JP3076784B2 - Antenna device - Google Patents

Antenna device

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JP3076784B2
JP3076784B2 JP10029762A JP2976298A JP3076784B2 JP 3076784 B2 JP3076784 B2 JP 3076784B2 JP 10029762 A JP10029762 A JP 10029762A JP 2976298 A JP2976298 A JP 2976298A JP 3076784 B2 JP3076784 B2 JP 3076784B2
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transmission
reception
microwave
digital
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淳 斎藤
鉄男 春山
晋啓 折目
孝至 片木
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明はレーダシステムに
用いられるコンフォーマルアレーアンテナに関するもの
である。 【0002】 【従来の技術】図5は従来のアンテナ装置を示す構成図
であり、図において、1は半球上に複数個の素子を設け
たコンフォーマルアレーアンテナ、2は上記コンフォー
マルアレーアンテナ1を構成する半球の構造用基体、3
1 〜3n は上記構造用基体に沿って配列されたn個の素
子、41 〜4n は上記素子31 〜3n に接続するn本の
信号線、5は上記信号線41 〜4n に接続するマイクロ
波ビーム形成回路である。図6は上記コンフォーマルア
レーアンテナ1を構成する素子31 〜3n の構成図であ
り例として31 について示すものであり、61 は素子ア
ンテナである。 【0003】次に動作について説明する。マイクロ波電
力はコンフォーマルアレーアンテナ1の半球の構造用基
体2に沿って配列された素子31 〜3n の素子アンテナ
1〜6n により受信され、信号線41 〜4n を経由し
マイクロ波ビーム形成回路5に伝送されマイクロ波移相
器、マイクロ波可変減衰器、マイクロ波スイッチ、マイ
クロ波結合器等を用いてマイクロ波信号のまま合成され
ビームを形成する。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ装置は
以上のように構成されているのでアンテナのビームは半
空間にわたり任意に形成できるが、移相器、減衰器、ス
イッチ結合器、分配器等のマイクロ波部品を用いて多く
のビームを構成する場合、形状損失が大きくなり、限ら
れた数のビームしか同時に合成できなかった。また、レ
ーダ装置の一部として使用し半空間における或る所望の
方向にビームを向けた場合を想定すると、コンフォーマ
ルアレーアンテナ1の素子31 〜3n のうち、その所望
の方向から見て影になる部分の素子は有効に利用できな
くなり、特に半球の天頂方向からのビーム走査角が90
゜に近づくと半数近くの素子は有効に使用されなくな
る。 【0005】また、コンフォーマルアレーアンテナ1の
素子アンテナ61 〜6n として直線偏波のアンテナを使
用した場合、任意の方向から見た場合のコンフォーマル
アレーアンテナ1上の素子アンテナ61 〜6n 間の偏波
面が互いに異なるため交差偏波成分が発生する。 【0006】また、多数の信号線を使用するので信号線
間の電磁干渉が発生し、形状が大きくなるなどの問題点
があった。 【0007】この発明は上記のような問題を解消するた
めになされたもので同時に複数の多ビームを合成できる
とともに、全素子を常時有効に使用することが可能であ
り各々の素子アンテナ61 〜6n の偏波の違いによる交
差偏波、電磁干渉の問題を解決できるアンテナ装置を得
ることを目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】第一の発明によるアンテ
ナ装置は、素子アンテナ、上記素子アンテナに接続され
送受信を切換える送受切換器、送信、及び受信部とを
有した複数の素子であって、上記送信部が伝送されたマ
イクロ波信号を位相制御する位相制御器、及び上記送受
切換器に接続され上記位相制御器で位相制御されたマイ
クロ波信号を増幅し、上記送受切換器を介して上記素子
アンテナに送信する第一の増幅器を有し、かつ上記受信
系が上記送受切換器に接続され上記送受切換器を介して
上記素子アンテナで受信されたマイクロ波信号を増幅す
る第二の増幅器、及び上記第二の増幅器で増幅されたマ
イクロ波信号を位相と振幅情報を含むディジタル信号に
変換するアナログディジタル変換器を有して成る複数の
素子と、航空機の表面あるいは艦船の表面等少なくとも
一部に曲面を有して与えられた形状の構造用基体と、上
各々の素子を上記構造用基体に沿って複数個配列して
成るコンフォーマルアレーアンテナと、マイクロ波信
号を分配するマイクロ波電力分配器と、上記マイクロ波
電力分配器で分配された各マイクロ波信号を上記各々の
素子の位相制御器にそれぞれ伝送する複数本の送信系信
号線と、上記各々の素子のアナログディジタル変換器か
ら供給されるディジタル信号をそれぞれ伝送する複数本
の受信系信号線と、上記コンフォーマルアレーアンテナ
部から離間して配置され上記各々の受信系信号線で伝送
されるディジタル信号を合成し、ビームを形成するディ
