JP7113774B2 - array antenna device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の素子アンテナと、それぞれが素子アンテナの各々に接続された複数の送信モジュールとを備えたアレイアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an array antenna apparatus having a plurality of element antennas and a plurality of transmission modules each connected to each of the element antennas.
アンテナ装置の1つに、複数の素子アンテナからなるアレイアンテナ装置がある。特許文献1に記載のアレイアンテナ装置は、消費電力および発熱量を抑圧するために、送信信号の波長および送信ビームのビーム指向方向に基づいて、励振させる素子アンテナを間引き、これによりビーム幅を維持すると同時に不要波であるグレーティングローブの発生を抑圧している。
One of the antenna devices is an array antenna device consisting of a plurality of element antennas. In order to suppress power consumption and heat generation, the array antenna device described in
しかしながら、上記特許文献1の技術では、ビーム走査ごとに送信信号の波長および送信ビームのビーム指向方向が変化するので、ビーム走査ごとに素子アンテナを間引くための計算が必要となり、高速にビームを切替えるレーダの送信に対しては、ビーム幅を維持しつつグレーティングローブの発生を抑圧することは困難であった。
However, in the technique of
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速にビーム切替えを行う場合であっても、ビーム幅の維持とグレーティングローブの発生抑圧とを容易に実現することができるアレイアンテナ装置を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and provides an array antenna apparatus that can easily maintain the beam width and suppress the generation of grating lobes even when performing high-speed beam switching. with the aim of obtaining
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ビームを送信するアレイアンテナ装置であって、第1の素子配列で配置されるとともに、第1のビーム幅でかつ第1の抑圧量でグレーティングローブが抑圧されたビームを送信する複数の素子アンテナと、それぞれが素子アンテナの各々に送信信号を送る複数の送信モジュールと、を備える。また、本発明のアレイアンテナ装置は、第1のビーム幅および第1の抑圧量を維持しつつ素子アンテナの一部を間引いた第2の素子配列を示す間引き状態情報を記憶するとともに、アレイアンテナ装置における消費電力または発熱量を抑圧する抑圧量と間引き状態情報との対応関係を記憶する記憶部と、抑圧量を示す信号を受け付けると、抑圧量を示す信号および対応関係に基づいて抑圧量に対応する間引き状態情報を記憶部から読み出し、読み出した間引き状態情報に基づいて、複数の送信モジュールに対し励振させる素子アンテナを切替えさせることで、素子アンテナの間引き状態を切り替える制御部と、を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides an array antenna apparatus for transmitting beams, which is arranged in a first element arrangement, has a first beam width and a first A plurality of element antennas for transmitting beams with grating lobes suppressed by a suppression amount, and a plurality of transmission modules, each transmitting a transmission signal to each of the element antennas. Further, the array antenna apparatus of the present invention stores thinning state information indicating a second element array in which a part of the element antennas is thinned while maintaining the first beam width and the first suppression amount, and a storage unit for storing a correspondence relationship between a suppression amount for suppressing power consumption or heat generation in the device and thinning state information; a control unit that reads the corresponding thinning state information from the storage unit and switches the thinning state of the element antennas by switching the element antennas to be excited for the plurality of transmission modules based on the read thinning state information.
本発明によれば、高速にビーム切替えを行う場合であっても、ビーム幅の維持とグレーティングローブの発生抑圧とを容易に実現することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to easily maintain the beam width and suppress the generation of grating lobes even when beam switching is performed at high speed.
以下に、本発明にかかるアレイアンテナ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 An embodiment of an array antenna device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by these embodiments.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置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、アレイアンテナ装置1Aの発熱量または消費電力の情報に基づいて、励振させる素子アンテナを間引いてRF信号を送信する装置である。アレイアンテナ装置1Aは、フェーズドアレイアンテナ装置であり、例えば、高速にビーム切替えを行うレーダ装置などに適用される。ビーム切替えの際には、ビームの送信方向、周波数などが切替えられる。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an array antenna apparatus according to
アレイアンテナ装置1Aは、RF(Radio Frequency)入力端子2と、制御信号入力端子3とを有する。また、アレイアンテナ装置1Aは、空間に送信信号を電波にして放射する複数の素子アンテナ6-1~6-N(Nは2以上の自然数)と、それぞれが複数の素子アンテナ6-1~6-Nの各々に接続された複数の送信モジュール5-1~5-Nとを有する。例えば、送信モジュール5-1が素子アンテナ6-1に接続され、送信モジュール5-2が素子アンテナ6-2に接続され、送信モジュール5-Nが素子アンテナ6-Nに接続されている。
The array antenna device 1A has an RF (Radio Frequency)
なお、以下の説明では、素子アンテナ6-1~6-Nを識別する必要が無い場合には、素子アンテナ6-1~6-Nを素子アンテナ6Xという場合がある。また、送信モジュール5-1~5-Nを識別する必要が無い場合には、送信モジュール5-1~5-Nを送信モジュール5Xという場合がある。 In the following description, the element antennas 6-1 to 6-N may be referred to as the element antenna 6X when there is no need to identify the element antennas 6-1 to 6-N. Further, when there is no need to identify the transmission modules 5-1 to 5-N, the transmission modules 5-1 to 5-N may be referred to as the transmission module 5X.
