JPH10200320A - Antenna system - Google Patents

Antenna system

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JPH10200320A
JPH10200320A JP9003769A JP376997A JPH10200320A JP H10200320 A JPH10200320 A JP H10200320A JP 9003769 A JP9003769 A JP 9003769A JP 376997 A JP376997 A JP 376997A JP H10200320 A JPH10200320 A JP H10200320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sum
difference
control channel
beam forming
signal
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP9003769A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Takeya
晋一 竹谷
Tsutomu Watabe
勉 渡部
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9003769A priority Critical patent/JPH10200320A/en
Publication of JPH10200320A publication Critical patent/JPH10200320A/en
Abandoned legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To combine the control channel of a difference beam and the control channel of a sum beam at the time of suppressing an unnecessary signal inputted to an array antenna. SOLUTION: An unnecessary signal included in each output of the main beam forming circuits 51 and 52 can be suppressed by an adaptive beam forming circuit 70 by using sum beams Σ<1> -ΣM and difference beams Δ<1> -ΔM synthesized by analog beam forming circuits 21-2M and combining control channels b11-bL1 of the sum beams and control channels b12-bL2 of the difference beams. Moreover, the adapter beam forming circuit 70 limits the control channels b11-bL1 of the sum beams so that the main beam pattern can not be disturbed due to adaptation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はアレイアンテナに
入力される不要信号を自動的に抑圧するアンテナ装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna device for automatically suppressing unnecessary signals input to an array antenna.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の1次元のディジタルビームフォー
ミング(以下DBFと記す)を行うアンテナは、各放射
素子出力のうち方位方向若しくは仰角方向のいずれか一
方向の信号をアナログ合成し、その出力に対し周波数変
換及びディジタル変換を行った後、ディジタルビームを
形成するよう構成される。
2. Description of the Related Art A conventional antenna which performs one-dimensional digital beam forming (hereinafter referred to as DBF) synthesizes a signal in one of an azimuth direction and an elevation direction among the outputs of respective radiating elements, and synthesizes the analog output. After performing the frequency conversion and the digital conversion, the digital beam is formed.

【0003】図10はその構成を示すもので、各アンテ
ナ素子11〜MNの仰角方向出力はアナログビーム形成
回路21〜2Mでアナログ合成される。この際、アナロ
グビーム形成回路21〜2Mにおいて、上下に開口2分
割しアナログビーム形成回路21〜2Mの一部であるハ
イブリッド回路を用いて各アナログ合成出力の和と差を
とることにより、モノパルスビームで用いる和ビームΣ
1 〜ΣM と差ビームΔ1 〜ΔM とが得られる。
[0003] Fig. 10 shows the configuration, in which the elevation angle outputs of the antenna elements 11 to MN are analog-combined by analog beam-forming circuits 21 to 2M. At this time, in the analog beam forming circuits 21 to 2M, a monopulse beam is obtained by dividing the opening into two vertically and taking the sum and difference of the respective analog combined outputs using a hybrid circuit which is a part of the analog beam forming circuits 21 to 2M. Sum beam used in Σ
1 and ~Shiguma M and difference beams Δ 1M is obtained.

【0004】和ビームΣ1 〜ΣM 出力と差ビームΔ1
ΔM 出力は、それぞれ周波数変換器31,32で周波数
変換され、アナログ/ディジタル(以下A/Dと記す)
変換器41,42でディジタル信号に変換された後、主
ビーム形成回路51,52によりディジタルビーム形成
される。主ビーム形成回路51は、方位方向に開口2分
割して仰角方向の和ビームΣ1 〜ΣM の和と差をとり和
ビームΣと方位ビームΔAZを得、主ビーム形成回路5
2は、仰角方向の差ビームΔ1 〜ΔM を方位方向に加算
し仰角ビームΔELを得る。
[0004] The sum beam Σ 1M output and the difference beam Δ 1 ~
Delta M output is frequency converted by the frequency converter 31 and 32, (hereinafter referred to as A / D) analog / digital
After being converted into digital signals by the converters 41 and 42, digital beams are formed by the main beam forming circuits 51 and 52. The main beam forming circuit 51 divides the aperture into two in the azimuth direction, calculates the sum and difference of the sum beams Σ 1 to Σ M in the elevation direction, and obtains the sum beam Σ and the azimuth beam ΔAZ.
2, to obtain the elevation beam ΔEL by adding the difference beam Δ 1M elevation direction in the azimuth direction.

