JPH071844B2 - アンテナパターンの処理方法 - Google Patents
アンテナパターンの処理方法Info
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- JPH071844B2 JPH071844B2 JP3258774A JP25877491A JPH071844B2 JP H071844 B2 JPH071844 B2 JP H071844B2 JP 3258774 A JP3258774 A JP 3258774A JP 25877491 A JP25877491 A JP 25877491A JP H071844 B2 JPH071844 B2 JP H071844B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ビーム幅を圧縮する
と共にサイドローブを低減することの可能なアンテナパ
ターンの処理方法に関する。
と共にサイドローブを低減することの可能なアンテナパ
ターンの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、受信用アンテナに限らず、アン
テナパターンの良さを表す指標には、ビーム幅とサイド
ローブがあり、ビーム幅が小さい程、あるいはサイドロ
ーブが小さい程、アンテナパターンとしての性能がよく
なる。
テナパターンの良さを表す指標には、ビーム幅とサイド
ローブがあり、ビーム幅が小さい程、あるいはサイドロ
ーブが小さい程、アンテナパターンとしての性能がよく
なる。
【０００３】しかしながら、ビーム幅とサイドローブと
は相反する関係にあり、またビーム幅とアンテナの大き
さ（長さ）とは反比例の関係にある。すなわち、アンテ
ナの大きさが一定の場合には、ビーム幅を小さくしよう
とすると、サイドローブが大きくなり、サイドローブを
小さくしようとすると、ビーム幅が大きくなってしま
う。またアンテナの大きさを変えても構わない場合に
は、ビーム幅を小さくしようとすると、アンテナが大き
くなり、アンテナを小さくしようとすると、ビーム幅が
大きくなってしまう。
は相反する関係にあり、またビーム幅とアンテナの大き
さ（長さ）とは反比例の関係にある。すなわち、アンテ
ナの大きさが一定の場合には、ビーム幅を小さくしよう
とすると、サイドローブが大きくなり、サイドローブを
小さくしようとすると、ビーム幅が大きくなってしま
う。またアンテナの大きさを変えても構わない場合に
は、ビーム幅を小さくしようとすると、アンテナが大き
くなり、アンテナを小さくしようとすると、ビーム幅が
大きくなってしまう。
【０００４】したがって、例えばレーダアンテナの場
合、まずビーム幅とサイドローブとの関係においては、
サイドローブを下げるとビーム幅が広がるため、分解能
が悪くなって対象物の識別能力が低下し、多物体を１物
体と誤認する恐れが生ずる。逆にビーム幅を小さくする
とサイドローブが大になるため、観測方向に物体がなく
てもサイドローブ方向に物体があると、観測方向に物体
があると判断する恐れがある。またビーム幅とアンテナ
の大きさの関係においては、ビーム幅を半分にして対象
物の識別度を２倍にすると、アンテナの大きさが２倍に
なる。大きさが２倍になると、アンテナの占有領域が大
きくなるばかりでなく、アンテナ重量の増加，アンテナ
支持構造物の大型化等、様々な弊害が生ずる。逆にアン
テナの大きさを半分にすると、ビーム幅が２倍に広が
り、識別度が半分に悪化する。
合、まずビーム幅とサイドローブとの関係においては、
サイドローブを下げるとビーム幅が広がるため、分解能
が悪くなって対象物の識別能力が低下し、多物体を１物
体と誤認する恐れが生ずる。逆にビーム幅を小さくする
とサイドローブが大になるため、観測方向に物体がなく
てもサイドローブ方向に物体があると、観測方向に物体
があると判断する恐れがある。またビーム幅とアンテナ
の大きさの関係においては、ビーム幅を半分にして対象
物の識別度を２倍にすると、アンテナの大きさが２倍に
なる。大きさが２倍になると、アンテナの占有領域が大
きくなるばかりでなく、アンテナ重量の増加，アンテナ
支持構造物の大型化等、様々な弊害が生ずる。逆にアン
テナの大きさを半分にすると、ビーム幅が２倍に広が
り、識別度が半分に悪化する。
【０００５】このようにビーム幅とサイドローブは相反
する性質をもっているため、両者を共に最適な状態にす
ることは不可能であり、チェビシェフ分布のように、あ
るサイドローブの条件でビーム幅を最小にする、あるい
はあるビーム幅の条件でサイドローブを最小にする分布
を考え、ビーム幅とサイドローブをある程度の所で妥協
している。またビーム幅とアンテナの大きさも上記のよ
うに相反する性質をもっており、実際のアンテナではア
ンテナの占める領域等に制限がある場合が殆どであるの
で、このような制約の下でビーム幅がある程度のところ
で妥協している。
する性質をもっているため、両者を共に最適な状態にす
ることは不可能であり、チェビシェフ分布のように、あ
るサイドローブの条件でビーム幅を最小にする、あるい
はあるビーム幅の条件でサイドローブを最小にする分布
を考え、ビーム幅とサイドローブをある程度の所で妥協
している。またビーム幅とアンテナの大きさも上記のよ
うに相反する性質をもっており、実際のアンテナではア
ンテナの占める領域等に制限がある場合が殆どであるの
で、このような制約の下でビーム幅がある程度のところ
で妥協している。
【０００６】このような問題点を一部改善するため、従
