JP3115194B2 - Phased array antenna device - Google Patents
Phased array antenna deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、目的の対象物に対し
て電波を送信または受信する機能を有する、例えばレー
ダあるいは通信等の分野で使用されるフェーズドアレイ
アンテナに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phased array antenna having a function of transmitting or receiving a radio wave to or from a target object and used in, for example, the field of radar or communication.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７は例えば「アンテナ工学ハンドブッ
ク」（オーム社）に示された従来のフェーズドアレイア
ンテナを示すブロック図であり、図において、１ｉ（ｉ
＝１〜ｎ）は素子アンテナ、２ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は素子
アンテナ１ｉからの受信信号、あるいは素子アンテナ１
ｉへ供給する送信信号の位相量を変化させるための移相
器、３は素子アンテナ１ｉで受信した信号を合成し、ま
た素子アンテナ１ｉへ供給する信号を分配する分配合成
回路、４は移相器２ｉの位相を制御するための位相制御
回路、５はフェーズドアレイアンテナのビームを所定の
方向に向けるための角度指令回路である。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a block diagram showing a conventional phased array antenna disclosed in, for example, "Antenna Engineering Handbook" (Ohm).
= 1 to n) is an element antenna, 2i (i = 1 to n) is a signal received from the element antenna 1i, or the element antenna 1
3, a phase shifter for changing the amount of phase of a transmission signal supplied to the element antenna 1i, a distributing / combining circuit for distributing a signal supplied to the element antenna 1i, and a phase shifter 4, A phase control circuit 5 for controlling the phase of the device 2i is an angle command circuit for directing the beam of the phased array antenna in a predetermined direction.
【０００３】次に図７に従ってその動作について説明す
る。ジャイロ等の信号を使用して、角度指令回路５で予
め算出したフェーズドアレイアンテナのビーム角度θは
位相制御回路４に与えられる。一方位相制御回路４で
は、上記指令角度θに対して、以下の式で与えられる位
相量Фｉ（ｉ＝１〜ｎ）を移相器２ｉに与え、制御す
る。Next, the operation will be described with reference to FIG. The beam angle θ of the phased array antenna calculated in advance by the angle command circuit 5 using a signal from a gyro or the like is given to the phase control circuit 4. On the other hand, the phase control circuit 4 controls the phase shifter 2i by giving a phase amount Фi (i = 1 to n) given by the following equation to the command angle θ.
【０００４】[0004]
【数１】 (Equation 1)
【０００５】数１で、（・）はベクトルの内積を表す。
なお、１次元の場合には、ベクトルＳ＝（ｓｉｎθ，
０，ｃｏｓθ）で表される。このようにして、任意の方
向にビームを走査することができる。In equation (1), (•) represents the inner product of the vectors.
In the case of one-dimensional, the vector S = (sin θ,
0, cos θ). In this way, the beam can be scanned in any direction.
【０００６】この時、ビーム指向方向Ｓが、フェーズド
アレイアンテナのビーム中心すなわちこのフェーズドア
レイアンテナの法線方向ベクトルｎから離れてくると、
フェーズドアレイアンテナのビーム指向方向に対する投
影面積の低下及び素子アンテナ１ｉの素子パターンによ
って、利得の低下ΔＧが生じ、近似的に数２で表され
る。At this time, when the beam directing direction S moves away from the beam center of the phased array antenna, that is, the normal direction vector n of the phased array antenna,
A decrease ΔG in gain occurs due to a decrease in the projected area of the phased array antenna with respect to the beam directing direction and the element pattern of the element antenna 1i, and is approximately expressed by Expression 2.
【０００７】[0007]
【数２】 (Equation 2)
【０００８】数２より、例えば、０＝４５°の場合で、
ΔＧ＝−３ｄＢになる。From equation (2), for example, when 0 = 45 °,
ΔG = −3 dB.