【0005】上記1次元DBF方式のアンテナ装置にお
いて、主ビーム形成回路51,52に含まれる不要波を
抑圧するためには、例えばA/D変換器41,42のデ
ィジタルの和ビーム及び差ビームのうちいずれか一方を
制御チャンネルとして用い、アダプティブビーム形成回
路70に設けられたプリプロセッサ回路及びキャンセレ
ーション回路を用いて、不要波を抑圧する方式がある
(特願昭63−190080号公報参照)。ここでプリ
プロセッサ回路は制御チャンネルに含まれる複数の不要
信号成分を分解する機能を持ち、キャンセレーション回
路は分解された不要信号成分を用いてビーム出力に含ま
れる不要信号成分を抑圧する機能を持つ。
In the antenna apparatus of the one-dimensional DBF system, in order to suppress unnecessary waves included in the main beam forming circuits 51 and 52, for example, digital sum beams and difference beams of A / D converters 41 and 42 are used. There is a method of suppressing unnecessary waves by using one of them as a control channel and using a preprocessor circuit and a cancellation circuit provided in the adaptive beam forming circuit 70 (see Japanese Patent Application No. 63-190080). Here, the preprocessor circuit has a function of decomposing a plurality of unnecessary signal components included in the control channel, and the cancellation circuit has a function of suppressing the unnecessary signal components included in the beam output using the decomposed unnecessary signal components.

【0006】以下、図11乃至図14を参照して不要波
を抑圧する方法について説明する。先ず、和ビームΣ1
〜ΣM を制御チャンネルとする場合について説明する。
図11は和ビームΣ1 〜ΣM のパターンを示すもので、
今、図12に示した方向から不要波が到来する場合を考
える。この場合、アダプテーションを行うことにより不
要波方向にアンテナのヌルが形成されるが、方位方向の
1次元に配置された制御チャンネルを用いてアダプテー
ションを行っているため、1次元の軸に対象な円錐状の
ヌルが形成されることになる。従って、不要波は抑圧で
きるが不要波方向以外の円錐状のヌルの方向には主ビー
ムを形成できないことになる。これは主ビーム形成方向
に制約を与えることになり、例えばレーダシステムとし
ては好ましくない。
Hereinafter, a method for suppressing unnecessary waves will be described with reference to FIGS. First, sum beam Σ 1
A case where 説明M is a control channel will be described.
FIG. 11 shows patterns of sum beams Σ 1 to Σ M ,
Now, consider a case where an unnecessary wave arrives from the direction shown in FIG. In this case, the null of the antenna is formed in the unnecessary wave direction by performing the adaptation. However, since the adaptation is performed using the control channel arranged one-dimensionally in the azimuth direction, the cone corresponding to the one-dimensional axis is formed. A null is formed. Therefore, the unnecessary wave can be suppressed, but the main beam cannot be formed in the direction of the conical null other than the unnecessary wave direction. This imposes restrictions on the main beam forming direction, which is not preferable for a radar system, for example.

【0007】次に、差ビームΔ1 〜ΔM を制御チャンネ
ルとする場合について説明する。図13は差ビームΔ1
〜ΔM のパターンを示すもので、図14に示した方向か
ら不要波が到来する場合を考える。この場合、アダプテ
ーションを行っても、主ビーム方向にレスポンスを有し
ない制御チャンネルを用いているため主ビームには影響
を与えない。但し、差ビームを制御チャンネルとしてい
るため、差ビームのヌル方向から不要波が到来すると抑
圧できないことになる。
[0007] Next, the case where the control channel a difference beam Δ 1M. FIG. 13 shows the difference beam Δ 1
Shows the pattern of ~Δ M, consider the case where unnecessary wave arriving from a direction shown in FIG. 14. In this case, even if the adaptation is performed, the main beam is not affected because the control channel having no response in the main beam direction is used. However, since the difference beam is used as the control channel, it cannot be suppressed if an unnecessary wave arrives from the null direction of the difference beam.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の1次元DBF方式のアンテナ装置では和ビーム若し
くは差ビームのいずれか一方を制御チャンネルとして用
いているため、主ビーム形成方向並びに不要波抑圧方向
に制約を与えるという問題があった。
As described above, in the conventional one-dimensional DBF type antenna apparatus, either the sum beam or the difference beam is used as a control channel. There has been a problem of restricting the suppression direction.

