JP6386946B2 - Array antenna device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、アレイアンテナ装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an array antenna apparatus.
従来、複数のアンテナ素子を備えるアレイアンテナ装置が知られている。このアレイアンテナ装置は、アンテナ素子により電磁波を受信して生成された受信信号が自装置内において反射されてアンテナ素子から電磁波を再放射する場合がある。この再放射された電磁波の位相が、複数のアンテナ素子間で揃っていると、再放射された電磁波が空間合成されて強度の大きい電磁波となってしまう場合がある。 Conventionally, an array antenna device including a plurality of antenna elements is known. In this array antenna apparatus, there is a case where a reception signal generated by receiving an electromagnetic wave by an antenna element is reflected in the apparatus itself and re-radiated from the antenna element. If the phase of the re-radiated electromagnetic wave is uniform between the plurality of antenna elements, the re-radiated electromagnetic wave may be spatially synthesized to become an electromagnetic wave having a high intensity.
本発明が解決しようとする課題は、電磁波の反射特性を低減することができるアレイアンテナ装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an array antenna device capable of reducing the reflection characteristics of electromagnetic waves.
実施形態のアレイアンテナ装置は、複数のアンテナ素子と、受信部と、第1の移相器と、第2の移相器と、を持つ。受信部は、複数のアンテナ素子により生成された受信信号を処理する。第1の移相器は、受信部により処理された受信信号の位相を自装置の指向方向に基づいて調整する。第2の移相器は、各アンテナ素子と受信部における信号反射部との間に設けられ、信号反射部により反射されて複数のアンテナ素子から再放射される電磁波の位相を、複数のアンテナ素子の間でずらすように、信号反射部により反射された信号の位相の変化量を調整する。 The array antenna apparatus according to the embodiment includes a plurality of antenna elements, a receiving unit, a first phase shifter, and a second phase shifter. The reception unit processes reception signals generated by the plurality of antenna elements. The first phase shifter adjusts the phase of the received signal processed by the receiving unit based on the directivity direction of its own device. The second phase shifter is provided between each antenna element and the signal reflecting unit in the receiving unit, and reflects the phase of the electromagnetic wave reflected by the signal reflecting unit and re-radiated from the plurality of antenna elements. The amount of change in the phase of the signal reflected by the signal reflection unit is adjusted so as to be shifted between.
