JP2002158528A - アクティブフェーズドアレイアンテナの素子間引き法 - Google Patents
アクティブフェーズドアレイアンテナの素子間引き法Info
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- JP2002158528A JP2002158528A JP2000349757A JP2000349757A JP2002158528A JP 2002158528 A JP2002158528 A JP 2002158528A JP 2000349757 A JP2000349757 A JP 2000349757A JP 2000349757 A JP2000349757 A JP 2000349757A JP 2002158528 A JP2002158528 A JP 2002158528A
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Abstract
ュール数を任意に増減できるアクティブフェーズドアレ
イアンテナの間引き法を得る。 【解決手段】 複数の素子アンテナ1−1〜1−nと、
上記素子アンテナ個々に接続された送受信モジュール2
−1〜2−nと、上記送受信モジュールに給電する給電
回路3とからなるアクティブフェーズドアレイアンテナ
の素子間引き法において、全素子アンテナ座標から所望
の開口分布に沿うように第1の間引き配置を決定し、決
定された上記第1の間引き配置を基に、2回目の間引き
を実施し第2の間引き配置を決定するようにしたもので
ある。
Description
レーダ等に使用されるアクティブフェーズドアレイアン
テナのアンテナ素子間引き法に関するものである。
大規模アクティブフェーズドアレイアンテナは周知のよ
うに非常に高額となるため、モジュールの数を少なくし
て低コスト化を図ることがかねてから検討されてきた。
しかしながら、モジュールの数を少なくした場合、アン
テナ利得の低下が発生し、レーダ性能が低下するため、
初期の段階では少ないモジュール数のアンテナを配置
し、その後順次モジュールを増やして所望のアンテナ性
能に近づける必要があった。
レイアンテナを示す図であり、1はn個の素子アンテ
ナ、2は上記素子アンテナ1のそれぞれに接続されたn
個の送受信モジュール、3は給電回路である。図17に
おいて、送信の場合、アンテナに入力された信号は給電
回路3にて分配され、送受信モジュール2へ入力され
る。送受信モジュール2では、所望の位相制御および電
力増幅されたのち素子アンテナ1より空間に放射され
る。また、受信の場合、素子アンテナ1にて受信した信
号は、送受信モジュール2にて増幅および位相制御さ
れ、給電回路3にて合成し出力される。
ナを設計する場合、送受信モジュール2の配列密度を素
子間引きにより配置する方法が取られる。この素子間引
き法は、例えば沼崎正、真野清司、片木孝至、“平面ア
レーアンテナの確定的素子間引き法”、信学技報AP8
4−121.電子通信学会発行、1985年1月18
日.に示されている。
引いた場合の送受信モジュール配置例である。図18の
ように間引かれたアンテナ装置においては、各素子アン
テナ1より放射された信号は、送受信モジュール2の配
列密度によって決まる密度テーパによって低サイドロー
ブなアレイパターンとして合成される。図19に従来の
素子間引き法により得られる放射パターンの例を示す。
れる送受信モジュール数および配置は、同一アンテナ径
の場合、テイラー分布等の設定開口分布によって異な
り、送受信モジュール数を減らしたい場合には、テイラ
ー分布の設定サイドローブを低く設定しテーパをきつく
する方法が取られる。図20が、送受信モジュール数を
減らすように開口分布を変えた場合の送受信モジュール
配置例である。また、図21がその放射パターンであ
る。
引き配置においても、送受信モジュール2と給電回路3
の端子は1対1で対応しており、間引き配置を変更する
場合、給電回路もその配置に合わせて変更しなければな
らない。
ーズドアレイアンテナの素子間引き法は、間引き配置と
給電回路が1対1で対応するようになっているため、一
度間引き配置を決定した後で、送受信モジュール数を減
らしたり、増やしたりすることができないという課題が
あった。
るためになされたものであり、給電回路の変更無しに2
種の間引きを実現し、送受信モジュールの増減の自由度
を得るためのものである。
ィブフェーズドアレイアンテナの素子間引き法は、複数
の素子アンテナと、上記複数の素子アンテナのそれぞれ
に接続された移相器、増幅器、低雑音増幅器、スイッチ
および制御回路を含む送受信モジュールと、上記送受信
モジュールに給電するための給電回路からなるアクティ
ブフェーズドアレイアンテナの素子設計法において、上
記複数の素子アンテナの全座標から所望の開口分布に沿
うように第一の間引き配置を決定し、決定された上記第
一の間引き配置を基に、2回目の間引きを実施し第二の
間引き配置を決定するようにしたものである。
ズドアレイアンテナの素子間引き法は、複数の素子アン
テナと、上記複数の素子アンテナの一部に接続された移
相器、送信出力の高い第1の増幅器、受信利得の高い第
