JPH02151105A - Antenna system - Google Patents
Antenna systemInfo
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- JPH02151105A JPH02151105A JP30527288A JP30527288A JPH02151105A JP H02151105 A JPH02151105 A JP H02151105A JP 30527288 A JP30527288 A JP 30527288A JP 30527288 A JP30527288 A JP 30527288A JP H02151105 A JPH02151105 A JP H02151105A
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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、信号を位相変調する通信に用いられるフェ
ーズドアレーアンテナに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a phased array antenna used in communications that modulates the phase of a signal.
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、+
1984+ pp4.1.1〜4.1.3)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(a
)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、1は素子アンテナ、2は移相器、3は合成
器、4は上記移相器2を駆動する移相器駆動回路である
。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、図中5はスイッチ、6は
受信機である。Figure 3 shows, for example, an electronics conference recorder (Electro, Conf, Rec, +
1984+ pp4.1.1 to 4.1.3), and FIG.
) is a top view, and Figure 3 (bl is a front view. A, B in the figure)
, C, D, and E are phased array antennas. Fourth
The figure shows the configuration of a phased array antenna.
In the figure, 1 is an element antenna, 2 is a phase shifter, 3 is a combiner, and 4 is a phase shifter drive circuit that drives the phase shifter 2. Figure 5 shows the phased array antennas A, B, C,
This is a diagram showing the connection state of D and E. In the diagram, 5 is a switch and 6 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を移相器駆動回路4によって駆動し、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。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,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。を越える場合に
は第5図中のスイッチ5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。In one phased array antenna, the phase shifter 2 shown in FIG. 4 is driven by a phase shifter drive circuit 4 to change the phase of the radio signal received by the element antenna 1 and scan the beam. If high gain is required over the half-space, the third
As shown in the figure, phased arrays A, B, C, D, E
are arranged in a polygonal manner, and the beam scanning range of each phased array is set at an aperture angle θ shown in FIG. be within the cone of The beam scanning range of a one-plane phased array is θ. If the number exceeds 1, the switch 5 in FIG. 5 is switched, 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る場合は、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共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10”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。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 system that performs phase modulation, the signal-to-noise ratio of communication generally deteriorates when the phase change is 10'' or more, and the modulation locks off when the phase change is 30'' or more. FIG. 6 shows a phase change when a digital phase shifter is used in an 80-element phased array.
第6図から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1
0°以上となる。From Figure 6, when using a 3-bit phase shifter, if the setting error is 17.5° (r, m, s) or more, the phase change is 1
It becomes 0° or more.
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。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。このため信号対雑音比が悪いという問題点があ
った。In a normal phase shifter, the setting error is 10' (r, m, s)
Therefore, in beam scanning of a single-plane phased array, the phase change is considered to be small. However, as shown in FIG. 5, when a plurality of phased arrays are switched and used, a phase change occurs depending on the distance between the phase centers of the arrays. 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. 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、フェーズドアレーアン
テナの切り換えに伴う合成電界の位相変化量φを演算し
、さらにビーム走査に必要な上記各移相器の相対位相量
をθnとするとき、上記各移相器の設定位相量θn−φ
の演算を行ない、この演算結果に基づいて、移相器を駆
動するようにしたものである。The antenna device according to the present invention calculates the amount of phase change φ of the composite electric field due to switching of the phased array antenna, and furthermore, when the relative phase amount of each of the phase shifters necessary for beam scanning is θn, Set phase amount θn-φ of phase gear
The phase shifter is driven based on the result of the calculation.
この発明においては、ビーム走査を行なう設定位相に加
えて面切換えに伴う位相変動を補正する位相量を各移相
器に与えフェーズドアレーの面切換えに伴う位相変化を
補正する構成としたから、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。In this invention, in addition to the set phase for beam scanning, each phase shifter is given a phase amount to correct phase fluctuations caused by surface switching, and is configured to correct phase changes caused by surface switching of the phased array. It is possible to reduce the phase change caused by switching the plane of the array antenna, and improve the signal-to-noise ratio of communication.
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を示す構
成図であり、図において、第5図と同一符合は同一また
は相当部分であり、7は補正位相演算装置である。FIG. 1 is a configuration diagram showing 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, 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5を切り換えてフェーズドアレーBと受信機
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1rA、フェーズドアレーBの位相中心の位置ヘク
トルを1r□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. When the beam scanning direction changes and enters a beam scanning area where phased array B is used, switch 5 shown in FIG. 1 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 1rA, and the position hector of the phase center of phased array B is 1r□. The phase change φ when switching from phased array A to phased array B is expressed by the following equation.
