JPH1075117A - Antenna device - Google Patents

Antenna device

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JPH1075117A
JPH1075117A JP22832196A JP22832196A JPH1075117A JP H1075117 A JPH1075117 A JP H1075117A JP 22832196 A JP22832196 A JP 22832196A JP 22832196 A JP22832196 A JP 22832196A JP H1075117 A JPH1075117 A JP H1075117A
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JP
Japan
Prior art keywords
dimensional digital
stage
signal
digital beamformer
beamformer
Prior art date
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Application number
JP22832196A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Ogaki
和博 大垣
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously form plural beams with a small arithmetic calculation amount in simple constitution by connecting a linear digital beam formation device to an element antenna parallel to the arraying direction of a triangle grid for arraying the element antenna and a reception conversion part. SOLUTION: The element antenna 1a-1l are arranged in a triangle array. The respective reception conversion parts 2a-2l amplify electromagnetic waves received in the respective element antennas 1a 1l, convert them to digital signals, and output them to first stage linear digital beam formation devices 5a-5d. The respective beam formation devices 5a-5d input signals from the element antenna on a grid parallel to an x-axis, execute a beam formation processing, form plural sector beams in a direction vertical-to a y-axis and respectively output them to second stage linear digital beam formation devices 6a-6c. In the respective beam formation devices 6a-6c, the beam formation processing is executed to the inputted signals, and the plural beams are formed in the direction vertical to the x'-axis and outputted.

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、三角形格子状に
配列された電磁波を受信する素子アンテナと、上記各素
子アンテナにおいて受信した電磁波のアナログ受信信号
をディジタル信号に変換する受信変換部と、上記各受信
変換部において変換されたディジタル受信信号に対して
ディジタル的に演算処理を行って複数のビームを同時に
形成する二次元ディジタルビーム形成器とから構成され
るアンテナ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an element antenna for receiving electromagnetic waves arranged in a triangular lattice, a reception converter for converting an analog reception signal of an electromagnetic wave received by each of the element antennas into a digital signal, The present invention relates to an antenna apparatus including a two-dimensional digital beamformer that digitally performs an arithmetic operation on a digital reception signal converted in each reception conversion unit and simultaneously forms a plurality of beams.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7および図8は従来のアンテナ装置の
構成図である。図7は全体構成を示す図であり、図8は
アンテナ開口を正面から見た素子アンテナの配列および
ディジタルビーム形成器への接続を示す図である。図に
おいて、1a〜1lはアンテナ装置の開口面上に三角形
格子状に並べられ、電磁波を受信する素子アンテナ、2
a〜2lは素子アンテナ1a〜1lに対してそれぞれ設
けられ受信した電磁波のアナログ信号を増幅し、ディジ
タル信号に変換する受信変換部、3a〜3lは受信信号
の振幅がゼロの場合に相当する信号を出力するゼロ信号
出力回路、4は受信変換部2a〜2lからのディジタル
受信信号およびゼロ信号出力回路3a〜3lからのゼロ
信号に対してビーム形成処理を行なって複数の方向に同
時に受信ビームを形成する二次元ディジタルビーム形成
器、5a〜5fおよび6a〜6dは二次元ディジタルビ
ーム形成器4を構成する一次元ディジタルビーム形成器
であり、5a〜5fは受信変換部2a〜2lからのディ
ジタル信号に変換された受信信号およびゼロ信号出力回
路3a〜3lからのゼロ信号に対してビーム形成処理を
行なって図に示すy軸と垂直な方向に複数のビームを同
時に形成する一段目一次元ディジタルビーム形成器、6
a〜6dは一段目の一次元ディジタルビーム形成器5a
〜5fの出力する信号に対してビーム形成処理を行なっ
て図に示すx軸と垂直な方向に複数のビームを同時に形
成する二段目一次元ディジタルビーム形成器である。
2. Description of the Related Art FIGS. 7 and 8 are block diagrams of a conventional antenna device. FIG. 7 is a diagram showing an overall configuration, and FIG. 8 is a diagram showing an arrangement of element antennas and a connection to a digital beamformer when the antenna aperture is viewed from the front. In the figure, reference numerals 1a to 1l denote element antennas arranged in a triangular lattice on the opening surface of the antenna device to receive electromagnetic waves.
Reference numerals a to 21 denote reception converters provided for the element antennas 1a to 1l, respectively, for amplifying received analog signals of electromagnetic waves and converting the signals into digital signals. Reference numerals 3a to 31 denote signals corresponding to the case where the amplitude of the received signal is zero. A beam forming process for the digital reception signals from the reception conversion units 2a to 2l and the zero signal from the zero signal output circuits 3a to 3l to simultaneously output the reception beams in a plurality of directions. The two-dimensional digital beamformers 5a to 5f and 6a to 6d are one-dimensional digital beamformers constituting the two-dimensional digital beamformer 4, and 5a to 5f are digital signals from the reception conversion units 2a to 2l. The beamforming process is performed on the received signal converted into the zero signal and the zero signal from the zero signal output circuits 3a to 3l, as shown in FIG. First stage one-dimensional digital beamformer to simultaneously form a plurality of beams in the axial direction perpendicular 6
a to 6d are first-stage one-dimensional digital beamformers 5a
This is a second-stage one-dimensional digital beamformer that performs beam forming processing on signals output from .about.5f to simultaneously form a plurality of beams in a direction perpendicular to the x-axis shown in FIG.

【0003】図9は従来のアンテナ装置によって形成さ
れる複数のビームの指向方向の分布を示す図である。図
において7a〜7iはアンテナ装置によって形成される
ビームの−3dBでの覆域、8a〜8dは低レベル領域
である。
FIG. 9 is a diagram showing the distribution of the directional directions of a plurality of beams formed by a conventional antenna device. In the figure, 7a to 7i are -3 dB coverage areas of the beam formed by the antenna device, and 8a to 8d are low level areas.

【0004】図10は素子アンテナ1a〜1lの配列お
よび形成されるビームの指向方向を表す座標系を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing an arrangement of the element antennas 1a to 1l and a coordinate system representing the directivity of a beam to be formed.