ジタルビーム形成回路とを具備したものである。 【0009】 【0010】 【0011】 【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態を図について説明する。図1において、1は
半球上に複数個の素子を設けたコンフォーマルアレーア
ンテナ、2は上記コンフォーマルアレーアンテナ1を構
成する半球の構造用基体、31 〜3n は上記構造用基体
2に沿って配列されたn個の素子、71 〜7n は上記素
子31 〜3n の送信系に接続する送信系信号線、8は上
記送信系信号線71〜7n に接続するマイクロ波電力分
配器、91 〜9n は上記素子31 〜3n の受信系に接続
する受信系信号線、10は上記受信系信号線91 〜9n
に接続するディジタルビーム形成回路である。図2は本
アンテナ装置における信号の流れを示す構成図であり、
1 〜3n は素子、61 〜6n は素子アンテナ、111
〜11n は送受切換器、121 〜12n は上記送受切換
器111 〜11n に接続する送信系、131 〜13n
上記送信系121 〜12n を構成する高出力増幅器、1
1 〜14n は上記送信系を構成する位相制御器、71
は上記送信系121 〜12n に接続する送信系信号線、
8は上記送信系信号線に接続するマイクロ波電力分配
器、151 〜15n は上記送受切換器111 〜11n
接続する受信系、161 〜16n は上記受信系151
15n を構成する低雑音増幅器、171 〜17n は上記
受信系151 〜15n を構成するアナログディジタル変
換器、91 〜9n は上記受信系151 〜15n に接続す
る受信系信号線、10は受信系信号線に接続するディジ
タルビーム形成回路である。 【0012】次に動作について説明する。マイクロ波電
力分配器8に入力されたマイクロ波信号は所望の振幅、
位相を持つn端子の出力に分配され送信系信号線71
nを経由して素子31 〜3n の送信系121 〜12n
へ伝送される。マイクロ波信号は素子31 〜3n の送信
系121 〜12n の位相制御器141 〜14n において
所望のアンテナビームを形成する様に位相変化を受け高
電力増幅器131 〜13n において増幅された後、送受
切換器111 〜11n を経由してコンフォーマルアレー
アンテナ1の構造用基体2に取り付けられた素子アンテ
ナ61 〜6n から空間に放射される。空間に放射された
マイクロ波信号は目標で反射し再び素子アンテナ61
n で受信され、送受切換器111 〜11n を経由して
素子31〜3n の受信系151 〜15n に伝送される。
受信系151 〜15n に入力したマイクロ波信号は低雑
音増幅器161 〜16n で増幅される。低雑音増幅器1
1 〜16n で増幅されたマイクロ波信号は直接または
IFに変換されその出力はアナログディジタル変換器1
1 〜17n により位相と振幅の情報を含むディジタル
信号に変換される。ディジタル信号は受信系信号線91
〜9n を伝送されディジタルビーム形成回路10で個別
フーリエ変換、高速フーリエ変換、Winogradフ
ーリエ変換等の技術を使用してマイクロ波信号としてで
はなくディジタル信号としてビーム合成される。従って
各素子31 〜3n からの信号を任意のビーム形状に応じ
てディジタル的に複数個並列処理することが可能とな
る。また、半球面上に配列された全ての素子31 〜3n
からの情報を常時有効に処理できるため半空間全ての方
向からの情報が常時得られる。従って送信波のアンテナ
ビームの方向に依らず、半空間における任意の方向に複
数の受信ビームを向けることにより、全素子の常時有効
利用が可能になる。 【0013】また素子アンテナ61 〜6n として直線偏
波のものを使用しても送信信号の偏波と目標から反射さ
れた受信信号の偏波は各素子アンテナ61 〜6n ごとに
考えれば同一であり、素子31 〜3n の段階で目標から
の信号を位相と振幅情報を含むディジタル信号に変換し
ておきこれをディジタルビーム形成回路10で合成する
ので素子間の偏波の違いによる交差偏波の問題は解決さ
れる。 【0014】なお、上記実施の形態では、コンフォーマ
ルアレーアンテナ1として半球形状の構造用基体2を使
用したが、これに限定したものではなく、艦船、航空機
ミサイル、陸上用車両、衛星、地上レーダサイト等の構
造物の外側及び円柱、球、円錐等の一部またはこれらを
複合した形状の曲面の一部または複数箇所を有する形状
であってもよい。偏波については、直線偏波に限定する
ことなく、円偏波も使用可能である。 【0015】また、上記実施の形態において素子31
n とマイクロ波電力分配回路8及びディジタルビーム
形成回路10との信号の伝送に光信号を用いた場合につ
いても同様の動作を期待できる。 【0016】図3は素子31 〜3n とマイクロ波電力分
配回路8及びディジタルビーム形成回路10との信号の
伝送を光信号を用いた場合についての実施態様を示すも
ので、マイクロ波電力分配器8の出力端に光変調器18
n+1 〜182nを付加しマイクロ波信号を光信号に変換し
光ファイバー19n+1 〜192nにより素子31 〜3n
送信系121 〜12n に付加された光復調器20n+1
202nまで信号を伝送しここで光信号からマイクロ波信
号に変換している。受信の場合は素子31 〜3n の受信
系151 〜15n に付加された光変調器181 〜18n
によりディジタル信号を電気信号から光信号に変換し、
光ファイバー191 〜19n によりディジタルビーム形
