(57)【要約】【課題】任意の電波到来方向に対して即時性および同時性に優れたＲＣＳ低減機能を実現したアンテナ装置を得る。【解決手段】アンテナ素子１００、サーキュレータ１０１、振幅位相制御器１０２、ＲＦスイッチ１０３、受信装置１０４、制御装置１０６、電波到来方向探知装置１０５およびＲＣＳ記憶装置１０７を備える。アンテナ素子１００と受信装置１０４との間には、サーキュレータ１０１、振幅位相制御器１０２、ＲＦスイッチ１０３が介在され、ＲＦスイッチ１０３の共通端子は、サーキュレータ１０１に接続される。ＲＣＳ記憶装置１０７は、全動作周波数および全方位のＲＣＳパターン特性を記憶し、制御装置１０６は、ＲＣＳパターン特性に基づき、アンテナ素子１００再放射される電波の振幅および位相に対して、当該到来方向のＲＣＳを相殺するように振幅位相制御器１０２を制御する。【選択図】図１
2013164303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子に個別に接続された複数のサーキュレータと、
前記複数のサーキュレータに個別に接続された複数の振幅位相制御器と、
前記複数のサーキュレータおよび前記複数の振幅位相制御器に個別に接続された複数のＲＦスイッチと、
前記複数のＲＦスイッチに接続された受信装置と、
前記複数の振幅位相制御器および前記複数のＲＦスイッチを制御する制御装置と、
前記制御装置に接続された電波到来方向探知装置およびＲＣＳ記憶装置と、
を備えたアンテナ装置であって、
前記複数のアンテナ素子の各々と前記受信装置との間には、順に、前記複数のサーキュレータの各々と、前記複数の振幅位相制御器の各々と、前記複数のＲＦスイッチの各々と、が介在され、
前記複数のＲＦスイッチの各々の共通端子は、前記複数のサーキュレータの各々に接続され、
前記電波到来方向探知装置は、前記複数のアンテナ素子に到来する電波の到来方向および周波数に関する情報を取得して前記制御装置に伝達し、
前記ＲＣＳ記憶装置は、前記複数のアンテナ素子が搭載される構造体のＲＣＳパターン特性として、前記複数のアンテナ素子の全動作周波数および全方位のＲＣＳパターン特性を記憶し、
前記制御装置は、前記ＲＣＳ記憶装置および前記電波到来方向探知装置からの入力情報に基づき、前記複数のアンテナ素子からの受信信号に応じて再放射される電波の振幅および位相に対して、前記ＲＣＳ記憶装置に記録されている当該到来方向のＲＣＳを相殺するよう前記振幅位相制御器を制御することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記複数の振幅位相制御器の各々は、増幅器、移相器およびＲＦスイッチのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記ＲＣＳ記憶装置は、前記複数のアンテナ素子の全動作周波数および全空間に対するＲＣＳを相殺するために必要な振幅および位相情報をテーブルとして格納していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記電波到来方向探知装置は、前記複数のＲＦスイッチに接続され、前記複数のアンテナ素子に到来するレーダ波の受信信号を前記複数のＲＦスイッチを介して取得し、前記受信信号に基づき電波の到来方向および周波数に関する情報を取得することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記電波到来方向探知装置は、前記複数のＲＦスイッチから切り離されて設置されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記電波到来方向探知装置は、電子支援装置、レーダ装置、赤外線捜索追跡システムおよび外部データリングのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、目標を追尾するために用いられるアンテナ装置に関し、特にレーダ断面積を低減させたアンテナ設置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、目標追尾に用いられるアンテナ装置の設置構造においては、逆に相手から自分の位置が検知されることを防ぐために、可能な限りそのレーダ断面積（ＲＣＳ：Ｒａｄａｒ  Ｃｒｏｓｓ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）を小さくする必要があり、ＲＣＳを小さくしたアンテナ装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１においては、入射したレーダ波の反射を低減するレーダ波反射低減装置が開示されており、自己の反射波を効率良く低減してＲＣＳを低減させ、被探知確率を大幅に減少させるために、入射するレーダ波を反射する平面上の反射面に設置された受信アンテナと、受信されたレーダ波の位相を検出する位相検出回路と、複数の位相検出信号の位相差を測定することによりレーダ波の入射角を判定する角度判定回路と、入射角度が垂直付近であるとの判定信号に基づき入射レーダ波と逆相のキャンセル波信号を生成するキャンセル波生成回路と、キャンセル波を放射する送信アンテナと、を備えている。
