JPS63268301A - Array antenna - Google Patents

Array antenna

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JPS63268301A
JPS63268301A JP10254687A JP10254687A JPS63268301A JP S63268301 A JPS63268301 A JP S63268301A JP 10254687 A JP10254687 A JP 10254687A JP 10254687 A JP10254687 A JP 10254687A JP S63268301 A JPS63268301 A JP S63268301A
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Abstract

PURPOSE:To form a mono-pulse pattern with simple circuit constitution by providing a means having a variable attenuator between a combination input terminal of a power combiner and a distribution output terminal of a power two-distributer and controlling the attenuation of the variable attenuator. CONSTITUTION:A caption 1 shows antenna element arrays arranged on a circle and a caption SP3T2 is a switch to select eight antenna elements to be excited among 24 antenna elements. The signal is divided into two systems by the power two-distributer 3; one is directed to an output terminal 6 and the other is routed to an output terminal 7. The system directed to the output terminal 6 forms a sum pattern by the power combiner 5. A phase shifter 4(hereafter referred to as 0 deg./180 deg. phase shifter) varying a phase shift of 180 deg. inverts the phase of a signal through one side four elements and the remaining four elements of eight consecutive antenna element arrays selected by the switch SP3T2 among signals toward the output terminal 7. The signal passing through the 0 deg./180 deg. phase shifter forms a difference pattern by the power combiner 5.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アレイアンテナに関し、特に、モノパルスパ
ターンを形成するアレイアンテナの電力合成部に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an array antenna, and more particularly to a power combining section of an array antenna that forms a monopulse pattern.

従来の技術 従来、モノパル子パターンを形成するためには複数のア
ンテナ素子よりなるアンテナ開口の右側半分からRF傷
信号び左側半分からのRF傷信号別々に電力合成し、ハ
イブリッド回路を用いて和パターン及び差パターンを形
成していた。
Conventional technology Conventionally, in order to form a monopulver pattern, the power of an RF flaw signal from the right half and the RF flaw signal from the left half of an antenna aperture consisting of a plurality of antenna elements are separately combined, and a hybrid circuit is used to form a sum pattern. and formed a differential pattern.

特に、和パターンと差パターンを形成するための励振振
幅分布として異なる分布を用いる場合には1例えば第3
図に示すようなモノパルス給W回路を用いて、励損振幅
分布を設定し、所望のモノパルスパターンを形成してい
た。
In particular, when using different distributions as the excitation amplitude distributions for forming the sum pattern and the difference pattern,
Using a monopulse feed W circuit as shown in the figure, the excitation amplitude distribution was set to form a desired monopulse pattern.

さて、この種のアレイアンテナをレーダ装置のアンテナ
として用いる場合には、全方位ビーム走査機能を必要と
することが多く、このために、平面上に複数のアンテナ
素子を配列したプレーナアレイアンテナを機械的に回転
する方法、あるいは900以上の角度範囲にわたって電
子走査を行うフエーズドプレイアンテナダ台をtOoず
つ異なる方向を向けて設電し、電気的に全方位ビーム走
査する方法等が用いられている。
Now, when this type of array antenna is used as an antenna for a radar device, an omnidirectional beam scanning function is often required. Alternatively, a method is used in which a phased play antenna base that performs electronic scanning over a range of more than 900 angles is installed with each tOo pointing in a different direction, and the beam is electrically scanned in all directions. .

