JP3278113B2 - Array antenna device - Google Patents
Array antenna deviceInfo
- Publication number
- JP3278113B2 JP3278113B2 JP02669799A JP2669799A JP3278113B2 JP 3278113 B2 JP3278113 B2 JP 3278113B2 JP 02669799 A JP02669799 A JP 02669799A JP 2669799 A JP2669799 A JP 2669799A JP 3278113 B2 JP3278113 B2 JP 3278113B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- array antenna
- azimuth
- array
- scanning
- 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
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイアンテナの
放射ビーム形成手段に関し、特に近接した２つのアレイ
アンテナを用いた合成放射ビームによってビーム走査を
行う際の放射ビーム形成手段に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation beam forming means for an array antenna, and more particularly to a radiation beam forming means for performing beam scanning with a combined radiation beam using two adjacent array antennas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近接した２つのアレイアンテナを用いて
ビーム走査を行うアレイアンテナ装置は、従来、図７に
示すような構成からなっている。2. Description of the Related Art An array antenna device for performing beam scanning using two array antennas in close proximity has conventionally been configured as shown in FIG.
【０００３】図７において、それぞれ送信機１２および
１３に接続されたアレイアンテナ１および２は互いに近
接して設置され、アレイアンテナ１で形成する放射ビー
ムとアレイアンテナ２で形成する放射ビームで送受信さ
れる信号が合成される。ビーム制御インターフェース回
路３は、アレイアンテナ１および２に対する所要の放射
ビーム形状、放射する方位、仰角の指示データを受け
て、放射ビーム形状および走査方位算出回路１４、１７
に出力する。In FIG. 7, array antennas 1 and 2 connected to transmitters 12 and 13 are installed close to each other, and transmit and receive a radiation beam formed by array antenna 1 and a radiation beam formed by array antenna 2. Signals are synthesized. The beam control interface circuit 3 receives the required radiation beam shape, radiating azimuth, and elevation angle instruction data for the array antennas 1 and 2 and receives the radiation beam shape and scanning azimuth calculating circuits 14 and 17.
Output to
【０００４】放射ビーム形状および走査方位算出回路１
４および１７は、ビーム制御インターフェース回路３か
ら入力された放射ビームに関する指示データに従ってア
レイアンテナ１および２で形成すべき放射ビームの形状
と走査方位または仰角を算出して、素子アンテナ励振条
件算出回路１５および１８に出力する素子アンテナ励振
条件算出回路１５および１８は、放射ビーム形状および
走査方位算出回路１４および１７で算出されたビーム形
状と放射する方位から、アレイアンテナ１および２の開
口面の励振分布を求めて各素子アンテナの位相と振幅の
励振条件を算出して、素子アンテナ励振位相振幅設定回
路１６および１９に出力する。A radiation beam shape and scanning direction calculation circuit 1
4 and 17 calculate the shape and scanning azimuth or elevation angle of the radiation beam to be formed by the array antennas 1 and 2 according to the instruction data on the radiation beam input from the beam control interface circuit 3, and calculate the element antenna excitation condition calculation circuit 15 The element antenna excitation condition calculating circuits 15 and 18 output to the antenna antennas 18 and 18 calculate the excitation distribution of the aperture surfaces of the array antennas 1 and 2 based on the radiation beam shape and the beam shape calculated by the scanning azimuth calculating circuits 14 and 17 and the radiating azimuth. Is calculated, and the phase and amplitude excitation conditions of each element antenna are calculated and output to the element antenna excitation phase and amplitude setting circuits 16 and 19.
【０００５】素子アンテナ励振位相振幅設定回路１６お
よび１９は、素子アンテナ励振条件算出回路１５および
１８によって求められた開口面励振条件に従って、アレ
イアンテナ１および２の各素子アンテナ毎に備えられた
開口面の励振分布の位相と振幅を制御するための移相器
や減衰器を所要の値に設定する。The element antenna excitation phase / amplitude setting circuits 16 and 19 are provided with aperture planes provided for each of the array antennas 1 and 2 in accordance with the aperture plane excitation conditions obtained by the element antenna excitation condition calculation circuits 15 and 18. The phase shifter and the attenuator for controlling the phase and amplitude of the excitation distribution are set to required values.
【０００６】この従来のアレイアンテナ装置は、アレイ
アンテナ１で形成する放射ビームとアレイアンテナ２で
形成する放射ビームで送受信される信号を合成すること
により、それぞれのアレイアンテナでは得られない高い
方位または仰角の分解能を得ながら放射ビームを方位お
よび仰角方向に走査している。This conventional array antenna device combines signals transmitted and received by the radiation beam formed by the array antenna 1 and the radiation beam formed by the array antenna 2 to obtain a high azimuth or direction which cannot be obtained by each array antenna. The radiation beam is scanned in azimuth and elevation directions while obtaining elevation resolution.
【０００７】今、アレイアンテナ１の放射ビーム形状と
方位で送受信し、その次にアレイアンテナ２のビーム形
状と方位で送受信し、それぞれの受信信号を合成する
と、目標がアレイアンテナ１とアレイアンテナ２の２つ
の放射ビーム内にともにある場合には受信され、両方ま
たは片方の放射ビームの外側に目標がある場合には受信
されないか、受信電力が小さくなる。そのため、等価的
に、２つの放射ビームが重なり合う部分の形状の放射ビ
ームを有するアンテナを使用した場合と同様の効果があ
り、方位や仰角の分解能が向上する。Now, transmission / reception is performed with the radiation beam shape and direction of the array antenna 1, and then transmission / reception is performed with the beam shape and direction of the array antenna 2, and when the respective received signals are combined, the target is the array antenna 1 and the array antenna 2 Are received when both are within the two radiation beams, and are not received or receive power is reduced when the target is outside both or one of the radiation beams. Therefore, equivalently, the same effect as when an antenna having a radiation beam having a shape of a portion where two radiation beams overlap with each other is obtained, and the resolution of the azimuth and the elevation angle is improved.
【０００８】まず、走査を行う方位と仰角およびビーム
形状（例えばペンシルビームやｃｏｓｅｃ２θ）が決ま
ると、それに対応してアレイアンテナ１の放射ビーム形
状および走査方位を放射ビーム形状および走査方位算出
回路１４により算出し、素子アンテナ励振条件を素子ア
ンテナ励振条件算出回路１５により算出し、そのデータ
に基づいて素子アンテナの励振位相と振幅の設定を素子
アンテナ励振条件設定回路１６により行う。アレイアン
テナ２についても同様にして放射ビームを形成し走査す
ることにより所要の高い分解能の放射ビームを形成する
と共に走査することができる。[0008] First, the azimuth and elevation angles and beam shape to scan (e.g. pencil beam and cosec 2 theta) is determined, it emits a radiation beam shape and scanning direction of the array antenna 1 and correspondingly the beam shape and scanning azimuth calculating circuit 14, the element antenna excitation condition is calculated by the element antenna excitation condition calculation circuit 15, and the excitation phase and amplitude of the element antenna are set by the element antenna excitation condition setting circuit 16 based on the data. By forming and scanning a radiation beam in the same manner for the array antenna 2, a radiation beam having a required high resolution can be formed and scanned.
【０００９】送信ビーム形状および走査方位の算出や素
子アンテナ励振条件の算出には、算出回路を設ける他、
あらかじめ定められた値を記録しておいてその中から選
択したり、機械的な寸法で決まる方式を用いる場合もあ
る。A calculation circuit is provided for calculating the transmission beam shape and scanning azimuth and for calculating the element antenna excitation conditions.
In some cases, a predetermined value is recorded and selected from the values, or a method determined by mechanical dimensions may be used.
【００１０】例えば、精測侵入レーダ装置ＰＡＲ（Prec
ision Approach Radar）の高低アンテナと方位アンテナ
がある。［航空電子装置、岡田實編、日刊工業新聞社ｐ
１３０］これは、アレイアンテナ１の方位アンテナとし
て仰角方向に広く、方位方向には狭い放射ビームを形成
して方位方向にビーム走査を行い、また、アレイアンテ
ナ２を高低アンテナとして仰角方向に狭く、方位方向に
広い放射ビームを形成して仰角方向にビーム走査を行
い、順次アレイアンテナ１とアレイアンテナ２を切り替
えて送受信することにより、方位と仰角方向に狭いビー
ムを形成したのと同じ高分解能を得ながら方位と仰角方
向に放射ビームを走査させている。[0010] For example, a precision penetration radar device PAR (Prec
ision Approach Radar) high and low antennas and directional antennas. [Avionics, Minoru Okada, Nikkan Kogyo Shimbun p.