【0005】次に従来のアンテナ装置の動作について説
明する。素子アンテナ1a〜1lは同一開口径のアンテ
ナ装置を同一格子間隔で正方形配列より少ない数の素子
アンテナで構成するために、図8に示すように三角形配
列で並べられる。また、図8に示すように、各素子アン
テナはx軸およびy軸に平行な直方格子上の格子点に一
個おきに並べられて三角形格子を形成する。各受信変換
部2a〜2lは各素子アンテナ1a〜1lにおいて受信
する電磁波を増幅したのちにディジタル信号に変換して
から一段目一次元ディジタルビーム形成器5a〜5fに
出力する。各々の一段目一次元ディジタルビーム形成器
5a〜5fは図のx軸に平行な格子上の素子アンテナか
らの信号を入力し、素子アンテナの存在しない格子点で
はゼロ信号出力回路3a〜3lから振幅が0に相当する
信号を入力し、入力されたディジタル信号に”数1”に
したがってビーム形成処理を施して図のy軸に垂直に出
力番号rにそれぞれ対応した方向に複数の扇型ビームを
形成して二段目一次元ディジタルビーム形成器6a〜6
dにそれぞれ出力する。二段目一次元ディジタルビーム
形成器6a〜6dでは一段目一次元ディジタルビーム形
成器から入力された信号に”数2”にしたがってビーム
形成処理を施してx軸に垂直に出力番号sにそれぞれ対
応した方向に複数のビームを形成する。したがって、こ
のような一段目一次元ディジタルビーム形成器と二段目
二次元ディジタルビーム形成器とで直交交差的に構成す
る二次元ビーム形成器によって形成されるビームを表す
式は”数3”のようになる。このようにしてディジタル
ビームフォーミングアンテナ装置は複数の受信ビームを
同時に形成することができ所望の機能、性能を発揮する
ことができる。
Next, the operation of the conventional antenna device will be described. The element antennas 1a to 1l are arranged in a triangular arrangement as shown in FIG. 8 in order to configure antenna apparatuses having the same aperture diameter with the same lattice interval and a smaller number of element antennas than the square arrangement. As shown in FIG. 8, each element antenna is arranged at every other lattice point on a rectangular lattice parallel to the x-axis and the y-axis to form a triangular lattice. Each of the receiving converters 2a to 2l amplifies an electromagnetic wave received by each of the element antennas 1a to 1l, converts it into a digital signal, and outputs the digital signal to the first-stage one-dimensional digital beamformers 5a to 5f. Each of the first-stage one-dimensional digital beamformers 5a to 5f receives signals from element antennas on a lattice parallel to the x-axis in the figure, and outputs amplitudes from zero signal output circuits 3a to 3l at lattice points where no element antenna exists. Is input to the input digital signal, and a beam forming process is performed on the input digital signal in accordance with "Equation 1" to form a plurality of fan-shaped beams in the direction corresponding to the output number r perpendicularly to the y-axis in FIG. Second stage one-dimensional digital beamformers 6a-6
d. In the second-stage one-dimensional digital beamformers 6a to 6d, a signal input from the first-stage one-dimensional digital beamformer is subjected to beam forming processing according to "Equation 2", and corresponds to the output number s perpendicular to the x-axis. A plurality of beams are formed in the specified directions. Therefore, the equation representing the beam formed by the two-dimensional beamformer configured so as to be orthogonally crossed by the first-stage one-dimensional digital beamformer and the second-stage two-dimensional digital beamformer is expressed by “Equation 3”. Become like In this way, the digital beamforming antenna device can simultaneously form a plurality of reception beams and exhibit desired functions and performance.

【0006】[0006]

【数1】 (Equation 1)

【0007】[0007]

【数2】 (Equation 2)

【0008】[0008]

【数3】 (Equation 3)

【0009】例えば、4入力の一段目一次元ディジタル
ビーム形成器5aにおいては、m=0、2の入力にx軸
に平行な格子上の素子アンテナ1a、1bからの受信信
号が受信変換部2a、2bを通してディジタル信号に変
換されて入力され、残りのm=1、3の入力にはゼロ信
号出力回路3a、3bから等価的に受信信号がない状態
に相当する振幅0の信号を入力して、ビーム形成処理
を”数1”にしたがって施して、図7のy軸に垂直に出
力rにそれぞれ対応した方向に複数の扇型ビームを形成
して二段目一次元ディジタルビーム形成器6a〜6cに
出力する。同様の処理が一段目一次元ディジタルビーム
形成器5b〜5fにおいて行われる。このときに一段目
一次元ディジタルビーム形成器5a〜5fにおいて形成
される複数のビームの指向方向のx軸に対する方向余弦
は、”数1”より”数4”と求めることができる。二段
目一次元ディジタルビーム形成器6aにおいては、一段
目一次元ディジタルビーム形成器5aからのr=0の出
力をn=0の入力から入力して、一段目一次元ディジタ
ルビーム形成器5b〜5fからのr=0のそれぞれ1出
力ずつをn=1〜5のそれぞれの入力から入力して、”
数2”にしたがって図7のx軸に垂直に出力番号sにそ
れぞれ対応した方向に複数のビームを形成してそれぞれ
出力する。同様の処理が二段目一次元ディジタルビーム
形成器6b〜6dにおいて行われる。このときに二段目
二次元ディジタルビーム形成器6a〜6dにおいて形成
される複数のビームの指向方向のy軸に対する方向余弦
は、”数2”より”数5”と求めることができる。した
がって、形成されるビームの指向方向は出力番号r、s
から”数4”および”数5”を用いて計算でき、形成さ
れる複数のビームの指向方向の分布は図9に示すように
四角分布になる。図9では、アンテナ装置の正面方向周
辺の9ビームのみの−3dB値の覆域を示している。ま
た、図9に用いているビームの指向方向の座標系は図1
0に示すものである。
For example, in a four-input first-stage one-dimensional digital beamformer 5a, reception signals from element antennas 1a and 1b on a grid parallel to the x-axis are input to m = 0 and 2 inputs. , 2b, and converted into a digital signal. The remaining inputs of m = 1, 3 are equivalently input from the zero signal output circuits 3a, 3b with a signal having an amplitude of 0 corresponding to a state where there is no received signal. The beam forming process is performed according to "Equation 1" to form a plurality of fan-shaped beams in a direction perpendicular to the y-axis in FIG. 6c. Similar processing is performed in the first-stage one-dimensional digital beamformers 5b to 5f. At this time, the directional cosine of the directional directions of the plurality of beams formed in the first-stage one-dimensional digital beamformers 5a to 5f with respect to the x-axis can be obtained from "Equation 1" as "Equation 4". In the second-stage one-dimensional digital beamformer 6a, the output of r = 0 from the first-stage one-dimensional digital beamformer 5a is input from the input of n = 0, and the first-stage one-dimensional digital beamformers 5b to 5b are input. One output each of r = 0 from 5f is input from each input of n = 1 to 5, and "
According to Equation 2 ", a plurality of beams are formed perpendicularly to the x-axis in FIG. 7 in the directions respectively corresponding to the output numbers s, and are respectively output. The same processing is performed in the second-stage one-dimensional digital beamformers 6b to 6d. At this time, the direction cosine of the directional directions of the plurality of beams formed in the second-stage two-dimensional digital beamformers 6a to 6d with respect to the y-axis can be obtained from "Equation 2" as "Equation 5". Therefore, the directional directions of the formed beam are output numbers r and s.
Can be calculated using Equations 4 and 5 and the distribution of the directional directions of the plurality of beams formed is a square distribution as shown in FIG. FIG. 9 shows a coverage area of −3 dB value of only 9 beams around the front direction of the antenna device. The coordinate system of the beam directional direction used in FIG.
0.

