JPH0137882B2 - - Google Patents

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JPH0137882B2
JPH0137882B2 JP56048844A JP4884481A JPH0137882B2 JP H0137882 B2 JPH0137882 B2 JP H0137882B2 JP 56048844 A JP56048844 A JP 56048844A JP 4884481 A JP4884481 A JP 4884481A JP H0137882 B2 JPH0137882 B2 JP H0137882B2
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JP
Japan
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phase
antenna
amplitude
element antenna
phased array
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Application number
JP56048844A
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English (en)
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JPS57162803A (en
Inventor
Takashi Kataki
Seiji Mano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP56048844A priority Critical patent/JPS57162803A/ja
Publication of JPS57162803A publication Critical patent/JPS57162803A/ja
Publication of JPH0137882B2 publication Critical patent/JPH0137882B2/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/267Phased-array testing or checking devices

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は複数個の素子アンテナより成り、各
素子アンテナに可変移相器をつなぎ、これら移相
器の設定位相を制御して電子的にビーム走査、あ
るいはパターン成形を行なうアレーアンテナ、す
なわち、フエーズドアレーアンテナ(phased
array antenna)において、全素子アンテナの動
作状態において各素子アンテナの励振振幅と位相
が所定の値に設定されているかどうかを診断する
装置に関するものである。
従来のこの種アンテナ診断装置としては、各素
子アンテナにピツクアツププローブ(pick―up
probe)を設け、このブローブにより各素子アン
テナに流れる電流を検出し、その振幅、位相を診
断していた。この従来の例を第1図を用いて説明
する。
第1図において、1は素子アンテナ、2は可変
移相器、3は電力分配器、4は送信源であり、こ
れまでの通常のフエーズドアレーアンテナの送信
時の基本構成である。ここで、各素子アンテナ1
に流れる信号電流の振幅、位相が所定の値になつ
ているかを診断するために、第1図において、プ
ローブ5、スイツチ6、比較器7が備えられてい
る。すなわち、送信源4からの信号は電力分配器
3により適当な分配比で分配され、可変移相器2
により所定の位相変化を受け、素子アンテナ1か
ら空間に放射される。この信号の一部が検出信号
としてプローブ5により検出され、スイツチ6を
介して比較器7に入る。比較器7には各素子アン
テナ1に対応して所定の振幅、位相値が保存され
ており、スイツチ6によつてつながつた上記検出
信号の振幅、位相と、この検出信号を検出したプ
ローブ5につながる素子アンテナ1の所定の振
幅、位相とを比較し、もし、検出した振幅位相値
が所定値からずれていた場合には、このずれの分
を補償するように各振幅、位相の制御器に指示信
号を送り、所期の値に戻す。ただし、第1図では
振幅は電力分配器3の振幅比が固定されているた
め振幅は変えられず、可変移相器2によつて位相
のみが変化できる。
従来のアンテナ診断装置は以上のような構成で
あるため、装置が大がかりになり、また、プロー
ブ5自体の影響により測定誤差が生じ、正しい診
断ができないことがある。
しかるにこの発明による診断装置では従来例の
ような測定すべき信号に直接の影響を与えるよう
なプローブは用いず、フエーズドアレー本来の動
作状態に何らの影響も与えないで診断ができる。
また、プローブが不要のため、従来例のようにプ
ローブと比較器をつなぐ給電線などの回路構成が
不要となり装置が簡単になる。以下、この発明に
ついて詳述する。
先ず、初めにこの発明による診断装置を可能な
らしめるフエーズドアレーアンテナの素子アンテ
ナの振幅位相測定の理論について述べる。第2図
はフエーズドアレーアンテナの概略構成図であ
り、従来例として説明した第1図におけるプロー
ブ5、スイツチ6、比較器7を取り除いたもので
ある。第2図のフエーズドアレーの全アレー動作
状態において受信される合成の電界ベクトルは第
3図に示すように各素子アンテナ1による電界ベ
クトルの和で表わされる。ここで、第n番目の素
子アンテナ1(以下、第n素子)の電界ベクトル
をEn ejn(En:振幅、φo:位相、j:虚数単位)
としてこの位相φoを変化させれば全アレー合成
の電界ベクトルは第n素子の電界ベクトルの回転
に伴なつて変化する。ここに、この合成電界ベク
トルの振幅の変化を測定することによつて、第n
素子の相対振幅、En/E0、および相対位相、φo
―φ0が以下のようにして求められる。ただし、
E0、φ0は第3図に示すように初期状態のの合成
電界ベクトルの振幅と位相である。