以下、実施形態のアレイアンテナ装置を、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1の構成を示すブロック図である。アレイアンテナ装置1は、アンテナ素子10a、10b、・・・10nと、第2の移相器12a、12b、・・・12nと、送受信切換部14a、14b、・・・14nと、送信フィルタ16a、16b、・・・16nと、送信アンプ18a、18b、・・・18nと、受信アンプ20a、20b、・・・20nと、送受信切換部22a、22b、・・・22nと、第1の移相器24a、24b、・・・24nと、分配合成回路26と、を備える。なお、アンテナ素子を他のアンテナ素子と区別しない場合には単に「アンテナ素子10」と記載し、第2の移相器を他の第2の移相器と区別しない場合には単に「第2の移相器12」と記載し、送受信切換部を他の送受信切換部と区別しない場合には単に「送受信切換部14」および「送受信切換部22」と記載し、送信フィルタを他の送信フィルタと区別しない場合には単に「送信フィルタ16」と記載し、受信アンプを他の送信アンプと区別しない場合には単に「受信アンプ20」と記載し、第1の移相器を他の第1の移相器と区別しない場合には単に「第1の移相器24」と記載する。また、アレイアンテナ装置1は、制御部28と、励振器30と、レーダ処理回路32とを備える。
Hereinafter, an array antenna apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an
なお、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1において、送受信切換部14と受信アンプ20との間には、受信信号の振幅強度を制限するリミッタ回路、および受信信号の周波数帯域を制限するフィルタ回路を配置しても良い。また、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1において、送信フィルタ16に代えて、送受信切換部14とアンテナ素子10の間には、送受信共用のフィルタを配置しても良い。
In the
複数のアンテナ素子10は、アレイアンテナ装置1に到来した電磁波を受信すると共に、電磁波を放射する信号搬送面(不図示)を形成する。この信号搬送面は、少なくとも自装置に到来した電波を受信する。信号搬送面は、例えば、複数のアンテナ素子10がマトリクス状に配置され、平面視で矩形形状を有する。
The plurality of
励振器30は、所定の周波数の送信信号を生成して分配合成回路26に出力する。分配合成回路26は、励振器30により生成された送信信号を第1の移相器24に等分に分配する。第1の移相器24は、分配合成回路26から供給された送信信号の位相を、送信ビームの指向性に基づいて変化させて、送信信号を送受信切換部22に供給する。第1の移相器24による位相の変化量は、第1の移相器24が接続されたアンテナ素子10に対応して調整される。
The
送受信切換部22は、自装置により電磁波を送信する期間において送信信号を送信アンプ18に供給する。送信アンプ20は、送受信切換部22から供給された送信信号を増幅する。送信フィルタ16は、増幅された送信信号の不要な成分を抑圧する。送受信切換部14は、自装置により電磁波を送信する期間において送信信号を第2の移相器12に供給する。
The transmission /
第2の移相器12は、自装置から再放射される電磁波間の位相をずらすように送信信号の位相を調整して、アンテナ素子10に供給する。これによりアンテナ素子10は、送信信号が供給されたことに応じて、電磁波を空間に放射する。
The
アンテナ素子10は、空間に放射された電磁波を受信して受信信号を生成し、第2の移相器12に受信信号を供給する。第2の移相器12は、自装置から再放射される電磁波間の位相をずらすように受信信号の位相を調整して、送受信切換部14に受信信号を供給する。
The
送受信切換部14は、自装置により電磁波を受信する期間において受信信号を受信アンプ20に供給する。受信アンプ20は、送受信切換部14から供給された送信信号を増幅する。受信アンプ20は、低雑音増幅が可能なローノイズアンプ(LNA)である。送受信切換部22は、自装置により電磁波を受信する期間において受信信号を第1の移相器24に供給する。
The transmission /
第1の移相器24は、送受信切換部22から供給された受信信号の位相を、受信ビームの指向性に基づいて変化させて、受信信号を分配合成回路26に供給する。第1の移相器24による位相の変化量は、第1の移相器24が接続されたアンテナ素子10に対応して調整される。分配合成回路26は、複数の第1の移相器24から供給された受信信号を合成し、合成した受信ビームをレーダ処理回路32に出力する。
The
レーダ処理回路32は、受信ビームに対してA/D変換処理等の信号処理を施し、受信ビームに基づいて目標物の位置を特定する処理を行う。レーダ処理回路32は、目標物の位置情報を制御部28に出力する。制御部28は、第2の移相器12における位相の変化量を制御すると共に、第2の移相器12における位相の変化量に基づいて、第1の移相器24の位相の変化量を制御する。なお、制御部28は、演算回路および制御回路としてのCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサが、メモリに記憶されたプログラムを実行することで機能するソフトウェア機能部であってもよいし、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。
The