来、掛算型アレイの原理を用いた複数個のアンテナ素子
の受信信号を掛け合わせて、ビーム幅を小さくするビー
ム圧縮を行う方法が知られている。図９は、かかるビー
ム圧縮を行うアンテナ構成を示す図であり、101 は複数
の放射素子を等間隔で直線状に配列したアレイアンテナ
などで構成されたメインアンテナで、102 はリファレン
スアンテナであり、メインアンテナ101 からビーム幅を
圧縮すべきＸ方向に離して配置されている。103 はメイ
ンアンテナ101 の受信信号とリファレンスアンテナ102
の受信信号を乗算する掛算器である。このような構成の
アンテナ装置においては、各アンテナ101, 102で受信し
た信号を、位相を合わせて掛算器103 へ入力し乗算処理
をすることにより、メインアンテナの指向特性とリファ
レンスアンテナの指向特性とが乗算され、ビーム幅を圧
縮した合成指向特性が得られるようになっている。
来、掛算型アレイの原理を用いた複数個のアンテナ素子
の受信信号を掛け合わせて、ビーム幅を小さくするビー
ム圧縮を行う方法が知られている。図９は、かかるビー
ム圧縮を行うアンテナ構成を示す図であり、101 は複数
の放射素子を等間隔で直線状に配列したアレイアンテナ
などで構成されたメインアンテナで、102 はリファレン
スアンテナであり、メインアンテナ101 からビーム幅を
圧縮すべきＸ方向に離して配置されている。103 はメイ
ンアンテナ101 の受信信号とリファレンスアンテナ102
の受信信号を乗算する掛算器である。このような構成の
アンテナ装置においては、各アンテナ101, 102で受信し
た信号を、位相を合わせて掛算器103 へ入力し乗算処理
をすることにより、メインアンテナの指向特性とリファ
レンスアンテナの指向特性とが乗算され、ビーム幅を圧
縮した合成指向特性が得られるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ビーム圧縮を行う方法は、メインアンテナ素子の一方向
にのみ隣接してリファレンスアンテナを配置したもので
あり、単に１次元的にビーム幅を圧縮するものであり、
サイドローブを同時に低減することはできないものであ
る。
ビーム圧縮を行う方法は、メインアンテナ素子の一方向
にのみ隣接してリファレンスアンテナを配置したもので
あり、単に１次元的にビーム幅を圧縮するものであり、
サイドローブを同時に低減することはできないものであ
る。
【０００８】本発明は、従来のアンテナ装置における上
記問題を解消するためになされたもので、ビーム幅の圧
縮と共にサイドローブを低減することの可能なアンテナ
パターンの処理方法を提供することを目的とするもので
ある。
記問題を解消するためになされたもので、ビーム幅の圧
縮と共にサイドローブを低減することの可能なアンテナ
パターンの処理方法を提供することを目的とするもので
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、請求項１記載の発明は、電波を受信する主
アンテナ素子に対して、該主アンテナ素子の圧縮すべき
ビーム幅方向である第１の方向に前記主アンテナ素子と
隣接し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて１個
以上の第１の副アンテナ素子を配置し、更に前記第１の
方向と直交する第２の方向に前記主アンテナ素子と隣接
し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて、前記第
１の方向に関して等方向性のパターンをもたない１個以
上の第２の副アンテナ素子を配置してアンテナ系を構成
し、該アンテナ系のアンテナビームを前記第１の方向に
走査し、主アンテナ素子と第１の副アンテナ素子の受信
信号を位相を合わせて乗算処理したのち、該乗算出力に
第２の副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算
するものである。
決するため、請求項１記載の発明は、電波を受信する主
アンテナ素子に対して、該主アンテナ素子の圧縮すべき
ビーム幅方向である第１の方向に前記主アンテナ素子と
隣接し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて１個
以上の第１の副アンテナ素子を配置し、更に前記第１の
方向と直交する第２の方向に前記主アンテナ素子と隣接
し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて、前記第
１の方向に関して等方向性のパターンをもたない１個以
上の第２の副アンテナ素子を配置してアンテナ系を構成
し、該アンテナ系のアンテナビームを前記第１の方向に
走査し、主アンテナ素子と第１の副アンテナ素子の受信
信号を位相を合わせて乗算処理したのち、該乗算出力に
第２の副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算
するものである。
【００１０】このように構成したアンテナパターンの処
理方法においては、アンテナ系のアンテナビームを第１
の方向に走査し、まず主アンテナ素子と第１の副アンテ
ナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算処理することに
より、掛算型アレイの原理により第１の方向のビーム幅
が圧縮される。更にこの乗算出力に第２の副アンテナ素
子の受信信号を位相を合わせて乗算することにより、第
１の方向のサイドローブが低減される。
理方法においては、アンテナ系のアンテナビームを第１