【０００９】従って、広い角度範囲にわたってビームを
走査する必要がある場合には、図８に示すように複数個
のフェーズドアレイアンテナを配置し、これらのなかか
ら最も利得の高くなるフェーズドアレイアンテナを選択
して、切り替える切替回路１０を設けた構成とするかあ
るいは、図９に示すように方位角方向に機械回転機構１
１を設けた構成とし、角度指令回路５からの制御信号に
従い駆動制御回路８からモータ１２を回転させ、フェー
ズドアレイアンテナ６を回転させる構成とする必要があ
る。Therefore, when it is necessary to scan a beam over a wide angle range, a plurality of phased array antennas are arranged as shown in FIG. 8 and a phased array antenna having the highest gain is selected from these antennas. Then, a switching circuit 10 for switching is provided, or as shown in FIG.
1, the drive control circuit 8 rotates the motor 12 in accordance with the control signal from the angle command circuit 5, and the phased array antenna 6 needs to be rotated.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】従来のフェーズドアレ
イアンテナは、以上のように構成されているので、広い
角度範囲にわたってビームを走査する必要がある場合に
は、複数個のフェーズドアレイアンテナを配置し、これ
らのなかから最も利得の高くなるフェーズドアレイアン
テナを選択して、切り替えて使用する構成となり、素子
アンテナの数が多くなり、重量増、大型化になる等の問
題点があった。また、機械回転機構を設けた構成の場
合、精度のよい回転駆動が必要であり、そのための回転
機構及びその制御機構が複雑になる等の問題点があっ
た。Since the conventional phased array antenna is configured as described above, when it is necessary to scan a beam over a wide angle range, a plurality of phased array antennas are arranged. Of these, a phased array antenna having the highest gain is selected and switched to be used, so that the number of element antennas is increased, and the weight and size are increased. In addition, in the case of the configuration provided with the mechanical rotation mechanism, there is a problem that accurate rotation drive is required, and the rotation mechanism and the control mechanism therefor are complicated.
【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、素子アンテナの数が少なく、駆
動機構が簡単な構成で、かつ指向範囲の広い装置規模の
小さいフェーズドアレイアンテナを提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. A phased array antenna having a small number of element antennas, a simple driving mechanism, a wide directivity range, and a small device scale is provided. The purpose is to provide.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項１のフェーズドア
レイアンテナ装置は、アンテナ素子への送信信号の位相
量を変化させてビームを所望の方向に向けるフェーズド
アレイアンテナにおいて、該フェーズドアレイアンテナ
を方位角方向に駆動し、駆動制御装置からの信号によ
り、予め決められた任意の複数箇所での固定が可能とな
るよう位置決め機構を制御するものである。 A phase door according to claim 1.
The ray antenna device determines the phase of the signal transmitted to the antenna element.
Phased to steer the beam in the desired direction by changing the amount
In the array antenna, the phased array antenna
Drive in the azimuth direction, and
Can be fixed at any of a plurality of predetermined locations.
The positioning mechanism is controlled in such a manner.
【００１３】[0013]
【００１４】請求項２のフェーズドアレイアンテナ装置
は、請求項１記載のフェーズドアレイアンテナ装置にお
いて、法線方向の異なる複数のフェーズドアレイアンテ
ナを有し、該フェーズドアレイアンテナの何れか一つを
選択して切り替える切替回路を備えたものである。The phased array antenna system according to claim 2, in phased array antenna system according to claim 1, further comprising a normal direction of a plurality of different phased array antenna, selects one of the phased array antenna And a switching circuit for switching between them.
【００１５】請求項３のフェーズドアレイアンテナ装置
は、請求項１記載のフェーズドアレイアンテナ装置にお
いて、法線方向が１８０°異なる向きに配置された二個
のフェーズドアレイアンテナを有し、フェーズドアレイ
アンテナの何れか一つを選択して切り替える切替回路を
備えたものである。The phased array antenna system according to claim 3, in phased array antenna system according to claim 1, further comprising a two phased array antenna having normal directions are arranged in 180 ° different directions, the phased array antenna It is provided with a switching circuit for selecting and switching any one.
【００１６】請求項４のフェーズドアレイアンテナ装置
は、請求項１記載のフェーズドアレイアンテナ装置にお
いて、駆動制御装置は、ビーム中心とフェーズドアレイ
アンテナの法線方向との角度が大きくなる方向と小さく
なる方向で、位置決め機構の固定する角度方向を変化さ
せることを特徴とする。The phased array antenna system according to claim 4, in phased array antenna system according to claim 1, wherein the drive control unit is reduced direction as the angle between the normal direction of the beam center and phased array antenna increases in, wherein the changing the angular degree direction to affix the positioning mechanism.
