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JPH0119642B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0119642B2
JPH0119642B2 JP20132681A JP20132681A JPH0119642B2 JP H0119642 B2 JPH0119642 B2 JP H0119642B2 JP 20132681 A JP20132681 A JP 20132681A JP 20132681 A JP20132681 A JP 20132681A JP H0119642 B2 JPH0119642 B2 JP H0119642B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
sub
attenuator
frequency
phase shifter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP20132681A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58101509A (en
Inventor
Kenichi Kagoshima
Hiroo Mizusawa
Mizuho Yamamae
Yasuo Takamatsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP20132681A priority Critical patent/JPS58101509A/en
Publication of JPS58101509A publication Critical patent/JPS58101509A/en
Publication of JPH0119642B2 publication Critical patent/JPH0119642B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H01Q3/46Active lenses or reflecting arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はある特定方向からの干渉を軽減する
ためにアンテナのサイドローブを制御することの
できるアンテナに関するものである。さらにくわ
しくいえば、反射鏡を用い、二つ以上の周波数帯
以上を共用するアンテナにおいて、ある特定方向
のサイドローブを低くすることのできるアンテナ
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an antenna that can control side lobes of the antenna in order to reduce interference from a certain direction. More specifically, the present invention relates to an antenna that uses a reflecting mirror and that can lower side lobes in a particular direction in an antenna that shares two or more frequency bands.

従来のこの種のアンテナとして、受信アンテナ
の場合を例にとると第1図に示すように主アンテ
ナの他に干渉波源の方向に主放射方向を向けた副
アンテナを設け、主アンテナ及び副アンテナで受
信した干渉波が打消しあうように合成することに
より、見かけ上主アンテナの干渉波源方向のサイ
ドローブをを低くなるようにしていた。
Taking the case of a conventional receiving antenna as an example, as shown in Figure 1, in addition to the main antenna, a sub-antenna is provided whose main radiation direction is directed toward the interference wave source, and the main antenna and the sub-antenna are connected to each other. By combining the interference waves received in such a way that they cancel each other out, the sidelobes of the main antenna in the direction of the interference wave source are apparently lowered.

すなわち、第1図において、干渉波源の方向に
主放射方向を向けた副アンテナ2で受信された干
渉波は可変減衰器3と可変移相器4を通り、合成
回路5で、主アンテナ1の干渉波源方向のサイド
ローブ受信された干渉波と合成される。この時、
合成回路5の出力6で干渉波出力が零になるよう
に可変減衰器3と可変移相器4を調整しておけ
ば、干渉波の出力はなく希望波のみが出力6にあ
らわれる。
That is, in FIG. 1, the interference wave received by the sub-antenna 2 whose main radiation direction is directed toward the interference wave source passes through the variable attenuator 3 and the variable phase shifter 4, and is transferred to the main antenna 1 by the combining circuit 5. The side lobe in the direction of the interference wave source is combined with the received interference wave. At this time,
If the variable attenuator 3 and the variable phase shifter 4 are adjusted so that the interference wave output becomes zero at the output 6 of the combining circuit 5, no interference wave will be output and only the desired wave will appear at the output 6.

しかしながら、第1図に示すような構成では、
主アンテナ1が2以上の多周波数帯共用アンテナ
の場合には副アンテナ2、可変減衰器3、可変移
相器4及び合成回路5を各周波数帯ごとに設ける
か、又は副アンテナ2も主アンテナ1と同じ多周
波数帯共用アンテナとして、分波器にて各周波数
帯に分波後、可変減衰器3、可変移相器4及び合
成回路を各周波数帯ごとに設ける必要があり、構
成が複雑となり、経済的にも高価になるという欠
点があつた。また主アンテナ1と合成回路5及び
副アンテナ2と合成回路5の間の電気長を広帯域
にわたつて一致させることはほとんど不可能にち
かく、狭帯域の性能しか得られなかつた。さらに
干渉波源の方向が変わつた場合には、副アンテナ
2の方向を変えるとともに、各周波数帯ごとの可
変減衰器3と可変移相器4を再調整する必要があ
るといつた欠点があつた。
However, in the configuration shown in Figure 1,
If the main antenna 1 is a multi-frequency band antenna of two or more, a sub antenna 2, a variable attenuator 3, a variable phase shifter 4, and a combining circuit 5 are provided for each frequency band, or the sub antenna 2 is also connected to the main antenna. As the same multi-frequency band antenna as in 1, it is necessary to install a variable attenuator 3, a variable phase shifter 4, and a synthesis circuit for each frequency band after splitting into each frequency band using a demultiplexer, resulting in a complicated configuration. Therefore, it had the disadvantage of being economically expensive. Furthermore, it is almost impossible to match the electrical lengths between the main antenna 1 and the combining circuit 5 and between the auxiliary antenna 2 and the combining circuit 5 over a wide band, and performance can only be obtained in a narrow band. Furthermore, when the direction of the interference wave source changes, it is necessary to change the direction of the sub-antenna 2 and readjust the variable attenuator 3 and variable phase shifter 4 for each frequency band. .