これらに対し、!気的に全方位ビーム走査を行う方法と
しては、複数のアンテナ素子を円周上に並べたサーキュ
ラアレイアンテナや複数の素子を円筒の表面に並べたシ
リンドリカルアレイアンテナのように励振開口を電気的
に切替えてビーム走査を行う方式が提案されている。こ
の方式は前記機械回転方式に比べてビーム走査周期等を
自由に制御できること、また、前記プレーナアレイアン
テナ方式に比べてビーム走査時の放射パターン性能の劣
化が々いことなどの点で優れた方式であるだめに、近年
、その重要性が高まってきている。
Against these! To perform omnidirectional beam scanning electrically, the excitation aperture can be electrically scanned, such as a circular array antenna in which multiple antenna elements are arranged on the circumference, or a cylindrical array antenna in which multiple elements are arranged on the surface of a cylinder. A method has been proposed in which beam scanning is performed by switching. This method is superior to the above-mentioned mechanical rotation method in that the beam scanning period etc. can be controlled more freely, and compared to the above-mentioned planar array antenna method, the radiation pattern performance during beam scanning is less degraded. However, its importance has increased in recent years.

発明が解決しようとする問題点 上述した従来のモノパルスパターン形成のだめの電力合
成方式では、アンテナ素子列と電力合成部の入力端子が
順次に対応することが必要である。
Problems to be Solved by the Invention In the conventional power combining method for monopulse pattern formation described above, it is necessary that the antenna element array and the input terminal of the power combining section correspond to each other in sequence.

従って、シリンドリカルアレイアンテナ等、励振開口を
電気的に切替えて走査する場合には、第4図に示す様に
、トランスファスイッチ9を切替よることにより、電力
合成部と、励振開口内のアンテナ素子を所定の関係で接
続する直列スイッチ回路、あるいは第3図に示す様に、
トランスファスイッチtと単極3投スイツチ(以後略し
てSP、?Tと記す)−を切替えることにより、電力合
成部と。
Therefore, when scanning is performed by electrically switching the excitation aperture of a cylindrical array antenna, etc., by switching the transfer switch 9 as shown in FIG. A series switch circuit connected in a predetermined relationship, or as shown in Figure 3,
By switching the transfer switch t and the single-pole three-throw switch (hereinafter abbreviated as SP and ?T), the power combining section is created.

励振開口内のアンテナ素子を所定の関係で接続するスイ
ッチマトリクス回路等が必要となる。
A switch matrix circuit or the like is required to connect the antenna elements within the excitation aperture in a predetermined relationship.

しかしながら、第4図に示す直列スイッチ回路では、電
力合成部とアンテナ素子間の電力損失がスイッチの切替
状態で異なるという欠点がある。
However, the series switch circuit shown in FIG. 4 has a drawback in that the power loss between the power combiner and the antenna element varies depending on the switching state of the switch.

例えば、第4図に示す様に9円周上に3個のアンテナ素
子を配列し、そのうちのt個を励振する場合を考えると
、スイッチ7個の電力損失がldBの時、最大で30d
Bの損失の差ができる。
For example, if we consider the case where three antenna elements are arranged on nine circles and t of them are excited as shown in Fig. 4, when the power loss of seven switches is ldB, the maximum power loss is 30dB.
There is a difference in the loss of B.

一方、第5図に示すスイッチ寸トリクス回路でか必要と
なる。たとえば、励振アンテナ素子数が一36個の場合
に約1000個のトランスファスイッチと、約:100
θ本の接続ケーブルが必要となる。
On the other hand, the switch size matrix circuit shown in FIG. 5 is required. For example, when the number of excited antenna elements is 136, approximately 1000 transfer switches and approximately 100
θ connection cables are required.

したがって、従来方式は配線の複雑化によ不信頼性の低
下や組立のだめのコストが高い等の欠点があった。
Therefore, the conventional method has disadvantages such as reduced unreliability due to complicated wiring and high assembly costs.

本発明は従来の上記実情に鑑みてなされたものであり、
従って本発明の目的は、従来の技術に内在する上記諸欠
点を解消することを可能とした新規なアレイアンテナを
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation,
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a novel array antenna that makes it possible to eliminate the above-mentioned drawbacks inherent in the conventional technology.

