JP4877155B2 - Antenna device and horizontal plane pattern switching method - Google Patents
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Description
本発明は一次放射器の外周を機械的に回転する反射鏡を有するアンテナ装置及びその水平面パターンの切替え方法に関する。 The present invention relates to an antenna device having a reflecting mirror that mechanically rotates the outer periphery of a primary radiator and a method of switching a horizontal plane pattern thereof.
本発明の関連技術として本発明の発明者は、既に一次放射器を固定して可動接点をなくし、その周囲に回転する反射鏡を配置した反射鏡方式のアンテナ装置を提案している(特願2006−073281号)。以下、このアンテナ装置の概要を説明する。 As a related art of the present invention, the inventor of the present invention has already proposed a reflector-type antenna device in which a primary radiator is fixed, a movable contact is eliminated, and a rotating reflecting mirror is disposed around it (Japanese Patent Application). 2006-073281). The outline of this antenna apparatus will be described below.
図8は前記関連技術の反射鏡方式のアンテナ装置の外観を示す図であり、図9は一次放射器の構成及び給電系統を示す図である。このアンテナ装置は反射鏡11と一次放射器12と回転駆動装置13から構成され、回転駆動装置13は固定盤13a上で回転盤13bが水平面で回転し、回転盤13b上に搭載する反射鏡11を固定盤13aに固定した一次放射器12の周りを回転させる。また、一次放射器12は支柱122の周りの円周上に等間隔に並べた複数の放射素子123を縦方向に複数段並べて構成されカバー121に収容されている。
FIG. 8 is a diagram showing an external appearance of the reflector type antenna device of the related art, and FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a primary radiator and a feeding system. The antenna device includes a reflecting
このアンテナ装置では、オフセット型のパラボラ曲面の3つの反射鏡11が一次放射器12を中心とした外周を120°間隔で配置されている。また、一次放射器12は3つの反射鏡11に対応して、円筒状に並べられた各段の複数の放射素子123に120°の角度間隔でそれぞれ3つのスイッチ(SW)124を備え、反射鏡の回転に同期して複数の放射素子との接続を切替え可能とし、常に3つの反射鏡11の焦点近傍の放射素子が選択されるように切替えられる。複数の放射素子123に対するRF信号の給電は図示しない送受信モジュール等から行われ、縦方向の複数の放射素子123は移相器125による位相制御により仰角方向にビームを走査できるフェーズドアレイを構成し、一次放射器12の送受信信号に対するビームは水平面で回転可能であり、仰角方向にもビーム走査が可能である。
In this antenna device, three reflecting
図8、9に示す関連技術は3つの反射鏡とスイッチを備えるものの、回転ビーム等の形成の動作自体は単一の反射鏡とスイッチの組み合わせで説明できる。 Although the related art shown in FIGS. 8 and 9 includes three reflecting mirrors and switches, the operation of forming a rotating beam or the like can be explained by a combination of a single reflecting mirror and a switch.
図10は前記関連技術の単一の反射鏡11の回転と一次放射器12の切替えのタイミングの関係を示す図である。前記関連技術のビーム14を形成する放射素子123の切替えは、回転する反射鏡の焦点位置が隣接する放射素子No1とNo2の中間位置に達した時点で、縦(垂直)方向のフェーズドアレイを構成する一列の全ての放射素子No1を隣接する次の放射素子No2にスイッチにより同時に切替える方法が採用される。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the rotation of the single reflecting
前述のように一次放射器を固定してその周囲に反射鏡を回転させるアンテナ装置は、一次放射器の励振素子列を反射鏡の回転に同期してスイッチにより切替える方式であり、この構成によれば放射素子と接続する電気的な可動接点が不要であり、スリップリングあるいはロータリージョイント等を排除できるから、信頼性が高く、安価に提供できるという顕著な利点があり、レーダ用アンテナ装置等に適している。 As described above, the antenna device in which the primary radiator is fixed and the reflecting mirror is rotated around the primary radiator is a system in which the excitation element array of the primary radiator is switched by a switch in synchronization with the rotation of the reflecting mirror. This eliminates the need for an electrically movable contact to connect to the radiating element, eliminates slip rings or rotary joints, etc., and has the significant advantages of being reliable and inexpensive, and is suitable for radar antenna devices, etc. ing.
