JPH07115317A - 電子走査アンテナ - Google Patents
電子走査アンテナInfo
- Publication number
- JPH07115317A JPH07115317A JP25975593A JP25975593A JPH07115317A JP H07115317 A JPH07115317 A JP H07115317A JP 25975593 A JP25975593 A JP 25975593A JP 25975593 A JP25975593 A JP 25975593A JP H07115317 A JPH07115317 A JP H07115317A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- module
- phase shifter
- phase shift
- antenna
- beam scanning
- 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.)
- Withdrawn
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ビーム走査を高速化した電子走査アンテナの
提供。 【構成】 複数の素子アンテナを直線状又は平面上に配
列し、各素子アンテナを含む個々のモジュールが記憶素
子８と演算器７を有することにより、モジュール自体自
己の移相量を計算し、全モジュールの移相器設定の高速
化を図る。
提供。 【構成】 複数の素子アンテナを直線状又は平面上に配
列し、各素子アンテナを含む個々のモジュールが記憶素
子８と演算器７を有することにより、モジュール自体自
己の移相量を計算し、全モジュールの移相器設定の高速
化を図る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーダや飛しょう体誘
導装置において、高速にビームを走査できる電子走査ア
ンテナに関する。
導装置において、高速にビームを走査できる電子走査ア
ンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】アンテナの電波ビームを走査させるもの
として電子走査アンテナがある。この電子走査アンテナ
は、レーダシステム全体のシーケンス等を制御している
コンピュータ（中央信号処理装置と称する。）がビーム
走査方位を決定してビーム制御器へ指令し、各素子アン
テナにより合成された送受信ビームの指向角を任意に変
えるもので、図５に示す構成を有している。
として電子走査アンテナがある。この電子走査アンテナ
は、レーダシステム全体のシーケンス等を制御している
コンピュータ（中央信号処理装置と称する。）がビーム
走査方位を決定してビーム制御器へ指令し、各素子アン
テナにより合成された送受信ビームの指向角を任意に変
えるもので、図５に示す構成を有している。
【０００３】図５は、電子走査アンテナの全体を示すも
のであり、中央信号処理装置１３からのビーム走査角指
令に基づきビーム制御器１７では、縦横行と列に配列さ
れた複数の素子アンテナを含む各モジュール１１ｃにあ
って、その中の移相器の移相量を全て計算している。素
子アンテナを含む各モジュールの特定は、行アドレスレ
コーダ１５と列アドレスレコーダ１６とによっている。
のであり、中央信号処理装置１３からのビーム走査角指
令に基づきビーム制御器１７では、縦横行と列に配列さ
れた複数の素子アンテナを含む各モジュール１１ｃにあ
って、その中の移相器の移相量を全て計算している。素
子アンテナを含む各モジュールの特定は、行アドレスレ
コーダ１５と列アドレスレコーダ１６とによっている。
【０００４】ここで、各モジュール内の移相器の移相量
は次式にて得られる。 Ｐ＝ｍ（２π／λ）ｄｘ sinθ・ cosφ＋ｎ（２π／
λ）ｄｙ sinθ・ sinφ＋α 式中、ｍはモジュールが配列されたアレイ内の各モジュ
ールのｘ座標、ｎは同じくｙ座標、λは波長、ｄｘはモ
ジュールのｘ方向間隔、ｄｙは同じくｙ方向間隔、
（θ、φ）は極座標系のビーム走査角、αは補正値であ
る。
は次式にて得られる。 Ｐ＝ｍ（２π／λ）ｄｘ sinθ・ cosφ＋ｎ（２π／
λ）ｄｙ sinθ・ sinφ＋α 式中、ｍはモジュールが配列されたアレイ内の各モジュ
ールのｘ座標、ｎは同じくｙ座標、λは波長、ｄｘはモ