また、アレイアンテナ装置1Aは、RF入力端子2とN個の送信モジュール5Xとに接続された分配器4を有する。また、アレイアンテナ装置1Aは、制御信号入力端子3とN個の送信モジュール5Xとに接続された制御部9Aを有する。
The array antenna apparatus 1A also has a
RF入力端子2は、RF信号を受け付けて分配器4に入力する。制御信号入力端子3は、制御信号を受け付けて制御部9Aに入力する。制御部9Aに入力される制御信号には、RF信号の周波数、ビーム操作方向などの情報が含まれている。また、本実施の形態の制御信号には、アレイアンテナ装置1Aの発熱量または消費電力の所要抑圧量が含まれている。所要抑圧量は、抑圧したい発熱量または消費電力の量を示す情報である。ここでは、制御信号に消費電力の所要抑圧量が含まれている場合を例として説明する。なお、以下の説明では、消費電力の所要抑圧量を電力抑圧量という場合がある。電力抑圧量は、アレイアンテナ装置1A全体の電力抑圧量であってもよいし、アレイアンテナ装置1Aに含まれる部品の何れか(例えば、送信モジュール5X)の電力抑圧量であってもよい。
分配器4は、送信モジュール5Xのそれぞれに対し、RF入力端子2から入力されたRF信号を分配する。分配器4は、RF信号を分離し、分離したRF信号を送信モジュール5-1~5-Nのそれぞれに送ることにより、送信信号を送信モジュール5-1~5-Nのそれぞれに分配する。分配器4は、例えば、RF信号を分配する分配回路によって構成されている。
The
各送信モジュール5Xは、移相器7および増幅器8を有する。移相器7は、分配器4および増幅器8に接続され、増幅器8は、素子アンテナ6Xに接続されている。移相器7には、分配器4によって分配されたRF信号が入力される。移相器7は、分配器4から送られてきたRF信号を位相変調して増幅器8に送る。増幅器8は、位相変調されたRF信号を増幅して素子アンテナ6Xに送る。なお、送信モジュール5Xは、移相器7を備えていなくてもよい。
Each transmission module 5X has a
制御部9Aは、各送信モジュール5Xの移相器7および増幅器8に接続されている。制御部9Aは、メモリで構成された記憶領域10を有する。記憶部である記憶領域10は、対応関係データ51と、間引き状態情報52とを格納する。対応関係データ51は、電力抑圧量と、間引き状態情報52の種類とが対応付けされたデータである。
The
間引き状態情報52は、励振させる素子アンテナ6Xと、励振させない素子アンテナ6Xとを規定した情報である。換言すると、間引き状態情報52は、素子アンテナ6Xの中から励振させない素子アンテナ6Xを間引いた状態の情報である。間引き状態情報52では、励振させる素子アンテナ6Xの分布(位置)と、励振させない素子アンテナ6Xの分布(位置)とが規定されている。
The
対応関係データ51には、間引きの設定された1種類以上の間引き状態情報52が含まれていればよい。本実施の形態では、対応関係データ51に間引きの設定された複数種類の間引き状態情報52が登録されている場合について説明する。例えば、対応関係データ51には、P(P>0)%の素子アンテナ6Xが間引きされた間引き状態情報52、Q(100>Q>P)%の素子アンテナ6Xが間引きされた間引き状態情報52などのように種々の割合で間引かれた間引き状態情報52が含まれている。なお、以下の説明では、励振させる素子アンテナ6Xを励振素子アンテナといい、励振させない素子アンテナ6Xを非励振素子アンテナという場合がある。
The
また、対応関係データ51には、間引きの設定されていない通常状態の間引き状態情報52、および全ての素子アンテナ6Xが間引きされた送信停止状態の間引き状態情報52が含まれている。通常状態の間引き状態情報52では、全ての素子アンテナ6Xが励振素子アンテナに設定されており、送信停止状態の間引き状態情報52では、全ての素子アンテナ6Xが非励振素子アンテナに設定されている。すなわち、対応関係データ51には、P%、Q%といった特定の素子アンテナ6Xが間引きされた間引き状態情報52と、間引きされる素子アンテナ6Xが0%である通常状態の間引き状態情報52と、間引きされる素子アンテナ6Xが100%である送信停止状態の間引き状態情報52と、が登録されている。
The
各間引き状態情報52には、素子アンテナ6Xの配置(素子配列)の情報と、素子アンテナ6Xのうち、何れの素子アンテナ6Xが励振素子アンテナであり、何れの素子アンテナ6Xが非励振素子アンテナであるかを示す情報とが含まれている。
Each thinning
制御部9Aは、記憶領域10内の対応関係データ51の中から制御信号に含まれている電力抑圧量に対応する間引き状態を選択する。制御部9Aは、選択した間引き状態の間引き状態情報52を記憶領域10から読み出し、読み出した間引き状態情報52に基づいて、各送信モジュール5Xを制御する。制御部9Aは、間引き状態情報52で励振素子アンテナに設定されている素子アンテナ6Xの送信モジュール5Xに対しては、RF信号を送信するための信号処理を実行させる。一方、制御部9Aは、間引き状態情報52で非励振素子アンテナに設定されている素子アンテナ6Xの送信モジュール5Xに対しては、RF信号を送信するための信号処理を実行させない。
The
ここで、間引き状態情報52の例について説明する。ここでは、間引き状態情報52の例が、間引き状態情報100~109である場合について説明する。図2は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる通常状態の間引き状態情報を示す図である。図2および後述する図3から図11では、黒く塗りつぶされた点が送信状態の素子アンテナ6X、すなわち励振素子アンテナを示し、白抜きの点が非送信状態の素子アンテナ6X、すなわち非励振素子アンテナを示している。
Here, an example of the thinning
通常状態の間引き状態情報100では、例えば、三角配列の素子座標に対して、1種類の送信出力の素子アンテナ6Xが1700個配置されている。なお、間引き状態情報100では、三角配列以外の素子座標や、複数種類の送信振幅が含まれていてもよい。
In the
この間引き状態情報100の各素子アンテナ6Xに対して、特定の割合で励振させない素子アンテナ6Xが設定された間引き状態情報を記憶領域10に格納しておく。以下、全体の素子アンテナ6Xに対して第1から第8の割合で励振させない素子アンテナ6Xが設定された間引き状態S1~S8の間引き状態情報101~108について説明する。本実施の形態では、間引き状態情報101~108を、それぞれ第1から第8の間引き状態情報という場合がある。以下、第1から第8の間引き状態情報における素子配列について説明する。
Thinning state information in which element antennas 6X that are not excited at a specific rate are set for each element antenna 6X of this thinning
図3は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる第1の間引き状態情報を示す図である。第1の間引き状態情報である間引き状態情報101は、間引き状態S1の情報である。間引き状態S1は、10%の素子アンテナ6Xが間引かれた状態(10%オフの状態)である。すなわち、間引き状態S1では、10%の素子アンテナ6Xが非励振素子アンテナに設定され、90%の素子アンテナ6Xが励振素子アンテナに設定されている。
3 is a diagram showing first thinning state information used in the array antenna apparatus according to
図4は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる第2の間引き状態情報を示す図である。第2の間引き状態情報である間引き状態情報102は、間引き状態S2の情報である。間引き状態S2は、20%の素子アンテナ6Xが間引かれた状態である。すなわち、間引き状態S2では、20%の素子アンテナ6Xが非励振素子アンテナに設定され、80%の素子アンテナ6Xが励振素子アンテナに設定されている。
4 is a diagram showing second thinning state information used in the array antenna apparatus according to
図5は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる第3の間引き状態情報を示す図である。第3の間引き状態情報である間引き状態情報103は、間引き状態S3の情報である。間引き状態S3は、30%の素子アンテナ6Xが間引かれた状態である。すなわち、間引き状態S3では、30%の素子アンテナ6Xが非励振素子アンテナに設定され、70%の素子アンテナ6Xが励振素子アンテナに設定されている。
5 is a diagram showing third thinning state information used in the array antenna apparatus according to
図6は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる第4の間引き状態情報を示す図である。第4の間引き状態情報である間引き状態情報104は、間引き状態S4の情報である。間引き状態S4は、40%の素子アンテナ6Xが間引かれた状態である。すなわち、間引き状態S4では、40%の素子アンテナ6Xが非励振素子アンテナに設定され、60%の素子アンテナ6Xが励振素子アンテナに設定されている。
6 is a diagram showing fourth decimation state information used in the array antenna apparatus according to
図7は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる第5の間引き状態情報を示す図である。第5の間引き状態情報である間引き状態情報105は、間引き状態S5の情報である。間引き状態S5は、50%の素子アンテナ6Xが間引かれた状態である。すなわち、間引き状態S5では、50%の素子アンテナ6Xが非励振素子アンテナに設定され、50%の素子アンテナ6Xが励振素子アンテナに設定されている。
7 is a diagram showing fifth decimation state information used in the array antenna apparatus according to
図8は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる第6の間引き状態情報を示す図である。第6の間引き状態情報である間引き状態情報106は、間引き状態S6の情報である。間引き状態S6は、60%の素子アンテナ6Xが間引かれた状態である。すなわち、間引き状態S6では、60%の素子アンテナ6Xが非励振素子アンテナに設定され、40%の素子アンテナ6Xが励振素子アンテナに設定されている。
8 is a diagram showing sixth decimation state information used in the array antenna apparatus according to