1の低雑音増幅器、スイッチおよび制御回路を含む第1
の送受信モジュールと、同じく上記複数の素子アンテナ
の一部に接続された移相器、送信出力の低い第2の増幅
器、受信利得の低い第2の低雑音増幅器、スイッチおよ
び制御回路を含む第2の送受信モジュールと、上記第1
の送受信モジュールおよび第2の送受信モジュールに給
電するための給電回路からなるアクティブフェーズドア
レイアンテナの素子間引き法において、上記複数の素子
アンテナの全座標から所望の開口分布に沿うように第1
の間引き配置を決定し、決定された上記第1の間引き配
置を基に、2回目の間引きを実施し第2の間引き配置を
決定するようにしたものである。
レイアンテナは、複数の素子アンテナと、上記複数の素
子アンテナの一部に接続された移相器、送信出力の高い
第1の増幅器、受信利得の高い第1の低雑音増幅器、ス
イッチおよび制御回路を含む第1の送受信モジュール
と、同じく上記複数の素子アンテナの一部に接続された
移相器、送信出力の低い第2の増幅器、受信利得の低い
第2の低雑音増幅器、スイッチおよび制御回路を含む第
2の送受信モジュールと、上記第1の送受信モジュール
および第2の送受信モジュールに給電するための給電回
路からなるアクティブフェーズドアレイアンテナの素子
間引き法において、上記複数の素子アンテナの全座標か
ら所望の開口分布に沿うように第1の間引き配置を決定
し、決定された上記第1の間引き配置から任意の素子を
ランダムに抽出し抜きさることで第2の間引き配置を決
定するようにしたものである。
の実施の形態1によるアクティブフェーズドアレイアン
テナの素子間引き法により設計されたアクティブフェー
ズドアレイアンテナを示す図であり、1はn個の素子ア
ンテナ、2はn個の素子アンテナそれぞれに接続された
送受信モジュール、3は給電回路、4は終端器である。
このアクティブフェーズドアレイアンテナが信号を放射
もしくは信号を受信する動作については、従来例と同じ
である。
ティブフェーズドアレイアンテナの素子間引き法の流れ
を示す図である。図において5は第1の間引き配置を決
定する手順、6は第2の間引き配置を決定する手順であ
る。以下、流れについて説明する。図3は、間引きを行
う前の素子配置を示す図である。図3に示す素子配置か
ら第1の間引き配置の決定手順5において所望の開口分
布の基づいてアンテナ素子間引きを実施し第1の間引き
配置を決定する。この際、間引き配置の決定方法につい
ては、従来のアクティブフェーズドアレイアンテナにお
ける間引き手法と同じである。図4は、第1の間引き配
置の例である。
て、第1の間引き配置の決定手順5により求められた第
1の間引き配置における送受信モジュールの配置個所の
みを基準とする拘束条件を付加して、第2のアンテナ素
子間引きを実施し第2の間引き配置を決定する。この
際、間引き配置の決定方法については、従来のアクティ
ブフェーズドアレイアンテナにおける間引き手法と同じ
であるが、第1のアンテナ素子配置決定時に設定した開
口分布に対して、第2のアンテナ素子配置決定時に設定
する開口分布は、例えばテイラー分布の設定サイドロー
ブを低くする等テーパをきつくしておく。図5は、第2
の間引き配置の例である。
は、第1の間引き配置を基にして間引いているため、第
2の間引き配置における送受信モジュール配置は必ず第
1の間引き配置の一部となる。
配置に合わせて構成したものであり、第2の間引き配置
により送受信モジュールの配置された位置以外は終端器
4にて終端されている。
ンを図7に第2の間引き配置による放射パターンを示
す。
ンテナの素子間引きを決定することで、アンテナを運用
する場合、運用上最も送受信モジュール数が多くなる配
置を第1の間引き配置とし、最も送受信モジュール数が
少なくなる配置を第2の間引き配置として、第2の間引
き配置による送受信モジュール数から第1の間引き配置
による送受信モジュール数まで、設定開口分布を変化さ
せることで比較的任意のモジュール数を設定することが
可能となる。さらに、第2の間引き配置の状態から、後
で送受信モジュールを追加するだけでアンテナ利得等を
向上させることが可能となる。
態2によるアクティブフェーズドアレイアンテナの素子
間引き法により設計されたアクティブフェーズドアレイ
アンテナを示すもので、1はn個の素子アンテナ、2a
は上記n個の素子アンテナ1の1部に接続された送信出
力の高い第1の増幅器および受信利得の高い第1の低雑
音増幅器を含んだ第1の送受信モジュール、2bは上記
n個の素子アンテナのうち第1の送受信モジュール2a
に接続されていない素子アンテナ1に接続された送信出
力の低い第2の増幅器、受信利得の低い第2の低雑音増
幅器を含んだ第2の送受信モジュール、3は給電回路、
4は終端器である。このアクティブフェーズドアレイア
ンテナが信号を放射もしくは信号を受信する動作につい
ては、従来例と同じである。但し、実施に形態2のアク
ティブフェーズドアレイアンテナにおいては、送受信モ
ジュール2は、第1の送受信モジュール2aと第2の送
受信モジュール2bの2種類を有しているため、より滑
らかな開口分布を実現することが可能となる。
