、1−1)にて受信された信号は、受信モジュール2
−1に入力される。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. The signal received by the antenna element 1 (for example, 1-1) is
-1 is input.

【0026】さらに、受信モジュール2−1では、アン
テナ素子1−1で受信された受信信号が増幅器4で増幅
され、その増幅後の受信信号がI/Q検波器5でI信号
とQ信号とに検波され、その検波されたI/Q信号はA
/D変換器6−1,6−2でディジタルデータに変換さ
れ信号処理部3に入力される。
Further, in the receiving module 2-1, the received signal received by the antenna element 1-1 is amplified by the amplifier 4, and the amplified received signal is converted by the I / Q detector 5 into an I signal and a Q signal. And the detected I / Q signal is A
The data is converted into digital data by the / D converters 6-1 and 6-2 and input to the signal processing unit 3.

【0027】信号処理部3に入力されたディジタルI/
Qデータは、信号処理部3内で分割され、一方は仮想ア
ンテナ素子1−Nの受信データを推定するために推定部
7に入力される。
The digital I / O input to the signal processing unit 3
The Q data is divided in the signal processing unit 3, and one of them is input to the estimation unit 7 for estimating the reception data of the virtual antenna element 1-N.

【0028】他方は積和演算部9に入力される。積和演
算部9へはこのアンテナ素子1−1〜1−nの受信I/
Qデータとともに推定部7から仮想アンテナ素子1−N
の受信データも入力される。この積和演算部9に入力さ
れたアンテナ素子1−1〜1−n及び仮想アンテナ素子
1−Nの受信I/Qデータは、まずウエイトバッファ部
8にてビーム形成のための重み付けがなされ、次にその
重み付けされた受信I/Qデータは積和演算部9にて積
和演算されビーム合成データが生成される。
The other is input to the product-sum operation unit 9. The sum-of-products calculation unit 9 receives reception I /
The virtual antenna element 1-N from the estimation unit 7 together with the Q data
Is also input. The received I / Q data of the antenna elements 1-1 to 1-n and the virtual antenna element 1-N input to the product-sum operation unit 9 are first weighted for beam forming by the weight buffer unit 8, Next, the weighted received I / Q data is subjected to a product-sum operation in a product-sum operation unit 9 to generate beam combined data.

【0029】次に、推定部7の動作について図2を参照
しながら説明する。係数発生部11はアンテナ素子1−
1〜1−n及び仮想アンテナ素子1−Nの位置ベクトル
から、仮想アンテナ素子1−Nの受信I/Qディジタル
データを推定するための係数を発生する。
Next, the operation of the estimating unit 7 will be described with reference to FIG. The coefficient generation unit 11 includes the antenna element 1-
A coefficient for estimating the received I / Q digital data of the virtual antenna element 1-N is generated from the position vectors of the virtual antenna element 1-N and the position vectors of the virtual antenna element 1-N.

【0030】仮想アンテナ素子1−Nの位置ベクトルr
Nが、 rN=a1r1+a2r2+…+anrn …(2)
(ただし、rNはアンテナ素子1−Nの位置ベクトル、
r1,r2,…,rnは各々アンテナ素子1−1,1−
2,…,1−nの位置ベクトルを示す。)及び、 a1+a2+…+an=1 …(3) で表される時、
a1,a2,…,anが係数となる。
The position vector r of the virtual antenna element 1-N
N is rN = a1r1 + a2r2 +... + Anrn (2)
(Where rN is the position vector of the antenna element 1-N,
r1, r2,... rn are antenna elements 1-1, 1--1, respectively.
2, ..., 1-n. ) And a1 + a2 +... + An = 1 (3)
a1, a2,..., an are coefficients.

【0031】式(3)に示すようにa1,a2,…,a
nの総和は1となっている。即ち、アンテナ素子1−1
〜1−nの位置がどこにあるかに拘らず係数a1,a
2,…,anの総和は常に1となるようにする。
As shown in the equation (3), a1, a2,.
The sum of n is 1. That is, the antenna element 1-1
Irrespective of where the position of 1-n is located, the coefficients a1, a
The sum of 2,..., An is always set to 1.