以下、上述した第1の実施形態のアレイアンテナ装置1において、第2の移相器12および第1の移相器24の動作を説明する。図2は、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1における第2の移相器12の動作を説明するためのアンテナ素子の番号と設定位相との関係を示す図である。図3は、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1における第1の移相器24の動作を説明するためのアンテナ素子の番号と設定位相との関係を示す図である。
Hereinafter, the operations of the
ここで、アンテナ素子10に他の装置から送信された電磁波が到来した際においてアレイアンテナ装置1が送信動作または受信動作を行っている場合には、アンテナ素子10に到来した電磁波に基づく信号(以下、被送信信号と呼ぶ。)が発生する。この被送信信号は、アンテナ素子10から第2の移相器12側に伝達し、アレイアンテナ装置1の内部において反射される。反射された被送信信号は、アンテナ素子10側に伝達して、アンテナ素子10から電磁波として再放射される(以下、再放射電磁波という)。被送信信号は、主として、第2の移相器12、および送受信切換部14を通過し、アレイアンテナ装置1の内部のうち送信アンプ18または受信アンプ20のアクティブ部品により反射される。アレイアンテナ装置1により受信信号を受信している状態において、主に受信アンプ20が、被送信信号を反射する信号反射部となる。各アンテナ素子10から再放射電磁波の位相が揃っている場合、複数の再放射電磁波が空間合成されることにより、指向性を持った再放射ビームを形成してしまう可能性がある。この結果、他の装置に対して自装置の反射特性を増大させてしまう可能性がある。
Here, when the
以上のような再放射ビームの形成を抑制するため、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1は、第2の移相器12により、再放射電磁波の位相が特定の方向に揃わないように再放射電磁波の位相を調整する。制御部28は、例えば図2に示すように、互いに隣接するアンテナ素子10間において被送信信号の位相をランダムにするように設定する。制御部28は、第2の移相器12からアンテナ素子10に出力される被送信信号の位相が設定した位相となるように、各第2の移相器12における位相の変化量を制御する。なお、制御部28は、受信信号が第2の移相器12を通過することにより変化させる位相の量と、被送信信号が第2の移相器12を通過することにより変化させる位相の量とを考慮して、第2の移相器12の位相の変化量を制御する。
In order to suppress the formation of the re-radiated beam as described above, the
第2の移相器12は、信号経路に伝達される被送信信号の位相を調整するスイッチ回路(不図示)を備える。制御部28は、スイッチ回路の開閉動作を制御して、第2の移相器12からアンテナ素子10に伝達される被送信信号の位相を制御する。なお、制御部28は、第2の移相器12における被送信信号の周波数が自装置の運用周波数とは異なるため、第2の移相器12において被送信信号に相当する周波数信号の位相を制御する。
The
制御部28は、第2の移相器12に設定する位相の変化量を、隣接したアンテナ素子10間においてずらすことが望ましい。この結果、制御部28は、隣接するアンテナ素子10により放射された再放射電磁波が空間合成されることを抑制する。また、制御部28は、第2の移相器12に設定する位相の変化量を、隣接したアンテナ素子10間のみならず、他のアンテナ素子10を介して設けられたアンテナ素子10間との間においてもずらすことが望ましい。この結果、制御部28は、あるアンテナ素子10により放射された再放射電磁波と、1以上のアンテナ素子10と離間した他のアンテナ素子10により放射された再放射電磁波とが合成することを抑制する。
The
第1の実施形態のアレイアンテナ装置1は、アンテナ素子10に電磁波が到来したことに応じて、第2の移相器12により位相を調整した受信信号が、送受信切換部14、受信アンプ20、および送受信切換部22を介して第1の移相器24に供給される。制御部28は、複数の受信信号を合成して所望の指向性を有する受信ビームを形成するように各第1の移相器24を通過する受信信号間の位相差を調整する。このとき、制御部28は、例えば図3に示すように、互いに隣接するアンテナ素子10により生成された受信信号間の位相差が線形となるように設定する。制御部28は、第1の移相器24を通過した受信信号の位相が設定した位相となるように、各第1の移相器24における位相の変化量を制御する。
In the
このために、制御部28は、第2の移相器12において設定された位相を考慮して、所望の受信ビームを形成するための第1の移相器24における位相の変化量を制御する。具体的には、制御部28は、受信信号に関して、第2の移相器12において調整された位相差をなくすような位相を、第1の移相器24が調整する位相に加算する。この結果、第1の移相器24を通過した受信信号は、図3に示すように位相が揃った状態で分配合成回路26により合成され、所望の指向性を有する受信ビームを形成する。なお、制御部28は、自装置において受信ビームを形成するため、自装置の運用周波数において所望の受信ビームを形成するように受信信号の位相を制御する。