【0010】[0010]

【数4】 (Equation 4)

【0011】[0011]

【数5】 (Equation 5)

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ装置は
以上のように構成されているので、素子アンテナを三角
形配列した場合に二次元ディジタルビーム形成処理をす
るためには素子アンテナ数の2倍の入力数を持つ二次元
ディジタルビーム形成器が必要であり、演算処理数が多
くなりハードウェア規模が大きくなるという課題があっ
た。
Since the conventional antenna device is configured as described above, in order to perform a two-dimensional digital beam forming process when the element antennas are arranged in a triangular form, the number of element antennas is twice as large. There is a problem that a two-dimensional digital beamformer having the number of inputs is required, the number of arithmetic processings is increased, and the hardware scale is increased.

【0013】また、形成される複数のビームの空間上で
の配置は図6に示すように四角配列となるが、このよう
なビームの配置ではビーム7a〜7iの間に図に斜線で
示すように3dBで覆うことのできない受信レベルの低
い低レベル領域8a〜8dが存在するという課題があっ
た。
The arrangement of the plurality of beams formed in the space is a square array as shown in FIG. 6, but in such an arrangement of the beams, a hatched line is shown between the beams 7a to 7i. However, there is a problem that low-level areas 8a to 8d having low reception levels that cannot be covered with 3 dB exist.

【0014】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、素子アンテナを三角配列にしな
がら単純な構成で少ない演算量で同時に複数のビームを
形成することができ、さらに形成される複数のビームの
空間的な配列を三角配列にしてビームの交差レベルの低
い領域を減らすことができるアンテナ装置を得ることを
目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. A plurality of beams can be simultaneously formed with a small amount of calculation with a simple configuration while forming a triangular arrangement of element antennas. It is an object of the present invention to obtain an antenna device capable of reducing a region where a beam crossing level is low by making a spatial arrangement of a plurality of beams into a triangular arrangement.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】第1の発明によるアンテ
ナ装置は、二次元ディジタルビーム形成器のそれぞれの
次元のビーム形成処理を行う一次元ディジタルビーム形
成器を、直交するx軸、y軸の二軸に平行な素子アンテ
ナおよび受信変換部に接続せずに、アンテナ装置開口を
構成する素子アンテナの配列する三角格子の配列方向に
平行な素子アンテナおよび受信変換部に接続するように
構成したものである。
An antenna apparatus according to a first aspect of the present invention includes a two-dimensional digital beamformer, which performs a beamforming process in each dimension with a one-dimensional digital beamformer by using orthogonal x-axis and y-axis. A device configured to be connected to an element antenna and a reception conversion unit parallel to the arrangement direction of a triangular lattice in which element antennas forming an antenna device aperture are arranged without being connected to an element antenna and a reception conversion unit parallel to two axes. It is.

【0016】また、第2の発明によるアンテナ装置は、
二次元ディジタルビーム形成器のそれぞれの次元のビー
ム形成処理を行う一次元ディジタルビーム形成器を、直
交するx軸、y軸の二軸に平行な素子アンテナおよび受
信変換部に接続せずに、アンテナ装置開口を構成する素
子アンテナの配列する三角格子の配列方向に平行な素子
アンテナおよび受信変換部に接続するように構成し、さ
らに一部の素子アンテナを割愛してゼロ信号出力装置を
配したものである。
Further, an antenna device according to a second aspect of the present invention includes:
Without connecting a one-dimensional digital beamformer that performs beamforming processing in each dimension of the two-dimensional digital beamformer to an element antenna parallel to two orthogonal x-axis and y-axis and a receiving conversion unit, Device antenna parallel to the arrangement direction of the triangular lattice in which the element antennas constituting the device aperture are arranged and connected to the receiving conversion unit, and further, a part of the element antennas is omitted and a zero signal output device is arranged. It is.

【0017】また、第3の発明によるアンテナ装置は、
二次元ディジタルビーム形成器のそれぞれの次元のビー
ム形成処理を行う一次元ディジタルビーム形成器を、直
交するx軸、y軸の二軸に平行な素子アンテナおよび受
信変換部に接続せずに、アンテナ装置開口を構成する素
子アンテナの配列する三角格子の配列方向に平行な素子
アンテナおよび受信変換部に接続するように構成し、一
部の素子アンテナを割愛してゼロ信号出力装置を配し、
さらに二次元ディジタルビーム形成器を構成する各々の
一次元ディジタルビーム形成器に2のべき乗の入出力数
を備えたものを用いたものである。
Further, an antenna device according to a third aspect of the present invention includes:
Without connecting a one-dimensional digital beamformer that performs beamforming processing in each dimension of the two-dimensional digital beamformer to an element antenna parallel to two orthogonal x-axis and y-axis and a receiving conversion unit, It is configured to be connected to the element antenna and the reception conversion unit parallel to the arrangement direction of the triangular lattice in which the element antennas constituting the device aperture are arranged, and a zero signal output device is arranged by omitting some element antennas,
Further, each of the one-dimensional digital beamformers constituting the two-dimensional digital beamformer is provided with a power-of-two input / output number.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1および図2はこの発明の実施の形態
1の構成図である。図1は全体構成を示す図であり、図
2はアンテナ開口を正面から見た素子アンテナの配列お
よびディジタルビーム形成器への接続を示す図である。
図において、1a〜1lはアンテナ開口面上に三角形格
子状に並べられ電磁波を受信する素子アンテナ、2a〜
2lは素子アンテナ1a〜1lに対してそれぞれ設けら
れ受信する電磁波を増幅しディジタル信号に変換する受
信変換部、4は受信変換部2a〜2lからのディジタル
受信信号を合成して複数の方向に同時に受信ビームを形
成する二次元ディジタルビーム形成器、5a〜5fおよ
び6a〜6dは二次元ディジタルビーム形成器4を構成
する一次元ディジタルビーム形成器であり、5a〜5d
は受信変換部2a〜2lからのディジタル信号に変換さ
れた受信信号に対してビーム形成処理を行なって図に示
すy軸と垂直な方向に複数のビームを同時に形成する一
段目一次元ディジタルビーム形成器、6a〜6cは一段
目一次元ディジタルビーム形成器5a〜5dの出力する
信号に対してビーム形成処理を行なって図に示すx’軸
と垂直な方向に複数のビームを同時に形成する二段目一
次元ディジタルビーム形成器である。
Embodiment 1 FIG. 1 and 2 are configuration diagrams of a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration, and FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of element antennas and a connection to a digital beamformer when the antenna aperture is viewed from the front.
In the figure, reference numerals 1a to 1l denote element antennas arranged in a triangular lattice on the antenna opening surface to receive electromagnetic waves, and 2a to 1l.
Reference numeral 2l denotes a reception converter provided for each of the element antennas 1a to 1l for amplifying an electromagnetic wave to be received and converting the received electromagnetic wave into a digital signal, and 4 combines digital reception signals from the reception converters 2a to 2l and simultaneously transmits signals in a plurality of directions. Two-dimensional digital beamformers 5a to 5f and 6a to 6d for forming reception beams are one-dimensional digital beamformers constituting the two-dimensional digital beamformer 4, and 5a to 5d.
Is a first-stage one-dimensional digital beam forming for simultaneously forming a plurality of beams in a direction perpendicular to the y-axis shown in the figure by performing beam forming processing on the received signals converted into digital signals from the receiving converters 2a to 2l. And 6a to 6c perform a beam forming process on the signals output from the first-stage one-dimensional digital beamformers 5a to 5d to simultaneously form a plurality of beams in a direction perpendicular to the x 'axis shown in FIG. It is a one-dimensional digital beamformer.