【００１７】請求項５のフェーズドアレイアンテナ装置
は、請求項１記載のフェーズドアレイアンテナ装置にお
いて、角速度の正負を判定する角速度判定回路を有し、
駆動制御装置は、角速度が正の場合と負の場合で位置決
め機構の固定する角度方向を変化させることを特徴とす
る。[0017] The phased array antenna system according to claim 5, in phased array antenna system according to claim 1, further comprising an angular velocity determination circuit for determining the sign of the angular velocity,
Drive control device is characterized by varying the fixed to that angles the direction of the positioning mechanism when the angular velocity is negative and for positive.
【００１８】[0018]
【作用】請求項１のフェーズドアレイアンテナ装置は、
フェーズドアレイアンテナを方位角方向に駆動し、駆動
制御装置からの信号により、予め決められた任意の複数
箇所での固定が可能となるよう位置決め機構を制御す
る。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna device.
Drive and drive phased array antenna in azimuth direction
Arbitrary plural predetermined by the signal from the control device
Control the positioning mechanism so that it can be fixed
You.
【００１９】[0019]
【００２０】請求項２のフェーズドアレイアンテナ装置
は、切替回路が法線方向の異なる複数のフェーズドアレ
イアンテナの何れか一つを選択して切り替える。According to a second aspect of the present invention, the switching circuit selects and switches any one of a plurality of phased array antennas having different normal directions .
【００２１】請求項３のフェーズドアレイアンテナ装置
は、切替回路が法線方向が１８０°異なる向きに配置さ
れた二個のフェーズドアレイアンテナの何れか一つを選
択して切り替える。In the phased array antenna device according to the third aspect , the switching circuit selects and switches one of the two phased array antennas arranged in directions whose normal directions are different by 180 ° .
【００２２】請求項４のフェーズドアレイアンテナ装置
は、ビーム中心とフェーズドアレイアンテナの法線方向
との角度が大きくなる方向と小さくなる方向で、位置決
め機構の固定する角度方向を変化させる。The phased array antenna system according to claim 4, the beam center and the phased array angle larger direction decreases direction and the normal direction of the antenna, to change the angular degree direction to affix the positioning mechanism.
【００２３】請求項５のフェーズドアレイアンテナ装置
は、角速度が正の場合と負の場合で位置決め機構の固定
する角度方向を変化させる。[0023] The phased array antenna system according to claim 5, the angular velocity alters the fixed <br/> to that angular degrees of positive cases and negative cases in the positioning mechanism.
【００２４】[0024]
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１は本発明の実施例１によるフェーズドアレイ
アンテナに関する構成図である。また、図２には本発明
のフェーズドアレイアンテナにおけるビーム角度に対す
る利得の変化を示す図である。図において、１ｉ（ｉ＝
１〜ｎ）は素子アンテナ、２ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は素子ア
ンテナ１ｉからの受信信号、あるいは素子アンテナ１ｉ
へ供給する送信信号の位相量を変化させるための移相
器、３は素子アンテナ１ｉで受信した信号を合成し、ま
た素子アンテナ１ｉへ供給する信号を分配する分配合成
回路、４は移相器２ｉの位相を制御するための位相制御
回路、５はフェーズドアレイアンテナのビームを所定の
方向に向けるための角度指令回路、６はこれら素子アン
テナ１ｉ、移相器２ｉおよび分配合成回路３で構成され
る１つのフェーズドアレイアンテナ、７はフェーズドア
レイアンテナ６を予め決められた位置に固定するための
位置決め機構、８は角度指令回路５からの制御信号で、
位置決め機構７を制御するための駆動制御回路である。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram relating to a phased array antenna according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a change in gain with respect to a beam angle in the phased array antenna of the present invention. In the figure, 1i (i =
1 to n) are element antennas, 2i (i = 1 to n) are received signals from the element antenna 1i, or the element antennas 1i
Phase shifter 3 for changing the phase amount of the transmission signal supplied to the element antenna 1i, a distributing / combining circuit 3 for distributing the signal supplied to the element antenna 1i, and a phase shifter 4 for distributing the signal supplied to the element antenna 1i. A phase control circuit for controlling the phase of 2i, an angle command circuit for directing a beam of the phased array antenna in a predetermined direction, and an element antenna 1i, a phase shifter 2i, and a distribution / synthesis circuit 3 are provided. One phased array antenna, 7 is a positioning mechanism for fixing the phased array antenna 6 at a predetermined position, 8 is a control signal from the angle command circuit 5,
This is a drive control circuit for controlling the positioning mechanism 7.
