(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、該ローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するとともに、垂直方向に配置されたコラムフィーダと前記複数段のローアレイとをそれぞれ接続して円筒型アレイを構成し、
前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右（Ｒ）と左（Ｌ）の２系統の受信系ローフィーダと、該２系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間にそれぞれ接続され、前記２系統の受信系ローフィーダ出力をデジタル信号に変換して前記コラムフィーダへ出力するＡＤ変換器を備えていることを特徴とするフェーズドアレイアンテナ。
【請求項２】
アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、該ローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するとともに、垂直方向に配置されたコラムフィーダと前記複数段のローアレイとをそれぞれ接続して円筒型アレイを構成し、
前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右（Ｒ）と左（Ｌ）の２系統の受信系ローフィーダと、該２系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間に、前記２系統の受信系ローフィーダ出力の和（Σ）と差（Δ）の信号を合成して出力するラットレース回路、および該ラットレース回路から出力された前記和（Σ）と差（Δ）の信号をそれぞれデジタル信号に変換して前記コラムフィーダへ出力するＡＤ変換器を備えていることを特徴とするフェーズドアレイアンテナ。
【請求項３】
前記送受信モジュールと前記コラムフィーダ間を接続する前記送信系ローフィーダおよび前記２系統の受信系ローフィーダは、該ローアレイ構造の中で垂直方向に３層に分離して配置されており、前記送受信モジュールは前記アンテナ素子を外側に向けた状態で前記３層に分離配置された送受信系ローフィーダの外側に配置され、前記コラムフィーダは該３層に分離配置された送受信系ローフィーダの内側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項４】
前記送受信モジュールと前記コラムフィーダ間を接続する前記送信系ローフィーダおよび前記２系統の受信系ローフィーダは、該ローアレイ構造の中で垂直方向に３層に分離して配置されており、前記送受信モジュール内のアンテナ素子は該３層に分離配置された送受信系ローフィーダの外側に配置され、前記送受信アンテナ素子を除く前記送受信モジュールおよび前記コラムフィーダは該３層に分離配置された送受信系ローフィーダの内側に配置されており、前記アンテナ素子と該アンテナ素子を除くモジュール間を接続するアンテナフィーダが、前記３層に分離配置された送受信系ローフィーダと積層されて分離配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項５】
前記送受信モジュールには、前記送信系ローフィーダを介して入力される前記探索用送信信号をＯＮまたはＯＦＦに切り替える第１のスイッチと、前記探索用送信信号の位相を調整する第１の移相器と、該第１の移相器で位相調整された前記探索用送信信号を増幅する電力増幅器と、該電力増幅器で電力増幅された前記探索用送信信号をアンテナへ送出するサーキュレータと、前記アンテナ素子で受信され前記サーキュレータを介して入力された前記探索用送信信号の反射信号を増幅する低雑音増幅器と、該低雑音増幅器で増幅された反射信号の位相を調整する第２の移相器と、該第２の移相器で位相調整された前記反射信号を前記２系統の受信系ローフィーダのいずれか一方に接続またはＯＦＦに切り替える第２のスイッチが実装されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項６】