成回路10の前に付加された光復調器201 〜20n
より再びディジタル電気信号に変換している。この図3
によれば、機器間の信号の伝送を光信号を使用して行っ
ているので、信号線間の電磁干渉の問題が解決され、光
ファイバーを使用しているので信号線系を小形化でき
る。 【0017】ここで受信系のマイクロ波信号(受信信
号)をA/D変換後光伝送する理由について以下に説明
する。レーダでは何百Kmもの遠方の小目標から、近距
離の大きな山まで幅広い信号レベルを扱う必要があり、
そのダイナミックレンジは通常100dB程度となる。
これらの信号は雑音レベルの上下にわたり存在する。雑
音レベル以下の信号に対してもコヒーレント積分等によ
り信号を抽出可能でありこの場合は白色雑音であること
を想定している。本発明においても個々のチャンネルは
この条件を満たす必要があり広ダイナミックレンジを有
する信号伝送系が必要になる。しかしながら、一般に光
系のダイナミックレンジは通常のレーザーの出力の制限
(10dBm程度)による上限とレーザ固有の雑音(シ
ョット雑音または量子雑音)による下限が存在し125
dBc/Hz程度でありレーダの帯域を数MHz(例え
ば5MHz)とすると50〜60dB(58dB)とな
ってしまう。従って、これらの欠点を補い光伝送の利点
を生かすには、信号を一度A/D変換し、ディジタル信
号に変換した後伝送を行うことが必要となる。これによ
り、ダイナミックレンジを広げたままで入力信号の雑音
成分及びそれ以下の信号も含んだまま信号の伝送が可能
となる。 【0018】図4は信号の伝送に光信号を用いた他の実
施態様を示すものでアナログディジタル変換器171
17n の位置を光復調器201 〜20n とディジタルビ
ーム形成回路10の間にした場合の例であり上記実施態
様例と同様の動作を期待できる。図においてマイクロ波
信号は光変調器181 〜18n において直接またはIF
に変換されて光信号に変換され光ファイバー191 〜1
n を経由して光復調器201 〜20n に伝送される。
この光信号は光復調器201 〜20n により復調されア
ナログディジタル変換器171 〜17n において直接ま
たはIFに変換された後ディジタル信号に変換される。 【0019】 【発明の効果】以上のように、この発明によれば、コン
フォーマルアレーアンテナの各素子における受信系で
マイクロ波信号をディジタル信号に変換し、伝送した後
ディジタルビーム形成回路で任意に合成できるので、従
来のコンフォーマルアレーアンテナ及び平面アレーアン
テナでは実現できなかった複数種多ビーム同時形成、全
素子の常時有効利用が可能となり、特に、送信波のアン
テナビームの方向に依らず、曲面における任意の方向に
複数の受信ビームを向けることにより、広い角度領域ま
で複数多種のビームの同時形成が可能となる。また、送
及び受信をそれぞれ同一の素子内に有しているた
め、交差偏波の問題も解決できる。さらに、コンフォー
マルアレーアンテナ部から離間して配置され、受信系信
号線によって接続されるディジタルビーム形成回路と、
送信系信号線によって接続されるマイクロ波電力分配器
とを備え、コンフォーマルアレーアンテナ部で受信され
位相と振幅情報を含むディジタル信号に変換された信号
を受信信号線で伝送することにより、コンフォーマルア
レーアンテナ部におけるディジタルビーム形成を可能と
するとともに、信号線間の電磁干渉、受信信号線の増大
を抑えて受信信号線の小型化を実現することが可能とな
る。 【0020】
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conformal array antenna used for a radar system. 2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram showing a conventional antenna device. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a conformal array antenna having a plurality of elements on a hemisphere, and reference numeral 2 denotes a conformal array antenna. Hemispherical structural substrate constituting 3
1 to 3 n is the n arranged along the structural base element, 4 1 to 4 n is n signal lines connected to the element 3 1 to 3 n, 5 is the signal line 4 1 4 n is a microwave beam forming circuit connected to the circuit. Figure 6 shows the 3 1 Examples is a block diagram of a device 3 1 to 3 n which constitutes the conformal array antenna 1, 6 1 is an element antenna. Next, the operation will be described. Microwave power is received by the