JPH041522B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH041522B2 JPH041522B2 JP55062569A JP6256980A JPH041522B2 JP H041522 B2 JPH041522 B2 JP H041522B2 JP 55062569 A JP55062569 A JP 55062569A JP 6256980 A JP6256980 A JP 6256980A JP H041522 B2 JPH041522 B2 JP H041522B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- arrival
- excitation distribution
- array antenna
- wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 38
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 36
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 32
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements 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
- H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
- H01Q3/2611—Means for null steering; Adaptive interference nulling
- H01Q3/2617—Array of identical elements
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は通信、放送、レーダなどにおいて不
要電波の混信を受けないアンテナ装置に関するも
のである。
要電波の混信を受けないアンテナ装置に関するも
のである。
複数個の素子アンテナを配列して構成されるア
レイアンテナを用い、不要電波の影響を除去する
従来のいわゆるアダプテイブアレイアンテナ
（adaptive array antenna）方式では、個々の素
子アンテナの励振振幅位相を、最終の信号対雑音
比、Ｓ／Ｎを最適化するように適当なアルゴリズ
ム（algorithm）の手順とフイードバツク回路を
用いて自動的に調整し、最終的にアンテナ放射パ
ターンの最適化、すなわち不要波到来方向の受信
感度が低減された放射パターンを得るため、例え
ば不要波到来方向に零点を形成していた。このよ
うな方法では素子アンテナ数が多いほど最適化ま
での収来時間がきわめて長く、また、上記フイー
ドバツク回路の回路構成がきわめて複雑で大型化
するため、実時間処理や信頼性の点あるいは経済
性などの点から実現が困難であつた。
レイアンテナを用い、不要電波の影響を除去する
従来のいわゆるアダプテイブアレイアンテナ
（adaptive array antenna）方式では、個々の素
子アンテナの励振振幅位相を、最終の信号対雑音
比、Ｓ／Ｎを最適化するように適当なアルゴリズ
ム（algorithm）の手順とフイードバツク回路を
用いて自動的に調整し、最終的にアンテナ放射パ
ターンの最適化、すなわち不要波到来方向の受信
感度が低減された放射パターンを得るため、例え
ば不要波到来方向に零点を形成していた。このよ
うな方法では素子アンテナ数が多いほど最適化ま
での収来時間がきわめて長く、また、上記フイー
ドバツク回路の回路構成がきわめて複雑で大型化
するため、実時間処理や信頼性の点あるいは経済
性などの点から実現が困難であつた。
この発明は、不要波の到来方向を検出する機能
と不要波到来方向の受信感度が低減された放射パ
ターンを作る機能を分離させ、これらを組み合わ
せて短時間に、かつ、効果的に不要波の混信を除
去するアンテナ装置を提供するものである。
と不要波到来方向の受信感度が低減された放射パ
ターンを作る機能を分離させ、これらを組み合わ
せて短時間に、かつ、効果的に不要波の混信を除
去するアンテナ装置を提供するものである。
以下、航空機と地上局間の通信における地上局
用のアンテナ装置についてのこの発明の実施例を
述べる。
用のアンテナ装置についてのこの発明の実施例を
述べる。
第１図において、１は地上の通信局で、航空機
Ａからの通信信号を得ることを本来の目的として
いる。しかるに、通信領域内に他の航空機Ｂがお
り、地上通信局１ではこの航空機Ｂからの不要電
波も受信され、混信している。
Ａからの通信信号を得ることを本来の目的として
いる。しかるに、通信領域内に他の航空機Ｂがお
り、地上通信局１ではこの航空機Ｂからの不要電
波も受信され、混信している。
第２図は本発明による地上通信局１のアンテナ
装置の基本構成図であり、２は複数個の素子アン
テナ２１を配列して構成されたアレイアンテナ、