前記送受信モジュールには、前記送信系ローフィーダを介して入力される前記探索用送信信号をＯＮまたはＯＦＦに切り替える第１のスイッチと、前記探索用送信信号を増幅する電力増幅器と、該電力増幅器で電力増幅された前記探索用送信信号をアンテナへ送出するサーキュレータと、前記アンテナ素子で受信され前記サーキュレータを介して入力された前記探索用送信信号の反射信号を増幅する低雑音増幅器と、該低雑音増幅器で増幅された反射信号を前記２系統の受信系ローフィーダのいずれか一方に接続またはＯＦＦに切り替える第２のスイッチと、前記探索用送信信号の送信時には前記第１のスイッチと前記電力増幅器の間に接続されて前記探索用送信信号の位相を調整し、前記探索用送信信号の反射信号受信時には前記低雑音増幅器と前記第２のスイッチとの間に接続されて前記反射信号の位相を調整する移相器と、前記探索用送信信号の送信時と前記探索用送信信号の反射信号受信時に前記移相器を切替え接続する第３のスイッチが実装されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項７】
アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、該ローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するとともに、垂直方向に配置されたコラムフィーダと前記複数段のローアレイとをそれぞれ接続して円筒型アレイを構成したフェーズドアレイアンテナと、前記送受信モジュールに実装されたスイッチを切替え制御することにより前記フェーズドアレイアンテナの方位方向の送信ビーム走査を行う送信制御手段と、前記フェーズドアレイアンテナの前記ローアレイ毎に合成した受信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器でデジタル信号に変換された前記ローアレイ毎に合成された受信信号をＤＢＦ処理して仰角方向にマルチビームを形成する信号処理部を備え、
前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右（Ｒ）と左（Ｌ）の２系統の受信系ローフィーダと、該２系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間にそれぞれ接続され、前記２系統の受信系ローフィーダ出力をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を備えており、前記信号処理部は、前記コラムフィーダを介して入力される前記２系統のデジタル信号の和（Σ）と差（Δ）を演算して方位方向のモノパルスパターンを形成する機能を有していることを特徴とするフェーズドアレイレーダ。
【請求項８】
アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、該ローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するとともに、垂直方向に配置されたコラムフィーダと前記複数段のローアレイとをそれぞれ接続して円筒型アレイを構成したフェーズドアレイアンテナと、前記送受信モジュールに実装されたスイッチを切替え制御することにより前記フェーズドアレイアンテナの方位方向の送信ビーム走査を行う送信制御手段と、前記フェーズドアレイアンテナの前記ローアレイ毎に合成した受信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器でデジタル信号に変換された前記ローアレイ毎に合成された受信信号をＤＢＦ処理して仰角方向にマルチビームを形成する信号処理部を備え、
前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右（Ｒ）と左（Ｌ）の２系統の受信系ローフィーダと、該２系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間に、前記２系統の受信系ローフィーダ出力の和（Σ）と差（Δ）の信号を合成して出力するラットレース回路と、該ラットレース回路から出力された前記和（Σ）と差（Δ）の信号をそれぞれデジタル信号に変換して前記コラムフィーダへ出力するＡＤ変換器を備えており、前記信号処理部は、前記コラムフィーダを介して入力される前記和（Σ）と差（Δ）の２系統のデジタル信号をＤＢＦ処理して、仰角方向にモノパルスのマルチビームを形成する機能を有していることを特徴とするフェーズドアレイレーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェーズドアレイアンテナに関し、特に全周を捜索するレーダ装置用に好適な円筒型フェーズドアレイアンテナおよび該円筒型フェーズドアレイアンテナを用いたレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の円筒型フェーズドアレイアンテナは、例えば特許文献１に示されるように、全周の目標を捜索、追尾するレーダ装置に用いられている。