図9は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる第7の間引き状態情報を示す図である。第7の間引き状態情報である間引き状態情報107は、間引き状態S7の情報である。間引き状態S7は、70%の素子アンテナ6Xが間引かれた状態である。すなわち、間引き状態S7では、70%の素子アンテナ6Xが非励振素子アンテナに設定され、30%の素子アンテナ6Xが励振素子アンテナに設定されている。
9 is a diagram showing seventh decimation state information used in the array antenna apparatus according to
図10は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる第8の間引き状態情報を示す図である。第8の間引き状態情報である間引き状態情報108は、間引き状態S8の情報である。間引き状態S8は、80%の素子アンテナ6Xが間引かれた状態である。すなわち、間引き状態S8では、80%の素子アンテナ6Xが非励振素子アンテナに設定され、20%の素子アンテナ6Xが励振素子アンテナに設定されている。
10 is a diagram showing eighth decimation state information used in the array antenna apparatus according to
図3から図10に示した間引き状態S1~S8では、不要波となるグレーティングローブの発生は抑圧されており、かつビーム幅は通常状態と同等(±5%以内の差)に収まっている。グレーティングローブは、RF信号の音圧分布において中心軸の側面に拡散する疑似成分である。グレーティングローブは、規則的かつ周期的に素子アンテナ6Xが配置されている場合に発生しやすくなるが、本実施の形態では、図2から図10のように不規則に素子アンテナ6Xが配置されているので、グレーティングローブの発生を抑圧できる。また、本実施の形態では、素子アンテナ6Xの配置の疎密に偏りがなく、且つ素子アンテナ6Xの全体でまんべんなく間引きされているのでビーム幅を維持できる。 In the thinning states S1 to S8 shown in FIGS. 3 to 10, the generation of grating lobes, which are unnecessary waves, is suppressed, and the beam width is within the same range as in the normal state (within ±5% difference). A grating lobe is a pseudo-component that diffuses to the sides of the central axis in the sound pressure distribution of an RF signal. Grating lobes tend to occur when the element antennas 6X are arranged regularly and periodically. Therefore, the generation of grating lobes can be suppressed. In addition, in the present embodiment, the arrangement of the element antennas 6X is not evenly distributed, and since the element antennas 6X are evenly thinned out, the beam width can be maintained.
図11は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる非送信状態の間引き状態情報を示す図である。非送信状態の間引き状態情報109は、全ての素子アンテナ6Xを非送信状態とした間引き状態情報である。全ての素子アンテナ6Xが非送信状態になると、アレイアンテナ装置1AはRF信号の送信を停止する。
11 is a diagram showing decimation state information in a non-transmission state used in the array antenna apparatus according to
このように、本実施の形態では、ビーム幅を維持するとともにグレーティングローブの発生を抑圧することができる間引き状態S1~S8が記憶領域10に格納されている。そして、制御部9Aが、記憶領域10内の間引き状態情報52の中から、制御信号に含まれている電力抑圧量に対応する間引き状態情報52を読み出し、読み出した間引き状態情報52に基づいて、各送信モジュール5Xを制御する。これにより、アレイアンテナ装置1Aは、ビーム幅を維持するとともにグレーティングローブの発生を抑圧しつつ、電力抑圧量に応じたRF信号の送信を行うことができる。
Thus, in this embodiment, the
図12は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置で用いられる対応関係データの構成を示す図である。対応関係データ51は、消費電力の所要抑圧量(電力抑圧量)と、間引き状態との対応関係を示すデータである。対応関係データ51に含まれる間引き状態には、0%の間引きを示す通常状態と、100%の間引きを示す送信停止状態とが含まれている。
12 is a diagram showing a configuration of correspondence data used in the array antenna apparatus according to
対応関係データ51では、消費電力の所要抑圧量が0%の場合と、通常状態とが対応付けされている。また、消費電力の所要抑圧量が0%を超えかつ10%以下の場合と、間引き状態S1とが対応付けされている。また、消費電力の所要抑圧量が10%を超えかつ20%以下の場合と、間引き状態S2とが対応付けされている。また、消費電力の所要抑圧量が20%を超えかつ30%以下の場合と、間引き状態S3とが対応付けされている。また、消費電力の所要抑圧量が30%を超えかつ40%以下の場合と、間引き状態S4とが対応付けされている。また、消費電力の所要抑圧量が40%を超えかつ50%以下の場合と、間引き状態S5とが対応付けされている。また、消費電力の所要抑圧量が50%を超えかつ60%以下の場合と、間引き状態S6とが対応付けされている。また、消費電力の所要抑圧量が60%を超えかつ70%以下の場合と、間引き状態S7とが対応付けされている。また、消費電力の所要抑圧量が70%を超えかつ80%以下の場合と、間引き状態S8とが対応付けされている。また、消費電力の所要抑圧量が80%を超える場合と、送信停止状態とが対応付けされている。
In the
図12では、消費電力の所要抑圧量を10%刻みで80%まで設定している場合について説明したが、対応関係データ51に設定される消費電力の所要抑圧量の範囲は、必要に応じて任意の範囲に変更してもよい。
In FIG. 12, the case where the required suppression amount of power consumption is set up to 80% in increments of 10% has been described, but the range of the required suppression amount of power consumption set in the
次に、アレイアンテナ装置1Aの動作処理について説明する。アレイアンテナ装置1Aには、RF入力端子2からRF信号が入力される。入力されたRF信号は、分配器4によって分配された後、送信モジュール5Xに入力される。
Next, operation processing of the array antenna apparatus 1A will be described. An RF signal is input from an
送信モジュール5Xに入力されたRF信号は、移相器7が位相変調し、増幅器8が増幅する。この時、各送信モジュール5Xに接続されている制御部9Aは、制御信号入力端子3から送られてくる制御信号に基づいて、各送信モジュール5Xにおける移相器7での位相変調を制御する。ここで、制御部9Aは、制御信号によって指示された方向に、素子アンテナ6Xから空間へ放射されるRF信号が波面を形成するよう、移相器7を制御する。なお、この波面については等位相波面以外であってもよい。また、制御信号によって指示される方向については、複数方向であってもよい。
The RF signal input to the transmission module 5X is phase-modulated by the
また、制御部9Aは、制御信号入力端子3から送られてくる制御信号および記憶領域10に格納されている対応関係データ51に基づいて、各送信モジュール5Xにおける増幅器8の動作状態の切り替えを制御する。増幅器8が動作状態の場合、位相変調および増幅が行われたRF信号は、送信モジュール5Xに接続された素子アンテナ6Xが空間へ放射する。増幅器8が非動作状態の場合、増幅器8は、RF信号を増幅せず、非動作状態の増幅器8に接続された素子アンテナ6Xは、RF信号を空間へ放射しない。
Further, the
ここで、制御部9Aによる、電力抑圧量に応じた送信モジュール5Xの制御処理について説明する。図13は、実施の形態1に係るアレイアンテナ装置が実行する、電力抑圧量に応じた送信モジュールの制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
Here, control processing of the transmission module 5X according to the amount of power suppression by the
制御部9Aは、制御信号入力端子3から送られてくる制御信号から、電力抑圧量(消費電力の所要抑圧量)を抽出する(ステップST10)。制御部9Aは、抽出した電力抑圧量に対応する間引き状態を、対応関係データ51から選択する(ステップST20)。制御部9Aは、選択した間引き状態の間引き状態情報52で各送信モジュール5Xを制御する(ステップST30)。
The
このようなアレイアンテナ装置1Aの構成および動作により、アレイアンテナ装置1Aは、消費電力または発熱量の抑圧に必要な抑圧量に基づいて、励振させる素子アンテナ6Xを間引くことができる。これにより、アレイアンテナ装置1Aは、消費電力または発熱量を抑圧しつつ、ビーム幅を維持するとともにグレーティングローブ発生を抑圧することが可能となる。 With such a configuration and operation of the array antenna apparatus 1A, the array antenna apparatus 1A can thin out the element antennas 6X to be excited based on the amount of suppression required to suppress power consumption or heat generation. As a result, the array antenna apparatus 1A can maintain the beam width and suppress the generation of grating lobes while suppressing power consumption or heat generation.