【0032】そして、アンテナ素子1−1〜1−nから
の受信ディジタルI/Qデータと、この係数a1,a
2,…,anとを用い、 IN=a1I1+a2I2+…+anIn …(4)
(ただし、I1,I2,…,Inはアンテナ素子1−1
〜1−nの受信ディジタルデータを示す。)及び、 QN=a1Q1+a2Q2+…+anQn …(5)
(ただし、Q1,Q2,…,Qnはアンテナ素子1−1
〜1−nの受信ディジタルQデータを示す。)により仮
想アンテナ素子1−Nの受信I/Qディジタルデータを
推定する。
The digital I / Q data received from the antenna elements 1-1 to 1-n and the coefficients a1, a
2, ..., an, and IN = a1I1 + a2I2 + ... + anIn (4)
(However, I1, I2,..., In are antenna elements 1-1.
1 to 1-n. ) And QN = a1Q1 + a2Q2 +... + AnQn (5)
(However, Q1, Q2,..., Qn are antenna elements 1-1.
1 to 1-n show received digital Q data. ), The received I / Q digital data of the virtual antenna element 1-N is estimated.

【0033】ここに、INは仮想アンテナ素子1−Nの
I信号を、QNは仮想アンテナ素子1−NのQ信号を夫
々示す。
Here, IN indicates the I signal of the virtual antenna element 1-N, and QN indicates the Q signal of the virtual antenna element 1-N.

【0034】この場合、仮想アンテナ素子1−Nとこれ
と隣接するアンテナ素子1−1、1−2及び1−nの間
隔が前述したグレーティングローブの発生を阻止し得る
約0.6波長以下となるよう仮想アンテナ素子1−Nの
位置を決める必要がある。
In this case, the interval between the virtual antenna element 1-N and the adjacent antenna elements 1-1, 1-2 and 1-n is about 0.6 wavelength or less which can prevent the generation of the grating lobe described above. It is necessary to determine the position of the virtual antenna element 1-N in such a manner.

【0035】次に、本発明の実施例について図3〜図5
を参照しながら説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0036】[0036]

【実施例】図3は本発明に係るフェイズドアレイアンテ
ナの実施例の構成図である。同図は受信系のみを示して
いる。なお、実施の形態(図1)と同様の構成部分につ
いては同一番号を付し説明を省略する。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a phased array antenna according to the present invention. This figure shows only the receiving system. Note that the same components as those of the embodiment (FIG. 1) are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.

【0037】本実施例が実施の形態(図1)と異なる点
はアンテナ素子を4個(1−1〜1−4)で構成すると
ともに、このアンテナ素子1−1〜1−4を四角に配列
したことにある。
This embodiment is different from the embodiment (FIG. 1) in that four antenna elements (1-1 to 1-4) are used, and the antenna elements 1-1 to 1-4 are square. It has been arranged.

【0038】そして、仮想アンテナ素子1−Nをアンテ
ナ素子1−1〜1−4の中心に存在すると仮定してい
る。
It is assumed that the virtual antenna element 1-N exists at the center of the antenna elements 1-1 to 1-4.

【0039】図4は実施例の推定部の構成図である。こ
の構成図が実施の形態の構成図(図2)と異なる点はア
ンテナ素子からの受信データがIデータ,Qデータとも
に4つとなった点のみであり、基本動作に変わりはない
ため説明を省略する。又、実施の形態(図2)と同様の
構成部分には同一番号を付す。
FIG. 4 is a block diagram of the estimating unit of the embodiment. This configuration diagram is different from the configuration diagram of the embodiment (FIG. 2) only in that the number of data received from the antenna element is four for both I data and Q data. I do. The same components as those in the embodiment (FIG. 2) are denoted by the same reference numerals.

【0040】この場合の仮想アンテナの位置ベクトルr
Nは、 rN=a1r1+a2r2+a3r3+a4r4 …
(6) で表される。
The position vector r of the virtual antenna in this case
N is rN = a1r1 + a2r2 + a3r3 + a4r4 ...
(6) is represented by

【0041】そして、係数a1〜a4は、 a1=a2=a3=a4=1/4 …(7) で表され
る。
The coefficients a1 to a4 are expressed as follows: a1 = a2 = a3 = a4 = 1/4 (7)

【0042】この場合、仮想アンテナ素子1−Nをアン
テナ素子1−1〜1−4の中心に存在するとしたため、
係数a1〜a4の各々の値は全て”1/4“となってい
る。そして、係数a1〜a4の総和は式(3)と同様
に”1“となる。
In this case, it is assumed that the virtual antenna element 1-N exists at the center of the antenna elements 1-1 to 1-4.
All the values of the coefficients a1 to a4 are "1/4". Then, the sum of the coefficients a1 to a4 is "1", as in the equation (3).