【００２５】次に動作について説明する。ジャイロ等の
信号を使用して、角度指令回路５で予め算出したフェー
ズドアレイアンテナのビーム角度θは制御回路４に与え
られる。一方位相制御回路４では、上記指令角度θに対
して、数１で与えられる位相量Фｉ（ｉ＝１〜ｎ）を移
相器２ｉに与え、制御する。Next, the operation will be described. The beam angle θ of the phased array antenna calculated in advance by the angle command circuit 5 using a gyro signal or the like is given to the control circuit 4. On the other hand, the phase control circuit 4 controls the phase shifter 2i by giving a phase amount Фi (i = 1 to n) given by Expression 1 to the command angle θ.
【００２６】ここで、ビーム方向ｓｉが、フェーズドア
レイアンテナ６のビーム中心すなわちこのフェーズドア
レイアンテナの法線方向ベクトルｎ1 から離れてくる
と、フェーズドアレイアンテナのビーム指向方向に対す
る投影面積の低下及び素子アンテナ１ｉの素子パターン
によって、近似的に数２で表される利得の低下ΔＧが生
じる。[0026] Here, the beam direction si is the coming away from the beam center or normal vector n 1 of the phased array antenna of the phased array antenna 6, lowering and element of the projection area to the beam pointing direction of the phased array antenna Due to the element pattern of the antenna 1i, a gain decrease ΔG approximately represented by Expression 2 occurs.
【００２７】そこで、予め決められた角度θ1 になった
時、フェーズドアレイアンテナ６を予め決められた位
置、すなわちその法線方向がｎ2 で表される方向に角度
指令回路５からの制御信号を基に駆動制御回路８を動作
させ、位置決め機構７で固定させる。Therefore, when the angle θ 1 reaches the predetermined angle, the phased array antenna 6 is moved to the predetermined position, that is, the control signal from the angle command circuit 5 to the direction whose normal direction is represented by n 2. , The drive control circuit 8 is operated and fixed by the positioning mechanism 7.
【００２８】次に角度がθ2 になった時、同様にフェー
ズドアレイアンテナ６を角度指令回路５からの制御信号
を基に駆動制御回路８を動作させ、位置決め機構７で法
線方向がｎ3 となる方向に固定させ、この動作を継続し
て行うことによって、図２に示すように、少ない素子ア
ンテナで利得低下の小さいフェーズドアレイアンテナを
実現できる。Next, when the angle becomes θ 2 , similarly, the drive control circuit 8 is operated on the phased array antenna 6 based on the control signal from the angle command circuit 5, and the normal direction is changed to n 3 by the positioning mechanism 7. By performing this operation continuously, the phased array antenna having a small gain reduction with a small number of element antennas can be realized as shown in FIG.
【００２９】この実施例によれば、方位角方向に駆動
し、駆動制御装置からの信号により、予め決められた任
意の複数箇所での固定が可能となるよう位置決め機構の
制御を行い、広い角度範囲にわたって利得低下が少な
く、かつ少ない素子アンテナ数でビームを走査すること
ができるフェーズドアレイアンテナが得られる効果があ
る。According to this embodiment, the positioning mechanism is driven in the azimuth direction, and the positioning mechanism is controlled by signals from the drive control device so as to enable fixing at a plurality of predetermined predetermined positions. There is an effect that a phased array antenna which can scan a beam with a small number of element antennas with a small gain reduction over the range is obtained.
