JP7038929B2 - アンテナ装置、励振振幅制御装置及びレーダ装置 - Google Patents

Description

本開示は、複数のアンテナ素子を備えるアンテナ装置と、励振振幅を給電回路に出力する励振振幅制御装置と、アンテナ装置を備えるレーダ装置とに関するものである。

以下の特許文献１には、複数のアレーアンテナを備えるアンテナ装置が開示されている。複数のアレーアンテナは、同心円状に配置されており、それぞれのアレーアンテナは、円周状に配置されている複数のアンテナ素子を備えている。
特許文献１に開示されているアンテナ装置は、同心円の間隔を不等間隔とすることによって、広角方向の不要なサイドローブを抑圧している。

国際公開２００２－０６９４４８号公報

特許文献１に開示されているアンテナ装置では、同心円の間隔を不等間隔にしても、メインローブと隣接しているサイドローブである第１サイドローブを抑圧することができないという課題があった。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第１サイドローブを抑圧することができる、複数のアンテナ素子を備えるアンテナ装置を得ることを目的とする。

本開示に係るアンテナ装置は、平面の一点を囲むように、平面に配置されている複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子におけるそれぞれの励振振幅を取得し、それぞれの励振振幅のデシベル値に従って、それぞれのアンテナ素子に給電する給電回路とを備え、給電回路により取得されるそれぞれの励振振幅が、複数のアンテナ素子におけるそれぞれの配置位置に基づいて算出されて、１よりも大きな補正係数が乗算されているものである。

本開示によれば、第１サイドローブを抑圧することができる。

実施の形態１に係るアンテナ装置１を備えるレーダ装置を示す構成図である。 実施の形態１に係るアンテナ装置１及び励振振幅制御装置３のそれぞれを示す構成図である。 実施の形態１に係る励振振幅制御装置３のハードウェアを示すハードウェア構成図である。 励振振幅制御装置３が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。 励振振幅制御装置３の処理手順を示すフローチャートである。 アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αを示す説明図である。 アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）の励振位相ψ_ｎを示す説明図である。 実施の形態１に係るアンテナ装置１における放射特性のシミュレーション結果を示す説明図である。 実施の形態２に係るアンテナ装置１及び励振振幅制御装置３のそれぞれを示す構成図である。

以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るアンテナ装置１を備えるレーダ装置を示す構成図である。
レーダ装置は、アンテナ装置１、信号処理部２及び励振振幅制御装置３を備えている。
アンテナ装置１は、Ｎ個のアンテナ素子２１（図２を参照）を備えている。Ｎは、２以上の整数である。
図２に示すアンテナ装置１では、Ｎ＝８である例を示しており、Ｎ個のアンテナ素子２１を区別するために、Ｎ個のアンテナ素子２１を、アンテナ素子２１－１～２１－８のように表記している。
アンテナ装置１は、励振振幅制御装置３から出力されたそれぞれのアンテナ素子２１の励振振幅のデシベル値に従って、それぞれのアンテナ素子２１に給電する。
アンテナ装置１におけるそれぞれのアンテナ素子２１は、電波を空間に放射した後、目標等に反射されて戻ってきた電波を受信し、電波の受信信号を信号処理部２に出力する。

信号処理部２は、アンテナ装置１から出力された受信信号に基づいて、目標の検出処理又は目標の追尾処理等を実施する。目標の検出処理は、公知の処理であるため詳細な説明を省略する。また、目標の追尾処理は、公知の処理であるため詳細な説明を省略する。
励振振幅制御装置３は、Ｎ個のアンテナ素子２１におけるそれぞれの励振振幅をアンテナ装置１に出力する。
また、励振振幅制御装置３は、励振振幅の補正係数をアンテナ装置１に出力する。

図２は、実施の形態１に係るアンテナ装置１及び励振振幅制御装置３のそれぞれを示す構成図である。
図２において、平面１１は、ｘ－ｙ平面と平行な面である。平面１１には、Ｎ個のアンテナ素子２１が配置されている。
一点１２は、平面１１の原点である。
図２に示すアンテナ装置１では、説明の便宜上、一点１２が、平面１１の原点であるとしている。しかし、一点１２は、平面１１の原点以外の点であってもよい。
平面１１の座標軸における第１の軸は、ｘ軸であり、平面１１の座標軸における第２の軸は、ｙ軸である。
第１の軸及び第２の軸のそれぞれと直交している第３の軸は、ｚ軸である。

アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）は、例えば、モノポールアンテナによって実現される。
図２に示すアンテナ装置１では、アンテナ素子２１－ｎがモノポールアンテナによって実現されている。しかし、これは一例に過ぎず、アンテナ素子２１－ｎが、例えば、ダイポールアンテナによって実現されるものであってもよい。
アンテナ素子２１－１～２１－８のそれぞれは、一点１２を囲むように、平面１１に配置されている。
アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）は、一点１２を中心とする楕円の外周１３上に配置されている。
アンテナ素子２１－ｎの基端から先端に至る方向は、ｘ－ｙ平面と直交しているｚ軸と平行な方向である。

外周１３は、一点１２を中心とする楕円の外周であり、外周１３には、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）が配置されている。
Ｄｘは、アンテナ装置１の開口径のうち、ｘ軸と平行な方向での開口径である。
Ｄｙは、アンテナ装置１の開口径のうち、ｙ軸と平行な方向での開口径である。

給電回路２２は、励振振幅制御装置３から、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αを取得する。｜Ｉ_ｎ｜は、励振振幅制御装置３の後述する励振振幅算出部３１により、補正係数αが乗算される前の励振振幅の絶対値であり、αは、１よりも大きな補正係数である。
また、給電回路２２は、励振振幅制御装置３から、補正係数αを取得する。
給電回路２２は、励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αに従って、アンテナ素子２１－ｎに給電する。
即ち、給電回路２２は、アンテナ素子２１－ｎを送信アンテナとして用いる場合、励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αをデシベル値Ｉ_ｎ ^’×αに換算し、デシベル値Ｉ_ｎ ^’×αをアンテナ素子２１－ｎに与える。Ｉ_ｎ ^’＝ｌｏｇ_１０｜Ｉ_ｎ｜である。
給電回路２２は、アンテナ素子２１－ｎを受信アンテナとして用いる場合、アンテナ素子２１－ｎにより受信された信号の電力のデシベル値Ｐ_Ｒｎに、補正係数αを乗算する。
給電回路２２は、補正係数乗算後のデシベル値Ｐ_Ｒｎ×αを信号処理部２に出力する。

励振振幅制御装置３は、励振振幅算出部３１、励振振幅記憶部３２及び励振振幅出力部３３を備えている。
図３は、実施の形態１に係る励振振幅制御装置３のハードウェアを示すハードウェア構成図である。

励振振幅算出部３１は、例えば、図３に示す励振振幅算出回路４１によって実現される。
励振振幅算出部３１は、アンテナ素子２１－１～２１－８のそれぞれが配置されている位置に基づいて、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜を算出する。
励振振幅算出部３１は、算出したアンテナ素子２１－ｎの励振振幅｜Ｉ_ｎ｜に、１よりも大きな補正係数αを乗算する。
励振振幅算出部３１は、補正係数乗算後の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αを励振振幅記憶部３２に出力する。

励振振幅記憶部３２は、例えば、図３に示す励振振幅記憶回路４２によって実現される。
励振振幅記憶部３２は、励振振幅算出部３１から出力された補正係数乗算後の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×α（ｎ＝１，・・・，８）を記憶する。
励振振幅出力部３３は、例えば、図３に示す励振振幅出力回路４３によって実現される。
励振振幅出力部３３は、励振振幅記憶部３２により記憶されている補正係数乗算後の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×α（ｎ＝１，・・・，８）を、アンテナ装置１の給電回路２２に出力する。
また、励振振幅出力部３３は、補正係数αをアンテナ装置１の給電回路２２に出力する。

図２に示す励振振幅制御装置３は、励振振幅算出部３１を備えている。しかし、これは一例に過ぎず、励振振幅算出部３１が、励振振幅制御装置３の外部に設けられていてもよい。

図２では、励振振幅制御装置３の構成要素である励振振幅算出部３１、励振振幅記憶部３２及び励振振幅出力部３３のそれぞれが、図３に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、励振振幅制御装置３が、励振振幅算出回路４１、励振振幅記憶回路４２及び励振振幅出力回路４３によって実現されるものを想定している。