この発明はこれらの欠点を解決するために、副
アンテナを反射形フエイズドアレイアンテナ構成
とし、その開口が主アンテナの反射鏡の内面の一
部にほゞ一致するように設置し、さらに反射形フ
エイズドアレイアンテナの開口には対象とする周
波数帯の電波だけを通過し、他の周波数帯の電波
を反射する周波数選択性の素子を取り付けて、主
アンテナの一次放射器からの放射波のうち対象と
する周波数帯の電波の一部を利用することによ
り、合成回路を不用とし、またフエイズドアレイ
アンテナ内の移相器及び減衰器を制御することに
より、干渉波源の方向が変わつてもアンテナを動
かすことなく対応できるようにしたものであり、
以下図面について詳細に説明する。
In order to solve these drawbacks, the present invention employs a reflective phased array antenna configuration for the secondary antenna, and installs the secondary antenna so that its aperture approximately coincides with a part of the inner surface of the reflector of the main antenna. A frequency-selective element is attached to the aperture of the phased array antenna, which allows only radio waves in the target frequency band to pass through and reflects radio waves in other frequency bands. By using part of the radio waves in the target frequency band, the direction of the interference wave source can be changed by eliminating the need for a synthesis circuit, and by controlling the phase shifter and attenuator in the phased array antenna. Even if there is a problem, it can be handled without moving the antenna.
The drawings will be explained in detail below.

第2図はこの発明の一実施例であり、主アンテ
ナの形式はホーンリフレクタアンテナであり、サ
イドローブを制御する周波数帯が一つの場合を示
している。図において、10は多周波数帯の一次
ホーン、11はパラボラ反射鏡、12は反射形フ
エイズドアレイアンテナ構成の副アレイアンテ
ナ、12aは1周波数帯の電波が通過しその他の
周波数帯の電波の大部分を反射する周波数選択性
の素子であつて、鏡面の一部を切欠いた部分には
め込むような形で取り付けられ、鏡面とほヾ面一
になつている。12bは移相器、12cは減衰
器、12dは反射のための短絡面であり、上記反
射鏡の背面において、上記選択性素子の上に階層
状に取り付けてある。第3図は第2図の正面図で
ある。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, in which the main antenna is a horn reflector antenna and the number of frequency bands for controlling side lobes is one. In the figure, 10 is a multi-frequency primary horn, 11 is a parabolic reflector, 12 is a sub-array antenna with a reflective phased array antenna configuration, and 12a is a channel through which radio waves in one frequency band pass and radio waves in other frequency bands are transmitted. It is a frequency-selective element that reflects most of the light, and is fitted into a cutout in a portion of the mirror surface so that it is almost flush with the mirror surface. 12b is a phase shifter, 12c is an attenuator, and 12d is a shorting surface for reflection, which are installed in a hierarchical manner on the selective element on the back surface of the reflecting mirror. FIG. 3 is a front view of FIG. 2.

図において、一次ホーン10から放射された多
周波数帯の電波は大部分はパラボラ反射鏡11で
反射されて開口面で等位相となり、正面方向に主
ビームを形成する。一方、周波数選択性素子12
aへ入射した電波は通過する1周波数帯の電波以
外は、この面で反射されて前記主ビームを形成す
るが、ここを通過した周波数帯の電波は移相器1
2b、減衰器12cを通り、短絡面12dで反射
されて、再び減衰器12cと移相器12bを通
り、周波数選択性素子12aを通つて外部に反射
される。前記移相器12bと減衰器12cを外部
から電子制御して、電波に必要な位相推移と減衰
を与えることにより、副アレイアンテナ12とし
て希望する放射指向性を得ることができる。また
副アレイアンテナ12の放射指向性の方向のみを
変化する場合には減衰器12cはあらかじめ設定
した固定の減衰器でよく、または使用しなくても
よい。
In the figure, most of the multi-frequency radio waves emitted from the primary horn 10 are reflected by the parabolic reflector 11 and have the same phase at the aperture surface, forming a main beam in the front direction. On the other hand, the frequency selective element 12
The radio waves incident on A are reflected by this surface, except for the radio waves in one frequency band that pass through, forming the main beam.
2b, attenuator 12c, is reflected at short-circuit surface 12d, passes through attenuator 12c and phase shifter 12b again, and is reflected to the outside through frequency selective element 12a. By electronically controlling the phase shifter 12b and the attenuator 12c from the outside to give the radio waves the necessary phase shift and attenuation, it is possible to obtain the desired radiation directivity for the sub-array antenna 12. Further, when only the direction of radiation directivity of the sub array antenna 12 is changed, the attenuator 12c may be a fixed attenuator set in advance, or may not be used.

