JPH0229005A - アンテナのビーム形成装置 - Google Patents
アンテナのビーム形成装置Info
- Publication number
- JPH0229005A JPH0229005A JP17983088A JP17983088A JPH0229005A JP H0229005 A JPH0229005 A JP H0229005A JP 17983088 A JP17983088 A JP 17983088A JP 17983088 A JP17983088 A JP 17983088A JP H0229005 A JPH0229005 A JP H0229005A
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- Japan
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- antenna
- beam forming
- signal
- beam shaping
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、フェーズドアレイアンテナのビーム形成装
置に関するものである。
置に関するものである。
第７図は従来のディジタルビーム形成を行うアンテナの
構成図であり、図において、１は素子アンテナ、６はＤ
Ｂ Ｆ （Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎ
ｇ）モジュール、５はビーム形成のためのディジタル演
算を行なうビーム形成演算回路である。
構成図であり、図において、１は素子アンテナ、６はＤ
Ｂ Ｆ （Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎ
ｇ）モジュール、５はビーム形成のためのディジタル演
算を行なうビーム形成演算回路である。
第８図はＤＢＦモジュール６の構成を示す図であり、図
中、１１は低雑音増幅器、１３はフィルタ、１４はミキ
サ、１５はフィルタ、１６はＡ／Ｄ変換器である。
中、１１は低雑音増幅器、１３はフィルタ、１４はミキ
サ、１５はフィルタ、１６はＡ／Ｄ変換器である。
次に動作について説明する。素子アンテナｌで受信され
た高周波信号はＤＢＦモジエール６内の低雑音増幅器１
１で増幅され、フィルタ１３を経てミキサ１４で局発信
号と混合されて中間周波信号となる。中間周波受信信号
は、フィルタ１５を経てＡ／Ｄ変換器１６でディジタル
信号に変換され、ビーム形成演算回路５に送られる。
た高周波信号はＤＢＦモジエール６内の低雑音増幅器１
１で増幅され、フィルタ１３を経てミキサ１４で局発信
号と混合されて中間周波信号となる。中間周波受信信号
は、フィルタ１５を経てＡ／Ｄ変換器１６でディジタル
信号に変換され、ビーム形成演算回路５に送られる。
今、アンテナの素子数（素子アンテナ１及びＤＢＦモジ
ュール６の数）を横力向Ｎ ｘ ｓ縦方向Ｎｙとし、各
モジュール６の出力信号を ｓ （ｋｘ、 ｋｙ） とすると、ビーム形成演算は、次のＤＦＴ （離散的フ
ーリエ変換）となる。
ュール６の数）を横力向Ｎ ｘ ｓ縦方向Ｎｙとし、各
モジュール６の出力信号を ｓ （ｋｘ、 ｋｙ） とすると、ビーム形成演算は、次のＤＦＴ （離散的フ
ーリエ変換）となる。
Ｎｙ
このアンテナで、横方向Ｍｘ本、縦方向Ｍｙ本の計Ｍｘ
ＸＭｙ本のビームを形成するためには、Ｎｘ−Ｎｙ−Ｍ
ｘ−Ｍｙ回の複素乗算が必要である。
ＸＭｙ本のビームを形成するためには、Ｎｘ−Ｎｙ−Ｍ
ｘ−Ｍｙ回の複素乗算が必要である。
従来のアンテナのビーム形成装置は、以上のように構成
されているので、各ＤＢＦモジュール毎にフィルタ１３
、ミキサ１４、フィルタ１５及びＡ／Ｄ変換器１６を備
える必要があるため、回路規模が大きくなり、またビー
ム形成のための演算量が多いため、ビーム形成をリアル
タイムで行なうためには高速かつ大規模なビーム形成演
算回路が必要であるなどの問題点があった。
されているので、各ＤＢＦモジュール毎にフィルタ１３
、ミキサ１４、フィルタ１５及びＡ／Ｄ変換器１６を備
える必要があるため、回路規模が大きくなり、またビー
ム形成のための演算量が多いため、ビーム形成をリアル
タイムで行なうためには高速かつ大規模なビーム形成演
算回路が必要であるなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、横方向、縦方向の形成ビーム数ＭＸ、Ｍｙの