アレイアンテナの素子間引き法において、全素子座標か
ら間引きを行い第1の間引き配置を決定し、この第1の
間引き配置から2回目の間引きを行い第2の間引き配置
を決定する方法については実施の形態1と同じである。
き配置を図9に、2回目の間引きにより決定した第2の
間引き配置を図10に示す。図より、第2の間引き配置
は、第1の間引き配置を基にして間引いているため、第
2の間引き配置における送受信モジュール配置は必ず第
1の間引き配置の一部となっているが、第1の間引きに
おいて第1の送受信モジュール2aが存在していた座標
に第2の送受信モジュール2bが存在していることが分
かる。また、図11に第1の間引き配置による放射パタ
ーンを、図12に第2の間引き配置による放射パターン
を示す。また、図13にこの実施の形態2に対応した従
来のアクティブフェーズドアレイアンテナの間引き配置
の例を、図14にその放射パターンを示す。
引き配置に基づいて第2の間引き配置を決定する際に、
配置される送受信モジュールの種類は任意に選択するこ
とが可能となっており、これによって、2回目の間引き
を行う際に自由度を増すことができる。
ンテナを構成することで、給電回路の構成を変えること
なく、第1の送受信モジュールと第2の送受信モジュー
ルを追加や削減、あるいは入れ替えることで、設定開口
分布を変化させ送受信モジュール数を比較的任意に変化
させることが可能となる。
よるアクティブフェーズドアレイアンテナの素子間引き
法により設計されたアクティブフェーズドアレイアンテ
ナの構成は、実施の形態2の場合と同じであり、また、
全素子座標から間引きを行い第1の間引き配置を決定す
る方法については実施の形態1と同じである。
き配置から、任意の数の素子をランダムに抽出し、抽出
された位置から送受信モジュールを取り去ることで第2
の開口分布を決定する。
おける第1の間引き配置から、ランダムに素子を抽出し
取り去ることで決定した第2の間引き配置である。図よ
り、第2の間引き配置は、第1の間引き配置を基にして
間引いているため、第2の間引き配置における送受信モ
ジュール配置は必ず第1の間引き配置の一部となってと
ともに、第1の間引き配置との重複部分には、同じ送受
信モジュールが存在していることが分かる。また、図1
6はその放射パターンである。
ンテナを構成することで、給電回路の構成を変えること
なく、また第1の送受信モジュールと第2の送受信モジ
ュールを入れ替えることなく、第1の送受信モジュール
と第2の送受信モジュールを追加や削減することで、送
受信モジュール数を任意に変化させることが可能とな
る。
ることなく送受信モジュール数を比較的任意に変化させ
ることができるという効果がある。
ェーズドアレイアンテナの素子間引き法によって得たア
クティブフェーズドアレイアンテナを示す図である。
の流れを示す図である。
例を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
射パターンを示す図である。
射パターンを示す図である。
ェーズドアレイアンテナの素子間引き法によって得たア
クティブフェーズドアレイアンテナを示す図である。
を示す図である。
例を示す図である。
放射パターンを示す図である。
放射パターンを示す図である。
フェーズドアレイアンテナの間引き配置を示す図であ
る。
フェーズドアレイアンテナの間引き配置による放射パタ
ーンを示す図である。
イアンテナの素子間引き法の実施の形態3における第二
の間引き配置の例を示す図である。
放射パターンを示す図である。
ナの素子間引き法によって得たアクティブフェーズドア
レイアンテナを示す図である。
ナの素子間引きにおける間引き配置を示す図である。
ナの素子間引きによる間引き配置での放射パターンを示
す図である。
ナの素子間引きにおける開口分布を変化させた場合の間
引き配置を示す図である。
ナの素子間引きにおける開口分布を変化させた場合の間
引き配置による放射パターンを示す図である。
の送受信モジュール、2b 第2の送受信モジュール、
3 給電回路、4 終端器、5 第1の間引き配置を決
定する手順、6 第2の間引き配置を決定する手順。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の素子アンテナと、上記複数の素子
アンテナそれぞれに接続された移相器、増幅器、スイッ
チおよび制御回路を含む送受信モジュールと、上記送受
信モジュールに給電するための給電回路とからなるアク
ティブフェーズドアレイアンテナの素子間引き法におい
て、上記複数の素子アンテナの全座標から所望の開口分
布に沿うように第1の間引き配置を決定し、次に決定さ
れた上記第1の間引き配置を基に、2回目の間引きを実
施して第2の間引き配置を決定することを特徴とするア
クティブフェーズドアレイアンテナの素子間引き法。 - 【請求項2】 複数の素子アンテナと、上記複数の素子
アンテナの一部に接続された移相器、送信出力の高い第
1の増幅器、受信利得の高い第1の低雑音増幅器、スイ
ッチおよび制御回路を含む第1の送受信モジュールと、
同じく上記複数の素子アンテナの一部に接続された移相
器、送信出力の低い第2の増幅器、受信利得の低い第2