element antenna 6 1 to 6 n of elements 3 1 to 3 n which are arranged along the structural substrate 2 hemispherical conformal array antenna 1, via the signal line 4 1 to 4 n The microwave signal is transmitted to the microwave beam forming circuit 5, and is combined with the microwave signal using a microwave phase shifter, a microwave variable attenuator, a microwave switch, a microwave coupler, or the like, and a beam is formed. [0004] Since the conventional antenna device is configured as described above, the beam of the antenna can be arbitrarily formed over a half space, but the phase shifter, the attenuator, the switch coupler, When many beams are formed by using a microwave component such as a distributor, the shape loss increases, and only a limited number of beams can be combined at the same time. Further, when used as part of the radar apparatus is assumed that for a beam in a certain desired direction in half-space, of the conformal array elements 3 1 to 3 n of the antenna 1, as viewed from its desired direction The elements in the shaded area cannot be used effectively, and the beam scanning angle from the zenith direction of the hemisphere becomes 90
As ゜ approaches, nearly half of the elements are not used effectively. When linearly polarized antennas are used as the element antennas 6 1 to 6 n of the conformal array antenna 1, the element antennas 6 1 to 6 on the conformal array antenna 1 when viewed from an arbitrary direction are used. Since the polarization planes between n are different from each other, cross polarization components are generated. Further, since a large number of signal lines are used, there is a problem that electromagnetic interference occurs between the signal lines and the size becomes large. [0007] The present invention is possible combining a plurality of multi-beams at the same time been made to solve the above problem, the whole element always effectively used it is possible to each of the antenna elements 6 1 An object of the present invention is to provide an antenna device that can solve the problems of cross polarization and electromagnetic interference due to 6 n polarization differences. An antenna device according to a first aspect of the present invention includes an element antenna, a transmission / reception switch connected to the element antenna for switching transmission and reception, a transmission unit , and a reception unit.