【0019】図3は、実施の形態1を用いて形成される
複数のビームの指向方向の分布を示す図である。図にお
いて7a〜7gはアンテナ装置によって形成されるビー
ムの−3dBでの覆域である。
FIG. 3 is a diagram showing the distribution of the directional directions of a plurality of beams formed using the first embodiment. In the figure, reference numerals 7a to 7g denote coverages of the beam formed by the antenna device at -3dB.

【0020】上記のように構成されたアンテナ装置の動
作について説明する。素子アンテナ1a〜1lは同一開
口径のアンテナ装置を同一格子間隔で正方形配列より少
ない素子アンテナで構成するために、図2に示すように
三角形配列で並べられる。各受信変換部2a〜2lは各
素子アンテナ1a〜1lにおいて受信する電磁波を増幅
したのちにディジタル信号に変換してから一段目一次元
ディジタルビーム形成器5a〜5dに出力する。各々の
一段目一次元ディジタルビーム形成器5a〜5dは、図
のx’軸に平行な格子上の素子アンテナからの信号を入
力して、入力されたディジタル信号に”数6”にしたが
ってビーム形成処理を施して図のy軸に垂直に出力番号
rにそれぞれ対応した方向に複数の扇型ビームを形成し
て二段目一次元ディジタルビーム形成器6a〜6cにそ
れぞれ出力する。各々の二段目一次元ディジタルビーム
形成器6a〜6cでは一段目ディジタルビーム形成器か
ら入力された信号に”数7”にしたがってビーム形成処
理を施してx’軸に垂直に出力番号sにそれぞれ対応し
た方向に複数のビームを形成して出力する。したがっ
て、このような一段目一次元ディジタルビーム形成器と
二段目二次元ディジタルビーム形成器とで斜行交差的に
構成する二次元ビーム形成器によって形成されるビーム
を表す式は”数8”のようになる。このようにしてディ
ジタルビームフォーミングアンテナは複数の受信ビーム
を同時に形成することができ所望の機能、性能を発揮す
ることができる。
The operation of the antenna device configured as described above will be described. The element antennas 1a to 1l are arranged in a triangular arrangement as shown in FIG. 2 in order to form antenna devices having the same aperture diameter with the same lattice interval and fewer element antennas than the square arrangement. Each of the receiving converters 2a to 2l amplifies an electromagnetic wave received by each of the element antennas 1a to 1l, converts it to a digital signal, and outputs the digital signal to the first-stage one-dimensional digital beamformers 5a to 5d. Each of the first-stage one-dimensional digital beamformers 5a to 5d receives a signal from an element antenna on a lattice parallel to the x'-axis in the drawing and forms a beam on the input digital signal according to "Equation 6". Processing is performed to form a plurality of fan-shaped beams in a direction perpendicular to the y-axis in the figure and corresponding to the output number r, respectively, and output to the second-stage one-dimensional digital beamformers 6a to 6c. In each of the second-stage one-dimensional digital beamformers 6a to 6c, a signal input from the first-stage digital beamformer is subjected to beam forming processing in accordance with "Equation 7", and output signals s are respectively perpendicular to the x 'axis. A plurality of beams are formed and output in corresponding directions. Therefore, the equation expressing the beam formed by the two-dimensional beamformer formed obliquely by the first-stage one-dimensional digital beamformer and the second-stage two-dimensional digital beamformer is represented by "Equation 8". become that way. In this way, the digital beamforming antenna can simultaneously form a plurality of reception beams and exhibit desired functions and performance.

【0021】[0021]

【数6】 (Equation 6)

【0022】[0022]

【数7】 (Equation 7)

【0023】[0023]

【数8】 (Equation 8)

【0024】例えば、3入力の一段目一次元ディジタル
ビーム形成器5aにおいては、m=0、1、2の入力に
x’軸方向に平行に並んでいる素子アンテナ1a、1
b、1cからの受信信号が受信変換部2a、2b、2c
を通してディジタル信号に変換されて入力され、ビーム
形成処理を”数6”にしたがって施して、図1のy軸に
垂直に出力番号rにそれぞれ対応した方向に複数の扇型
ビームを形成して二段目一次元ディジタルビーム形成器
6a〜6cに出力する。同様の処理が一段目一次元ディ
ジタルビーム形成器5b〜5dにおいて行われる。この
ときに一段目一次元ディジタルビーム形成器5a〜5d
において形成される複数のビームの指向方向のx軸に対
する方向余弦は、”数6”および”数7”より”数9”
と求めることができる。二段目一次元ディジタルビーム
形成器6aにおいては、一段目一次元ディジタルビーム
形成器5aからのr=0の出力をn=0の入力ポートか
ら入力して、一段目一次元ディジタルビーム形成器5b
〜5dからのr=0のそれぞれ一出力ずつをn=1〜3
のそれぞれの入力に入力して、”数7”にしたがって、
図1のx’軸に垂直に出力番号sにそれぞれ対応した方
向に複数のビームを形成してそれぞれ出力する。同様の
処理が二段目一次元ディジタルビーム形成器6b、6c
において行われる。このときに二段目一次元ディジタル
ビーム形成器6a〜6cにおいて形成される複数のビー
ムの指向方向のy軸に対する方向余弦は、”数7”よ
り”数10”と求めることができる。したがって、形成
されるビームの指向方向は出力番号r、sから”数9”
および”数10”を用いて計算でき、形成される複数の
ビームの指向方向の分布は図3に示すように三角分布に
なる。図3では、アンテナ装置の正面方向周辺の7ビー
ムのみの−3dB値の覆域を示している。また、図3に
用いているビームの指向方向の座標系は図10に示すも
のである。
For example, in the three-input first-stage one-dimensional digital beamformer 5a, the element antennas 1a, 1a arranged in parallel with the inputs of m = 0, 1, 2 in the x'-axis direction.
b, 1c are received by the reception converters 2a, 2b, 2c
The digital signal is converted into a digital signal through the input, and is subjected to beam forming processing according to "Equation 6" to form a plurality of fan-shaped beams in a direction perpendicular to the y-axis in FIG. Output to the one-dimensional digital beamformers 6a to 6c. Similar processing is performed in the first-stage one-dimensional digital beamformers 5b to 5d. At this time, the first-stage one-dimensional digital beamformers 5a to 5d
The direction cosine of the directional directions of the plurality of beams formed at the x-axis is expressed by “Equation 9” from “Equation 6” and “Equation 7”.
Can be requested. In the second-stage one-dimensional digital beamformer 6a, the output of r = 0 from the first-stage one-dimensional digital beamformer 5a is input from the input port n = 0, and the first-stage one-dimensional digital beamformer 5b
N = 1 to 3 for each output of r = 0 from to 5d
And input according to "Equation 7".
A plurality of beams are formed in a direction perpendicular to the x 'axis in FIG. 1 in directions corresponding to the output numbers s, and output. Similar processing is performed in the second-stage one-dimensional digital beamformers 6b and 6c.
It is performed in. At this time, the direction cosine of the directional directions of the plurality of beams formed in the second-stage one-dimensional digital beamformers 6a to 6c with respect to the y-axis can be obtained as "Equation 10" from "Equation 7". Therefore, the directional direction of the beam to be formed is represented by "Equation 9" from the output numbers r and s.
And "Equation 10", and the distribution of the directional directions of the plurality of beams formed is a triangular distribution as shown in FIG. FIG. 3 shows a coverage of a −3 dB value of only seven beams around the front of the antenna device. The coordinate system of the beam directional direction used in FIG. 3 is shown in FIG.

