JPH0370301A - Array antenna exciting system - Google Patents
Array antenna exciting systemInfo
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、所望の低サイドローブパターンが得られる
ようにした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 an array antenna capable of obtaining a desired low sidelobe pattern.
[従来の技術]
第8図は本発明者等が先に出願した特願平198032
号に示さitたアレーアンテナ励振方式であり、同じく
第9図は特願平1−98032号に示されたアレーアン
テナである2図において。[Prior art] Figure 8 shows Japanese Patent Application No. 198032 filed earlier by the present inventors.
Similarly, FIG. 9 shows the array antenna excitation method shown in Japanese Patent Application No. 1-98032.
(AI >、 (A2 >、 ・・・・、(AM)
は曲面上に配列さノまた素子アンテナ、 (P、1)
、 (P、2)・・・、(P、、)は移相器、 (
A、I)、 (A、2)・・・、 (A、M)は可
変振幅器である。このような構成のアレーアンテナにお
いて、所望のサイドローブレベルを得るためには、各素
子アンテナに適切な励振振幅位相を設定する必要がある
。第8図の従来例では、まず、ステップ1で初期の放射
パターンを形成する。この従来例では、主ビム軸に直交
する平面上で、開口分布が所望ティラー分布となるよう
に各励振振幅を設定している。(AI >, (A2 >, ..., (AM)
is an element antenna arranged on a curved surface, (P, 1)
, (P,2)..., (P,,) is a phase shifter, (
A, I), (A, 2)..., (A, M) are variable amplitude amplifiers. In an array antenna having such a configuration, in order to obtain a desired sidelobe level, it is necessary to set an appropriate excitation amplitude phase for each element antenna. In the conventional example shown in FIG. 8, first, in step 1, an initial radiation pattern is formed. In this conventional example, each excitation amplitude is set so that the aperture distribution becomes a desired Tiller distribution on a plane perpendicular to the main beam axis.
ステップ2で、所望のティラー形放射パターンを与える
ための零点の角度位置を計算する。上記零点の角度位置
U は一般に第(1)式で与えられる。Step 2 calculates the angular position of the zero to give the desired tiller-shaped radiation pattern. The angular position U of the zero point is generally given by equation (1).
U =n [A” + (n−0,5>” /A 2
+ (n−0,5>” コ 1′2 (1
)1旦し。U = n [A” + (n-0,5>” /A 2
+ (n-0,5>” ko 1'2 (1
) 1 day.
石−零点の数、n=n番目の零点
A= l og (b+ (b” −1> ”” )
/yr201 ogb−サイドローブレベル(dB)つ
いで、ステップ3で、上記零点の角度位置に指向性の零
点を形成するための励振振幅位相を求める。つまり、第
(2)式のFを最小にする励振振幅a、(i=1〜M:
索子番号)、励振位相p。stone - number of zeros, n = nth zero A = log (b+ (b” -1> ””)
/yr201 ogb-sidelobe level (dB) Next, in step 3, the excitation amplitude phase for forming a directional zero point at the angular position of the zero point is determined. In other words, the excitation amplitude a that minimizes F in equation (2), (i=1~M:
number), excitation phase p.
1 を求める。1 seek.
但し、E、 (θ)−各素子のU 方向の寄与l n
0次にス
テップ4で上記励振振幅aiを第9図に示す可変振幅器
(A、)〜(Atat)、励振位相piを同じく第9図
に示す移相器(p、1>〜(P、、)に設定する。この
とき得られた放射パターンにおいて設定サイドローブレ
ベルより高い不要サイドローブが生じている場合、上記
不要サイドローブにおいて適当な間隔で零点をに個選び
、第(3,)式のF を最小にする励振振幅a、(i+
−1〜M:l
素子番号)、励振位相P、を求める。However, E, (θ) - contribution of each element in the U direction l n
Next, in step 4, the excitation amplitude ai is changed to the variable amplitude amplifiers (A, ) to (Atat) shown in FIG. 9, and the excitation phase pi is changed to the phase shifter (p, 1> to (P, , ). If unnecessary side lobes higher than the set side lobe level occur in the radiation pattern obtained at this time, select zero points at appropriate intervals in the unnecessary side lobes, and use Equation (3,). The excitation amplitude a, (i+
−1 to M:l element number) and excitation phase P are determined.