【0009】そこでこの発明は上記問題点を解決するた
めになされたもので、主ビーム形成方向並びに不要波抑
圧方向に制約を与えないDBF方式のアンテナ装置を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a DBF antenna apparatus which does not restrict the main beam forming direction and the unnecessary wave suppressing direction.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は、複数のアン
テナ素子と、これら複数のアンテナ素子のうち第1の方
向に配置されるアンテナ素子の出力信号をアナログ合成
し、それぞれ第1の和ビーム及び第1の差ビームを形成
する複数のアナログビーム形成手段と、この複数のアナ
ログビーム形成手段からのアナログ信号を、それぞれ直
接または周波数変換したのちディジタル信号に変換する
複数の変換手段と、この複数の変換手段からのディジタ
ル信号が供給され、ディジタルビーム形成により第2の
和ビーム及び第2の差ビームを得る主ビーム形成手段と
を具備するアンテナ装置において、前記第1の和ビーム
及び第1の差ビームを組み合わせて制御チャンネルとし
て前記主ビーム形成手段の各出力に含まれる不要信号成
分を抑圧するものであり、前記第1の差ビームのヌル方
向に、振幅制限された和ビームを形成した制御信号を用
いて不要信号成分を抑圧する不要信号抑圧手段を備えた
ものである。
According to the present invention, an output signal of a plurality of antenna elements and an output signal of an antenna element arranged in a first direction among the plurality of antenna elements are analog-combined, and a first sum beam is formed. A plurality of analog beam forming means for forming a first difference beam; a plurality of converting means for converting analog signals from the plurality of analog beam forming means into digital signals directly or after frequency conversion, respectively; And a main beam forming means for receiving a digital signal from the converting means and obtaining a second sum beam and a second difference beam by digital beam forming, wherein the first sum beam and the first Combination of difference beams to suppress unnecessary signal components included in each output of the main beam forming means as a control channel There, the null direction of the first difference beam, those having an unnecessary signal suppression means for suppressing unwanted signal components by using a control signal forming the amplitude-limited sum beam.

【0011】上記手段によれば、先ず、方位方向若しく
は仰角方向の差ビームを制御チャンネルとすることによ
り、そのチャンネルのヌル方向以外から到来する不要波
を抑圧することができ、かつ、主ビームの方向に対する
制約を与えない。また、方位方向若しくは仰角方向の差
ビームのヌル方向から到来する不要波は、方位方向若し
くは仰角方向の和ビームの制御チャンネルにより抑圧で
きる。ここで、制御チャンネルのうち方位方向若しくは
仰角方向の和ビームにはリミッタが掛けられ、和ビーム
はほとんど寄与していないため主ビームの乱れは少な
い。
According to the above means, first, by using the difference beam in the azimuth direction or the elevation direction as a control channel, unnecessary waves arriving from other than the null direction of the channel can be suppressed, and the main beam can be suppressed. No constraints on direction. Unwanted waves arriving from the null direction of the difference beam in the azimuth or elevation direction can be suppressed by the control channel of the sum beam in the azimuth or elevation direction. Here, a limiter is applied to the sum beam in the azimuth direction or the elevation direction in the control channel, and since the sum beam hardly contributes, the disturbance of the main beam is small.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図1乃至図7を参照してこ
の発明の一実施形態を説明する。但し、図1において図
10に示した構成図と同一部には同一符号を付して説明
する。図1に示す各アンテナ素子11〜MNに入力され
た信号は、アナログビーム形成回路21〜2Mにより仰
角方向に合成される。アナログビーム形成回路21〜2
Mの和ビーム出力Σ1 〜ΣM 及び差ビーム出力Δ1 〜Δ
M の高周波信号(RF信号)は、直接、またはそれぞれ
周波数変換器31,32により中間周波数信号(IF信
号)に変換されたのち、A/D変換器41,42により
I信号(同相成分)とQ信号(直交成分)のディジタル
信号に変換される。各チャンネルのディジタル信号は、
それぞれ主ビーム形成回路51,52に入力される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. However, in FIG. 1, the same parts as those in the configuration diagram shown in FIG. The signals input to the antenna elements 11 to MN shown in FIG. 1 are combined in the elevation direction by the analog beam forming circuits 21 to 2M. Analog beam forming circuits 21 and 2
M sum beam outputs Σ 1 to Σ M and difference beam outputs Δ 1 to Δ
The M high-frequency signal (RF signal) is directly or after being converted into an intermediate frequency signal (IF signal) by the frequency converters 31 and 32, respectively, and then converted by the A / D converters 41 and 42 into the I signal (in-phase component). It is converted into a digital signal of a Q signal (quadrature component). The digital signal of each channel is
These are input to the main beam forming circuits 51 and 52, respectively.