A plurality of elements, wherein the transmission unit controls the phase of the transmitted microwave signal, and amplifies the microwave signal that is connected to the transmission / reception switch and the phase of which is controlled by the phase controller. Having a first amplifier for transmitting to the element antenna via the duplexer , and
A second amplifier is connected to the duplexer and amplifies the microwave signal received by the element antenna through the duplexer, and the phase of the microwave signal amplified by the second amplifier is amplified. A plurality of elements having an analog-to-digital converter for converting into a digital signal containing amplitude information, and at least a surface of an aircraft or a surface of a ship,
A structural substrate having a shape given part has a curved surface, the element of the each plurality arranged along the structural base
Consisting of a conformal array antenna unit , a microwave power splitter for splitting microwave signals, and a plurality of microwave power splitters for transmitting each microwave signal split by the microwave power splitter to a phase controller of each of the elements. And a plurality of receiving signal lines respectively transmitting digital signals supplied from the analog-to-digital converters of the respective elements, and the conformal array antenna.
And a digital beam forming circuit for forming a beam by synthesizing a digital signal transmitted through each of the receiving-system signal lines and separated from the unit . DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In Figure 1, 1 is a conformal array antenna having a plurality of elements on the hemisphere, 2 structural substrate hemispheres constituting the conformal array antenna 1, 3 1 to 3 n to the structural substrate 2 N elements arranged along the line, 7 1 to 7 n are transmission system signal lines connected to the transmission system of the elements 3 1 to 3 n , and 8 is micro connected to the transmission system signal lines 7 1 to 7 n. Wave power distributors, 9 1 to 9 n, are reception signal lines connected to the reception systems of the elements 3 1 to 3 n , and 10 are the reception signal lines 9 1 to 9 n
Is a digital beam forming circuit connected to. FIG. 2 is a configuration diagram showing a signal flow in the antenna device,
3 1 to 3 n are elements, 6 1 to 6 n are element antennas, 11 1
11 to 11 n are transmission / reception switches, 12 1 to 12 n are transmission systems connected to the transmission / reception switches 11 1 to 11 n , 13 1 to 13 n are high-output amplifiers constituting the transmission systems 12 1 to 12 n , 1
4 1 to 14 n are phase controller constituting the transmission system, 7 1
Transmission system signal line connected to the transmission system 12 1 to 12 n are,
8 is a microwave power distributor connected to the transmission system signal line, 15 1 to 15 n are reception systems connected to the transmission / reception switchers 11 1 to 11 n , and 16 1 to 16 n are reception systems 15 1 to 15 n
Low noise amplifier constituting 15 n, 17 1 ~17 n is analog-digital converter constituting the reception system 15 1 ~15 n, 9 1 ~9 n the reception system to be connected to the reception system 15 1 to 15 n The signal line 10 is a digital beam forming circuit connected to the signal line of the receiving system. Next, the operation will be described. The microwave signal input to the microwave power divider 8 has a desired amplitude,
The signal is distributed to the output of the n terminal having the phase and is transmitted to the transmission system signal line 7 1-
Through the 7 n elements 3 1 to 3 n of the transmission system 12 1 to 12 n
Transmitted to In the microwave signal is a high power amplifier 13 1 to 13 n receives the phase change as to form a desired antenna beam in the phase controller 14 1 to 14 n of the transmission system 12 1 to 12 n of the element 3 1 to 3 n after being amplified, it is radiated into space from the duplexer 11 1 to 11 element mounted on structural base 2 of the conformal array antenna 1 through the n antenna 6 1 to 6 n. Is radiated into space microwave signal reflected again element antennas 6 1 at the target
6 n are received by and transmitted to the receiving system 15 1 to 15 n of the duplexer 11 device via the 1 ~11 n 3 1 ~3 n.