の方向に走査し、まず主アンテナ素子と第１の副アンテ
ナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算処理することに
より、掛算型アレイの原理により第１の方向のビーム幅
が圧縮される。更にこの乗算出力に第２の副アンテナ素
子の受信信号を位相を合わせて乗算することにより、第
１の方向のサイドローブが低減される。
【００１１】すなわち、一般に、アンテナパターンは等
方向性でない限り、ビーム軸方向でその大きさが最大と
なり、その時の値を１とする（規格化する）と、ビーム
軸方向以外では、パターンの大きさは必ず１より小さく
なる。したがって主アンテナ素子と第１の副アンテナ素
子の乗算出力に第１の方向においてパターンが等方向性
でない第２の副アンテナ素子の受信信号を乗算手段で掛
け合わせると、主アンテナ素子と第１の副アンテナ素子
の合成パターンに、ビーム軸方向以外では１未満の値の
第２の副アンテナ素子のパターンを掛け合わせることに
なるため、掛け合わせた値はビーム軸方向以外では、主
アンテナ素子と第１の副アンテナ素子の合成値よりも小
さくなる。これにより第１の方向のビーム幅を圧縮する
と共にサイドローブが低減される。
方向性でない限り、ビーム軸方向でその大きさが最大と
なり、その時の値を１とする（規格化する）と、ビーム
軸方向以外では、パターンの大きさは必ず１より小さく
なる。したがって主アンテナ素子と第１の副アンテナ素
子の乗算出力に第１の方向においてパターンが等方向性
でない第２の副アンテナ素子の受信信号を乗算手段で掛
け合わせると、主アンテナ素子と第１の副アンテナ素子
の合成パターンに、ビーム軸方向以外では１未満の値の
第２の副アンテナ素子のパターンを掛け合わせることに
なるため、掛け合わせた値はビーム軸方向以外では、主
アンテナ素子と第１の副アンテナ素子の合成値よりも小
さくなる。これにより第１の方向のビーム幅を圧縮する
と共にサイドローブが低減される。
【００１２】また請求項２記載の発明は、電波を受信す
る主アンテナ素子に対して、該主アンテナ素子の圧縮す
べきビーム幅方向である第１の方向に前記主アンテナ素
子と隣接し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて
１個以上の第１の副アンテナ素子を配置し、更に前記第
１の方向と直交する第２の方向に前記主アンテナ素子と
隣接し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて、前
記第１の方向に関して等方向性のパターンをもたない１
個以上の第２の副アンテナ素子を配置してアンテナ系を
構成し、該アンテナ系のアンテナビームを前記第１及び
第２の方向以外の方向に走査し、主アンテナ素子と第１
の副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算処理
したのち、該乗算出力に第２の副アンテナ素子の受信信
号を位相を合わせて乗算するものである。
る主アンテナ素子に対して、該主アンテナ素子の圧縮す
べきビーム幅方向である第１の方向に前記主アンテナ素
子と隣接し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて
１個以上の第１の副アンテナ素子を配置し、更に前記第
１の方向と直交する第２の方向に前記主アンテナ素子と
隣接し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて、前
記第１の方向に関して等方向性のパターンをもたない１
個以上の第２の副アンテナ素子を配置してアンテナ系を
構成し、該アンテナ系のアンテナビームを前記第１及び
第２の方向以外の方向に走査し、主アンテナ素子と第１
の副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算処理
したのち、該乗算出力に第２の副アンテナ素子の受信信
号を位相を合わせて乗算するものである。
【００１３】このように構成したパターン処理方法にお
いては、アンテナ系のアンテナビームを第１及び第２の
方向以外の方向に走査し、まず主アンテナ素子と第１の
副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算処理す
ることにより、掛算型アレイの原理により第１の方向の
ビーム幅が圧縮される。更にこの乗算出力に第２の副ア
ンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算することに
より、同様に第２の方向のビーム幅が圧縮されると共に
第１の方向のサイドローブが低減される。これにより２
次元ビーム圧縮と共に第１の方向のサイドローブの低減
を行うことができる。
いては、アンテナ系のアンテナビームを第１及び第２の
方向以外の方向に走査し、まず主アンテナ素子と第１の
副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算処理す
ることにより、掛算型アレイの原理により第１の方向の
ビーム幅が圧縮される。更にこの乗算出力に第２の副ア
ンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算することに
より、同様に第２の方向のビーム幅が圧縮されると共に
第１の方向のサイドローブが低減される。これにより２
次元ビーム圧縮と共に第１の方向のサイドローブの低減
を行うことができる。