【0013】主ビーム形成回路51,52は、一般に図
2に示すように構成されており、以下、主ビーム形成回
路51を代表して説明する。入力されたディジタルの和
ビームΣ1 〜ΣM は、それぞれ順次遅延時間の異なる遅
延回路511で所望の遅延が与えられた後、演算セルA
(51211〜512M1)に入力されると共に演算セ
ルA(51212〜512M2)に入力される。演算セ
ルA(51211〜512M2)は、図3に示すよう
に、乗算器A1及び加算器A2で構成され、以下の演算
を行う。 Yout=Yin+W・Xin W;振幅、位相ウエイト(複素ウエイト) つまり、素子入力Xinに複素ウエイトWを乗じて、隣
接セルからの信号Yinを加算して出力Youtとす
る。演算セルA(51211〜512M2)は、シスト
リックアレイ状に接続され、これにより一方端から主ビ
ーム出力が得られる。この際、主ビーム形成回路51に
おいて方位方向に開口2分割して仰角方向の和ビームΣ
1 〜ΣM の和と差をとることにより、ビーム和出力Σと
ビーム方位出力ΔAZが得られる。更に、主ビーム形成
回路52において、仰角方向の差ビームΔ1 〜ΔM を方
位方向に加算することにより仰角出力ΔELが得られ
る。
The main beam forming circuits 51 and 52 are generally configured as shown in FIG. 2, and the main beam forming circuit 51 will be described below as a representative. The input digital sum beams Σ 1 to Σ M are given a desired delay by the delay circuits 511 having sequentially different delay times, and then the operation cells A
(51211-512M1) as well as to arithmetic cell A (51212-512M2). As shown in FIG. 3, the operation cell A (51211 to 512M2) includes a multiplier A1 and an adder A2, and performs the following operation. Yout = Yin + W.Xin W; amplitude, phase weight (complex weight) That is, the element input Xin is multiplied by the complex weight W, and the signal Yin from the adjacent cell is added to obtain the output Yout. The operation cells A (51211 to 512M2) are connected in a systolic array, so that a main beam output is obtained from one end. At this time, the main beam forming circuit 51 divides the aperture into two in the azimuth direction and divides the sum beam in the elevation direction by 方向.
By taking the sum and difference of 1 ~Σ M, beamsum output Σ and the beam orientation output ΔAZ is obtained. Further, the main beam-forming circuit 52, the elevation angle output ΔEL is obtained by adding the difference beam Δ 1M elevation direction in the azimuth direction.

【0014】また不要波を抑圧するためにA/D変換器
41,42の各チャンネル信号を制御チャンネルとして
用いる。ここで、A/D変換器41の和ビームΣ1 〜Σ
M をb11〜bL1(1≦L≦M)としA/D変換器4
2の差ビームΔ1 〜ΔM をb12〜bL2とする。制御
チャンネルb11〜bL2のうちの幾つか若しくは全て
の信号は、アダプティブビーム形成回路70に入力され
る。
Further, in order to suppress unnecessary waves, each channel signal of the A / D converters 41 and 42 is used as a control channel. Here, the sum beams Σ 1 -Σ of the A / D converter 41.
M is b11 to bL1 (1 ≦ L ≦ M), and the A / D converter 4
The second difference beam Δ 1M and B12~bL2. Some or all signals of the control channels b11 to bL2 are input to the adaptive beam forming circuit 70.