【0025】[0025]

【数9】 (Equation 9)

【0026】[0026]

【数10】 (Equation 10)

【0027】実施の形態2.次に、図4、図5の実施の
形態2のように、一部の素子アンテナ1、受信変換部2
を割愛してゼロ信号出力装置3a、3bを用いた場合に
ついて説明する。この場合、例えば3入力の一段目一次
元ディジタルビーム形成器5aにおいては、m=0、1
の入力にx’軸方向に平行に並んでいる素子アンテナ1
a、1bからの信号が入力され、m=3の入力にはゼロ
信号出力回路3aから等価的に受信信号がない状態に相
当する振幅0の信号を入力して、ビーム形成処理を”数
6”にしたがって施して、図のy軸に垂直に出力番号r
にそれぞれ対応する方向に複数の扇型ビームを形成して
二段目一次元ディジタルビーム形成器6a〜6cにそれ
ぞれ出力する。同様の処理が一段目ディジタルビーム形
成器5b〜5fにおいて行われる。このときに一段目一
次元ディジタルビーム形成器5a〜5fにおいて形成さ
れる複数のビームの指向方向のx軸に対する方向余弦
は、”数6”および”数7”より”数9”と求めること
ができる。二段目一次元ディジタルビーム形成器6aに
おいては、一段目一次元ディジタルビーム形成器5a〜
5cからの出力のr=0のそれぞれ一出力ずつをn=0
〜3のそれぞれの入力に入力して、”数7”にしたがっ
て、図のx’軸に垂直に出力番号sにそれぞれ対応した
方向に複数のビームを形成して出力する。同様の処理が
二段目ディジタルビーム形成器6b、6cにおいて行わ
れる。このときに二段目ディジタルビーム形成器6a〜
6cにおいて形成される複数のビームの指向方向のy軸
に対する方向余弦は、”数7”より”数10”と求める
ことができる。したがって、形成されるビームの指向方
向は出力番号r、sから”数9”および”数10”を用
いて計算でき、形成される複数のビームの指向方向の分
布は図3に示すように三角分布になる。また、形成され
るビームの形状はゼロ信号出力回路3a、3bを用いて
アンテナ装置全体としての開口形状を調整しているの
で、所望の形状に整形される。
Embodiment 2 FIG. Next, as in the second embodiment shown in FIGS. 4 and 5, some of the element antennas 1 and the reception converter 2
And the case where the zero signal output devices 3a and 3b are used will be described. In this case, for example, in a three-input first-stage one-dimensional digital beamformer 5a, m = 0, 1,
Element antennas 1 arranged in parallel to the input of
Signals from a and 1b are input, and a signal having an amplitude of 0 equivalent to a state in which no received signal is equivalently input from the zero signal output circuit 3a is input to the input of m = 3, and the beam forming process is performed according to "Equation 6". Output number r perpendicular to the y-axis in the figure.
And a plurality of fan-shaped beams are formed in the directions respectively corresponding to the first and second stage one-dimensional digital beamformers 6a to 6c. Similar processing is performed in the first-stage digital beamformers 5b to 5f. At this time, the direction cosine of the directional directions of the plurality of beams formed by the first-stage one-dimensional digital beamformers 5a to 5f with respect to the x-axis can be obtained as "Equation 9" from "Equation 6" and "Equation 7". it can. In the second-stage one-dimensional digital beamformer 6a, the first-stage one-dimensional digital beamformers 5a to
Each output of r = 0 of the output from 5c is set to n = 0
3, and a plurality of beams are formed in a direction perpendicular to the x 'axis in the figure and in a direction corresponding to the output number s according to "Equation 7" and output. Similar processing is performed in the second stage digital beamformers 6b and 6c. At this time, the second stage digital beamformers 6a-
The direction cosine of the directional directions of the plurality of beams formed in 6c with respect to the y-axis can be obtained as "Equation 10" from "Equation 7". Therefore, the directional directions of the formed beams can be calculated from the output numbers r and s using “Equation 9” and “Equation 10”, and the distribution of the directional directions of the formed beams is triangular as shown in FIG. Distribution. Further, the shape of the formed beam is adjusted to a desired shape because the aperture shape of the entire antenna device is adjusted using the zero signal output circuits 3a and 3b.