ジュールのｘ方向間隔、ｄｙは同じくｙ方向間隔、
（θ、φ）は極座標系のビーム走査角、αは補正値であ
る。
【０００５】上式にあって、アレイ内の同じ列のモジュ
ール１１ｃでは、式中第１項が全て共通であり、同じ行
のモジュール１１ｃでは、式中第２項が全て共通あるこ
とから、上式中第１項、第２項とを計算後Ｎ行の第１項
の計算とＮ列の第２項の計算を組合わせてＮ×Ｎ個のア
レイに対してビーム制御器１７内では２Ｎ回の計算が必
要になる。そして、ビーム制御器１７では各モジュール
に対して行毎、列毎に計算値を転送することになり、結
局２Ｎ回の計算＋転送の時間が必要となる。
ール１１ｃでは、式中第１項が全て共通であり、同じ行
のモジュール１１ｃでは、式中第２項が全て共通あるこ
とから、上式中第１項、第２項とを計算後Ｎ行の第１項
の計算とＮ列の第２項の計算を組合わせてＮ×Ｎ個のア
レイに対してビーム制御器１７内では２Ｎ回の計算が必
要になる。そして、ビーム制御器１７では各モジュール
に対して行毎、列毎に計算値を転送することになり、結
局２Ｎ回の計算＋転送の時間が必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く従来では各
モジュール１１ｃの移相量を全てビーム制御器１７が計
算し転送しているため、モジュールの数が多い程計算と
転送に時間を要し、高速なビーム走査に制限を生じてい
る。
モジュール１１ｃの移相量を全てビーム制御器１７が計
算し転送しているため、モジュールの数が多い程計算と
転送に時間を要し、高速なビーム走査に制限を生じてい
る。
【０００７】本発明は、上述の問題に鑑み、各モジュー
ルが演算能力を有し自己の移相量を計算することにより
Ｎ2 個のモジュールの移相量計算が並列して同時に実行
でき、計算と転送の時間の大幅な短縮ができる電子走査
アンテナの提供を目的とする。
ルが演算能力を有し自己の移相量を計算することにより
Ｎ2 個のモジュールの移相量計算が並列して同時に実行
でき、計算と転送の時間の大幅な短縮ができる電子走査
アンテナの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、複数の素子アンテナを直線状又は平面上に配列
し、各素子アンテナを含む各モジュール内に移相器を有
し、個々の移相器の移相量を制御することによって合成
された送受信ビームの指向角を任意に可変し得る電子走
査アンテナにおいて、各モジュール内にそのモジュール
自体の情報を記憶する手段と、この記憶情報に基づく移
相量を計算し設定する手段と、を有することを特徴とす
る。
発明は、複数の素子アンテナを直線状又は平面上に配列
し、各素子アンテナを含む各モジュール内に移相器を有
し、個々の移相器の移相量を制御することによって合成
された送受信ビームの指向角を任意に可変し得る電子走
査アンテナにおいて、各モジュール内にそのモジュール
自体の情報を記憶する手段と、この記憶情報に基づく移
相量を計算し設定する手段と、を有することを特徴とす
る。
【０００９】
【作用】各モジュール内の記憶手段に移相量計算に必要
な情報（モジュールの座標、アンテナ間隔、波長等）を
予め書き込んでおき、各モジュールが、ビーム走査角を
受信するとモジュール自体が自己の移相量を各々計算
し、移相器の設定を行うことができる。このとき、ビー
ム走査角は全モジュールへ同時に転送され、全モジュー
ルが同時に自己の移相量計算と移相器設定を行うために
ビーム走査の高速化が可能となる。
な情報（モジュールの座標、アンテナ間隔、波長等）を
予め書き込んでおき、各モジュールが、ビーム走査角を
受信するとモジュール自体が自己の移相量を各々計算
し、移相器の設定を行うことができる。このとき、ビー
ム走査角は全モジュールへ同時に転送され、全モジュー
ルが同時に自己の移相量計算と移相器設定を行うために
ビーム走査の高速化が可能となる。
【００１０】
【実施例】ここで、図１〜図４を参照して本発明の実施
例を説明する。図１は、第１実施例のモジュール内の構
成例を示している。１は到来電波の受信及び送信を行う
ためのアンテナであり、マイクロストリップアンテナ及
びダイポールアンテナ等の指向性の低いアンテナであ
る。２ａ及び２ｂは送信波、受信波をそれぞれ分離する
ためのサーキュレータである。このサーキュレータ２
ａ，２ｂ間には電力増幅器４と低雑音増幅器３が並列に
接続されており、送信波は電力増幅器４により増幅され