の低雑音増幅器、スイッチおよび制御回路を含む第2の
送受信モジュールと、上記第1の送受信モジュールおよ
び第2の送受信モジュールに給電するための給電回路と
からなるアクティブフェーズドアレイアンテナの素子間
引き法において、上記複数の素子アンテナの全座標から
所望の開口分布に沿うように第1の間引き配置を決定
し、次に決定された上記第1の間引き配置を基に、2回
目の間引きを実施して第2の間引き配置を決定すること
を特徴とするアクティブフェーズドアレイアンテナの素
子間引き法。 - 【請求項3】 複数の素子アンテナと、上記複数の素子
アンテナの一部に接続された移相器、送信出力の高い第
1の増幅器、受信利得の高い第1の低雑音増幅器、スイ
ッチおよび制御回路を含む第1の送受信モジュールと、
同じく上記複数の素子アンテナの一部に接続された移相
器、送信出力の低い第2の増幅器、受信利得の低い第2
の低雑音増幅器、スイッチおよび制御回路を含む第2の
送受信モジュールと、上記第1の送受信モジュールおよ
び第2の送受信モジュールに給電するための給電回路と
からなるアクティブフェーズドアレイアンテナの素子間
引き法において、上記複数の素子アンテナの全座標から
所望の開口分布に沿うように第1の間引き配置を決定
し、次に決定された上記第1の間引き配置から任意の素
子をランダムに抽出し抜きさることで第2の間引き配置
を決定することを特徴とするアクティブフェーズドアレ
イアンテナの素子間引き法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000349757A JP2002158528A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | アクティブフェーズドアレイアンテナの素子間引き法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000349757A JP2002158528A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | アクティブフェーズドアレイアンテナの素子間引き法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002158528A true JP2002158528A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18823100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000349757A Pending JP2002158528A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | アクティブフェーズドアレイアンテナの素子間引き法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002158528A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007163290A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | 移動目標検出装置 |
JP2010193060A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Nec Corp | アンテナビーム形成方法およびアレイアンテナ |
JP2012182714A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 非周期アレーアンテナ装置 |
JP2014036325A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | アンテナ装置 |
-
2000
- 2000-11-16 JP JP2000349757A patent/JP2002158528A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007163290A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | 移動目標検出装置 |
JP4720474B2 (ja) * | 2005-12-14 | 2011-07-13 | 三菱電機株式会社 | 移動目標検出装置 |
JP2010193060A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Nec Corp | アンテナビーム形成方法およびアレイアンテナ |
JP2012182714A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 非周期アレーアンテナ装置 |
JP2014036325A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | アンテナ装置 |
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