JP4515897B2 - Array antenna and its placement method - Google Patents

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この発明は、アレーアンテナのグレーティングローブを有効に抑圧するアレーアンテナとその配置方法に関するものである。   The present invention relates to an array antenna that effectively suppresses grating lobes of an array antenna and a method for arranging the array antenna.

従来、この種のアレーアンテナとして、サブアレーアンテナで構成されるアレーアンテナにおいて、グレーティングローブを抑圧するため、サブアレーアンテナのパターンを制御するものがある(例えば、特許文献1参照)。また、限られた範囲に収納するアレーアンテナの素子数を削減するための素子配置方法を開示したものがある(例えば、特許文献2参照)。   Conventionally, as an array antenna of this type, there is one that controls a pattern of a sub-array antenna in order to suppress a grating lobe in an array antenna constituted by a sub-array antenna (for example, see Patent Document 1). Also, there is an element disclosing method for reducing the number of elements of an array antenna housed in a limited range (see, for example, Patent Document 2).

特開2003−168912号公報JP 2003-168912 A 特開平9−304499号公報JP 9-304499 A

しかしながら、上述した前者のアレーアンテナでは、サブアレーアンテナ間隔が非常に広くサブアレーアンテナのメインビーム内でグレーティングが3つ以上発生する場合にはこれを抑圧できないという課題がある。また、後者のアレーアンテナは、グレーティングローブを抑圧することを目的としたものではないが、例えばサブアレーアンテナで構成されるアレーアンテナの配置に適用した場合、サブアレーアンテナのビーム内のグレーティングを十分に抑圧できないという課題がある。   However, in the former array antenna described above, there is a problem that this cannot be suppressed when the subarray antenna interval is very wide and three or more gratings are generated in the main beam of the subarray antenna. In addition, the latter array antenna is not intended to suppress the grating lobe, but for example, when applied to the arrangement of an array antenna composed of subarray antennas, the grating in the subarray antenna beam is sufficiently suppressed. There is a problem that it cannot be done.

すなわち、サブアレーアンテナで構成される従来のアレーアンテナでは、サブアレーアンテナ間隔が広い場合にグレーティングローブを生じる課題があった。また、これを抑圧する従来のアレーアンテナでは、グレーティングローブの数が多かったり、サブアレーアンテナとの組み合わせで用いる場合には、サブアレーアンテナのビーム内のグレーティングローブを十分に抑圧できない課題があった。   That is, the conventional array antenna constituted by subarray antennas has a problem of generating grating lobes when the distance between the subarray antennas is wide. Further, in the conventional array antenna for suppressing this, there are problems that the number of grating lobes is large or the grating lobes in the beam of the sub-array antenna cannot be sufficiently suppressed when used in combination with the sub-array antenna.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、サブアレーアンテナの間隔を一定の増分だけ変化させることにより、サブアレービーム内のグレーティングを有効に抑圧することができるアレーアンテナとその配置方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. An array antenna that can effectively suppress the grating in the sub-array beam by changing the interval of the sub-array antenna by a certain increment, and the arrangement thereof. It aims to provide a method.

この発明に係るアレーアンテナは、複数の素子アンテナから構成されるサブアレーアンテナを複数備え、隣接するサブアレーアンテナそれぞれの位相中心間の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定されたことを特徴とする。 The array antenna according to the present invention includes a plurality of sub-array antennas composed of a plurality of element antennas, and is arranged so that the interval between the phase centers of adjacent sub-array antennas sequentially increases by a certain amount along the arrangement direction. The increase amount of the interval is set to be smaller than the predetermined increase amount so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe out of the grating lobes is outside the first null of the subarray antenna. It is characterized by.

また、他の発明に係るアレーアンテナは、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナを備え、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定されたことを特徴とする。 An array antenna according to another invention includes a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas, and a phase center interval between adjacent subarray antennas is equal to a phase center interval between other adjacent subarray antennas. It is arranged so as to increase by a certain amount compared to any one, and the increase amount of the interval is such that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe is greater than the first null of the subarray antenna among the grating lobes. It is characterized by being set smaller than a predetermined increase amount so as to be on the outside .

また、さらに他の発明に係るアレーアンテナは、複数の素子アンテナから構成されるサブアレーアンテナを複数備え、隣接するサブアレーアンテナそれぞれの位相中心間の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定されたことを特徴とする。
また、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナを備え、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定されたことを特徴とする。
また、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定されたことを特徴とする。
また、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定されたことを特徴とする。
また、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定されたことを特徴とする。
また、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定されたことを特徴とする。
また、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値よりも大きいことを特徴とする。
また、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値よりも大きいことを特徴とする。
また、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値と一致することを特徴とする。
さらに、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値と一致することを特徴とする。
An array antenna according to still another invention includes a plurality of sub- array antennas composed of a plurality of element antennas, and the interval between the phase centers of the adjacent sub-array antennas increases sequentially by a certain amount along the arrangement direction. The increase in the interval is set to a predetermined value so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe among the grating lobes coincides with the first null of the subarray antenna. Features.
In addition, a plurality of sub-array antennas composed of a plurality of element antennas are provided, and the phase center interval between adjacent sub-array antennas is a constant amount compared to any one of the phase center intervals between other adjacent sub-array antennas. The interval increase amount is set to a predetermined value so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe among the grating lobes coincides with the first null of the subarray antenna. It is characterized by that.
Further, in an array antenna having a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged, the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas of each column is sequentially increased along the arrangement direction. It is arranged so as to increase by a certain amount, and the interval between columns is arranged so as to increase by a certain amount compared to the interval between other adjacent columns. It is characterized in that the closest first grating lobe is set smaller than a predetermined increase amount so as to be outside the first null of the subarray antenna.
Also, in an array antenna having a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged, the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas in each column is another adjacent subarray antenna. Arranged so as to increase by a certain amount compared to any one of the intervals between the phase centers, and arranged so that the interval between columns increases by a certain amount compared to the interval between other adjacent columns, The increase amount of the interval is set to be smaller than the predetermined increase amount so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe out of the grating lobes is outside the first null of the subarray antenna. And
Further, in an array antenna having a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged, the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas of each column is sequentially increased along the arrangement direction. It is arranged so as to increase by a certain amount, and the interval between columns is arranged so as to increase by a certain amount compared to the interval between other adjacent columns. The direction of the nearest first grating lobe is set to a predetermined value so as to coincide with the first null of the subarray antenna.
Also, in an array antenna having a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged, the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas in each column is another adjacent subarray antenna. Arranged so as to increase by a certain amount compared to any one of the intervals between the phase centers, and arranged so that the interval between columns increases by a certain amount compared to the interval between other adjacent columns, The increase amount of the interval is characterized by being set to a predetermined value so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe among the grating lobes coincides with the first null of the subarray antenna.
Further, in an array antenna having a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged, the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas of each column is sequentially increased along the arrangement direction. It is arranged so as to increase by a certain amount, and the interval between columns is arranged so as to increase by a certain amount compared to the interval between other adjacent columns, and the increase amount of the interval is based on the number of subarray antennas. It is characterized by being larger than a predetermined value to be determined.
Also, in an array antenna having a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged, the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas in each column is another adjacent subarray antenna. Arranged so as to increase by a certain amount compared to any one of the intervals between the phase centers, and arranged so that the interval between columns increases by a certain amount compared to the interval between other adjacent columns, The increase amount of the interval is characterized by being larger than a predetermined value determined based on the number of subarray antennas.
Further, in an array antenna having a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged, the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas of each column is sequentially increased along the arrangement direction. It is arranged so as to increase by a certain amount, and the interval between columns is arranged so as to increase by a certain amount compared to the interval between other adjacent columns, and the increase amount of the interval is based on the number of subarray antennas. It matches the predetermined value to be determined.
Further, in an array antenna having a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas configured by a plurality of element antennas are arranged, the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas in each column is another adjacent subarray antenna Arranged so as to increase by a certain amount compared to any one of the intervals between the phase centers, and arranged so that the interval between columns increases by a certain amount compared to the interval between other adjacent columns, The increase amount of the interval is characterized by being equal to a predetermined value determined based on the number of subarray antennas.