【０００４】
これにより、入射レーダ波が、受信アンテナが設置される面に対してほぼ垂直に位置する場合にのみ、効率良くＲＣＳを低減させることを可能にしている。
しかしながら、上記技術では、入射レーダ波を検波したうえで、さらにキャンセル波を生成する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７６４１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のアンテナ装置は、特許文献１に記載の技術では、入射レーダ波を検波して、さらにキャンセル波を生成する必要があることから、即時性および同時性に乏しくなり、実際には、ＲＣＳの低減効果が低減するという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、任意の電波到来方向に対して、即時性および同時性に優れたＲＣＳの低減機能を実現したアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るアンテナ装置は、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子に個別に接続された複数のサーキュレータと、複数のサーキュレータに個別に接続された複数の振幅位相制御器と、複数のサーキュレータおよび複数の振幅位相制御器に個別に接続された複数のＲＦスイッチと、複数のＲＦスイッチに接続された受信装置と、複数の振幅位相制御器および複数のＲＦスイッチを制御する制御装置と、制御装置に接続された電波到来方向探知装置およびＲＣＳ記憶装置と、を備えたアンテナ装置であって、複数のアンテナ素子の各々と受信装置との間には、順に、複数のサーキュレータの各々と、複数の振幅位相制御器の各々と、複数のＲＦスイッチの各々と、が介在され、複数のＲＦスイッチの各々の共通端子は、複数のサーキュレータの各々に接続され、電波到来方向探知装置は、複数のアンテナ素子に到来するレーダ波の受信信号から、電波の到来方向および周波数に関する情報を取得して制御装置に伝達し、ＲＣＳ記憶装置は、複数のアンテナ素子が搭載される構造体のＲＣＳパターン特性として、複数のアンテナ素子の全動作周波数および全方位のＲＣＳパターン特性を記憶し、制御装置は、ＲＣＳ記憶装置および電波到来方向探知装置からの入力情報に基づき、複数のアンテナ素子からの受信信号に応じて再放射される電波の振幅および位相に対して、ＲＣＳ記憶装置に記録されている当該到来方向のＲＣＳを相殺するように振幅位相制御器を制御するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、電波到来方向探知装置およびＲＣＳ記憶装置を用いることにより、入射レーダ波の検波およびキャンセル波の生成処理を著しく簡略化し、任意の電波到来方向に対して、即時性および同時性に優れたＲＣＳの低減機能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、図１を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１の構成を示す図である。
図１において、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置は、複数のアンテナ素子１００と、複数のアンテナ素子１００に個別に接続された複数のサーキュレータ１０１と、複数のサーキュレータ１０１に個別に接続された複数の振幅位相制御器１０２と、複数の振幅位相制御器１０２に個別に接続された複数のＲＦスイッチ１０３と、複数のＲＦスイッチ１０３に接続された受信装置１０４と、複数の振幅位相制御器１０２および複数のＲＦスイッチ１０３を制御する制御装置１０６と、制御装置１０６に接続された電波到来方向探知装置１０５およびＲＣＳ記憶装置１０７と、を備えている。
【００１２】
なお、複数のアンテナ素子１００は、アレーアンテナを構成している。
また、複数の振幅位相制御器１０２の各々は、増幅器、移相器、ＲＦスイッチなど（図示せず）のうちの少なくとも１つにより構成されているものとする。
さらに、複数のアンテナ素子１００は、全体を一体化する構造体（図示せず）に搭載されているものとする。
【００１３】
図１のアンテナ装置は、電波を放射する電波放射モード以外の動作モードとして、受信モードおよび低ＲＣＳモードを有している。
受信モードにおいては、複数のＲＦスイッチ１０３の各々が、図示した状態から切替えられて、受信装置１０４側の切替端子に接続される。