【００１４】また請求項３記載の発明は、電波を受信す
る主アンテナ素子に対して、該主アンテナ素子の圧縮す
べきビーム幅方向である第１の方向に前記主アンテナ素
子と隣接し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて
前記第１の方向と直交する第２の方向に関して等方向性
のパターンをもたない１個以上の第１の副アンテナ素子
を配置し、更に前記第１の方向と直交する第２の方向に
前記主アンテナ素子と隣接し且つビーム軸を主アンテナ
素子と一致させて、前記第１の方向に関して等方向性の
パターンをもたない１個以上の第２の副アンテナ素子を
配置してアンテナ系を構成し、該アンテナ系のアンテナ
ビームを前記第１及び第２の方向以外の方向に走査し、
主アンテナ素子と第１の副アンテナ素子の受信信号を位
相を合わせて乗算処理したのち、該乗算出力に第２の副
アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算するもの
である。
る主アンテナ素子に対して、該主アンテナ素子の圧縮す
べきビーム幅方向である第１の方向に前記主アンテナ素
子と隣接し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて
前記第１の方向と直交する第２の方向に関して等方向性
のパターンをもたない１個以上の第１の副アンテナ素子
を配置し、更に前記第１の方向と直交する第２の方向に
前記主アンテナ素子と隣接し且つビーム軸を主アンテナ
素子と一致させて、前記第１の方向に関して等方向性の
パターンをもたない１個以上の第２の副アンテナ素子を
配置してアンテナ系を構成し、該アンテナ系のアンテナ
ビームを前記第１及び第２の方向以外の方向に走査し、
主アンテナ素子と第１の副アンテナ素子の受信信号を位
相を合わせて乗算処理したのち、該乗算出力に第２の副
アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算するもの
である。
【００１５】このように構成したパターン処理方法にお
いては、アンテナ系のアンテナビームを第１及び第２の
方向以外の方向に走査し、まず主アンテナ素子と第１の
副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算処理す
ることにより、掛算型アレイの原理により第１の方向の
ビーム幅が圧縮されると共に、請求項１記載の発明と同
様の原理により第２の方向のサイドローブが低減され
る。更にこの乗算出力に第２の副アンテナ素子の受信信
号を位相を合わせて乗算することにより、同様に第２の
方向のビーム幅が圧縮されると共に第１の方向のサイド
ローブが低減される。これにより２次元ビーム圧縮と共
に２次元のサイドローブの低減化を実現することができ
る。
いては、アンテナ系のアンテナビームを第１及び第２の
方向以外の方向に走査し、まず主アンテナ素子と第１の
副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算処理す
ることにより、掛算型アレイの原理により第１の方向の
ビーム幅が圧縮されると共に、請求項１記載の発明と同
様の原理により第２の方向のサイドローブが低減され
る。更にこの乗算出力に第２の副アンテナ素子の受信信
号を位相を合わせて乗算することにより、同様に第２の
方向のビーム幅が圧縮されると共に第１の方向のサイド
ローブが低減される。これにより２次元ビーム圧縮と共
に２次元のサイドローブの低減化を実現することができ
る。
【００１６】
【実施例】次に実施例について説明する。図１は、請求
項１記載の発明に係るアンテナパターンの処理方法を説
明するためのアンテナ装置の概略構成を示す概念図であ
る。図において、１は電波を受信するための主アンテナ
素子であり、ホーンアンテナやアレイアンテナなどのア
ンテナが用いられる。２は第１の副アンテナ素子で、主
アンテナ素子１のパターンのＸ方向のビーム幅を圧縮さ
せるため、Ｘ方向に主アンテナ素子１に隣接して且つビ
ーム軸を主アンテナ素子１と一致させて配置している。
３は第２の副アンテナ素子で、主アンテナ素子１のパタ
ーンのＸ方向のサイドローブを低下させるため、Ｘ方向
と直交するＹ方向に、主アンテナ素子１に隣接し且つビ
ーム軸を主アンテナ素子１と一致させて配置している。
項１記載の発明に係るアンテナパターンの処理方法を説
明するためのアンテナ装置の概略構成を示す概念図であ
る。図において、１は電波を受信するための主アンテナ
素子であり、ホーンアンテナやアレイアンテナなどのア
ンテナが用いられる。２は第１の副アンテナ素子で、主
アンテナ素子１のパターンのＸ方向のビーム幅を圧縮さ
せるため、Ｘ方向に主アンテナ素子１に隣接して且つビ
ーム軸を主アンテナ素子１と一致させて配置している。
３は第２の副アンテナ素子で、主アンテナ素子１のパタ
ーンのＸ方向のサイドローブを低下させるため、Ｘ方向
と直交するＹ方向に、主アンテナ素子１に隣接し且つビ
ーム軸を主アンテナ素子１と一致させて配置している。
【００１７】第１の副アンテナ素子２は、ダイポールア
ンテナ，ホーンアンテナ，アレイアンテナ等どのような
タイプのアンテナでも用いることができる。一方、第２
の副アンテナ素子は、Ｘ方向パターンが等方向性でない
ものであれば、同様にどのようなタイプのアンテナでも
用いることができる。４は掛算回路で、主アンテナ素子
１の受信信号と第１の副アンテナ素子の受信信号を乗算
処理したのち、この乗算出力に第２の副アンテナ素子の
受信信号を乗算するものである。