ここで、ビーム走査をするためにn番目の素子アンテナ
につながれた移相器の設定位相量をθnとすると、補正
位相演算装置7は上記移相器の設定位相量φnとして、
次の演算を1つのフェーズドアレーの移相器の数だけ行
なう。Here, if the set phase amount of the phase shifter connected to the n-th element antenna for beam scanning is θn, the correction phase calculation device 7 sets the set phase amount φn of the phase shifter as follows:
The following calculation is performed for the number of phase shifters in one phased array.
φn−θn−φ ・・・(2)移相器駆動回
路4は上記補正位相演算装置7の演算結果を基に各移相
器の設定を行なう。第2図は以上の制御動作を示すフロ
ーチャートである。φn-θn-φ (2) The phase shifter drive circuit 4 sets each phase shifter based on the calculation result of the correction phase calculation device 7. FIG. 2 is a flowchart showing the above control operation.
このように本実施例では、フェーズドアレーの切り換え
に伴う合成電界の位相変化量φを演算するとともにこの
変化量φとビーム走査のための設定位相量θnより移相
器の設定位相量ψnを求める補正位相演算装置7を設け
、フェーズドアレーの切り換えに際して、移相器駆動回
路4が該補正位相演算装置7の演算結果に基づいて移相
器を駆動する構成としたから、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。In this way, in this embodiment, the amount of phase change φ of the composite electric field due to switching of the phased array is calculated, and the set phase amount ψn of the phase shifter is determined from this amount of change φ and the set phase amount θn for beam scanning. Since the correction phase calculation device 7 is provided and the phase shifter drive circuit 4 drives the phase shifter based on the calculation result of the correction phase calculation device 7 when switching the phased array, it is possible to switch the plane of the phased array antenna. The phase change associated with this can be reduced, and the signal-to-noise ratio of communication can be improved.
以上のように、この発明によれば、フェーズドアレーア
ンテナの切り換えに伴う合成電界の位相変化量φを演算
し、さらにビーム走査に必要な上記各移相器の相対位相
量をθnとするとき、上記各移相器の設定位相量θn−
φの演算を行ない、この演算結果に基づいて、移相器を
駆動するようにしたから、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、精度の良い通信が可能となる効果があ
る。As described above, according to the present invention, when calculating the amount of phase change φ of the composite electric field due to switching of the phased array antenna, and further assuming that the relative phase amount of each of the above-mentioned phase shifters necessary for beam scanning is θn, Setting phase amount θn− of each phase shifter above
By calculating φ and driving the phase shifter based on the calculation result, it is possible to reduce the phase change caused by switching the plane of the phased array antenna, improve the signal-to-noise ratio of communication, and improve accuracy. This has the effect of enabling good communication.
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、第2図は本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。
1は素子アンテナ、2は移相器、3は合成機、4は移相
器駆動回路、5はスイッチ、6は受信機、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 flow chart 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 5 is a diagram showing the configuration of the phased array antenna, and FIG. 5 is a diagram showing the connection state of the phased array antenna.
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 phase shifter drive circuit, 5 is a switch, 6 is a receiver, 7 is a correction phase calculation device, A, B, C, D, E are It is a phased array antenna. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
ぞれに接続された移相器と、該移相器の出力を合成する
合成器を有する複数個のフェーズドアレーアンテナと、 上記フェーズドアレーアンテナを切り換えるスイッチと
、 上記フェーズドアレーアンテナの切り換えに伴う合成電
界の位相変化量φを演算し、さらにビーム走査に必要な
上記各移相器の相対位相量をθ_nとするとき、上記各
移相器の設定位相量θ_n−φの演算を行なう補正位相
演算装置と、 上記補正位相演算装置の演算結果に基づいて、上記移相
器を駆動する移相器駆動回路とを備えたことを特徴とす
るアンテナ装置。(1) 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 synthesizer that combines the outputs of the phase shifters; and switching the phased array antenna. Calculate the amount of phase change φ of the combined electric field due to switching of the switch and the phased array antenna, and further set the relative phase amount of each phase shifter necessary for beam scanning as θ_n, and then calculate the settings of each phase shifter. An antenna device comprising: a corrected phase calculation device that calculates a phase amount θ_n−φ; and a phase shifter drive circuit that drives the phase shifter based on the calculation result of the corrected phase calculation device. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30527288A JPH0783203B2 (en) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | Antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30527288A JPH0783203B2 (en) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | Antenna device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02151105A true JPH02151105A (en) | 1990-06-11 |
JPH0783203B2 JPH0783203B2 (en) | 1995-09-06 |
Family
ID=17943104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30527288A Expired - Lifetime JPH0783203B2 (en) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | Antenna device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0783203B2 (en) |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP30527288A patent/JPH0783203B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0783203B2 (en) | 1995-09-06 |
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