しかし、このアンテナ装置では、反射鏡は連続的に回転するのに対し、縦方向のフェーズドアレイを構成する複数の放射素子は、放射素子間の中間位置でスイッチにより隣接する複数の放射素子へと同時に切替わるので、反射鏡の焦点の連続的な変位と縦方向の複数の放射素子により形成される水平面パターンの位相の中心との間では周期的なズレ(「焦点ズレ」という。)が生じることとなり、これにより方位誤差が発生して方位精度が劣化するという問題がある。 However, in this antenna device, the reflecting mirror continuously rotates, whereas the plurality of radiating elements constituting the vertical phased array are switched to a plurality of adjacent radiating elements by switches at intermediate positions between the radiating elements. Since switching is performed at the same time, a periodic shift (referred to as “focus shift”) occurs between the continuous displacement of the focal point of the reflecting mirror and the center of the phase of the horizontal plane pattern formed by the plurality of vertical radiating elements. As a result, there is a problem that an azimuth error occurs and the azimuth accuracy deteriorates.
(目的)
本発明の目的は、前記課題を解決するものであり、方位誤差を改善したアンテナ装置及び水平面パターンの切替え方法を提供することにある。
(the purpose)
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide an antenna device and a horizontal plane pattern switching method with improved azimuth error.
第1の発明のアンテナ装置は、円周状に並べられた複数の放射素子を複数段重ねた一次放射器と、前記一次放射器の外周を機械的に回転する反射鏡とを有するアンテナ装置において、各段の一次放射器の水平面パターンを順次切替える時間を各段で差をつけることにより反射鏡の回転に同期したビームを形成することを特徴とする。 An antenna device according to a first aspect of the present invention is an antenna device having a primary radiator in which a plurality of radiating elements arranged in a circle are stacked in multiple stages, and a reflecting mirror that mechanically rotates the outer periphery of the primary radiator. A beam synchronized with the rotation of the reflecting mirror is formed by making a difference in time for sequentially switching the horizontal plane pattern of the primary radiator of each stage.
第2の発明の水平面パターンの切替え方法は、円周状に並べられた複数の放射素子を複数段重ねた一次放射器の外周に機械的に反射鏡を回転するアンテナ装置の前記一次放射器の水平面パターンの切替え方法において、各段の一次放射器の水平面パターンをスイッチにより順次切替える時間を各段で差をつけることにより反射鏡の回転に同期したビームを形成することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a horizontal plane pattern switching method in which the primary radiator of the antenna device that mechanically rotates the reflecting mirror around the outer periphery of the primary radiator in which a plurality of radiating elements arranged in a circle are stacked in multiple stages. The horizontal plane pattern switching method is characterized in that a beam synchronized with the rotation of the reflecting mirror is formed by providing a difference in time for sequentially switching the horizontal plane pattern of the primary radiator of each stage by a switch.
本発明によれば、各段の一次放射器の水平面パターンを順次切替える時間を各段で差をつけるように構成し、反射鏡の回転に同期したビームを形成でき、焦点ズレを減少させることができるから、方位誤差を改善することが可能である。 According to the present invention, the time for sequentially switching the horizontal plane pattern of the primary radiator of each stage is configured to make a difference at each stage, a beam synchronized with the rotation of the reflecting mirror can be formed, and the focus shift can be reduced. Therefore, it is possible to improve the azimuth error.