また、各送信モジュール5Xにおける増幅器8の動作状態の切り替え制御に際して、間引き状態を選択すればいいので、間引くための計算が不要となる。これにより、アレイアンテナ装置1Aは、計算負荷および計算時間をかけることなく、ビーム幅を維持するとともにグレーティングローブ発生を抑圧した適切な動作状態に切り替えることが可能となる。 In addition, since it is only necessary to select a thinning state in switching control of the operation state of the amplifier 8 in each transmission module 5X, calculation for thinning is unnecessary. As a result, the array antenna apparatus 1A can be switched to an appropriate operating state in which the beam width is maintained and the generation of grating lobes is suppressed without imposing a computational load and computational time.
なお、間引き状態の切り替えに用いる情報は、消費電力の所要抑圧量または発熱量の所領抑圧量に限らず、送信出力の所要抑圧量であってもよいし、RF信号の送信によって発熱した物体の温度であってもよい。RF信号の送信によって発熱する物体の例は、アレイアンテナ装置1Aの外部に配置される電波吸収体である。アレイアンテナ装置1Aの試験が行われる場合、アレイアンテナ装置1Aの外部に電波吸収体が配置される場合がある。アレイアンテナ装置1Aは、この場合の電波吸収体の温度に基づいて、間引き状態の切り替えを行ってもよい。送信出力の所要抑圧量に基づいて間引き状態の切り替えが行われる場合には、送信出力の所要抑圧量と間引き状態との対応関係を示す対応関係データが、記憶領域10に格納される。また、電波吸収体の温度に基づいて間引き状態の切り替えが行われる場合には、電波吸収体の温度と間引き状態との対応関係を示す対応関係データが、記憶領域10に格納される。
The information used for switching the decimation state is not limited to the required power consumption suppression amount or the heat generation amount suppression amount. It may be the temperature. An example of an object that generates heat by transmitting RF signals is a radio wave absorber arranged outside the array antenna device 1A. When the array antenna device 1A is tested, a radio wave absorber may be placed outside the array antenna device 1A. The array antenna apparatus 1A may switch the thinning state based on the temperature of the radio wave absorber in this case. When the thinning state is switched based on the required suppression amount of the transmission output, correspondence data indicating the correspondence relationship between the required suppression amount of the transmission output and the thinning state is stored in the
また、アレイアンテナ装置1Aの内部構成品の発熱量が送信信号の周波数によって変動する場合、アレイアンテナ装置1Aは、送信信号の周波数に基づいて、間引き状態の切り替えを行ってもよい。この場合、送信信号の周波数と間引き状態との対応関係を示す対応関係データが、記憶領域10に格納される。また、アレイアンテナ装置1Aは、間引き状態の切り替えに用いる上述の各情報の組み合わせに基づいて、間引き状態の切り替えを行ってもよい。
Further, when the amount of heat generated by the internal components of the array antenna device 1A varies depending on the frequency of the transmission signal, the array antenna device 1A may switch the thinning state based on the frequency of the transmission signal. In this case, correspondence data indicating the correspondence between the frequency of the transmission signal and the thinning state is stored in the
また、間引き状態の切り替えに用いる情報の制御部9Aへの入力は、制御信号入力端子3からの制御信号の入力に限らず、アレイアンテナ装置1A内に取り付けられたセンサ類からの信号の入力であってもよい。
Further, the input to the
また、図3から図12で示した間引き状態の例では、電力抑圧量が0%である通常の消費電力状態を、間引きのない通常状態に設定しているが、通常の動作状態が間引きのある間引き状態に設定されてもよい。例えば、供給電力が通常時より増加することが想定され、かつ供給電力に応じて送信出力を増加したい場合がある。この場合、供給電力と間引き状態との対応関係を対応関係データとして、記憶領域10に格納しておく。この場合において、通常の供給電力状態が、間引きのある間引き状態に対応付けされる。これにより、供給電力が、通常の供給電力状態よりも増加した場合には、通常の供給電力状態の場合よりも間引きの割合を減らした間引き状態、または間引きのない状態(図2に示した通常状態)を適用することができる。
In the thinning state examples shown in FIGS. 3 to 12, the normal power consumption state in which the power suppression amount is 0% is set to the normal state without thinning. It may be set to a certain thinning state. For example, there is a case where it is assumed that the power supply will be higher than usual, and it is desired to increase the transmission output according to the power supply. In this case, the correspondence between the supplied power and the thinning state is stored in the
また、アレイアンテナ装置1Aは、送信出力に制限の課せられる領域では、送信出力を制限値以下に抑える必要があるが、送信出力に制限が課されない領域では、制限値よりも大きな送信出力を行ってもよい。例えば、通常の送信出力は、国内の電波使用申請で認められている送信出力以下に抑える必要があるが、アレイアンテナ装置1Aが、国内の電波使用申請で認められている送信出力以上の送信出力能力を有する場合がある。この場合、アレイアンテナ装置1Aは、国内では間引き状態を選択し、外洋上などの電波使用申請を守らないでよい領域では、間引きなしの状態を選択してもよい。外洋上などの電波使用申請を守らないでよい領域か否かを示す信号は制御信号入力端子3から入力されて制御部9Aに送られる。制御部9Aは、電波使用申請を守らないでよい領域であることを示す信号を受信すると、間引きなしの状態(図2の通常状態)を選択することにより、最大能力でRF信号を送信することが可能となる。
In addition, the array antenna apparatus 1A needs to keep the transmission output below the limit value in the area where the transmission output is restricted, but in the area where the transmission output is not restricted, the transmission output is greater than the limit value. may For example, the normal transmission output needs to be kept below the transmission output permitted by the domestic application for use of radio waves. may have the ability. In this case, the array antenna apparatus 1A may select the decimation state in Japan, and may select the non-decimation state in an area such as the open ocean where the application for use of radio waves may not be observed. A signal indicating whether or not it is an area such as the open ocean where the application for radio wave use can be disregarded is input from the control
なお、アレイアンテナ装置1Aにおいて、送信モジュール5Xを受信モジュールに置き換え、アレイアンテナ装置1Aを受信用アレイアンテナとした場合についても、本実施の形態は適用可能である。 This embodiment can also be applied to a case in which the transmitting module 5X is replaced with a receiving module in the array antenna device 1A and the array antenna device 1A is used as a receiving array antenna.