これにより、各アンテナ素子１００からの受信信号は、各サーキュレータ１０１および各ＲＦスイッチ１０３を介して受信装置１０４に入力され、通常の受信処理が施される。
【００１４】
一方、低ＲＣＳモードにおいては、複数のＲＦスイッチ１０３の各々が、図示した状態にあり、振幅位相制御器１０２側の切替端子に接続される。
これにより、各アンテナ素子１００で受信された信号は、各サーキュレータ１０１および各ＲＦスイッチ１０３を介して振幅位相制御器１０２に入力され、振幅位相制御器１０２で受信信号の振幅および位相が制御された後、再び各サーキュレータ１０１を介して各アンテナ素子１００から再放射される。
【００１５】
なお、ＲＦスイッチ１０３は、共通端子がサーキュレータ１０１に接続されており、受信モードでは受信装置１０４に接続され、低ＲＣＳモードでは振幅位相制御器１０２に接続されるが、このときのＲＦスイッチ１０３の切換え動作は、制御装置１０６により行われる。
【００１６】
次に、制御装置１０６および各振幅位相制御器１０２の動作について説明する。
まず、電波到来方向探知装置１０５は、各アンテナ素子１００からの受信信号に基づき、到来するレーダ波の周波数および到来方向を探知する。
また、ＲＣＳ記憶装置１０７は、複数のアンテナ素子１００の全動作周波数および全空間に関し、各アンテナ素子１００が搭載される構造体のＲＣＳのパターン情報を記憶するとともに、その全動作周波数および全空間に対するＲＣＳを相殺するために必要な振幅および位相情報をテーブルとして格納している。
【００１７】
したがって、制御装置１０６は、電波到来方向探知装置１０５によって検出されたレーダ波の周波数および到来方向に基づき、当該到来方向においてＲＣＳを相殺するための振幅および位相情報をＲＣＳ記憶装置１０７から読出し、この読出し情報にしたがって各振幅位相制御器１０２を制御する。
【００１８】
すなわち、電波到来方向探知装置１０５は、各アンテナ素子１００により受信されたレーダ波の周波数および到来方向を検出し、電波到来方向探知装置１０５の検出情報に基づき、制御装置１０６は、ＲＣＳを相殺するための振幅および位相情報をＲＣＳ記憶装置１０７から読出し、相殺用の振幅および位相情報にしたがって振幅位相制御器１０２を制御する。
このように相殺処理された再放射信号が各アンテナ素子１００から放射されることにより、レーダ波の到来方向に対するＲＣＳが相殺され、ＲＣＳの低減が実現される。
【００１９】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１）に係るアンテナ装置は、複数のアンテナ素子１００と、複数のサーキュレータ１０１と、複数の振幅位相制御器１０２と、複数のＲＦスイッチ１０３と、受信装置１０４と、制御装置１０６と、電波到来方向探知装置１０５と、ＲＣＳ記憶装置１０７と、を備えている。
【００２０】
複数のアンテナ素子１００の各々と受信装置１０４との間には、順に、複数のサーキュレータ１０１の各々と、複数の振幅位相制御器１０２の各々と、複数のＲＦスイッチ１０３の各々と、が介在されている。
複数のＲＦスイッチ１０３の各々の共通端子は、複数のサーキュレータ１０１の各々に接続されている。
【００２１】
電波到来方向探知装置１０５は、複数のアンテナ素子１００に到来するレーダ波の受信信号から、電波の到来方向および周波数に関する情報を取得して制御装置１０６に伝達する。
具体的には、電波到来方向探知装置１０５は、複数のＲＦスイッチ１０３に接続され、複数のアンテナ素子１００に到来するレーダ波の受信信号を複数のＲＦスイッチ１０３を介して取得し、受信信号に基づき電波の到来方向および周波数に関する情報を取得する。
【００２２】
ＲＣＳ記憶装置１０７は、各アンテナ素子１００が搭載される構造体のＲＣＳパターン特性として、複数のアンテナ素子１００の全動作周波数および全方位のＲＣＳパターン特性を記憶している。
また、ＲＣＳ記憶装置１０７は、複数のアンテナ素子１００の全動作周波数および全空間に対するＲＣＳを相殺するために必要な振幅および位相情報を、事前のサンプル計測データに基づき、テーブルとして格納している。
【００２３】
制御装置１０６は、ＲＣＳ記憶装置１０７および電波到来方向探知装置１０５からの入力情報に基づき、複数のアンテナ素子１００からの受信信号に応じて再放射される電波の振幅および位相に対して、ＲＣＳ記憶装置１０７に記録されている当該到来方向のＲＣＳを相殺するように振幅位相制御器１０２を制御する。
【００２４】
このように、電波到来方向探知装置１０５およびＲＣＳ記憶装置１０７を用いることにより、制御装置１０６における入射レーダ波の検波およびキャンセル波の生成処理が不要となり、またテーブルデータの参照処理も著しく容易なので、任意の電波到来方向に対して、即時性および同時性に優れたＲＣＳの低減機能を実現することができる。