問題点を解決するための手段 上記目的を達成する為に1本発明に係るアレイアンテナ
は、複数のアンテナ素子と、電力合成部よりなるプレイ
アンテナにおいて、前記電力合成部が、複数のアンテナ
素子から入力される信号をそれぞれ一票絆に昼餉1ナス
奔めの鎗Pアンテナ査子と同数の電カー゛分配器と、 
in記電力コ分配器で分割されたコ系統の各々について
、それぞれ複数の信号を合成するための一台の電力合成
器と、相対的に1to0相異なる一つの移相量を切替え
−て設定する前記電力コ分配器と同数の移相器とを有し
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, an array antenna according to the present invention is a play antenna comprising a plurality of antenna elements and a power combining section, in which the power combining section combines the antenna elements from the plurality of antenna elements. Each input signal is connected to one wire for one day, and the same number of power distributors as P antenna probes are used.
For each of the power systems divided by the power dividers, one power combiner for combining multiple signals and one phase shift amount that is relatively 1 to 0 phase different are switched and set. It has the same number of phase shifters as the power splitter.

かつ、前記電力合成器の少々くとも一台の合成入力端子
と、前記電カス分配記の分配出力端子との間に前記移相
器を接続して構成されるか、あふいは、さらに前記アレ
イアンテナにおいて、前記電力合成器の合成入力端子と
、前記電カー分°配器の分配出力端子との間に可変減衰
器を有し、前記可変減衰器の減衰量を制御する手段を具
備して構成される。
and the phase shifter is connected between at least one synthesis input terminal of the power combiner and the distribution output terminal of the electric waste distribution register; The array antenna includes a variable attenuator between a synthesis input terminal of the power combiner and a distribution output terminal of the power distribution device, and includes means for controlling an amount of attenuation of the variable attenuator. configured.

実施例 次に1本発明をその好ましい一実施例について図面を参
照して具体的に説明する。
Embodiment Next, a preferred embodiment of the present invention will be specifically explained with reference to the drawings.

以下に記載する本発明の冥施例においては、説明の便宜
上、アンテナ素子を円周上に並べたサーキュラアレイア
ンテナを用いて説明する。
In the following embodiments of the present invention, for convenience of explanation, a circular array antenna in which antenna elements are arranged on a circumference will be used.

第1図は11本発明の第1の実施例を示す概略構成因で
あり、ダ個のアンテナ素子を円周上に並ベタサーキュラ
アレイアンテナにおいて、連続した3個のアンテナ素子
を励振する場合の構成図である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a first embodiment of the present invention, in which two antenna elements are arranged on the circumference in a solid circular array antenna, and three consecutive antenna elements are excited. FIG.

第1図を参照するに、参照番号/は円周上に並べられた
アンテナ素子列を示し、コは、 SP、7Tであって、
μ個のアンテナ素子のうち励振する3個のアンテナ素子
を選択するためのスイッチである。
Referring to FIG. 1, the reference number / indicates a row of antenna elements arranged on the circumference, and C is SP, 7T,
This is a switch for selecting three antenna elements to be excited among μ antenna elements.

3は電力−分配器であり、これにより、信号は。3 is a power divider, whereby the signal is .

出力端+6に向う系統と、出力端子7に向かう系統に二
分割される。出力端+6に向かう系統は電力合成器jに
よって和パターンを形成する。ダは/10°の移相量を
切替える移相器(以下θ°/1WO6移相器と記す)で
あり、出力端子りに向かう信号のうち、 5pJTコよ
り選択された連続した3個のアンテナ素子列の片側ダ素
子と残る片側ダ素子の位相を反転する為に用いられる。
It is divided into two systems: one for output terminal +6 and one for output terminal 7. The system going to the output end +6 forms a sum pattern by the power combiner j. DA is a phase shifter that switches the phase shift amount of /10° (hereinafter referred to as θ°/1WO6 phase shifter), and among the signals going to the output terminal, three consecutive antennas selected from 5pJT It is used to invert the phase of one side of the element array and the remaining one side of the element array.

