JP5068139B2 - Antenna device - Google Patents

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Description

この発明は、目標を追尾するために用いられるアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna device used for tracking a target.

目標を追尾するために用いられるアンテナ装置では、相手から自身の位置が検知されないよう可能な限りアンテナ装置のレーダ反射面積（ＲＣＳ）を小さくすることが必要である。そして、アンテナ部の外形形状を、斜辺を有する多角形状とすること、およびアンテナ部の外形形状を、斜辺を有する多角形状とし、アンテナ部のアンテナ面を検知対象物と正対する方向から傾斜させて設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。   In an antenna device used for tracking a target, it is necessary to make the radar reflection area (RCS) of the antenna device as small as possible so that the position of the antenna device is not detected from the other party. Then, the outer shape of the antenna unit is a polygonal shape having a hypotenuse, and the outer shape of the antenna unit is a polygonal shape having a hypotenuse, and the antenna surface of the antenna unit is inclined from the direction facing the detection target. Providing is proposed (for example, refer to Patent Document 1).

特開平６−２３０１０６号公報JP-A-6-230106

しかし、特許文献１では小さなレーダ反射面積を実現するためのアンテナの設置法、アンテナ形状を提案しているだけであり、具体的なアンテナ装置の構成や動作は開示されていない。特に、目標を追尾していないときでも到来する電磁波を反射しており、相手から位置が検知されてしまうという問題がある。   However, Patent Document 1 only proposes an antenna installation method and antenna shape for realizing a small radar reflection area, and does not disclose a specific configuration or operation of the antenna device. In particular, even when the target is not tracked, the incoming electromagnetic wave is reflected, and there is a problem that the position is detected from the other party.

この発明の目的は、追尾する目標が遠い位置に存在する場合に、相手から自身の位置が検知されないようレーダ反射面積が小さなアンテナ装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an antenna device having a small radar reflection area so that the position of the target to be tracked is not detected from the other party when the target to be tracked is at a far position.

この発明は、複数の素子アンテナから構成されるアンテナと、上記複数の素子アンテナから送信する送信信号を生成する送信機と、上記複数の素子アンテナで受信した受信信号を処理する受信素子、上記複数の素子アンテナでの給電点でのインピーダンスに整合する共役整合素子および上記受信素子と上記共役整合素子との動作を切り替える第２スイッチから構成される受信系と、上記送信機と上記受信系の動作を切り替える第１スイッチと、を備え、上記第１スイッチおよび上記第２スイッチは、追尾目標が近い位置に存在する場合、上記送信機または上記受信素子が動作するよう切り替えられ、また、追尾目標が遠い位置に存在する場合、上記共役整合素子が動作するよう切り替えられることを特徴とするアンテナ装置である。
The inventions includes an antenna composed of a plurality of element antennas, a transmitter for generating a transmission signal to be transmitted from the plurality of element antennas, the receiving device to process the received signals received by the plurality of element antennas, the A reception system including a conjugate matching element that matches impedance at a feeding point of a plurality of element antennas, and a second switch that switches operations of the reception element and the conjugate matching element; and a transmitter and a reception system A first switch for switching the operation, and the first switch and the second switch are switched so that the transmitter or the receiving element operates when the tracking target is in a close position, and the tracking target If there is a position far, Ru antenna device der, characterized by being switched to the conjugate matching elements operate.

この発明に係るアンテナ装置の効果は、複数の素子アンテナでの給電点でのインピーダンスに整合する共役整合素子を備え、複数の素子アンテナで受信した電磁波のエネルギーを共役整合素子において消費するので、アンテナ装置自身が有する他のアンテナ装置からのレーダを反射する特性を示すレーダ反射面積が小さいことである。   The effect of the antenna device according to the present invention includes a conjugate matching element that matches the impedance at the feeding point of a plurality of element antennas, and consumes energy of electromagnetic waves received by the plurality of element antennas in the conjugate matching element. The radar reflection area showing the characteristic of reflecting the radar from the other antenna device of the device itself is small.