第n素子の位相を△だけ変化させたときの合成
電界ベクトルは次式で表わされる。
E〓1=E0 ejo−En ejn(1−ej△) (1) したがつて、 X=φo−φ0 (2) とおいて式(1)を変形すれば次のようになる。
E〓1={(E0cosX+Encos△−En) +j(-E0 sinX+En sin△)}ej(x+0) (3) したがつて、 k=En/E0 (4) とおけば式(3)より次式が導かれる。
|E12/E0 2=(Y2+k2)+2kY cos(△+△0) (5) ただし、 Y2=(cosX−k)2+sin2X (6) tan△0=sinX/cosX−k (7) すなわち、第n素子の位相変化により合成電力
レベルは式(5)のようにcosineで変化する。ここ
で、cosine変化の最大値と最小値の比をr2とすれ
ば、式(5)より、 r2=(Y+k)2/(Y−k)2 (8) となる。また、式(5)より−△0はcosine変化の最
大値を与える位相変化量である。これらrと△0
は式(5)の相対電力の測定により求められる量であ
り、このrと△0より第n素子の相対振幅(k=
En/E0)と相対位置(X=φo−φ0)が以下のよ
うにして決定される。
式(8)より r=±(Y+k/Y−k) (9) であり、正符号の場合を考えると、 Y=(r+1/r−1)k (10) となり、また、式(7)より、 sin△0=sinX/Y (11) cos△0=cosX−k/Y (12) となる。したがつて、式(10)、(11)、(12)よりYを消去
すれば、kとXの連立方程式、 sinX=(r+1/r−1sin△0)k (13) cosX=(1+r+1/r−1cos△0)k(14) が得られ、これを解けば結局、次式が得られる。
ただし、 p=r−1/r+1 (17) 以上は式(9)の右辺が正符号の場合であるが、同
じく負符号の場合は同様にして次式が得られる。
すなわち、第n素子の位相を可変移相器2によ
つて変化させて合成電力レベルの変化を測定すれ
ば、位相変化に対するcosine状のレベル変化(式
(5)に対応)が得られ、そのデータより最大/最小
比、rおよび最大点に関した位相量△0が求めら
れる。これらのrと△0を用いて式(15)、(16)
または式(18)、(19)を計算すれば位相変化させ
た素子アンテナの相対振幅、位相が決定されるこ
とになる。初期設定を同じにして全ての素子アン
テナ1について同様の測定、データ処理と計算を
くり返し行なえば全ての素子アンテナ1の相対振
幅、位相を知ることができる。
なお、式(15)、(16)と式(18)、(19)の2組
の解のいずれを採るべきかについては得られる相
対振幅k1またはk2と電力分配器3の設計電力分配
比との対応、あるいは初期設定の位相分布を変え
てもう一度上記の測定を行なつてkとXを求め、
1回目の結果と比較してkが同じとなる解を選ぶ
などして決めることができる。
以上の説明で明らかなようにこの発明の基礎と
なる測定理論によれば、全アレー動作状態のまま
で、各素子アンテナ1の可変移相器2を変化させ
て合成電力レベルを測るという単純な方法で精度
よく素子アンテナの振幅位相を知ることができ
る。
次に、第4図によりこの発明によるフエーズド
アレーアンテナの診断装置の実施例について説明
する。
第4図において、8は送信源、9は対向アンテ
ナ、10はスイツチ、11は制御回路、12は測
定演算回路、13は診断回路であり、他は第2図
と同じである。この発明は以上のような構成であ
り、全アレー動作状態において各素子アンテナ1
の振幅位相の診断をする場合にはスイツチ10を
制御回路11側につなぎかえ、同時に送信源8を
動作させ、対抗アンテナ9より電波を送信する状
態にする。かくして、先の測定理論に基づいて制
御回路11により各素子アンテナ1について順
次、可変移相器2により位相変化させ、同時に測
定演算回路12によりこのときの全アレー合成受
信出力レベル変化を測定して、各素子アンテナ1
の振幅、位相を算出し、この結果を診断回路13
に送り込む。診断回路13においては、例えば第
4図のフエーズドアレーアンテナの動作開始時点
において、各素子アンテナ1の設定位相条件、周
波数、偏波、対向アンテナ9の設置位置などを同
じにして、対向アンテナ9からの電波を受信し、
測定、算出された各素子アンテナの振幅、位相値
が記憶されており、この動作開始時の振幅、位相
を基準値として先の測定結果が比較対応される。
この診断の結果、基準位相に比べて位相ずれが
生じている素子についてはそのずれを補正するよ
うに対応する可変移相器2の制御を変える、ある
いはまた、振幅がほとんど零に近い素子について
はその対応する素子アンテナ1や可変移相器2が
故障している可能性があるため、これらを交換す
るなどの処置がとられる。この診断はフエーズド
アレーアンテナの動作時間中、必要な時にいつで
も実行でき、数時間前、数日前、あるいは数週間
前の基準振幅位相値と比較し、診断して各素子ア
ンテナ1の設定位相を常に所定の値にし、フエー
ズドアレーアンテナとしての動作を常に正常なも
のとしておくことができる。
なお、以上の説明では振幅調整機構のない場合
について説明したが、この発明では例えば可変減
衰器や可変電力分配器を組み込んだフエーズドア
レーアンテナにおいて振幅の診断も可能となるた
め、この場合はその診断効果がさらに発揮され
る。また、この発明は第4図の実施例に限定され
ず、その素子アンテナの配列構成、給電回路の構
成や形式、さらに診断用に用いる標準アンテナ、
制御回路、測定演算回路や診断回路の構成や形式
などの種類は一切問わない。
なお、フエーズドアレーアンテナを送信とし、
対向アンテナの方に診断用の制御回路、測距演算
回路と診断回路を接続しても同様の効果を得るこ
とができる。
通常、電子的ビーム走査を行なうフエーズドア
レーでは各可変移相器は計算機によつて高速に制
御されるもので、第4図で示した制御回路11や
測定演算回路12も特別新たに付け加えられる大
がかりなものではなく、移相器を制御する計算機
の計算プログラム、すなわちソフトウエアにこれ
まで説明した診断用の測定および計算のサブルー
チンを加えるだけで実現可能である。また、周囲