次に、本発明のアンテナ装置及び水平面パターンの切替え方法の一実施形態としてレーダ装置用アンテナ装置について図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
(構成の説明)
図1は本発明の第1の実施形態の外観を示す図である。レーダ装置用アンテナ装置の外観構成は、下側の固定盤13aと上側の中央に開口部を備える回転盤13bからなる回転駆動装置13と、回転駆動装置13の下側の固定盤13aの中央に固定され、上側の回転盤13bの前記開口部を貫通するように配置された一次放射器12と、前記回転盤13b上に固定された反射鏡11とから構成される。
Next, an antenna device for a radar device as an embodiment of the antenna device and horizontal plane pattern switching method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
(Description of configuration)
FIG. 1 is a diagram showing the appearance of the first embodiment of the present invention. The external configuration of the antenna device for a radar device is as follows: a
一次放射器12は、円筒状に等角度間隔で配列した複数の放射素子を上下方向に複数段配列した構成でなり、垂直方向に並んだ各段の放射素子が水平面パターンを形成する。反射鏡11はその反射面の水平断面の形状がパラボラ曲線でなり、電波の放射の例では、一次放射器12から放射された電波を収束して水平面で鋭いビームを形成する。
The
この構成により回転駆動装置13の回転盤13bの回転により反射鏡11が回転するとともに、反射鏡11の回転に同期して一次放射器12の反射鏡11に対向する垂直方向に並んだ各段の放射素子が稼動状態となり、これによりアンテナビームを水平面で走査できる高利得のアンテナが実現される。
With this configuration, the reflecting
次に、一次放射器及び信号系統の構成について詳細に説明する。
図2は一次放射器12の系統図の構成例を示す図である。一次放射器12は円周状に並べられた複数の放射素子123を複数(N)段重ねた素子配列で構成されている。具体的には、一次放射器12は支柱122により円周状に等角度間隔に、また縦方向に等間隔に複数の放射素子123が並べられて構成され、カバー121で覆われている。
Next, the configuration of the primary radiator and the signal system will be described in detail.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a system diagram of the
また、一次放射器12の垂直方向に並んだ各段#1〜#Nの放射素子123は、それぞれに対応して設けられた送受信モジュール1〜Nとスイッチ124により接続可能に構成されている。また、送受信モジュール1〜Nは、信号発生器からのRF信号を分配器を介して入力し、一次放射器からの受信信号を合成器を介して受信側Rxに出力する。円周状に並べられた放射素子123は反射鏡の回転に応じてスイッチ124により各段の垂直方向に並んだ放射素子から隣接する各段の垂直方向に並んだ放射素子へと切替えられ、反射鏡の焦点近傍に位置する放射素子が反射鏡に電波を放射し又は反射鏡から電波を受信する。
Further, the
更に、垂直方向に並んだ各段の1列の放射素子123は、送受信モジュール125等に内蔵する移相器により垂直方向の指向性が制御されるフェーズドアレイを構成し、移相器によるRF信号の位相制御により仰角方向のビームの電子走査が可能である。なお、送受信モジュール125はフェーズドアレイに使われる部品であって、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な説明は省略する。
Furthermore, one row of
図3は本実施形態の反射鏡11の回転(焦点)位置と一次放射器12の切替えのタイミングの関係を示す図であり、図4は本実施形態の各段のスイッチ切替えとビーム方位変化を示す図である。図3、4では一次放射器の構成として、放射素子#1〜#4の4段アレイ構成とした場合のビーム切替え例を示している。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the rotation (focal point) position of the reflecting
前記関連技術の場合は、図10からわかるように回転する反射鏡の焦点位置が隣接する放射素子No1、No2の間の中間位置等に達した時点で、垂直方向のフェーズドアレイを構成する一列の放射素子を同時に切替えるものである。
In the case of the related art, as can be seen from FIG. 10, when the focal position of the rotating reflecting mirror reaches an intermediate position between the adjacent
これに対し本実施形態の放射素子の切替えでは、図3に示すように反射鏡の焦点位置が隣接する放射素子No1、No2の間にある期間に、各段(1個)単位でスイッチにより時間差を付けて順次切替える。具体的には、4個の放射素子の場合、反射鏡の焦点位置が隣接する放射素子No1、No2の間のm×1/8(m:1、3、5、7)の位置に達した時点で、放射素子を1個ずつNo1からNo2へ順次切替える切替え方法を採用する。 On the other hand, in the switching of the radiating elements of this embodiment, as shown in FIG. 3, the time difference between the radiating elements No1 and No2 by the switch in each stage (one unit) during the period between the adjacent radiating elements No1 and No2. To switch sequentially. Specifically, in the case of four radiating elements, the focal position of the reflecting mirror has reached a position of m × 1/8 (m: 1, 3, 5, 7) between adjacent radiating elements No1 and No2. At the time, a switching method is adopted in which the radiation elements are sequentially switched from No1 to No2.