さらに、この発明に係るアレーアンテナの配置方法は、複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの隣接するサブアレーアンテナの位相中心の間隔が隣接する他のサブアレーアンテナの位相中心の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、前記間隔の増加量を、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定すると共に、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値よりも大きく設定することを特徴とする。   Furthermore, in the array antenna arrangement method according to the present invention, the interval between the phase centers of adjacent subarray antennas of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas is constant compared to the interval between the phase centers of other adjacent subarray antennas. The interval is increased by a predetermined amount so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe out of the grating lobes is outside the first null of the subarray antenna. It is characterized by being set smaller than the increase amount and set larger than a predetermined value determined based on the number of subarray antennas.

この発明によれば、隣接するサブアレーアンテナの間隔を一定の量だけ増加させるよう配置することにより、アレーアンテナのグレーティングローブを有効に抑圧することができる。   According to the present invention, the grating lobes of the array antenna can be effectively suppressed by arranging the adjacent subarray antennas so as to increase the distance between them by a certain amount.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るアレーアンテナを示す構成図である。図1において、図1に示すアレーアンテナは、複数の素子アンテナ1から構成される複数のサブアレーアンテナ4(#s1〜#sM)を備えている。サブアレーアンテナ4、例えばサブアレーアンテナ#s1は、素子アンテナ#1−1〜#1−Mと、各素子アンテナに接続された移相器2と、複数の移相器2の出力を合成する合成器3とから構成される。他のサブアレーアンテナも同様に構成される。また、図1に示すアレーアンテナは、各サブアレーアンテナに接続された移相器5と、複数の移相器5の出力を合成する合成器6とを備えている。なお、図1では、サブアレーアンテナ数をMとし、それぞれ#s1〜#sMとする。また、サブアレーアンテナの素子数はMとし、サブアレーアンテナ#smを構成する素子アンテナをそれぞれ#1〜#Mとする。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing an array antenna according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the array antenna shown in FIG. 1 includes a plurality of subarray antennas 4 (# s1 to #sM s ) composed of a plurality of element antennas 1. Sub array antenna 4, for example, the sub-array antennas # s1 is the antenna elements # 1-1~ # 1-M and e, a phase shifter 2 which is connected to each element antenna, synthesis combining the outputs of a plurality of phase shifters 2 And 3. Other subarray antennas are similarly configured. The array antenna shown in FIG. 1 includes a phase shifter 5 connected to each subarray antenna and a combiner 6 that combines the outputs of the plurality of phase shifters 5. In FIG. 1, the number of sub-array antennas and M s, and each # s1~ # sM s. Further, the number of elements in the sub-array antenna and M e, the element antennas constituting the sub-array antennas #Sm s respectively # 1~ # M e.

また、図2に示すように座標軸および角度φ、θを定義し、サブアレーアンテナの位相中心をy軸上に配置し、隣接するサブアレーアンテナ#smと#sm−1の位相中心の間隔をd(m)とする。 Further, coordinate axes and angles as shown in FIG. 2 phi, defines a theta, the phase center of the sub-array antennas are arranged on the y-axis, the distance between the phase centers of adjacent sub-array antennas #Sm s and #sm s -1 Let d (m s ).

図3は、アレーアンテナを構成するアンテナがサブアレーアンテナではなく、1素子のオムニアンテナである場合のアンテナパターンを示したものである。ここでは、次式に示すように、全ての間隔が等しくDa=50λ(λ:波長)であるとする。   FIG. 3 shows an antenna pattern in the case where the antenna constituting the array antenna is not a sub-array antenna but a one-element omni antenna. Here, as shown in the following equation, it is assumed that all the intervals are equal and Da = 50λ (λ: wavelength).