(3)
但し、E、 (θ〉−不要サイドローブ中の零点 k
方向の寄与
次にステップ5で上記励振振幅aiを第9図に示す可変
振幅器(A、□)〜(A□)、励振位相piを同じく第
9図に示す移相器(P、1)〜<p−+*)に設定する
ことにより、所望の低サイドローブパターンが形成され
る。(3) However, E, (θ〉−Contribution in the zero point k direction in the unnecessary side lobe) Next, in step 5, the above excitation amplitude ai is set to the variable amplitude amplifiers (A, □) to (A□) shown in FIG. 9, By setting the excitation phase pi to the phase shifter (P, 1) to <p-+*) also shown in FIG. 9, a desired low sidelobe pattern is formed.
[発明が解決しようとする課題]
従来のアレーアンテナ励振方式は、主ビーム方向に寄与
する全ての素子アンテナについて以上のように励振振幅
位相を決めているので、主ビームを走査した場合、第1
0図に示すように上記主ビム方向に寄与する素子アンテ
ナの配列の対称性がくずれるため所望のサイドローブレ
ベルが得られないという問題点があった7、この発明は
上記のような問題点を解決するためになされたもので。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional array antenna excitation method, the excitation amplitude phase is determined as described above for all the element antennas contributing to the main beam direction, so when the main beam is scanned, the first
As shown in FIG. This was done to solve the problem.
所望のサイドローブレベルをもつ放射パターンが得られ
るアレーアンテナ励振方式を得ることを目的とする。The purpose of this invention is to obtain an array antenna excitation method that can obtain a radiation pattern with a desired sidelobe level.
[課題を解決するための手段1
この発明に係るアレーアンテナ励振方式は、」二足複数
個の素子アンテナによる合成放射パターンの主ビーム方
向が変わる毎に、励振する素子アンテナを、上記主ビー
1、方向に寄与する素子アンテナの中から、主ビーム軸
を中心にして素子配列が対称となるように選択し、上記
選択された素子に入射される電波のみを受信あるいは上
記選択された素子のみから電波を放射して1合成放射バ
タンを所望のものとする励振振幅位相を求めるものであ
る。[Means for Solving the Problems 1] The array antenna excitation method according to the present invention is characterized in that each time the main beam direction of the composite radiation pattern of two or more element antennas changes, the element antenna to be excited is , from among the element antennas that contribute to the direction, so that the element arrangement is symmetrical about the main beam axis, and receive only the radio waves incident on the selected element or only from the selected element. The purpose is to find the excitation amplitude phase that radiates radio waves and makes one desired combined radiation baton.
[作用1
この発明においては、主ビーム方向が変わる海に、励振
する素子アンテナを、上記主ビーム方向に寄与する素子
アンテナの中から、主ビーム軸を中心にして素子配列が
対称となるように選択しその励振素子アンテナによる身
代放射パターンを所望のものとする励振振幅位相を求め
ることにより、主ビームの方向が変ずししても所望のテ
イラ形放射パターンか得らノする。[Function 1] In this invention, when the main beam direction changes, the element antenna to be excited is selected from among the element antennas that contribute to the main beam direction, so that the element arrangement is symmetrical about the main beam axis. By selecting and determining the excitation amplitude phase that makes the desired vicarious radiation pattern by the excitation element antenna, the desired Taylor-shaped radiation pattern can be obtained even if the direction of the main beam changes.
[発明の実施例] 以下2図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。[Embodiments of the invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to two drawings.