温度の変化による可変移相器の設定位相の変化
も、この発明による診断装置により迅速に検知
し、補正することができる。
以上のように、この発明によるアンテナ診断装
置では比較的簡単な装置により、全アレー動作時
のフエーズドアレーアンテナの各素子アンテナの
振幅、位相を精度よく診断できるため、これをレ
ーダ用、あるいは通信用などのフエーズドアレー
アンテナに用いた場合の実質的効果は著しく大き
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の診断装置をもつフエーズドアレ
ーアンテナの概略構成図、第2図は通常のフエー
ズドアレーの概略構成図、第3図は素子アンテナ
の電界ベクトルと合成電界ベクトルとの関係図、
第4図はこの発明の実施例の概略構成図である。 図中、1は素子アンテナ、2は可変移相器、3
は電力分配器、4は送信源、5はプローブ、6は
スイツチ、7は比較器、8は送信源、9は対向ア
ンテナ、10はスイツチ、11は制御回路、12
は測定演算回路、13は診断回路である。なお、
図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示してある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数個の素子アンテナと、各素子アンテナに
    つながれた可変移相器とから成るフエーズドアレ
    ーアンテナの上記各素子アンテナの振幅、位相を
    診断するアンテナ診断装置において、上記フエー
    ズドアレーアンテナに対向して置かれた対向アン
    テナと、上記対向アンテナからの電波を受信する
    状態で上記可変移相器を制御して上記各素子アン
    テナの設定位相を順次変化させる制御回路と、全
    アレー合成出力の最大値と最小値の比および上記
    最大値を与える位相変化量を測定して各素子アン
    テナの振幅、位相を算出する測定演算回路、およ
    び上記算出された振幅、位相を基準の振幅、位相
    と比較する診断回路とを備えたことを特徴とする
    アンテナ診断装置。
JP56048844A 1981-04-01 1981-04-01 Antenna diagnostic device Granted JPS57162803A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005114391A (ja) * 2003-10-03 2005-04-28 Mitsubishi Electric Corp アンテナ測定装置
JP2015068688A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 三菱電機株式会社 アンテナ装置
US10917228B2 (en) 2017-03-31 2021-02-09 Mitsubishi Electric Corporation Phase adjustment control device, array antenna device, antenna measuring device, and method for adjusting phase of phased array antenna
US11843261B2 (en) 2020-03-31 2023-12-12 Mitsubishi Electric Corporation Wireless power transmission device

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6016703A (ja) * 1983-07-08 1985-01-28 Nec Corp フェーズドアレー空中線の監視方法
JPH0656925B2 (ja) * 1985-06-27 1994-07-27 日本電気株式会社 空中線放射素子の特性測定装置
JPH0770909B2 (ja) * 1988-09-27 1995-07-31 日本電気株式会社 アンテナモニター装置
US5081460A (en) * 1991-01-22 1992-01-14 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for testing phase shifter modules of a phased array antenna
JPH05136622A (ja) * 1991-11-13 1993-06-01 Mitsubishi Electric Corp フエーズドアレイアンテナ位相測定回路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005114391A (ja) * 2003-10-03 2005-04-28 Mitsubishi Electric Corp アンテナ測定装置
JP2015068688A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 三菱電機株式会社 アンテナ装置
US10917228B2 (en) 2017-03-31 2021-02-09 Mitsubishi Electric Corporation Phase adjustment control device, array antenna device, antenna measuring device, and method for adjusting phase of phased array antenna
US11843261B2 (en) 2020-03-31 2023-12-12 Mitsubishi Electric Corporation Wireless power transmission device

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JPS57162803A (en) 1982-10-06

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