Figure 0004515897
Figure 0004515897

図3において、φ=0deg方向がメインローブであるが、間隔が波長に比べ大きく等間隔アレーアンテナである場合には、多くのグレーティングローブを生じる課題がある。グレーティングローブが存在すると、到来波がどの方向から入射しているか分からないばかりか、目標方向以外からの不要波を受信しやすく干渉を受けやすいことになる。このグレーティングローブは、メインローブ以外の方向から入射する電波がメインローブ方向で受信されるのと同じ位相状態になるために生じる。従って、アンテナ間隔が広いほど多くのグレーティングローブを生じることとなり、また、メインローブとグレーティングローブの角度差も近接することになる。   In FIG. 3, the φ = 0 deg direction is the main lobe. However, when the interval is larger than the wavelength and the array antenna is equally spaced, there is a problem that many grating lobes are generated. If there is a grating lobe, it is not only known from which direction the incoming wave is incident, but it is easy to receive unwanted waves from other than the target direction and is susceptible to interference. This grating lobe occurs because radio waves incident from directions other than the main lobe are in the same phase state as those received in the main lobe direction. Therefore, as the antenna interval is wider, more grating lobes are generated, and the angle difference between the main lobe and the grating lobe is closer.

次に、図4は、アレーアンテナの各アンテナが16素子の1/2・λの等間隔のサブアレーアンテナで構成された場合のアンテナパターンを示したものである。アンテナの間隔条件は、図3に示したものと同じである。このようにアレーアンテナのアンテナパターンは個々のアンテナがオムニアンテナである場合のパターンと、個々のサブアレーアンテナのパターンとの積で与えられることが知られている。ここで、図4におけるパターンのエンベロープは、個々のサブアレーアンテナのパターンと一致していることが分かる。   Next, FIG. 4 shows an antenna pattern in the case where each antenna of the array antenna is composed of 16-element sub-array antennas of 1/2 · λ equally spaced. The antenna spacing conditions are the same as those shown in FIG. As described above, it is known that the antenna pattern of the array antenna is given by the product of the pattern when each antenna is an omni antenna and the pattern of each sub-array antenna. Here, it can be seen that the envelope of the pattern in FIG. 4 matches the pattern of each subarray antenna.

従来、このような特徴に着目して、サブアレーアンテナのパターンを制御してグレーティングローブの方向でサブアレーアンテナのパターンがナルとなるようにしてグレーティングローブを抑圧する方法があるが、アンテナ間隔が大きく、図4に示すようにサブアレーアンテナのビーム内に多数のグレーティングローブを生じ、かつメインローブとグレーティングローブが近接している場合には、グレーティングローブを抑圧することは出来なくなる。   Conventionally, focusing on such characteristics, there is a method of controlling the subarray antenna pattern to suppress the grating lobe so that the subarray antenna pattern is null in the direction of the grating lobe, but the antenna interval is large, As shown in FIG. 4, when many grating lobes are generated in the beam of the sub-array antenna and the main lobe and the grating lobe are close to each other, the grating lobe cannot be suppressed.

また、グレーティングローブを抑圧するためにアンテナ間隔をランダムにする方法もあるが、広い入射間隔で一様にグレーティングローブが抑圧されてしまうために、グレーティングローブの抑圧効果は低い。図4の性質から分かるように、サブアレーアンテナのビーム内のグレーティングローブだけが抑圧されていればよく、間隔をランダムとする方法はそれだけ効率が悪いことになる。   In order to suppress the grating lobe, there is a method of randomizing the antenna interval. However, since the grating lobe is uniformly suppressed at a wide incident interval, the effect of suppressing the grating lobe is low. As can be seen from the nature of FIG. 4, only the grating lobes in the beam of the sub-array antenna need be suppressed, and the method of making the intervals random is so inefficient.

以上のような課題を解決するため、この発明では、図5に示すように、サブアレーアンテナの位相中心の間隔が隣接する他の間隔に比べある一定の量δだけ増大するように配置する。すなわち、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が配列方向に沿って順次一定の量δだけ増加するように配置する。これを数式で表すと、以下のようになる。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, as shown in FIG. 5, the sub-array antenna is arranged such that the interval between the phase centers is increased by a certain amount δ as compared with other adjacent intervals. That is, they are arranged so that the interval between the phase centers between adjacent sub-array antennas increases by a certain amount δ sequentially along the arrangement direction. This can be expressed as follows:

Figure 0004515897
Figure 0004515897

図5において、四角状の記号はサブアレーを表しており、サブアレーアンテナの数は16である。また、サブアレーアンテナを構成する素子数は16である。ここで、アレーアンテナを構成するアンテナがオムニアンテナである場合のアンテナパターンを図6に示す。図6では、図3と同じようにアンテナ間隔の平均Daは50λとしている。したがって、アレーアンテナ全体の開口径は同じである。また、式(2)におけるδはアンテナ間隔の平均Daの6.25%としている。図6をみると、図3に比べてメインローブと近接する方向のグレーティングローブが有効に抑圧されていることが分かる。また、抑圧されずに残るグレーティングローブも存在していることが分かる。このグレーティングローブのうちメインローブ(0度方向)から最も近いものを第1のグレーティングローブと呼ぶことにする。   In FIG. 5, square symbols represent subarrays, and the number of subarray antennas is 16. The number of elements constituting the subarray antenna is 16. Here, FIG. 6 shows an antenna pattern when the antenna constituting the array antenna is an omni antenna. In FIG. 6, the average Da of the antenna interval is 50λ as in FIG. 3. Therefore, the aperture diameter of the entire array antenna is the same. Further, δ in the formula (2) is 6.25% of the average Da of the antenna intervals. FIG. 6 shows that the grating lobe in the direction closer to the main lobe is effectively suppressed compared to FIG. It can also be seen that there are grating lobes that remain unsuppressed. Of these grating lobes, the one closest to the main lobe (0 degree direction) will be referred to as a first grating lobe.

第1のグレーティングローブの出現する方向は、式(2)における増分δにより決定される。すなわち、各アンテナ間隔は、増分δだけ異なるので、この増分のアンテナ間隔に対応する受信位相差が入射方向により2π回転するとき、第1のグレーティングローブとなる。アンテナを等間隔に配置する場合は、アンテナ間隔の平均Daに応じてグレーティングローブを生じるが、この発明の方法、つまりアンテナ間隔を一定量δだけ増加させる方法では、増分δに応じてグレーティングローブが出る方向を制御できることになる。増分δは、アンテナ間隔の平均Daに比べ十分小さく設定することができるので、第1のグレーティングローブとメインローブの角度差がその分広くなることになる。アンテナ間隔の平均Daに対する増分δの比率Sは次式で与えられる。 The direction in which the first grating lobe appears is determined by the increment δ in equation (2). That is, each antenna interval differs by an increment δ, so that when the reception phase difference corresponding to the increment antenna interval rotates 2π depending on the incident direction, it becomes the first grating lobe. When the antennas are arranged at equal intervals, grating lobes are generated according to the average Da of the antenna intervals. However, in the method of the present invention, that is, the method in which the antenna interval is increased by a certain amount δ, the grating lobes are increased according to the increment δ. You can control the exit direction. Since the increment δ can be set sufficiently smaller than the average Da of the antenna intervals, the angular difference between the first grating lobe and the main lobe is increased accordingly. The ratio S r of the increment δ to the average Da of the antenna spacing is given by the following equation.

