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アレーアンテナ装置

国内特許コード P05A008053
整理番号 1819
掲載日 2005年12月2日
出願番号 特願平09-190784
公開番号 特開平11-027043
登録番号 特許第3086870号
出願日 平成9年7月2日(1997.7.2)
公開日 平成11年1月29日(1999.1.29)
登録日 平成12年7月14日(2000.7.14)
発明者
  • 田中 幸一
  • 石井 隆司
  • 白松 邦昭
  • 鐘ケ江 誠一
出願人
  • 防衛装備庁長官
発明の名称 アレーアンテナ装置
発明の概要 【課題】 モノパルス差パターンの全空間において低サイドローブ化されたアンテナ装置を得る。
【解決手段】 アンテナ開口を周辺部と中央部にわけ、それぞれにモノパルスコンパレータ3a,3bを接続し、和パターンについては、2つのモノパルスコンパレータ3a,3bからの出力を合成するためのハイブリッド4aに接続し、差パターンについては、周辺部のモノパルスコンパレータ3aからの差パターン出力と、2つのモノパルスコンパレータ3a,3bの出力をハイブリッド4bで合成した差パターンをスイッチ5にて切り換えられるように構成した。
従来技術、競合技術の概要


従来のアレーアンテナ装置について説明する。図17は従来のアレーアンテナ装置を示す図であり、1は素子アンテナ、2は給電回路、3はモノパルスコンパレータである。また、図中AおよびDは各給電回路2の合成電界を表しており、A+D,A-Dはモノパルスコンパレータによる各合成電界の加算および減算を表している。
次に動作について説明する。空間より各素子アンテナ1に入射した信号は、各象限の給電回路2により各象限毎に合成され、モノパルスコンパレータ3に入力される。モノパルスコンパレータ3は各象限毎に合成された信号を加算および減算されてモノパルス和信号およびモノパルス差信号として出力する。
モノパルス和パターンについては、アンテナ素子が等位相で励振された状態であるから、アンテナ開口分布は図18に示す分布となり放射パターンは図20中の破線に示すものとなる。図18において、上側はアンテナ開口8を示し、下側はその開口分布16を示している。
一方、モノパルス差パターンについては、アンテナ素子がアレーアンテナ装置の右半分と左半分で逆位相で励振された状態であるから、アンテナ開口分布16は図19に示す分布となり左右の極性がアンテナ中央部で急激に反転したものとなるため、空間周波数の高調波成分が高いことと等価となり、放射パターンは図19をフーリエ変換することにより得られる図20のようにサイドローブの高いものとなる。
図21は従来のアレーアンテナによるモノパルス差パターンの2次元分布を示す図であり、目標物の方向を検出する軸9上でのサイドローブレベルが高く、その他の方向では低くなっている。

産業上の利用分野


この発明は、目標物の方向検出等の用途に供するアレーアンテナ装置に関し、特にその放射パターンの改善に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数個の素子アンテナと、アンテナ中央部の上記素子アンテナに給電する第1の給電回路と、アンテナ周辺部の上記素子アンテナに給電する第2の給電回路と、上記第1の給電回路に接続された第1のモノパルスコンパレータと、上記第2の給電回路に接続された第2のモノパルスコンパレータと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号と等位相にするための第1の位相調整器と、上記2つのモノパルス和信号を等振幅等位相にて合成する第1のハイブリッドと、上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を出力するための第1のスイッチと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号と等位相にするための第2の位相調整器と、上記第1のスイッチの出力の片方と上記第2の位相調整器の出力を等振幅等位相にて合成するための第2のハイブリッドと、上記第1のスイッチのもう一方の出力と上記第2のハイブリッドの出力を切り換えて出力するための第2のスイッチとを備え、第1、第2のスイッチの切り換えによりアンテナ開口全体のモノパルス差パターンと周辺部のアンテナ開口のモノパルス差パターンを切り換えて出力することを特徴とするアレーアンテナ装置。

【請求項2】
複数個の素子アンテナと、アンテナ中央部の上記素子アンテナに給電する第1の給電回路と、アンテナ周辺部の上記素子アンテナに給電する第2の給電回路と、上記第1の給電回路に接続された第1のモノパルスコンパレータと、上記第2の給電回路に接続された第2のモノパルスコンパレータと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号と等位相にするための第1の位相調整器と、上記2つのモノパルス和信号を等振幅等位相にて合成する第1のハイブリッドと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を遮断するためのスイッチと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号と等位相にするための第2の位相調整器と、上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号と上記第2の位相調整器の出力を等振幅等位相にて合成するための第2のハイブリッドを備え、上記スイッチの遮断によりアンテナ開口全体のモノパルス差パターンと周辺部のアンテナ開口のモノパルス差パターンを切り換えて出力することを特徴とするアレーアンテナ装置。

【請求項3】
複数個の素子アンテナと、アンテナ中央部の上記素子アンテナに給電する第1の給電回路と、アンテナ周辺部の上記素子アンテナに給電する第2の給電回路と、上記第1の給電回路に接続された第1のモノパルスコンパレータと、上記第2の給電回路に接続された第2のモノパルスコンパレータと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号と等位相にするための第1の位相調整器と、上記2つのモノパルス和信号を等振幅等位相にて合成する第1のハイブリッドと、上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を出力するための第1の2分配器と、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号と等振幅にするための第2の2分配器と等位相にするための第2の位相調整器と、上記第1の2分配器の出力の片方と上記第2の位相調整器の出力を等振幅等位相にて合成するための第2のハイブリッドと、上記第1の2分配器のもう一方の出力と上記第2のハイブリッドの出力を切り換えて出力するためのスイッチとを備え上記スイッチの切り換えによりアンテナ開口全体のモノパルス差パターンと周辺部のアンテナ開口のモノパルス差パターンを切り換えて出力することを特徴とするアレーアンテナ装置。