【0028】実施の形態3.次に、図6の実施の形態3
のように、一部の素子アンテナ1、受信変換部2を割愛
してゼロ信号出力装置3を用いて、さらに二次元ディジ
タルビーム形成器の各次元の一次元ディジタルビーム形
成器の入力数を2のべき乗にした場合について説明す
る。この場合、例えば8入力の一段目一次元ディジタル
ビーム形成器5aにおいては、m=0〜3の入力にx’
軸方向に平行に並んでいる素子アンテナ1a〜1dから
の受信信号が受信変換部2a〜2dを通してディジタル
信号に変換されて入力され、残りのm=4〜7の入力に
はゼロ信号出力回路3a〜3dから等価的に受信信号が
ない状態に相当する振幅0の信号を入力して、ビーム形
成処理を”数6”にしたがって施して、図のy軸に垂直
に出力番号rにそれぞれ対応する方向に複数の扇型ビー
ムを形成して二段目一次元ディジタルビーム形成器にそ
れぞれ出力する。同様の処理が一段目ディジタルビーム
形成器5b〜5hにおいて行われる。このときに一段目
ディジタルビーム形成器5a〜5hにおいて形成される
複数のビームの指向方向のx軸に対する方向余弦は、”
数6”および”数7”より”数9”と求めることができ
る。二段目一次元ディジタルビーム形成器6aにおいて
は、一段目一次元ディジタルビーム形成器5a〜5hか
らの出力のそれぞれ一出力ずつをn=0〜7のそれぞれ
の入力に入力して、”数7”にしたがって図のx’軸に
垂直に出力番号sにそれぞれ対応した方向に複数のビー
ムを形成してそれぞれ出力する。同様の処理が二段目デ
ィジタルビーム形成器6b〜6hにおいて行われる。こ
のときに二段目一次元ディジタルビーム形成器6a〜6
hにおいて形成される複数のビームの指向方向のy軸に
対する方向余弦は、”数7”より”数10”と求めるこ
とができる。したがって、形成されるビームの指向方向
は出力番号r、sから”数9”および”数10”を用い
て計算でき、形成される複数のビームの指向方向の分布
は、図3に示すように三角分布になる。また、形成され
るビームの形状はゼロ信号出力回路3a、3bを用いて
アンテナ装置全体としての開口形状を調整しているの
で、所望の形状に整形される。
Embodiment 3 Next, Embodiment 3 of FIG.
As described above, some element antennas 1 and the reception conversion unit 2 are omitted, the zero signal output device 3 is used, and the number of inputs of the one-dimensional digital beamformer of each dimension of the two-dimensional digital beamformer is further reduced to two. The following describes a case in which the power is raised to the power of In this case, for example, in the first-stage one-dimensional digital beamformer 5a having 8 inputs, x ′ is input to the inputs of m = 0 to 3.
Received signals from the element antennas 1a to 1d arranged in parallel in the axial direction are converted into digital signals through the reception converters 2a to 2d and input, and the remaining m = 4 to 7 are input to the zero signal output circuit 3a. 3d, a signal having an amplitude of 0 corresponding to a state where there is no received signal is input, and a beam forming process is performed according to "Equation 6", and the beam forming process corresponds to the output number r perpendicular to the y-axis in FIG. A plurality of fan-shaped beams are formed in the directions and output to the second-stage one-dimensional digital beamformer. Similar processing is performed in the first-stage digital beamformers 5b to 5h. At this time, the direction cosine of the directional directions of the plurality of beams formed in the first-stage digital beamformers 5a to 5h with respect to the x-axis is "
It can be obtained from Equations 6 "and 7" as Equation 9. In the second-stage one-dimensional digital beamformer 6a, one output of each of the outputs from the first-stage one-dimensional digital beamformers 5a to 5h is provided. Are input to the respective inputs of n = 0 to 7, and a plurality of beams are formed in the direction corresponding to the output number s perpendicularly to the x'-axis in the figure according to "Equation 7" and output. Similar processing is performed in the second-stage digital beamformers 6b to 6h, at this time, the second-stage one-dimensional digital beamformers 6a to 6h.
The direction cosine of the directional directions of the plurality of beams formed in h with respect to the y-axis can be obtained as "Equation 10" from "Equation 7". Accordingly, the directional directions of the formed beams can be calculated from the output numbers r and s using “Equation 9” and “Equation 10”, and the distribution of the directional directions of the plurality of formed beams is as shown in FIG. It becomes triangular distribution. Further, the shape of the formed beam is adjusted to a desired shape because the aperture shape of the entire antenna device is adjusted using the zero signal output circuits 3a and 3b.

【0029】実施の形態4.また、上記実施の形態1〜
3においては、二次元ディジタルビーム形成器4を一次
元ディジタルビーム形成器のハードウェアを二段階に接
続して構成する場合について説明したが、二次元ディジ
タルビーム形成器4を同様の演算を行なうソフトウェア
を用いて構成する場合にも同様の効果が得られる。
Embodiment 4 In addition, the first embodiment
3, the case where the two-dimensional digital beamformer 4 is configured by connecting the hardware of the one-dimensional digital beamformer in two stages has been described. The same effect can be obtained also when using the configuration.

【0030】実施の形態5.また、上記実施の形態1〜
4においては、二次元ディジタルビーム形成器4の入出
力数が3行4列、あるいは8行8列の場合について説明
したが、任意の入出力数を持つ二次元ディジタルビーム
形成器を用いて、任意の数の素子アンテナ、受信変換
部、ゼロ信号出力回路を用いた場合にも同様の効果が得
られる。
Embodiment 5 In addition, the first embodiment
4, the case where the number of inputs and outputs of the two-dimensional digital beamformer 4 is 3 rows and 4 columns or 8 rows and 8 columns has been described, but by using a two-dimensional digital beamformer having an arbitrary number of inputs and outputs, The same effect can be obtained when an arbitrary number of element antennas, reception converters, and zero signal output circuits are used.

【0031】実施の形態6.また、上記実施の形態1〜
5においては、素子アンテナ1において受信する信号に
対して受信変換部2においてディジタル信号に変換して
二次元ディジタルビーム形成器4において受信ディジタ
ルビーム形成を行う場合について説明したが、受信変換
部2を用いずに二次元ディジタルビーム形成器4におい
て生成されるディジタル送信信号をアナログ送信信号に
変換する装置を用いて素子アンテナ1から送信する送信
ディジタルビーム形成を行う場合にも、同様の効果が得
られる。
Embodiment 6 FIG. In addition, the first embodiment
5, a case has been described where the signal received by the element antenna 1 is converted into a digital signal by the reception conversion unit 2 and the reception digital beam is formed by the two-dimensional digital beamformer 4. The same effect can be obtained when the transmission digital beam forming for transmitting from the element antenna 1 is performed by using the device for converting the digital transmission signal generated in the two-dimensional digital beamformer 4 into the analog transmission signal without using the same. .

【0032】[0032]

【発明の効果】第1の発明によれば、二次元ディジタル
ビーム形成器4を一次元ディジタルビーム形成器5、6
をそれぞれ素子アンテナの配列する三角形格子の二辺に
平行に接続することによって、同数の素子アンテナを持
つ同規模のアンテナ装置を従来の装置に比べて少ない入
出力数のビーム形成器を用いて実現することができるの
でディジタルビーム形成器の演算処理部の規模を小さく
することができる効果があるとともに、形成する複数の
ビームの指向方向の分布を三角配列にすることができる
ので、受信レベルの低い低レベル領域を減らすことがで
きるという効果がある。
According to the first invention, the two-dimensional digital beamformer 4 is replaced with the one-dimensional digital beamformers 5, 6.
Are connected in parallel to the two sides of the triangular lattice where the element antennas are arranged, thereby realizing an antenna device of the same size with the same number of element antennas using a beamformer with a smaller number of inputs and outputs compared to conventional devices. Therefore, the size of the arithmetic processing unit of the digital beamformer can be reduced, and the distribution of the directional directions of a plurality of beams to be formed can be arranged in a triangular array, so that the reception level is low. There is an effect that the low level area can be reduced.

