JPH02183185A

JPH02183185A - アンテナ装置

Info

Publication number: JPH02183185A
Application number: JP1002504A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Nishioka; 保彦西岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1990-07-17
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: JPH07112129B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分計〕この発明は、レーダに使用する装置に関し、更に詳しく
ばレーダの送信系にフェーズドアレイ方式を、受信系に
ディジタルビームフォーミング方式を採用したし一ダ装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種のアンテナ装置の構成例を第３図に示す。

第３図において、（１）は素子アンテナ、（りは小型送
受信ＩＩ、＋４１は全体として受信信号変換器。

（５）は分配器、（６）は送受信号切換器、（７）は周
波数変換器、（８）は帯域制限る波器、（９）はアナロ
グ／ディジタル変換器、α〔は電気／光変換器、Ｏｌ）
は信号処理器、＠は入力端子。

第４図は第３図に示した小型送受信器（２）の内部構成
例であり、第４図において、■は移相器、（ロ）は送受
切換器、（１９は高出力増幅器、く０は低雑音増幅器、
くｍおよび（日は入出力端子である。

第５図は第３図に示した送受信号切換器（６）の内部構
成例であり、第４図において、　（＋９）は切換器。

（至）は入力端子、　（２１）は入出力端子、　（２２
）および（２３）は出力端子である。

第３図から第５図を用いて従来のアンテナ装置の動作を
説明する。

外部装置から送信信号と局発信号が時分割信号となって
入力端子■に入力された信号は１分配器（５）を経て複
数個からなる受信信号変換器（４）の送受信号切換器（
６）に入力される。送受信号切換器（６）は。

第５図に示す構成となってお９．入力端子■に入力され
た上記信号は、送信時に２個の切換器（１９ｍ。

１９ｂ）が送信信号に同期して切換えられ、送信信号の
み入出力端子（２１）に出力される。一方、受信時は２
局発信号に同期して上記切換器（１９ａ、　１９ｂ）が
切り換えられて出力端子（２３）に局発信号のみ出され
ると同時に、入出力端子（２１）からの受信信号は切換
器（１９ｂ）によって受信信号を出力端子（２２）に出
力される。

送受信号切換器（６）により分離された送信信号は。

小型送受信器（２−１ｍ）に入力される。小型送受信器
（２−１ｍ）は第４図に示す進抄に構成されており、入
出力端子（ｒ６に入力された送信信号は、送受切換器（
１４ａ）を経て、移相器■に入力され、所要の透過位相
となる様にディジタル的に＃御された後、高出力増幅！
ｉ！！　（＋！；）で増幅し、送受切換器（１４ｂ）を
経て、入出力端子（■に出力される。この入出力端子（
■に接続された素子アンテナ（１−１ｍ）を経て送信信
号が空間に放射される。アンテナ装置は複数個の受信信
号変換器（４−１ａ〜４−Ｎｕ）　、小型送受信１％　
（２−１ａ　〜２−Ｎｍｌ　、素子アンテナ（１−１ｍ
−１−Ｎ＋ｍ）を具備して構成されているため、小型送
受信器（２−１ａ〜２−Ｎ＋＊）に内蔵された移相器■
を制御することにより、送信信号（送信電波）の位相面
揃え、所要する方向に送信信号の電力を集中させること
ができる。

〔このように空間で各素子アンテナからの送信電波を合
成し、送信電波に指向性を持たせるレーダ方式を）ニー
ズドアレイレーダと言う〕一方、素子アンテナ（１−１
ａ）から入力された受信信号は、小型送受信器（２−１
ａ）に内蔵された送受切換器（１４ｂ）を経て、低雑音
増幅器（υで増幅された後。