励振振幅記憶回路４２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒy）等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、あるいは、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）が該当する。
また、励振振幅算出回路４１及び励振振幅出力回路４３のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

励振振幅制御装置３の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、励振振幅制御装置３が、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が該当する。

図４は、励振振幅制御装置３が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
励振振幅制御装置３が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、励振振幅記憶部３２がコンピュータのメモリ５１上に構成される。励振振幅算出部３１及び励振振幅出力部３３の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ５１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ５２が、メモリ５１に格納されているプログラムを実行する。

また、図３では、励振振幅制御装置３の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアによって実現される例を示し、図４では、励振振幅制御装置３が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、励振振幅制御装置３における一部の構成要素が専用のハードウェアによって実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェア等によって実現されるものであってもよい。

次に、図２に示すアンテナ装置１及び励振振幅制御装置３におけるそれぞれの動作について説明する。
図５は、励振振幅制御装置３の処理手順を示すフローチャートである。

励振振幅制御装置３の励振振幅算出部３１は、アンテナ素子２１－１～２１－８のそれぞれが配置されている位置に基づいて、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜を算出する（図５のステップＳＴ１）。
以下、励振振幅算出部３１によるアンテナ素子２１－１～ｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎ）の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜の算出処理を具体的に説明する。

ここでは、アンテナ素子２１－ｎが配置されている位置から、平面１１の一点１２までの距離がｄ_ｎであるとする。図２では、アンテナ素子２１－７が配置されている位置から一点１２までの距離であるｄ_７を例示している。
アンテナ素子２１－ｎが配置されている位置と平面１１の一点１２とを結ぶ線分と、ｘ軸との角度がφ_ｎである。図２では、アンテナ素子２１－１が配置されている位置と一点１２とを結ぶ線分と、ｘ軸との角度であるφ_１を例示している。
アンテナ素子２１－１～２１－Ｎから送信されるビーム、又は、アンテナ素子２１－１～２１－Ｎにより受信されるビームの方向のうち、平面１１と平行な面内でのビーム方向がφ_０である。
アンテナ素子２１－１～２１－Ｎから送信されるビーム、又は、アンテナ素子２１－１～２１－Ｎにより受信されるビームの方向のうち、ｚ軸とｙ軸とで表される面内でのビーム方向がθ_０である。
アンテナ素子２１－ｍ（ｍ＝１，・・・，Ｍ：Ｍ＝Ｎ：ｍ≠ｎ）が配置されている位置と、アンテナ素子２１－ｎが配置されている位置との距離がＲ_ｍｎである。図２では、アンテナ素子２１－５が配置されている位置とアンテナ素子２１－７が配置されている位置との距離であるＲ_５７を例示している。
アンテナ素子２１－１～２１－Ｎから送信されるビーム、又は、アンテナ素子２１－１～２１－Ｎにより受信されるビームを形成する電波の波数がｋである。
給電回路２２の特性インピーダンスがＺ_０である。

励振振幅算出部３１は、以下の式（１）及び式（２）に従って、アンテナ素子２１－１～２１－Ｎにおけるそれぞれの励振振幅として、Ｉ_１～Ｉ_Ｎの絶対値を算出する。Ｉ_ｎは、複素数であり、Ｉ_ｎの絶対値が励振振幅、Ｉ_ｎの偏角が励振位相である。

複数のアンテナ素子２１を備えるアンテナ装置１が、高い指向性利得を得る必要がある場合、一般的には、アンテナの開口径を大きくする手法が用いられる。しかし、アンテナの開口径を大きくすると、アンテナ装置１の設置面積が大きくなる。
励振振幅算出部３１が、式（１）及び式（２）に従って、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎ）の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜を算出することによって、アンテナの開口径を大きくすることなく、指向性利得を高めることが可能な励振振幅が得られる。指向性利得を高めることが可能な励振振幅が得られる理由は、後述する。

励振振幅算出部３１は、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜を算出すると、アンテナ素子２１－ｎの励振振幅｜Ｉ_ｎ｜に、１よりも大きな補正係数αを乗算する（図５のステップＳＴ２）。
励振振幅算出部３１は、補正係数乗算後の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αを励振振幅記憶部３２に出力する。
励振振幅算出部３１による励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αの算出処理は、１回だけ行えばよく、給電回路２２が給電する毎に、励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αの算出を行う必要はない。