【0033】また、第2の発明によれば、二次元ディジ
タルビーム形成器4を一次元ディジタルビーム形成器
5、6をそれぞれ素子アンテナの配列する三角形格子の
二辺に平行に接続し、アンテナ装置の開口の周辺部の一
部の素子アンテナ1、受信変換部2を割愛してゼロ信号
出力回路3を用いてアンテナ装置全体としての開口形状
を整えることによって、同数の素子アンテナを持つ同規
模のアンテナ装置を従来の装置に比べて少ない入出力数
のビーム形成器を用いて実現することができるのでディ
ジタルビーム形成器の演算処理部の規模を小さくするこ
とができる効果があるとともに、形成する複数のビーム
の指向方向の分布を三角配列にすることができるので、
受信レベルの低い低レベル領域を減らすことができ、さ
らに形成される複数のビームの形状を所望の形状に整形
することができるという効果がある。
According to the second invention, the two-dimensional digital beamformer 4 is connected to the one-dimensional digital beamformers 5 and 6 in parallel to two sides of a triangular lattice in which element antennas are arranged, respectively. By omitting a part of the element antenna 1 and the reception conversion unit 2 in the peripheral portion of the opening and adjusting the shape of the opening of the entire antenna device using the zero signal output circuit 3, the same scale of the antenna device having the same number of element antennas is obtained. Since the antenna device can be realized by using a smaller number of input / output beamformers as compared with the conventional device, the effect of reducing the scale of the arithmetic processing unit of the digital beamformer is obtained. Because the distribution of the beam directivity direction can be arranged in a triangular array,
There is an effect that the low-level region where the reception level is low can be reduced, and the shapes of a plurality of beams to be formed can be shaped into a desired shape.

【0034】また、第3の発明によれば、二次元ディジ
タルビーム形成器4を一次元ディジタルビーム形成器
5、6をそれぞれ素子アンテナの配列する三角形格子の
二辺に平行に接続し、アンテナ装置の開口の周辺部の一
部の素子アンテナ1、受信変換部2を割愛してゼロ信号
出力回路3を用いてアンテナ装置全体としての開口形状
を整えることによって、同数の素子アンテナを持つ同規
模のアンテナ装置を従来の装置に比べて少ない入出力数
のビーム形成器を用いて実現することができるのでディ
ジタルビーム形成器の演算処理部の規模を小さくするこ
とができる効果があるとともに、形成する複数のビーム
の指向方向の分布を三角配列にすることができるので、
受信レベルの低い低レベル領域を減らすことができ、さ
らにビームの形状を所望の形状に整形することができる
という効果がある。さらに一次元ディジタルビーム形成
器5、6の入出力数を2のべき乗にすることによって、
ディジタルビーム形成器の演算処理に高速フーリエ変換
等の効率の良い演算アルゴリズムを用いることができる
ため演算処理部の規模をさらに小さくすることができる
とともにビーム形成器の入出力数の増加によってビーム
の形状が変わらずにビームの本数が増えて低レベル領域
がさらに減るという効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the two-dimensional digital beamformer 4 is connected to the one-dimensional digital beamformers 5 and 6 in parallel to two sides of a triangular lattice in which element antennas are arranged. By omitting a part of the element antenna 1 and the reception conversion unit 2 in the peripheral portion of the opening and adjusting the shape of the opening of the entire antenna device using the zero signal output circuit 3, the same scale of the antenna device having the same number of element antennas is obtained. Since the antenna device can be realized by using a smaller number of input / output beamformers as compared with the conventional device, the effect of reducing the scale of the arithmetic processing unit of the digital beamformer is obtained. Because the distribution of the beam directivity direction can be arranged in a triangular array,
There is an effect that the low-level region where the reception level is low can be reduced and the beam shape can be shaped into a desired shape. Further, by making the number of inputs and outputs of the one-dimensional digital beamformers 5 and 6 a power of two,
An efficient arithmetic algorithm such as fast Fourier transform can be used for the arithmetic processing of the digital beamformer, so that the scale of the arithmetic processing unit can be further reduced and the beam shape is increased by increasing the number of inputs and outputs of the beamformer. However, there is an effect that the number of beams increases and the low-level region further decreases without changing.

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

【図1】 この発明によるアンテナ装置の実施の形態1
の全体構成図である。
FIG. 1 is a first embodiment of an antenna device according to the present invention;
FIG.

【図2】 この発明によるアンテナ装置の実施の形態1
の素子アンテナの配列を示す図である。
FIG. 2 is a first embodiment of the antenna device according to the present invention;
FIG. 5 is a diagram showing an array of element antennas.

【図3】 この発明によるアンテナ装置を用いて形成さ
れる複数のビームの配列を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of a plurality of beams formed using the antenna device according to the present invention.

【図4】 この発明によるアンテナ装置の実施の形態2
の全体構成図である。
FIG. 4 is a second embodiment of the antenna device according to the present invention;
FIG.

【図5】 この発明によるアンテナ装置の実施の形態2
の素子アンテナの配列を示す図である。
FIG. 5 is a second embodiment of the antenna device according to the present invention;
FIG. 5 is a diagram showing an array of element antennas.

【図6】 この発明によるアンテナ装置の実施の形態3
の素子アンテナの配列を示す図である。
FIG. 6 is a third embodiment of the antenna device according to the present invention;
FIG. 5 is a diagram showing an array of element antennas.

【図7】 従来のアンテナ装置の全体構成図である。FIG. 7 is an overall configuration diagram of a conventional antenna device.

【図8】 従来のアンテナ装置の素子アンテナの配列を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an arrangement of element antennas of a conventional antenna device.

【図9】 従来のアンテナ装置を用いて形成される複数
のビームの配列を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an arrangement of a plurality of beams formed using a conventional antenna device.