【００２５】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１）では、電波到来方向探知装置１０５を各ＲＦスイッチ１０３に接続して、各アンテナ素子１００からの受信信号を直接取得したが、図２のように、電波到来方向探知装置２０５を各ＲＦスイッチ２０３から切り離して、アンテナ装置の外部に設置してもよい。
【００２６】
以下、この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置について図２を参照しながら説明する。
図２はこの発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述の符号１００〜１０７を、それぞれ各符号２００〜２０７に置き換えて示している。
【００２７】
図２において、この実施の形態２に係るアンテナ装置は、複数のアンテナ素子２００と、複数のサーキュレータ２０１と、複数の振幅位相制御器２０２と、複数のＲＦスイッチ２０３と、受信装置２０４と、電波到来方向探知装置２０５と、制御装置２０６と、ＲＣＳ記憶装置２０７と、を備えている。
【００２８】
図２のアンテナ装置は、前述と同様に、電波を放射する電波放射モード以外の動作モードとして、受信モードおよび低ＲＣＳモードを有している。
受信モードにおいては、各アンテナ素子２００からの受信信号は、各サーキュレータ２０１および各ＲＦスイッチ２０３を介して受信装置２０４に入力され、通常の受信処理が施される。
【００２９】
一方、低ＲＣＳモードにおいては、各アンテナ素子２００からの受信信号は、各サーキュレータ２０１および各ＲＦスイッチ２０３を介して各振幅位相制御器２０２に入力され、各振幅位相制御器２０２により受信信号の振幅および位相が制御され、再び各サーキュレータ２０１を介して各アンテナ素子２００から再放射される。
なお、各ＲＦスイッチ２０３は、制御装置２０６の制御下で、受信モードでは受信装置２０４と接続され、低ＲＣＳモードでは各振幅位相制御器２０２に接続される。
【００３０】
次に、制御装置２０６および各振幅位相制御器２０２の動作について説明する。
まず、電波到来方向探知装置２０５は、各アンテナ素子２００に到来するレーダ波の周波数および到来方向を探知するが、前述（図２）と異なり、アンテナ装置の外部に搭載されているので、受信信号を直接取得することはない。
この場合、一般的には、電波到来方向探知装置２０５は、電子支援装置（ＥＳＭ）、レーダ装置、赤外線捜索追跡システム（ＩＲＳＴ）および外部データリング（図示せず）のうちの少なくなくとも１つを含むものとする。
【００３１】
ＲＣＳ記憶装置２０７は、複数のアンテナ素子２００の全動作周波数および全空間に関する、各アンテナ素子２００が搭載される構造体のＲＣＳのパターン情報を記憶するとともに、全動作周波数および全空間に対するＲＣＳを相殺するために必要な振幅および位相情報をテーブルとして格納している。
【００３２】
制御装置２０６は、電波到来方向探知装置２０５によって検出されたレーダ波の周波数および到来方向に基づき、当該到来方向においてＲＣＳを相殺するための振幅および位相情報をＲＣＳ記憶装置から読出し、読出し情報にしたがって振幅位相制御器２０２を制御する。
【００３３】
すなわち、電波到来方向探知装置２０５は、各アンテナ素子２００により受信されたレーダ波の周波数および到来方向を検出し、この検出情報に基づき、制御装置２０６は、ＲＣＳを相殺するための振幅および位相情報をＲＣＳ記憶装置２０７から読出して、振幅位相制御器２０２を制御する。
これにより、振幅位相制御器２０２で処理された再放射信号が、各アンテナ素子２００から放射されて、レーダ波の到来方向に対するＲＣＳが相殺され、ＲＣＳの低減が実現される。
【００３４】
以上のように、この発明の実施の形態２（図２）に係るアンテナ装置の電波到来方向探知装置２０５は、複数のＲＦスイッチ２０３から切り離されて設置され、電子支援装置、レーダ装置、赤外線捜索追跡システムおよび外部データリングのうちの少なくとも１つにより構成されている。または、さらに他の種類の装置を適用してもよい。
この場合も、制御装置２０６は、各アンテナ素子２００に対する電波到来方向を電波到来方向探知装置２０５から取得することができるので、前述と同等の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００３５】
１００、２００  アンテナ素子、１０１、２０１  サーキュレータ、１０２、２０２  振幅位相制御器、１０３、２０３  ＲＦスイッチ、１０４、２０４  受信装置、１０５、２０５  電波到来方向探知装置、１０６、２０６  制御装置、１０７、２０７  ＲＣＳ記憶装置。
【図１】
2013164303.tif 000003
【図２】
2013164303.tif 000004