JPH01220503A - アダプテイブアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数の素子アンテナ群の受信した信号に基
づいて各素子アンテナの位相を非線形最適化法のもとに
変化させて、指向性を最適にするアダプティブアンテナ
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、第３図に示すブロック図のようなアダプティブア
ンテナ装置が提案されていた。図において、１は一定方
向に向けて２次元状にアンテナ面を形成する素子アンテ
ナ群、２は可変移相器３からなる送受信毎ジュール、４
は合成器、５は素子アンテナ詳１に結合した可変移相器
３を複数並列に合成器４に接続したフェーズドアレーア
ンテナ、６はフェーズドアレーアンテナ５の１＃号を受
（１する受信機、１は可“変移相器に位相設定を行なう
移相”制御部、８は位相設定値を算出する制御プロセッ
サ部、９は到来波の方向を指定する角度指示回路である
。

通常、素子アンテナ群」で受信した電波は、可変移相姦
３からなる送受信モジュール２を介して合成器４により
合成される。そして、この合成された信号を受信機６で
受（Ｋしている。゛また、指向ビームの走査を行なう場
合には、この走査に必要な各可変移相器３の位相設定値
を制御プロセッサ部８で算出し、その結果に基づき移相
器制御部７を介して各可変移相器３に位相値の設定を行
なっている。

さ−Ｃ１妨害波やクラッタ等の不要波が受信しようとす
る４波に混在する場合は、先ず角度指示回路９が不要波
の到来方向をｍｌＪ御プロセッサ部８へ伝える。次に、
制御プロ七ツサ部８は所望とする主ビーム方向のレベル
をある６度維持しながら不要波到来方向に放射パターン
の零点を形成するための位相設定値を算出する。そして
、その結果に基づき移動量制御部Ｔを介して各可変後４
Ｉ器３に位相値の設定を行ない、不要波の方向に放射パ
ターンの零点を形成して不要波を消去して主ビームのみ
を受信している。ま友、このとき主ビームＡ以外のサイ
ドローブＢを低く抑えるため、アンテナ面の各素子アン
テナの配列を操作する間引き手法が用いられている。通
常、この手法はアンテナ面の中央部を密に周辺部を疎と
なるような配列を行なっている。

なお、この制御プロセッサ部の算出方法は評価関数／に
代表される。すなわち、 と表わすことができる。但し、’ａｉ　＋　ｐ、ｌ　　
は主ビームにおける１番目素子の振幅９位相、’ｍｉ＋
ｐｍｌは零点形成方向ｍにおけるｉ番目素子の素子電界
の振幅９位相、Ｑｉ　は求める励振位相、Ｎは素子数、
Ｍは形成する零点数である。ここで、第１項は零点形成
方向の合成電力の総和であり、零点形成方向のレベルを
低減する項である。第２項は主ビーム方向の合成電界の
変動量であり、主ビーム方向の利得を拘束する項である
。評価関数ｆはｑｌ　（１＝１〜Ｎ）についての関数で
あシ、零点形成の演算は評価関数ｆを最小とするｑｌを
求めるととに帰着する。評価関数ｆの最小値は最急降下
法、共役勾配法等の非線形最適化法を適用することによ
り求めることができる。また、非線形最適化法は「電子
通信学会アンテナ電波研究会資料Ａ−Ｐ８６−１０９．
１９８６年１１月２１日」に基本的な方法が記載されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のアダプティブアンテナ装置は、第
４図に示す素子アンテナ群の説明図のように電波の一部
が集中して素子アンテナ１ａで受信される相互結合の現
象が生じる。すなわち、第５図に示す送受信モジュール
２の構成図のように高出力の電波が素子アンテナ１ａに
入り込み、送受信モジュール内の切換スイッチ２２、ダ
ミー抵抗２３に過大な電力が印加され、あるいは切換ス
イッチ２２から漏れた電波が低雑音増幅器２０に流入す
るため送受信モジュールが故障する恐れがめった。また
、素子アンテナ１ａの電圧反射係数は、周辺の複数の素
子アンテナ鮮１の相互給金量及び素子アンテナ群１の自
己反射係数の′電界の重畳となるため、周辺の素子アン
テナ詳１の励振位相に左右されることになる。一般に各
素子アンテナ群１の位置と可変移相器３に与える位相設
定との関係は、第６図（ｂ）に示す特性図のように均一
あるいは直線位相分布となり、相互結合の電界ベクトル
が互いに打消し合い送受信モジュールに入シ込む電波が
あまり大きくならないことが知られている。しかし、従
来のアダプティブアンテナ装置は、第７図（＆）に示す
放射パターンの説明図のように各素子アンテナ群１の位
相制御を行なうため、各素子アンテナ群１の位置と位相
設定の関係が同図（ｂ）に示す特性図のように均一ある
いは直線位相分布からずれることになる。従って、相互
結合の電界ベクトルが互いに打消し合わなくなり、送受
信モジュール２に過大な電波が入り込む結果となり、送
受信モジュール２が故障する恐れがあった。