ところで、素子アンテナの間隔が特定の数式を満たすよう素子アンテナを間引く方法がある。この方法では、間引く前の素子アンテナの間隔が特定の数式で示される間隔とほぼ同じである場合には素子アンテナを間引くことができず、消費電力および発熱量を抑圧できない。また、素子アンテナの間隔が広い場合、周波数帯域が1オクターブ未満であるレーダに対して素子アンテナを間引くことは困難である。また、送信周波数およびビーム指向方向に基づいて素子アンテナを間引く場合、消費電力または発熱量の所要抑圧量に応じたビーム制御ができない。 By the way, there is a method of thinning out the element antennas so that the interval between the element antennas satisfies a specific formula. In this method, if the interval between the element antennas before thinning is approximately the same as the interval indicated by a specific formula, the element antennas cannot be thinned, and power consumption and heat generation cannot be suppressed. Further, when the interval between element antennas is wide, it is difficult to thin out the element antennas for radar whose frequency band is less than one octave. Further, when the element antennas are thinned out based on the transmission frequency and the beam orientation direction, beam control cannot be performed according to the amount of power consumption or heat generation required to be suppressed.
このように、実施の形態1では、ビーム幅を維持できるとともにグレーティングローブの発生を抑圧できる間引き状態情報52を予め記憶領域10に格納しておき、電力抑圧量に対応する間引き状態情報52を読み出し、読み出した間引き状態情報52に基づいて送信モジュール5Xを制御する。これにより、間引き状態を変更する際の計算処理が不要となるので、高速にビーム切替えを行う場合であっても、消費電力または発熱量を抑圧しつつ、ビーム幅の維持とグレーティングローブの発生抑圧とを容易に実現することができる。
As described above, in the first embodiment, the thinning
実施の形態2.
つぎに、図14を用いてこの発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、制御部とは別構成の記憶装置が、対応関係データ51および間引き状態情報52を格納する。
Next,
図14は、実施の形態2に係るアレイアンテナ装置の構成を示すブロック図である。図14の各構成要素のうち図1に示すアレイアンテナ装置1Aと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
14 is a block diagram showing the configuration of an array antenna apparatus according to
アレイアンテナ装置1Bは、アレイアンテナ装置1Aと比較して、制御部9Aの代わりに、制御部9Bを有している。また、アレイアンテナ装置1Bは、記憶部である記憶装置12を有している。アレイアンテナ装置1Bでは、記憶装置12に対応関係データ51および間引き状態情報52が格納されている。制御部9Bは、記憶装置12に接続されており、記憶装置12から対応関係データ51および間引き状態情報52を読み出す。記憶装置12へは、ユーザがアクセス可能となっており、記憶装置12内の対応関係データ51または間引き状態情報52は、ユーザからの指示に従って修正可能となっている。これにより、対応関係データ51または間引き状態情報52の変更、サイズ増加への対応などが容易となる。
The
実施の形態3.
つぎに、図15を用いてこの発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3では、受信機能を有するアレイアンテナ装置に、実施の形態1の発明を適用する。すなわち、実施の形態3では、アレイアンテナ装置が、送信モジュールの代わりに、送受信モジュールを備え、制御部が、間引き状態情報52に基づいて、送受信モジュールを制御する。
A third embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. In
図15は、実施の形態3に係るアレイアンテナ装置の構成を示すブロック図である。図15の各構成要素のうち図1に示すアレイアンテナ装置1Aと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
15 is a block diagram showing the configuration of an array antenna apparatus according to
アレイアンテナ装置1Cは、アレイアンテナ装置1Aと比較して、分配器4の代わりに合成分配器14を有し、制御部9Aの代わりに制御部9Cを有している。また、アレイアンテナ装置1Cは、アレイアンテナ装置1Aと比較して、送信モジュール5-1~5-Nの代わりに送受信モジュール15-1~15-Nを有している。なお、以下の説明では、送受信モジュール15-1~15-Nを識別する必要が無い場合には、送受信モジュール15-1~15-Nを送受信モジュール15Xという場合がある。送受信モジュール15Xは、送信モジュールの機能と受信モジュールの機能とを含んだモジュールである。
Compared with the array antenna apparatus 1A, the
各送受信モジュール15Xは、移相器7と、送受切替器16a,16bと、増幅器8a,8bとを有する。移相器7は、合成分配器14および送受切替器16aに接続されている。送受切替器16aは、増幅器8a,8bに接続され、増幅器8a,8bは送受切替器16bに接続され、送受切替器16bは、素子アンテナ6Xに接続されている。
Each transmission/reception module 15X has a
合成分配器14は、RF入出力端子13、送受信モジュール15Xに接続されている。合成分配器14は、送受信モジュール15Xのそれぞれに対し、RF入出力端子13から送られてくるRF信号を分配する。また、合成分配器14は、送受信モジュール15Xのそれぞれから送られてくる信号を合成してRF入出力端子13に送る。
The combiner/
制御部9Cは、制御信号入力端子3、移相器7、送受切替器16a,16b、および増幅器8a,8bに接続されている。
The control section 9C is connected to the control
移相器7は、合成分配器14から送られてきたRF信号を位相変調して送受切替器16aに送り、送受切替器16aから送られてきたRF信号を位相変調して合成分配器14に送る。
The
送受切替器16a,16bは、RF信号の送信と受信とを切替える。送受切替器16aは、移相器7からRF信号が送られてきた場合には、増幅器8aにRF信号を送り、増幅器8bからRF信号が送られてきた場合には、移相器7にRF信号を送る。増幅器8aは、送受切替器16aから送られてきたRF信号を増幅して送受切替器16bに送る。増幅器8bは、送受切替器16bから送られてきたRF信号を増幅して送受切替器16aに送る。送受切替器16bは、増幅器8aからRF信号が送られてきた場合には、素子アンテナ6XにRF信号を送り、素子アンテナ6XからRF信号が送られてきた場合には、増幅器8bにRF信号を送る。
The transmission/
制御部9Cは、制御部9Aと同様に記憶領域10を有する。制御部9Cは、対応関係データ51に基づいて、間引き状態情報52の中から、制御信号に含まれている電力抑圧量に対応する間引き状態情報52を読み出す。制御部9Cは、読み出した間引き状態情報52に基づいて、各送受信モジュール15Xを制御する。
The control unit 9C has a
制御部9Cは、間引き状態情報52で励振素子アンテナに設定されている素子アンテナ6Xの送受信モジュール15Xに対しては、RF信号を送信するための信号処理を実行させる。一方、制御部9Cは、間引き状態情報52で非励振素子アンテナに設定されている素子アンテナ6Xの送受信モジュール15Xに対しては、RF信号を送信するための信号処理を実行させない。
The control unit 9C causes the transmission/reception module 15X of the element antenna 6X set as the excitation element antenna in the