【0015】図4はアダプティブビーム形成回路70の
内部構成を示すもので、制御チャンネルb11〜bL2
はそれぞれプリプロセッサ回路710に入力され、順次
遅延時間の異なる遅延回路711でタイミングが合わさ
れた後、演算セルB(7121〜712L)及び演算セ
ルC(71321〜713L(L−1))で以下の演算
が行われる。
FIG. 4 shows the internal structure of the adaptive beam forming circuit 70, in which control channels b11-bL2
Are input to the preprocessor circuit 710, and the timings are sequentially adjusted by the delay circuits 711 having different delay times, and then the following operations are performed in the operation cells B (7121 to 712L) and the operation cells C (71321 to 713L (L-1)). Is performed.

【0016】演算セルB Yout1=Xin Yout2=Xin* /|Xin| 演算セルC W(n) =a・W(n−1) +g・Xout(n)・Yin2 Xout(n) =Xin(n−1) −Yin1(n−1)・W(n−1) a;定数 n;サンプリング時間 *;複素共役 g;定数 演算セルBは、図5に示すように、規格化部B1及び複
素共役化部B2で構成されるもので、素子入力Xinを
出力Yout1とすると共に、素子入力Xinを規格化
部B1及び複素共役化部B2を直列に介して出力You
t2とする。
Arithmetic cell B Yout1 = Xin Yout2 = Xin * / | Xin | Arithmetic cell C W (n) = a.W (n-1) + g.Xout (n) .Yin2 Xout (n) = Xin (n-) 1) -Yin1 (n-1) .W (n-1) a; constant n; sampling time *; complex conjugate g; constant As shown in FIG. The element input Xin is used as an output Yout1 and the element input Xin is used as an output Youu via a normalization unit B1 and a complex conjugate unit B2 in series.
Let it be t2.

【0017】演算セルCは、図6に示すように、乗算器
C3、加算器C4、サンプル遅延器C5、係数器C6、
係数器C7及びリミッタC8を用いて現サンプルの複素
ウエイトW(n)とすると共に、乗算器C2で1サンプ
ル前の出力Yout1(n−1)と1サンプル前の複素
ウエイトW(n−1)とを乗じ、これを減算器C1で1
サンプル前の素子入力Xin(n−1)から減じ出力X
out(n)とする。
As shown in FIG. 6, the operation cell C includes a multiplier C3, an adder C4, a sample delay unit C5, a coefficient unit C6,
The coefficient C7 and the limiter C8 are used to determine the complex weight W (n) of the current sample, and the multiplier C2 outputs the output Yout1 (n-1) one sample earlier and the complex weight W (n-1) one sample earlier. , And this is subtracted by the subtractor C1 into 1
Output X subtracted from element input Xin (n-1) before sample
out (n).

【0018】つまり、演算セルBは入力電力の規格化を
行い、演算セルCは入力Xinの成分のうちYinと相
関を持つ信号成分を取り除くものである。これらの演算
セルB,Cを、図4のプリプロセッサ回路710に示す
様にシストリックアレイ状に接続すると、各段にはグラ
ムシュミットの直交化を用いて入力信号を分解した場合
と同様の出力が得られる。しかも規格化が行われている
ので、分解された信号の大きさは全て同じである。これ
らの分解された信号は、図4に示すキャンセレーション
回路720に入力される。
That is, the operation cell B normalizes the input power, and the operation cell C removes a signal component having a correlation with Yin among components of the input Xin. When these operation cells B and C are connected in the form of a systolic array as shown in the preprocessor circuit 710 of FIG. 4, the same output as that obtained when the input signal is decomposed using Gram-Schmidt orthogonalization is provided at each stage. can get. Moreover, since the normalization is performed, the magnitudes of the decomposed signals are all the same. These decomposed signals are input to the cancellation circuit 720 shown in FIG.

【0019】分解信号は、順次遅延時間の異なる遅延回
路721を介してシストリックアレイ状に接続された演
算セルC(72212〜7223L)に入力される。キ
ャンセレーション回路720は、主ビーム形成回路5
1,52の各出力に含まれる不要信号をプリプロセッサ
回路710の分解信号を用いて抑圧するものである。つ
まり、主ビーム形成回路51,52の和ビームΣ、方位
ビームΔAZ及び仰角ビームΔELがそれぞれ各列に入
力され、これらのビーム出力のうち大電力を有する成分
が順次除去される。これにより、最終段の演算セルCに
は、アダプテーションが行われたビーム出力が得られ
る。
The decomposed signals are sequentially input to operation cells C (72212 to 7223L) connected in a systolic array via delay circuits 721 having different delay times. The cancellation circuit 720 includes the main beam forming circuit 5.
An unnecessary signal included in each of the outputs 1 and 52 is suppressed using the decomposition signal of the preprocessor circuit 710. That is, the sum beam Σ, the azimuth beam ΔAZ, and the elevation beam ΔEL of the main beam forming circuits 51 and 52 are input to the respective columns, and components having high power among these beam outputs are sequentially removed. As a result, a beam output having undergone the adaptation is obtained in the last-stage operation cell C.