(動作の説明)
次に、本実施形態の動作を前記関連技術の動作との比較により詳細に説明する。
(Description of operation)
Next, the operation of the present embodiment will be described in detail by comparison with the operation of the related art.
最初に、図10に示す関連技術の一次放射器の水平面パターンの切替え動作を図3に示す4段アレイ構成へ適用した場合の動作例について説明する。この場合、前記関連技術の切替え動作では図3のc点で全ての放射素子がNo1からNo2に切替えることになる。つまり、反射鏡はA→B→C→D→Eの順に一定速度で回転し、反射鏡の焦点位置は放射素子が配列された円周上のa→b→c→d→eの順に変位するが、縦方向のフェーズドアレイを構成する放射素子の列はc点でスイッチの切替えによりビーム14aから14eにステップ状に変化する。
First, an operation example when the horizontal plane pattern switching operation of the primary radiator of the related art shown in FIG. 10 is applied to the four-stage array configuration shown in FIG. 3 will be described. In this case, in the switching operation of the related art, all the radiating elements are switched from No1 to No2 at the point c in FIG. That is, the reflecting mirror rotates at a constant speed in the order of A → B → C → D → E, and the focal position of the reflecting mirror is displaced in the order of a → b → c → d → e on the circumference where the radiating elements are arranged. However, the row of radiating elements constituting the vertical phased array changes stepwise from
いま、反射鏡がAの位置とすると、縦方向のフェーズドアレイを構成するNo1の放射素子の列が稼動状態であってビーム14aが形成され、このときの位相中心はaの位置であるから反射鏡の焦点の位置と一致している。ところが、No1の放射素子の列の稼動状態においても反射鏡はB、Cの位置へと連続的に回転するため、焦点もaの位置からb、cの位置へと変位し、この変化によりビーム14aに対する本来の焦点の位置aからa−b、a−cと焦点ズレが次第に増大する。
Now, assuming that the reflecting mirror is at the position A, the row of No. 1 radiating elements constituting the vertical phased array is in an operating state and the
次に、反射鏡がCの位置に回転した時点でNo1の放射素子の列からNo2の放射素子の列に切替わるから、ビームもビーム14aからビーム14eへ切替わる。この時点では焦点ズレの方向は反転し、更に反射鏡がCの位置からD、Eの位置へと回転するに従い、本来の位置eに対し、c−e、d−eと焦点ズレが次第に縮小し、反射鏡がEの位置まで回転すると再びビーム14eと焦点のeの位置とが一致する。以降の動作も同様に繰り返される。
Next, when the reflecting mirror is rotated to the position C, the No. 1 radiating element row is switched to the No. 2 radiating element row, so that the beam is also switched from the
以上のように関連技術の水平面パターンの切替え方法では、反射鏡の焦点の位置が垂直方向に並んだ各段の1列の放射素子間の中間点で切替わるので、放射素子による水平面パターンの位相中心とパラボラアンテナの反射鏡の焦点の位置が周期的にa−c、c−e間で大きくずれ、この焦点ズレは二次パターンのビームシフトとして現れるためレーダ装置用アンテナとして使用する場合に無視できない方位誤差となる。 As described above, in the related art horizontal plane pattern switching method, the position of the focal point of the reflecting mirror is switched at the midpoint between one row of radiating elements arranged in the vertical direction. The position of the focal point of the reflector of the center and the parabolic antenna periodically deviates greatly between ac and ce, and this focus shift appears as a beam shift of the secondary pattern, so it is ignored when used as an antenna for a radar device. It becomes a direction error that cannot be done.