したがつて、サイドローブを制御する周波数帯
においては、副アレイアンテナ12以外のパラボ
ラ反射鏡面11から放射指向性において、ある特
性方向のサイドローブを干渉を避けるため低くし
たい場合には、副アレイアンテナの指向性の主ビ
ームを前記サイドローブの方向に向けて、振幅を
一致させて、位相を逆相にすることにより実現で
きる。副アレイアンテナ12の大きさは、主アン
テナのサイドローブのうち、干渉波を避けるため
に低くしようとする方向、レベルにより決まる。
通常のホーンリフレクタアンテナにおいては、サ
イドローブレベルは約−20dB以下であるので、
パラボラ反射鏡11に対して、副アレイアンテナ
12の大きさは相当に小さくすることができ、構
成上及び構造上で問題になることはない。
Therefore, in the frequency band where the side lobes are controlled, if you want to lower the side lobes in a certain characteristic direction in the radiation directivity from the parabolic reflecting mirror surface 11 other than the auxiliary array antenna 12 to avoid interference, the auxiliary array antenna This can be realized by directing the directional main beam in the direction of the side lobe, matching the amplitudes, and making the phases opposite to each other. The size of the sub array antenna 12 is determined by the direction and level of the side lobes of the main antenna to be lowered to avoid interference waves.
In a normal horn reflector antenna, the sidelobe level is approximately -20dB or less, so
The size of the sub-array antenna 12 can be made considerably smaller than the parabolic reflector 11, and there will be no problems in terms of configuration and structure.

第4図はこの発明の他の実施例であり、主アン
テナの形式はホーンリフレクタアンテナであり、
サイドローブを制御する周波数帯が二つの場合を
示している。図において13は副アレイアンテナ
12と別の周波数帯のサイドローブを制御するた
めの副アレイアンテナであり、その構成及び作用
は副アレイアンテナ12と同じである。第5図は
第4図の正面図である。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, in which the main antenna is a horn reflector antenna,
A case is shown in which there are two frequency bands for controlling side lobes. In the figure, reference numeral 13 denotes a sub-array antenna for controlling side lobes in a frequency band different from that of the sub-array antenna 12, and its configuration and operation are the same as those of the sub-array antenna 12. FIG. 5 is a front view of FIG. 4.

したがつて、この場合には、主アンテナのこの
周波数帯での放射指向性において、干渉波を避け
るために同一方向又は異なる方向のサイドローブ
を低くすることができる。
Therefore, in this case, in the radiation directivity of the main antenna in this frequency band, side lobes in the same direction or in different directions can be lowered to avoid interference waves.

以上説明したように、この発明によれば、従来
主アンテナの他に副アンテナを設置し、この両ア
ンテナ間の干渉波に対する振幅及び位相を調整し
て合成する回路を必要としていたものが、多周波
数帯共用アンテナの場合でも、パラボラ反射鏡面
内の一部に副アレイアンテナを設けて、その開口
部に周波数選択性素子とし、この副アレイアンテ
ナを反射形フエイズドアレイアンテナとすること
により、振幅及び位相を調整して合成する回路が
不用となり、周波数選択性素子に対応する周波数
帯で干渉波源の方向のサイドローブを低くするこ
とができ、またサイドローブを低くしたい方向を
変える場合には副アレイアンテナ内の移相器及び
減衰器を外部から電子的に制御するだけでよく、
アンテナの設置方向を変えるといつたことは必要
ないという利点がある。またサイドローブを制御
する周波数帯が多くなつても、周波数選択性素子
を通して副アレイアンテナを設けるので、他の周
波数帯へ影響を与えることなく、周波数帯ごとに
副アレイアンテナを設けることができ、さらに各
周波数帯ごとに異なる方向のサイドローブでも低
くできるという利点がある。
As explained above, according to the present invention, the conventional system which required a sub-antenna in addition to the main antenna and a circuit for adjusting and synthesizing the amplitude and phase of the interference waves between the two antennas can be Even in the case of a frequency band shared antenna, by providing a sub-array antenna in a part of the parabolic reflecting mirror surface, using a frequency-selective element in its opening, and making this sub-array antenna a reflective phased array antenna, This eliminates the need for a circuit that adjusts and synthesizes the amplitude and phase, making it possible to lower the side lobe in the direction of the interference wave source in the frequency band corresponding to the frequency selective element, and when changing the direction in which you want to lower the side lobe. It is only necessary to electronically control the phase shifter and attenuator in the sub-array antenna from the outside,
There is an advantage that changing the installation direction of the antenna does not require any additional steps. Furthermore, even if the number of frequency bands to control side lobes increases, since the sub-array antenna is provided through the frequency-selective element, a sub-array antenna can be provided for each frequency band without affecting other frequency bands. Another advantage is that sidelobes in different directions for each frequency band can be lowered.