第1図は、この発明の一実施例に係るアレーアンテナの
励振振幅位相の演算方法を示すフローチャー1・である
。なれ、第1図のフローチャトで示すアレーアンテナは
第2図に示すような構成であり9図中、、(SWX)、
・・・、 (s、m)はスイッチ、(1〉は上記
励振振幅位相の演算をする励振振幅位相演算装置である
。L記励振振幅位相演算装置の演算について、第1図の
フローチャートを用いて説明する。FIG. 1 is a flowchart 1 showing a method of calculating the excitation amplitude phase of an array antenna according to an embodiment of the present invention. Now, the array antenna shown in the flowchart of Fig. 1 has a configuration as shown in Fig. 2, and in Fig. 9, (SWX),
..., (s, m) are switches, (1> is an excitation amplitude phase calculation device that calculates the above excitation amplitude phase. Regarding the calculation of the excitation amplitude phase calculation device listed in L, use the flowchart in Fig. 1. I will explain.
まず、主ビーム方向θ−0°とする。θ=0゜の場合に
は第1図のフローチャートのステップ2から始める。ス
テップ2で初期の放射パターンを形成する。この発明の
一実施例では、主ビーム軸に直交する平面上で、開口分
布が所望ティラー分布となるように各励振振幅を設定す
る6第3図は上記ステップ2により得られた放射パター
ンである。なお、所望のティラー分布として一50dB
のティラー分布を与えた。上記第3図の放射パタンにわ
いて、−50dBのサイドローブレベルが得られていな
い理由は、所望のティラー形放射パターンの零点の角度
位置がずれているからである。そこで、以下のステップ
で一50dBのサイドローブレベルを得る。ステップ3
で、所望のティラー形放射パターンを与えるための零点
の角度位置を計算する。上記零点の角度位置U は一般
に第(4〉式で与えられる。First, the main beam direction is set to θ-0°. If θ=0°, start from step 2 of the flowchart in FIG. Step 2 forms an initial radiation pattern. In one embodiment of the present invention, each excitation amplitude is set so that the aperture distribution becomes a desired Tiller distribution on a plane perpendicular to the main beam axis.6 Figure 3 shows the radiation pattern obtained in step 2 above. . Note that the desired tiller distribution is -50 dB.
gave the Tiller distribution of . The reason why a -50 dB sidelobe level is not obtained in the radiation pattern shown in FIG. 3 is that the angular position of the zero point of the desired tiller-shaped radiation pattern is shifted. Therefore, a sidelobe level of -50 dB is obtained in the following steps. Step 3
Then, calculate the angular position of the zero point to give the desired tiller-shaped radiation pattern. The angular position U of the zero point is generally given by equation (4).
U =n [A2+ (n−0,5>2A2+ (n
−0,5>21”2 (4)但し。U = n [A2+ (n-0,5>2A2+ (n
-0,5>21”2 (4) However.
庁−零点の数、n=11番目の零点
A=log (b+ (b”−1)”” )/π201
ogb=サイドローブレベル(dB)ついで、ステッ
プ4で、上記零点の角度位故に指向性の零点を形成する
ための励振振幅位相を求める。つまり、第〈5)式のF
を最小にする励振振幅a、(i=1〜M:素子番号〉、
励振位相p。Agency - Number of zeros, n = 11th zero A = log (b+ (b"-1)"")/π201
ogb=sidelobe level (dB) Next, in step 4, the excitation amplitude phase for forming a directional zero point is determined based on the angular position of the zero point. In other words, F in equation (5)
Excitation amplitude a that minimizes (i = 1 to M: element number),
Excitation phase p.
1
1を求める。1
Find 1.
素子番B)、励振位相p、を求める。Element number B) and excitation phase p are determined.
但し、E、 (θ)−各素子のU 方向の寄与1 n
nここでは、
上記励振振幅a、と励振位相p、を数1
1
値的に求める方法について述べたが、上記励S振幅a、
と励振位相p、を平面波合成法によって求1
1
めでもよい。However, E, (θ) - contribution of each element in the U direction 1 n
nHere,
The above excitation amplitude a and the excitation phase p are expressed as follows:
1 We have described the method of calculating value, but the excitation S amplitude a,
and excitation phase p, are found by the plane wave synthesis method.