Figure 0004515897
Figure 0004515897

このとき、図6における第1のグレーティングローブとメインローブの角度差は、図3に示した等間隔配置の場合に比べ、1/S倍広がった位置に生じることとなる。図6では、比率Sを0.0625としているので、図3のグレーティングローブの16個おきに抑圧されないものが残ることになる。 At this time, the angle difference between the first grating lobe and the main lobe in FIG. 6 occurs at a position 1 / Sr times wider than that in the case of the equidistant arrangement shown in FIG. In Figure 6, since the ratio S r and 0.0625, it will remain those not suppressed to 16 every other grating lobes in FIG.

図7は、アレーアンテナの各アンテナが16素子の1/2・λ等間隔のサブアレーアンテナで構成された場合のアンテナパターンを示したものである。このとき、図4の場合と同様に、図6のアンテナパターンに対してサブアレーアンテナのパターンを乗じたパターンとなっていることが分かる。このように、図6におけるサブアレーアンテナのビーム外のグレーティングローブはサブアレーアンテナのパターンにより抑圧されるので、図6においてサブアレーアンテナのビーム外にグレーティングローブを生じてもよいことがわかる。逆に、グレーティングローブを一部に生成することによって、それ以外のメインビームに近接した部分のゲインを下げることができるので、ランダム配置のアレーアンテナなどに比べてよりサブアレーアンテナのビーム内のゲインを下げることができる。さらに、ランダム配置では、ゲインが高くなる方位の予測が難しいが、この発明のアレーアンテナでは、メインローブ近傍のグレーティングローブを確実に抑圧できる効果もある。   FIG. 7 shows an antenna pattern in a case where each antenna of the array antenna is composed of 16 elements of sub-array antennas of ½ · λ equally spaced. At this time, as in the case of FIG. 4, it can be seen that the antenna pattern of FIG. 6 is a pattern obtained by multiplying the pattern of the subarray antenna. Thus, the grating lobe outside the beam of the sub-array antenna in FIG. 6 is suppressed by the pattern of the sub-array antenna, so that it can be seen that a grating lobe may be generated outside the beam of the sub-array antenna in FIG. Conversely, by generating a grating lobe in part, it is possible to lower the gain of the part close to the main beam other than that, so the gain in the beam of the sub-array antenna can be further increased compared to the array antenna of the random arrangement. Can be lowered. Further, in the random arrangement, it is difficult to predict the direction in which the gain is increased. However, the array antenna according to the present invention has an effect of reliably suppressing the grating lobe near the main lobe.

ここで、サブアレーアンテナのパターンにおける第1のナルの方向と、図6に示すようにこの発明の式(2)による配置でアンテナがオムニアンテナである場合の第1のグレーティングローブが一致する条件は次式で与えられる。   Here, the first nulling direction in the sub-array antenna pattern and the first grating lobe when the antenna is an omni antenna in the arrangement according to the expression (2) of the present invention as shown in FIG. It is given by

Figure 0004515897
Figure 0004515897

この発明におけるアンテナ配置では、比率Sを式(4)の右辺の値と一致させるか、これよりも小さくすることにより、第1のグレーティングローブをサブアレーアンテナのパターンよりも外側にすることができるので、サブアレービーム内のグレーティングローブを有効に抑圧することができる。 The antenna arrangement of this invention, or to match the ratio S r to the value of the right side of equation (4), to be smaller than this, it is possible to outside the pattern of the first grating lobe sub array antenna Therefore, the grating lobe in the subarray beam can be effectively suppressed.

すなわち、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の増加量を、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定するか、第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定することにより、サブアレービーム内のグレーティングローブを有効に抑圧することができる。   That is, the amount of increase in the phase center interval between adjacent subarray antennas is set to a predetermined value so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe out of the grating lobes coincides with the first null of the subarray antenna. The grating lobe in the sub-array beam can be effectively suppressed by setting or setting it to be smaller than the predetermined increase amount so as to be outside the first null.

なお、ここでは、アレーアンテナを構成するアンテナをサブアレーアンテナとした場合について説明したが、指向性アンテナを用い、指向性アンテナのビーム外に第1のグレーティングローブを生じるように構成してもよい。   Here, the case where the antenna constituting the array antenna is a sub-array antenna has been described. However, a directional antenna may be used so that the first grating lobe is generated outside the beam of the directional antenna.

実施の形態2.
図8は、この発明の実施の形態2に係るアレーアンテナのアンテナの配列方法を示したものである。四角状の記号は、図5と同様にサブアレーを表しており、サブアレーアンテナの数は16である。また、サブアレーアンテナを構成する素子数は16である。アンテナ間隔の組み合わせは図5と同じであり、その順序だけが異なっている。すなわち、増分δをアンテナ間隔の平均Daの6.25%としてd(1)〜d(M−2)の組み合わせを求め、順序だけを変えた場合であり、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量δだけ増加するように配置した場合である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 shows an antenna arrangement method of the array antenna according to the second embodiment of the present invention. The square symbols represent subarrays as in FIG. 5, and the number of subarray antennas is 16. The number of elements constituting the subarray antenna is 16. The combination of antenna intervals is the same as in FIG. 5, and only the order is different. That is, when the increment δ is 6.25% of the average Da of the antenna interval and the combination of d (1) to d (M s -2) is obtained and only the order is changed, the phase center between adjacent subarray antennas This is a case where the interval is increased by a certain amount δ compared to any one of the phase center intervals between other adjacent subarray antennas.