ンテナ，ホーンアンテナ，アレイアンテナ等どのような
タイプのアンテナでも用いることができる。一方、第２
の副アンテナ素子は、Ｘ方向パターンが等方向性でない
ものであれば、同様にどのようなタイプのアンテナでも
用いることができる。４は掛算回路で、主アンテナ素子
１の受信信号と第１の副アンテナ素子の受信信号を乗算
処理したのち、この乗算出力に第２の副アンテナ素子の
受信信号を乗算するものである。
【００１８】このように構成したアンテナ装置におい
て、アンテナビームをＸ方向及びＹ方向以外の方向に走
査した際に電波が到来すると、主アンテナ素子１，第１
の副アンテナ素子２，第２の副アンテナ素子３は、それ
ぞれパターンに応じた受信信号を出力する。これらの出
力を掛算回路４で順次乗算処理して、掛算回路出力を最
終的出力とすることにより、Ｘ方向のビーム幅が圧縮さ
れ且つサイドローブを低減した主アンテナ素子のパター
ンに対応した出力が得られる。
て、アンテナビームをＸ方向及びＹ方向以外の方向に走
査した際に電波が到来すると、主アンテナ素子１，第１
の副アンテナ素子２，第２の副アンテナ素子３は、それ
ぞれパターンに応じた受信信号を出力する。これらの出
力を掛算回路４で順次乗算処理して、掛算回路出力を最
終的出力とすることにより、Ｘ方向のビーム幅が圧縮さ
れ且つサイドローブを低減した主アンテナ素子のパター
ンに対応した出力が得られる。
【００１９】図２は、反射板付半波長ダイポールアンテ
ナ（反射板からの距離は１／４波長）からなるアレイ素
子を、Ｘ方向に65素子（Ｘ方向の長さが受信電波波長の
約12倍）、Ｙ方向に17素子（Ｙ方向の長さが受信電波波
長の約３倍）の65×17のマトリクス状に配列し、Ｘ方向
及びＹ方向とも開口面分布を一様に構成した主アンテナ
素子と、上記アレイ素子を１×17に配列して構成した第
１の副アンテナ素子と、上記アレイ素子を65×１に配列
して構成した第２の副アンテナ素子とを用いた場合のシ
ミュレーション結果を示す図である。この際、出力電力
のパターンをＸ＝０の値に対する相対値としてdB表示で
示している。破線は主アンテナ素子のパターン、実線は
ビーム圧縮と共にサイドローブを低減させた乗算出力パ
ターンを示している。このパターンから、サイドローブ
が低下し、且つビームが約半分に圧縮されたパターンが
得られることがわかる。このシミュレーションでは上記
のようなアンテナ素子を用いてアンテナ系を構成したも
のについて示したが、第１及び第２の副アンテナ素子
は、主アンテナ素子より小さいもので構成できるので、
アンテナ装置全体としての大きさは、ビーム圧縮及びサ
イドローブの低減を行わないものと殆ど変わりはない。
ナ（反射板からの距離は１／４波長）からなるアレイ素
子を、Ｘ方向に65素子（Ｘ方向の長さが受信電波波長の
約12倍）、Ｙ方向に17素子（Ｙ方向の長さが受信電波波
長の約３倍）の65×17のマトリクス状に配列し、Ｘ方向
及びＹ方向とも開口面分布を一様に構成した主アンテナ
素子と、上記アレイ素子を１×17に配列して構成した第
１の副アンテナ素子と、上記アレイ素子を65×１に配列
して構成した第２の副アンテナ素子とを用いた場合のシ
ミュレーション結果を示す図である。この際、出力電力
のパターンをＸ＝０の値に対する相対値としてdB表示で
示している。破線は主アンテナ素子のパターン、実線は
ビーム圧縮と共にサイドローブを低減させた乗算出力パ
ターンを示している。このパターンから、サイドローブ
が低下し、且つビームが約半分に圧縮されたパターンが
得られることがわかる。このシミュレーションでは上記
のようなアンテナ素子を用いてアンテナ系を構成したも
のについて示したが、第１及び第２の副アンテナ素子
は、主アンテナ素子より小さいもので構成できるので、
アンテナ装置全体としての大きさは、ビーム圧縮及びサ
イドローブの低減を行わないものと殆ど変わりはない。
【００２０】次にアンテナ装置の具体的な構成例を図３
に基づいて説明する。この構成例は、主アンテナ素子1
1、第１の副アンテナ素子12及び第２の副アンテナ素子1
3の何れも円形パッチアレイアンテナを用いてアンテナ
系を構成したものであり、第１の副アンテナ素子12は主
アンテナ素子11に対してＸ方向に離して配置され、第２
の副アンテナ素子13はＹ方向に離して配置されている。
に基づいて説明する。この構成例は、主アンテナ素子1
1、第１の副アンテナ素子12及び第２の副アンテナ素子1
3の何れも円形パッチアレイアンテナを用いてアンテナ
系を構成したものであり、第１の副アンテナ素子12は主
アンテナ素子11に対してＸ方向に離して配置され、第２
の副アンテナ素子13はＹ方向に離して配置されている。
【００２１】掛算回路としては、アナログ的に行う場合
には、一般の掛算回路や周波数変調回路を用いることが
でき、またディジタル的に行う場合には、受信信号をＡ
／Ｄ変換器でディジタル信号に変換した後に乗算処理す
る手段等既知の技術を用いることができるが、その一例
を図４に示す。図４において、21は主アンテナ素子、22
は第１の副アンテナ素子、23は第２の副アンテナ素子、
24, 25, 26は各アンテナ素子でとらえた電波を受信する
受信機、27, 28, 29は受信機24, 25, 26の出力をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、30はＡ／Ｄ変換器2
7, 28, 29の出力を掛算処理する掛算器である。そし
て、このように構成されているディジタル掛算回路で
は、主アンテナ素子21, 第１の副アンテナ素子22及び第