【０００３】
図９（イ）は、従来の円筒型フェーズドアレイアンテナの一例を示す系統図である。従来の円筒型フェーズドアレイアンテナは、Ｎ個のコラムアレイ(11-1〜11-N)が円周状に並べられて円筒型フェーズドアレイが構成されている。各コラムアレイ(11-1〜11-N)はそれぞれ、図９（ロ）に示すように、移相器を有する送受信モジュール(11-1-b1〜11-1-bM)およびアンテナ素子(11-1-a1〜11-1-aM)からなる単位モジュールが縦方向にＭ個配列された構造となっている。
【０００４】
この従来の円筒型フェーズドアレイアンテナでは、円周状に配置されたコラムアレイ(11-1〜11-N)の内、一定角度範囲のコラムアレイを励振し、その励振範囲を順次切替えることにより円周方向にビーム走査を行っている。即ち、励振範囲の切替えは制御部(16)の制御信号により、方位切替部のコラムアレイ切替スイッチ(12)により稼動コラムが切替えられて水平面走査が行われる。分配合成器(13)は、送受信部(14)からの送信信号（励振信号）を各切替スイッチ(12)へ分配し、また、切替スイッチ(12)からの受信信号を合成する。信号処理部(15)は受信信号の処理を行う。
【０００５】
一方、垂直方向のビーム走査は、制御部(16)の制御信号により、一定角度範囲のコラムアレイを励振するとともに、該コラムアレイ範囲内でその送受信モジュール(11-1-b1〜11-1-bM)内の移相器を位相制御することにより、垂直面内におけるビーム走査を行っている。
【０００６】
このように、特許文献１に記載の円筒型フェーズドアレイアンテナを用いたレーダ装置では、ビーム走査が、その方位方向および仰角方向に順次切替えて行われるため全周捜索時間（データレート）が長くなり目標の捜索・追尾に支障をきたすという問題がある。
【０００７】
このような問題を解消する手段として、特許文献２では、送信無指向性アンテナと、全方位方向に均等に並ぶコラムアレイにより受信デジタルビーム形成マルチビーム（ＤＢＦ）を形成する円筒型受信フェーズドアレイアンテナと、デジタルビーム形成を行うビーム形成器とを備えることにより、円筒型フェーズドアレイアンテナを用いたレーダにおけるデータレートを短縮する方法が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３６６３７号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１５４４号公報
【特許文献３】特開２００１−２６４４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記のように、特許文献１に記載の円筒型フェーズドアレイアンテナを用いたレーダでは、ビーム走査が送信時および受信時に、方位方向および仰角方向に順次切替えて行われるため、データレートが長くなり目標の捜索・追尾に支障をきたすという問題がある。
【００１０】
データレートを短縮する方法として、開口の全素子の受信系をＡＤ変換してマルチビームを形成する方法が考えられるが、この方法では演算量が増大して回路の複雑化を招くという問題がある。
【００１１】
また、特許文献２に記載の発明のように、送信に別途方位方向無指向性アンテナを用いるとともに、受信に円筒型フェーズドアレイを用いて方位方向ＤＢＦマルチビームを形成する方法の場合、送信用アンテナと受信用アンテナの二種類のアンテナが必要となり装置の増大化を招くという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、方位方向および仰角方向を捜索するレーダに好適な円筒型フェーズドアレイアンテナの構成を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、上記円筒型フェーズドアレイアンテナを用いて、受信系の仰角方向をＤＢＦマルチビーム成形することにより受信時に方位方向および仰角方向探索レーダにおけるデータレートの短縮を可能にする手段を提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、上記円筒型フェーズドアレイアンテナを用いて、水平面モノパルス機能を実現して、水平面（方位方向）における測角精度の向上を図ることを可能にする手段を提供することにある。