130] This forms a radiation beam that is wide in the elevation direction and narrow in the azimuth direction as the azimuth antenna of the array antenna 1, performs beam scanning in the azimuth direction, and narrows in the elevation direction by using the array antenna 2 as a height antenna. By forming a wide radiation beam in the azimuth direction, scanning the beam in the elevation direction, and sequentially transmitting and receiving by switching between the array antenna 1 and the array antenna 2, the same high resolution as forming a narrow beam in the azimuth and elevation directions can be obtained. The radiation beam is scanned in the azimuth and elevation directions while obtaining.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】このような、アレイア
ンテナでは、放射ビームを方位または仰角方向に走査さ
せると、アンテナ利得が素子アンテナの指向性により低
下することが知られている。一般に、指向性の相似なア
ンテナを並べたときの合成指向性はアンテナ素子の指向
性と無指向性点放射源の配列の指向性との積で表され
る。［アンテナ・電波伝搬、電子情報通信学会編、コロ
ナ社、Ｐ６１］従って、放射ビームを走査させた場合、
アンテナ素子の指向性によりその方向θの利得が低下す
ると共に、点放射源の配列による開口長がｃｏｓθで減
少するため、アンテナ利得が減少する。In such an array antenna, it is known that when the radiation beam is scanned in the azimuth or elevation direction, the antenna gain is reduced due to the directivity of the element antenna. In general, the combined directivity when the antennas having similar directivities are arranged is represented by the product of the directivity of the antenna element and the directivity of the arrangement of the omnidirectional point radiation sources. [Antenna and radio wave propagation, edited by IEICE, Corona, P61] Therefore, when the radiation beam is scanned,
The gain in the direction θ decreases due to the directivity of the antenna element, and the aperture length due to the arrangement of the point radiation sources decreases by cos θ, so that the antenna gain decreases.
【００１２】実際には、アンテナ素子毎の指向性のばら
つきやアンテナ素子間の相互結合によりアンテナ素子の
指向性の相似性が崩れるため、アンテナ利得の減少のし
かたは複雑になる。一方、レーダアンテナには、しばし
ば等高度の目標の受信電力が距離によらず一定となるｃ
ｏｓｅｃ２θの仰角パターンのようにビーム形状を任意
に整形した放射パターンが使われる。Actually, the similarity of the directivity of the antenna element is lost due to the dispersion of the directivity of each antenna element and the mutual coupling between the antenna elements, so that the method of reducing the antenna gain becomes complicated. On the other hand, radar antennas often have a constant received power of a target at the same altitude regardless of distance.
radiation pattern is used which is arbitrarily shape the beam shape like elevation pattern osec 2 theta.
【００１３】もし、２つのアレイアンテナの合成により
放射ビームを形成するアレイアンテナ装置でこのような
整形された放射ビームの形成を行う場合、例えば、アン
テナ１で仰角方向にｃｏｓｅｃ２θの放射ビームを形成
しておいて送信し、アレイアンテナ２の仰角方向に狭い
放射ビームを仰角方向に走査させてかつ、アンテナ利得
がｃｏｓｅｃ２θで変化するように制御して受信するか
ｃｏｓｅｃ２θで変化したように受信利得を変化させる
必要がある。その場合、前記のように放射ビームの走査
角度によりアレイアンテナ２のアンテナ利得が変化する
ため、単にｃｏｓｅｃ２θで変化させると誤差が生ずる
という問題がある。[0013] If, in the case of the formation of such shaped radiation beam array antenna apparatus that forms a radiation beam by combining two array antennas, for example, a radiation beam of cosec 2 theta in the elevation direction in the antenna 1 formed and transmitted leave, and with a narrow radiation beam in the elevation direction of the array antenna 2 is scanned in the elevation direction, the antenna gain is varied or cosec 2 theta and controlling the reception to vary in cosec 2 theta It is necessary to change the reception gain as described above. In this case, since the antenna gain of the array antenna 2 by scanning the angle of the radiation beam as described above is changed, simply is a problem that is varied by the cosec 2 theta error occurs.
【００１４】また、アレイアンテナ１を仰角方向に狭
く、方位方向に広い放射ビームにして仰角方向に走査さ
せると共に、アレイアンテナ２を方位方向に狭く、仰角
方向に広い放射ビームにして方位方向に走査させた場
合、アレイアンテナ１の走査角度とアレイアンテナ２の
走査角度のそれぞれに応じてアンテナ利得が変化し、所
要のアンテナ利得に対して誤差が生ずるという問題があ
る。In addition, the array antenna 1 is scanned in the elevation direction with a narrow radiation beam in the elevation direction and a wide radiation beam in the azimuth direction, and the array antenna 2 is scanned in the azimuth direction with a narrow radiation beam in the azimuth direction and a wide radiation beam in the elevation direction. In this case, there is a problem that the antenna gain changes according to each of the scanning angle of the array antenna 1 and the scanning angle of the array antenna 2, and an error occurs with respect to the required antenna gain.
【００１５】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、アレ
イアンテナ１とアレイアンテナ２の放射ビームを走査さ
せることにより生ずるアンテナ利得の変化のデータを基
に、アレイアンテナ１またはアレイアンテナ２のアンテ
ナ利得や受信利得に補正を加え、合成後のアンテナ利得
が所要の値となるようにする手段を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an antenna for an array antenna 1 or 2 based on data of a change in antenna gain caused by scanning a radiation beam from the array antenna 1 and array antenna 2. It is an object of the present invention to provide means for correcting the gain and the reception gain so that the combined antenna gain has a required value.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明のアレイアンテナ
装置は、それぞれが複数の素子アンテナにより構成され
る２つの近接したアレイアンテナと、各アレイアンテナ
の所要の放射ビーム形状、放射する方位、仰角の指示デ
ータを受けるビーム制御インターフェース回路と、放射
ビームに関する指示データに従って各アレイアンテナで
形成すべき放射ビームの形状と走査方位または仰角を定
める放射ビーム形状および走査方位算出回路と、算出さ
れたビーム形状と放射する方位から各アレイアンテナの
開口面の励振分布を求めてそれぞれのアレイアンテナを
構成する各素子アンテナの位相と振幅の励振条件を算出
する素子アンテナ励振条件算出回路と、求められた開口
面励振条件に従ってそれぞれのアレイアンテナの各素子
アンテナ毎に備えられた開口面の励振分布の位相と振幅
を制御するための移相器や減衰器を所要の値に設定する
素子アンテナ励振位相振幅設定回路とで構成されるアレ
イアンテナ装置において、各アレイアンテナのそれぞれ
の放射ビームに設定した形状と走査方位または仰角に対
応したアンテナ利得の値を記録するビーム走査時アンテ
ナ利得データ記録回路と、各アレイアンテナのビーム形
状と走査方位およびビーム走査時のアンテナ利得データ
に基づいて、各アレイアンテナの合成のアンテナ利得が
所要の値となるように、２つのアレイアンテナの片方ま
たは両方のビーム走査時のアンテナ利得を補正するため
の、ビーム走査時送受信アンテナ利得補正値算出回路と
を付加したことを特徴とする。An array antenna apparatus according to the present invention comprises two adjacent array antennas each including a plurality of element antennas, a required radiation beam shape, a radiation azimuth, and an elevation angle of each array antenna. A beam control interface circuit for receiving the instruction data of the radiation beam, a radiation beam shape and scanning azimuth calculation circuit for determining the shape of the radiation beam and the scanning azimuth or elevation angle to be formed by each array antenna according to the instruction data relating to the radiation beam, and the calculated beam shape An element antenna excitation condition calculation circuit for calculating the excitation distribution of the phase and amplitude of each element antenna constituting each array antenna by obtaining the excitation distribution of the aperture surface of each array antenna from the radiating direction, and the obtained aperture surface Prepare for each element antenna of each array antenna according to excitation conditions And an element antenna excitation phase / amplitude setting circuit that sets a phase shifter or attenuator to a required value to control the phase and amplitude of the excitation distribution on the aperture opening. A beam scanning antenna gain data recording circuit that records the antenna gain value corresponding to the shape and scanning azimuth or elevation angle set for each radiation beam, and the beam shape and scanning azimuth of each array antenna and antenna gain data during beam scanning. Based on the above, the transmission / reception antenna gain correction value at the time of beam scanning for correcting the antenna gain at the time of beam scanning of one or both of the two array antennas so that the combined antenna gain of each array antenna becomes a required value And a calculation circuit.