For this purpose, the
制御部28は、受信信号と同様に、第1の移相器24に分配された送信信号間の位相を、所望の送信ビームを形成するように制御する。制御部28は、第2の移相器12において設定された位相を考慮して、所望の送信ビームを形成するための第1の移相器24における位相の変化量を制御する。具体的には、制御部28は、送信信号に関して、第2の移相器12において調整される位相差をなくすような位相を、第1の移相器24が調整する位相に加算する。
Similarly to the reception signal, the
以上のような第1の実施形態のアレイアンテナ装置1によれば、第2の移相器12により、信号反射部により反射されてアンテナ素子10から再放射される電磁波の位相と他のアンテナ素子10から再放射される電磁波の位相とをずらすように、被送信信号の位相の変化量を調整する。第1の実施形態のアレイアンテナ装置1によれば、アンテナ素子10から再放射された電磁波同士の位相をずらすことができるので、再放射された電磁波同士が合成することを抑制できる。この結果、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1によれば、特定方向に高い利得を持つ電磁波が送信されることを抑制することができ、自装置の電磁波の反射特性を低減することができる。
According to the
また、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1によれば、第2の移相器12における位相の変化量を制御すると共に、第2の移相器12における位相の変化量に基づいて、第1の移相器24の位相の変化量を制御するので、自装置の電磁波の反射特性を低減すると共に、自装置における電磁波の受信機能を維持することができる。
In addition, according to the
上述した第1の実施形態のアレイアンテナ装置1において、制御部28は、自装置の放射方向のうち特定方向に放射される再放射電磁波を打ち消すように第2の移相器12における位相の変化量を制御することが望ましい。
制御部28には、レーダ処理回路32により生成された他の装置の位置情報が供給される。この位置情報には、自装置に対する他の装置が存在する角度情報が含まれる。制御部28は、各アンテナ素子10と自装置における電磁波放射角度範囲との関係を記憶する。制御部28は、自装置における電磁波放射角度範囲のうち他の装置が存在する角度を特定し、特定した角度に対応したアンテナ素子10を特定する。制御部28は、特定したアンテナ素子10から放射される再放射電磁波を打ち消すように、他のアンテナ素子10に供給される被送信信号の位相を制御する。
In the
The
制御部28は、例えば、特定したアンテナ素子10(例えば図2のアンテナ素子「5」)に供給される被送信信号の位相と、特定したアンテナ素子10に隣接するアンテナ素子10(例えば図2のアンテナ素子「4」および「6」)に供給される被送信信号の位相とを逆位相にするように制御する。この結果、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1によれば、他の装置が存在する特定方向に放射される再放射電磁波を打ち消すことができ、特定方向に再放射電磁波のヌル点を形成することができる。
The
また、制御部28は、特定したアンテナ素子10により放射される再放射電磁波の主軸方向を特定方向から変更させるように、特定したアンテナ素子10に対応する被送信信号の位相を変更してもよい。これにより、制御部28は、特定したアンテナ素子10から再放射電磁波のメインローブのレベルを特定方向において低減させて、特定方向に再放射電磁波のヌル点を形成することができる。
Further, the
上述した第1の実施形態のアレイアンテナ装置1において、制御部28は、複数のアンテナ素子10のうち第1のアンテナ素子群から再放射される電磁波の位相に対して前記複数のアンテナ素子10のうち第2のアンテナ素子群から再放射される電磁波の位相を反転させるように第2の移相器12の位相量を制御することが望ましい。
図4は、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1において、信号搬送面100内における再放射位相を示す平面図である。信号搬送面100は、例えば、複数のアンテナ素子10がN個×M個のマトリクス状に配置されて形成される。第1の実施形態のアレイアンテナ装置1は、図4に示すように、複数のアンテナ素子10のうち第1のアンテナ素子10群により放射される再放射電磁波の位相である再放射位相と、複数のアンテナ素子10のうち第2のアンテナ素子10群により放射される再放射電磁波の位相である再放射位相との差を180度にするように被送信信号の位相を変化させる。すなわち、再放射電磁波の位相が第1の位相となる第1のアンテナ素子10群と、再放射電磁波の位相が第1の位相に対して逆相の第2の位相となる第2のアンテナ素子10群とが市松模様をなすように配置する。
In the
FIG. 4 is a plan view showing a re-radiation phase in the