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置について図１を参照しながら説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
この実施の形態１に係るアンテナ装置１１３は、図１に示すように、複数の素子アンテナ装置１１２から構成される。
各素子アンテナ装置１１２は、素子アンテナである空中線１００、送信信号送出に係る処理を行う機器の集合である送信機（Ｔｘ）１０３、受信系１０４、空中線１００を送信機１０３または受信系１０４に接続するよう切り替える第１スイッチ１０１を備える。
受信系１０４は、低雑音アンプ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：以下略してＬＮＡと称す）１０５および受信処理を行う機器の集合である受信機（Ｒｘ）１０６から成る受信素子１０７、移相器１０８および可変抵抗１０９から成る共役整合素子１１０、第１スイッチ１０１を受信素子１０７または共役整合素子１１０に接続するよう切り替える第２スイッチ１１１を備える。
共役整合素子１１０は、空中線１００の給電点におけるインピーダンスに整合するよう動作するものである。 Embodiment 1 FIG.
An antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The antenna device 113 according to the first embodiment includes a plurality of element antenna devices 112 as shown in FIG.
Each element antenna device 112 connects the antenna 100 that is an element antenna, a transmitter (Tx) 103 that is a set of devices that perform processing related to transmission signal transmission, a reception system 104, and the antenna 100 to the transmitter 103 or the reception system 104. The 1st switch 101 switched so that it may perform is provided.
The receiving system 104 includes a low noise amplifier (hereinafter abbreviated as LNA) 105 and a receiving element 107 including a receiver (Rx) 106 that is a set of devices for receiving processing, a phase shifter 108, and a variable resistor. 109, and a second switch 111 that switches the first switch 101 to be connected to the receiving element 107 or the conjugate matching element 110.
The conjugate matching element 110 operates to match the impedance at the feeding point of the antenna 100.

次に、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の動作について説明する。
この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１１３は、追尾目標が近い位置に存在する場合と、遠い位置に存在する場合の２つの場合で異なる動作をする。追尾目標が近い位置に存在する場合の動作モードを追尾モード、遠い位置に存在する場合の動作モードを電磁波吸収モードと称することとする。
追尾目標が近い位置に存在する場合、第１スイッチ１０１は、送信機１０３または受信系１０４のいずれかが動作するよう切り替えられ、第２スイッチ１１１は、受信機１０６が動作するよう切り替えられる。そして、アンテナ装置１１３は追尾モードとして動作し、追尾目標を追尾する。 Next, the operation of the antenna device according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
The antenna device 113 according to the first embodiment of the present invention operates differently in two cases, when the tracking target is present at a close position and when the tracking target is present at a far position. The operation mode when the tracking target exists at a close position is referred to as a tracking mode, and the operation mode when the tracking target exists at a far position is referred to as an electromagnetic wave absorption mode.
When the tracking target is present at a close position, the first switch 101 is switched so that either the transmitter 103 or the receiving system 104 operates, and the second switch 111 is switched so that the receiver 106 operates. The antenna device 113 operates as a tracking mode, and tracks the tracking target.

追尾目標が遠い位置に存在する場合、第１スイッチ１０１は、受信系１０４が動作するよう切り替えられ、第２スイッチ１１１は、共役整合素子１１０が動作するよう切り替えられる。このためアンテナ装置１１３では共役整合素子１１０だけが動作し、電磁波吸収モードとして動作する。共役整合素子１１０は空中線１００の給電点におけるインピーダンスに整合するよう動作し、空中線１００で受信される電磁波のエネルギーは、共役整合素子１１０にて消費され、空中線１００にて再反射される電磁波のエネルギーを低減する。これによりアンテナ装置１１３全体としてレーダ反射面積が小さくなる。   When the tracking target exists at a far position, the first switch 101 is switched so that the reception system 104 operates, and the second switch 111 is switched so that the conjugate matching element 110 operates. For this reason, only the conjugate matching element 110 operates in the antenna device 113 and operates in the electromagnetic wave absorption mode. The conjugate matching element 110 operates to match the impedance at the feeding point of the antenna 100, and the energy of the electromagnetic wave received by the antenna 100 is consumed by the conjugate matching element 110 and re-reflected by the antenna 100. Reduce. As a result, the radar reflection area of the antenna device 113 as a whole is reduced.

この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１１３は、追尾目標が遠い位置に存在する場合には追尾せずに空中線１００で受信された電磁波のエネルギーを共役整合素子１１０で消費することにより空中線１００から再反射される電磁波のエネルギーを低減するので、レーダ反射面積が小さくなり、相手から位置が検知されづらくなる。
また、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１１３は、周波数特性を有する素子が含まれておらず、広い周波数帯域に亘って同様の動作をすることができるため、到来する電磁波を広帯域に亘ってエネルギーを消費する。 The antenna device 113 according to Embodiment 1 of the present invention uses the conjugate matching element 110 to consume the energy of the electromagnetic wave received by the antenna 100 without tracking when the tracking target exists at a distant position. Since the energy of the electromagnetic wave re-reflected from the head is reduced, the radar reflection area is reduced and the position is difficult to be detected from the other party.
In addition, the antenna device 113 according to the first embodiment of the present invention does not include an element having frequency characteristics and can perform the same operation over a wide frequency band. It consumes energy over time.