1. Even the first one is good.
次にステップ5で上記励振振幅aiを第2図に示す可変
振幅器(A、1)〜(A、、;)、励振位相piを同じ
く第2図に示す移相器(P、、)〜(P、、)に設定す
ることにより、第4図に示すような放射パターンが得ら
れる。図において、設定サイドロブレベル−50dBよ
り高い不要サイドローブが生じている。ここでは、上記
不要サイドローブにおいて適当な間隔で零点をに個選び
、第(6〉式のF を最小にする励振振幅a、(i=l
〜M;X
1(6)
但し、E、 (θ)−不要サイドローブ中の零点 k
方向の寄与
ここでは、上記励振振幅a、と励振位相p、を数1
1
値的に求める方法について述べたが、上記励fFA振幅
a、と励振位相p、を平面波合成法によって求1
めでもよい。Next, in step 5, the excitation amplitude ai is changed to the variable amplitude device (A, 1) to (A, ,;) shown in FIG. 2, and the excitation phase pi is changed to the variable amplitude device (P, , ) to By setting (P, , ), a radiation pattern as shown in FIG. 4 can be obtained. In the figure, unnecessary side lobes higher than the set side lobe level -50 dB occur. Here, zero points are selected at appropriate intervals in the unnecessary side lobe, and the excitation amplitude a, (i=l
~M;X
1 (6) However, E, (θ) - the contribution of the zero point k direction in the unwanted sidelobe Here, the above excitation amplitude a and excitation phase p are expressed as
Although the method of finding one value has been described, the excitation fFA amplitude a and the excitation phase p may also be found by a plane wave synthesis method.
次にステップ6で上記励振振幅aiを第2図に示す可変
振幅器〈A、)〜(A□)、励振位相piを同じく第2
図に示す移相器(p−+)〜(p−x)に設定すること
により、第5図に示すような低サイドローブパターンが
形成される。Next, in step 6, the excitation amplitude ai is set using variable amplitude generators <A, ) to (A□) shown in FIG.
By setting the phase shifters (p-+) to (p-x) shown in the figure, a low sidelobe pattern as shown in FIG. 5 is formed.
ついで、主ビーム方向θ−60°とする。θ=60°の
場合には第1図のフローチャー1−のステップ1から始
める。ステップlにおいて、励振する素子アンテナを、
上記主ビーム方向に寄与する素子アンテナの中から、主
ビーム軸を中心にして素子配列が対称となるように選択
し、上記スイッチにより上記励振する素子アンテナ以外
の素子アンテナを非励振とする。つまり、第2図におい
て励振する素子アンテナを(i+j>から(M )まで
選択することができる。ついで、上記ステップ2から6
により上記励振する素子アンテナによる合成放射パター
ンを所望のものとする励振振幅位相を求める。第6図は
本実施例により得られた放射パターンであり、主ビーム
方向θは60°である。Next, the main beam direction is set to θ-60°. When θ=60°, start from step 1 of flowchart 1- in FIG. In step l, the element antenna to be excited is
The element antennas contributing to the main beam direction are selected so that the element arrangement is symmetrical about the main beam axis, and the element antennas other than the excited element antenna are non-excited by the switch. In other words, the element antenna to be excited in FIG. 2 can be selected from (i+j> to (M). Then, steps 2 to 6 above
The excitation amplitude phase that makes the combined radiation pattern of the excited element antenna a desired one is determined. FIG. 6 shows a radiation pattern obtained by this example, in which the main beam direction θ is 60°.