【0020】ここで、不要波を抑圧する場合、まず、差
ビームを制御チャンネルとしてアダプテーションが行わ
れる。しかし、この場合、差ビームのヌル方向から到来
する不要波を抑圧できない。従って、この方向では和ビ
ームを制御チャンネルとしたアダプテーションを行う。
つまり、図7に示すように差ビームの制御チャンネルb
12〜bL2のヌル点では和ビームの制御チャンネルb
11〜bL1のレスポンスが高くなっている。このこと
を利用して、差ビームのヌル方向から到来する不要波を
抑圧できる。
Here, when suppressing unnecessary waves, first, adaptation is performed using the difference beam as a control channel. However, in this case, the unnecessary wave arriving from the null direction of the difference beam cannot be suppressed. Therefore, in this direction, the adaptation using the sum beam as the control channel is performed.
That is, as shown in FIG. 7, the control channel b of the difference beam
At the null point of 12 to bL2, the control channel b of the sum beam
Responses of 11 to bL1 are high. By utilizing this fact, unnecessary waves arriving from the null direction of the difference beam can be suppressed.

【0021】ここで、和ビームの制御チャンネルでは、
アダプティブビーム形成回路70の演算セルCに設けら
れたリミッタC8で複素ウエイトWを制限し、アダプテ
ーションによって主ビームパターンを乱さないようにし
ている。リミッタC8でのリミット値は、差ビームの制
御チャンネルのヌル面のサイドローブを抑圧できる程度
に選択すれば良い。したがって、所望信号を良好に受信
し、かつ不要信号を確実に抑圧できる。
Here, in the control channel of the sum beam,
The limiter C8 provided in the operation cell C of the adaptive beam forming circuit 70 limits the complex weight W so that the adaptation does not disturb the main beam pattern. The limit value of the limiter C8 may be selected so as to suppress the side lobe on the null plane of the control channel of the difference beam. Therefore, it is possible to satisfactorily receive a desired signal and suppress unnecessary signals.

【0022】また、差ビームのサイドローブが低い場合
は、差ビームの制御チャンネルのみをビーム幅の広い、
例えばテイラー分布の差ビームパターンにすれば全体の
差ビームの低サイドロープ性を損なうことなくこの発明
の方式を適用できる。
When the side lobe of the difference beam is low, only the control channel of the difference beam has a wide beam width.
For example, if a differential beam pattern having a Taylor distribution is used, the method of the present invention can be applied without impairing the low side lobe characteristics of the entire differential beam.

【0023】上記アダプティブビーム形成回路70の構
成として、プリプロセッサ回路710とキャンセレーシ
ョン回路720を用いたオープンループ方式の場合につ
いて述べたが、クローズドループ方式等の場合について
も適用できる。
As the configuration of the adaptive beam forming circuit 70, the case of the open loop system using the preprocessor circuit 710 and the cancellation circuit 720 has been described, but the present invention can also be applied to the case of the closed loop system or the like.

【0024】図8はその構成を示したもので、キャンセ
レーション回路720を用いたクローズドループ方式と
している。各制御チャンネルb11〜bL2は、対応す
るキャンセレーション回路720の演算セルCを構成す
る乗算器C2,C3に入力され演算が行われる。各乗算
器C2の出力は加算器C9で加算された後、減算器C1
で和ビームΣから減算され、アダプティブビームΣが得
られる。以下、アダプティブビームΔAZ,ΔELにつ
いても同様にして得られる。
FIG. 8 shows the configuration, which is of a closed loop type using a cancellation circuit 720. Each of the control channels b11 to bL2 is input to multipliers C2 and C3 constituting the operation cell C of the corresponding cancellation circuit 720, and the operation is performed. After the outputs of the multipliers C2 are added by the adder C9, the outputs of the subtractors C1
Is subtracted from the sum beam で to obtain an adaptive beam Σ. Hereinafter, the adaptive beams ΔAZ and ΔEL are obtained in a similar manner.