２の副アンテナ素子23で受信した電波は受信機24, 25,
26に入力され、各受信機では受信電波の電力を直流信号
で出力する。これらの受信機の出力はＡ／Ｄ変換器27,
28, 29に入力され、ディジタル値に変換されたのち、掛
算器30で掛算処理が行われ、掛算された値が出力され
る。
には、一般の掛算回路や周波数変調回路を用いることが
でき、またディジタル的に行う場合には、受信信号をＡ
／Ｄ変換器でディジタル信号に変換した後に乗算処理す
る手段等既知の技術を用いることができるが、その一例
を図４に示す。図４において、21は主アンテナ素子、22
は第１の副アンテナ素子、23は第２の副アンテナ素子、
24, 25, 26は各アンテナ素子でとらえた電波を受信する
受信機、27, 28, 29は受信機24, 25, 26の出力をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、30はＡ／Ｄ変換器2
7, 28, 29の出力を掛算処理する掛算器である。そし
て、このように構成されているディジタル掛算回路で
は、主アンテナ素子21, 第１の副アンテナ素子22及び第
２の副アンテナ素子23で受信した電波は受信機24, 25,
26に入力され、各受信機では受信電波の電力を直流信号
で出力する。これらの受信機の出力はＡ／Ｄ変換器27,
28, 29に入力され、ディジタル値に変換されたのち、掛
算器30で掛算処理が行われ、掛算された値が出力され
る。
【００２２】上記構成例では、第１及び第２の副アンテ
ナ素子を一つずつ用いたものを示したが、第１及び第２
の副アンテナ素子は、それぞれ複数個用いることができ
る。複数個用いた場合の乗算処理には、次の２つの方式
がある。第１の方式は複数個の副アンテナ素子の出力を
加え合わせた後に、主アンテナ素子の出力と掛算を行う
方式で、この場合は副アンテナ素子の受信電力が増加す
るので、１個の場合よりもアンテナ利得及びＳ／Ｎが良
好になる。他の方式は複数個の副アンテナ素子の出力を
それぞれ主アンテナ素子の出力と掛け合わせる方式で、
この場合は１個の場合よりも、更にビーム幅の圧縮がで
き且つサイドローブを低減できる。
ナ素子を一つずつ用いたものを示したが、第１及び第２
の副アンテナ素子は、それぞれ複数個用いることができ
る。複数個用いた場合の乗算処理には、次の２つの方式
がある。第１の方式は複数個の副アンテナ素子の出力を
加え合わせた後に、主アンテナ素子の出力と掛算を行う
方式で、この場合は副アンテナ素子の受信電力が増加す
るので、１個の場合よりもアンテナ利得及びＳ／Ｎが良
好になる。他の方式は複数個の副アンテナ素子の出力を
それぞれ主アンテナ素子の出力と掛け合わせる方式で、
この場合は１個の場合よりも、更にビーム幅の圧縮がで
き且つサイドローブを低減できる。
【００２３】次に請求項２記載の発明の実施例について
説明する。この発明におけるアンテナ系は、主アンテナ
素子及び第２の副アンテナ素子は、請求項１記載におけ
るそれらと同一構成であり、第１の副アンテナ素子はＹ
方向に等方向性パターンをもたせるため、ダイポールの
軸をＸ軸に一致させた半波長ダイポールアンテナ１素子
で構成し、そのアンテナビームの走査方向を、Ｘ方向及
びＹ方向以外の方向に走査するようにしたものである。
なお図４に示した掛算回路の構成は、そのままこの請求
項２記載の発明にも適用できる。
説明する。この発明におけるアンテナ系は、主アンテナ
素子及び第２の副アンテナ素子は、請求項１記載におけ
るそれらと同一構成であり、第１の副アンテナ素子はＹ
方向に等方向性パターンをもたせるため、ダイポールの
軸をＸ軸に一致させた半波長ダイポールアンテナ１素子
で構成し、そのアンテナビームの走査方向を、Ｘ方向及
びＹ方向以外の方向に走査するようにしたものである。
なお図４に示した掛算回路の構成は、そのままこの請求
項２記載の発明にも適用できる。
【００２４】このような構成のアンテナ系を、Ｘ方向及
びＹ方向以外の方向に走査した場合においては、各アン
テナ素子の受信信号の掛算処理により、Ｘ方向のビーム
圧縮とサイドローブの低減の他に、Ｙ方向のビーム圧縮
も得られるが、その処理後の合成アンテナパターンを図
５，図６及び図７に示す。
びＹ方向以外の方向に走査した場合においては、各アン
テナ素子の受信信号の掛算処理により、Ｘ方向のビーム
圧縮とサイドローブの低減の他に、Ｙ方向のビーム圧縮
も得られるが、その処理後の合成アンテナパターンを図
５，図６及び図７に示す。
【００２５】すなわち、図５，図６及び図７は、それぞ
れＸ軸となす角が10度, 45度, 80度となるようにアンテ
ナビームを走査した場合のアンテナパターンで、破線が
主アンテナ素子のパターン、実線が本発明による２次元
ビーム圧縮と１次元低サイドローブ化されたパターンを
示している。これらの図から、ビーム走査方向のＸ軸と
なす角が大きくない場合はサイドローブは大きく低減さ
れるが、角度が大きい場合はサイドローブの低減が少な
くなることがわかる。しかしビーム走査角度の如何に拘
らずビームは圧縮されていることがわかる。
れＸ軸となす角が10度, 45度, 80度となるようにアンテ
ナビームを走査した場合のアンテナパターンで、破線が
主アンテナ素子のパターン、実線が本発明による２次元
ビーム圧縮と１次元低サイドローブ化されたパターンを
示している。これらの図から、ビーム走査方向のＸ軸と
なす角が大きくない場合はサイドローブは大きく低減さ
れるが、角度が大きい場合はサイドローブの低減が少な
くなることがわかる。しかしビーム走査角度の如何に拘
