JPH02151104A - Antenna system - Google Patents
Antenna systemInfo
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- JPH02151104A JPH02151104A JP30527188A JP30527188A JPH02151104A JP H02151104 A JPH02151104 A JP H02151104A JP 30527188 A JP30527188 A JP 30527188A JP 30527188 A JP30527188 A JP 30527188A JP H02151104 A JPH02151104 A JP H02151104A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、アンテナ装置に関し、特に信号を位jF1
変調する通信に用いられるフェーズドアレー型のアンテ
ナ’lztに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an antenna device, and particularly relates to an antenna device that transmits a signal to a position jF1.
The present invention relates to a phased array antenna used for modulated communication.
第3図は例えばエレクトロニクス コンファレンス レ
コーダ(Electro、 Conf、 Rec、、1
984 Fil)’l。Figure 3 shows, for example, an electronics conference recorder (Electro, Conf, Rec, 1
984 Fil)'l.
1.1〜4.1.3)に示された従来のアンテナ装置の
構成を示す図であり、第3図fa)は上面図、第3図(
blは正面図である。図中A、B、C,D、Eはフェー
ズドアレーアンテナである。第4図はフェーズドアレー
アンテナの構成を示す図であり、図において、lは素子
アンテナ、2は移相器、3は合成器である。第5図は上
記フェーズドアレーアンテナA、B、C,D、Eの接続
状態を示す図であり、図において、4はスイッチ、5は
受信機である。1.1 to 4.1.3) are diagrams showing the configuration of the conventional antenna device shown in FIG. 3 fa) is a top view, and FIG.
bl is a front view. In the figure, A, B, C, D, and E are phased array antennas. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a phased array antenna. In the figure, 1 is an element antenna, 2 is a phase shifter, and 3 is a combiner. FIG. 5 is a diagram showing the connection state of the phased array antennas A, B, C, D, and E. In the figure, 4 is a switch and 5 is a receiver.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
1つのフェーズドアレーアンテナにおいては第4図の移
相器2によって、素子アンテナ1が受信した電波信号の
位相を変え、ビームを走査する。In one phased array antenna, the phase shifter 2 shown in FIG. 4 changes the phase of the radio wave signal received by the element antenna 1 to scan the beam.
半空間にわたって高い利得が求められる場合、第3図に
示すように、フェーズドアレーA、B、C。If high gain is required over half the space, phased arrays A, B, and C are used, as shown in FIG.
D、Eを多面状に配置し、各フェーズドアレーのビーム
走査範囲を第4図に示す開き角θ。の円錐内とする。1
面のフェーズドアレーのビーム走査範囲がθ。を越える
場合は第5図のスイッチを切換え、他のフェーズドアレ
ーによってビーム走査を行なう。D and E are arranged in a polygonal manner, and the beam scanning range of each phased array is shown in FIG. 4 at an opening angle θ. be within the cone of 1
The beam scanning range of the phased array on the surface is θ. If the number exceeds 1, the switch shown in FIG. 5 is changed and beam scanning is performed using another phased array.
従来のアンテナ装置は以上のように構成されていたが、
次にこのアンテナ装置を通信に用いる場合を考える。変
調方式として位相変調を用いた場合は、通信の情報は合
成信号の位相を変復調することにより伝達される。従っ
て信号の到来方向が変わり、ビーム走査を行なう場合に
は、利得を高く保つとともに合成信号の位相を一定にす
る必要がある。例として、位相変調を行なうスペクトラ
ム拡散方式においては、一般に位相変化がlO。The conventional antenna device was configured as described above.
Next, consider the case where this antenna device is used for communication. When phase modulation is used as the modulation method, communication information is transmitted by modulating and demodulating the phase of the composite signal. Therefore, when the direction of arrival of the signal changes and beam scanning is performed, it is necessary to keep the gain high and to keep the phase of the composite signal constant. For example, in a spread spectrum method that performs phase modulation, the phase change is generally lO.