【００３０】実施例２．図３は、この発明の実施例２を
示すフェーズドアレイアンテナのブロック図である。上
記実施例１では、フェーズドアレイアンテナとして、１
つのみを有し、これらを角度によって予め決められた位
置に駆動制御する構成としたが、図３においては、２つ
のフェーズドアレイアンテナ６1 ：６2 を配置した構成
とし、これらを切替回路１０でいずれか一つのフェーズ
ドアレイアンテナを選択して切り替える構成としたの
で、広い範囲にわたって利得低下が少なく、かつ位置決
め機構を簡素化できる効果がある。なお、上記実施例で
はフェーズドアレイアンテナ６として、２つの場合を示
したが、任意の複数のフェーズドアレイアンテナで構成
しても、同じ効果が得られる。Embodiment 2 FIG. FIG. 3 is a block diagram of a phased array antenna according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, as the phased array antenna, 1
In the configuration shown in FIG. 3, two phased array antennas 6 1 : 6 2 are arranged and these are switched. Therefore, since any one of the phased array antennas is selected and switched, there is an effect that the reduction in gain is small over a wide range and the positioning mechanism can be simplified. In the above embodiment, two phased array antennas 6 have been described. However, the same effect can be obtained by using a plurality of phased array antennas.
【００３１】この実施例によれば、複数のフェーズドア
レイアンテナを配置した構成とし、これらを切替回路で
いずれか一つのフェーズドアレイアンテナを選択して切
り替える構成としたので、位置決め機構が簡素化される
広い範囲にわたって利得低下が少なく、かつ位置決め機
構を簡素化できる効果がある。According to this embodiment, since a configuration in which a plurality of phased array antennas are arranged and a switching circuit selects and switches any one of the phased array antennas is employed, the positioning mechanism is simplified. There is an effect that the reduction in gain is small over a wide range and the positioning mechanism can be simplified.
【００３２】実施例３．図４は、この発明の実施例３を
示すフェーズドアレイアンテナのブロック図である。上
記実施例では、２つのフェーズドアレイアンテナ６1 ，
６2 を配置した構成とし、これらを切替回路１０でいず
れか一つのフェーズドアレイアンテナを選択して切り替
える構成としているが、図４に示すように、フェーズド
アレイアンテナ６1 とフェーズドアレイアンテナ６2 を
方位角を１８０°異なる方向に配置した構成とし、切替
回路（図示せず）でいずれかを選択して切り替える構成
とすることによって、天頂方向を通過する目標物に対し
ても、追尾が可能となる効果が得られる。Embodiment 3 FIG. FIG. 4 is a block diagram of a phased array antenna according to a third embodiment of the present invention. In the above embodiment, two phased array antennas 6 1 ,
A configuration of arranging the 6 2, although these are configured to switch by selecting one of the phased array antenna with a switching circuit 10, as shown in FIG. 4, the phased array antenna 61 and the phased array antenna 6 2 By adopting a configuration in which the azimuths are arranged in directions different from each other by 180 ° and a configuration in which one of them is selected and switched by a switching circuit (not shown), it is possible to track a target passing through the zenith direction. Is obtained.
【００３３】この実施例によれば、２つのフェーズドア
レイアンテナを方位角方向に１８０°異なる方向に配置
した構成とし、切替回路でいずれかを選択して切り替え
る構成とすることによって、天頂方向を通過する目標物
に対しても、追尾が可能となる効果が得られる。According to this embodiment, two phased array antennas are arranged in directions different from each other by 180 ° in the azimuth direction, and one of them is selected and switched by a switching circuit, so that the antenna passes through the zenith direction. An effect of enabling tracking can be obtained even for a target that moves.