た後アンテナ１へ給電され、アンテナ１での受信波は低
雑音増幅器３により信号増幅された後、給電ネットワー
クへ伝達される。
例を説明する。図１は、第１実施例のモジュール内の構
成例を示している。１は到来電波の受信及び送信を行う
ためのアンテナであり、マイクロストリップアンテナ及
びダイポールアンテナ等の指向性の低いアンテナであ
る。２ａ及び２ｂは送信波、受信波をそれぞれ分離する
ためのサーキュレータである。このサーキュレータ２
ａ，２ｂ間には電力増幅器４と低雑音増幅器３が並列に
接続されており、送信波は電力増幅器４により増幅され
た後アンテナ１へ給電され、アンテナ１での受信波は低
雑音増幅器３により信号増幅された後、給電ネットワー
クへ伝達される。
【００１１】サーキュレータ２ｂに接続されて移相器５
は配置され、各モジュール内でのそれぞれの移相器５に
よって電子走査アンテナにおける合成された送受信ビー
ムの走査方位が切換えられる。ここで、移相器５は、Ｎ
ビットのデジタル制御信号により、０〜３６０°の範囲
を３６０°／２N の分解能で移相量を設定できる。移相
器５は、移相器ドライバ６にて駆動されるように接続さ
れ、移相器ドライバ６は演算器７による移相量にて制御
される。この演算器７へはＲＯＭ８により格納された情
報と通信インターフェイス９を介して中央信号処理装置
１３（図５、図２参照）によるビーム走査角とが入力さ
れ、これら演算器７、ＲＯＭ８、通信インターフェイス
９は制御器１０にて制御される。
は配置され、各モジュール内でのそれぞれの移相器５に
よって電子走査アンテナにおける合成された送受信ビー
ムの走査方位が切換えられる。ここで、移相器５は、Ｎ
ビットのデジタル制御信号により、０〜３６０°の範囲
を３６０°／２N の分解能で移相量を設定できる。移相
器５は、移相器ドライバ６にて駆動されるように接続さ
れ、移相器ドライバ６は演算器７による移相量にて制御
される。この演算器７へはＲＯＭ８により格納された情
報と通信インターフェイス９を介して中央信号処理装置
１３（図５、図２参照）によるビーム走査角とが入力さ
れ、これら演算器７、ＲＯＭ８、通信インターフェイス
９は制御器１０にて制御される。
【００１２】信号系としての作用を述べるに、モジュー
ルは中央信号処理装置１３よりビーム走査角（θ，φ）
に対応するsin θ・cos φ及びsin θ・sin φの２つの
デジタル信号を通信インターフェイス９により受信し、
内部レジスタに記憶する。一方、ＲＯＭ８には各自己の
モジュールの電子走査アンテナのアレイ内座標、（ｍ，
ｎ）の値、モジュール間隔ｄｘ，ｄｙ波長λ及び補正値
αが格納されている。補正値αはモジュールの品質上の
性能バラツキを補正するもので試験によって決定され
る。演算器７では通信インターフェイス９の受信したビ
ーム走査角データ（sin θ・cos φ，sin θ・sin φ）
及びＲＯＭ８内データを用い移相器５の前掲式の移相量
Ｐ（ｍ（２π／λ）ｄｘ・sin θ・cos φ＋ｍ（２π／
λ）ｄｙ・sin θ・sin φ＋α）を計算し移相器ドライ
バ６へ出力する。移相器ドライバ６は受信した移相量デ
ータをラッチし、移相器５を駆動する。以上のシーケン
スは、全て制御器１０が通信インターフェイス９、ＲＯ
Ｍ８、演算器７を順次制御することによって実行され
る。
ルは中央信号処理装置１３よりビーム走査角（θ，φ）
に対応するsin θ・cos φ及びsin θ・sin φの２つの
デジタル信号を通信インターフェイス９により受信し、
内部レジスタに記憶する。一方、ＲＯＭ８には各自己の
モジュールの電子走査アンテナのアレイ内座標、（ｍ，
ｎ）の値、モジュール間隔ｄｘ，ｄｙ波長λ及び補正値
αが格納されている。補正値αはモジュールの品質上の
性能バラツキを補正するもので試験によって決定され
る。演算器７では通信インターフェイス９の受信したビ
ーム走査角データ（sin θ・cos φ，sin θ・sin φ）
及びＲＯＭ８内データを用い移相器５の前掲式の移相量
Ｐ（ｍ（２π／λ）ｄｘ・sin θ・cos φ＋ｍ（２π／
λ）ｄｙ・sin θ・sin φ＋α）を計算し移相器ドライ
バ６へ出力する。移相器ドライバ６は受信した移相量デ
ータをラッチし、移相器５を駆動する。以上のシーケン
スは、全て制御器１０が通信インターフェイス９、ＲＯ
Ｍ８、演算器７を順次制御することによって実行され
る。
【００１３】図２は、図１にて構成されるモジュール１