以上で通信の信号対雑音比が劣化し、30°以上で変調
がロックオフとなる。第6図に80素子のフェーズドア
レーにおいて、ディジタル移相器を使用したときの位相
変化を示す。第6図がら3ビツト移相器を使用した場合
、設定誤差が17,5゜(r、m、s)以上の場合に、
位相変化が10”以上となる。通常の移相器では設定誤
差は10 ’ (r、m、s)程度と考えられるので、
1面のフェーズドアレーのビーム走査においては、位相
変化は小さいと考えられる。ところが、第5図に示すよ
うに複数のフェーズドアレーを切換えて使用する場合、
アレーの位相中心間の距離による位相変化が生じる。Above this, the signal-to-noise ratio of communication deteriorates, and the modulation locks off at 30 degrees or above. FIG. 6 shows phase changes when a digital phase shifter is used in an 80-element phased array. As shown in Fig. 6, when a 3-bit phase shifter is used, if the setting error is 17.5° (r, m, s) or more,
The phase change will be 10" or more. With a normal phase shifter, the setting error is considered to be about 10' (r, m, s), so
In beam scanning of a one-plane phased array, the phase change is considered to be small. However, when using multiple phased arrays by switching as shown in Figure 5,
A phase change occurs depending on the distance between the phase centers of the array.
一般にこの位相中心間の距離は波長に比べて大きく、従
って位相変化も無視できない大きさとなる。Generally, the distance between these phase centers is larger than the wavelength, and therefore the phase change is also large enough to not be ignored.
このため信号対雑音比が悪いという問題点があった。Therefore, there was a problem that the signal-to-noise ratio was poor.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、フェーズドアレーアンテナの面切換えに伴う
位相変化を小さくし、通信の信号対雑音比を向上できる
アンテナ装置を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an antenna device that can reduce the phase change caused by switching the plane of a phased array antenna and improve the signal-to-noise ratio of communication. do.
この発明に係るアンテナ装置は、それぞれのフェーズド
アレー毎にフェーズドアレーアンテナの面切換えに伴う
位相変化を補正する位相補正用の移相器を設けたもので
ある。The antenna device according to the present invention is provided with a phase shifter for phase correction that corrects a phase change caused by switching the plane of the phased array antenna for each phased array.
この発明におけるアンテナ装置は、それぞれのフェーズ
ドアレー毎にフェーズドアレーアンテナの面切換えに伴
う位相変化を補正する位相補正用の移相器を設けた構成
としたから、フェーズドアレーアンテナの面切換えに伴
う位相変化を小さくでき、通信の信号対雑音比を向上で
きる。The antenna device according to the present invention has a configuration in which each phased array is provided with a phase shifter for correcting the phase that occurs when changing the plane of the phased array antenna. Changes can be reduced and the signal-to-noise ratio of communications can be improved.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例によるアンテナ装置の構成を
示す図であり、図において、第5図と同一符号は同−又
は相当部分であり、PA、PB。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 5 indicate the same or corresponding parts, PA, PB.
PC,PD、PEは各フェーズドアレーの合成器の次段
に接続された補正用移相器、6は上記補正用移相器PA
、PB、PC,PD、PEを制御する補正用移相器制御
回路、7は補正位相演算装置である。PC, PD, and PE are correction phase shifters connected to the next stage of the synthesizer of each phased array, and 6 is the correction phase shifter PA.
, PB, PC, PD, and PE, and 7 is a correction phase calculation device.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
初期状態として、フェーズドアレーAを使用しているも
のとする。ここで、ビーム走査方向が変化し、フェーズ
ドアレーBを使用するビーム走査域に入った場合、第1
図のスイッチ4を切り換えてフェーズドアレーBと受信
器5を接続する。ここで、フェーズドアレーAからフェ
ーズドアレーBに切り換わるビーム走査方向の単位ベク
トルをdl、フェーズドアレーAの位相中心の位置ベク
トルをlrg、フェーズドアレイBの位相中心の位置ベ
クトルをlrBとする。フェーズドアレーAからフェー
ズドアレーBに切り換えた場合の位相変化φは次式で表
わされる。Assume that phased array A is used in the initial state. Here, if the beam scanning direction changes and enters the beam scanning area where phased array B is used, the first
Switch 4 shown in the figure is switched to connect phased array B and receiver 5. Here, the unit vector in the beam scanning direction for switching from phased array A to phased array B is dl, the position vector of the phase center of phased array A is lrg, and the position vector of the phase center of phased array B is lrB. The phase change φ when switching from phased array A to phased array B is expressed by the following equation.