３はスイツチ、４は受信機である。さらに、５は
電波到来方向検出回路、６は要不要波識別回路、
７は励振分布演算回路、８は励振分布制御回路、
９は励振分布可変回路である。
装置の基本構成図であり、２は複数個の素子アン
テナ２１を配列して構成されたアレイアンテナ、
３はスイツチ、４は受信機である。さらに、５は
電波到来方向検出回路、６は要不要波識別回路、
７は励振分布演算回路、８は励振分布制御回路、
９は励振分布可変回路である。
本発明は以上のような構成であるから、動作手
順としてはまずスイツチ３が電波到来方向検出回
路５の側に接続される。この状態でアレイアンテ
ナ２の受信ビームが空間を走査するように励振分
布演算回路７が必要な演算をし、この演算結果を
もつて励振分布制御回路８が励振分布可変回路９
を所要の励振分布となるように制御する。この受
信ビーム走査が常に一定の順序で行なわれる場合
には必要な励振分布をいちいち演算せずにメモリ
ーに記憶させて用いればよい。
順としてはまずスイツチ３が電波到来方向検出回
路５の側に接続される。この状態でアレイアンテ
ナ２の受信ビームが空間を走査するように励振分
布演算回路７が必要な演算をし、この演算結果を
もつて励振分布制御回路８が励振分布可変回路９
を所要の励振分布となるように制御する。この受
信ビーム走査が常に一定の順序で行なわれる場合
には必要な励振分布をいちいち演算せずにメモリ
ーに記憶させて用いればよい。
次に、電波到来方向検出回路５で航空機Ａおよ
び航空機Ｂからの電波到来方向が検出され、さら
に要不要波識別回路６によつて航空機Ｂからの到
来電波が不要波であると識別される。この不要波
到来方向の情報を得た励振分布演算回路７は後述
する不要波到来方向に零点を有する放射パターン
を作る励振分布を演算により求める。この演算結
果をもつて励振分布制御回路８が励振分布可変回
路９を制御し、アレイアンテナ２の放射パターン
は不要波到来方向に零点のある最適パターンとな
る。この状態でスイツチ３は受信機４に接続さ
れ、結局、受信機４では航空機Ｂからの不要波の
混信が除かれ、航空機Ａからの通信情報のみが受
信されることになる。
び航空機Ｂからの電波到来方向が検出され、さら
に要不要波識別回路６によつて航空機Ｂからの到
来電波が不要波であると識別される。この不要波
到来方向の情報を得た励振分布演算回路７は後述
する不要波到来方向に零点を有する放射パターン
を作る励振分布を演算により求める。この演算結
果をもつて励振分布制御回路８が励振分布可変回
路９を制御し、アレイアンテナ２の放射パターン
は不要波到来方向に零点のある最適パターンとな
る。この状態でスイツチ３は受信機４に接続さ
れ、結局、受信機４では航空機Ｂからの不要波の
混信が除かれ、航空機Ａからの通信情報のみが受
信されることになる。
次に、上述の不要波到来方向に放射パターンの
零点を作るアレイアンテナ２の励振分布の演算法
の原理と具体例について述べる。
零点を作るアレイアンテナ２の励振分布の演算法
の原理と具体例について述べる。
第３図は不要波到来方向を知る以前の初期励振
分布による通信要アレイアンテナ９の放射パター
ンの例であり、航空機Ａの方向が基準の0°方向
で、放射パターンの主ビーム方向に一致してお
り、所望波の到来方向に主ビームを有する第１の
放射パターンを示している。しかるに角度θ1の方
向に不要波があり、図示したような比較的レベル
の高いサイドローブによつて不要波が受信され
る。ここで、このθ1の角度方向に主ビームをもつ
第４図の放射パターンをつまり不要数の到来方向
に主ビームを有する第２の放射パターンを考え
る。この主ビームのレベルα1は第３図のθ1におけ
るサイドローブレベルα1と同じとする。この第４
図の放射パターンを逆位相で元の第３図の放射パ
ターンに重畳すれば第５図の放射パターンつま
り、不要波到来方向の受信感度が低減された第３
の放射パターンが得られる。すなわち、この第３
の放射パターンではθ1方向に零点を有し、しか
も、本来の0°方向のレベルはほとんど影響されて
いない。第３図および第４図の放射パターンを得
るアレイアンテナの励振振幅位相は容易に計算で
きるから、これらの二つの励振分布を互いに逆相
合成した新たな励振分布を作れば第５図の放射パ
ターンの得られることは明らかである。
分布による通信要アレイアンテナ９の放射パター
ンの例であり、航空機Ａの方向が基準の0°方向
で、放射パターンの主ビーム方向に一致してお
り、所望波の到来方向に主ビームを有する第１の
放射パターンを示している。しかるに角度θ1の方
向に不要波があり、図示したような比較的レベル
の高いサイドローブによつて不要波が受信され
る。ここで、このθ1の角度方向に主ビームをもつ
第４図の放射パターンをつまり不要数の到来方向
に主ビームを有する第２の放射パターンを考え
る。この主ビームのレベルα1は第３図のθ1におけ
るサイドローブレベルα1と同じとする。この第４
図の放射パターンを逆位相で元の第３図の放射パ
ターンに重畳すれば第５図の放射パターンつま
り、不要波到来方向の受信感度が低減された第３