制御部28は、信号搬送面100のうち図4におけるハッチング部分に対応した領域から放射される再放射位相を基準(例えば0度)の位相に制御する。また、制御部28は、信号搬送面100のうち図4における非ハッチング部分に対応した領域から反射される再放射位相を基準の位相に対して180度反転した位相に制御する。これにより、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1は、ハッチング部分に対応した領域から放射された電磁波と非ハッチング部分に対応した領域から放射された電磁波とを逆相関係に制御することができる。この結果、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1によれば、信号搬送面100の全面において放射された空間において再放射電磁波同士の利得を相殺させることができ、特定方向において再放射電磁波の利得が高くなることを抑制することができる。
The
また、アレイアンテナ装置1は、第1のアンテナ素子10群と第2のアンテナ素子10群とを縞状に配置してもよい。アレイアンテナ装置1は、信号搬送面100のうち第1の縞部分に対応した領域から放射される再放射位相を基準(例えば0度)の位相に制御する。また、制御部28は、信号搬送面100のうち第1の縞部分と隣接する第2の縞部分に対応した領域から反射される再放射位相を基準の位相に対して180度反転した位相に制御する。これにより、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1は、第1の縞部分に対応した領域から放射された電磁波と第2の縞部分に対応した領域から放射された電磁波とを逆相関係に制御することができる。この結果、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1によれば、信号搬送面100の全面において放射された空間において再放射電磁波同士の利得を相殺させることができ、特定方向において再放射電磁波の利得が高くなることを抑制することができる。
Moreover, the
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aについて説明する。なお、上述した第1の実施形態のアレイアンテナ装置1と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
図5は、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aの構成を示すブロック図である。アレイアンテナ装置1Aは、複数のアンテナ素子10を備えるサブアレイ回路110a、・・・110mと、サブアレイ回路110a、・・・110mに接続された分配合成回路26Aとを備える。なお、サブアレイ回路を他のサブアレイ回路と区別しない場合には単に「サブアレイ回路110」と記載する。第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aは、m個のサブアレイ回路110を備え、各サブアレイ回路110がn個のアンテナ素子10を備える。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the array antenna apparatus 1A of the second embodiment will be described. It should be noted that the same parts as those of the
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the array antenna apparatus 1A of the second embodiment. The array antenna apparatus 1A includes subarray circuits 110a,... 110m including a plurality of
各サブアレイ回路110は、アンテナ素子10a、・・・10nと、第2の移相器12a、・・・12nと、分配合成回路112と、送受信切換部14と、送信フィルタ16と、送信アンプ18と、受信アンプ20と、送受信切換部22と、第1の移相器24とを備える。分配合成回路112は、送受信切換部14により供給された送信信号を第2の移相器12に分配する。また、分配合成回路112は、第2の移相器12により供給された受信信号を合成して送受信切換部14に供給する。分配合成回路26Aは、各サブアレイ回路110の第1の移相器24と接続される。分配合成回路26Aは、送信信号が供給されたことに応じて第1の移相器24に送信信号を分配する。分配合成回路26Aは、第1の移相器24から供給された受信信号を合成して受信ビームを形成する。
Each
第2の移相器12は、サブアレイ回路110内において受信ビームを形成するように各アンテナ素子10に供給する受信信号の位相をずらす。また、第2の移相器12は、サブアレイ回路110内において送信ビームを形成するように各アンテナ素子10から供給された送信信号の位相をずらす。サブアレイ回路110内における各第2の移相器12の位相の変化量は、サブアレイ回路110内の受信ビームおよび送信ビームの指向性に基づいて設定される。また、第2の移相器12は、サブアレイ回路110間において再放射電磁波の位相をずらすように、被送信信号の位相をずらす。被送信信号の位相の変化量は、サブアレイ回路110ごとに設定される。