らずビームは圧縮されていることがわかる。
【００２６】次に請求項３記載の発明の実施例について
説明する。この発明は、請求項１記載の発明における第
１の副アンテナ素子を、Ｙ方向パターンが等方向性でな
いもので構成し、更にアンテナビームの走査方向をＸ方
向及びＹ方向以外の方向に走査するようにしたものであ
る。したがって第１の副アンテナ素子をＹ方向に等方向
性でないものとする以外は図３に示したアンテナ構成、
及び図４に示した掛算回路の構成は、そのままこの請求
項３記載の発明にも適用できる。
説明する。この発明は、請求項１記載の発明における第
１の副アンテナ素子を、Ｙ方向パターンが等方向性でな
いもので構成し、更にアンテナビームの走査方向をＸ方
向及びＹ方向以外の方向に走査するようにしたものであ
る。したがって第１の副アンテナ素子をＹ方向に等方向
性でないものとする以外は図３に示したアンテナ構成、
及び図４に示した掛算回路の構成は、そのままこの請求
項３記載の発明にも適用できる。
【００２７】このような構成のアンテナ系をＸ方向及び
Ｙ方向以外の方向に走査した場合においては、各アンテ
ナ素子の受信信号を掛算処理することにより、２次元ビ
ーム圧縮と２次元のサイドローブ低減化が行われるが、
その際のアンテナパターンを等高線図で表したものを図
８に示す。図８の（Ａ）は主アンテナ素子のアンテナパ
ターンで、図８の（Ｂ）は２次元圧縮，低サイドローブ
化が行われたパターンで、２次元圧縮，低サイドローブ
化される様子をわかり易く説明するため等高線図で示
し、−３，−６，−９，−12，−15，−18，−21dBの値
を示している。
Ｙ方向以外の方向に走査した場合においては、各アンテ
ナ素子の受信信号を掛算処理することにより、２次元ビ
ーム圧縮と２次元のサイドローブ低減化が行われるが、
その際のアンテナパターンを等高線図で表したものを図
８に示す。図８の（Ａ）は主アンテナ素子のアンテナパ
ターンで、図８の（Ｂ）は２次元圧縮，低サイドローブ
化が行われたパターンで、２次元圧縮，低サイドローブ
化される様子をわかり易く説明するため等高線図で示
し、−３，−６，−９，−12，−15，−18，−21dBの値
を示している。
【００２８】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
請求項１記載の発明によれば、１次元のビーム圧縮と共
に１次元のサイドローブの低減化が得られる。また請求
項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明における
アンテナ系を第１及び第２の方向以外の方向に走査する
ことにより、２次元のビーム圧縮と１次元のサイドロー
ブの低減化が得られる。更に請求項３記載の発明によれ
ば、第１及び第２の副アンテナ素子を何れも第１あるい
は第２の方向に等方向性でないパターンをもつもので構
成し、且つアンテナ系を第１及び第２の方向以外の方向
に走査することにより、２次元のビーム圧縮及び２次元
のサイドローブの低減化が得られる。
請求項１記載の発明によれば、１次元のビーム圧縮と共
に１次元のサイドローブの低減化が得られる。また請求
項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明における
アンテナ系を第１及び第２の方向以外の方向に走査する
ことにより、２次元のビーム圧縮と１次元のサイドロー
ブの低減化が得られる。更に請求項３記載の発明によれ
ば、第１及び第２の副アンテナ素子を何れも第１あるい
は第２の方向に等方向性でないパターンをもつもので構
成し、且つアンテナ系を第１及び第２の方向以外の方向
に走査することにより、２次元のビーム圧縮及び２次元
のサイドローブの低減化が得られる。
【図１】本発明に係るアンテナパターンの処理方法の実
施例を説明するためのアンテナ装置を示す概念図であ
る。
施例を説明するためのアンテナ装置を示す概念図であ
る。
【図２】図１に示したアンテナ装置で得られる合成パタ
ーンを示す図である。
ーンを示す図である。
【図３】図１に示したアンテナ装置の具体的な構成例を
示す図である。
示す図である。
【図４】掛算回路の具体的な構成例を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図５】２次元ビーム圧縮と１次元サイドローブ低減化
を行う場合の合成パターンを示す図である。
を行う場合の合成パターンを示す図である。
【図６】同じく、２次元ビーム圧縮と１次元サイドロー
ブ低減化を行う場合の合成パターンを示す図である。
ブ低減化を行う場合の合成パターンを示す図である。
【図７】同じく、２次元ビーム圧縮と１次元サイドロー
ブ低減化を行う場合の合成パターンを示す図である。
ブ低減化を行う場合の合成パターンを示す図である。
【図８】２次元ビーム圧縮及び２次元サイドローブ低減
化を行う場合の合成パターンを示す図である。
化を行う場合の合成パターンを示す図である。
【図９】従来のビーム圧縮を行うアンテナ装置を示す概
念図である。
念図である。
１ 主アンテナ素子 ２ 第１の副アンテナ素子 ３ 第２の副アンテナ素子 ４ 掛算回路
Claims (3)
- 【請求項１】 電波を受信する主アンテナ素子に対し
て、該主アンテナ素子の圧縮すべきビーム幅方向である
第１の方向に前記主アンテナ素子と隣接し且つビーム軸
を主アンテナ素子と一致させて１個以上の第１の副アン
テナ素子を配置し、更に前記第１の方向と直交する第２
の方向に前記主アンテナ素子と隣接し且つビーム軸を主