励振振幅記憶部３２は、励振振幅算出部３１から出力された補正係数乗算後の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αを記憶する（図５のステップＳＴ３）。
励振振幅出力部３３は、励振振幅記憶部３２により記憶されている補正係数乗算後の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×α（ｎ＝１，・・・，８）を、アンテナ装置１の給電回路２２に出力する（図５のステップＳＴ４）。
また、励振振幅出力部３３は、補正係数αをアンテナ装置１の給電回路２２に出力する。
励振振幅出力部３３が、励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×α及び補正係数αのそれぞれを給電回路２２に出力するタイミングは、給電回路２２がアンテナ素子２１－ｎに給電する前ではあれば、どのようなタイミングであってもよい。
例えば、給電回路２２から、励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αの出力要求を受けたときに、励振振幅出力部３３が、励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×α及び補正係数αのそれぞれを給電回路２２に出力する態様が考えられる。

給電回路２２は、励振振幅出力部３３から出力されたアンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αと、補正係数αとを取得する。
給電回路２２は、アンテナ素子２１－ｎを送信アンテナとして用いる場合、励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αをデシベル値Ｉ_ｎ ^’×αに換算する。
給電回路２２は、デシベル値Ｉ_ｎ ^’×αをアンテナ素子２１－ｎに与える。
給電回路２２は、アンテナ素子２１－ｎを受信アンテナとして用いる場合、アンテナ素子２１－ｎにより受信された信号の電力のデシベル値Ｐ_Ｒｎに、補正係数αを乗算し、補正係数乗算後のデシベル値Ｐ_Ｒｎ×αを信号処理部２に出力する。

信号処理部２は、アンテナ装置１から出力された受信信号に基づいて、目標の検出処理又は目標の追尾処理等を実施する。

図６は、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αを示す説明図である。
図６において、横軸の数字は、アンテナ素子２１の素子番号を示しており、“１”はアンテナ素子２１－１、“２”はアンテナ素子２１－２、・・・、“８”はアンテナ素子２１－８である。
縦軸は、励振振幅算出部３１による補正係数乗算後の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αである。
曲線６１は、α＝１のときの励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αである。α＝１の場合の励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αは、式（１）及び式（２）に従って算出された励振振幅｜Ｉ_ｎ｜に、補正係数αを乗算していないものに相当する。
曲線６２は、α＝２のときの励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αである。
曲線６３は、α＝８のときの励振振幅｜Ｉ_ｎ｜×αである。

アンテナ素子２１－４は、アンテナ素子２１－１～２１－８のうち、ｘ軸と平行な方向で、一端の位置に配置されているアンテナ素子２１である。
アンテナ素子２１－８は、アンテナ素子２１－１～２１－８のうち、ｘ軸と平行な方向で、他端の位置に配置されているアンテナ素子２１である。
α＝１のときは、曲線６１が示すように、アンテナ素子２１－４，２１－８におけるそれぞれの励振振幅｜Ｉ_４｜×α，｜Ｉ_８｜×αは、アンテナ素子２１－１～２１－３，２１－５～２１－７におけるそれぞれの励振振幅｜Ｉ_１｜×α，｜Ｉ_２｜×α，｜Ｉ_３｜×α，｜Ｉ_５｜×α，｜Ｉ_６｜×α，｜Ｉ_７｜×αよりも、小さくなっている。
図６に示す曲線６１では、アンテナ素子２１－１，２１－３，２１－５，２１－７におけるそれぞれの励振振幅｜Ｉ_１｜×α，｜Ｉ_３｜×α，｜Ｉ_５｜×α，｜Ｉ_７｜×αが、０［ｄＢ］である。
α＝２のときは、曲線６２が示すように、アンテナ素子２１－２，２１－４，２１－６，２１－８におけるそれぞれの励振振幅｜Ｉ_２｜×α，｜Ｉ_４｜×α，｜Ｉ_６｜×α，｜Ｉ_８｜×αが、α＝１のときよりも小さくなっている。
α＝８のときは、曲線６３が示すように、アンテナ素子２１－２，２１－４，２１－６，２１－８におけるそれぞれの励振振幅｜Ｉ_２｜×α，｜Ｉ_４｜×α，｜Ｉ_６｜×α，｜Ｉ_８｜×αが、α＝２のときよりも、更に小さくなっている。