【００１５】
本発明の更に他の目的は、装置の増大及び回路の複雑化を回避することが可能な、上記円筒型フェーズドアレイアンテナを用いた新規な構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のフェーズドアレイアンテナは、アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、該ローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するとともに、垂直方向に配置されたコラムフィーダと前記複数段のローアレイとをそれぞれ接続して円筒型アレイを構成したことを特徴とする。
【００１７】
前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイの送受信モジュールに供給する送信系フィーダと、前記ローアレイの送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右（Ｒ）と左（Ｌ）の２系統の受信系フィーダと、該２系統の受信系フィーダと前記コラムフィーダ間にそれぞれ接続され、前記２系統の受信系フィーダ出力をデジタル信号に変換し、前記コラムフィーダを介して信号処理部へ出力するＡＤ変換器を備えた構成とすることができる。
【００１８】
あるいは前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右（Ｒ）と左（Ｌ）の２系統の受信系ローフィーダと、該２系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間に、前記２系統の受信系ローフィーダ出力の和（Σ）と差（Δ）の信号を合成して出力するラットレース回路、および該ラットレース回路から出力された前記和（Σ）と差（Δ）の信号をそれぞれデジタル信号に変換して前記コラムフィーダへ出力するＡＤ変換器を備えた構成とすることができる。
【００１９】
また前記送受信モジュールには、前記送信系ローフィーダを介して入力される前記探索用送信信号をＯＮまたはＯＦＦに切り替える第１のスイッチと、前記探索用送信信号の位相を調整する第１の移相器と、該第１の移相器で位相調整された前記探索用送信信号を増幅する電力増幅器と、該電力増幅器で電力増幅された前記探索用送信信号をアンテナへ送出するサーキュレータと、前記アンテナ素子で受信され前記サーキュレータを介して入力された前記探索用送信信号の反射信号を増幅する低雑音増幅器と、該低雑音増幅器で増幅された反射信号の位相を調整する第２の移相器と、該第２の移相器で位相調整された前記反射信号を前記２系統の受信系ローフィーダのいずれか一方に接続またはＯＦＦに切り替える第２のスイッチを備えた構成により実現可能である。
【００２０】
また本発明のフェーズドアレイレーダは、アンテナ素子を有する複数の送受信モジュールを円周に沿って配列することによりローアレイを構成し、該ローアレイを垂直方向に複数段並べて配置するとともに、垂直方向に配置されたコラムフィーダと前記複数段のローアレイとをそれぞれ接続して円筒型アレイを構成したフェーズドアレイアンテナと、前記送受信モジュールに実装されたスイッチを切替え制御することにより前記フェーズドアレイアンテナの方位方向の送信ビーム走査を行う送信制御手段と、前記フェーズドアレイアンテナの前記ローアレイ毎に合成した受信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器でデジタル信号に変換された前記ローアレイ毎に合成された受信信号をＤＢＦ処理して仰角方向にマルチビームを形成する信号処理部を備えていることを特徴とする。
【００２１】
前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右（Ｒ）と左（Ｌ）の２系統の受信系ローフィーダと、該２系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間にそれぞれ接続され、前記２系統の受信系ローフィーダ出力をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を備えており、前記信号処理部は、前記コラムフィーダを介して入力される前記２系統のデジタル信号の和（Σ）と差（Δ）を演算して方位方向のモノパルスパターンを形成する機能を有する構成とすることができる。