アンテナ素子と一致させて、前記第１の方向に関して等
方向性のパターンをもたない１個以上の第２の副アンテ
ナ素子を配置してアンテナ系を構成し、該アンテナ系の
アンテナビームを前記第１の方向に走査し、主アンテナ
素子と第１の副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせ
て乗算処理したのち、該乗算出力に第２の副アンテナ素
子の受信信号を位相を合わせて乗算することを特徴とす
るアンテナパターンの処理方法。 - 【請求項２】 電波を受信する主アンテナ素子に対し
て、該主アンテナ素子の圧縮すべきビーム幅方向である
第１の方向に前記主アンテナ素子と隣接し且つビーム軸
を主アンテナ素子と一致させて１個以上の第１の副アン
テナ素子を配置し、更に前記第１の方向と直交する第２
の方向に前記主アンテナ素子と隣接し且つビーム軸を主
アンテナ素子と一致させて、前記第１の方向に関して等
方向性のパターンをもたない１個以上の第２の副アンテ
ナ素子を配置してアンテナ系を構成し、該アンテナ系の
アンテナビームを前記第１及び第２の方向以外の方向に
走査し、主アンテナ素子と第１の副アンテナ素子の受信
信号を位相を合わせて乗算処理したのち、該乗算出力に
第２の副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算
することを特徴とするアンテナパターンの処理方法。 - 【請求項３】 電波を受信する主アンテナ素子に対し
て、該主アンテナ素子の圧縮すべきビーム幅方向である
第１の方向に前記主アンテナ素子と隣接し且つビーム軸
を主アンテナ素子と一致させて前記第１の方向と直交す
る第２の方向に関して等方向性のパターンをもたない１
個以上の第１の副アンテナ素子を配置し、更に前記第１
の方向と直交する第２の方向に前記主アンテナ素子と隣
接し且つビーム軸を主アンテナ素子と一致させて、前記
第１の方向に関して等方向性のパターンをもたない１個
以上の第２の副アンテナ素子を配置してアンテナ系を構
成し、該アンテナ系のアンテナビームを前記第１及び第
２の方向以外の方向に走査し、主アンテナ素子と第１の
副アンテナ素子の受信信号を位相を合わせて乗算処理し
たのち、該乗算出力に第２の副アンテナ素子の受信信号
を位相を合わせて乗算することを特徴とするアンテナパ
ターンの処理方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3258774A JPH071844B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | アンテナパターンの処理方法 |
| US07/933,944 US5243352A (en) | 1991-09-11 | 1992-08-24 | Method for processing antenna patterns |
| EP92307779A EP0532201B1 (en) | 1991-09-11 | 1992-08-26 | Method for processing antenna patterns |
| DE69206927T DE69206927T2 (de) | 1991-09-11 | 1992-08-26 | Verfahren zur Verarbeitung von Antennencharakteristiken |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3258774A JPH071844B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | アンテナパターンの処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575324A JPH0575324A (ja) | 1993-03-26 |
| JPH071844B2 true JPH071844B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=17324898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3258774A Expired - Fee Related JPH071844B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | アンテナパターンの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071844B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11231040A (ja) * | 1998-02-12 | 1999-08-27 | Toyota Motor Corp | レーダ装置 |
| JP6622118B2 (ja) * | 2016-03-09 | 2019-12-18 | 株式会社東芝 | アンテナ装置及びレーダ装置 |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP3258774A patent/JPH071844B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0575324A (ja) | 1993-03-26 |
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