励振振幅算出部３１が、式（１）及び式（２）に従って、励振振幅｜Ｉ_ｎ｜を算出する際に得られるＩ_ｎは、複素数であり、Ｉ_ｎの偏角が励振位相ψ_ｎである。
図７は、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）の励振位相ψ_ｎを示す説明図である。
図７において、横軸の数字は、アンテナ素子２１の素子番号を示しており、“１”はアンテナ素子２１－１、“２”はアンテナ素子２１－２、・・・、“８”はアンテナ素子２１－８である。
縦軸は、励振振幅算出部３１により励振振幅｜Ｉ_ｎ｜が算出される際に得られる励振位相ψ_ｎである。励振位相ψ_ｎは、上述したように、Ｉ_ｎの偏角である。
アンテナ素子２１－１～２１－８のうち、隣に配置されている２つのアンテナ素子２１におけるそれぞれの励振位相ψ_ｎの差が、９０度以上である。

即ち、アンテナ素子２１－１の励振位相ψ_１とアンテナ素子２１－２の励振位相ψ_２との位相差が９０度以上であり、アンテナ素子２１－２の励振位相ψ_２とアンテナ素子２１－３の励振位相ψ_３との位相差が９０度以上である。
アンテナ素子２１－３の励振位相ψ_３とアンテナ素子２１－４の励振位相ψ_４との位相差が９０度以上であり、アンテナ素子２１－４の励振位相ψ_４とアンテナ素子２１－５の励振位相ψ_５との位相差が９０度以上である。
アンテナ素子２１－５の励振位相ψ_５とアンテナ素子２１－６の励振位相ψ_６との位相差が９０度以上であり、アンテナ素子２１－６の励振位相ψ_６とアンテナ素子２１－７の励振位相ψ_７との位相差が９０度以上である。
アンテナ素子２１－７の励振位相ψ_７とアンテナ素子２１－８の励振位相ψ_８との位相差が９０度以上であり、アンテナ素子２１－８の励振位相ψ_８とアンテナ素子２１－１の励振位相ψ_１との位相差が９０度以上である。

図７に示す励振位相分布は、スーパーゲインアンテナの励振位相分布と共通している。
スーパーゲインアンテナは、アンテナの開口径が小さくても、高い指向性利得を得ることができるアンテナとして知られている。
アンテナ装置１の励振位相分布が、スーパーゲインアンテナの励振位相分布と共通している。このため、アンテナ装置１は、隣に配置されている２つのアンテナ素子２１におけるそれぞれの信号の差を取ることで、特定の方向のビームを鋭くし、高い指向性利得を得ることができる。

図８は、実施の形態１に係るアンテナ装置１における放射特性のシミュレーション結果を示す説明図である。
放射特性のシミュレーション条件は、以下の通りである。
（１）Ｄｘ＝Ｄｙ＝１．０λである。λは、電波の使用周波数に係る自由空間波長である。
（２）アンテナ素子２１－ｎとして、モノポールアンテナが用いられており、モノポールアンテナの長さが、０．２５波長である。
（３）アンテナ素子２１－１～２１－８のそれぞれが等間隔に配置されている。即ち、一点１２を中心にして、アンテナ素子２１－１～２１－８のそれぞれが４５度の間隔で配置されている。
（４）φ＝０［ｄｅｇ．］の方向及びθ＝９０［ｄｅｇ．］の方向に、ビームが形成されている。

図８において、横軸は、ビームの放射方向を示しており、縦軸は、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）によって、送信される電波又は受信される電波のレベルを示している。
曲線７１は、α＝１のときの放射パターンを示している。
曲線７２は、α＝２のときの放射パターンを示している。
曲線７３は、α＝８のときの放射パターンを示している。