また、サイドローブレベルの設定値は一50dBである
。一方、第7図は第6図と比較するためになされたもの
で、励振する素子アンテナを(i十k)から(M)まで
、つまり、励振する素子の配列を非対称に選び上記ステ
ップ2から6により上記励振する素子アンテナによる合
成放射パターンを所望のものとする励振振幅位相を求め
た場合の放射パターンであり、主ビーム方向θは60°
である。また、サイドローブレベルの設定値は−50d
Bである。上記第6図と第7図を比較してわかるよう
に1本実施例で得られた第6図の方が所望の放射パター
ンが得られている。Further, the set value of the sidelobe level is -50 dB. On the other hand, FIG. 7 was created for comparison with FIG. 6, and shows that the element antennas to be excited are selected from (i to k) to (M), that is, the arrangement of the excited elements is asymmetrically selected from step 2 above. This is the radiation pattern when the excitation amplitude phase that makes the desired composite radiation pattern by the above-mentioned excited element antenna is determined by 6, and the main beam direction θ is 60°.
It is. Also, the setting value of the sidelobe level is -50d
It is B. As can be seen by comparing FIG. 6 and FIG. 7, the desired radiation pattern is obtained in FIG. 6 obtained in this embodiment.
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、主ビーム方向が変わる
毎に、励振する素子アンテナを、上記主ビーム方向に寄
与する素子アンテナの中から、主ビーム軸を中心にして
素子配列が対称となるように選択し、その励振素子アン
テナによる合成放射パターンを所望のものとする励振振
幅位相を求めることにより、主ビームの方向が変化して
も所望のティラー形放射パターンが得られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, each time the main beam direction changes, the element antenna to be excited is selected from among the element antennas that contribute to the main beam direction, with the element antenna centered around the main beam axis. By selecting the arrangement so that it is symmetrical and finding the excitation amplitude phase that makes the desired combined radiation pattern by the excitation element antenna, the desired tiller-shaped radiation pattern can be obtained even if the direction of the main beam changes. .
第1図はこの発明の励振振幅位相の演算方法を示すフロ
ーチャート、第2図はこの発明を゛説明するためのアン
テナの図、第3図は零点の角度位置がずれているティラ
ー形放射パターン図、第4図は零点の角度位置を合わせ
たときに得られるティラー形放射パターン図、第5図は
主ビーム方向θをOoとした場合のティラー形放射パタ
ーン図。
第6図は主ビーム方向θを60°としたこの発明による
ティラー形放射パターン図、第7図は主ビ一方向θを6
0°、励振する素子の配列を非対称にした場合のティラ
ー形放射パターン図、第8図は従来の励振振幅位相の演
算方法を示すフローチャート、第9図は従来の励振振幅
位相の演算方法を説明するためのアンテナの図5第10
図は主ビーム方向に寄与する素子アンテナの配列を示す
図である。
図において、 (AI )、 (A2 >、 ・
・・(A、)は曲面上に配列された素子アンテナ。
(p、t) 、 (P、2) 、 ・・・、(P、
、)は移相器。
(Atl) 、 (At2) 、 ・・・、 (
At、)は可変振幅器、(s、)、(3,2)、−−−
、(sw、)はスイッチ、(1〉は励振振幅位相演算装
置である。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分をしめす。
第1は。Fig. 1 is a flowchart showing the calculation method of the excitation amplitude phase of this invention, Fig. 2 is a diagram of an antenna for explaining this invention, and Fig. 3 is a tiller-shaped radiation pattern diagram in which the angular position of the zero point is shifted. , FIG. 4 is a tiller-shaped radiation pattern diagram obtained when the angular positions of the zero points are matched, and FIG. 5 is a tiller-shaped radiation pattern diagram when the main beam direction θ is Oo. Fig. 6 is a tiller-shaped radiation pattern diagram according to the present invention in which the main beam direction θ is 60°, and Fig. 7 is a diagram of the tiller-shaped radiation pattern according to the present invention with the main beam direction θ set at 60°.