１ａにて形成した電子走査アンテナの全体を示す図であ
る。図２において、中央信号処理装置１３は電子走査ア
ンテナ以外の構成品（受信機、励振機等）を含む全シス
テムの制御を行うデジタルコンピュータである。この中
央信号処理装置１３からビーム走査角（θ，φ）が複数
モジュールのアレイである電子走査アンテナへ出力され
る。この場合、実際にモジュール内では移相量がビーム
走査角sin θ・cos φ，sin θ・sin φを用いて計算さ
れ、この値は全モジュール共通であるため（θ，φ）で
出力するよりsin θ・cos φ，sin θ・sin φを予め中
央信号処理装置１３で高速計算して全モジュール１１ｃ
へ出力した方が、モジュール１１ｃ内での計算の負担が
著しく軽減される。中央信号処理装置１３の出力は全モ
ジュール１１ｃへ同時に出力されるが、モジュール１１
ｃの数が多いと駆動できないためバッファ１２を介して
出力される。
１ａにて形成した電子走査アンテナの全体を示す図であ
る。図２において、中央信号処理装置１３は電子走査ア
ンテナ以外の構成品（受信機、励振機等）を含む全シス
テムの制御を行うデジタルコンピュータである。この中
央信号処理装置１３からビーム走査角（θ，φ）が複数
モジュールのアレイである電子走査アンテナへ出力され
る。この場合、実際にモジュール内では移相量がビーム
走査角sin θ・cos φ，sin θ・sin φを用いて計算さ
れ、この値は全モジュール共通であるため（θ，φ）で
出力するよりsin θ・cos φ，sin θ・sin φを予め中
央信号処理装置１３で高速計算して全モジュール１１ｃ
へ出力した方が、モジュール１１ｃ内での計算の負担が
著しく軽減される。中央信号処理装置１３の出力は全モ
ジュール１１ｃへ同時に出力されるが、モジュール１１
ｃの数が多いと駆動できないためバッファ１２を介して
出力される。
【００１４】図３は、本発明の第２実施例である電子走
査アンテナのモジュール内構成を示すものである。この
図３において、図１との相異を説明するに、図１に示す
ＲＯＭ８の代りにレジスタ群１４が配置され、電子走査
アンテナ電源立上げ後中央信号処理装置１３より各モジ
ュール座標（ｍ，ｎ）、モジュール間隔ｄｘ，ｄｙ、波
長λ及び補正値αが転送される。この後は、図１に示す
ＲＯＭ８への情報格納状態と同じとなり、同様の動作と
なる。したがって、アドレスデコーダにて特定される各
モジュールのレジスタ群１４に一度転送されれば、再度
の転送は必要ないが、電源を切った場合レジスタ内の情
報が消滅するので、再度の転送が必要になる。
査アンテナのモジュール内構成を示すものである。この
図３において、図１との相異を説明するに、図１に示す
ＲＯＭ８の代りにレジスタ群１４が配置され、電子走査
アンテナ電源立上げ後中央信号処理装置１３より各モジ
ュール座標（ｍ，ｎ）、モジュール間隔ｄｘ，ｄｙ、波
長λ及び補正値αが転送される。この後は、図１に示す
ＲＯＭ８への情報格納状態と同じとなり、同様の動作と
なる。したがって、アドレスデコーダにて特定される各
モジュールのレジスタ群１４に一度転送されれば、再度
の転送は必要ないが、電源を切った場合レジスタ内の情
報が消滅するので、再度の転送が必要になる。
【００１５】図４は、図３に示すモジュールにより構成
される電子走査アンテナの全体構成を示しており、この
図４では電源立上げ後各モジュール１１ｂ内のレジスタ
に順にデータを転送するためのアドレスデコーダ１５、
１６を付加してある。ビーム走査角（sin θ・cos φ，
sin θ・sin φ）は全モジュール１１ｂへ同時に転送さ
れるので、この場合全モジュール１１ｂがデコーダ１
５、１６にて選択されることになる。
される電子走査アンテナの全体構成を示しており、この
図４では電源立上げ後各モジュール１１ｂ内のレジスタ
に順にデータを転送するためのアドレスデコーダ１５、
１６を付加してある。ビーム走査角（sin θ・cos φ，
sin θ・sin φ）は全モジュール１１ｂへ同時に転送さ
れるので、この場合全モジュール１１ｂがデコーダ１
５、１６にて選択されることになる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子走査アンテナを構成する各モジュール自体に記憶演算
機能を付加したことにより、ビーム走査に必要な移相器
の設定時間を極めて短縮することができ、高速ビーム走