の放射パターンが得られる。すなわち、この第３
の放射パターンではθ1方向に零点を有し、しか
も、本来の0°方向のレベルはほとんど影響されて
いない。第３図および第４図の放射パターンを得
るアレイアンテナの励振振幅位相は容易に計算で
きるから、これらの二つの励振分布を互いに逆相
合成した新たな励振分布を作れば第５図の放射パ
ターンの得られることは明らかである。
この逆相パターン重畳の手法に基づくパターン
合成の具体例を次に示す。
合成の具体例を次に示す。
第６図は32個の素子アンテナ１０を半径2.25λ
（λ：電波の波長）の円周上にほぼλ／２間隔で
配列した円形アレイアンテナ１１であり、素子ア
ンテナ１０はそれぞれ｜cosθ′｜（ただし｜θ′｜＞
90°では指向性は零）の指向性をもつている。
（λ：電波の波長）の円周上にほぼλ／２間隔で
配列した円形アレイアンテナ１１であり、素子ア
ンテナ１０はそれぞれ｜cosθ′｜（ただし｜θ′｜＞
90°では指向性は零）の指向性をもつている。
信号波の方向を0°、不要波到来方向をθ＝19°
としたときの前記逆相パターン重畳法に基つぐ放
射パターン合成の計算結果を第７図に示す。参考
までに破線は逆相パターン重畳法をほどこす前の
初期の放射パターンであり、θ＝19°方向にサイ
ドローブが出ている。実線の合成パターンでは同
じくθ＝19°方向で完全に零に落ちこんでいるこ
とが明らかであり、したがつて、不要波の影響が
完全にとり除かれることになる。ちなみに、この
第７図の放射パターンを与える円形アレイアンテ
ナ１１の励振振幅分布を第８図に、同じく位相分
布を第９図に示す。
としたときの前記逆相パターン重畳法に基つぐ放
射パターン合成の計算結果を第７図に示す。参考
までに破線は逆相パターン重畳法をほどこす前の
初期の放射パターンであり、θ＝19°方向にサイ
ドローブが出ている。実線の合成パターンでは同
じくθ＝19°方向で完全に零に落ちこんでいるこ
とが明らかであり、したがつて、不要波の影響が
完全にとり除かれることになる。ちなみに、この
第７図の放射パターンを与える円形アレイアンテ
ナ１１の励振振幅分布を第８図に、同じく位相分
布を第９図に示す。
以上は航空機と地上との通信システムに本発明
のアンテナ装置を用いた場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、航空機と船舶、あるいは
人工衛星と航空機など種々多様の通信局間の通信
システムに適用できる。さらには通信システムに
限らず、放送やレーダなどにも本発明のアンテナ
装置が実施できることは明らかである。また、実
施例では所要の電波到来方向と不要到来方向がそ
れぞれ一つの場合について述べたが、複数の所要
波、不要波に対しても同様に実施できる。すなわ
ち、複数の到来方向の検出は、例えば多目標処理
のフエイズドアレイレーダ（phased array
radar）と同様のアンテナ給電回路を用いれば可
能であり、前述した逆相パターン重畳法による複
数の零点合成は単一零点合成と全く同様に可能で
あるからである。さらに、アレイアンテナとして
は第６図の円形アレイアンテナに限らず、線状ア
レイアンテナや面状アレイアンテナ、曲面状アレ
イアンテナでもよく、さらには、アレイアンテナ
で給電された反射鏡アンテナやレンズアンテナを
用いても構わない。また、アレイアンテナの励振
分布の制御方式については、励振分布のうち振幅
分布は固定で、位相分布のみ可変制御する方法を
用いても本発明は同様に実施し、同様の効果を得
ることができる。
のアンテナ装置を用いた場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、航空機と船舶、あるいは
人工衛星と航空機など種々多様の通信局間の通信
システムに適用できる。さらには通信システムに
限らず、放送やレーダなどにも本発明のアンテナ
装置が実施できることは明らかである。また、実
施例では所要の電波到来方向と不要到来方向がそ
れぞれ一つの場合について述べたが、複数の所要
波、不要波に対しても同様に実施できる。すなわ
ち、複数の到来方向の検出は、例えば多目標処理
のフエイズドアレイレーダ（phased array
radar）と同様のアンテナ給電回路を用いれば可
能であり、前述した逆相パターン重畳法による複
数の零点合成は単一零点合成と全く同様に可能で
あるからである。さらに、アレイアンテナとして
は第６図の円形アレイアンテナに限らず、線状ア
レイアンテナや面状アレイアンテナ、曲面状アレ
イアンテナでもよく、さらには、アレイアンテナ
で給電された反射鏡アンテナやレンズアンテナを
用いても構わない。また、アレイアンテナの励振
分布の制御方式については、励振分布のうち振幅
分布は固定で、位相分布のみ可変制御する方法を
用いても本発明は同様に実施し、同様の効果を得
ることができる。
さらに、本発明は不要波到来方向検出機能と不
要波の受信感度が低減された放射パターンを作る
機能を分離させればよいので、あるから不要波到
来方向検出用に、通信用とは異なる周波数や、あ
るいは全く異なる赤外線などを利用したサブシス