特に間引き手法を用いた場合、隣合う素子アンチ凛 すが密の配列となるアンテナ面の中央部でこの傾向が顕
著となる。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
で、相互結合によって送受信モジュールの故障が発生し
ないアダプティブアンテナ装置を得ることを目的とする
。

し課題を解決するための手段〕 本発明に係るアダプティブアンテナ装置は、複数の素子
アンテナ群と、この素子アンテナ群に給制御プロセッサ
と、到来波の方向を指示する角度指示回路とを備え、特
に到来波に対向したアンテナ開口周辺部の素子アンテナ
群だけを選択する制御素子指定回路を設け、この選択さ
れた素子アンテナ群についてのみ非線形最適化法により
位相設定値を算出する前記制御プロセッサから構成され
ている。

〔作用〕

制御素子指定回路はアンテナ開口周辺部の素子アンテナ
群だけを選択する。そして、制御プロセッサ部は、この
選択されｆｃ＊子アンテナ群についる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。第１図は本発
明に係る一実施例を示すブロック図であ部の素子アンテ
ナ群１だけを選択する制御素子指定回路である。第２図
（ａ）はフェーズドアレーアンテナ５を立体的に示し九
構成図、同図（ｂ）は制御素子指定回路１０によって選
択した素子アンテナ詳１と選択しなかったものとの境界
を表わす同図（ＪＬ）における説明図である。図におい
て、５ｍは制御素子指定回路１０によって選択し九素子
アンテナ群１の領域（斜線部分）を示す。

さて、本装置において不要波到来方向に放射パターンの
零点を形成する場合、まず制御素子指定回路１０はアン
テナ開口周辺部の素子アンテナ群１だけを選択する。こ
のとき、第２図−）に示すように電波の入射方向に対向
して２次元状に配置さ次に制御プ四セッサ部８はこの領
域５ａにおける素子アンテナ群に？いてのみ非線形最適
化法により位相値を算出する。そして、この結果に基づ
き移相器制御部１を介して各可変移相器３に位相値の設
定を行ない放射パターンの零点を形成する。

を行なっているので、間引き手法によりアンテナ面中央
部の位相設定値が直線位相分布からずれるような配列と
なっているため、送受信モジュール２に入り込む電波は
少なくな９相互績合による送受信モジュール２の故障を
防ぐことができる。さらに、アンテナ面の素子アンテナ
群１を限定することにより、零点を形成するために制御
プロセッサ部８が行なう位相設定値の算出時間を短縮す
ることかで龜る。

〔発明の効果〕

以上の説明のように本発明によれば、制御素子指定回路
で指定したアンテナ面の開口周辺部の素子アンテナ鮮に
ついてのみ非最適化法による位相設定値を制御プロセッ
サ部で算出するととＫより、相互結合による送受信子ジ
ュールの故障を防止することができる。また、アンテナ
面の素子アンテナ群を限定することにより、前記制御プ
クセツサ部の算出時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例を示すブロック図、第２
図−）はフェーズドアレーアンテナを立体的に示した構
成図、同図（ｂ）は同図（２）の説明図、第３図は従来
のアダプティブアンテナ装置のブロック図、第４図は素
子アンテナ群の説明図、第５図は送信モジエールの構成
図、第６図−）は放射パターンの説明図、同図（ｂ）は
その特性図、第７図（ａ）は放射パターンの説明図、同
図（ｂ）はその特性図でめる。 １・・・・素子アンテナ群、２・・・・送受信モジュー
ル、３・・・・可変移相器、４・・・・・・・制御プロ
セッサ部、９・・・・角度指示回路、１０・・・・制御
素子指定回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一定の方向に開口して２次元状にアンテナ面を形成する
   複数の素子アンテナ群と、この素子アンテナ群に各々結
   合した可変移相器と、この可変移相器からの信号を出力
   すると共に入力信号に基づき可変位相器の位相設定を行
   なう移相器制御部と、この移相器制御部からの信号によ
   り位相設定値を算出しこの結果を移相器制御部に出力す
   る制御プロセッサ部と、この制御プロセッサ部に到来波
   の方向を指示する角度指示回路とを備えたアダプテイブ
   アンテナ装置において、 到来波に対向したアンテナ面の開口周辺部の素子アンテ
   ナ群だけを選択する制御素子指定回路を設け、この選択
   された素子アンテナ群について前記制御プロセッサによ
   り非線形最適化法における位相設定値を算出したことを
   特徴とするアダプテイブアンテナ装置。