査が可能となった。
子走査アンテナを構成する各モジュール自体に記憶演算
機能を付加したことにより、ビーム走査に必要な移相器
の設定時間を極めて短縮することができ、高速ビーム走
査が可能となった。
【図１】第１実施例のモジュール内部の構成図。
【図２】図１のモジュールを用いた電子走査アンテナの
全体図。
全体図。
【図３】第２実施例のモジュール内部の構成図。
【図４】図３のモジュールを用いた電子走査アンテナの
全体図。
全体図。
【図５】従来の電子走査アンテナの全体図。
１ アンテナ ５ 移相器 ６ 移相器ドライバ ７ 演算器 ８ ＲＯＭ ９ 通信インターフェイス １０ 制御器 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ モジュール １２ バッファ １３ 中央信号処理装置 １４ レジスタ群
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の素子アンテナを直線状又は平面上
に配列し、各素子アンテナを含む各モジュール内に移相
器を有し、個々の移相器の移相量を制御することによっ
て合成された送受信ビームの指向角を任意に可変し得る
電子走査アンテナにおいて、 各モジュール内にそのモジュール自体の情報を記憶する
手段と、この記憶情報に基づく移相量を計算し設定する
手段と、を有することを特徴とする電子走査アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25975593A JPH07115317A (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 電子走査アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25975593A JPH07115317A (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 電子走査アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115317A true JPH07115317A (ja) | 1995-05-02 |
Family
ID=17338507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25975593A Withdrawn JPH07115317A (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 電子走査アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115317A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008199165A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| CN116466299A (zh) * | 2023-06-20 | 2023-07-21 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 二维子阵级稀疏阵列fpmimo雷达收发波束合成方法 |
-
1993
- 1993-10-18 JP JP25975593A patent/JPH07115317A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008199165A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| CN116466299A (zh) * | 2023-06-20 | 2023-07-21 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 二维子阵级稀疏阵列fpmimo雷达收发波束合成方法 |
| CN116466299B (zh) * | 2023-06-20 | 2023-08-18 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 二维子阵级稀疏阵列fpmimo雷达收发波束合成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001226 |