【００２２】
あるいは前記ローアレイは、前記コラムフィーダを介して送信部から入力される探索用送信信号を前記ローアレイ内の送受信モジュールに供給する送信系ローフィーダと、前記ローアレイ内の送受信モジュールで受信された前記探索用送信信号に対する反射信号を合成する右（Ｒ）と左（Ｌ）の２系統の受信系ローフィーダと、該２系統の受信系ローフィーダと前記コラムフィーダ間に、前記２系統の受信系ローフィーダ出力の和（Σ）と差（Δ）の信号を合成して出力するラットレース回路と、該ラットレース回路から出力された前記和（Σ）と差（Δ）の信号をそれぞれデジタル信号に変換して前記コラムフィーダへ出力するＡＤ変換器を備えており、前記信号処理部は、前記コラムフィーダを介して入力される前記和（Σ）と差（Δ）の２系統のデジタル信号をＤＢＦ処理して、仰角方向にモノパルスのマルチビームを形成する機能を有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のフェーズドアレイアンテナでは、アレイを水平方向のローアレイ構造としているので、ローアレイ単位での信号処理が容易となり、仰角方向でのマルチビーム処理を行う上で好適な構成を提供することができる。
【００２４】
即ち本発明によれば、受信時仰角方向をマルチビーム化することによりデータレートの改善を容易に図ることができる。
【００２５】
また、方位方向のモノパルス機能を、受信系ローフィーダを右(Ｒ)と左（Ｌ）の２系統独立して設けることにより実現でき、方位方向の捜索・追尾の精度劣化を回避することができる。
【００２６】
さらに、ローアレイ単位でＡＤ変換処理を行えるので、装置の増大及び回路の複雑化も回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施形態を示すフェーズドアレイアンテナの系統図である。
【００２８】
本実施形態のフェーズドアレイアンテナは、送受信モジュール(1-1)と送信系ローフィーダ(1-2)と２本の受信系ローフィーダ(1-3)で構成されたローアレイ(1)が縦方向に複数段並べられて円筒型アレイを構成している。
【００２９】
２本の受信系ローフィーダ(1-3)の出力端にはそれぞれＡＤ変換器(2)が直結されており、受信信号はデジタル信号に変換されてコラムフィーダ(3)へ出力される。各段のローアレイ(1)と送信部(4)、信号処理部(5)とはコラムフィーダ(3)で接続されて信号の分配、伝送が行われる。制御部(6)は方位走査、位相制御、送受信制御を行う。
【００３０】
図２は図１のフェーズドアレイアンテ系統図の構成品を示すイメージ図である。送受信モジュール(1-1)は円周状に並べられて、その内側に配置された送信系ローフィーダ(1-2)及び受信系ローフィーダ(1-3)に接続されてローアレイ(1)を構成している。このローアレイ(1)が縦方向に複数段並べられてコラムフィーダ(3)により連結されている。なお図２では、送信系ローフィーダ(1-2)及び受信系ローフィーダ(1-3)を一まとめとして描いているが、各段のローフィーダは、図１に示すように、送信系ローフィーダ（1-2）と２層の受信系ローフィーダ（1-3）の３層構成となっている。
【００３１】
図３は送受信モジュール(1-1)の回路例を示している。アンテナ素子(1-1-1)は円周の外側に配置されて電波の送受信を行う。サーキュレータ(1-1-2)は送信信号と受信信号を分離する。電力増幅器(1-1-3)は送信信号を増幅して大電力とする。低雑音増幅器(1-1-4)は受信信号を増幅する。送信系移相器(1-1-5)は送信系ローフィーダ(1-2)の位相補正および制御部(6)の信号により方位方向および仰角方向の送信ビーム走査のために用いられる。受信系移相器(1-1-6)は受信系ローフィーダ(1-3)の移相補正および制御部(6)の信号により方位方向の受信ビーム走査のために用いられる。
【００３２】
送信系スイッチ(1-1-7)は制御部(6)の信号により稼動／非稼動の選択を行う。即ち、送信系スイッチ(1-1-7)のＴｘ端子は送信系ローフィーダ（1-2）と接続されており、全円周のうち送信ビーム放射方向に面した素子を稼動（ＯＮ）し、それ以外の素子は非稼動（ＯＦＦ）とするように送信系スイッチ(1-1-7)が制御部(6)の制御信号により切替え制御される。
【００３３】