テムを用いて、本発明のアンテナ装置を構成する
ことも可能である。
要波の受信感度が低減された放射パターンを作る
機能を分離させればよいので、あるから不要波到
来方向検出用に、通信用とは異なる周波数や、あ
るいは全く異なる赤外線などを利用したサブシス
テムを用いて、本発明のアンテナ装置を構成する
ことも可能である。
以上のように、本発明によるアンテナ装置では
アンテナ給電回路に電波到来方向を検出する部分
と不要波到来方向の受信感度が低減された放射パ
ターンを形成する部分を有するために、短時間に
効果的に不要波の混信を除くことができ、これを
通信、放送、レーダなどに用いた場合の効果は大
きい。
アンテナ給電回路に電波到来方向を検出する部分
と不要波到来方向の受信感度が低減された放射パ
ターンを形成する部分を有するために、短時間に
効果的に不要波の混信を除くことができ、これを
通信、放送、レーダなどに用いた場合の効果は大
きい。
第１図は航空機の地上通信局間の通信システム
の説明図、第２図は本発明の実施例の基本構成
図、第３図はアレイアンテナの初期放射パターン
説明図、第４図は不要波到来方向に主ビームをも
つ放射パターン説明図、第５図は第３図と第４図
の放射パターンを互いに逆位相で合成した放射パ
ターン説明図、第６図は32素子円形アレイアンテ
ナ配列構成図、第７図は不要波到来方向に零点合
成した放射パターンを示す図、第８図は第７図の
放射パターンを作る円形アレイアンテナの励振振
幅分布図、第９図は同じく励振位相分布図であ
る。 図中、１は地上通信局、２はアレイアンテナ、
３はスイツチ、４は受信機、５は電波到来方向検
出回路、６は要不要波識別回路、７は励振分布演
算回路、８は励振分布制御回路、９は励振分布可
変回路、１１は円形アレイアンテナである。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。
の説明図、第２図は本発明の実施例の基本構成
図、第３図はアレイアンテナの初期放射パターン
説明図、第４図は不要波到来方向に主ビームをも
つ放射パターン説明図、第５図は第３図と第４図
の放射パターンを互いに逆位相で合成した放射パ
ターン説明図、第６図は32素子円形アレイアンテ
ナ配列構成図、第７図は不要波到来方向に零点合
成した放射パターンを示す図、第８図は第７図の
放射パターンを作る円形アレイアンテナの励振振
幅分布図、第９図は同じく励振位相分布図であ
る。 図中、１は地上通信局、２はアレイアンテナ、
３はスイツチ、４は受信機、５は電波到来方向検
出回路、６は要不要波識別回路、７は励振分布演
算回路、８は励振分布制御回路、９は励振分布可
変回路、１１は円形アレイアンテナである。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)
- １ 給電回路を介して電力が供給される複数個の
素子アンテナで構成されるアレーアンテナにおい
て、上記アレーアンテナに接続可能な受信機と、
上記アレーアンテナに接続可能で、電波到来方向
を検出する電波到来方向検出回路と、上記電波到
来方向検出回路の検出結果を入力とし、到来電波
が不要波か否かを識別する要不要波識別回路と、
上記要不要波識別回路により識別された当該要波
及び不要波到来方向に基き、要波の到来方向に主
ビームを有する第１の放射パターンと不要波の到
来方向に主ビームを有する第２の放射パターンと
を互いに逆相で重ね合わせることにより、上記ア
レーアンテナにおける不要波到来方向の受信感度
が低減された第３の放射パターンを形成する励振
分布を演算により求める励振分布演算回路と、上
記励振分布演算回路により求められた励振分布に
基き上記給電回路の励振分布を制御する制御信号
を発生する励振分布制御回路と、上記励振分布制
御回路からの出力信号に基き上記給電回路の励振
分布を変化させる励振分布可変回路と、上記アレ
ーアンテナを上記受信機または上記電波到来方向
検出回路と選択的に接続するスイツチを備えたこ
とを特徴とするアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6256980A JPS56158504A (en) | 1980-05-12 | 1980-05-12 | Antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6256980A JPS56158504A (en) | 1980-05-12 | 1980-05-12 | Antenna device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56158504A JPS56158504A (en) | 1981-12-07 |