【００１７】本発明は、上記構成とすることにより、ア
レイアンテナ総合のアンテナ利得を放射ビームの形状と
走査方位や仰角によらず、精度良く設定することができ
る。According to the present invention, the antenna gain of the array antenna can be set with high accuracy irrespective of the shape of the radiation beam, the scanning azimuth and the elevation angle.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の全
体構成を示すアレイアンテナ装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an array antenna device showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
【００１９】本発明のアレイアンテナ装置は、複数の素
子アンテナより構成される２つの近接したアレイアンテ
ナ１および２と、所要の送信受信放射ビーム形状、放射
する方位、仰角の指示データを受けるビーム制御インタ
ーフェース回路３と、放射ビームに関する指示データに
従ってアレイアンテナ１で形成すべき放射ビームの形状
と走査方位を定める送信ビーム形状および走査方位算出
回路４と、算出されたビーム形状と放射する方位からア
レイアンテナ１の開口面の励振分布を求めて各素子アン
テナの位相と振幅の励振条件を算出する送信素子アンテ
ナ励振条件算出回路５と、求められた開口面励振条件に
従ってアレイアンテナ１の各素子アンテナ毎に備えられ
た開口面の励振分布の位相と振幅を制御するための移相
器や減衰器を所要の値に設定する送信素子アンテナ励振
位相振幅設定回路６と、放射ビームに関する指示データ
に従ってアレイアンテナ２で形成すべき受信ビームの形
状と走査方位を定める受信ビーム形状および走査方位算
出回路７と、算出されたビーム形状と放射する方位から
アレイアンテナ２の開口面の励振分布を求めて各素子ア
ンテナの位相と振幅の励振条件を算出する受信素子アン
テナ励振条件算出回路８と、求められた開口面励振条件
に従ってアレイアンテナ２の各素子アンテナ毎に備えら
れた開口面の励振分布の位相と振幅を制御するための移
相器や減衰器を所要の値に設定する受信素子アンテナ励
振位相振幅設定回路９と、アレイアンテナ１および２の
それぞれの放射ビームに設定した形状と走査方位または
仰角に対応したアンテナ利得の値を記録したビーム走査
時アンテナ利得データ記録回路１０と、アレイアンテナ
１および２のビーム形状と走査方位およびビーム走査時
のアンテナ利得データに基づいて、アレイアンテナ１お
よび２の合成のアンテナ利得が所要の値となるように、
アレイアンテナ１とアレイアンテナ２の片方または両方
のビーム走査時のアンテナ利得を補正するための、ビー
ム走査時アレイアンテナ利得補正値算出回路１１とで構
成される。The array antenna apparatus according to the present invention comprises two adjacent array antennas 1 and 2 each composed of a plurality of element antennas, and a beam control for receiving required transmission / reception radiation beam shape, radiating azimuth and elevation angle instruction data. An interface circuit 3, a transmission beam shape and scanning direction calculation circuit 4 for determining the shape and scanning direction of the radiation beam to be formed by the array antenna 1 according to the instruction data relating to the radiation beam, and an array antenna based on the calculated beam shape and the radiating direction. A transmission element antenna excitation condition calculation circuit 5 for calculating the excitation conditions of the phase and amplitude of each element antenna by obtaining the excitation distribution of the aperture antenna 1; and for each element antenna of the array antenna 1 according to the obtained aperture surface excitation condition. Requires phase shifters and attenuators to control the phase and amplitude of the excitation distribution on the provided aperture A transmission element antenna excitation phase amplitude setting circuit 6 for setting the value to a value, a reception beam shape and scanning direction calculation circuit 7 for determining the shape and scanning direction of the reception beam to be formed by the array antenna 2 according to the instruction data regarding the radiation beam, A receiving element antenna excitation condition calculating circuit 8 for calculating the excitation distribution of the aperture of the array antenna 2 from the beam shape and the radiating direction to calculate the phase and amplitude excitation conditions of each element antenna, and the obtained aperture plane excitation condition A receiving element antenna excitation phase amplitude setting circuit 9 for setting a phase shifter or an attenuator for controlling the phase and amplitude of the excitation distribution on the aperture surface provided for each element antenna of the array antenna 2 to a required value according to , The shape set for each radiation beam of the array antennas 1 and 2 and the value of the antenna gain corresponding to the scanning azimuth or elevation angle Based on the recorded antenna gain data recording circuit 10 at the time of beam scanning and the beam shapes and scanning azimuths of the array antennas 1 and 2 and the antenna gain data at the time of beam scanning, the combined antenna gain of the array antennas 1 and 2 has a required value. So that
A beam scanning array antenna gain correction value calculating circuit 11 for correcting the antenna gain during beam scanning of one or both of the array antenna 1 and the array antenna 2 is provided.
【００２０】図２は、アンテナ励振条件補正を受信側の
アレイアンテナ２で行うように構成した本発明の実施の
形態を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention in which the antenna excitation condition is corrected by the array antenna 2 on the receiving side.
【００２１】ビーム走査時アンテナ利得データ記録回路
１０は、アレイアンテナ１の走査方位に対するアンテナ
利得データを記録した、送信アレイアンテナ利得ｖｓ方
位データ記録回路２０、およびアレイアンテナ２の走査
仰角方向に対するアンテナ利得データを記録した受信ア
レイアンテナ利得ｖｓ方位データ記録回路２４によって
構成されている。A beam scanning antenna gain data recording circuit 10 records antenna gain data for the scanning orientation of the array antenna 1, a transmission array antenna gain vs. orientation data recording circuit 20, and an antenna gain of the array antenna 2 for the scanning elevation direction. It is constituted by a receiving array antenna gain vs. azimuth data recording circuit 24 in which data is recorded.
【００２２】ビーム走査時アレイアンテナ利得補正値算
出回路１１は、送信アレイアンテナ利得ｖｓ方位算出回
路２１と、受信アレイアンテナ利得ｖｓ方位算出回路２
３と、送信受信総合アンテナ利得ｖｓ方位の算出回路２
２と、所要送受信総合アンテナ利得算出回路２５と、利
得差算出回路２６と、受信アレイアンテナビーム形状お
よび利得算出回路２７と、受信アンテナ励振条件補正値
算出回路２８とで構成される。The beam scanning time array antenna gain correction value calculation circuit 11 includes a transmission array antenna gain vs. direction calculation circuit 21 and a reception array antenna gain vs. direction calculation circuit 2.
3 and a circuit 2 for calculating the total antenna gain vs. the direction of the transmission and reception
2, a required transmission / reception total antenna gain calculation circuit 25, a gain difference calculation circuit 26, a reception array antenna beam shape and gain calculation circuit 27, and a reception antenna excitation condition correction value calculation circuit 28.
【００２３】送信アレイアンテナ利得ｖｓ方位算出回路
２１は、送信ビーム形状および走査方位算出回路４から
入力された送信ビーム形状および走査方位と、送信アレ
イアンテナ利得ｖｓ方位データ記録回路２０から入力さ
れた走査方位に対するアンテナ利得のデータとから、ア
レイアンテナ１の走査方位に対するアンテナ利得を算出
して送信受信総合アンテナ利得ｖｓ方位の算出回路２２
へ出力する。The transmission array antenna gain vs. azimuth calculation circuit 21 transmits the transmission beam shape and scanning azimuth input from the transmission beam shape and scanning azimuth calculation circuit 4 and the scanning array input from the transmission array antenna gain vs. azimuth data recording circuit 20. From the antenna gain data for the azimuth, the antenna gain for the scanning azimuth of the array antenna 1 is calculated, and the transmission / reception total antenna gain vs. azimuth calculation circuit 22
Output to
【００２４】受信アレイアンテナ利得ｖｓ方位算出回路
２３は、受信ビーム形状および走査方位算出回路７から
入力された受信ビーム形状および走査方位と、受信アレ
イアンテナ利得ｖｓ方位データ記録回路２４から入力さ
れた走査方位に対するアンテナ利得のデータとから、ア
レイアンテナ２の走査方位に対するアンテナ利得を算出
して送信受信総合アンテナ利得ｖｓ方位の算出回路２２
へ出力する。The reception array antenna gain vs. azimuth calculation circuit 23 receives the reception beam shape and scanning azimuth input from the reception beam shape and scanning azimuth calculation circuit 7, and scans the data received from the reception array antenna gain vs azimuth data recording circuit 24. The antenna gain for the scanning azimuth of the array antenna 2 is calculated from the antenna gain data for the azimuth, and the transmission / reception total antenna gain vs azimuth calculation circuit 22 is calculated.