なお、間引き状態情報52は、受信の際の間引き状態の情報を含んでいてもよい。この場合、制御部9Cは、間引き状態情報52で励振素子アンテナに設定されている素子アンテナ6Xの送受信モジュール15Xに対しては、RF信号を受信するための信号処理を実行させる。一方、制御部9Cは、間引き状態情報52で非励振素子アンテナに設定されている素子アンテナ6Xの送受信モジュール15Xに対しては、RF信号を受信するための信号処理を実行させない。間引き状態情報52では、RF信号の送信の際に用いられる間引き状態と、RF信号の受信の際に用いられる間引き状態とは、異なっていてもよいし、同じであってもよい。
Note that the thinning
制御部9Cは、RF信号を送信するための信号処理を実行させる送受信モジュール15Xに対しては、移相器7、送受切替器16a,16b、および増幅器8aを動作させ、RF信号を送信するための信号処理を実行させない送受信モジュール15Xに対しては、移相器7、送受切替器16a,16b、および増幅器8aを停止させる。
The control unit 9C operates the
また、制御部9Cは、RF信号を受信するための信号処理を実行させる送受信モジュール15Xに対しては、移相器7、送受切替器16a,16b、および増幅器8bを動作させ、RF信号を受信するための信号処理を実行させない送受信モジュール15Xに対しては、移相器7、送受切替器16a,16b、および増幅器8bを停止させる。
Further, the control unit 9C operates the
アレイアンテナ装置1Cが実行する、電力抑圧量に応じた送受信モジュール15Xへの制御処理手順は、アレイアンテナ装置1Aによる送信モジュール5Xへの制御処理手順と同様であるのでその説明を省略する。
The control processing procedure for the transmitting/receiving module 15X according to the amount of power suppression executed by the
なお、制御部9Cに記憶領域10が配置される代わりに、アレイアンテナ装置1Cが、図14で説明した記憶装置12を備えていてもよい。
Note that the
このように、実施の形態3によれば、RF信号を送信および受信する際に高速にビーム切替えを行う場合であっても、ビーム幅の維持とグレーティングローブの発生抑圧とを容易に実現することができる。
As described above, according to
実施の形態4.
つぎに、図16を用いてこの発明の実施の形態4について説明する。実施の形態4では、アレイアンテナ装置が、電源装置が備える電源ユニットの故障数に対応する間引き状態情報52を記憶領域10から読み出して、各送信モジュール5Xの制御に用いる。
A fourth embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the array antenna apparatus reads out the thinning
図16は、実施の形態4に係るアレイアンテナ装置の構成を示すブロック図である。図16の各構成要素のうち図1に示すアレイアンテナ装置1Aと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
16 is a block diagram showing the configuration of an array antenna apparatus according to
アレイアンテナ装置1Dは、アレイアンテナ装置1Aと比較して、制御部9Aの代わりに制御部9Dを有している。アレイアンテナ装置1Dは、電源装置17に接続されている。
電源装置17は、アレイアンテナ装置1Dの送信モジュール5Xに電力を供給する装置である。電源装置17は、電源装置制御ユニット19と、複数の電源ユニット18とで構成されている。電源ユニット18は、並列運転しており、電源ユニット18の何れかが故障した場合は、故障していない電源ユニット18でアレイアンテナ装置1Dの運転を継続する。これにより、電源ユニット18の何れかが故障した場合、電源装置17の供給電力が低下するものの、アレイアンテナ装置1Dの運転は、停止しない。
The
電源ユニット18から供給される電力は、まとめてアレイアンテナ装置1Dに送られる。この場合、アレイアンテナ装置1Dは、電源ユニット18から供給された電力を各送信モジュール5Xに分配する。なお、電源ユニット18と、複数の送信モジュール5Xとを対応付けしておいてもよい。この場合、各電源ユニット18は、対応付けされている送信モジュール5Xに電力を供給する。
The power supplied from the
電源装置制御ユニット19は、電源装置17の状態をモニタしており、各電源ユニット18の故障数を故障数情報として保持している。電源装置制御ユニット19は、アレイアンテナ装置1Dの制御部9Dに故障数情報を送信する。
The power
実施の形態4の記憶領域10は、対応関係データ51Dと、間引き状態情報52とを格納する。対応関係データ51Dは、故障数情報と、間引き状態情報52の種類とが対応付けされたデータである。対応関係データ51Dには、間引きの設定された1種類以上の間引き状態情報52が含まれていればよい。
The
制御部9Dは、記憶領域10内の対応関係データ51Dの中から制御信号に含まれている故障数情報に対応する間引き状態を選択する。制御部9Dは、選択した間引き状態の間引き状態情報52を記憶領域10から読み出し、読み出した間引き状態情報52に基づいて、各送信モジュール5Xを制御する。
The
図17は、実施の形態4に係るアレイアンテナ装置で用いられる対応関係データの構成を示す図である。対応関係データ51Dは、電源ユニット18の故障数と、間引き状態との対応関係を示すデータである。対応関係データ51Dに含まれる間引き状態には、0%の間引きを示す通常状態と、100%の間引きを示す送信停止状態とが含まれている。
FIG. 17 is a diagram showing the configuration of correspondence data used in the array antenna apparatus according to
対応関係データ51Dでは、故障数が0個以上3個未満の場合と、通常状態とが対応付けされている。また、故障数が3個以上4個未満の場合と、間引き状態S1とが対応付けされている。また、故障数が11個以上の場合と、送信停止状態とが対応付けされている。なお、図17では、故障数を1個刻みで設定している場合について説明したが、対応関係データ51Dに設定される故障数の範囲は、任意の範囲に変更可能である。
In the
実施の形態1では、制御部9Aが電力抑圧量に対応する間引き状態情報52を用いたが、実施の形態4では、制御部9Dが故障数に対応する間引き状態情報52を用いる。具体的には、電源装置17の電源装置制御ユニット19が、故障数を示す故障数情報を制御部9Dに送信し、制御部9Dが、故障数に対応する間引き状態を対応関係データ51Dから選択する。制御部9Dは、間引き状態に対応する間引き状態情報52を記憶領域10から読み出して、各送信モジュール5Xの制御に用いる。
In the first embodiment, the
このようなアレイアンテナ装置1Dの構成および動作により、アレイアンテナ装置1Dは、電源装置17からの電力供給能力に基づいて、励振させる素子アンテナ6Xを間引くことができる。これにより、アレイアンテナ装置1Dは、消費電力を電源供給能力の範囲に収めつつ、ビーム幅を維持するとともにグレーティングローブ発生を抑圧することが可能となる。例えば、電源ユニット18のうちのいくつかが故障した場合であっても、アレイアンテナ装置1Dは運転を停止せず、故障していない電源ユニット18で可能な能力を発揮させる。すなわち、アレイアンテナ装置1Dは、電源ユニット18の一部が故障した場合、送信モジュール5Xの間引き数を増やすことによって、動作させる送信モジュール5Xの数を減らした状態、すなわち送信モジュール5Xの機能を縮退させた状態で動作する。
With such a configuration and operation of the
なお、電源装置制御ユニット19は、故障数情報を、アレイアンテナ装置1Dの外部機器を経由し、制御信号入力端子3から制御部9Dに送ってもよい。また、本実施の形態では、故障数情報に基づいて間引き状態を切り替えたが、アレイアンテナ装置1Dは、素子アンテナ6Xの冷却装置の性能低下または故障状態の情報に基づいて、間引き状態を切り替えてもよい。
Note that the power
なお、制御部9Dに記憶領域10が配置される代わりに、アレイアンテナ装置1Dが、図14で説明した記憶装置12を備えていてもよい。また、アレイアンテナ装置1Dは、送信モジュール5Xの代わりに送受信モジュール15Xを備えていてもよい。この場合、アレイアンテナ装置1Dは、故障数情報に基づいて間引き状態情報52を記憶領域10から読み出し、アレイアンテナ装置1Cと同様の方法によって、送受信モジュール15Xを制御する。
Note that the
このように、実施の形態4によれば、高速にビーム切替えを行う場合であっても、供給電力に応じた個数の送信モジュール5XでRF信号を送信しつつ、ビーム幅の維持とグレーティングローブの発生抑圧とを容易に実現することができる。 Thus, according to the fourth embodiment, even when beam switching is performed at high speed, the RF signal is transmitted by the number of transmission modules 5X corresponding to the power supply, and the beam width is maintained and the grating lobe is reduced. occurrence suppression can be easily realized.