【0025】以上、単ビームの場合について説明した
が、図9に示すようにマルチビーム形成にも適用でき
る。図9において、図1も示した構成図と同一部には同
一符号を付して、その説明を省略する。この構成は図1
の構成を複数にしたもので他の構成については全く同じ
である。
Although the case of a single beam has been described above, the present invention can also be applied to multi-beam formation as shown in FIG. 9, the same components as those in the configuration diagram also shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. This configuration is shown in FIG.
And the other configurations are exactly the same.

【0026】尚、この発明は、仰角方向にアナログビー
ム形成し、方位方向にDBFを行う場合について説明し
たが、方位方向にアナログビーム形成し、仰角方向にD
BFを行う場合にも適用できることは勿論である。ま
た、和ビームΣ、方位ビームΔAZ及び仰角ビームΔE
Lのモノパルスビームを形成する場合について述べた
が、和ビームΣのみ形成する場合についても同様の方式
が適用できる。
Although the present invention has been described with respect to the case where analog beam formation is performed in the elevation direction and DBF is performed in the azimuth direction, analog beam formation is performed in the azimuth direction and D is performed in the elevation direction.
Of course, it can be applied to the case where BF is performed. Also, the sum beam Σ, the azimuth beam ΔAZ and the elevation beam ΔE
Although the case where the L monopulse beam is formed has been described, the same method can be applied to the case where only the sum beam Σ is formed.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、主
ビーム形成方向並びに不要波抑圧方向に制約を与えない
1次元DBF方式のアンテナ装置を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a one-dimensional DBF antenna apparatus which does not restrict the main beam forming direction and the unnecessary wave suppressing direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明に係わる1次元DBF方式のアンテ
ナ装置を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a one-dimensional DBF type antenna device according to the present invention.

【図2】 図1に示した主ビーム形成回路をシストリッ
クアレイ方式により実現する場合の構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram when the main beam forming circuit shown in FIG. 1 is realized by a systolic array method.

【図3】 図2に示した主ビーム形成回路の演算セルA
の具体例を示す構成図。
3 is an arithmetic cell A of the main beam forming circuit shown in FIG.
The block diagram which shows the specific example of.

【図4】 図1に示したアダプティブビーム形成回路を
シストリックアレイ方式により実現する場合の構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram in a case where the adaptive beam forming circuit shown in FIG. 1 is realized by a systolic array method.

【図5】 図4に示したアダプティブビーム形成回路の
演算セルBの具体例を示す構成図。
5 is a configuration diagram showing a specific example of an operation cell B of the adaptive beam forming circuit shown in FIG.

【図6】 図4に示したアダプティブビーム形成回路の
演算セルCの具体例を示す構成図。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a specific example of an arithmetic cell C of the adaptive beam forming circuit shown in FIG. 4;

【図7】 制御チャンネルのアンテナパターンを示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing an antenna pattern of a control channel.

【図8】 図1に示したアダプティブビーム形成回路を
シストリックアレイ方式により実現する場合の実施例を
示す構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram showing an embodiment when the adaptive beam forming circuit shown in FIG. 1 is realized by a systolic array method.

【図9】 この発明をマルチビーム形成へ応用した場合
の構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram when the present invention is applied to multi-beam formation.

【図10】 従来の1次元DBF方式のアンテナ装置を
示す構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional one-dimensional DBF antenna device.

【図11】 和ビームの制御チャンネルのアンテナパタ
ーンを示す図。
FIG. 11 is a diagram illustrating an antenna pattern of a control channel of a sum beam.

【図12】 和ビームを制御チャンネルとした場合の問
題点を説明するための図。
FIG. 12 is a diagram for explaining a problem when a sum beam is used as a control channel.

【図13】 差ビーム制御チャンネルのアンテナパター
ンを示す図。
FIG. 13 is a diagram showing an antenna pattern of a difference beam control channel.

【図14】 差ビームを制御チャンネルとした場合の問
題点を説明するための図。
FIG. 14 is a diagram for explaining a problem when a difference beam is used as a control channel.