また、図9は、図8に示すアンテナ配置によるアレーアンテナのアンテナパターンである。この図9に示すアンテナパターンは、図7と同様のパターンとなっており、第1のグレーティングローブをサブアレーアンテナのパターンよりも外側にすることができるので、サブアレービーム内のグレーティングローブを有効に抑圧することができることがわかる。   FIG. 9 shows an antenna pattern of the array antenna having the antenna arrangement shown in FIG. The antenna pattern shown in FIG. 9 is the same as that shown in FIG. 7, and the first grating lobe can be set outside the pattern of the subarray antenna. Therefore, the grating lobe in the subarray beam is effectively suppressed. You can see that you can.

また、同様にアンテナ間隔の順序を変えて、中心部分の間隔が密になり、外側の間隔が疎になるように、アレーアンテナの中心部の間隔よりも外側の間隔を大きくするよう配置してもよく、この場合、グレーティングローブ間のゲインを下げる効果がある。   Similarly, by changing the order of the antenna spacing, the outer spacing is larger than the central spacing of the array antenna so that the central spacing becomes dense and the outer spacing becomes sparse. In this case, there is an effect of lowering the gain between the grating lobes.

また、実施の形態1と同様に、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の増加量を、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定するか、第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定することにより、サブアレービーム内のグレーティングローブを有効に抑圧することができる。   Similarly to the first embodiment, the amount of increase in the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas is determined so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe among the grating lobes is the first null of the subarray antenna. The grating lobes in the sub-array beam can be effectively suppressed by setting the predetermined values so as to coincide with each other or by setting them to be smaller than the predetermined increase amount so as to be outside the first null.

さらに、実施の形態1と同様に、アレーアンテナを構成するアンテナをサブアレーアンテナではなく、指向性アンテナを用いて構成してもよい。   Further, as in the first embodiment, the antenna constituting the array antenna may be configured using a directional antenna instead of the sub-array antenna.

実施の形態3.
図10は、この発明の実施の形態3に係るもので、比率Srを1%とした場合のアンテナパターンを示したものである。この例では、式(4)で示した値よりも比率Srを小さくしているので、グレーティングローブをサブアレーアンテナのパターンよりも外側にすることができるが、メインローブの近傍に不要なローブを生じることが分かる。このように、式(4)で示した値よりも比率Srを小さくしても、不要なローブを生じる場合が有りうることがわかる。そこで、図4に示した等間隔分散アレーにおける第1ローブを最小化するシフト率について考察する。シフト量δによる位相回転がバラつくように設計すればよく、第1ローブを最小化する最適なシフト率は式(5)のようになる。グレーティングローブがサブアレーのメインローブ内に入らないためには、比率Srを式(4)よりも小さくする必要があるので、結局シフト率は式(6)の範囲内で設定するとよい。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 10 relates to the third embodiment of the present invention, and shows an antenna pattern when the ratio Sr is 1%. In this example, since the ratio Sr is smaller than the value shown in the equation (4), the grating lobe can be outside the pattern of the subarray antenna, but an unnecessary lobe is generated in the vicinity of the main lobe. I understand that. Thus, it can be seen that even if the ratio Sr is made smaller than the value shown in the equation (4), unnecessary lobes may occur. Therefore, consider the shift rate that minimizes the first lobe in the equally spaced array shown in FIG. What is necessary is just to design so that the phase rotation by the shift amount δ varies, and the optimum shift rate for minimizing the first lobe is as shown in Equation (5). In order to prevent the grating lobe from entering the main lobe of the sub-array, the ratio Sr needs to be smaller than that in the equation (4), so that the shift rate should be set within the range of the equation (6).

Figure 0004515897
Figure 0004515897

前述したように比率Srは、メインローブ近傍のローブを最小化できる式(5)のように設定した場合に、最も有効にサブアレービーム内のグレーティングローブを抑圧することができる。図11は、サブアレー数が16の場合において、シフト率Srが式(5)を満たす1/15=0.0667とした場合のアンテナパターンを示したものである。同条件でシフト率が異なる図7に比べ、特性は近いもののメインローブと近接するローブが有効に抑圧される。   As described above, the ratio Sr can suppress the grating lobe in the subarray beam most effectively when it is set as shown in Equation (5) that can minimize the lobe near the main lobe. FIG. 11 shows an antenna pattern in the case where the number of subarrays is 16 and the shift rate Sr satisfies 1/15 = 0.0667 that satisfies Equation (5). Compared with FIG. 7 in which the shift rate is different under the same conditions, the lobes close to the main lobe, although the characteristics are close, are effectively suppressed.

すなわち、隣接するアレーアンテナ間の位相中心の間隔の増加量を、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値よりも大きいか、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値と一致するように設定することにより、サブアレービーム内のグレーティングローブを抑圧することができる。   That is, the amount of increase in the interval between the phase centers between adjacent array antennas is greater than a predetermined value determined based on the number of subarray antennas or matches a predetermined value determined based on the number of subarray antennas. By setting so that the grating lobes can be suppressed, the grating lobes in the subarray beam can be suppressed.

また、本実施の形態3も、実施の形態1と同様に、アレーアンテナを構成するアンテナをサブアレーアンテナではなく、指向性アンテナを用いて構成してもよい。   Also, in the third embodiment, similarly to the first embodiment, the antennas constituting the array antenna may be configured using directional antennas instead of sub-array antennas.

実施の形態4.
この発明のアレーアンテナは、アンテナ全体に通常サイドローブを下げる目的で用いられる、励振分布として、チェビシェフ分布やテイラー分布などを乗じて用いてもよい。このような分布関数をアレーアンテナに乗じることにより、実施の形態1の効果に加え、グレーティングローブ間のゲインを下げることができる。
Embodiment 4 FIG.
The array antenna of the present invention may be used by multiplying Chebyshev distribution, Taylor distribution, or the like as an excitation distribution, which is usually used for the purpose of lowering side lobes throughout the antenna. By multiplying the array function by such a distribution function, the gain between the grating lobes can be lowered in addition to the effect of the first embodiment.

実施の形態5.
これまで、サブアレーアンテナの1次元の配列について説明してきたが、例えば、2次元面内の各軸方向において、式(2)のようなアンテナ間隔となるようにしてもよい。この場合、図2で示した座標軸における角度φ方向だけではなく、角度θ方向のグレーティングローブも抑圧することができる。
Embodiment 5 FIG.
So far, the one-dimensional array of sub-array antennas has been described. However, for example, the antenna spacing may be as shown in Equation (2) in each axial direction in the two-dimensional plane. In this case, not only the angle φ direction on the coordinate axis shown in FIG. 2 but also the grating lobe in the angle θ direction can be suppressed.