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置について図２を参照しながら説明する。
図２は、この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
この実施の形態２に係るアンテナ装置２１４は、図２に示すように、複数の素子アンテナ装置２１３から構成される。
各素子アンテナ装置２１３は、空中線２００、送信信号送出に係る処理を行う機器の集合である送信機（Ｔｘ）２０３、受信系２０４、空中線２００を送信機２０３または受信系２０４に接続するよう切り替える第１スイッチ２０１を備える。
受信系２０４は、低雑音アンプ（ＬＮＡ）２０５および受信処理を行う機器の集合である受信機（Ｒｘ）２０６から成る受信素子２０７、移相器２０８、可変容量２０９および可変抵抗２１０から成る共役整合素子２１１、第１スイッチ２０１を受信素子２０７または共役整合素子２１１に接続するよう切り替える第２スイッチ２１２を備える。
共役整合素子２１１は、空中線２００の給電点におけるインピーダンスに整合するよう動作するものである。 Embodiment 2. FIG.
An antenna device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an antenna apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
The antenna device 214 according to the second embodiment includes a plurality of element antenna devices 213 as shown in FIG.
Each element antenna device 213 switches to connect the antenna 200, a transmitter (Tx) 203 that is a set of devices that perform processing related to transmission signal transmission, the reception system 204, and the antenna 200 to connect to the transmitter 203 or the reception system 204. 1 switch 201 is provided.
The receiving system 204 includes a low noise amplifier (LNA) 205 and a receiving element 207 including a receiver (Rx) 206, which is a set of devices that perform reception processing, a conjugate matching including a phase shifter 208, a variable capacitor 209, and a variable resistor 210. The element 211 and the second switch 212 that switches the first switch 201 to connect to the receiving element 207 or the conjugate matching element 211 are provided.
The conjugate matching element 211 operates to match the impedance at the feeding point of the antenna 200.

次に、この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置２１４の動作について説明する。
この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置２１４は、追尾目標が近い位置に存在する場合と、遠い位置に存在する場合の２つの場合で異なる動作をする。追尾目標が近い位置に存在する場合の動作モードを追尾モード、遠い位置に存在する場合の動作モードを電磁波吸収モードと称することとする。
追尾目標が近い位置に存在する場合、第１スイッチ２０１は、送信機２０３または受信系２０４のいずれかが動作するよう切り替えられ、第２スイッチ２１２は受信機２０６が動作するよう切り替えられる。そして、アンテナ装置２１４は追尾モードとして動作し、追尾目標を追尾する。 Next, the operation of the antenna device 214 according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
The antenna device 214 according to the second embodiment of the present invention operates differently in two cases, when the tracking target is present at a close position and when it is located at a distant position. The operation mode when the tracking target exists at a close position is referred to as a tracking mode, and the operation mode when the tracking target exists at a far position is referred to as an electromagnetic wave absorption mode.
When the tracking target is present at a close position, the first switch 201 is switched so that either the transmitter 203 or the reception system 204 operates, and the second switch 212 is switched so that the receiver 206 operates. The antenna device 214 operates as a tracking mode, and tracks the tracking target.

追尾目標が遠い位置に存在する場合、第１スイッチ２０１は、受信系２０４が動作するよう切り替えられ、第２スイッチ２１２は共役整合素子２１１が動作するよう切り替えられる。このため、アンテナ装置２１４では共役整合素子２１１だけが動作し、電磁波吸収モードとして動作する。共役整合素子２１１は空中線２００の給電点におけるインピーダンスに整合するよう動作し、空中線２００で受信される電磁波のエネルギーは、共役整合素子２１１にて消費され、空中線２００にて再反射される電磁波のエネルギーを低減する。そして、アンテナ装置２１４全体としてレーダ反射面積を低減することができる。   When the tracking target exists at a far position, the first switch 201 is switched so that the reception system 204 operates, and the second switch 212 is switched so that the conjugate matching element 211 operates. For this reason, in the antenna device 214, only the conjugate matching element 211 operates and operates in the electromagnetic wave absorption mode. The conjugate matching element 211 operates to match the impedance at the feeding point of the antenna 200, and the energy of the electromagnetic wave received by the antenna 200 is consumed by the conjugate matching element 211 and re-reflected by the antenna 200. Reduce. Further, the radar reflection area can be reduced as a whole of the antenna device 214.