また各副アレイアンテナの周波数選択性素子は
パラボラ反射鏡面にほゞ一致しており、これが副
アレイアンテナの開口となつているため、給電線
路が不用であり、さらに移相器、減衰器の長さも
短かくすることにより、副アレイアンテナからの
放射波の周波数特性は、主アンテナの周波数特性
にちかくでき、広帯域な特性が得られるという利
点がある。
In addition, the frequency selective element of each sub-array antenna almost coincides with the parabolic reflecting mirror surface, which serves as the aperture of the sub-array antenna, eliminating the need for a feed line and further reducing the length of the phase shifter and attenuator. By making it even shorter, the frequency characteristics of the radiation waves from the sub-array antenna can be made close to the frequency characteristics of the main antenna, which has the advantage of providing broadband characteristics.

なお、以上の説明はホーンリフレクタアンテナ
の実施例について説明したが、反射鏡を使用する
他の形式のアンテナ、たとえばパラボラアンテ
ナ、カセグレンアンテナ、オフセツトアンテナ等
に対しても、同様に実施することにより、同じ効
果が得られる。
Although the above explanation has been given for the embodiment of a horn reflector antenna, it can also be applied to other types of antennas using reflectors, such as parabolic antennas, Cassegrain antennas, offset antennas, etc. , the same effect can be obtained.

このようにこの発明による干渉波を軽減するこ
とのできるアンテナ装置は多周波数帯で、簡単に
サイドローブを低くしたい方向を変えることがで
き、また広帯域な特性を得ることができるもの
で、実用上の価値は大きい。
In this way, the antenna device according to the present invention that can reduce interference waves has multiple frequency bands, can easily change the direction in which side lobes are desired to be lowered, and can obtain broadband characteristics, making it practical for practical use. is of great value.

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

第1図は従来のアンテナ装置を示す構成図、第
2図はこの発明によるアンテナ装置の一実施例を
示す断面図、第3図は第2図のアンテナ装置の正
面図、第4図はこの発明による他の一実施例を示
す断面図、第5図は第4図の正面図である。 1……主アンテナ、2……副アンテナ、3……
可変減衰器、4……可変移相器、10……一次ホ
ーン、11……パラボラ反射鏡、12,13……
副アレイアンテナ、12a,13a……周波数選
択性素子、12b,13b……移相器、12c,
13c……減衰器、12d,13d……短絡面。
なお、図中同一あるいは相当部分には同一符号を
付して示してある。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional antenna device, FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the antenna device according to the present invention, FIG. 3 is a front view of the antenna device shown in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the invention, and FIG. 5 is a front view of FIG. 4. 1...Main antenna, 2...Sub antenna, 3...
Variable attenuator, 4... Variable phase shifter, 10... Primary horn, 11... Parabolic reflector, 12, 13...
Sub-array antenna, 12a, 13a... frequency selective element, 12b, 13b... phase shifter, 12c,
13c...Attenuator, 12d, 13d...Short circuit surface.
It should be noted that the same or corresponding parts in the figures are indicated by the same reference numerals.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電波を送信又は受信する一次ホーンと、この
一次ホーンに対向している電波を反射させる反射
鏡と、この反射鏡面内の一部に、鏡面とほぼ面一
に設けた周波数選択性素子及び上記選択性素子に
階層状に取り付けた移相器、減衰器、短絡面より
構成される複数個の反射形のアレイ素子とを具備
したことを特徴とするアンテナ装置。 2 2以上の異なる周波数帯毎に、周波数選択性
素子及び移相器、減衰器、短絡面より構成される
複数個の反射形のアレイ素子を二つ以上の異なる
周波数帯毎に具備したことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のアンテナ装置。
[Scope of Claims] 1. A primary horn that transmits or receives radio waves, a reflecting mirror that reflects radio waves facing the primary horn, and a part of the reflecting mirror surface that is provided substantially flush with the mirror surface. 1. An antenna device comprising a frequency selective element and a plurality of reflection type array elements each comprising a phase shifter, an attenuator, and a shorting surface attached to the selective element in a hierarchical manner. 2 A plurality of reflective array elements each consisting of a frequency selective element, a phase shifter, an attenuator, and a shorting surface are provided for each of two or more different frequency bands. An antenna device according to claim 1, characterized in that:
JP20132681A 1981-12-14 1981-12-14 Antenna device Granted JPS58101509A (en)

Priority Applications (1)

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