実施の形態5.
つぎに、この発明の実施の形態5について説明する。実施の形態5では、アレイアンテナ装置が、電力抑圧量に対応する間引き状態情報52を複数種類読み出し、各間引き状態情報52を順番に用いて、送信モジュール5Xまたは送受信モジュール15Xを制御する。なお、本実施の形態は、実施の形態1から4のアレイアンテナ装置1A~1Dの何れに適用してもよい。以下では、実施の形態1のアレイアンテナ装置1Aが、1つの電力抑圧量に対し、複数種類の間引き状態情報52を用いる場合について説明する。なお、本実施の形態では、アレイアンテナ装置1Aがパルス信号を送信する場合を前提とする。
Embodiment 5.
Next, a fifth embodiment of the invention will be described. In Embodiment 5, the array antenna apparatus reads out multiple types of thinning
本実施の形態のアレイアンテナ装置1Aの制御部9Aは、1つの電力抑圧量に対し、対応関係データ51の中から複数種類の間引き状態情報52を選択する。アレイアンテナ装置1Aは、電力抑圧量に対応する間引き状態情報52と、この間引き状態情報52の間引き割合に近い間引き状態情報52とを選択する。制御部9Aは、特定方向に複数のパルス信号を送信する際に、1パルス信号ごと、または複数パルス信号ごとに、選択されている複数の間引き状態情報52の中から、異なる間引き状態情報52を順番に用いる。制御部9Aは、予め設定しておいた順番に従って、間引き状態情報52を用いる順番を決定してもよいし、間引き状態情報52を用いる順番をランダムな順番としてもよい。
The
なお、制御部9Aは、1つの電力抑圧量に対して選択する間引き状態情報52の数を、電力抑圧量ごとに変えてもよい。また、1つの電力抑圧量に対して制御部9Aが1つの間引き状態情報52を選択するような電力抑圧量があってもよい。
Note that the
このように、特定方向に複数のパルスを送信する際に、間引き状態情報52を変更しながら送信すると、1つの間引き状態情報52で固定して送信する場合よりも、時間平均したパターン形状のサイドローブを低下させることができる。
In this way, when a plurality of pulses are transmitted in a specific direction, if the thinning
このように、実施の形態5では、アレイアンテナ装置1Aは実施の形態1と同じ効果を得るとともに、パターン形状を時間平均した場合のサイドローブを低下させることができる。アレイアンテナ装置1B~1Dが、1つの電力抑圧量に対し、複数種類の間引き状態情報52を用いる場合についても、パターン形状を時間平均した場合のサイドローブを低下させることができる。
As described above, in the fifth embodiment, the array antenna apparatus 1A can obtain the same effect as the first embodiment, and can reduce the side lobe when the pattern shape is time-averaged. Even when the
ここで、制御部9A~9Dのハードウェア構成について説明する。図18は、実施の形態1から4にかかるアレイアンテナ装置が備える制御部の第1のハードウェア構成例を示す図である。なお、制御部9A~9Dは、同様のハードウェア構成を有しているので、ここでは、制御部9Aのハードウェア構成について説明する。制御部9Aを構成する構成要素の一部又は全部の機能は、プロセッサ301およびメモリ302により実現することができる。
Here, the hardware configuration of the
プロセッサ301の例は、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、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)またはシステムLSI(Large Scale Integration)である。メモリ302の例は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)である。
An example of the
制御部9Aは、プロセッサ301が、メモリ302で記憶されている、制御部9Aの動作を実行するための制御プログラムを読み出して実行することにより実現される。また、この制御プログラムは、制御部9Aの手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。メモリ302は、プロセッサ301が各種処理を実行する際の一時メモリにも使用される。
The
図19は、実施の形態1から4にかかるアレイアンテナ装置が備える制御部の第2のハードウェア構成例を示す図である。なお、制御部9A~9Dは、同様のハードウェア構成を有しているので、ここでは、制御部9Aのハードウェア構成について説明する。制御部9Aを構成する構成要素の一部又は全部の機能は、処理回路303により実現することができる。
FIG. 19 is a diagram illustrating a second hardware configuration example of a control unit included in the array antenna devices according to the first to fourth embodiments; Since the
処理回路303は、専用のハードウェアである。処理回路303は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はこれらを組み合わせたものである。
The
なお、制御部9Aの機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。すなわち、制御部9Aの一部の機能を図18に示したプロセッサ301およびメモリ302で実現し、残りの機能を図19に示した専用の処理回路303で実現するようにしてもよい。
It should be noted that the functions of the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above embodiment shows an example of the content of the present invention, and it is possible to combine it with another known technology, and one configuration can be used without departing from the scope of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1A~1D アレイアンテナ装置、2 RF入力端子、3 制御信号入力端子、4 分配器、5-1~5-N,5X 送信モジュール、6-1~6-N,6X 素子アンテナ、7 移相器、8,8a,8b 増幅器、9A~9D 制御部、10 記憶領域、12 記憶装置、13 RF入出力端子、14 合成分配器、15-1~15-N,15X 送受信モジュール、16a,16b 送受切替器、17 電源装置、18 電源ユニット、19 電源装置制御ユニット、51,51D 対応関係データ、52,100~109 間引き状態情報、301 プロセッサ、302 メモリ、303 処理回路。 1A to 1D array antenna device, 2 RF input terminal, 3 control signal input terminal, 4 distributor, 5-1 to 5-N, 5X transmission module, 6-1 to 6-N, 6X element antenna, 7 phase shifter , 8, 8a, 8b amplifier, 9A to 9D control unit, 10 storage area, 12 storage device, 13 RF input/output terminal, 14 combiner/divider, 15-1 to 15-N, 15X transmission/reception module, 16a, 16b transmission/reception switching device, 17 power supply unit, 18 power supply unit, 19 power supply control unit, 51, 51D correspondence data, 52, 100 to 109 thinning state information, 301 processor, 302 memory, 303 processing circuit.