【００３４】実施例４．図５は、この発明の実施例４を
示すビーム角度に対する利得の変化を示す図である。上
記実施例１においては、図２に示すように角度θ0 ，θ
1 ，θ2 ，・・・・・においてフェーズドアレイアンテ
ナ６の法線方向を位置決め機構７を用いて駆動させる構
成としているが、図５に示すように、法線方向ｎ1 の位
置に固定されている状態から、角度θが大きくなると、
角度θ1Bで法線方向ｎ2 に位置決め機構７を用いて固定
させ、一方ここから角度θが小さくなる場合には、上記
とは逆に角度θ1Aで法線方向ｎ1 の位置に固定される、
すなわち、角度が大きくなる方向と小さくなる方向で、
固定角度を変える角度を変化させる構成とすることによ
って、位置決め機構７を駆動して、フェーズドアレイア
ンテナ６の法線方向を切り替える頻度を低減できる効果
が得られる。Embodiment 4 FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a change in gain with respect to a beam angle according to the fourth embodiment of the present invention. In the first embodiment, the angle theta 0 as shown in FIG. 2, theta
The normal direction of the phased array antenna 6 is driven using the positioning mechanism 7 at 1 , θ 2 ,..., But is fixed at the position of the normal direction n 1 as shown in FIG. When the angle θ increases from the state where
When the angle θ decreases from the angle θ 1B in the normal direction n 2 using the positioning mechanism 7, the angle θ 1B is fixed to the position in the normal direction n 1 at the angle θ 1A. ,
That is, in the direction where the angle increases and the direction where the angle decreases,
By adopting a configuration in which the angle at which the fixed angle is changed is changed, the frequency of switching the normal direction of the phased array antenna 6 by driving the positioning mechanism 7 can be reduced.
【００３５】この実施例によれば、角度が大きくなる方
向と小さくなる方向で、固定角度を変える角度を変化さ
せる構成とすることによって、位置決め機構を駆動し
て、フェーズドアレイアンテナの法線方向を切り替える
頻度を低減できる効果が得られる。According to this embodiment, by changing the angle at which the fixed angle is changed in the direction in which the angle increases and in the direction in which the angle decreases, the positioning mechanism is driven to change the normal direction of the phased array antenna. The effect of reducing the switching frequency can be obtained.
【００３６】実施例５．図６は、この発明の実施例５を
示すフェーズドアレイアンテナのブロック図である。上
記実施例４においては、図５に示すように、法線方向ｎ
1 の位置に固定されている状態から、角度θが大きくな
ると、角度θ1Bで法線方向ｎ2 に位置決め機構７を用い
て固定させ、一方ここから角度θが小さくなる場合に
は、上記とは逆に角度θ1Aで法線方向ｎ1 の位置に固定
される構成としているが、図６に示すように、角度指令
回路５からの角度情報に基づき角度の変化方向すなわち
角速度の正負を判定する角速度判定回路９を構成し、角
速度が正の場合、角速度θ1Bで法線方向ｎ2 の位置に固
定させ、角度θ1Bで法線方向ｎ2 の位置に位置決め機構
７を用いて固定させ、一方角速度が負の場合には、上記
とは逆に角度θ1Aで法線方向ｎ1 の位置に固定させる構
成とすることによって、位置決め機構７を駆動して、フ
ェーズドアレイアンテナ６の法線方向を切り替える頻度
を低減できる効果が得られる。Embodiment 5 FIG. FIG. 6 is a block diagram of a phased array antenna according to a fifth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, as shown in FIG.
When the angle θ increases from the state of being fixed at the position 1 , the angle θ 1B is fixed by using the positioning mechanism 7 in the normal direction n 2 at the angle θ 1B , and when the angle θ decreases from here, Is configured to be fixed at a position in the normal direction n 1 at an angle θ 1A , but as shown in FIG. 6, the change direction of the angle, that is, the sign of the angular velocity is determined based on the angle information from the angle command circuit 5. to configure the angular velocity determining circuit 9, when the angular velocity is positive, it is fixed at a position in the normal direction n 2 at an angular velocity theta 1B, the positioning mechanism 7 to the position of the normal direction n 2 at an angle theta 1B is fixed using On the other hand, when the angular velocity is negative, the positioning mechanism 7 is driven by fixing the position at the angle θ 1A to the position in the normal direction n 1 , and the normal to the phased array antenna 6. The effect of reducing the frequency of switching directions can be obtained.
【００３７】この実施例によれば、角度指令回路からの
角度情報に基づき角度の変化方向すなわち角速度の正負
を判定する角速度判定回路を構成し、角速度が正の場合
と負の場合で固定角度を変える角度を変化させることに
よって、位置決め構成を駆動して、フェーズドアレイア
ンテナの法線方向を切り替える頻度を低減できる効果が
得られる。According to this embodiment, an angular velocity judging circuit for judging the direction of change of the angle, that is, the sign of the angular velocity, based on the angle information from the angle command circuit is constituted, and the fixed angle is determined depending on whether the angular velocity is positive or negative. By changing the angle to be changed, it is possible to obtain an effect that the frequency of switching the normal direction of the phased array antenna can be reduced by driving the positioning configuration.