【0043】次に、この実施例に係る4個のアンテナ素
子の数をさらに増やした場合について説明する。図5は
アンテナ素子の総数を5個以上に増加させた場合のアン
テナの配置を示す平面図である。
Next, a case where the number of four antenna elements according to this embodiment is further increased will be described. FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of antennas when the total number of antenna elements is increased to five or more.

【0044】同図に示す1−11〜1−mn(m,nと
もに正の整数)は実在するアンテナ素子の位置を示し、
1−N11〜1−N22は仮想アンテナ素子の位置を示
す。
1-11 to 1-mn (m and n are both positive integers) shown in FIG.
1-N11 to 1-N22 indicate the positions of the virtual antenna elements.

【0045】又、同図中の破線で囲んだ部分32は実施
例に係る4個の四角に配列したアンテナ素子とその中心
に存在すると仮定した仮想アンテナ素子に相当する。
A portion 32 surrounded by a broken line in the figure corresponds to the four rectangularly arranged antenna elements according to the embodiment and a virtual antenna element assumed to be present at the center thereof.

【0046】同図に示すように4個の四角に配列したア
ンテナ素子を縦及び横方向に等間隔で増設し、それに伴
い仮想アンテナ素子も増設すると、実在するアンテナ素
子と仮想アンテナ素子とはともに等間隔で配列されるこ
とになる。
As shown in the figure, four antenna elements arranged in a square are extended at equal intervals in the vertical and horizontal directions, and virtual antenna elements are also increased accordingly. They will be arranged at equal intervals.

【0047】即ち、実在するアンテナ素子の数を従来に
比べ、約半分に低減させることができる。
That is, the number of existing antenna elements can be reduced to about half as compared with the conventional case.

【0048】これにより、アンテナ素子の間隔は従来の
倍に設定することが可能となり、よってアンテナのサイ
ズを拡大することが可能となる。これにより、アンテナ
素子の広帯域化を図ることができる。
As a result, the interval between the antenna elements can be set twice as large as the conventional one, and the size of the antenna can be increased. This makes it possible to widen the band of the antenna element.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によれば、複数のアンテナ素子
と、これらのアンテナ素子で受信された信号をビーム合
成する信号合成手段とを含むフェイズドアレイアンテナ
であって、前記信号合成手段は、前記複数のアンテナ素
子で囲まれた領域に存在すると仮定した仮想アンテナ素
子で受信される信号を、前記複数のアンテナ素子の位置
ベクトルと、前記仮想アンテナ素子の位置ベクトルと、
前記複数のアンテナ素子で受信された信号とに基づき推
定する信号推定手段と、この信号推定手段で推定された
信号と前記複数のアンテナ素子で受信された信号とを論
理演算する論理演算手段とを含み構成したため、実在す
るアンテナ素子の数を従来に比べ、約半分に低減させる
ことができる。
According to the present invention, there is provided a phased array antenna including a plurality of antenna elements and signal combining means for beam combining signals received by these antenna elements, wherein the signal combining means comprises: A signal received by a virtual antenna element assumed to exist in a region surrounded by a plurality of antenna elements, a position vector of the plurality of antenna elements, and a position vector of the virtual antenna element,
A signal estimating means for estimating based on the signals received by the plurality of antenna elements, and a logical operation means for performing a logical operation on the signal estimated by the signal estimating means and the signal received by the plurality of antenna elements. Because of the included configuration, the number of actual antenna elements can be reduced to about half as compared with the related art.

【0050】これにより、アンテナ素子の間隔は従来の
倍に設定することが可能となり、よってアンテナのサイ
ズを拡大することが可能となる。これにより、アンテナ
素子の広帯域化を図ることができる。
As a result, the interval between the antenna elements can be set twice as large as the conventional one, and the size of the antenna can be increased. This makes it possible to widen the band of the antenna element.

【0051】又、アンテナ素子の数を低減できるためア
ンテナの軽量化及び低価格化を図ることもできる。
Further, since the number of antenna elements can be reduced, the weight and cost of the antenna can be reduced.