| JPH041522B2 true JPH041522B2 (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=13204049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6256980A Granted JPS56158504A (en) | 1980-05-12 | 1980-05-12 | Antenna device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56158504A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5163421B2 (ja) * | 2008-10-22 | 2013-03-13 | 株式会社デンソー | 方位検出装置 |
| JP5859418B2 (ja) * | 2012-11-14 | 2016-02-10 | 日本電信電話株式会社 | 地球局装置および地球局装置制御方法 |
| JP6087750B2 (ja) * | 2013-07-02 | 2017-03-01 | 株式会社東海理化電機製作所 | タイヤ位置判定装置 |
| CN106330356A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-11 | 成都华创电科信息技术有限公司 | 无线电监测测向系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4975089A (ja) * | 1972-11-21 | 1974-07-19 | ||
| JPS52126153A (en) * | 1976-04-15 | 1977-10-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna unit |
-
1980
- 1980-05-12 JP JP6256980A patent/JPS56158504A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4975089A (ja) * | 1972-11-21 | 1974-07-19 | ||
| JPS52126153A (en) * | 1976-04-15 | 1977-10-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56158504A (en) | 1981-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1197315A (en) | Satellite dual antenna pointing system | |
| US3836970A (en) | Antenna array for aircraft navigation system | |
| US4418350A (en) | Two-axis antenna direction control system | |
| GB2262009A (en) | Beamforming communications | |
| WO2002035650A1 (en) | Phase-only reconfigurable multi-feed reflector antenna for shaped beams | |
| CN115396005B (zh) | 多波束卫星的波束间干扰及用户信道向量确定方法及装置 | |
| JP3619130B2 (ja) | 衛星アンテナ指向システム | |
| EP1157446B1 (en) | Volumetric phased array antenna system | |
| CA2017463A1 (en) | Multi-element antenna system and array signal processing method | |
| JPS6243144B2 (ja) | ||
| JPH041522B2 (ja) | ||
| JP3155875B2 (ja) | 電子ビーム走査アンテナ装置 | |
| JP3545933B2 (ja) | 移動通信基地局用アレーアンテナ装置及びその制御方法 | |
| US4764772A (en) | Scanning-beam microwave landing system | |
| JPH06249944A (ja) | レーダ装置 | |
| Kanno et al. | Digital beam forming for conformal active array antenna | |
| JP3588965B2 (ja) | アダプティブ受信機 | |
| JPS5827467B2 (ja) | 方向探知方式 | |
| JP2644236B2 (ja) | Ｒｆセンサ | |
| JPS58151703A (ja) | アンテナ方式 | |
| JPH02111109A (ja) | アレーアンテナ装置 | |
| JPH07336135A (ja) | アンテナ装置 | |
| JPH08201506A (ja) | レーダ装置 | |
| JP3275959B2 (ja) | アンテナシステム | |
| JPH0217962B2 (ja) |