The
第1の移相器24は、サブアレイ回路110間において受信ビームおよび送信ビームを形成するように、受信信号および送信信号の位相をずらす。各サブアレイ回路110における第1の移相器24の位相の変化量は、自装置の受信ビームおよび送信ビームの指向性に基づいて設定される。
The
図6は、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aにおいてサブアレイ回路110に対する再放射電磁波の設定位相との関係を示す図である。図7は、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aにおけるサブアレイ回路110に対する受信ビームの設定位相との関係を示す図である。
各サブアレイ回路110における複数の第2の移相器12は、図6に示すように、他のサブアレイ回路110との間で再放射電磁波の位相をずらすように、被送信信号の位相をずらす。また、各サブアレイ回路110における第1の移相器24は、図7に示すように、サブアレイ回路110間において受信ビームを形成するように、受信信号の位相をずらす。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship with the set phase of the re-radiated electromagnetic wave with respect to the
As shown in FIG. 6, the plurality of
第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aは、各サブアレイ回路110のアンテナ素子10により放射される再放射電磁波の位相差を180度にするように被送信信号の位相を変化させてもよい。図8は、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aにおいて、信号搬送面100内における再放射位相を示す図である。図9は、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aにおいて、信号搬送面100内における再放射位相を示す他の図である。
The array antenna apparatus 1A of the second embodiment may change the phase of the transmitted signal so that the phase difference of the re-radiated electromagnetic wave radiated by the
第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aにおいて、信号搬送面100は、例えば、複数のアンテナ素子10がN個×M個のマトリクス状に配置されて形成される。第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aは、図8に示すように、サブアレイ回路110における第1のアンテナ素子10群(サブアレイA)と他のサブアレイ回路110の第2のアンテナ素子10群(サブアレイB)が縞状に配置される。すなわち、再放射電磁波の位相が第1の位相となる第1のアンテナ素子10群と、再放射電磁波の位相が第1の位相に対して逆相の第2の位相となる第2のアンテナ素子10群とを縞状に配置する。
また、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aは、図9に示すように、サブアレイ回路110における第1のアンテナ素子10群(サブアレイA)と他のサブアレイ回路110の第2のアンテナ素子10群(サブアレイB)が縞状に配置される。すなわち、再放射電磁波の位相が第1の位相となる第1のアンテナ素子10群と、再放射電磁波の位相が第1の位相に対して逆相の第2の位相となる第2のアンテナ素子10群とが市松模様をなすように配置する。
これにより、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aによれば、サブアレイAから放射される再放射電磁波とサブアレイBから放射される再放射電磁波同士で利得を打ち消しあわせることができ、反射特性を低減することができる。
In the array antenna apparatus 1A of the second embodiment, the
In addition, as shown in FIG. 9, the
Thereby, according to the array antenna apparatus 1A of the second embodiment, the gain can be canceled out by the re-radiated electromagnetic waves radiated from the sub-array A and the re-radiated electromagnetic waves radiated from the sub-array B, and the reflection characteristics are reduced. can do.