【００３８】[0038]
【発明の効果】請求項１のフェーズドアレイアンテナ装
置は、アンテナ素子への送信信号の位相量を変化させて
ビームを所望の方向に向けるフェーズドアレイアンテナ
において、該フェーズドアレイアンテナを方位角方向に
駆動し、駆動制御装置からの信号により、予め決められ
た任意の複数箇所での固定が可能となるよう位置決め機
構を制御する構成にしたので、広い角度範囲で利得低下
が少なく、かつ少ないアンテナ素子数でビームを走査で
きる。According to the first aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna device.
The position is changed by changing the phase amount of the transmission signal to the antenna element.
Phased array antenna that directs beam to desired direction
In, the phased array antenna in the azimuth direction
Driving, predetermined by the signal from the drive control device
Positioning machine so that it can be fixed at any multiple locations
Since the structure is controlled , the beam can be scanned with a small gain reduction over a wide angle range and with a small number of antenna elements.
【００３９】[0039]
【００４０】請求項２のフェーズドアレイアンテナ装置
は、法線方向の異なる複数のフェーズドアレイアンテナ
を有し、フェーズドアレイアンテナの何れか一つを選択
して切り替える切替回路を備えた構成にしたので、位置
決め機構を簡素化できる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna device having a plurality of phased array antennas having different normal directions and a switching circuit for selecting and switching any one of the phased array antennas. The positioning mechanism can be simplified.
【００４１】請求項３のフェーズドアレイアンテナ装置
は、法線方向が１８０°異なる向きに配置された二個の
フェーズドアレイアンテナを有し、フェーズドアレイア
ンテナの何れか一つを選択して切り替える切替回路を備
えた構成にしたので、天頂方向を通過する目標物に対し
ても追尾が可能となる。According to a third aspect of the present invention, there is provided a phased array antenna device having two phased array antennas arranged at directions different by 180 ° in a normal direction , and a switching circuit for selecting and switching any one of the phased array antennas. , It is possible to track even a target passing in the zenith direction.
【００４２】請求項４のフェーズドアレイアンテナ装置
は、駆動制御装置は、ビーム中心とフェーズドアレイア
ンテナの法線方向との角度が大きくなる方向と小さくな
る方向で、位置決め機構の固定する角度方向を変化させ
る構成にしたので、フェーズドアレイアンテナの法線方
向を切り替える頻度を低減できる。The phased array antenna system according to claim 4, the drive control device, an angle becomes smaller with increasing direction direction and the normal direction of the beam center and phased array antennas, fixed to that angles the direction of the positioning mechanism Is changed, the frequency of switching the normal direction of the phased array antenna can be reduced.
【００４３】請求項５のフェーズドアレイアンテナ装置
は、角速度の正負を判定する角速度判定回路を有し、駆
動制御装置は、角速度が正の場合と負の場合で位置決め
機構の固定する角度方向を変化させる構成にしたので、
フェーズドアレイアンテナの法線方向を切り替える頻度
を低減できる。The phased array antenna system according to claim 5, comprising an angular velocity determination circuit for determining the sign of the angular velocity, the drive control device is fixed to that angles the direction of the positioning mechanism in case when the negative angular velocity is positive Is changed so that
The frequency of switching the normal direction of the phased array antenna can be reduced.
【図１】 この発明の実施例１のフェーズドアレイアン
テナを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a phased array antenna according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の実施例１のフェーズドアレイアン
テナにおけるビーム角度に対する利得の変化を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating a change in gain with respect to a beam angle in the phased array antenna according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施例２のフェーズドアレイアン
テナを示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a phased array antenna according to a second embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施例３のフェーズドアレイアン
テナを示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a phased array antenna according to a third embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施例４のフェーズドアレイアン
テナにおけるビーム角度に対する利得の変化を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram illustrating a change in gain with respect to a beam angle in a phased array antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の実施例５のフェーズドアレイアン
テナを示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a phased array antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
【図７】 従来のフェーズドアレイアンテナを示すブロ
ック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a conventional phased array antenna.