受信系スイッチ(1-1-8)は右側稼動／左側稼動／非稼動の選択を行う。即ち、全円周のうち送信ビーム放射方向に面した素子以外の素子は非稼動（ＯＦＦ）とし、送信ビーム放射方向に面した素子については、モノパルス信号を得るために、放射方向中心から右側に位置している素子は右側稼動（Ｒ）、放射方向中心から左側に位置している素子は左側稼動（Ｌ）に切り替え、受信ビーム方向のセンター振り分けで右側/左側の信号を独立して取得する。
【００３４】
なお図３では、送信系移相器(1-1-5)と受信系移相器(1-1-6)を別々に備えているが、１つの移相器の前後にそれぞれスイッチを備え、送信時と受信時でこれらのスイッチを切り替えることによって、送信／受信共用の１つの移相器によって実現することもできる。
【００３５】
図４は送信系ローフィーダ（1-2）のイメージ図（イ）、および回路図（ロ）を示している。送信系ローフィーダ（1-2）は、ローアレイ内において送信信号の分配と伝送を行う回路であり、円周状に配置された各送受信モジュール(1-1)にカプラー(1-4)を介して送信信号を分配する。
【００３６】
図５は受信系ローフィーダ（1-3）及びＡＤ変換器（2）のイメージ図（イ）、および回路図（ロ）を示している。受信系ローフィーダ（1-3）は２層に形成されており、図３のモジュール(1-1)と対比させた場合、例えば上の層はＲｘ（Ｒ）端子と接続され、下の層はＲｘ（Ｌ）端子と接続されている。そして、それぞれの層で受信した信号は、それぞれカプラー(1-6)、(1-7)を介して右側受信信号用ＡＤ変換器（2R）、左側受信信号用ＡＤ変換器（2L）に入力され、それぞれデジタル信号に変換されてコラムフィーダ（3）へ出力される。
【００３７】
次に、本実施形態の動作について図１〜図５を参照して説明する。
【００３８】
本発明の円筒型フェーズドアレイアンテナでは、円周状に配置された送受信モジュール（1-1）の一部（例えば、アンテナ素子が送信ビーム放射方向に面した１２０度の範囲内の送受信モジュール）を稼動させ、その稼動素子の範囲を切り替えることにより円周方向にビームを走査させる。稼動するモジュールの選択は、制御部(6)の信号により送信系スイッチ(1-1-7)及び受信系スイッチ(1-1-8)によって行われ、方位方向の走査に従って稼動モジュールが順次切替えられていく。
【００３９】
送信時には、送信部(4)で発生する励振信号はコラムフィーダ(3)、送信系ローフィーダ(1-2)を経由して送受信モジュール(1-1)のＴｘ端子に供給される。この信号は送信系移相器(1-1-5)により位相制御されたあと電力増幅器(1-1-3)により高電力としてアンテナ素子(1-1-1)より放射される。
【００４０】
受信時には、アンテナ素子(1-1-1)で受信された信号は低雑音増幅器(1-1-4)で増幅された後、受信系移相器(1-1-6)により位相制御され、スイッチ(1-1-8)で選択された（Ｒ）あるいは（Ｌ）端子を通して受信系ローフィーダ(1-3)に伝送される。各モジュールから送られた右側受信信号、および左側受信信号は、それぞれ受信系ローフィーダ(1-3)で合成された後、右側受信信号用ＡＤ変換器(2R)、および左側受信信号用ＡＤ変換器(2L)によりそれぞれデジタル信号に変換され、コラムフィーダ(3)を経由して信号処理部(5)に伝送される。
【００４１】
信号処理部(5)では、各ローアレイで受信された後ＡＤ変換された右側受信デジタル信号および左側受信デジタル信号が入力され、この信号をＤＢＦ処理することにより仰角方向のマルチビーム成形を行うとともに、方位方向のモノパルス成形を行うことによって、例えば目標の捜索、および追尾を行う。なおモノパルス測角技術については例えば特許文献３等に記載されている。
【００４２】
このように本実施形態では、アレイを水平方向のローアレイ構造とすることにより、各ローアレイ単位でＡＤ変換してＤＢＦ処理することによって仰角方向のマルチビーム成形が可能となり、データレートの低減が図られる。
【００４３】
このとき受信系ローフィーダを２系統設けて稼動素子の中心に対し右側と左側の受信信号を独立して抽出し、その信号の和（Σ）と差（Δ）を演算してモノパルスパターンを形成することにより方位方向の測角精度を高めている。その際、右側稼動素子、左側稼動素子及び非稼動素子の選択は制御部からの信号により、各モジュール内スイッチのＲ，Ｌ，ＯＦＦ端子を選択することにより容易に実施可能である。
【００４４】