送受切換１１ｆ（１４ｍ）を経て、入出力端子（１７）
に出力され。

受信信号変換器（４−１ａ）に入力される。受信信号変
換器（４−１ａ）に内蔵された送受信号切換器（６）の
動作により、この受信信号は入力端子■から入力され。

分配器（５）で分配された局発信号と同期して、それぞ
れ周波数変換器（７）に入力される。この周波数変換器
（７）において、受信信号と局発信号が混合されて、中
間周波数受信信号に変換される。混合によって生じる不
要波を除去する帯域制限る波器（８）を経て、この受信
信号はアナログ／ディジタル変換器（９）でデジタル信
号に、さらに電気／光変換器ａ〔で光デジタル受信信号
に変換されて、信号処理器ＣＩ）に入力される。アンテ
ナ装置は、これらの機能を持つ回路系が送信側と同様に
複数個具備されており、それぞれの受信信号変換４１（
４−１ａ〜４−Ｎｍ）からの、それぞれの光デジタル受
信信号は、信号処理１ｉｏｎ）に入力される。信号処理
器０１）は高速演算により瞬時に各素子アンテナ（１−
１ｍ〜１−Ｎ膳）からの入力信号を合成し、希望する受
信電波の一方向を形成する。

〔このように各素子アンテナからの受信信号を高速信号
処理して瞬時に受信電力を合成するレーダ方式をディジ
タルビームフォーミングという〕このディジタルビーム
フォーミングレーダは。

各アンテナ素子からの入力信号に容易に重み付けができ
る。従って素子アンテナを２例えば航空機の機体表面等
、任意の形状面に配列した場合、その受信信号を合成し
て得られる受信アンテナパターン特性に発生するサイド
ローブレベルを容易に抑制でき、理想的なアンテナパタ
ーンを形成できる。

なお、上記回路構成において、電気／光変換器ＱＯばア
ナログ／ディジタル変換器（９）により高速デジタル信
号化した場合、この信号を歪ませることなく信号処理−
θυに伝送させるために是非とも必要であるとともに、
小型軽量化が【まかれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のアンテナ素子は１以上のように構成されているが
２回路規模が大きいこと、高速に信号処理を行うために
必要なアナログ／ディジタル変換器（９）および電気／
光変換器００）の消費電力が大きいこと等があり２重量
１寸法制限および消費電力制限が厳しい航空機に搭載す
ることが困難となるという課題があった。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たものであり、小型送受信器（２）に内蔵された移相器
■を送受共用とし、送受信ともフェーズドアレイアンテ
ナとするとともに、素子アンテナ（１−４ａ〜１−Ｎ＋
）をブロック化し、このブロック毎に受信信号をディジ
タルビームフォーミング処理ができるようにしたもので
ある。

〔作　用〕

この発明におけろアンテナ装置は、素子アンテナを例え
ば縦方向にブロック分けし、そのブロック毎に受信信号
変換器を設けることにより受信信号変換器の台数を大幅
に削減でき、小型、低消費電力化されたアンテナ装置を
構成することができる。

〔実施例〕

以下にこの発明の実施例を第１図、第２図について説明
する。図において（３）は給電回路である。

外部装置から送信信号と局発信号が時分割信号となって
入力端子＠に入力された信号は、従来例と同じく受信信
号変換器（４）において、送信信号および局発信号に分
離され、送信信号は給電図＃　（３１に２局発信号は周
波数変換器（７）にそれぞれ出力される。

受信信号変換器（４−１）から出力された送信信号は給
電回路（３−１１に入力される。この給電回路（３−１
）は、素子アンテナの配列に従って２例えば縦方向（あ
るいは横方向）に複数個給電できる様にブロック化して
構成されており、送信信号を分割して給電回路（３−１
３に接続された複数個の小型送受信器（２−１ｈ〜２−
１ｍ１に入力される。小型送受信器（２）は。

第２図に示す様に構成されており、送信信号は従来例と
同じく移相器０３）により、送信信号の透過位相を制御
し、高出力増幅器（Ｆ）で増幅された後、小型送受信器
（２）から出力され、素子アンテナ（１−１ａ〜１−１
ｍ）を経て空間に放射される。

このブロック化された素子アンテナ（１−１ｍ−１−１
ｍ）を複数個配列した素子アンテナ（１−１ａ〜１−Ｎ
ｍ１から放射された。それぞれの送信信号（送信電波）
の位相を揃え所要する方向に電力を集中するフェーズド
アレイが構成できる。