例えば、z軸方向のアンテナ間隔を十分小さく配置できる場合や、角度θ方向の覆域が小さい場合には、図12に示すように、z軸方向を等間隔とし、y方向だけを式(2)に示す配置としてもよい。各行(y方向)は同じ配列としてもよいし、図12に示すように、アンテナ間隔の組み合わせは同じであるが、その順序が異なるように配置してもよい。この場合、角度θ方向でグレーティングローブを生じることはなく、角度φ方向において実施の形態1と同様にサブアレーアンテナのビーム内のグレーティングローブを有効に抑圧することができる。   For example, when the antenna interval in the z-axis direction can be arranged sufficiently small, or when the coverage in the angle θ direction is small, as shown in FIG. The arrangement shown in FIG. The respective rows (y direction) may be arranged in the same arrangement, and as shown in FIG. 12, the combinations of antenna intervals are the same, but they may be arranged in a different order. In this case, no grating lobe is generated in the angle θ direction, and the grating lobe in the beam of the subarray antenna can be effectively suppressed in the angle φ direction as in the first embodiment.

z軸方向のアンテナ間隔も大きくする必要があり、サブアレーアンテナが2次元配置である場合には、図13に示すように、y軸方向だけでなくz軸方向も式(2)に示すようにアンテナ間隔を決定することにより、角度θ方向においてもサブアレーアンテナのビーム内のグレーティングローブを有効に抑圧することができる。このとき、y軸とz軸のアンテナ配置方法は同じとしてもよいし、アンテナ間隔の順序を入れ替えて異なるアンテナ配置に設定してもよい。   It is necessary to increase the antenna interval in the z-axis direction, and when the subarray antennas are arranged two-dimensionally, as shown in FIG. 13, not only the y-axis direction but also the z-axis direction is expressed by the equation (2). By determining the antenna interval, the grating lobes in the beam of the subarray antenna can be effectively suppressed even in the angle θ direction. At this time, the antenna arrangement method for the y-axis and the z-axis may be the same, or the antenna interval may be changed to set different antenna arrangements.

以上説明したように、この発明のアレーアンテナでは、本実施の形態5のように、2次元に配列する場合に適用でき、サブアレーアンテナのビーム内のグレーティングローブを有効に抑圧することができる。   As described above, the array antenna of the present invention can be applied to a two-dimensional arrangement as in the fifth embodiment, and the grating lobes in the sub-array antenna beam can be effectively suppressed.

また、本実施の形態5も、実施の形態1と同様に、アレーアンテナを構成するアンテナをサブアレーアンテナではなく、指向性アンテナを用いて構成してもよい。   Also, in the fifth embodiment, similarly to the first embodiment, the antenna constituting the array antenna may be configured using a directional antenna instead of the sub-array antenna.

実施の形態6.
図14は、この発明の実施の形態6に係るアレーアンテナの構成図である。図14に示す実施の形態6において、図1に示す実施の形態1と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。図14に示す実施の形態6は、図1に示す実施の形態1の移相器5に代わり、ビーム形成方向に応じて遅延時間を可変で制御できる遅延制御装置7を用いている点だけが異なる。アレーアンテナを構成するサブアレーアンテナの位相中心を、実施の形態1と同様に配置することにより、サブアレーアンテナのビーム内におけるグレーティングローブを有効に抑圧することができる。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 14 is a block diagram of an array antenna according to Embodiment 6 of the present invention. In the sixth embodiment shown in FIG. 14, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. The sixth embodiment shown in FIG. 14 uses only a delay control device 7 that can control the delay time variably according to the beam forming direction, instead of the phase shifter 5 of the first embodiment shown in FIG. Different. By arranging the phase centers of the subarray antennas constituting the array antenna in the same manner as in the first embodiment, it is possible to effectively suppress grating lobes in the beam of the subarray antenna.

また、これまでの位相制御方式のアレーアンテナでは、パルスレーダやサブアレー間隔の非常に広い分散アレーシステムに適用する場合、受信波をアンテナ数分合成できず、利得が低下する問題があったが、本実施の形態6では、遅延制御装置7によりビームを形成するので、非常に短いパルス波にも対応でき、サブアレーアンテナ間隔が広い場合にも有効にビームを形成できる利点がある。このような遅延制御装置7と式(2)によるアンテナ配置を備えたアレーアンテナを短いパルス波のパルスレーダに適用することにより、有効にビーム形成ができるとともに、広角のサイドローブを抑圧できる効果もある。   In addition, the conventional phase control array antenna has a problem that when applied to a pulsed radar or a distributed array system with a very wide subarray interval, the received waves cannot be combined by the number of antennas, resulting in a decrease in gain. In the sixth embodiment, since the beam is formed by the delay control device 7, there is an advantage that it can cope with a very short pulse wave and can effectively form a beam even when the sub-array antenna interval is wide. By applying such an array antenna having the delay control device 7 and the antenna arrangement according to the equation (2) to a pulse radar of a short pulse wave, it is possible to effectively form a beam and to suppress a wide-angle side lobe. is there.

図15は、パルスレーダに本実施の形態6のアレーアンテナを適用した場合のアンテナパターンを示したものであるが、有効にビームが形成出来ているとともに、広角のサイドローブが実施の形態1で示した図7に比べ低下していることがわかる。   FIG. 15 shows an antenna pattern when the array antenna of the sixth embodiment is applied to a pulse radar. A beam can be effectively formed, and a wide-angle side lobe is the same as that of the first embodiment. It turns out that it has fallen compared with shown FIG.

また、本実施の形態6も、実施の形態1と同様に、アレーアンテナを構成するアンテナをサブアレーアンテナではなく、指向性アンテナを用いて構成してもよい。   Also, in the sixth embodiment, similarly to the first embodiment, the antenna constituting the array antenna may be configured using a directional antenna instead of the sub-array antenna.