Claims (7)
第1の素子配列で配置されるとともに、第1のビーム幅でかつ第1の抑圧量でグレーティングローブが抑圧されたビームを送信する複数の素子アンテナと、
それぞれが前記素子アンテナの各々に送信信号を送る複数の送信モジュールと、
前記第1のビーム幅および前記第1の抑圧量を維持しつつ前記素子アンテナの一部を間引いた第2の素子配列を示す間引き状態情報を記憶するとともに、前記アレイアンテナ装置における消費電力または発熱量を抑圧する抑圧量と前記間引き状態情報との対応関係を記憶する記憶部と、
前記抑圧量を示す信号を受け付けると、前記抑圧量を示す信号および前記対応関係に基づいて前記抑圧量に対応する間引き状態情報を前記記憶部から読み出し、読み出した間引き状態情報に基づいて、前記複数の送信モジュールに対し励振させる素子アンテナを切替えさせることで、前記素子アンテナの間引き状態を切り替える制御部と、
を備える、
ことを特徴とするアレイアンテナ装置。 An array antenna device for transmitting beams,
a plurality of element antennas arranged in a first element array and transmitting beams having a first beam width and a grating lobe suppressed by a first suppression amount;
a plurality of transmit modules, each transmitting a transmit signal to each of the elemental antennas;
storing thinning state information indicating a second element array in which a part of the element antennas are thinned while maintaining the first beam width and the first suppression amount, and power consumption or heat generation in the array antenna apparatus; a storage unit that stores a correspondence relationship between the suppression amount for suppressing the amount and the thinning state information;
When the signal indicating the amount of suppression is received, thinning state information corresponding to the amount of suppression is read from the storage unit based on the signal indicating the amount of suppression and the correspondence relationship, and based on the read state information of thinning, the plurality of A control unit that switches the thinning state of the element antennas by switching the element antennas to be excited with respect to the transmission module of
comprising
An array antenna device characterized by:
前記制御部は、前記受信信号を受信する際に、前記抑圧量を示す信号を受け付けると、前記抑圧量を示す信号および前記対応関係に基づいて前記抑圧量に対応する間引き状態情報を前記記憶部から読み出し、読み出した間引き状態情報に基づいて、前記複数の送受信モジュールに対し、前記受信信号を信号処理させるために励振させる素子アンテナを切替えさせることで、前記素子アンテナの間引き状態を切り替える、
ことを特徴とする請求項1に記載のアレイアンテナ装置。 further comprising a plurality of transmission/reception modules each including the transmission module and a reception module that receives a signal received by the element antenna from the element antenna;
When the control unit receives the signal indicating the amount of suppression when receiving the received signal, the control unit stores decimation state information corresponding to the amount of suppression based on the signal indicating the amount of suppression and the correspondence relationship. and switching the thinning state of the element antennas by causing the plurality of transmitting/receiving modules to switch the element antennas to be excited for signal processing of the received signals, based on the thinning state information read from the
The array antenna apparatus according to claim 1, characterized by:
第1の素子配列で配置されるとともに、第1のビーム幅でかつ第1の抑圧量でグレーティングローブが抑圧されたビームを送信する複数の素子アンテナと、
それぞれが前記素子アンテナの各々に送信信号を送る複数の送信モジュールと、
前記第1のビーム幅および前記第1の抑圧量を維持しつつ前記素子アンテナの一部を間引いた第2の素子配列を示す間引き状態情報を記憶するとともに、前記アレイアンテナ装置に電力を供給する電源装置の電源ユニットの故障数と前記間引き状態情報との対応関係を記憶する記憶部と、
前記故障数を示す情報を受け付けると、前記故障数を示す情報および前記対応関係に基づいて前記故障数に対応する間引き状態情報を前記記憶部から読み出し、読み出した間引き状態情報に基づいて、前記複数の送信モジュールに対し励振させる素子アンテナを切替えさせることで、前記素子アンテナの間引き状態を切り替える制御部と、
を備える、
ことを特徴とするアレイアンテナ装置。 An array antenna device for transmitting beams,
a plurality of element antennas arranged in a first element array and transmitting beams having a first beam width and a grating lobe suppressed by a first suppression amount;
a plurality of transmit modules, each transmitting a transmit signal to each of the elemental antennas;
thinning state information indicating a second element array obtained by thinning a part of the element antennas while maintaining the first beam width and the first suppression amount, and supplying power to the array antenna apparatus; a storage unit that stores a correspondence relationship between the number of failed power supply units of a power supply unit and the thinning state information;
When the information indicating the number of failures is received, thinning state information corresponding to the number of failures is read from the storage unit based on the information indicating the number of failures and the correspondence relationship, and based on the read thinning state information, the plurality of A control unit that switches the thinning state of the element antennas by switching the element antennas to be excited with respect to the transmission module of
comprising
An array antenna device characterized by:
前記制御部は、前記受信信号を受信する際に、前記故障数を示す情報を受け付けると、前記故障数を示す情報および前記対応関係に基づいて前記故障数に対応する間引き状態情報を前記記憶部から読み出し、読み出した間引き状態情報に基づいて、前記複数の送受信モジュールに対し、前記受信信号を信号処理させるために励振させる素子アンテナを切替えさせることで、前記素子アンテナの間引き状態を切り替える、
ことを特徴とする請求項3に記載のアレイアンテナ装置。 further comprising a plurality of transmission/reception modules each including the transmission module and a reception module that receives a signal received by the element antenna from the element antenna;
Upon receiving the information indicating the number of failures at the time of receiving the reception signal, the control unit stores thinning state information corresponding to the number of failures based on the information indicating the number of failures and the correspondence relationship to the storage unit. and switching the thinning state of the element antennas by causing the plurality of transmitting/receiving modules to switch the element antennas to be excited for signal processing of the received signals, based on the thinning state information read from the
4. The array antenna apparatus according to claim 3, characterized by:
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1つに記載のアレイアンテナ装置。 When transmitting a transmission signal of a plurality of pulses in a specific direction, the control unit reads a plurality of thinning state information from the storage unit based on the correspondence relationship, and reads the plurality of thinning state information for each pulse signal or for each pulse signal. sequentially selecting different thinning-out state information from the thinning-out state information, and switching the element antennas to be excited for the plurality of transmission modules based on the selected thinning-out state information;
The array antenna apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1つに記載のアレイアンテナ装置。 The storage unit is arranged in the control unit,
The array antenna apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1つに記載のアレイアンテナ装置。 The storage unit is arranged outside the control unit,
The array antenna apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
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