いずれか一方又は両方が１の場合に、小型、安価に装置
を構成することができるアンテナのビーム形成装置を得
ることを目的とする。
たもので、横方向、縦方向の形成ビーム数ＭＸ、Ｍｙの
いずれか一方又は両方が１の場合に、小型、安価に装置
を構成することができるアンテナのビーム形成装置を得
ることを目的とする。
この発明に係るアンテナのビーム形成装置は、アナログ
の移相器を設けて、電力合成器により１次元のビーム形
成を行い、信号数を少なくした後にＡ／Ｄ変換を行い、
ディジタルのビーム形成演算を行うようにしたものであ
る。
の移相器を設けて、電力合成器により１次元のビーム形
成を行い、信号数を少なくした後にＡ／Ｄ変換を行い、
ディジタルのビーム形成演算を行うようにしたものであ
る。
この発明においては、アンテナのビーム形成装置は、受
信信号のＡ／Ｄ変”換部にアナログのビーム形成回路を
設けるようにしたので、ビーム形成演算量が少な（なり
、構成部品が少なくなると共に、ディジタルのビーム形
成演算回路が小型かつ安価となる。
信信号のＡ／Ｄ変”換部にアナログのビーム形成回路を
設けるようにしたので、ビーム形成演算量が少な（なり
、構成部品が少なくなると共に、ディジタルのビーム形
成演算回路が小型かつ安価となる。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例によるアンテナのビーム形成
装置を示し、図において、１は素子アンテナ、２は受信
モジュール、３は電力合成器（電力合成手段）、４はＡ
／Ｄ変換モジュール、５はビーム形成のためのディジタ
ル演算を行なうビーム形成演算回路（ビーム形成演手段
）である。
装置を示し、図において、１は素子アンテナ、２は受信
モジュール、３は電力合成器（電力合成手段）、４はＡ
／Ｄ変換モジュール、５はビーム形成のためのディジタ
ル演算を行なうビーム形成演算回路（ビーム形成演手段
）である。
第２図は受信モジュール２の構成を表わす図であり、図
中、１１は低雑音増幅器、１２は移相器（移相手段）で
ある。
中、１１は低雑音増幅器、１２は移相器（移相手段）で
ある。
第３図はＡ／Ｄ変換モジュール４の構成を表わす図であ
り、１３はフィルタ、１４はミキサ、１５はフィルタ、
１６はＡ／Ｄ変換器である。
り、１３はフィルタ、１４はミキサ、１５はフィルタ、
１６はＡ／Ｄ変換器である。
次に動作について説明する。素子アンテナ１で受信され
た高周波信号は、受信モジュール２内の低雑音増幅器１
１で増幅され、移相器１２で垂直方向ビーム形成に必要
な所望の移相量を与えられた後、電力合成器３で垂直方
向のビームが形成される。
た高周波信号は、受信モジュール２内の低雑音増幅器１
１で増幅され、移相器１２で垂直方向ビーム形成に必要
な所望の移相量を与えられた後、電力合成器３で垂直方
向のビームが形成される。
全縦方向Ｎｙ個の素子のｎｙ番目の移相量φｎｙを
とすることにより、電力合成器３の出力、Ｓはとなりθ
方向にビームを形成することができる。
方向にビームを形成することができる。
なおｓ （ｎｙ）はｎｙ番目の受信モジュールの出力信
号である。
号である。
電力合成器３の出力信号は、Ａ／Ｄ変換モジュール内の
フィルタ１３を経てミキサ１４で局発信号と混合されて
中間周波信号となり、フィルタを経てＡ／Ｄ変換器１６
でディジタル信号に変換され、ビーム形成演算回路５に
送られる。
フィルタ１３を経てミキサ１４で局発信号と混合されて
中間周波信号となり、フィルタを経てＡ／Ｄ変換器１６
でディジタル信号に変換され、ビーム形成演算回路５に
送られる。
今、横方向素子数（Ａ／Ｄ変換モジュール４の数）をＮ
ｘとし、各モジュールの出力信号をｓ （ｋｘ） とすると、ビーム形成演算は次のＤＦＴとなる。
ｘとし、各モジュールの出力信号をｓ （ｋｘ） とすると、ビーム形成演算は次のＤＦＴとなる。
このアンテナで、横方向Ｍｘ本（縦方向は１本）のビー
ムを形成するためには、Ｎｘ−Ｍｘ回の複素乗算が必要
である。ここで、Ｎｘ＝６４．Ｎ）’＝６４．Ｍｘ＝３
０． （Ｍｙ−１）の場合について、複素演算回数を
従来の方式のビーム形成回路と比較すると 従来方式 １２２．８８０回 本実施例の方式 １．９２０回 となり、演算量を大幅に減少させることができる。
ムを形成するためには、Ｎｘ−Ｍｘ回の複素乗算が必要
である。ここで、Ｎｘ＝６４．Ｎ）’＝６４．Ｍｘ＝３
０． （Ｍｙ−１）の場合について、複素演算回数を
従来の方式のビーム形成回路と比較すると 従来方式 １２２．８８０回 本実施例の方式 １．９２０回 となり、演算量を大幅に減少させることができる。
なお、上記実施例では、横方向にＭｘ本のビームを形成
する場合について説明したが、縦方向にＭｙ本のビーム
を形成する場合は、横方向に電力合成器を設けることに
より、同様の効果を奏する。
する場合について説明したが、縦方向にＭｙ本のビーム
を形成する場合は、横方向に電力合成器を設けることに
より、同様の効果を奏する。
また、モノパルスアンテナを構成する場合は第４図に示
すように、電力合成器を２分割することにより構成でき
る。第４図中、１は素子アンテナ、２は受信モジュール
、３は電力合成器、４はＡ／Ｄ変換モジュール、５はビ
ーム形成演算回路である。
すように、電力合成器を２分割することにより構成でき
る。第４図中、１は素子アンテナ、２は受信モジュール
、３は電力合成器、４はＡ／Ｄ変換モジュール、５はビ
ーム形成演算回路である。
更に、アンテナが送受兼用のアクティブフェーズドアレ
イアンテナの場合、移相器と電力合成器が、送信用の移
相器と電力分配器とで兼用できるため、この発明の効果
は更に大きい。この場合の動作を第５図及び第６図につ
いて説明する。
イアンテナの場合、移相器と電力合成器が、送信用の移
相器と電力分配器とで兼用できるため、この発明の効果
は更に大きい。この場合の動作を第５図及び第６図につ
いて説明する。
第５図は本発明の一実施例により送受信兼用アンテナを
構成する場合の構成図であり、図において、１は素子ア
ンテナ、７は送受信モジュール、３は電力合成器、８は
送受切換器、４はＡ／Ｄ変換モジュール、５はビーム形
成演算回路、９は電力分配器である。
構成する場合の構成図であり、図において、１は素子ア
ンテナ、７は送受信モジュール、３は電力合成器、８は
送受切換器、４はＡ／Ｄ変換モジュール、５はビーム形
成演算回路、９は電力分配器である。
また、第６図は第５図の送受信モジュール７の構成を表
わす図であり、図中、１７ａは送受切換器、１１は低雑
音増幅器、１８は電力増幅器、１７ｂは送受切換器、１
２は移相器である。
わす図であり、図中、１７ａは送受切換器、１１は低雑
音増幅器、１８は電力増幅器、１７ｂは送受切換器、１
２は移相器である。
送信信号は電力分配器９により各素子列に分配され、送
受切換器を経て、電力合成器３により各送受信モジュー
ル７に分配される。送受信モジュール７内の移相器１２
で所望のビームを形成するように移相器を制御され、送
受切換器１７ａを経て電力増幅器１８で増幅され、送受
切換器１７ｂを経て素子アンテナ１がら空間に放射され
る。受信の場合は、信号が送受切換器１７ａ、１７ｂ及
び低雑音増幅器１１を通過することを除き、以上の説明
と同様である。
受切換器を経て、電力合成器３により各送受信モジュー
ル７に分配される。送受信モジュール７内の移相器１２
で所望のビームを形成するように移相器を制御され、送
受切換器１７ａを経て電力増幅器１８で増幅され、送受
切換器１７ｂを経て素子アンテナ１がら空間に放射され
る。受信の場合は、信号が送受切換器１７ａ、１７ｂ及
び低雑音増幅器１１を通過することを除き、以上の説明
と同様である。
以上のように、この発明に係るアンテナのビーム形成装
置によれば、受信信号のＡ／Ｄ変換前にアナログのビー
ム形成回路を設けたので、モジュールの構成部品を少な
（でき、また、ビーム形成演算量を削減したため、ビー
ム形成演算回路を小型、安価にできる効果がある。
置によれば、受信信号のＡ／Ｄ変換前にアナログのビー
ム形成回路を設けたので、モジュールの構成部品を少な
（でき、また、ビーム形成演算量を削減したため、ビー
ム形成演算回路を小型、安価にできる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるアンテナのビーム形
成装置の構成図、第２図はこの発明の一実施例における
受信モジュールの構成図、第３図はこの発明の一実施例
におけるＡ／Ｄ変換モジュールの構成図、第４図はこの
発明の他の実施例を示すモノパルスアンテナの構成図、
第５図はこの発明の他の実施例を適用したアクティブフ
ェーズドアレイアンテナの構成図、第６図はこの発明の
他の実施例における送受信モジュールの構成図、第７図
は従来のディジタルビーム形成アンテナの構成図、第８
図は従来のＤＢＦモジュールの構成図である。 図において、１は素子アンテナ、２は受信モジュール、
３は電力合成器、４はＡ／Ｄ変換モジュール、５はビー
ム形成演算回路、６はＤＢＦモジュール、７は送受信モ
ジュール、８は送受切換器、９は電力分配器、１１は低
雑音増幅器、１２は移相器、１３はフィルタ、１４はミ
キサ、１５はフィルタ、１６はＡ／Ｄ変換器、１７は送
受切換器、１８は電力増幅器である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
成装置の構成図、第２図はこの発明の一実施例における
受信モジュールの構成図、第３図はこの発明の一実施例
におけるＡ／Ｄ変換モジュールの構成図、第４図はこの
発明の他の実施例を示すモノパルスアンテナの構成図、
第５図はこの発明の他の実施例を適用したアクティブフ
ェーズドアレイアンテナの構成図、第６図はこの発明の
他の実施例における送受信モジュールの構成図、第７図
は従来のディジタルビーム形成アンテナの構成図、第８
図は従来のＤＢＦモジュールの構成図である。 図において、１は素子アンテナ、２は受信モジュール、
３は電力合成器、４はＡ／Ｄ変換モジュール、５はビー
ム形成演算回路、６はＤＢＦモジュール、７は送受信モ
ジュール、８は送受切換器、９は電力分配器、１１は低
雑音増幅器、１２は移相器、１３はフィルタ、１４はミ
キサ、１５はフィルタ、１６はＡ／Ｄ変換器、１７は送
受切換器、１８は電力増幅器である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）フェーズドアレイアンテナのビーム形成装置にお
いて、 アレイ状に配列された素子アンテナの受信信号をそれぞ
れ所要量移相する複数のアナログ移相手段と、 この移相手段の出力を行もしくは列毎にそれぞれ電力合
成する複数の電力合成手段と、 この電力合成手段の出力を復調しＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ
変換手段と、 このＡ／Ｄ変換手段の出力に列もしくは行方向にビーム
を形成するためのディジタルビーム形成演算を施すビー
ム形成演算手段とを備えたことを特徴とするアンテナの
ビーム形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17983088A JPH0229005A (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | アンテナのビーム形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17983088A JPH0229005A (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | アンテナのビーム形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0229005A true JPH0229005A (ja) | 1990-01-31 |
Family
ID=16072639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17983088A Pending JPH0229005A (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | アンテナのビーム形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0229005A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7520034B2 (en) | 2004-03-09 | 2009-04-21 | Ashimori Industry Co., Ltd. | Seat belt device |
-
1988
- 1988-07-18 JP JP17983088A patent/JPH0229005A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7520034B2 (en) | 2004-03-09 | 2009-04-21 | Ashimori Industry Co., Ltd. | Seat belt device |
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