この発明の実施の形態1に係るアレーアンテナを示す構成図である。It is a block diagram which shows the array antenna which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るサブアレーアンテナの配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning of the subarray antenna which concerns on Embodiment 1 of this invention. アレーアンテナを構成するアンテナがサブアレーアンテナではなく、1素子のオムニアンテナである場合のアンテナパターンを示す図である。It is a figure which shows an antenna pattern in case the antenna which comprises an array antenna is not a subarray antenna but an omni antenna of 1 element. アレーアンテナの各アンテナが16素子の1/2・λの等間隔のサブアレーアンテナで構成された場合のアンテナパターンを示す図である。It is a figure which shows an antenna pattern in case each antenna of an array antenna is comprised with the subarray antenna of 1/2 element of λ which is 16 elements. サブアレーアンテナの位相中心の間隔が隣接する他の間隔に比べある一定の量δだけ増大するように配置した説明図である。It is explanatory drawing arrange | positioned so that the space | interval of the phase center of a subarray antenna may increase only a fixed quantity (delta) compared with the other space | interval which adjoins. アレーアンテナを構成するアンテナがオムニアンテナである場合のアンテナパターンを図である。It is a figure which shows an antenna pattern in case the antenna which comprises an array antenna is an omni antenna. アレーアンテナの各アンテナが16素子の1/2・λ等間隔のサブアレーアンテナで構成された場合のアンテナパターンを示す図である。It is a figure which shows an antenna pattern at the time of each antenna of an array antenna being comprised by the subarray antenna of a 1/2 * lambda equal interval of 16 elements. この発明の実施の形態2に係るアレーアンテナのアンテナの配列方法を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | sequence method of the antenna of the array antenna which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図8に示すアンテナ配置によるアレーアンテナのアンテナパターンを示す図である。It is a figure which shows the antenna pattern of the array antenna by the antenna arrangement | positioning shown in FIG. この発明の実施の形態3に係るもので、比率Srを1%とした場合のアンテナパターンを示す図である。It is a figure which concerns on Embodiment 3 of this invention, and shows an antenna pattern when ratio Sr is 1%. この発明の実施の形態3に係るもので、比率Srを1/15とした場合のアンテナパターンを示す図である。It is a figure which concerns on Embodiment 3 of this invention, and shows an antenna pattern when ratio Sr is 1/15. この発明の実施の形態5に係るアレーアンテナのアンテナの配列方法を説明するもので、サブアレーアンテナが2次元配置である場合に、z軸方向を等間隔とし、y方向だけを式(2)に示す配置とした図である。An antenna arrangement method for an array antenna according to Embodiment 5 of the present invention will be described. When the subarray antennas are two-dimensionally arranged, the z-axis direction is equally spaced, and only the y-direction is expressed by Equation (2). FIG. この発明の実施の形態5に係るアレーアンテナのアンテナの配列方法を説明するもので、サブアレーアンテナが2次元配置である場合に、y軸方向だけでなくz軸方向も式(2)に示す配置とした図である。An array arrangement method for array antennas according to Embodiment 5 of the present invention will be described. When the subarray antennas are two-dimensionally arranged, not only the y-axis direction but also the z-axis direction is shown in the expression (2). FIG. この発明の実施の形態6に係るアレーアンテナの構成図である。It is a block diagram of the array antenna which concerns on Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態6に係るアレーアンテナをパルスレーダに適用した場合のアンテナパターンを示す図である。It is a figure which shows the antenna pattern at the time of applying the array antenna which concerns on Embodiment 6 of this invention to pulse radar.

符号の説明Explanation of symbols

1 サブアレーアンテナを構成する素子アンテナ、2 移相器、3 合成器、4 サブアレーアンテナ、5 移相器、6 合成器、7 遅延制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Element antenna which comprises subarray antenna, 2 phase shifter, 3 combiner, 4 subarray antenna, 5 phase shifter, 6 combiner, 7 delay control apparatus.

Claims (20)