図６は受信系ローフィーダ（1-3）、ＡＤ変換器（2）及びラットレース回路（7）からなる構成の他の実施例を示すイメージ図（イ）、および回路図（ロ）を示している。
【００４５】
図５では受信系ローフィーダ（1-3）からのＲｘ（Ｒ）とＲｘ（Ｌ）の信号をそのままＡＤ変換し、コラムフィーダ３を介して信号処理部(5)へ出力しているが、本実施例では、図６に示すように、受信系ローフィーダ（1-3）からのＲｘ（Ｒ）とＲｘ（Ｌ）の信号をラットレース回路（7）へ入力し、ラットレース回路（7）によりＲｘ（Ｒ）とＲｘ（Ｌ）の和（Σ）と差（Δ）の信号を合成した後、ＡＤ変換器（2）によりそれぞれデジタル信号に変換し、コラムフィーダ３を介して信号処理部(5)へ出力する。
【００４６】
本実施例によれば、信号処理部(5)において方位方向のモノパルスを成形する際に、デジタル信号に変換されたＲｘ（Ｒ）とＲｘ（Ｌ）から、和（Σ）と差（Δ）のデジタル信号を得るための演算処理を省略できるので、その分信号処理部(5)の構成を簡略化することができるとともに、データ処理時間の短縮化を図ることができる。
【００４７】
図７は、本発明の第２の実施形態を示すフェーズドアレイアンテナの系統図であり、図８は図７のフェーズドアレイアンテ系統図の構成品を示すイメージ図である。
【００４８】
第１の実施形態では、モジュール(1-1)を、送信系ローフィーダ(1-2)及び受信系ローフィーダ(1-3)の外側に配置した３層からなるローフィーダを備えたローアレイ構造となっているが、本実施形態では、アンテナ素子（1-1-1）を除いた送受信モジュール(1-1)を送信系ローフィーダ(1-2)及び受信系ローフィーダ(1-3)の内側に配置し、送信系ローフィーダ(1-2)及び受信系ローフィーダ(1-3)が配置されている層に、アンテナフィーダ(1-4)の層を追加して４層とし、アンテナ素子（1-1-1）のみをこれらのフィーダ層の外側に配置したローアレイ構造としている。
【００４９】
本実施形態によれば、フィーダ層の内側に送受信モジュールが配置された構造であるため、送受信モジュールの交換を内側から容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す円筒型フェーズドアレイアンテナの系統図である。
【図２】図１のフェーズドアレイアンテ系統図の構成品を示すイメージ図である。
【図３】本実施形態における送受信モジュールの回路例を示す図である。
【図４】本実施形態における送信系ローフィーダのイメージ図（イ）、および回路図（ロ）である。
【図５】本実施形態における受信系ローフィーダ及びＡＤ変換器のイメージ図（イ）、および回路図（ロ）である。
【図６】受信系ローフィーダ及びＡＤ変換器からなる構成の他の実施例を示すイメージ図（イ）、および回路図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示すフェーズドアレイアンテナの系統図である。
【図８】図７のフェーズドアレイアンテ系統図の構成品を示すイメージ図である。
【図９】従来の円筒型フェーズドアレイアンテナの構成を示す系統図である。
【符号の説明】
【００５１】
1  ローアレイ
1-1  送受信モジュール
1-1-1  アンテナ素子
1-1-2  サーキュレータ
1-1-3  電力増幅器
1-1-4  低雑音増幅器
1-1-5  移相器（送信系）
1-1-6  移相器（受信系）
1-1-7  スイッチ（送信系）
1-1-8  スイッチ（受信系）
1-2  送信系ローフィーダ
1-3  受信系ローフィーダ
1-4  アンテナフィーダ
1-5、1-6、1-7  カプラー
2  ＡＤ変換器
3  コラムフィーダ
4  送信部
5  信号処理部
6  制御部
7  ラットレース回路
11-1〜11-N  コラムアレイ
11-1-a1〜11-1-aM  アンテナ素子
11-1-b1〜11-1-bM  送受信モジュール送受信モジュール
12  切替スイッチ
13  分配合成器
14  送受信部
15  信号処理部
16  制御部
【図１】
0004840300.tif 000002
【図２】
0004840300.tif 000003
【図３】
0004840300.tif 000004
【図４】
0004840300.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004840300.tif 000008
【図８】
0004840300.tif 000009
【図９】
0004840300.tif 000010