また、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aは、第1の実施形態と同様に、サブアレイ回路110間における再放射電磁波同士が特定の方向においてヌル点を形成するように、サブアレイ回路110の第2の移相器12を制御してもよい。
Further, similarly to the first embodiment, the array antenna device 1A of the second embodiment is configured so that the re-radiated electromagnetic waves between the
以上のように、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aによれば、複数のサブアレイ回路110から放射される再放射電磁波同士の位相をずらすように各サブアレイ回路110において被送信信号の位相をずらすので、サブアレイ回路110間において再放射電磁波同士が合成することを抑制できる。
As described above, according to the array antenna apparatus 1A of the second embodiment, the phase of the transmitted signal is shifted in each
以下、上述した実施形態における変形例について説明する。
図10は、実施形態の第1の変形例を示すブロック図である。図10は、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1における一部を示したものである。第1の変形例は、第2の移相器12を収容する冷却容器200を備える。また、第1の変形例において、第2の移相器12は、信号線路が超伝導材料を含む材料により形成される。冷却容器200は、例えば箱型の真空断熱容器であり、内部空間を外部の熱から遮る材料で形成される。冷却容器200は、内部が真空に近い雰囲気に制御され、例えばスターリング冷凍機等(不図示)や液体窒素等により内部の超伝導材料が超伝導状態となる温度以下(例えば77K以下)まで冷却される。なお、冷却するための構成は、冷却容器200ごとに設けてもよく、他の第2の移相器12を収容する冷却容器200と共用であってもよい。第1の変形例によれば、第2の移相器12の信号損失を抑制することにより、自装置の感度を高くすることができる。
Hereinafter, modifications of the above-described embodiment will be described.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a first modification of the embodiment. FIG. 10 shows a part of the
図11は、実施形態の第2の変形例を示すブロック図である。図11は、第1の実施形態のアレイアンテナ装置1における一部を示したものである。第2の変形例は、第2の移相器12、送受信切換部14および受信アンプ20を収容する冷却容器210を備える。第2の移相器12は、信号線路が超伝導材料を含む材料により形成される。冷却容器200は、内部が真空に近い雰囲気に制御され、内部の超伝導材料が超伝導状態となる温度以下まで冷却される。第2の変形例によれば、第2の移相器12に加えて受信アンプ20を冷却することにより、さらに自装置の感度を高くすることができる。なお、第2の変形例において、送受信切換部14を冷却容器210に収容しなくてもよい。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a second modification of the embodiment. FIG. 11 shows a part of the
図12は、実施形態の第3の変形例を示すブロック図である。図12は、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aにおける一部を示したものである。第3の変形例は、複数の第2の移相器12のそれぞれを収容する冷却容器220を備える。また、第2の変形例において、第2の移相器12は、信号線路が超伝導材料を含む材料により形成される。冷却容器220は、内部が真空に近い雰囲気に制御され、内部の超伝導材料が超伝導状態となる温度以下まで冷却される。第2の変形例によれば、複数の第2の移相器12の信号損失を抑制することにより、自装置の感度を高くすることができる。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a third modification of the embodiment. FIG. 12 shows a part of the array antenna device 1A according to the second embodiment. The third modification includes a
図13は、実施形態の第4の変形例を示すブロック図である。図13は、第2の実施形態のアレイアンテナ装置1Aにおける一部を示したものである。第2の変形例は、第2の移相器12、分配合成回路112、送受信切換部14および受信アンプ20を収容する冷却容器230を備える。第2の移相器12は、信号線路が超伝導材料を含む材料により形成される。冷却容器200は、内部が真空に近い雰囲気に制御され、内部の超伝導材料が超伝導状態となる温度以下まで冷却される。第4の変形例によれば、第2の移相器12に加えて受信アンプ20を冷却することにより、さらに自装置の感度を高くすることができる。なお、第2の変形例において、分配合成回路112および送受信切換部14を冷却容器230に収容しなくてもよい。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a fourth modification of the embodiment. FIG. 13 shows a part of the array antenna device 1A of the second embodiment. The second modification includes a
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、受信信号の位相を自装置の指向方向に基づいて調整する第1の移相器24と、複数のアンテナ素子10から再放射される電磁波の位相を、複数のアンテナ素子10の間でずらすように、被送信信号の位相の変化量を調整する第2の移相器12を持つことにより、再放射電磁波の位相が揃うことを抑制することができ、電磁波の反射特性を抑制することができる。
According to at least one embodiment described above, the phase of the received signal is adjusted based on the directivity direction of the device itself, and the phases of the electromagnetic waves re-radiated from the plurality of
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1、1A…アレイアンテナ装置、10…アンテナ素子、12…第2の移相器、14…送受信切換部、16…送信フィルタ、18…送信アンプ、20…受信アンプ、22…送受信切換部、24…第1の移相器、26…分配合成回路、28…制御部、30…励振器、32…レーダ処理回路、100…信号搬送面、112…分配合成回路、200、210、220、230…冷却容器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数のアンテナ素子により生成された受信信号を処理する受信部と、
前記受信部により処理された受信信号の位相を自装置の指向方向に基づいて調整する第1の移相器と、