【符号の説明】 11〜MN…アンテナ素子、21〜2M…アナログビー
ム形成回路、31,32…周波数変換器、41,42…
A/D変換器、51,52…主ビーム形成回路、70…
アダプティブビーム形成回路、Σ1 〜ΣM …和ビーム、
Δ1 〜ΔM …差ビーム、b11〜bL2…制御チャンネ
ル、Σ…和ビーム、ΔAZ…方位ビーム、ΔEL…仰角
ビーム、51211〜512M2…演算セルA、A1…
乗算器、A2…加算器、B1…規格化部、B2…複素共
役化部、511,711…遅延回路、710…プリプロ
セッサ回路、720…キャンセレーション回路、712
1〜712L…演算セルB、71321〜713L(L
−1)…演算セルC、C1…減算器、C2…乗算器、C
3…乗算器、C4…加算器、C5…サンプル遅延器、C
6…係数器、C7…係数器、C8…リミッタ、C9…加
算器。
[Description of Signs] 11 to MN: antenna elements, 21 to 2M: analog beam forming circuits, 31, 32: frequency converters, 41, 42 ...
A / D converters, 51, 52 ... main beam forming circuit, 70 ...
Adaptive beam forming circuit, Σ 1 to Σ M … sum beam,
Δ 1M ... difference beam, b11~bL2 ... control channel, sigma ... sum beam, .DELTA.AZ ... azimuth beam, .DELTA.EL ... elevation beam, 51211~512M2 ... arithmetic cells A, A1 ...
Multiplier, A2: Adder, B1: Normalizing unit, B2: Complex conjugate unit, 511, 711: Delay circuit, 710: Preprocessor circuit, 720: Cancellation circuit, 712
1 to 712L ... Calculation cell B, 71321 to 713L (L
-1) Operation cells C, C1 Subtractor, C2 Multiplier, C
3 Multiplier, C4 Adder, C5 Sample delayer, C
6: coefficient unit, C7: coefficient unit, C8: limiter, C9: adder.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のアンテナ素子と、これら複数のア
ンテナ素子のうち第1の方向に配置されるアンテナ素子
の出力信号をアナログ合成し、それぞれ第1の和ビーム
及び第1の差ビームを形成する複数のアナログビーム形
成手段と、この複数のアナログビーム形成手段からのア
ナログ信号を、それぞれ直接または周波数変換したのち
ディジタル信号に変換する複数の変換手段と、この複数
の変換手段からのディジタル信号が供給され、ディジタ
ルビーム形成により第2の和ビーム及び第2の差ビーム
を得る主ビーム形成手段とを具備するアンテナ装置にお
いて、 前記第1の和ビーム及び第1の差ビームを組み合わせて
制御チャンネルとして前記主ビーム形成手段の各出力に
含まれる不要信号成分を抑圧するものであり、前記第1
の差ビームのヌル方向に、振幅制限された和ビームを形
成した制御信号を用いて不要信号成分を抑圧する不要信
号抑圧手段を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
An analog signal is output from a plurality of antenna elements and an output signal of an antenna element arranged in a first direction among the plurality of antenna elements to form a first sum beam and a first difference beam, respectively. A plurality of analog beam forming means, a plurality of converting means for converting the analog signals from the plurality of analog beam forming means into digital signals directly or after frequency conversion, and a digital signal from the plurality of converting means. An antenna apparatus provided with main beam forming means for obtaining a second sum beam and a second difference beam by digital beam forming, wherein the first sum beam and the first difference beam are combined as a control channel. This is for suppressing unnecessary signal components contained in each output of the main beam forming means.
An unnecessary signal suppressing unit that suppresses an unnecessary signal component by using a control signal that forms a sum beam whose amplitude is limited in a null direction of a difference beam of the antenna device.
【請求項2】 前記不要信号抑圧手段は、前記差ビーム
のサイドローブが低い場合に前記制御チャンネルのうち
差ビームの制御チャンネルのみビーム幅の広い差ビーム
として、前記第1の和ビームの制御チャンネルと組み合
わせることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のア
ンテナ装置。
2. The control channel of the first sum beam, wherein when the side lobe of the difference beam is low, only the control channel of the difference beam has a wide beam width when the side lobe of the difference beam is low. The antenna device according to claim 1, wherein the antenna device is combined with:
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