Microwave signal input to the receiving system 15 1 to 15 n are amplified by the low noise amplifier 16 1 ~ 16 n. Low noise amplifier 1
6 1-16 amplified microwave signal at n are converted directly or IF output is analog-to-digital converter 1
The signals are converted into digital signals containing information on the phase and amplitude by means of 7 1 to 17 n . The digital signal is received by the receiving system signal line 9 1
To 9 n individual Fourier transform the digital beam forming circuit 10 are transmitted to a fast Fourier transform, is beam combining as a digital signal rather than as a microwave signal using techniques such as Winograd Fourier transform. Therefore, it is possible to digitally process a plurality of signals from the elements 3 1 to 3 n in parallel according to an arbitrary beam shape. Also, all the elements arranged on the hemispherical surface 3 1 to 3 n
Information from all directions of the half space can always be obtained. Therefore, by directing a plurality of reception beams in an arbitrary direction in a half space irrespective of the direction of the antenna beam of the transmission wave, all the elements can be always effectively used. Even when linearly polarized elements are used as the element antennas 6 1 to 6 n , the polarization of the transmission signal and the polarization of the reception signal reflected from the target can be considered for each of the element antennas 6 1 to 6 n. Since the signals from the target are converted into digital signals containing phase and amplitude information at the stage of the elements 3 1 to 3 n and are synthesized by the digital beam forming circuit 10, the polarization difference between the elements is different. The problem of cross-polarization due to is solved. In the above-mentioned embodiment, the structural base 2 having a hemispherical shape is used as the conformal array antenna 1. However, the present invention is not limited to this. The ship, aircraft missile, land vehicle, satellite, ground radar, etc. It may be a shape having a part of a structure such as a site, a part of a cylinder, a sphere, a cone, or the like, or a part or a plurality of curved surfaces of a composite shape of these. The polarization is not limited to linear polarization, and circular polarization can also be used. Further, in the above embodiment, the elements 3 1 to 3 1
3 optical signals for transmission of n and a microwave signal of a power distribution circuit 8, and the digital beam forming circuit 10 can be expected the same operation also when used. FIG. 3 shows an embodiment of the case where optical signals are used for signal transmission between the elements 3 1 to 3 n and the microwave power distribution circuit 8 and the digital beam forming circuit 10. The optical modulator 18 is connected to the output end of the optical modulator 8.
n + 1 ~ 18 2n adding converts the microwave signal to an optical signal fiber 19 n + 1 ~19 2n by the element 3 1 to 3 n optical demodulator 20 n that are added to the transmission system 12 1 to 12 n of +1 to
Transmitting a signal to 20 2n are converted here into a microwave signal from the optical signal. Element 3 in the case of receiving 1 to 3 n optical modulator 18 1 ~ 18 n in the receive system 15 1 to 15 n of
Converts a digital signal from an electrical signal to an optical signal,
The optical fibers 19 1 to 19 n are converted into digital electric signals again by the optical demodulators 20 1 to 20 n added before the digital beam forming circuit 10. This figure 3
According to the method, the signal transmission between the devices is performed using the optical signal, so that the problem of the electromagnetic interference between the signal lines is solved, and the signal line system can be downsized because the optical fiber is used. The reason why the microwave signal (received signal) of the receiving system is optically transmitted after A / D conversion will be described below. Radar needs to handle a wide range of signal levels, from small targets as far away as hundreds of kilometers to large mountains at short distances.
The dynamic range is usually about 100 dB.
These signals exist above and below the noise level. A signal can be extracted by coherent integration or the like even for a signal having a noise level or less, and in this case, white noise is assumed. Also in the present invention, each channel must satisfy this condition, and a signal transmission system having a wide dynamic range is required. However, in general, the dynamic range of an optical system has an upper limit due to a limitation on the output of a normal laser (about 10 dBm) and a lower limit due to noise inherent to the laser (shot noise or quantum noise).
It is about dBc / Hz, and if the band of the radar is several MHz (for example, 5 MHz), it becomes 50 to 60 dB (58 dB). Therefore, in order to compensate for these drawbacks and take advantage of optical transmission, it is necessary to perform A / D conversion of a signal once, convert the signal to a digital signal, and then perform transmission. As a result, it is possible to transmit the signal while including the noise component of the input signal and a signal smaller than the noise component while the dynamic range is widened. [0018] Figure 4 is an analog-to-digital converter in shows another embodiment using an optical signal for transmission of signals 17 1 -
The position of the 17 n can be expected the same operations as example a and the embodiment example in the case of during the optical demodulator 20 1 to 20 n and the digital beam forming circuit 10. Microwave signal in FIG directly or IF in the optical modulator 18 1 ~ 18 n
It is converted to the converted by the optical signal to the optical fiber 19 1 to 1
Via 9 n it is transmitted to the optical demodulator 20 1 to 20 n.