複数の素子アンテナから構成されるサブアレーアンテナを複数備え、隣接するサブアレーアンテナそれぞれの位相中心間の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し
上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定された
ことを特徴とするアレーアンテナ。
Provided with a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas, and arranged so that the interval between the phase centers of adjacent subarray antennas sequentially increases by a certain amount along the arrangement direction ,
The increase amount of the interval is set to be smaller than the predetermined increase amount so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe out of the grating lobes is outside the first null of the subarray antenna. Characteristic array antenna.
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナを備え、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し
上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定された
ことを特徴とするアレーアンテナ。
With multiple subarray antennas composed of multiple element antennas, the phase center spacing between adjacent subarray antennas increases by a fixed amount compared to any one of the phase center spacings between other adjacent subarray antennas arranged so as to be,
The increase amount of the interval is set to be smaller than the predetermined increase amount so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe out of the grating lobes is outside the first null of the subarray antenna. Characteristic array antenna.
請求項2に記載のアレーアンテナにおいて、
上記間隔は、アレーアンテナの中心部の間隔よりも外側の間隔が大きい
ことを特徴とするアレーアンテナ。
The array antenna according to claim 2,
The array antenna is characterized in that the outer spacing is larger than the spacing of the center portion of the array antenna.
複数の素子アンテナから構成されるサブアレーアンテナを複数備え、隣接するサブアレーアンテナそれぞれの位相中心間の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、
上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定された
ことを特徴とするアレーアンテナ。
Provided with a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas, and arranged so that the interval between the phase centers of adjacent subarray antennas sequentially increases by a certain amount along the arrangement direction,
The amount of increase in the interval is set to a predetermined value so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe out of the grating lobes coincides with the first null of the sub-array antenna. .
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナを備え、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、With multiple subarray antennas composed of multiple element antennas, the phase center spacing between adjacent subarray antennas increases by a fixed amount compared to any one of the phase center spacings between other adjacent subarray antennas Arranged to
上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定されたThe amount of increase in the interval is set to a predetermined value so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe among the grating lobes coincides with the first null of the subarray antenna.
ことを特徴とするアレーアンテナ。An array antenna characterized by that.
請求項1から5までのいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値よりも大きい
ことを特徴とするアレーアンテナ。
The array antenna according to any one of claims 1 to 5 ,
The array antenna is characterized in that the increase amount of the interval is larger than a predetermined value determined based on the number of sub-array antennas.
請求項1から5までのいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値と一致する
ことを特徴とするアレーアンテナ。
The array antenna according to any one of claims 1 to 5 ,
The array antenna is characterized in that the increase amount of the interval coincides with a predetermined value determined based on the number of subarray antennas.
請求項7に記載のアレーアンテナにおいて、The array antenna according to claim 7, wherein
サブアレーアンテナの数をMs、サブアレー間隔の平均値をDとするとき、上記間隔の増加量を、D/(Ms−1)とするWhen the number of sub-array antennas is Ms and the average value of the sub-array intervals is D, the increase amount of the intervals is D / (Ms-1).
ことを特徴とするアレーアンテナ。An array antenna characterized by that.
請求項1からのいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
上記アレーアンテナに所定の励振分布を与える
ことを特徴とするアレーアンテナ。
The array antenna according to any one of claims 1 to 8 ,
An array antenna characterized by providing a predetermined excitation distribution to the array antenna.
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、
各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、
列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、
上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定された
ことを特徴とするアレーアンテナ。
In an array antenna comprising a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged,
Arranged so that the phase center spacing between adjacent subarray antennas in each row sequentially increases by a certain amount along the arrangement direction,
The spacing between columns is arranged to increase by a certain amount compared to the spacing between other adjacent columns,
The increase amount of the interval is set to be smaller than the predetermined increase amount so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe out of the grating lobes is outside the first null of the subarray antenna. Characteristic array antenna.
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、
各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、
列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、
上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定された
ことを特徴とするアレーアンテナ。
In an array antenna comprising a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged,
Arranged so that the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas in each row increases by a certain amount compared to any one of the phase center intervals between other adjacent subarray antennas,
The spacing between columns is arranged to increase by a certain amount compared to the spacing between other adjacent columns,
The increase amount of the interval is set to be smaller than the predetermined increase amount so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe out of the grating lobes is outside the first null of the subarray antenna. Characteristic array antenna.
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、
各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、
列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、
上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定された
ことを特徴とするアレーアンテナ。
In an array antenna comprising a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged,
Arranged so that the phase center spacing between adjacent subarray antennas in each row sequentially increases by a certain amount along the arrangement direction,
The spacing between columns is arranged to increase by a certain amount compared to the spacing between other adjacent columns,
The increase amount of the interval is set to a predetermined value so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe among the grating lobes coincides with the first null of the subarray antenna. .
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、
各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、
列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、
上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定された
ことを特徴とするアレーアンテナ。
In an array antenna comprising a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged,
Arranged so that the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas in each row increases by a certain amount compared to any one of the phase center intervals between other adjacent subarray antennas,
The spacing between columns is arranged to increase by a certain amount compared to the spacing between other adjacent columns,
The increase amount of the interval is set to a predetermined value so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe among the grating lobes coincides with the first null of the subarray antenna. .
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、
各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、
列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、
上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値よりも大きい
ことを特徴とするアレーアンテナ。
In an array antenna comprising a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged,
Arranged so that the phase center spacing between adjacent subarray antennas in each row sequentially increases by a certain amount along the arrangement direction,
The spacing between columns is arranged to increase by a certain amount compared to the spacing between other adjacent columns,
The array antenna characterized in that the increase amount of the interval is larger than a predetermined value determined based on the number of subarray antennas.
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、
各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、
列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、
上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値よりも大きい
ことを特徴とするアレーアンテナ。
In an array antenna comprising a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged,
Arranged so that the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas in each row increases by a certain amount compared to any one of the phase center intervals between other adjacent subarray antennas,
The spacing between columns is arranged to increase by a certain amount compared to the spacing between other adjacent columns,
The array antenna characterized in that the increase amount of the interval is larger than a predetermined value determined based on the number of subarray antennas.
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、
各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置し、
列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、
上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値と一致する
ことを特徴とするアレーアンテナ。
In an array antenna comprising a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged,
Arranged so that the phase center spacing between adjacent subarray antennas in each row sequentially increases by a certain amount along the arrangement direction,
The spacing between columns is arranged to increase by a certain amount compared to the spacing between other adjacent columns,
The array antenna is characterized in that the increase amount of the interval coincides with a predetermined value determined based on the number of subarray antennas.
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、
各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置し、
列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、
上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値と一致する
ことを特徴とするアレーアンテナ。
In an array antenna comprising a plurality of columns in which the phase centers of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas are arranged,
Arranged so that the interval between the phase centers between adjacent subarray antennas in each row increases by a certain amount compared to any one of the phase center intervals between other adjacent subarray antennas,
The spacing between columns is arranged to increase by a certain amount compared to the spacing between other adjacent columns,
The array antenna is characterized in that the increase amount of the interval coincides with a predetermined value determined based on the number of subarray antennas.
請求項1から17のいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
前記複数のサブアレーアンテナの出力をそれぞれビーム形成方向に応じて遅延時間を可変制御する複数の遅延制御手段を備え、前記複数の遅延制御手段の出力を合成して出力する
ことを特徴とするアレーアンテナ。
The array antenna according to any one of claims 1 to 17 ,
An array antenna comprising: a plurality of delay control units that variably control the delay times of the outputs of the plurality of sub-array antennas according to beam forming directions, respectively, and combining and outputting the outputs of the plurality of delay control units. .
請求項1から17のいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
上記サブアレーアンテナに代えて指向性のアンテナを用いた
ことを特徴とするアレーアンテナ。
The array antenna according to any one of claims 1 to 17 ,
An array antenna characterized by using a directional antenna instead of the sub-array antenna.
複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの隣接するサブアレーアンテナの位相中心の間隔が隣接する他のサブアレーアンテナの位相中心の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、
前記間隔の増加量を、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定すると共に、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値よりも大きく設定する
ことを特徴とするアレーアンテナの配置方法。
Arranged so that the interval between the phase centers of adjacent subarray antennas of a plurality of subarray antennas composed of a plurality of element antennas increases by a certain amount compared to the interval between the phase centers of other adjacent subarray antennas,
The interval increase amount is set to be smaller than a predetermined increase amount so that the direction of the first grating lobe closest to the main lobe out of the grating lobes is outside the first null of the subarray antenna. An array antenna arrangement method, wherein the array antenna is set to be larger than a predetermined value determined based on the number of antennas.
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