本実施形態では、各段の一次放射器の水平面パターンを切替える時間を各段で差をつけて行うことにより、水平面パターンの位相の中心の位置を順次小刻みに回転させ、反射鏡の回転への同期を改善する。つまり、一次放射器の垂直方向に並んだ各段の放射素子と移相器等とを接続するスイッチの切替え時間に各段で差をつけるように構成し、水平面パターンとの同期を改善する。 In this embodiment, by changing the time for switching the horizontal plane pattern of the primary radiator of each stage with a difference in each stage, the position of the center of the phase of the horizontal plane pattern is rotated in small increments, and the rotation of the reflecting mirror is changed. Improve synchronization. That is, it is configured such that the switching time of the switches connecting the radiating elements arranged in the vertical direction of the primary radiator and the phase shifter or the like is made different at each stage, thereby improving the synchronization with the horizontal plane pattern.
次に本実施形態の垂直方向の4段アレイ構成の例で一次放射器の水平面パターンの切替え動作を図3、4を参照して説明する。 Next, the switching operation of the horizontal plane pattern of the primary radiator will be described with reference to FIGS. 3 and 4 in the example of the vertical four-stage array configuration of the present embodiment.
本実施形態では図3に示すように放射素子の切替え点は、放射素子No1、No2の間を4分割し、それぞれの中間点で放射素子を1個切替える。また、図4に示すA、B、C、D、Eは、図3に示す反射鏡の位置に対応するスイッチによる選択の状態を表わすものであり、各状態においてスイッチにより選択された放射素子とビーム14a、14b、14c、14d、14eとの関係を示している。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the switching point of the radiating element is divided into four parts between the radiating elements No1 and No2, and one radiating element is switched at each intermediate point. Also, A, B, C, D, and E shown in FIG. 4 represent the selection states by the switches corresponding to the positions of the reflecting mirrors shown in FIG. 3, and the radiation elements selected by the switches in each state The relationship with the
反射鏡がAの位置では#1〜#4まですべての段で放射素子No1が選択されて稼動し、ビーム14aが形成される。同Bの位置では#1段が放射素子No1から放射素子No2に切替わる。同Cの位置では#2段が放射素子No1から放射素子No2に切替わる。同Dの位置では#3段が放射素子No1から放射素子No2に切替わる。同Eの位置では#4段が放射素子No1から放射素子No2に切替わり、#1〜#4までのすべての段で放射素子No2が稼動する。このように各段の稼動素子の切替えを同時に行わずに順次時間差をつけて切替えることにより、形成されるビームは14a〜14eに示されるように小刻みな回転となり、主反射鏡の回転との同期が改善される。
When the reflecting mirror is at position A, the radiating element No1 is selected and operated at all stages from # 1 to # 4, and the
図5は本実施形態の一次放射器のパターンの例を示す図である。円周状に並べた放射素子を10度ピッチの4段とした構成例の一次放射器の指向性パターンを計算した結果を示しており、ピークの位置が順次小刻みに回転することが確認できる。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the pattern of the primary radiator according to the present embodiment. The result of calculating the directivity pattern of the primary radiator in the configuration example in which the radiating elements arranged in a circle are arranged in four stages with a pitch of 10 degrees is shown, and it can be confirmed that the peak positions are sequentially rotated in small increments.
図6は焦点ズレ(方位誤差)の変化を示す図であり、(イ)は関連技術のビーム切替えの場合、(ロ)は本実施形態のビーム切替えの場合である。
前記関連技術の場合は、稼動する放射素子の切替えを、反射鏡のA、Eの位置の各焦点の中間点である反射鏡のCの位置の焦点の位置で図3の#1〜#4すべての段で稼動素子をNo1からNo2に同時に切替える方式であるから、同図(イ)に示すように焦点ズレ(方位誤差)は切替わり時点まで大きく変化する。
6A and 6B are diagrams showing changes in focus shift (azimuth error). FIG. 6A shows the case of beam switching according to the related art, and FIG. 6B shows the case of beam switching according to the present embodiment.
In the case of the related art, the radiating elements to be operated are switched at the focal positions at the positions of the reflectors C, which are the midpoints of the respective focal points at the positions of the reflectors A and E. Since the operation element is switched from No1 to No2 at all stages at the same time, the focus shift (azimuth error) largely changes until the switching time as shown in FIG.