Output to
【００２５】送信受信総合アンテナ利得ｖｓ方位の算出
回路２２は、送信アレイアンテナ利得ｖｓ方位算出回路
２１で求められたアレイアンテナ１のアンテナ利得と受
信アレイアンテナ利得ｖｓ方位算出回路２３で求められ
たアレイアンテナ２のアンテナ利得とから、アレイアン
テナ１とアレイアンテナ２の総合のアンテナ利得ｖｓ方
位を算出して利得差算出回路２６へ出力する。The transmission / reception total antenna gain vs azimuth calculation circuit 22 calculates the antenna gain of the array antenna 1 obtained by the transmission array antenna gain vs azimuth calculation circuit 21 and the array obtained by the reception array antenna gain vs azimuth calculation circuit 23. From the antenna gain of the antenna 2, the total antenna gain vs azimuth of the array antenna 1 and the array antenna 2 is calculated and output to the gain difference calculation circuit 26.
【００２６】所要送受信総合アンテナ利得算出回路２５
は、送信ビーム形状および走査方位算出回路４から入力
された送信ビーム形状および走査方位と、受信ビーム形
状および走査方位算出回路７から入力された受信ビーム
形状および走査方位とから、アレイアンテナ１とアレイ
アンテナ２の総合のアンテナ利得の所要の値を算出して
利得差算出回路２６へ出力する。Required transmission / reception total antenna gain calculation circuit 25
The array antenna 1 and the array are obtained from the transmission beam shape and scanning direction input from the transmission beam shape and scanning direction calculation circuit 4 and the reception beam shape and scanning direction input from the reception beam shape and scanning direction calculation circuit 7. A required value of the total antenna gain of the antenna 2 is calculated and output to the gain difference calculation circuit 26.
【００２７】利得差算出回路２６は、所要送受信総合ア
ンテナ利得算出回路２５で求められた所要送受信総合の
アンテナ利得に対する送信受信総合アンテナ利得ｖｓ方
位の算出回路２２で求められた送信受信総合アンテナ利
得ｖｓ方位の偏差を求めて受信アレイアンテナビーム形
状および利得算出回路２７へ出力する。The gain difference calculating circuit 26 calculates the total transmit / receive antenna gain vs. the total transmit / receive antenna gain vs. the azimuth calculated with respect to the required total transmit / receive antenna gain calculated by the required total transmit / receive antenna gain circuit 25. The azimuth deviation is obtained and output to the reception array antenna beam shape and gain calculation circuit 27.
【００２８】受信アレイアンテナビーム形状および利得
算出回路２７は、利得差算出回路２６で求められた所要
値からのずれを補正した後のアレイアンテナ２のビーム
形状および利得を算出する。The receiving array antenna beam shape and gain calculation circuit 27 calculates the beam shape and gain of the array antenna 2 after correcting the deviation from the required value obtained by the gain difference calculation circuit 26.
【００２９】受信アンテナ励振条件補正値算出回路２８
は、受信アレイアンテナビーム形状および利得算出回路
２７によって定められたアレイアンテナ２の補正後のビ
ーム形状および利得を達成するためのアレイアンテナ２
の開口面の励振条件の補正値を算出する。Receiving antenna excitation condition correction value calculating circuit 28
Is an array antenna 2 for achieving the corrected beam shape and gain of the array antenna 2 determined by the reception array antenna beam shape and gain calculation circuit 27.
Calculate the correction value of the excitation condition of the opening surface of.
【００３０】次に、本発明の実施の形態の動作につい
て、図１、図２および図３を参照して説明する。Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2 and FIG.
【００３１】アレイアンテナ１は方位方向に複数の素子
アンテナが配列されており、方位方向に狭く仰角方向に
広いビームが形成できるので、電子走査により方位方向
のアンテナ開口面励振分布の位相と振幅を制御すること
ができ、また、方位方向にはその開口面励振分布を任意
に変えることができるので和差ビームのような任意のビ
ーム形状が形成できる。Since the array antenna 1 has a plurality of element antennas arranged in the azimuth direction and can form a beam narrow in the azimuth direction and wide in the elevation direction, the phase and amplitude of the antenna aperture excitation distribution in the azimuth direction can be determined by electronic scanning. In addition, since the aperture excitation distribution can be arbitrarily changed in the azimuth direction, an arbitrary beam shape such as a sum-difference beam can be formed.
【００３２】一方、アレイアンテナ２は仰角方向に複数
の素子アンテナが配列されており、仰角方向に狭く方位
方向に広いビームが形成できるので、電子走査により仰
角方向のアンテナ開口面励振分布の位相と振幅を制御す
ることができ、また、仰角方向にはその開口面励振分布
を任意に変えることができるのでｃｏｓｅｃ２θのよう
な任意のビーム形状が形成できる。On the other hand, in the array antenna 2, a plurality of element antennas are arranged in the elevation direction, and a beam narrow in the elevation direction and wide in the azimuth direction can be formed. it is possible to control the amplitude, also in the elevation direction is arbitrary beam shapes, such as cosec 2 theta can be formed because it is possible to change the opening surface excitation distributed arbitrarily.
【００３３】いま、アレイアンテナ１とアレイアンテナ
２の送受信総合のビーム形状として、方位と仰角方向に
狭い、ペンシル状のビーム形状となるように、方位と仰
角方向に走査させるべくビーム制御インターフェース回
路３を介してアレイアンテナにそのビーム形状であるペ
ンシルビームのデータと方位および仰角の走査角度範囲
を指示するデータを入力する。Now, the beam control interface circuit 3 scans in the azimuth and elevation directions so that the total beam shape of the transmission and reception of the array antennas 1 and 2 is narrow in the azimuth and elevation directions, and becomes a pencil-like beam shape. The data of the pencil beam which is the beam shape and the data indicating the scanning angle range of the azimuth and the elevation angle are input to the array antenna via the.
【００３４】例えば、最初に方位と仰角が共に０度の正
面方向にペンシル状の放射ビームを形成する場合、アレ
イアンテナ１の放射ビーム形状を配列方向に狭いペンシ
ル状のビームが正面方向に形成されるように送信ビーム
形状および走査算出回路４を働かせる。その結果、送信
素子アンテナ励振条件として、例えば位相分布が等位相
で振幅分布がテイラー分布の励振条件が送信素子アンテ
ナ励振条件算出回路５で発生され、送信素子アンテナ励
振位相振幅設定回路６によりアレイアンテナ１内に組み
込まれた移相器と減衰器の移相量と減衰量が設定され、
アレイアンテナ１の開口面励振分布が等位相、テイラー
分布となり、方位方向に狭く、仰角方向に広い放射ビー
ムの送信パターン（図３（ａ））が形成され、接続され
た送信機１２から発生される電力はこのアレイアンテナ
１から外部に放射される。For example, when first forming a pencil-shaped radiation beam in the front direction in which both the azimuth and the elevation angle are 0 degrees, the shape of the radiation beam of the array antenna 1 is narrow in the arrangement direction and a pencil-shaped beam is formed in the front direction. The transmission beam shape and scan calculation circuit 4 operates as described above. As a result, as the transmission element antenna excitation conditions, for example, an excitation condition having a phase distribution equal phase and an amplitude distribution having a Taylor distribution is generated in the transmission element antenna excitation condition calculation circuit 5, and the transmission element antenna excitation phase amplitude setting circuit 6 generates the array antenna. The phase shift amount and the attenuation amount of the phase shifter and the attenuator incorporated in 1 are set,
The aperture excitation distribution of the array antenna 1 becomes an equiphase and Taylor distribution, and a transmission pattern (FIG. 3A) of a radiation beam that is narrow in the azimuth direction and wide in the elevation direction is formed and generated from the connected transmitter 12. Power is radiated from the array antenna 1 to the outside.