【図８】 従来の複数のフェーズドアレイアンテナを切
り替える構成となるフェーズドアレイアンテナを示すブ
ロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a conventional phased array antenna configured to switch a plurality of phased array antennas.
【図９】 従来のフェーズドアレイアンテナを機械回転
させる構成となるフェーズドアレイアンテナを示すブロ
ック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a conventional phased array antenna configured to mechanically rotate a phased array antenna.
１ｉ 素子アンテナ、２ｉ 移相器、３ 分配合成回
路、４ 制御回路、５ビーム指令回路、６ フェーズド
アレイアンテナ、７ 位置決め機構、８ 駆動制御回
路、９ 角速度判定回路、１０ 切替回路、１１ 機械
回転機構、１２モータ。Reference Signs List 1i element antenna, 2i phase shifter, 3 distribution / combination circuit, 4 control circuit, 5 beam command circuit, 6 phased array antenna, 7 positioning mechanism, 8 drive control circuit, 9 angular velocity judgment circuit, 10 switching circuit, 11 mechanical rotation mechanism , 12 motors.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 25/04 H04B 1/18 - 1/24 H04B 7/00 H04B 7/02 - 7/12 H04L 1/02 - 1/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01Q 3/00-3/46 H01Q 21/00-25/04 H04B 1/18-1/24 H04B 7 / 00 H04B 7/02-7/12 H04L 1/02-1/06
Claims (5)
化させてビームを所望の方向に向けるフェーズドアレイ
アンテナにおいて、該フェーズドアレイアンテナを方位
角方向に駆動し、駆動制御装置からの信号により、予め
決められた任意の複数箇所での固定が可能となるよう位
置決め機構を制御することを特徴とするフェーズドアレ
イアンテナ装置。 1. The method according to claim 1, wherein the phase of the transmission signal to the antenna element is changed.
Phased array that turns the beam into a desired direction
In the antenna, the phased array antenna
Driving in the angular direction, and in advance by a signal from the drive control device
It is positioned so that it can be fixed at multiple
A phased array characterized by controlling a positioning mechanism
I antenna device.
イアンテナを有し、該フェーズドアレイアンテナの何れ
か一つを選択して切り替える切替回路を備えた請求項１
記載のフェーズドアレイアンテナ装置。 2. A plurality of phased arrays having different normal directions.
A phased array antenna
2. A switching circuit, comprising: a switching circuit for selecting and switching one of them.
The described phased array antenna device.
れた二個のフェーズドアレイアンテナを有し、該フェー
ズドアレイアンテナの何れか一つを選択して切り替える
切替回路を備えた請求項１記載のフェーズドアレイアン
テナ装置。 3. An arrangement in which normal directions are different by 180 °.
And two phased array antennas
Select and switch one of the array antennas
2. The phased array antenna according to claim 1, further comprising a switching circuit.
Tena device.
ドアレイアンテナの法線方向との角度が大きくなる方向
と小さくなる方向で、位置決め機構の固定する角度方向
を変化させることを特徴とする請求項１記載のフェーズ
ドアレイアンテナ装置。 4. The drive control device includes a beam center and a phase.
Direction at which the angle to the normal direction of the array antenna increases
Angle direction in which the positioning mechanism is fixed
2. The phase according to claim 1, wherein
Array antenna device.
を有し、駆動制御装置は、角速度が正の場合と負の場合
で位置決め機構の固定する角度方向を変化させることを
特徴とする請求項１記載のフェーズドアレイアンテナ装
置。 5. An angular velocity determining circuit for determining whether the angular velocity is positive or negative.
And the drive control device determines whether the angular velocity is positive or negative.
To change the angle direction of the positioning mechanism
2. The phased array antenna device according to claim 1, wherein:
Place.
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|---|---|---|---|
| JP06228053A JP3115194B2 (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Phased array antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06228053A JP3115194B2 (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Phased array antenna device |
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| JPH0897758A JPH0897758A (en) | 1996-04-12 |
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| JP06228053A Expired - Fee Related JP3115194B2 (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Phased array antenna device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1994
- 1994-09-22 JP JP06228053A patent/JP3115194B2/en not_active Expired - Fee Related
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