【図10】 この発明によるアンテナ装置および従来の
アンテナ装置の構成図および形成される複数のビームの
配列を示す図において用いられる座標系を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a coordinate system used in a configuration diagram of an antenna device according to the present invention and a conventional antenna device and a diagram showing an arrangement of a plurality of beams to be formed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 素子アンテナ 2 受信変換部 3 ゼロ信号出力回路 4 二次元ディジタルビーム形成器 5 一段目一次元ディジタルビーム形成器 6 二段目一次元ディジタルビーム形成器 7 ビームの覆域 8 低レベル領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Element antenna 2 Reception conversion part 3 Zero signal output circuit 4 Two-dimensional digital beamformer 5 First-stage one-dimensional digital beamformer 6 Second-stage one-dimensional digital beamformer 7 Beam coverage 8 Low level area

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 三角形格子状に配列され、電磁波を受信
する素子アンテナと、上記各素子アンテナにおいて受信
した電磁波のアナログ受信信号をディジタル信号に変換
する受信変換部と、上記各受信変換部において変換され
たディジタル受信信号に対してディジタル的に演算処理
を行って複数のビームを同時に形成する二次元ディジタ
ルビーム形成器とから構成されるアンテナ装置におい
て、上記二次元ディジタルビーム形成器は垂直方向走査
用の一段目一次元ディジタルビーム形成器と斜行方向走
査用の二段目一次元ディジタルビーム形成器の二階層の
一次元ディジタルビーム形成器を交差させて配列し、上
記二階層のそれぞれの一次元ディジタルビーム形成器を
上記各素子アンテナおよび各受信変換部に接続する方向
をそれぞれ上記素子アンテナの配列された三角格子の二
辺に平行な方向にしたことを特徴とするアンテナ装置。
1. An element antenna arranged in a triangular lattice and receiving an electromagnetic wave, a reception conversion section for converting an analog reception signal of the electromagnetic wave received by each of the element antennas into a digital signal, and a conversion in each of the reception conversion sections And a two-dimensional digital beamformer for simultaneously forming a plurality of beams by digitally performing an arithmetic operation on the received digital received signal, wherein the two-dimensional digital beamformer is for vertical scanning. The first-stage one-dimensional digital beamformer and the second-stage one-dimensional digital beamformer for oblique scanning are arranged so that two-dimensional one-dimensional digital beamformers cross each other. The direction in which the digital beamformer is connected to each of the above-mentioned element antennas and each of the receiving / converting sections is defined by the above-mentioned element antenna. An antenna device having a direction parallel to two sides of a triangular lattice in which antennas are arranged.
【請求項2】 三角形格子状に配列され、電磁波を受信
する素子アンテナと、上記各素子アンテナにおいて受信
した電磁波のアナログ受信信号をディジタル信号に変換
する受信変換部と、上記各受信変換部において変換され
たディジタル受信信号に対してディジタル的に演算処理
を行って複数のビームを同時に形成する二次元ディジタ
ルビーム形成器とから構成されるアンテナ装置におい
て、上記二次元ディジタルビーム形成器は垂直方向走査
用の一段目一次元ディジタルビーム形成器と斜行方向走
査用の二段目一次元ディジタルビーム形成器の二階層の
一次元ディジタルビーム形成器を交差させて配列し、上
記二階層のそれぞれの一次元ディジタルビーム形成器を
上記各素子アンテナおよび各受信変換部に接続する方向
をそれぞれ上記素子アンテナの配列された三角格子の二
辺に平行な方向にし、アンテナ装置全体の合成開口形状
を調整して形成されるビームの形状を整形するために、
上記素子アンテナの一部を割愛して、等価的に受信信号
がない状態に相当する振幅0の信号を出力するゼロ信号
出力回路を配置したことを特徴とするアンテナ装置。
2. An element antenna arranged in a triangular lattice and receiving an electromagnetic wave, a reception conversion section for converting an analog reception signal of the electromagnetic wave received by each element antenna into a digital signal, and a conversion in each of the reception conversion sections. And a two-dimensional digital beamformer for simultaneously forming a plurality of beams by digitally performing an arithmetic operation on the received digital received signal, wherein the two-dimensional digital beamformer is for vertical scanning. The first-stage one-dimensional digital beamformer and the second-stage one-dimensional digital beamformer for oblique scanning are arranged so that two-dimensional one-dimensional digital beamformers cross each other. The direction in which the digital beamformer is connected to each of the above-mentioned element antennas and each of the receiving / converting sections is defined by the above-mentioned element antenna. In order to shape the beam formed by adjusting the synthetic aperture shape of the entire antenna device in the direction parallel to the two sides of the triangular lattice where the antennas are arranged,
An antenna device, wherein a part of the element antenna is omitted, and a zero signal output circuit that outputs a signal having an amplitude of 0 equivalent to a state where there is no received signal is disposed equivalently.
【請求項3】 三角形格子状に配列され、電磁波を受信
する素子アンテナと、上記各素子アンテナにおいて受信
した電磁波のアナログ受信信号をディジタル信号に変換
する受信変換部と、上記各受信変換部において変換され
たディジタル受信信号に対してディジタル的に演算処理
を行って複数のビームを同時に形成する二次元ディジタ
ルビーム形成器とから構成されるアンテナ装置におい
て、上記二次元ディジタルビーム形成器は垂直方向走査
用の一段目一次元ディジタルビーム形成器と斜行方向走
査用の二段目一次元ディジタルビーム形成器の二階層の
一次元ディジタルビーム形成器を交差させて配列し、上
記二階層のそれぞれの一次元ディジタルビーム形成器を
上記各素子アンテナおよび各受信変換部に接続する方向
をそれぞれ上記素子アンテナの配列された三角格子の二
辺に平行な方向にし、アンテナ装置全体の合成開口形状
を調整して形成されるビームの形状を整形するために、
上記素子アンテナの一部を割愛して、等価的に受信信号
がない状態に相当する振幅0の信号を出力するゼロ信号
出力回路を配置し、さらに形成される複数のビームの本
数を増やしてその指向方向を調整するとともに演算処理
数を削減するために、上記各一次元ディジタルビーム形
成器に2のべき乗の入出力数を備えたものを用いたこと
を特徴とするアンテナ装置。
3. An element antenna arranged in a triangular lattice and receiving an electromagnetic wave, a reception conversion section for converting an analog reception signal of the electromagnetic wave received by each of the element antennas into a digital signal, and a conversion in each of the reception conversion sections. And a two-dimensional digital beamformer for simultaneously forming a plurality of beams by digitally performing an arithmetic operation on the received digital received signal, wherein the two-dimensional digital beamformer is for vertical scanning. The first-stage one-dimensional digital beamformer and the second-stage one-dimensional digital beamformer for oblique scanning are arranged so that two-dimensional one-dimensional digital beamformers cross each other. The direction in which the digital beamformer is connected to each of the above-mentioned element antennas and each of the receiving / converting sections is defined by the above-mentioned element antenna. In order to shape the beam formed by adjusting the synthetic aperture shape of the entire antenna device in the direction parallel to the two sides of the triangular lattice where the antennas are arranged,
A part of the element antenna is omitted, a zero signal output circuit that outputs a signal of amplitude 0 equivalent to a state where there is no received signal is disposed, and the number of a plurality of beams formed is further increased to increase the number. An antenna apparatus, wherein each one-dimensional digital beamformer is provided with a power-of-two input / output number in order to adjust the directivity direction and reduce the number of arithmetic processing.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114840052A (en) * 2022-07-05 2022-08-02 西安电子科技大学 IP core of generalized two-dimensional digital beam forming technology and generation method

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