【００３５】一方、アレイアンテナ２の放射ビーム形状
を配列方向に狭いペンシル状のビームが正面方向に形成
されるように受信ビーム形状および走査算出回路７を働
かせる。その結果、受信素子アンテナ励振条件として、
例えば位相分布が等位相で振幅分布がテイラー分布の励
振条件が受信素子アンテナ励振条件算出回路８で発生さ
れ、受信素子アンテナ励振位相振幅設定回路９によりア
レイアンテナ２内に組み込まれた移相器と減衰器の移相
量と減衰量が設定され、アレイアンテナ２の開口面励振
分布が等位相、テイラー分布となり、仰角方向に狭く、
方位方向に広い放射ビームの受信パターン（図３の
（ｂ））が形成され、アレイアンテナ１で外部に放射さ
れ、目標物で反射して戻ってきた電力は接続された受信
機１３により受信される。On the other hand, the reception beam shape and scan calculation circuit 7 is operated so that the shape of the radiation beam of the array antenna 2 is narrow in the arrangement direction and a pencil-shaped beam is formed in the front direction. As a result, as the receiving element antenna excitation conditions,
For example, an excitation condition calculation circuit 8 generates an excitation condition having a phase distribution equal phase and an amplitude distribution Taylor distribution, and the phase shifter incorporated in the array antenna 2 by the reception element antenna excitation phase amplitude setting circuit 9. The phase shift amount and the attenuation amount of the attenuator are set, and the aperture excitation distribution of the array antenna 2 becomes an equiphase and Taylor distribution, and narrows in the elevation direction.
A reception pattern (FIG. 3B) of a wide radiation beam is formed in the azimuth direction, and the power radiated outside by the array antenna 1 and reflected back by the target object is received by the connected receiver 13. You.
【００３６】この時、送受信総合の放射ビーム形状は送
信パターン（図３の（ａ））と受信パターン（図３の
（ｂ））を合成した合成パターン（図３の（ｃ））のよ
うに、方位と仰角に狭いペンシル状のビームを形成した
のと同等のビーム形成が可能となる。また、受信ビーム
のみを仰角方向に走査させると、合成ビームは、方位と
仰角方向に狭いビームを仰角方向に走査させた場合と同
等のビーム走査が可能になる。At this time, the total radiation beam shape of the transmission and reception is as shown in a combined pattern (FIG. 3C) obtained by combining the transmission pattern (FIG. 3A) and the reception pattern (FIG. 3B). Thus, beam forming equivalent to forming a pencil-shaped beam narrow in azimuth and elevation can be achieved. When only the reception beam is scanned in the elevation direction, the combined beam can perform the same beam scanning as that in the case where a beam narrow in the azimuth and elevation directions is scanned in the elevation direction.
【００３７】ここで、航空機を捜索するレーダで良く用
いられるようなｃｏｓｅｃ２θで変化する放射ビームの
形成を考える。これは、地表面に対しより低い角度方向
を最大のアンテナ利得とし、仰角方向に高くなるほど、
電力利得がｃｏｓｅｃ２θで減少するようなアンテナビ
ーム形状のアンテナで送信と受信を行うことにより、前
述のように、等高度の目標の受信電力が距離によらず一
定とできる。このような、放射ビームを形成するため
に、例えば、受信ビーム形状としてｃｏｓｅｃθを選
び、送信ビーム形状としてｃｏｓｅｃ３θを選んでも効
果は同じである。[0037] Here, consider the formation of the radiation beam varies cosec 2 theta as often used in radar search aircraft. This means that the lowest antenna direction with respect to the ground surface is the maximum antenna gain, and the higher the elevation angle,
By the power gain transmitting and receiving antenna of the antenna beam shaped to decrease in cosec 2 theta, as described above, it can be a constant reception power equal altitude goals regardless of the distance. In order to form such a radiation beam, for example, even if cosec θ is selected as the reception beam shape and cosec 3 θ is selected as the transmission beam shape, the effect is the same.
【００３８】本実施例のように、二つの直交するアレイ
アンテナでこのような放射ビームを形成しようとする場
合に、送信ビームと受信ビームを共にｃｏｓｅｃ２θと
して合成しても、ｃｏｓｅｃθとｃｏｓｅｃ３θの組み
合わせを選んでも、送信ビームと受信ビームの交点は一
点で固定され、その他の方向は角度に対してｃｏｓｅｃ
４θで合成されないため、所要のビーム形状は得られな
い。そこで、送信ビームと受信ビームの交点が仰角方向
に走査する時にその総合のアンテナ利得がｃｏｓｅｃ４
θで変化するように制御することになる。[0038] As in this embodiment, in order to form such a radiation beam with two orthogonal antenna array be synthesized transmit and receive beams as cosec 2 theta together, Cosecshita a cosec 3 Even if the combination of θ is selected, the intersection of the transmission beam and the reception beam is fixed at one point, and the other directions are cosec with respect to the angle.
Since the beam is not synthesized at 4θ, the required beam shape cannot be obtained. Therefore, when the intersection of the transmission beam and the reception beam scans in the elevation direction, the total antenna gain becomes cosec 4
Control will be made to change with θ.
【００３９】従って、ビーム制御インターフェース回路
３に方位方向が０度で仰角方向にｃｏｓｅｃ２θが入力
された場合には、例えば、アレイアンテナ２で放射ビー
ムを仰角方向に走査させる場合に、ｃｏｓｅｃ４θの割
合でアンテナ利得を減少させるように受信ビーム形状お
よび走査方位算出回路７を働かせる。Therefore, when the azimuth direction is 0 degree and cosec 2 θ is input in the elevation direction to the beam control interface circuit 3, for example, when the radiation beam is scanned in the elevation direction by the array antenna 2, cosec 4 θ is used. The receiving beam shape and scanning azimuth calculation circuit 7 is operated so as to reduce the antenna gain at the rate of θ.
【００４０】その結果、受信素子アンテナ励振条件とし
て、例えば位相分布が等位相で振幅分布がテイラー分布
でかつ仰角方向の角度に応じた減衰量を加えた励振条件
が受信素子アンテナ励振条件算出回路８で発生され、受
信素子アンテナ励振位相振幅設定回路９によりアレイア
ンテナ２内に組み込まれた移相器と減衰器の移相量と減
衰量が設定され、仰角方向に利得がほぼｃｏｓｅｃ４θ
で変化しながら走査する、方位方向に広い放射ビームの
受信パターンが形成される。As a result, as the receiving element antenna excitation condition, for example, the excitation condition in which the phase distribution is equal phase, the amplitude distribution is Taylor distribution, and the attenuation in accordance with the angle in the elevation direction is added is the receiving element antenna excitation condition calculating circuit 8. The phase shift amount and the attenuation amount of the phase shifter and the attenuator incorporated in the array antenna 2 are set by the receiving element antenna excitation phase amplitude setting circuit 9, and the gain is almost cosec 4 θ in the elevation angle direction.
Thus, a reception pattern of a radiation beam wide in the azimuth direction, which is scanned while changing in the direction, is formed.
【００４１】ここで、仰角方向の利得がほぼｃｏｓｅｃ
４θとなるのは、アレイアンテナ２を仰角方向に走査さ
せた場合、アンテナ利得を励振条件で変化させなくて
も、アンテナ素子の指向性によりその方向θの利得が低
下すると共に、点放射源の配列による開口長がｃｏｓθ
で減少するため、アンテナ利得が減少し、実際には、ア
ンテナ素子毎の指向性のばらつきやアンテナ素子間の相
互結合によりアンテナ素子の指向性の相似性が崩れ、ア
ンテナ利得の減少のしかたは複雑になり、その結果と励
振条件で設定したｃｏｓｅｃ４θの減衰量が重なるため
である。Here, the gain in the elevation angle direction is almost cosec.
The reason for 4θ is that when the array antenna 2 is scanned in the elevation direction, the gain in the direction θ decreases due to the directivity of the antenna element and the point radiation source even if the antenna gain is not changed under the excitation condition. Aperture length by the array of cosθ
, The antenna gain decreases, and in practice, the directivity similarity of the antenna elements is broken due to the dispersion of the directivity of each antenna element and the mutual coupling between the antenna elements, and the method of reducing the antenna gain is complicated. to be, because the attenuation of cosec 4 theta set in the result with excitation condition overlap.