曲線７１～７３に示すように、補正係数αにかかわらず、ビームの放射方向が０［ｄｅｇ．］のメインローブレベルは、ほぼ同じである。
補正係数α＝１のときは、曲線７１に示すように、ビームの放射方向が約±５４［ｄｅｇ．］の第１サイドローブレベルは、－５．６［ｄＢ］である。
補正係数α＝２のときは、曲線７２に示すように、第１サイドローブレベルが－８．１［ｄＢ］である。したがって、補正係数α＝２のときは、補正係数α＝１のときよりも、第１サイドローブレベルが低減されている。
補正係数α＝８のときは、曲線７３に示すように、第１サイドローブレベルが－１２．５［ｄＢ］である。したがって、補正係数α＝３のときは、補正係数α＝２のときよりも更に、第１サイドローブレベルが低減されている。

図８では、補正係数αが、α＝２のときの放射パターンのシミュレーション結果と、α＝８のときの放射パターンのシミュレーション結果とを示している。しかし、補正係数αが１よりも大きければ、第１サイドローブレベルが低減される。したがって、例えば、補正係数αが３であってもよいし、補正係数αが１０であってもよい。
なお、第１サイドローブレベルの低減には限度があるが、補正係数αが大きいほど、第１サイドローブレベルを低減することができる。

図２に示す励振振幅制御装置３では、励振振幅算出部３１が、アンテナ素子２１－１～２１－８のそれぞれの励振振幅｜Ｉ_１｜～｜Ｉ_８｜に、同じ補正係数αを乗算している。しかし、これは一例に過ぎず、励振振幅算出部３１が、それぞれの励振振幅｜Ｉ_１｜～｜Ｉ_８｜に、実用上問題のない範囲で、互いに異なる補正係数αを乗算するようにしてもよい。
励振振幅算出部３１は、例えば、励振振幅｜Ｉ_１｜，｜Ｉ_３｜，｜Ｉ_５｜，｜Ｉ_７｜のそれぞれに、補正係数α＝１．９を乗算し、励振振幅｜Ｉ_２｜，｜Ｉ_４｜，｜Ｉ_６｜，｜Ｉ_８｜のそれぞれに、補正係数α＝２．１を乗算する態様が考えられる。

以上の実施の形態１では、平面１１の一点１２を囲むように、平面１１に配置されている複数のアンテナ素子２１と、複数のアンテナ素子２１におけるそれぞれの励振振幅を取得し、それぞれの励振振幅のデシベル値に従って、それぞれのアンテナ素子２１に給電する給電回路２２とを備え、給電回路２２により取得されるそれぞれの励振振幅が、複数のアンテナ素子２１におけるそれぞれの配置位置に基づいて算出されて、１よりも大きな補正係数が乗算されているように、アンテナ装置１を構成した。したがって、アンテナ装置１は、第１サイドローブを抑圧することができる。

図２に示すアンテナ装置１では、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）が、楕円の外周１３上に配置されている。しかし、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）は、平面１１の一点１２を囲むように、平面１１に配置されていればよく、楕円の外周１３上に配置されているものに限るものではない。
したがって、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎ）は、平面１１の一点１２を囲むように、例えば、円の外周上に配置されていてもよい。また、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎ）は、平面１１の一点１２を囲むように、例えば、多角形の頂点に配置されていてもよい。

図２に示すアンテナ装置１では、ｘ軸と平行な方向での開口径がＤｘであり、ｙ軸と平行な方向での開口径がＤｙであるように、アンテナ素子２１－ｎ（ｎ＝１，・・・，８）が楕円の外周１３に配置されている。
しかし、これは一例に過ぎず、アンテナ素子２１－１～２１－８の中の、２つのアンテナ素子２１の全ての組み合わせにおいて、２つのアンテナ素子２１が配置されている位置間の距離が、１波長以下の距離であってもよい。
２つのアンテナ素子２１の全ての組み合わせにおいて、２つのアンテナ素子２１が配置されている位置間の距離が、１波長以下の距離であれば、どの方向の開口径も１波長以下のアンテナ装置１を得ることができる。

実施の形態２．
図２に示すアンテナ装置１では、励振振幅制御装置３が、アンテナ装置１の外部に設けられている。
しかし、これは一例に過ぎず、図９に示すように、励振振幅制御装置３が、アンテナ装置１の内部に設けられていてもよい。
図９は、実施の形態２に係るアンテナ装置１及び励振振幅制御装置３のそれぞれを示す構成図である。
実施の形態２に係るアンテナ装置１及び励振振幅制御装置３のそれぞれ動作は、実施の形態１に係るアンテナ装置１及び励振振幅制御装置３のそれぞれ動作と同様である。