【請求項4】
複数個の素子アンテナと、アンテナ中央部の上記素子アンテナに給電する第1の給電回路と、アンテナ周辺部の上記素子アンテナに給電する第2の給電回路と、上記第1の給電回路に接続された第1のモノパルスコンパレータと、上記第2の給電回路に接続された第2のモノパルスコンパレータと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号と等位相にするための第1の位相調整器と、上記2つのモノパルス和信号を等振幅等位相にて合成する第1のハイブリッドと、上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を出力するための2分配器と、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号と等振幅にするための減衰器と等位相にするための第2の位相調整器と、上記2分配器の出力の片方と上記第2の位相調整器の出力を等振幅等位相にて合成するための第2のハイブリッドと、上記2分配器のもう一方の出力と上記第2のハイブリッドの出力を切り換えて出力するためのスイッチとを備え、上記スイッチの切り換えによりアンテナ開口全体のモノパルス差パターンと周辺部のアンテナ開口のモノパルス差パターンを切り換えて出力することを特徴とするアレーアンテナ装置。

【請求項5】
複数個の素子アンテナと、アンテナ中央部の上記素子アンテナに給電する第1の給電回路と、アンテナ周辺部の上記素子アンテナに給電する第2の給電回路と、上記第1の給電回路に接続された第1のモノパルスコンパレータと、上記第2の給電回路に接続された第2のモノパルスコンパレータと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号と等位相にするための第1の位相調整器と、上記2つのモノパルス和信号を等振幅等位相にて合成する第1の2合成器と、上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を出力するための第1のスイッチと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号と等位相にするための第2の位相調整器と、上記第1のスイッチの出力の片方と上記第2の位相調整器の出力を等振幅等位相にて合成するための第2の2合成器と、上記第1のスイッチのもう一方の出力と上記第2の合成器の出力を切り換えて出力するための第2のスイッチとを備え、上記第1、第2のスイッチの切り換えによりアンテナ開口全体のモノパルス差パターンと周辺部のアンテナ開口のモノパルス差パターンを切り換えて出力することを特徴とするアレーアンテナ装置。

【請求項6】
複数個の素子アンテナと、アンテナ中央部の上記素子アンテナに給電する第1の給電回路と、アンテナ周辺部の上記素子アンテナに給電する第2の給電回路と、上記第1の給電回路に接続された第1のモノパルスコンパレータと、上記第2の給電回路に接続された第2のモノパルスコンパレータと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号と等位相にするための第1の位相調整器と、上記2つのモノパルス和信号を等振幅等位相にて合成するハイブリッドと、上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を出力するための2分配器と、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号と等位相にするための第2の位相調整器と、上記2分配器の出力の片方と上記第2の位相調整器の出力を等振幅等位相にて合成するための不等分配器と、上記2分配器のもう一方の出力と上記不等分配器の出力を切り換えて出力するためのスイッチとを備え、上記スイッチの切り換えによりアンテナ開口全体のモノパルス差パターンと周辺部のアンテナ開口のモノパルス差パターンを切り換えて出力することを特徴とするアレーアンテナ装置。

【請求項7】
複数個の素子アンテナと、アンテナ中央部の上記素子アンテナに給電する第1の給電回路と、アンテナ周辺部の上記素子アンテナに給電する第2の給電回路と、上記第1の給電回路に接続された第1のモノパルスコンパレータと、上記第2の給電回路に接続された第2のモノパルスコンパレータと、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス和信号と等位相にするための第1の位相調整器と、上記2つのモノパルス和信号を等振幅等位相にて合成する第1のハイブリッドと、上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を結合線路出力から出力する方向性結合器と、上記第1のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号を上記第2のモノパルスコンパレータにより生成されたモノパルス差信号と等位相にするための第2の位相調整器と、上記方向性結合器の主線路出力と上記第2の位相調整器の出力を等振幅等位相にて合成するための第2のハイブリッドと、上記方向性結合器の結合線路出力と上記第2のハイブリッドの出力を切り換えて出力するためのスイッチとを備え、上記スイッチの切り換えによりアンテナ開口全体のモノパルス差パターンと周辺部のアンテナ開口のモノパルス差パターンを切り換えて出力することを特徴とするアレーアンテナ装置。

【請求項8】
複数個の素子アンテナと、アンテナ中央部の上記素子アンテナに給電する第1および第2の給電回路と、アンテナ周辺部の上記素子アンテナに給電する第3および第4の給電回路と、上記第3および第4の給電回路の出力を等分配する第1および第2の2分配器と、上記第1および第2の2分配器の片方の出力と第1および第2の給電回路の出力を合成する第3および第4の2分配器と、上記第3および第4の2分配器の出力を合成する第2のハイブリッドと、上記第1および第2の2分配器のもう一方の出力を合成する第1のハイブリッドと、上記第1のハイブリッドにて生成されたモノパルス差信号と上記第2のハイブリッドにて生成されたモノパルス差信号を切り換えて出力するためのスイッチとを備え、上記スイッチの切り換えによりアンテナ開口全体のモノパルス差パターンと周辺部のアンテナ開口のモノパルス差パターンを切り換えて出力することを特徴とすアレーアンテナ装置。

【請求項9】
複数個の素子アンテナにそれぞれ移相器を接続した請求項1~8いずれか記載のアレーアンテナ装置。

【請求項10】
2次元の方位を検出できるように、第1および第2のモノパルスコンパレータから出力される仰角および方位角に対応したモノパルス差信号を、出力するための複数個のスイッチと複数個のハイブリッド備えた請求項1記載のアレーアンテナ装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP1997190784thum.jpg
出願権利状態 登録
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