【００４２】一方、アレイアンテナ１の放射ビーム形状
は、配列方向に狭いペンシル状のビームが正面方向に形
成されるように送信ビーム形状および走査算出回路４を
働かせる。その結果、送信素子アンテナ励振条件とし
て、例えば位相分布が等位相で振幅分布がテイラー分布
の励振条件が送信素子アンテナ励振条件算出回路５で発
生され、送信素子アンテナ励振位相振幅設定回路６によ
りアレイアンテナ１内に組み込まれた移相器と減衰器の
移相量と減衰量が設定され、アレイアンテナ１の開口面
励振分布が等位相、テイラー分布となり、方位方向に狭
く、仰角方向に広い放射ビームの送信パターンが形成さ
れる。On the other hand, the radiation beam shape of the array antenna 1 operates the transmission beam shape and scan calculation circuit 4 so that a pencil-shaped beam narrow in the arrangement direction is formed in the front direction. As a result, as the transmission element antenna excitation conditions, for example, an excitation condition having a phase distribution equal phase and an amplitude distribution having a Taylor distribution is generated in the transmission element antenna excitation condition calculation circuit 5, and the transmission element antenna excitation phase amplitude setting circuit 6 generates the array antenna. 1, the phase shift amount and the attenuation amount of the phase shifter and the attenuator incorporated therein are set, and the aperture plane excitation distribution of the array antenna 1 becomes an equiphase and Taylor distribution, and the radiation beam is narrow in the azimuth direction and wide in the elevation angle direction. Is formed.
【００４３】仰角方向の広いビーム形状も、素子アンテ
ナの放射ビーム形状で決まるため、仰角の角度によりア
ンテナ利得は変化する。そこで、アレイアンテナ１を送
信機、アレイアンテナ２を受信機に接続することにより
方位が０度方向に仰角方向に略ｃｏｓｅｃ４θの放射ビ
ームを形成したのと同等な結果が得られるが、仰角方向
のアンテナ利得の変化は所要のｃｏｓｅｃ４θに対して
誤差を持つことになる。Since the beam shape wide in the elevation direction is also determined by the radiation beam shape of the element antenna, the antenna gain changes according to the elevation angle. Therefore, the array antenna 1 transmitter, but comparable results as orientation to form a radiation beam substantially cosec 4 theta in the elevation direction 0 degree direction is obtained by connecting the array antenna 2 to receiver, the elevation angle change of direction of the antenna gain will have an error with respect to the required cosec 4 theta.
【００４４】そこで、アンテナ利得データを記録したビ
ーム走査時アンテナ利得データ記録回路１０とビーム走
査時アレイアンテナ利得補正値算出回路１１により受信
アンテナ励振条件補正値を算出し、算出した補正値をア
レイアンテナ２の受信素子アンテナ励振条件算出回路８
に入力することにより、受信アンテナ利得制御に補正を
加える。以下、受信アンテナ励振条件補正値算出動作に
ついて、図２を参照して説明する。Therefore, a receiving antenna excitation condition correction value is calculated by a beam scanning antenna gain data recording circuit 10 storing antenna gain data and an array antenna gain correction value calculating circuit 11 during beam scanning, and the calculated correction value is used as an array antenna gain. Receiving element antenna excitation condition calculation circuit 2
, The reception antenna gain control is corrected. Hereinafter, the operation for calculating the correction value of the receiving antenna excitation condition will be described with reference to FIG.
【００４５】送信アレイアンテナ利得ｖｓ方位算出回路
２１は、送信ビーム形状および走査方位算出回路４から
送信ビーム形状および走査方位が入力されると、送信ア
レイアンテナ利得ｖｓ方位データ記録回路２０に記録さ
れているアレイアンテナ１の方位と仰角に対応した送信
アンテナ利得のデータを参照することにより、送信アレ
イアンテナ１の利得ｖｓ方位を算出して送受信総合アン
テナ利得ｖｓ方位の算出回路２２に出力する。The transmission array antenna gain vs. azimuth calculation circuit 21 receives the transmission beam shape and the scanning azimuth from the transmission beam shape and scanning azimuth calculation circuit 4 and records them in the transmission array antenna gain vs. azimuth data recording circuit 20. By referring to the transmission antenna gain data corresponding to the azimuth and elevation of the array antenna 1, the gain vs. azimuth of the transmission array antenna 1 is calculated and output to the transmission / reception total antenna gain vs azimuth calculation circuit 22.
【００４６】一方、受信アレイアンテナ利得ｖｓ方位算
出回路２３は、受信ビーム形状および走査方位算出回路
７から受信ビーム形状および走査方位が入力されると、
受信アレイアンテナ利得ｖｓ方位データ記録回路２４に
記録されているアレイアンテナ２の方位と仰角に対応し
た受信アンテナ利得のデータを参照することにより、受
信アレイアンテナ２の利得ｖｓ方位を算出して送受信総
合アンテナ利得ｖｓ方位の算出回路２２に出力する。On the other hand, when the receiving array antenna gain vs. azimuth calculating circuit 23 receives the receiving beam shape and the scanning azimuth from the receiving beam shape and scanning azimuth calculating circuit 7,
By referring to the reception antenna gain data corresponding to the azimuth and elevation of the array antenna 2 recorded in the reception array antenna gain vs. azimuth data recording circuit 24, the gain vs. azimuth of the reception array antenna 2 is calculated and the transmission / reception total is calculated. Output to the antenna gain vs. azimuth calculation circuit 22.
【００４７】送受信総合アンテナ利得ｖｓ方位の算出回
路２２は、それらのデータを合成して、各仰角に対応し
た送信受信総合のアンテナ利得を求めて利得差算出回路
２６へ出力する。The transmission / reception total antenna gain vs. azimuth calculation circuit 22 combines the data, obtains the transmission / reception total antenna gain corresponding to each elevation angle, and outputs the result to the gain difference calculation circuit 26.
【００４８】他方、所要送受信総合アンテナ利得算出回
路２５は、送信ビーム形状および走査方位算出回路４と
受信ビーム形状および走査方位算出回路７から送信ビー
ム形状および走査方位と受信ビーム形状および走査方位
が入力されると、所要の送信受信総合のアンテナ利得で
あるｃｏｓｅｃ４θの仰角の利得変化を算出し、算出し
たデータを利得差算出回路２６へ出力する。On the other hand, the required transmission / reception total antenna gain calculation circuit 25 receives the transmission beam shape, the scanning direction, the reception beam shape, and the scanning direction from the transmission beam shape / scanning direction calculation circuit 4 and the reception beam shape / scanning direction calculation circuit 7. Once calculates a gain change in the elevation angle of cosec 4 theta is the desired antenna gain of the transmission received comprehensive, and outputs the calculated data to the gain difference calculation circuit 26.
【００４９】利得差算出回路２６では、送信受信総合ア
ンテナ利得ｖｓ方位の算出回路２２より送られてきたデ
ータと所要送受信総合アンテナ利得算出回路２５より送
られてきた所要の送信受信総合のアンテナ利得であるｃ
ｏｓｅｃ４θの仰角の利得データとの差が求められる。The gain difference calculation circuit 26 calculates the data transmitted from the transmission / reception total antenna gain vs. azimuth calculation circuit 22 and the required total transmission / reception antenna gain transmitted from the required transmission / reception total antenna gain calculation circuit 25. Some c
The difference between the gain data of elevation osec 4 theta is obtained.
【００５０】受信アレイアンテナビーム形状および利得
補正値算出回路２７は、その差のデータを用いて、アレ
イアンテナ２のアンテナ利得の補正値を求め、さらに、
受信アンテナ励振条件補正値算出回路２８により、アレ
イアンテナ２の励振条件の補正値を求めて受信アンテナ
励振条件算出回路８にフィードバックすることにより精
度のよいｃｏｓｅｃ４θの仰角の利得変化が得られる。The receiving array antenna beam shape and gain correction value calculating circuit 27 calculates the correction value of the antenna gain of the array antenna 2 using the data of the difference, and further calculates
The correction value of the excitation condition of the array antenna 2 is obtained by the reception antenna excitation condition correction value calculation circuit 28 and is fed back to the reception antenna excitation condition calculation circuit 8, so that an accurate gain change of the elevation angle of cosec 4θ can be obtained.