この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置２１４は、追尾目標が遠い位置に存在する場合には追尾せずに空中線２００で受信された電磁波のエネルギーを共役整合素子２１１で消費することにより空中線２００から再反射される電磁波のエネルギーを低減するので、レーダ反射面積が小さくなり、相手から位置が検知されづらくなる。
また、この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置２１４は、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１１３と同様に、周波数特性を有する素子が含まれておらず、広い周波数帯域に亘って同様の動作をすることができるため、到来する電磁波を広帯域に亘ってエネルギーを消費する。 The antenna device 214 according to the second embodiment of the present invention uses the conjugate matching element 211 to consume the energy of the electromagnetic wave received by the antenna 200 without tracking when the tracking target exists at a distant position. Since the energy of the electromagnetic wave re-reflected from the head is reduced, the radar reflection area is reduced and the position is difficult to be detected from the other party.
Further, the antenna device 214 according to the second embodiment of the present invention does not include an element having a frequency characteristic as in the antenna device 113 according to the first embodiment of the present invention, and covers a wide frequency band. Since the same operation can be performed, the energy of the incoming electromagnetic wave is consumed over a wide band.

この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the antenna apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the antenna apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１００、２００ 空中線、１０１、２０１ 第１スイッチ、１０３、２０３ 送信機（Ｔｘ）、１０４、２０４ 受信系、１０５、２０５ 低雑音アンプ（ＬＮＡ）、１０６、２０６ 受信機（Ｒｘ）、１０７、２０７ 受信素子、１０８、２０８ 移相器、１０９、２１０ 可変抵抗、１１０、２１１ 共役整合素子、１１１、２１２ 第２スイッチ、１１２、２１３ 素子アンテナ装置、１１３、２１４ アンテナ装置、２０９ 可変容量。   100, 200 Antenna, 101, 201 First switch, 103, 203 Transmitter (Tx), 104, 204 Reception system, 105, 205 Low noise amplifier (LNA), 106, 206 Receiver (Rx), 107, 207 Reception Element, 108, 208 Phase shifter, 109, 210 Variable resistor, 110, 211 Conjugated matching element, 111, 212 Second switch, 112, 213 Element antenna device, 113, 214 Antenna device, 209 Variable capacitance.

Claims (2)

複数の素子アンテナから構成されるアンテナと、
上記複数の素子アンテナから送信する送信信号を生成する送信機と、
上記複数の素子アンテナで受信した受信信号を処理する受信素子、上記複数の素子アンテナでの給電点でのインピーダンスに整合する共役整合素子および上記受信素子と上記共役整合素子との動作を切り替える第２スイッチから構成される受信系と、
上記送信機と上記受信系の動作を切り替える第１スイッチと、
を備え、
上記第１スイッチおよび上記第２スイッチは、追尾目標が近い位置に存在する場合、上記送信機または上記受信素子が動作するよう切り替えられ、また、追尾目標が遠い位置に存在する場合、上記共役整合素子が動作するよう切り替えられる
ことを特徴とするアンテナ装置。 An antenna composed of a plurality of element antennas;
A transmitter for generating a transmission signal to be transmitted from the plurality of element antennas;
A receiving element that processes reception signals received by the plurality of element antennas, a conjugate matching element that matches impedance at a feeding point of the plurality of element antennas, and a second that switches operation between the receiving element and the conjugate matching element A receiving system composed of switches;
A first switch for switching the operation of the transmitter and the reception system;
Equipped with a,
The first switch and the second switch are switched so that the transmitter or the receiving element operates when the tracking target is located at a close position, and the conjugate matching is performed when the tracking target is located at a far position. An antenna device, wherein an element is switched to operate . 上記共役整合素子は、移相器および可変抵抗、または移相器、可変抵抗および可変容量から構成され、上記複数の素子アンテナの給電点でのインピーダンスに整合し上記複数の素子アンテナで受信された電磁波のエネルギーを消費することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。 The conjugate matching elements, phase shifters and variable resistor, or the phase shifter is composed of a variable resistor and a variable capacitor, which is received in the aligned plurality of element antennas to the impedance at the feeding point of the plurality of antenna elements The antenna device according to claim 1, wherein energy of electromagnetic waves is consumed.
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