0 ’/ IgO’移相器ダを通過した信号は電力合成
器!によって差パターンを形成する。
The signal that has passed through the 0'/IgO' phase shifter is sent to the power combiner! A difference pattern is formed by

例えば、第1図中のアンテナ素子loi −iotを励
振する時には、 5PjTコl−コはそれぞれアンチ−
)−素子tol−totr KW続サす、o ’/ t
to ’ 移相器lI/〜ダざは、グ/〜lIψが移相
量o’、in〜<<rが移相量/10 ’に設定され用
いられる。次にアンテナ素子10コ〜109を励振する
時には、SP、7Tコは、n−λtがそれぞれアンテナ
素子lOコ〜101 IC接続された状態で、コ/がア
ンテナ素子109に接続されるように切替えられる。さ
らに、  o0/lto°移相器弘/−’ltは。
For example, when exciting the antenna elements loi-iot in FIG.
) - element tol-totr KW continues, o'/t
to' The phase shifter lI/~daza is used with g/~lIψ set to the phase shift amount o', and in~<<r set to the phase shift amount/10'. Next, when exciting antenna elements 10 to 109, SP and 7T are switched so that n-λt is connected to antenna element 101 and IC is connected to antenna element 109. It will be done. Furthermore, o0/lto° phase shifter Hiroshi/-'lt.

ダコ〜111が移相量0’、II/及び176〜17g
が移相量ito°に設定されて用いられる。
Dako~111 has a phase shift of 0', II/and 176~17g
is used by setting the phase shift amount ito°.

本実施例でわかるように1本発明では、SP、7T−の
入力端子が、励振するアンテナ素子の並びと一致する必
要がなくなる。
As can be seen from this embodiment, in the present invention, the input terminals of SP and 7T- do not need to match the arrangement of the antenna elements to be excited.

第2図は本発明の第一の実施例を示す概略構成図であり
、第1図で示した回路構成をさらに拡張したものである
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, which is a further expansion of the circuit configuration shown in FIG.

第2図を参照するに、木筆−の実施例は、可変減衰器t
を用いて開口上の励振振幅分布にウェイティングを付け
ることにより、放射パターンを低サイドロープ化するも
のである。
Referring to FIG.
By weighting the excitation amplitude distribution over the aperture using , the radiation pattern is made to have a low siderope.

以上説明した各実施例においては、サーキュラアレイア
ンテナについて述べたが1本発明は複数の素子を任意の
曲面上に並べたコンフォーマルアレイアンテナ、プレー
ナマレイアンテナ、シリンドリカルアレイアンテナ等に
ついても同様に適用できることはもちろんである。
In each of the embodiments described above, a circular array antenna has been described, but the present invention can be similarly applied to a conformal array antenna, a planar array antenna, a cylindrical array antenna, etc. in which a plurality of elements are arranged on an arbitrary curved surface. Of course.

発明の詳細 な説明したように1本発明によれば、電力1分配器、 
 /100の移相量を切替える移相器及び電力合成器を
用いて電力合成部を構成することにより。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the present invention, a power divider;
By configuring a power combining section using a phase shifter that switches a phase shift amount of /100 and a power combiner.

アレイアンテナの励振開口を切替えて走査する場合に、
励振されたアンテナ素子列と電力合成部の入力端子を順
次に対応させる必要がなくなり、簡潔な回路構成でモノ
パルスパターンを形成できる効果が得られる。
When scanning by switching the excitation aperture of the array antenna,
It is no longer necessary to sequentially correspond the excited antenna element array to the input terminal of the power combining section, and it is possible to form a monopulse pattern with a simple circuit configuration.

さらに1本発明によれば、独立に制御可能な可変減衰器
を用いることにより、励振振幅にウェイティングを付け
、低サイドローブのモノパルスパターンを形成できる効
果が得られる。
Furthermore, according to the present invention, by using an independently controllable variable attenuator, it is possible to weight the excitation amplitude and form a monopulse pattern with low side lobes.