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

【図1】本発明に係るフェイズドアレイアンテナの最良
の実施の形態の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a preferred embodiment of a phased array antenna according to the present invention.

【図2】同アンテナの推定部の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an estimation unit of the antenna.

【図3】同アンテナの実施例の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment of the antenna.

【図4】同アンテナの実施例の推定部の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an estimation unit of the embodiment of the antenna.

【図5】アンテナ素子の総数を5個以上に増加させた場
合のアンテナの配置を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an antenna arrangement when the total number of antenna elements is increased to five or more.

【図6】従来のフェイズドアレイアンテナの一例の構成
図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of an example of a conventional phased array antenna.

【図7】スパイラルアンテナの一例の外観斜視図であ
る。
FIG. 7 is an external perspective view of an example of a spiral antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1〜1−n アンテナ素子 1−N 仮想アンテナ素子 3 信号処理部 7 推定部 8 ウエイトバッファ部 9 積和演算部 11 係数発生部 12,13 積和演算部 1-1 to 1-n Antenna element 1-N Virtual antenna element 3 Signal processing unit 7 Estimation unit 8 Weight buffer unit 9 Product sum operation unit 11 Coefficient generation unit 12, 13 Product sum operation unit

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数のアンテナ素子と、これらのアンテ
ナ素子で受信された信号をビーム合成する信号合成手段
とを含むフェイズドアレイアンテナであって、 前記信号合成手段は、前記複数のアンテナ素子で囲まれ
た領域に存在すると仮定した仮想アンテナ素子で受信さ
れる信号を、前記複数のアンテナ素子の位置ベクトル
と、前記仮想アンテナ素子の位置ベクトルと、前記複数
のアンテナ素子で受信された信号とに基づき推定する信
号推定手段と、この信号推定手段で推定された信号と前
記複数のアンテナ素子で受信された信号とを論理演算す
る論理演算手段とを含むことを特徴とするフェイズドア
レイアンテナ。
1. A phased array antenna comprising: a plurality of antenna elements; and signal combining means for beam combining signals received by the antenna elements, wherein the signal combining means is surrounded by the plurality of antenna elements. The signal received by the virtual antenna element assumed to be present in the region, the position vector of the plurality of antenna elements, the position vector of the virtual antenna element, based on the signal received by the plurality of antenna elements A phased array antenna, comprising: signal estimating means for estimating; and logical operation means for performing logical operation on a signal estimated by the signal estimating means and a signal received by the plurality of antenna elements.
【請求項2】 前記信号推定手段は前記複数のアンテナ
素子夫々の位置ベクトル及び前記仮想アンテナ素子の位
置ベクトルから所定の係数を演算する第1の演算手段
と、この第1の演算手段で演算された係数及び前記複数
のアンテナ素子で受信された信号に基づき前記仮想アン
テナ素子で受信が推定される信号を演算する第2の演算
手段とからなることを特徴とする請求項1記載のフェイ
ズドアレイアンテナ。
2. The signal estimating means calculates a predetermined coefficient from a position vector of each of the plurality of antenna elements and a position vector of the virtual antenna element, and the first calculating means calculates the predetermined coefficient. 2. A phased array antenna according to claim 1, further comprising: second calculating means for calculating a signal estimated to be received by said virtual antenna element based on the coefficient obtained and signals received by said plurality of antenna elements. .
【請求項3】 前記論理演算手段は前記信号推定手段で
推定された信号及び前記複数のアンテナ素子で受信され
た信号とに重み付けを行う重み付け手段を含むことを特
徴とする請求項1又は2記載のフェイズドアレイアンテ
ナ。
3. The logic operation means according to claim 1, wherein said logic operation means includes weighting means for weighting a signal estimated by said signal estimation means and a signal received by said plurality of antenna elements. Phased array antenna.
【請求項4】 前記仮想アンテナ素子とこの仮想アンテ
ナ素子と隣接する前記アンテナ素子との間隔がグレーテ
ィングローブが発生しない距離に設定されることを特徴
とする請求項1〜3いずれかに記載のフェイズドアレイ
アンテナ。
4. The phased device according to claim 1, wherein an interval between the virtual antenna element and the antenna element adjacent to the virtual antenna element is set to a distance at which no grating lobe is generated. Array antenna.
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