本実施形態では、反射鏡のA、B、C、D、Eの位置の各焦点の中間点で1放射素子単位で各段ごとに時間差を持って切替えを行うため、図6(ロ)に示すように、焦点ズレ(方位誤差)の変化は関連技術の図6(イ)と比較して1/4に減少する。 In the present embodiment, switching is performed with a time difference for each stage in units of one radiating element at the midpoint of each focal point at positions A, B, C, D, and E of the reflector. As shown, the change in focus shift (azimuth error) is reduced to ¼ compared to FIG. 6A of the related art.
以上のように、本実施形態では一次放射器の素子が円周状に等角度間隔に複数、上下方向に複数段配列され、励振素子が反射鏡の回転に同期して切替えられる方式において、一次放射器の励振素子列の切替えに各段で時間差をつけてビームのピークおよび位相の中心を小刻みに回転させ、反射鏡の回転に同期して反射鏡の焦点変位に細かく同期させる。これにより一次放射器パターンを小刻みに回転させ焦点ズレを減少させ、方位誤差を大幅に改善できる。また、図5に示すように一次放射器の振幅パターンは小刻みに回転して反射鏡に照射されることから、アンテナの効率が改善され、二次放射特性の利得偏差の減少、サイドローブの改善をも図ることが可能である。 As described above, in the present embodiment, in the system in which the elements of the primary radiator are circumferentially arranged in a plurality of stages at equal angular intervals and in the vertical direction, and the excitation element is switched in synchronization with the rotation of the reflecting mirror. A time difference is added at each stage for switching the excitation element array of the radiator, and the center of the peak and phase of the beam are rotated in small increments, and finely synchronized with the focal point displacement of the reflecting mirror in synchronization with the rotation of the reflecting mirror. As a result, the primary radiator pattern can be rotated in small increments to reduce the focus shift, and the azimuth error can be greatly improved. Further, as shown in FIG. 5, the amplitude pattern of the primary radiator is rotated in small increments and irradiated to the reflecting mirror, so that the efficiency of the antenna is improved, the gain deviation of the secondary radiation characteristic is reduced, and the side lobe is improved. Can also be achieved.
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、各段で時間差をつけて切替える稼動素子の切替えを1放射素子単位で行う例を示したが、各切替え放射素子の単位を複数単位で行うように構成することが可能である。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, an example is shown in which the operation elements that are switched with a time difference at each stage are switched in units of one radiating element. However, it is possible to configure each switching radiating element in units of a plurality of units. It is.
図7は本発明の第2の実施形態を示す図である。円周状に並べた複数の放射素子を垂直方向に8段に配列した一次放射器からなり、垂直方向の複数の放射素子No1からNo2への切替えを、放射素子No1、No2の間を4回に分割し、それぞれの中間点で2個の放射素子(#1と#5、#3と#7、#2と#6、#4と#8)を単位として順次分散させて切替えるように構成している。 FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. It consists of a primary radiator in which a plurality of radiating elements arranged in a circle are arranged in eight stages in the vertical direction. Switching from a plurality of radiating elements No1 to No2 in the vertical direction is performed four times between radiating elements No1 and No2. Divided into two, and at each intermediate point, two radiating elements (# 1 and # 5, # 3 and # 7, # 2 and # 6, # 4 and # 8) are sequentially dispersed and switched. is doing.
本実施の形態では、垂直方向の複数の放射素子の段数に応じて、放射素子No1、No2の間の分割数(切替え数)及び個々の切替え時の放射素子の単位数等は適宜選定することが可能である。複数個の放射素子を単位として切替えることにより、垂直方向(仰角方向)の位相中心の精度の向上も図ることが可能である。 In this embodiment, according to the number of stages of a plurality of radiating elements in the vertical direction, the number of divisions between radiating elements No1 and No2 (the number of switching), the number of units of radiating elements at the time of individual switching, and the like are appropriately selected. Is possible. By switching a plurality of radiation elements as a unit, it is possible to improve the accuracy of the phase center in the vertical direction (elevation direction).