The optical signal is converted into a digital signal after being converted directly or IF in the optical demodulator 20 1 to 20 n are demodulated by an analog-digital converter 17 1 to 17 n. [0019] As is evident from the foregoing description, according to the present invention, optionally in the digital beam forming circuit after converting the receiving system at each element of the conformal array antenna unit microwave signal into a digital signal, and transmission Can be combined with conventional conformal array antennas and planar array antennas.
More multibeam simultaneously formed which could not be achieved in containers, it is possible to always efficient use of all the elements, in particular, Ann transmission wave
In any direction on the curved surface regardless of the direction of the tena beam
By directing multiple receive beams, a wide angular area
Thus, simultaneous formation of a plurality of types of beams becomes possible. In addition, since the transmitting unit and the receiving unit are respectively provided in the same element, the problem of cross polarization can be solved. Further, a digital beam forming circuit arranged apart from the conformal array antenna unit and connected by a reception system signal line,
A microwave power divider connected by a transmission system signal line, and transmitting a signal received by the conformal array antenna unit and converted into a digital signal including phase and amplitude information through a reception signal line, thereby forming a conformal signal. In addition to enabling digital beam formation in the array antenna unit, it is possible to reduce electromagnetic interference between signal lines and increase the number of reception signal lines, thereby realizing a smaller reception signal line. [0020]

【図面の簡単な説明】 【図1】 この発明の実施の形態1によるアンテナ装置
を示す構成図である。 【図2】 この発明によるアンテナ装置の機器間の接続
図である。 【図3】 信号伝送系に光信号を使用した場合のこの発
明の実施の形態1を示す機器間の接続図である。 【図4】 信号伝送系に光信号を使用した場合のこの発
明の他の実施例を示す機器間の接続図である。 【図5】 従来のアンテナ装置を示す構成図である。 【図6】 従来のアンテナ装置の素子の構成図である。 【符号の説明】 1 コンフォーマルアレーアンテナ、2 構造用基体、
3 素子、4 信号線、5 マイクロ波ビーム形成回
路、6 素子アンテナ、7 送信系信号線、8マイクロ
波電力分配器、9 受信系信号線、10ディジタルビー
ム形成回路、11 送受切換器、12 送信系、13
高電力増幅器、14 位相制御器、15受信系、16
低雑音増幅器、17 アナログディジタル変換器、18
光変調器、19 光ファイバー、20 光復調器。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing an antenna device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a connection diagram between devices of the antenna device according to the present invention. FIG. 3 is a connection diagram between devices according to the first embodiment of the present invention when an optical signal is used in a signal transmission system. FIG. 4 is a connection diagram between devices showing another embodiment of the present invention when an optical signal is used for a signal transmission system. FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional antenna device. FIG. 6 is a configuration diagram of elements of a conventional antenna device. [Description of Signs] 1 conformal array antenna, 2 structural base,
3 element, 4 signal line, 5 microwave beam forming circuit, 6 element antenna, 7 transmitting system signal line, 8 microwave power divider, 9 receiving system signal line, 10 digital beam forming circuit, 11 transmission / reception switch, 12 transmission System, 13
High power amplifier, 14 phase controller, 15 reception system, 16
Low noise amplifier, 17 analog-to-digital converter, 18