0°, Tiller-shaped radiation pattern diagram when the arrangement of excited elements is asymmetrical, Figure 8 is a flowchart showing the conventional calculation method of excitation amplitude phase, and Figure 9 explains the conventional calculation method of excitation amplitude phase. Figure 5 No. 10 of the antenna for
The figure shows an arrangement of element antennas that contribute to the main beam direction. In the figure, (AI), (A2 >, ・
...(A,) is an element antenna arranged on a curved surface. (p, t) , (P, 2) , ..., (P,
, ) is a phase shifter. (Atl) , (At2) , ..., (
At, ) is a variable amplitude generator, (s, ), (3,2), ---
, (sw,) is a switch, and (1> is an excitation amplitude phase calculation device. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. The first is.
Claims (1)
子アンテナにつながれたスイッチと、上記スイッチにつ
ながれた移相器と、上記移相器につながれた可変振幅器
から成るアレーアンテナの励振振幅位相を決める励振方
式で、上記アレーアンテナの主ビーム方向を0゜とした
ときの±90゜以上にあるサイドローブの中で、理想的
なテイラー形放射パターンのピークサイドローブレベル
より高い不要サイドローブの角度位置と上記±90゜以
内にある理想的なテイラー形放射パターンの零点の角度
位置に、上記アレーアンテナの放射パターンの零点を形
成するための励振振幅位相を数値的に求めるアレーアン
テナ励振方式において、励振振幅位相演算装置により、
上記複数個の素子アンテナによる合成放射パターンの主
ビーム方向が変わる毎に、励振する素子アンテナを、上
記主ビーム方向に寄与する素子アンテナの中から、主ビ
ーム軸を中心にして素子配列が対称となるように選択し
、上記選択された素子に入射される電波のみを受信ある
いは上記選択された素子のみから電波を放射して、上記
アレーアンテナ励振方式により合成放射パターンを所望
のものとする励振振幅位相を求めることを特徴とするア
レーアンテナ励振方式。Excitation amplitude of an array antenna consisting of a plurality of element antennas arranged on a curved surface, a switch connected to each element antenna, a phase shifter connected to the switch, and a variable amplitude amplifier connected to the phase shifter. With the excitation method that determines the phase, unnecessary side lobes that are higher than the peak side lobe level of the ideal Taylor radiation pattern among the side lobes that are at ±90 degrees or more when the main beam direction of the above array antenna is set to 0 degrees. An array antenna excitation method that numerically determines the excitation amplitude phase for forming the zero point of the radiation pattern of the array antenna at the angular position of the zero point of the ideal Taylor-shaped radiation pattern within ±90 degrees above. In the excitation amplitude phase calculation device,
Each time the main beam direction of the composite radiation pattern of the plurality of element antennas changes, select the element antenna to be excited from among the element antennas that contribute to the main beam direction so that the element arrangement is symmetrical about the main beam axis. The excitation amplitude is selected so that only the radio waves incident on the selected element is received or the radio wave is emitted only from the selected element, and a desired composite radiation pattern is obtained using the array antenna excitation method. An array antenna excitation method characterized by determining the phase.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20743889A JPH0783206B2 (en) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | Array antenna excitation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20743889A JPH0783206B2 (en) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | Array antenna excitation method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0370301A true JPH0370301A (en) | 1991-03-26 |
JPH0783206B2 JPH0783206B2 (en) | 1995-09-06 |
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ID=16539770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20743889A Expired - Fee Related JPH0783206B2 (en) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | Array antenna excitation method |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JPH0783206B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07321546A (en) * | 1994-05-26 | 1995-12-08 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Radar system |
CN113708090A (en) * | 2021-08-13 | 2021-11-26 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | Taylor weight optimization method based on ring conformality |
-
1989
- 1989-08-10 JP JP20743889A patent/JPH0783206B2/en not_active Expired - Fee Related
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CN113708090B (en) * | 2021-08-13 | 2022-07-08 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | Taylor weight optimization method based on ring conformality |
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---|---|
JPH0783206B2 (en) | 1995-09-06 |
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