一方、素子アンテナから入射された受信信号は。

それぞれの素子アンテナ（１−１ｍ〜１−Ｎ＋ａ）に接
続された小型送受信器（２−１ａ〜２−ＮｍＪに入力さ
れ、第２図に示す送受切換Ｍ（１４ｂ）に入力される。

この送受切換器（１４ｂ）により、受信タイミングに同
期させて。

低雑音増幅型［有］に入力され、低雑音増幅された後。

送受切換器（１４ｍ）を経て、移相器■に入力される。

この移相Ｍ（１３）により、受信信号の透過位相を制御
した後、給電回路（３−１〜３−Ｎ）に入力される。こ
の給電回路（３−１〜３−Ｎ）は送信系と同様、素子ア
ンテナ（１−１ａ〜１−Ｎｍ）の配列に従って２列ごと
にブロック分けされており２例えば給電回路（３−１）
には、素子アンテナ（１−１ａ〜１−Ｎａ）に入射され
た受信信号が。

小型送受信１１（２−１ａ〜２−Ｈａ）に内蔵された移
相器■により、所要する方向の受信信号を素子アンテナ
（１−１ａ〜１−Ｎａ）の配列方向に従って合成でき、
受信信号の一次元フニーズドアレイレーダが構成できる
。給電回路（３−１〜３−Ｎ）で合成された受信信号は
各ブロックに対応する受信信号変換器（４−１〜４−Ｎ
）に入力され、従来例と同様に２周波数変換、帯域制限
、アナログ／ディジタル変換、電気／光変換され、光デ
ジタル信号として、それぞれ信号処理装置ＯＤに入力さ
れる。この信号処理装置０１）において、ブロック間す
なわち素子アンテナ（１−１ａ〜１−Ｈｍ）ブロックか
ら素子アンテナ（１−Ｎ鵬〜１−Ｎｍ）ブロック間で、
前述の一次元フェーズドアレイレーダと直交する受信信
号間で、−次元ディジタルビームフォーミング処理され
所要の受信波が得られる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によるアンテナ装置は。

受信信号の処理を、それぞれ−次元フェーズドアレイレ
ーダおよび一次元ディジタルビームフォーミング処理す
ることで所要するレーダ性能を落すことなく、ディジタ
ルビームフォーミング処理をするための受信信号変換器
を大幅に減すことができ２回路規模の減少による小型、
軽量化および消費電力を支配するアナログ／ディジタル
変換器。

電気／光変換響減少にともなう低消費電力化ができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す図、第２図はこの発明
に使用する小型送受信器の構成図、第３図は従来のアン
テナ装置を説明する図、第４図は従来のアンテナ装置に
使用する小型送受信器の構成図、第５図は受信信号変換
器に使用する送受信号切換器を説明する図である。図において、（１）は素子アンテナ、（２）は小型送受
信器、（３）ば給電回路、（４）は受信信号変換器、（
５）は分配器、（６）は送受信号切換器、（７）は周波
数変換器。（８）は帯域制限る波器、（９）はアナログ／ディジタ
ル変換器、α〔は電気／光変換器、０１）は信号処理器
。（支）は入力端子、■は移相器、（２）は送受切換器、
（１９は高出力増幅甜、（υは低雑音増幅器２（つおよ
び（■は入出力端子である。なお２図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

任意形状面上に構成された複数個の装受信共用の素子ア
ンテナ、上記素子アンテナに送信信号の移相制御、増幅
および受信信号の移相制御、増幅および送受信切換の各
機能を持つ小型送受信器を接続し、上記素子アンテナを
例えば縦方向（あるいは横方向）毎に複数個のブロック
に分割し、複数個の上記素子アンテナに送信信号を分配
および上記素子アンテナからの受信信号を合成する給電
回路を上記ブロック毎に接続し、上記給電回路の他端に
送受信信号切換器および受信信号の周波数変換器、帯域
制限ろ波器、受信信号をデジタル信号に変換するアナロ
グ・ディジタル変換器、デジタル信号を光信号に変換す
る電気・光変換器からなる受信信号変換器を接続し、上
記複数個のブロックからの受信デジタル光信号により所
用のアンテナ性能を得る信号処理器を具備したことを特
徴とするアンテナ装置。