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

第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック構成図、
第一図は本発明の第一の実施例を示すブロック構成図、
第3図はモノパルス給電回路の一例を示す図、第ダ図は
直列スイッチ回路の一例を示す図、第5図はスイッチマ
トリックス回路の一例を示す図である。 l・・・移相器を含む円周上に並んだアンテナ素子列、
コ(27〜2g )・・・SP、7T、、7・・・電力
コ分配器。 弘(ダt−tIg)・・・itooの移相量を切替える
移相器(0’/ IgO’移相器)、j・・・電力合成
器、6・・・和パターン出力端子、り・・・差パターン
出力端子、ざ・・・可変減衰器、q・・・トランスファ
ースイッチ、/l、10/〜/コト・・アンテナ素子、
/ユ・・・移相器、jノ・・・電力合成部 特許出願人   日本電気株式会社 代 理 人   弁理士 熊谷雄太部 6:I:Ilぐター:/8力j高子 7:差パター〉出力n*+ 8:可tノ五衰器。 第2図 6: 和パターシ出力塙手 7: 漫ノ(°ター二、jシカ立S+ 9: トラ;スフ7−スイッチ 51:電力台gtg13 第5図
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention;
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing an example of a monopulse power supply circuit, FIG. 3 is a diagram showing an example of a series switch circuit, and FIG. 5 is a diagram showing an example of a switch matrix circuit. l...A row of antenna elements arranged on the circumference including a phase shifter,
(27~2g)...SP, 7T,,7...Power splitter. Hiro (dat-tIg)...Phase shifter that switches the amount of phase shift of itoo (0'/IgO' phase shifter), j...Power combiner, 6...Sum pattern output terminal, Ri... ...Difference pattern output terminal, Z...variable attenuator, q...transfer switch, /l, 10/~/koto...antenna element,
/U...Phase shifter,J...Power synthesis unit Patent applicant NEC Corporation Representative Patent attorney Yuta Kumagai 6: I: Ilgter: /8 force j Takako 7: Difference putter 〉Output n*+ 8: Possible t five-attenuator. Fig. 2 6: Japanese pattern output 7: manno (° ter 2, j shika tachi S+ 9: tiger; suffu 7-switch 51: power stand gtg13 Fig. 5

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、複数のアンテナ素子と、電力合成部とを有する
アレイアンテナにおいて、 前記電力合成部が、 複数のアンテナ素子から入力される信号をそれぞれ2系
統に分割するための前記アンテナ素子と同数の電力2分
配器と、 前記電力2分配器で分割された2系統の各々において複
数の信号を合成するための2台の電力合成器と、 相対的に180°相異なる2つの移相量を切替えて設定
する前記電力2分配器と同数の移相器と、を有し、かつ
少なくとも一方の電力合成器の合成入力端子と前記電力
2分配器の分配出力端子との間に前記移相器を接続して
成ることを特徴とするアレイアンテナ。
(1) In an array antenna having a plurality of antenna elements and a power combining section, the power combining section has the same number of antenna elements as the number of antenna elements for dividing signals input from the plurality of antenna elements into two systems, respectively. A two-power divider, two power combiners for combining a plurality of signals in each of the two systems divided by the two-power divider, and switching between two relatively 180° phase shift amounts. and the same number of phase shifters as the two power dividers set as the two power dividers, and the phase shifters are provided between the synthesis input terminal of at least one of the power combiners and the distribution output terminal of the two power dividers. An array antenna characterized by being connected.
(2)、前記電力合成器の合成入力端子と前記電力2分
配器の分配出力端子との間に可変減衰器を有し、前記可
変減衰器の減衰量を個々に制御する手段をもつことを更
に特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載のアレイ
アンテナ。
(2) A variable attenuator is provided between the synthesis input terminal of the power combiner and the distribution output terminal of the two-power divider, and means for individually controlling the amount of attenuation of the variable attenuator is provided. The array antenna according to claim (1) is further characterized.
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