なお、本開示は、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

本開示は、複数のアンテナ素子を備えるアンテナ装置に適している。
また、本開示は、アンテナ素子の励振振幅を算出する励振振幅算出装置に適している。
また、本開示は、アンテナ装置を備えるレーダ装置に適している。

１ アンテナ装置、２ 信号処理部、３ 励振振幅制御装置、１１ 平面、１２ 一点、１３ 外周、２１－１～２１－８ アンテナ素子、２２ 給電回路、３１ 励振振幅算出部、３２ 励振振幅記憶部、３３ 励振振幅出力部、４１ 励振振幅算出回路、４２ 励振振幅記憶回路、４３ 励振振幅出力回路、５１ メモリ、５２ プロセッサ、６１，６２，６３ 曲線、７１，７２，７３ 曲線。

Claims (7)

1. 平面の一点を囲むように、前記平面に配置されている複数のアンテナ素子と、
   前記複数のアンテナ素子におけるそれぞれの励振振幅を取得し、それぞれの励振振幅のデシベル値に従って、それぞれのアンテナ素子に給電する給電回路とを備え、
   前記給電回路により取得されるそれぞれの励振振幅は、前記複数のアンテナ素子におけるそれぞれの配置位置に基づいて算出されて、１よりも大きな補正係数が乗算されているものであることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記複数のアンテナ素子のうち、隣に配置されている２つのアンテナ素子におけるそれぞれの励振位相の差が、９０度以上であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
3. 前記複数のアンテナ素子の中の、２つのアンテナ素子の全ての組み合わせにおいて、前記２つのアンテナ素子が配置されている位置間の距離が、１波長以下の距離であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
4. 平面の一点を囲むように、前記平面に配置されている複数のアンテナ素子のそれぞれの配置位置に基づいて算出されて、１よりも大きな補正係数が乗算されているそれぞれのアンテナ素子の励振振幅を記憶している励振振幅記憶部と、
   前記励振振幅記憶部により記憶されているそれぞれの励振振幅を、前記複数のアンテナ素子を有するアンテナ装置の給電回路に出力する励振振幅出力部と
   を備えた励振振幅制御装置。
5. 前記複数のアンテナ素子のそれぞれが配置されている位置に基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振振幅を算出し、それぞれのアンテナ素子の励振振幅に、１よりも大きな補正係数を乗算し、補正係数乗算後のそれぞれのアンテナ素子の励振振幅を前記励振振幅記憶部に出力する励振振幅算出部を備えていることを特徴とする請求項４記載の励振振幅制御装置。
6. 前記複数のアンテナ素子の数がＮ（Ｎは、２以上の整数）であり、
   前記複数のアンテナ素子のうち、ｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎ）番目のアンテナ素子が配置されている位置から、前記平面の一点までの距離がｄ_ｎ、
   前記ｎ番目のアンテナ素子が配置されている位置と前記平面の一点とを結ぶ線分と、前記平面の座標軸における第１の軸及び第２の軸のうち、前記第１の軸との角度がφ_ｎ、
   前記複数のアンテナ素子から送信されるビーム、又は、前記複数のアンテナ素子により受信されるビームの方向のうち、前記平面と平行な面内でのビーム方向がφ_０、前記第１の軸及び前記第２の軸のそれぞれと直交している第３の軸と前記第２の軸とで表される面内でのビーム方向がθ_０、
   ｍ（ｍ＝１，・・・，Ｍ：Ｍ＝Ｎ：ｍ≠ｎ）番目のアンテナ素子が配置されている位置と前記ｎ番目のアンテナ素子が配置されている位置との距離がＲ_ｍｎ、
   前記複数のアンテナ素子から送信されるビーム、又は、前記複数のアンテナ素子により受信されるビームを形成する電波の波数がｋ、
   前記給電回路の特性インピーダンスがＺ_０であるとき、
   前記励振振幅算出部は、以下の式（１）及び式（２）に従って、第１番目から第Ｎ番目のアンテナ素子におけるそれぞれの励振振幅として、Ｉ_１～Ｉ_Ｎの絶対値を算出することを特徴とする請求項５記載の励振振幅制御装置。
   

   
7. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置を備えるレーダ装置。

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