(λは波長)
補正位相演算装置7は第(1)式の演算によって位相量
φ、及び補正位相−φを計算し、補正用移相器制御装置
6は補正用移相器PBが一φの位相を設定するための制
御信号を発生する。第2図は以上の手順を図示したフロ
ーチャートである。(λ is the wavelength) The correction phase calculation device 7 calculates the phase amount φ and the correction phase −φ by the calculation of equation (1), and the correction phase shifter control device 6 generates a control signal to set the phase of the FIG. 2 is a flowchart illustrating the above procedure.
このように本実施例では、補正用移相器PA。In this way, in this embodiment, the correction phase shifter PA.
PB、PC,PD、PEによって面切換えによる位相変
化を補正するので、位相変調を行なう通信方式に面切換
えをするフェーズドアレーを用いて、精度の良い通信が
可能になる。Since phase changes due to plane switching are corrected by PB, PC, PD, and PE, highly accurate communication is possible by using a phased array that switches planes for a communication system that performs phase modulation.
以上のように、この発明によればアンテナ装置において
、それぞれのフェーズドアレー毎にフェーズドアレーア
ンテナの面切換えに伴う位相変化を補正する位相補正用
の移相器を設けた構成としたから、フェーズドアレーア
ンテナの面切換えに伴う位相変化を小さくでき、通信の
信号対91を量比を向上でき、これにより精度の良い通
信が可能となる効果がある。As described above, in the antenna device according to the present invention, since the phase shifter for correcting the phase is provided for each phased array to correct the phase change caused by the surface switching of the phased array antenna, the phase shifter is provided for each phased array. The phase change caused by switching the plane of the antenna can be reduced, the quantity ratio of the communication signal pair 91 can be improved, and this has the effect of enabling highly accurate communication.
第1図はこの発明の一実施例によるアンテナ装置の構成
を示す図、第2図はこの発明の制御動作を示すフローチ
ャート図、第3図は従来のアンテナ装置の構成を示す図
、第4図はフェーズドアレーアンテナの構成を示す図、
第5図はフェーズドアレーアンテナの接続状態を示す図
、第6図は移相器の設定誤差と位相変動量の関係を示す
図である。
lは素子アンテナ、2は移相器、3は合成器、4はスイ
ッチ、5は受信器、6は補正用移相器制御装置、7は補
正位相演算装置、A、B、C,D。
Eはフェーズドアレーアンテナ、PA、PB、PC,P
D、PEは補正用移相器である。
なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart diagram showing the control operation of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a conventional antenna device, and FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a phased array antenna,
FIG. 5 is a diagram showing the connection state of the phased array antenna, and FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the setting error of the phase shifter and the amount of phase fluctuation. 1 is an element antenna, 2 is a phase shifter, 3 is a combiner, 4 is a switch, 5 is a receiver, 6 is a correction phase shifter control device, 7 is a correction phase calculation device, A, B, C, D. E is a phased array antenna, PA, PB, PC, P
D and PE are correction phase shifters. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
れに接続された移相器と、該移相器の出力を合成する合
成器を有するフェーズドアレーアンテナを複数個有し、
スイッチによって上記フェーズドアレーアンテナを切り
換えて使用するアンテナ装置において、 上記それぞれのフェーズドアレーアンテナの合成器とス
イッチの間に設けられた補正用移相器と、上記フェーズ
ドアレーアンテナの切換えに伴う合成受信電界の位相変
化を計算し、その位相変化を補正するための上記補正用
移相器の設定位相量を計算する補正位相演算装置と、 上記補正位相演算装置の演算結果をもとに上記補正用移
相器を制御する補正用移相器制御装置とを備えたことを
特徴とするアンテナ装置。(1) having a plurality of phased array antennas each having a plurality of element antennas, a phase shifter connected to each of the element antennas, and a combiner that combines the outputs of the phase shifters;
In an antenna device that uses a switch to switch between the phased array antennas, a correction phase shifter is provided between the combiner of each of the phased array antennas and the switch, and a combined received electric field accompanying switching of the phased array antennas is provided. a correction phase calculation device that calculates a phase change of the correction phase shifter and calculates a set phase amount of the correction phase shifter for correcting the phase change; An antenna device comprising: a correction phase shifter control device for controlling a phase shifter.
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---|---|---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2584503B2 (en) |
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-
1988
- 1988-12-01 JP JP63305271A patent/JP2584503B2/en not_active Expired - Lifetime
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JP2584503B2 (en) | 1997-02-26 |
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