(他の実施形態)
以上の実施形態では単一の反射鏡を使用したアンテナ装置を示したが、本発明の他の実施の形態として、一次放射器を中心とした外周を所定角度の間隔で回転する複数の反射鏡によりマルチビームを形成するアンテナ装置にも適用可能である。
(Other embodiments)
In the above embodiment, an antenna device using a single reflecting mirror has been shown. However, as another embodiment of the present invention, a plurality of reflecting mirrors that rotate the outer periphery around the primary radiator at a predetermined angle interval. Thus, the present invention can also be applied to an antenna device that forms a multi-beam.
この実施形態としては、図8、9に示すように、例えば3つの反射鏡を使用するアンテナ装置として構成できる。回転駆動装置の回転盤上にオフセットパラボラ曲面等の反射鏡を120°間隔で搭載し、固定盤に固定した一次放射器の周りを回転させる。一次放射器は図9に示すように支柱の周りの円周上に等間隔に並べた複数の放射素子を縦方向に複数段並べた構成とし、一次放射器は3つの反射鏡に対応して、円筒状に並べられた各段の複数の放射素子に120°の角度間隔で回転するそれぞれ3つのスイッチを備え、反射鏡の回転に同期して複数の放射素子と移相器(又は送受信モジュール)との間の接続を切替え可能とし、常に3つの反射鏡の焦点近傍の放射素子が選択されるように構成する。更に本実施形態では、垂直方向の段数等に応じて選定した隣接する円周上の放射素子の間を分割して、順次各段又は複数段単位で切替える反射鏡(焦点)位置を選定して放射素子の前記切替えタイミングを決定する。 As shown in FIGS. 8 and 9, this embodiment can be configured as an antenna device using, for example, three reflecting mirrors. Reflector mirrors such as offset parabolic curved surfaces are mounted on the rotating disk of the rotation drive device at intervals of 120 °, and the primary radiator fixed on the fixed disk is rotated. As shown in FIG. 9, the primary radiator has a structure in which a plurality of radiating elements arranged at equal intervals on the circumference around the support are arranged in a plurality of stages in the vertical direction, and the primary radiator corresponds to three reflecting mirrors. Each of the plurality of radiating elements arranged in a cylindrical shape includes three switches that rotate at an angular interval of 120 °, and a plurality of radiating elements and a phase shifter (or a transmission / reception module) in synchronization with the rotation of the reflecting mirror. ), And the radiating elements in the vicinity of the focal points of the three reflecting mirrors are always selected. Furthermore, in the present embodiment, the reflectors (focal points) to be sequentially switched in units of stages or in units of multiple stages are selected by dividing between adjacent radiating elements selected in accordance with the number of stages in the vertical direction. The switching timing of the radiating element is determined.
また、図2に示す実施形態では、各段の1つの送受信モジュール125で円周状の放射素子(アレイ)をスイッチで切替えて反射鏡に電波照射する構成としているが、他の実施形態として放射素子ごとに送受信モジュールを装荷して、稼動するモジュールを切替えるように構成することが可能である。つまり、複数の放射素子と複数の送受信モジュールとをそれぞれ予め接続し、スイッチにより送受信モジュールを切替え送受信モジュールを選択的に稼動させるように構成することが可能である。
In the embodiment shown in FIG. 2, the configuration is such that one radiating element (array) is switched by a switch by one transmission /
更に、図2に示す実施形態では、送受信モジュール125を使用したアクティブなフェーズドアレイ方式について説明したが、他の実施形態として受信用の移相器のみを使用したパッシブなフェーズドアレイ方式として構成することが可能である。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 2, the active phased array method using the transmission /
本発明によれば、電気的可動接点を持たないレーダに適した反射鏡方式のアンテナ装置で、回転する反射鏡の焦点と一次放射器の水平面パターンとのズレを低減することが可能であるから長距離レーダ用等に適用可能である。 According to the present invention, it is possible to reduce the deviation between the focal point of the rotating reflector and the horizontal plane pattern of the primary radiator in a reflector-type antenna device suitable for radar that does not have an electrically movable contact. It can be applied to long-range radar.
11 反射鏡
12 一次放射器
121 カバー
122 支柱
123 放射素子
124 スイッチ
125 モジュール
13 回転駆動装置
13a、13b 回転駆動装置
14 素子パターン
14a〜14e 素子パターン
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