【００５１】図４は、アンテナ励振補正を送信側のアレ
イアンテナ１で行うように変更した本発明の他の実施の
形態を示している。この実施の形態では、利得差算出回
路２６の出力を元にして、送信アレイアンテナビーム形
状および利得補正値算出回路２９および送信アンテナ励
振条件補正値算出回路３０によりアレイアンテナ１の励
振条件の補正値を求めて送信アンテナ励振条件算出回路
５にフィードバックしているが、その基本的動作は図２
記載のものと同様であるので詳細な説明は省略する。ま
た、図１に記載されているように、アレイアンテナ１と
アレイアンテナ２の両方で補正を行っても良い。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention in which the antenna excitation correction is performed by the array antenna 1 on the transmitting side. In this embodiment, the correction value of the excitation condition of the array antenna 1 is calculated by the transmission array antenna beam shape and gain correction value calculation circuit 29 and the transmission antenna excitation condition correction value calculation circuit 30 based on the output of the gain difference calculation circuit 26. Is obtained and fed back to the transmission antenna excitation condition calculation circuit 5, the basic operation of which is shown in FIG.
The detailed description is omitted because it is the same as that described. Further, as shown in FIG. 1, the correction may be performed by both the array antenna 1 and the array antenna 2.
【００５２】図５および図６は、本発明の更に他の実施
の形態を示すブロック図である。上記の実施の形態にお
いては、アレイアンテナの開口面の励振条件を変化させ
てアンテナ利得の調整を行っているが、図５に示すよう
に送信機１２内の送信電力調整器（図５の３１）により
送信電力を調整したり、パルスレーダのように目標に照
射するエネルギーが照射するパルスの数で変化する場合
には、図６に示すように送信機１２内の送信パルス数調
整器（図６の３２）により送信するパルスの数を変化さ
せることにより、アンテナパターンの補正を行うことが
できる。FIGS. 5 and 6 are block diagrams showing still another embodiment of the present invention. In the above embodiment, the antenna gain is adjusted by changing the excitation condition of the aperture surface of the array antenna. However, as shown in FIG. 5, the transmission power adjuster in the transmitter 12 (31 in FIG. 5) ) To adjust the transmission power, or when the energy to irradiate the target changes with the number of irradiating pulses, such as a pulse radar, as shown in FIG. The antenna pattern can be corrected by changing the number of pulses transmitted according to 6) 32).
【００５３】[0053]
【発明の効果】本発明は、アレイアンテナ１とアレイア
ンテナ２のそれぞれの放射ビームに設定した形状と走査
方位または仰角に対応したアンテナ利得データに基づい
て、アレイアンテナ１とアレイアンテナ２の合成のアン
テナ利得が所要の値となるように、アレイアンテナ１と
アレイアンテナ２の片方または両方のビーム走査時のア
ンテナ利得を補正することができるので、アレイアンテ
ナ総合のアンテナ利得を放射ビームの形状と走査方位や
仰角によらず精度良く設定することができる。According to the present invention, the synthesis of the array antenna 1 and the array antenna 2 is performed based on the shape set for each radiation beam of the array antenna 1 and the array antenna 2 and the antenna gain data corresponding to the scanning azimuth or the elevation angle. Since the antenna gain at the time of beam scanning of one or both of the array antenna 1 and the array antenna 2 can be corrected so that the antenna gain has a required value, the total antenna gain of the array antenna is determined by the shape of the radiation beam and the scanning. It can be set accurately regardless of the azimuth and elevation angle.
【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】アンテナ励振条件補正を受信側のアレイアンテ
ナで行うように構成した本発明の実施の形態を示すブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention in which antenna excitation condition correction is performed by a receiving-side array antenna.
【図３】アンテナパターンの合成を説明するための図で
ある。FIG. 3 is a diagram for explaining synthesis of antenna patterns.
【図４】アンテナ励振条件補正を送信側のアレイアンテ
ナで行うように構成した本発明の他の実施の形態を示す
ブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention in which antenna excitation condition correction is performed by an array antenna on the transmission side.
【図５】アンテナ励振条件補正を送信機の送信電力調整
器行うように構成した本発明の他の実施の形態を示すブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention in which antenna excitation condition correction is performed by a transmission power adjuster of a transmitter.
【図６】アンテナ励振条件補正を送信機の送信パルス数
調整器で行うように構成した本発明の他の実施の形態を
示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the present invention in which antenna excitation condition correction is performed by a transmission pulse number adjuster of a transmitter.
【図７】従来の実施の形態の構成と機能を示す系統図で
ある。FIG. 7 is a system diagram showing a configuration and functions of a conventional embodiment.
１ アレイアンテナ１ ２ アレイアンテナ２ ３ ビーム制御インターフェース回路 ４ 送信ビーム形状および走査方位算出回路 ５ 送信素子アンテナ励振条件算出回路 ６ 送信素子アンテナ励振位相振幅設定回路 ７ 受信ビーム形成および走査方位算出回路 ８ 受信素子アンテナ励振条件算出回路 ９ 受信素子アンテナ励振位相振幅設定回路 １０ ビーム走査時アンテナ利得データ記録回路 １１ ビーム走査時アレイアンテナ利得補正値算出回
路 １２ 送信機 １３ 受信機 １４ 放射ビーム形状および走査方位算出回路 １５ 素子アンテナ励振条件算出回路 １６ 素子アンテナ励振位相振幅設定回路 １７ 放射ビーム形状および走査方位算出回路 １８ 素子アンテナ励振条件算出回路 １９ 素子アンテナ励振位相振幅設定回路 ２０ 送信アレイアンテナ利得ｖｓ方位データ記録回
路 ２１ 送信アレイアンテナ利得ｖｓ方位算出回路 ２２ 送信受信総合アンテナ利得ｖｓ方位の算出回路 ２３ 受信アレイアンテナ利得ｖｓ方位算出回路 ２４ 受信アレイアンテナ利得ｖｓ方位データ記録回
路 ２５ 所要送受信総合アンテナ利得算出回路 ２６ 利得差算出回路 ２７ 受信アレイアンテナビーム形状および利得補正
値算出回路 ２８ 受信アンテナ励振条件補正値算出回路 ２９ 送信アレイアンテナビーム形状および利得補正
値算出回路 ３０ 送信アンテナ励振条件補正値算出回路 ３１ 送信電力調整器 ３２ 送信パルス数調整器REFERENCE SIGNS LIST 1 array antenna 1 2 array antenna 2 3 beam control interface circuit 4 transmission beam shape and scanning azimuth calculation circuit 5 transmission element antenna excitation condition calculation circuit 6 transmission element antenna excitation phase amplitude setting circuit 7 reception beam formation and scanning azimuth calculation circuit 8 reception Element antenna excitation condition calculation circuit 9 Receiving element antenna excitation phase amplitude setting circuit 10 Beam scanning antenna gain data recording circuit 11 Beam scanning array antenna gain correction value calculation circuit 12 Transmitter 13 Receiver 14 Radiation beam shape and scanning azimuth calculation circuit 15 Element antenna excitation condition calculation circuit 16 Element antenna excitation phase amplitude setting circuit 17 Radiation beam shape and scanning azimuth calculation circuit 18 Element antenna excitation condition calculation circuit 19 Element antenna excitation phase amplitude setting circuit 20 Transmission array antenna gain s azimuth data recording circuit 21 transmission array antenna gain vs azimuth calculation circuit 22 transmission / reception antenna gain vs azimuth calculation circuit 23 reception array antenna gain vs azimuth calculation circuit 24 reception array antenna gain vs azimuth data recording circuit 25 required transmission / reception total antenna gain Calculation circuit 26 Gain difference calculation circuit 27 Receiving array antenna beam shape and gain correction value calculation circuit 28 Receiving antenna excitation condition correction value calculation circuit 29 Transmission array antenna beam shape and gain correction value calculation circuit 30 Transmission antenna excitation condition correction value calculation circuit 31 Transmit power adjuster 32 Transmit pulse number adjuster
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 3/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01Q 3/26
Claims (6)
成される２つの近接したアレイアンテナと、所要の放射
ビーム形状および方位や仰角に対応して放射ビームの形
状および走査方位または仰角を算定するビーム形状およ
び走査方位算出回路と、そのビームを形成するのに必要
なアレイアンテナの開口面励振分布を算出する素子アン
テナ励振条件算出回路と、該素子アンテナ励振条件算出
回路により算出された各素子アンテナの励振条件に基づ
いて、前記アレイアンテナの各々の素子アンテナを励振
するアンテナ励振条件設定回路とを含み、近接した２つ
のアレイアンテナの放射ビームの形成と走査とを独立し
て制御できるアレイアンテナ装置において、 ２つのそれぞれの放射ビームに設定した形状と走査方位
または仰角に対応したアンテナ利得の値に基づいて、２
つのアレイアンテナ総合のアンテナ利得が所要の値とな
るように、２つのアンテナの片方または両方のビーム走
査時のアンテナ利得を補正するための、ビーム走査時送
受信アンテナ利得補正値算出回路とビーム走査時アンテ
ナ利得データ記録回路とを付加したことを特長とするア
レイアンテナ装置。1. An adjacent array antenna each composed of a plurality of element antennas, and a beam shape for calculating a radiation beam shape and a scanning azimuth or elevation angle corresponding to a required radiation beam shape and azimuth or elevation angle. A scanning azimuth calculation circuit, an element antenna excitation condition calculation circuit for calculating an aperture excitation distribution of an array antenna required to form the beam, and an excitation of each element antenna calculated by the element antenna excitation condition calculation circuit. An antenna excitation condition setting circuit that excites each element antenna of the array antenna based on a condition, wherein an array antenna device capable of independently controlling formation and scanning of radiation beams of two adjacent array antennas, Antenna corresponding to the shape and scanning azimuth or elevation angle set for each of the two radiation beams Based on the value of the gain, 2
A beam transmission / reception antenna gain correction value calculating circuit and a beam scanning time correction circuit for correcting the antenna gain during beam scanning of one or both of the two antennas so that the antenna gain of one array antenna becomes a required value. An array antenna device characterized by adding an antenna gain data recording circuit.