Optical modulator, 19 optical fiber, 20 optical demodulator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片木 孝至 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−193603(JP,A) 特開 昭55−8197(JP,A) 特開 昭58−147667(JP,A) 1982 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST A NTENNAS AND PROPAG ATION,VOLUME 2,P431 −434,AN EXPERIMENTA L ARRAY−ANTENNA WI TH DIGITAL BEAM−FO RMING FOR ADVANCED RADAR APPLICATION S IEE PROCEEDINGS V OL.127,Pt.F.No.4,AU GUST 1980,PP257−265,Dig ital Beam forming for sonar systems (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 21/20 G01S 7/02 G01S 7/03 H01Q 3/30 H01Q 23/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Koji Katagi 325 Kamimachiya, Kamakura-shi Kamakura Works, Mitsubishi Electric Corporation (56) References JP-A-59-193603 (JP, A) JP-A-55- 8197 (JP, A) JP-A-58-147667 (JP, A) 1982 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST A TENNAS AND AND PROPAGATION, VOLUME 2, P431-434, AN EXPERIMENTAL LARGE RANDOM INTERFUNCTION INTERFRONT APPLICATION S IEEE PROCEEDINGS VOL. 127, Pt. F. No. 4, AU GUST 1980, PP257-265, Digital Beam forming for sonar systems (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01Q 21/20 G01S 7/02 G01S 7/03 H01Q 3/30 H01Q 23/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.素子アンテナ、上記素子アンテナに接続され送受信
を切換える送受切換器、送信、及び受信部とを有した
複数の素子であって、上記送信部が伝送されたマイクロ
波信号を位相制御する位相制御器、及び上記送受切換器
に接続され上記位相制御器で位相制御されたマイクロ波
信号を増幅し、上記送受切換器を介して上記素子アンテ
ナに送信する第一の増幅器を有し、かつ上記受信系が
記送受切換器に接続され上記送受切換器を介して上記素
子アンテナで受信されたマイクロ波信号を増幅する第二
の増幅器、及び上記第二の増幅器で増幅されたマイクロ
波信号を位相と振幅情報を含むディジタル信号に変換す
るアナログディジタル変換器を有して成る複数の素子
と、 航空機の表面あるいは艦船の表面等少なくとも一部に曲
面を有して与えられた形状の構造用基体と、上記各々の
素子を上記構造用基体に沿って複数個配列して成るコン
フォーマルアレーアンテナと、 マイクロ波信号を分配するマイクロ波電力分配器と、 上記マイクロ波電力分配器で分配された各マイクロ波信
号を上記各々の素子の位相制御器にそれぞれ伝送する複
数本の送信系信号線と、 上記各々の素子のアナログディジタル変換器から供給さ
れるディジタル信号をそれぞれ伝送する複数本の受信系
信号線と、上記コンフォーマルアレーアンテナ部から離間して配置
され 上記各々の受信系信号線で伝送されるディジタル信
号を合成し、ビームを形成するディジタルビーム形成回
路とを具備したことを特徴とするアンテナ装置。
(57) [Claims] An element antenna, a transmission / reception switch connected to the element antenna for switching transmission and reception, a transmission unit , and a reception unit
A plurality of elements, the transmitting unit controls the phase of the transmitted microwave signal, and a phase controller that is connected to the transmission / reception switch and amplifies the microwave signal whose phase is controlled by the phase controller; A first amplifier for transmitting to the element antenna via a transmission / reception switch , and wherein the reception system is connected to the transmission / reception switch and received by the element antenna via the transmission / reception switch; A plurality of elements having an analog-to-digital converter for converting a microwave signal amplified by the second amplifier into a digital signal containing phase and amplitude information, , At least partially on the surface of an aircraft or the surface of a ship
Distributing the structural base of given shape has a surface, and conformal array antenna unit with <br/> element of the each formed by a plurality arranged along the structural base, a microwave signal A microwave power divider; a plurality of transmission system signal lines for transmitting each microwave signal distributed by the microwave power divider to a phase controller of each of the elements; and an analog / digital signal of each of the elements. A plurality of receiving system signal lines for transmitting digital signals supplied from the converter, respectively, and separated from the conformal array antenna unit
Is an antenna apparatus characterized by synthesizing the digital signals transmitted by the receiving system signal lines of the respective, and and a digital beam forming circuit for forming a beam.
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1982 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST ANTENNAS AND PROPAGATION,VOLUME 2,P431−434,AN EXPERIMENTAL ARRAY−ANTENNA WITH DIGITAL BEAM−FORMING FOR ADVANCED RADAR APPLICATIONS
IEE PROCEEDINGS VOL.127,Pt.F.No.4,AUGUST 1980,PP257−265,Digital Beam forming for sonar systems

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