前記各アンテナ素子と前記受信部における信号反射部との間に設けられ、前記信号反射部により反射されて前記複数のアンテナ素子から再放射される電磁波の位相を、前記複数のアンテナ素子の間でずらすように、前記信号反射部により反射された信号の位相の変化量を調整する第2の移相器と、
前記第2の移相器における位相の変化量を制御すると共に、前記第2の移相器における位相の変化量に基づいて、前記第1の移相器の位相の変化量を制御する制御部と、
を備える、アレイアンテナ装置。 A plurality of antenna elements;
A receiving unit that processes received signals generated by the plurality of antenna elements;
A first phase shifter that adjusts the phase of the received signal processed by the receiving unit based on the directivity direction of the device;
The phase of the electromagnetic wave provided between each antenna element and the signal reflecting unit in the receiving unit and reflected from the signal reflecting unit and re-radiated from the plurality of antenna elements is determined between the plurality of antenna elements. A second phase shifter that adjusts the amount of change in the phase of the signal reflected by the signal reflection unit so as to shift;
A control unit that controls the amount of phase change in the second phase shifter and controls the amount of phase change in the first phase shifter based on the amount of phase change in the second phase shifter. When,
An array antenna apparatus comprising:
請求項1に記載のアレイアンテナ装置。 The control unit controls the amount of phase change in the second phase shifter so as to cancel electromagnetic waves radiated in a specific direction among the radiation directions of the antenna elements.
The array antenna apparatus according to claim 1 .
請求項1または2に記載のアレイアンテナ装置。 The control unit is configured such that the phase of the electromagnetic wave reradiated from the second antenna element group among the plurality of antenna elements with respect to the phase of the electromagnetic wave reradiated from the first antenna element group among the plurality of antenna elements. Controlling the phase amount of the second phase shifter so as to invert
The array antenna apparatus according to claim 1 or 2 .
前記第1のアンテナ素子群と前記第2のアンテナ素子群が市松状に配置される、
請求項3記載のアレイアンテナ装置。 The plurality of antenna elements are arranged in a matrix,
The first antenna element group and the second antenna element group are arranged in a checkered pattern,
The array antenna apparatus according to claim 3 .
前記第1のアンテナ素子群と前記第2のアンテナ素子群が縞状に配置される、
請求項3記載のアレイアンテナ装置。 The plurality of antenna elements are arranged in a matrix,
The first antenna element group and the second antenna element group are arranged in a stripe pattern,
The array antenna apparatus according to claim 3.
前記複数のサブアレイ回路における前記第1の移相器により供給された複数の受信信号を合成する合成回路と
を備える、アレイアンテナ装置。 A plurality of antenna elements; a reception unit that processes reception signals generated by the plurality of antenna elements; and a first shift that adjusts a phase of the reception signal processed by the reception unit based on a directivity direction of the own device. A phase shifter is provided between each antenna element and the signal reflecting unit in the receiving unit, and the phases of electromagnetic waves reflected by the signal reflecting unit and re-radiated from the plurality of antenna elements are determined by the plurality of antennas. A plurality of subarray circuits comprising: a second phase shifter that adjusts the amount of change in the phase of the signal reflected by the signal reflection unit so as to be shifted between the elements;
An array antenna apparatus comprising: a combining circuit configured to combine a plurality of reception signals supplied from the first phase shifter in the plurality of subarray circuits.
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