方は送信アンテナであり、他方は受信アンテナであるこ
とを特徴とする請求項１記載のアレイアンテナ装置。2. The array antenna device according to claim 1, wherein one of the two adjacent array antennas is a transmitting antenna and the other is a receiving antenna.
の一方のアレイアンテナは、方位方向に狭く仰角方向に
広いビームが形成でき、かつ方位方向に電子走査ができ
るようにアンテナ開口面励振分布の位相と振幅が制御可
能に構成され、他方のアレイアンテナは、仰角方向に狭
く方位方向に広いビームが形成でき、かつ仰角方向に電
子走査ができるようにアンテナ開口面励振分布の位相と
振幅が制御可能に構成されていることを特徴とする請求
項１または２記載のアレイアンテナ装置。3. One of the two adjacent array antennas has an antenna aperture excitation distribution so that a beam narrow in the azimuth direction and wide in the elevation direction can be formed, and electronic scanning in the azimuth direction can be performed. The other array antenna is configured so that the phase and amplitude can be controlled.The other array antenna controls the phase and amplitude of the antenna aperture excitation distribution so that it can form a narrow beam in the elevation direction and a wide beam in the azimuth direction, and can perform electronic scanning in the elevation direction. 3. The array antenna device according to claim 1, wherein the array antenna device is configured to be capable of being configured.
正値算出回路の出力を、前記素子アンテナ励振条件算出
回路に入力して、前記アレイアンテナの開口面励振分布
を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載のアレイアンテナ装置。4. An aperture antenna excitation distribution of the array antenna is corrected by inputting an output of the beam scanning transmission / reception antenna gain correction value calculation circuit to the element antenna excitation condition calculation circuit. An array antenna device according to any one of claims 1 to 3.
正値算出回路の出力を、送信機内の送信電力調整器に入
力して、前記アレイアンテナの各素子アンテナの送信出
力を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載のアレイアンテナ装置。5. An output of the transmission / reception antenna gain correction value calculation circuit at the time of beam scanning is input to a transmission power adjuster in a transmitter to adjust a transmission output of each element antenna of the array antenna. An array antenna device according to claim 1.
正値算出回路の出力を、送信機内の送信パルス数調整器
に入力して、前記アレイアンテナの各素子アンテナの送
信パルス数を調整することを特徴とする請求項１〜３の
いずれかに記載のアレイアンテナ装置。6. An output of the transmission / reception antenna gain correction value calculation circuit at the time of beam scanning is input to a transmission pulse number adjuster in a transmitter to adjust the number of transmission pulses of each element antenna of the array antenna. The array antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02669799A JP3278113B2 (en) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | Array antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02669799A JP3278113B2 (en) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | Array antenna device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223925A JP2000223925A (en) | 2000-08-11 |
| JP3278113B2 true JP3278113B2 (en) | 2002-04-30 |
Family
ID=12200592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02669799A Expired - Lifetime JP3278113B2 (en) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | Array antenna device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3278113B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3877522B2 (en) * | 2000-12-28 | 2007-02-07 | 日本無線株式会社 | Wireless communication system |
| US7183995B2 (en) * | 2001-08-16 | 2007-02-27 | Raytheon Company | Antenna configurations for reduced radar complexity |
| CN114814386B (en) * | 2022-05-17 | 2024-04-19 | 中国人民解放军63660部队 | Method for acquiring wave beam scanning time domain directional diagram of transient electromagnetic pulse array antenna |
| CN115470671B (en) * | 2022-09-01 | 2023-11-24 | 电子科技大学 | Optimal design method for enhancing directivity of end-fire beam of arbitrary planar array |
| CN117117521B (en) * | 2023-10-25 | 2023-12-26 | 安徽大学 | Air traffic control secondary radar antenna |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5961790A (en) * | 1982-10-01 | 1984-04-09 | Nec Corp | Radar system |
| JPH03170891A (en) * | 1989-11-30 | 1991-07-24 | Nec Corp | Precision approach radar euipment |
| JP2569925B2 (en) * | 1990-08-30 | 1997-01-08 | 三菱電機株式会社 | Array antenna |
| JP2815505B2 (en) * | 1992-01-06 | 1998-10-27 | 三菱電機株式会社 | Orientation device |
| JPH06216625A (en) * | 1993-01-13 | 1994-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | Electronic scanning antenna device |
-
1999
- 1999-02-03 JP JP02669799A patent/JP3278113B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000223925A (en) | 2000-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3352299B1 (en) | Wideband beam broadening for phased array antenna systems | |
| US10571503B2 (en) | Methods and systems for ESA metrology | |
| CA2630379C (en) | Frequency scanning antenna | |
| US20080117105A1 (en) | Phased array antenna beam tracking with difference patterns | |
| US20080122683A1 (en) | Monopulse antenna tracking and direction finding of multiple sources | |
| US20110115665A1 (en) | Beam steering system of phased array antenna using frequency | |
| JP2010071889A (en) | Radar system mounted on movable body and calibration method | |
| JPS62108175A (en) | Radar equipment | |
| US5235342A (en) | Antenna array with system for locating and adjusting phase centers of elements of the antenna array | |
| CN104375129B (en) | A kind of distributive array coherent synthesis radar emission coherent parameter calibrating method | |
| US6906665B1 (en) | Cluster beam-forming system and method | |
| JP3278113B2 (en) | Array antenna device | |
| KR102104618B1 (en) | Antenna appartus, active electronically scanned arrary radar using the same, and error correcting method of the same | |
| KR101822955B1 (en) | Fan Beam Scanning Method Using Phased Array Antennas of Transceiver | |
| Kinsey | An edge-slotted waveguide array with dual-plane monopulse | |
| EP1932212B1 (en) | Frequency scanning antenna | |
| JPH0130112B2 (en) | ||
| JPH11251821A (en) | Antenna directivity direction control method | |
| JP2972668B2 (en) | Monitoring method of phased array antenna | |
| KR102012392B1 (en) | Method for steering beam of active electrically scanned array radar, and active electrically scanned array radar using same | |
| KR20190116865A (en) | Apparatus and method for compensation for Beam Squint | |
| JP3103335B2 (en) | Antenna device | |
| JPS60119482A (en) | Radar equipment | |
| RU2794466C1 (en) | Method for surveying airspace by a pulse-doppler radar station with an active phased antenna array | |
| JP2001194401A (en) | Antenna-measuring apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080215 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100215 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100215 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140215 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |