JPS6320902A - アンテナ装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は各素子アンテナに接続された移相器を制御す
ることにより、放射パターンの主ビーム方向以外の所望
の角度に零点を形成するアンテナ装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特開昭５７−３８００３号“アダプティ
ブアンテナ装置”に示された従来のアン　。

テナ装置の構成を示す図である。この図において、Ｅａ
ｌ　、Ｅａ２、−１ＥａＮは素子アンテナ、ＰＳｌ、Ｐ
Ｓ２、−・・、ＰｓＮはこの各素子アンテナに接続され
た移相器、（１）はこの各移相器の出力を合成する合成
器、（２）はこの合成信号を受信する受信機である。

（３）は希望信号波と不要信号波の到来方向を検知指示
する角度指示回路、（４）はこの角度指示回路からの出
力により希望信号波到来方向に主ビームを向け、不要波
到来方向に放射パターンの零点を形成するため位相設定
量を計算する制御プロッサ、（５）はこの制御プロセッ
サからの出力により上記移相器を制御する移相器制御装
置である。

次に動作につき、このアンテナ装置を受信装置として用
いる場合について説明する。素子アンテナＥａｌ、Ｅａ
２、・・、ＥａＮで受信された電波は移相器Ｐｓｉ、Ｐ
ｓ２、・、ＰｓＮによって位相を変えられる。次いで各
移相器の出力信号を合成器（１）で合成する。この合成
した信号を受信機（２）に伝送する。

通常のビーム走査を行う場合には、ビーム走査に必要な
各移相器の設定量を制御プロセッサ（４）が計算し、上
記制御プロセッサの演算結果に従って、移相器制御装置
（５）が各移相器を設定し、ビーム走査を行う。以上述
べた動作は通常のフェーズドアレーアンテナの動作であ
る。このときの放射パターンを第６図に示す。

妨害電波やクラッタが存在する場合には上記の動作に加
えて、不要波到来方向に放射パターンの零点を形成する
必要がある。このときには、次のような動作を行う。ま
ず、角度指示回路（３）が妨害電波やクララ・り等の不
要波の到来方向を制御プロセッサ（４）に指示する。制
御プロセッサ（４）は、主ビーム方向のレベルを維持し
、かつ不要波到来方向に放射パターンの零点を形成する
ための移相器Ｐｓ１、Ｐｓ２、　、ＰｓＮの位相設定量
を計算する。この計算方法については最急降下法、５ｅ
ｑｕｅｎｔｉａｌＵｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ　　Ｍｉ
ｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ　　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ（ＳＵＭ
Ｔ）、共役勾配法等の非線形最適化手法がもちいられる
。

上記の非線形最適化手法は、いずれも位相設定量を変化
させ、所望の放射パターンを実現するために繰り返し計
算を行う手法である。

°この制御プロセッサ（４）によって計算された位相。

設定量に従って移相器制御装置（５）が移相器Ｐｓｉ、
Ｐｓ２、−１ＰｓＮを制御する。

第７図に従来の装置により不要波到来方向θ１、θ２、
θ３に零点を形成した放射パターンを示す。この図に示
すように従来の装置では不要信号波到来角θぜ、θ２、
θ３以外のサイドローブのレベルが上昇する。図中のａ
はその上昇分を示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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
、検知した不要波の到来方向θ１、θ２、θ３に零点を
形成した後、異なる方向から不要波が到来したときに、
この不要波の影響を強く受けるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので上記アンテナの放射パターンの零点を形成す
る方向以外から到来するあらゆる不要波の影響を抑える
ここのできるアンテナ装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決する手段〕

この発明に係るアンテナ装置は、零点を形成する方向以
外の方向のサイドローブのレベルを所定値に拘束する評
価係数を制御プロセッサに出力するレベル拘束回路を設
けたものである。

〔作用〕

この発明におけるレベル拘束回路は零点を形成する方向
以外の方向のサイドローブのレベルを所定値に拘束する
評価係数を出力し、制御プロセッサはこの評価係数を入
力し、角度指示回路からの出力とにより各移相器の設定
位相を演算する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、Ｅ魚１、Ｅ＾２、　、ＥａＮは素子アンテ
ナ、Ｐｓｌ、Ｐｓ２、・、ＰｓＮは移相器、（１）は合
成器、（２）は受信機、（３）は角度指示回路、（４）
は制御プロセッサ、（５）は移相器制御装置、でこれら
は従来装置と同様なものである。（６）はこの発明の要
点をなすレベル拘束回路であり、その構成を第３図に示
す。この図において、（６ａ）は制御プロセッサ（４）
により得られた結果から拘束すべきサイドローブの角度
を検知し、拘束すべきサイドローブの角度と零点の角度
、主ビームの角度情報を出力する拘束角度判別回路、（
６ｂ）はこの拘束角度判別回路（６ａ）からの出力によ
り最適拘束係数を求める拘束判別回路、（６ｃ）はこの
拘束係数判別回路（６ｂ）と上記拘束角度判別回路（６
ａ）からの出力により評価係数を演算し、制御プロセッ
サ（４）に出力する評価係数演算回路である。

次にこのように構成されたアンテナ装置の動作について
第４図のフローチャートを参照しながら説明する。

まずステップ１１で角度指示回路（３）が不要波の到来
方向を検知し、制御プロセッサ（４）へ出力する。

￥１．ＩＪ＃プロセッサ（４）はこの角度指示回路（３
）からの出力により零点を形成するための設定位相を求
める（ステップ１２）。

次に制御プロセッサ（４）がこの設定位相で放射電力レ
ベルが所定値（零点を形成する以前のレベル）より高く
なるサイドローブがあるか否かを判定しくステップ１３
）　、ＮＯのときは最終的な設定位相と決定する（ステ
ップ１４）、放射電力レベルが所定値（零点を形成する
以前のレベル）より寓くなる場合は制御プロセッサ（４
）より拘束角度判別回路（６ａ）にその断出力し、拘束
角度判別回路（６ａ）が拘束すべきサイドローブの角度
と零点の角度、主ビームの角度情報等を拘束係数判別回
路（６ｂ）と評価係数演算回路（６Ｃ）に出力する、拘
束係数判別回路（６ｂ）は上記拘束角度判別回路（６ａ
）からの出力により最適拘束係数μを演算する。評価係
数演算回路（６Ｃ）は上記拘束角度判別回路（６ａ）か
らの出力と、この拘束係数判別回路（６ｂ）からの最適
拘束係数μｌとにより不要波の到来方向θＭＬに零点を
形成し、かつ妨害波やクラック等が到来する可能性があ
る範囲をθＳ≦θＭ＋≦θＥとすると、θＳからθεの
範囲のサイ：：ローブのレベルをある一定の値に抑える
ための評価係数の演算を行い（ステップ１５）、これを
制御プロッサ（４）に出力する、このレベル拘束回路（
６）における評価係数軸の演算１よ次のように行う。

放射パターンの零点方向ｋにおけるε番目の素子電界の
振幅を（ｌｉｇ　ｓ位相をＰ６Ｋ、所望の拘束方向）に
おける２番目の素子電界の振幅を（２ｔｔｚ、位相をＰ
ｚ７　、拘束レベルをＥｘ　％　４番目の素子に与える
励振位相をダい拘束係数をμ、とすると、評価係数Ｊ）
は式（１）で表わされる。

制御プロッサ（４）は再びこの評価係数＋、を入力し、
角度指示回路（３）からの不要波到来方向とにより、所
望のサイドローブレベルを拘束できるように設定位相を
計算する（ステップ１２）、そしてステップ１３で上述
と同様の判別を行いこの設定位相で放射電力レベルが所
定値より高くなるサイドローブがあるか否かの判定をし
ＮＯのときはステップ１４に移行し最終的な設定位相値
を決定する。ＹＥＳの場合はステップ１５に移行し再び
レベル拘束回路（６）で評価係数を演算する。放射電力
レベルが所定値より高くなるサイドローブがなくなるま
でこのプロセスを繰り返し設定位相値を決定する。この
制御プロセッサ（４）の演算結果によって移相器制御装
置（５）がＰＳｌ、ＰＳ２、　、ＰｓＮを設定する。

このようにして各移相器ＰＳ１、ＰＳ２、・・、ＰｓＮ
を制御することにより、第２図に示すように妨害波の到
来方向（θいθ２、θヨ）に零点が形成され、θＳ≦θ
イ≦０５の範囲のサイドローブレベルが図中破線以下に
抑圧された放射パターンが得られる。

また、主ビーム方向のレベルについても拘束の対象とす
るならば主ビームにおける２番目の素子電界の振幅をｌ
ｉｏ、位相１ｔ、主ビームの拘束レベル飢とすると評価
係数工ｊｏ　ば式（２）で表わされここでも、上記式（
２）の評価係数＋ｉｏをレベル拘束回路（６）により制
御プロセッサ（４）に与え、所望のサイドローブのレベ
ルと主ビームのレベルを拘束した状態で、上記制御プロ
セッサ（４）が、づ！ρを最小とする最終設定位相を計
算する。但し、上記式（２）の評価係数を用いる場合、
上記式（２）の拘束係数μ０の値の最適値については、
上述と同様に拘束係数判別回路（６ｂ）が決定する。そ
してこの制御プロセッサ（４）の演算結果を受けて、移
相器制御装置（５）が各移相器Ｐｓｉ、Ｐｓ２、　、Ｐ
ｓＮを制御する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば零点を形成する方向以外
の方向のサイドローブのレベルを所定値に拘束する評価
係数を演算するレベル拘束回路を設け、このレベル拘束
回路からの評価係数と角度回路からの出力とにより各移
相器の設定位相を制御プロセッサが演算し、この演算値
により各移相器を制御しているので零点を形成し、がっ
、他のサイドローブのレベルを拘束することがてき、良
好な信号対雑音比が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるアンテナ装置の構成
を示す図、第２図はそのアンテナによる零点を形成した
放射パターンを示す図、第３図はレベル拘束回路の回路
構成を示す図、第４図はレベル拘束制御動作のフローチ
ャート、第５図は従来のアンテナ装置を示す構成図、第
６図は通常のフェーズドアレーの放射パターンを示す図
、第７図は従来のアンテナ装置による零点を形成した放
射パターンを示す図である。 図中、Ｅａｌ、Ｅａ２、・、ＥａＮは素子アンテナ、Ｐ
ｓｉ、Ｐｓ２、　、ＰｓＮは移相器、ｆｉ＋は合成器、
（２）は受信機、（３）は角度指示回路、（４）は制御
プロセッサ、（５）は移相器制御装置、（６）はレベル
拘束回路、（６ａ）は拘束角度判別回路、（６ｂ）は拘
束係数判別回路、（６ｃ）は評価係数演算回路である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の素子アンテナと、この各素子アンテナに各々接
   続された複数個の移相器と、この各移相器からの出力を
   合成する合成器と、希望信号波と不要信号波の到来方向
   を検知指示する角度指示回路と、この角度指示回路の出
   力により希望信号波到来方向に主ビームを向け、不要信
   号波到来方向に放射パターンの零点を形成するため上記
   移相器に与える設定位相を演算する制御プロセッサと、
   この制御プロセッサの出力により上記移相器の位相設定
   を制御する移相器制御装置とを備えたアンテナ装置にお
   いて、零点を形成する方向以外の方向のサイドローブの
   レベルを、所定値に拘束するための評価係数を上記制御
   プロセッサに出力するレベル拘束回路を設けたことを特
   徴とするアンテナ装置。