(57)【要約】【課題】複数の受信周波数帯の電波の到来方向を測定する小型化が可能な電波到来方向測定装置を提供する。【解決手段】所定の受信周波数帯の電波を受信するために所定方向に所定間隔で配列された複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎと、他の受信周波数帯の電波を受信するために複数のアンテナ素子の間であって所定方向に他の間隔で配列された他の複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍとを備えたアレイアンテナと、アレイアンテナを構成する複数のアンテナ素子および他の複数のアンテナ素子からの信号に基づき受信周波数帯が異なる複数種類の電波の到来方向を算出する到来方向測定処理部３とを備える。【選択図】図１
2009008433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の受信周波数帯の電波を受信するために所定方向に所定間隔で配列された複数のアンテナ素子と、他の受信周波数帯の電波を受信するために前記複数のアンテナ素子の間であって前記所定方向に他の間隔で配列された他の複数のアンテナ素子とを備えたアレイアンテナと、
前記アレイアンテナを構成する前記複数のアンテナ素子および前記他の複数のアンテナ素子からの信号に基づき受信周波数帯が異なる複数種類の電波の到来方向を算出する到来方向測定処理部と、
を備えたことを特徴とする電波到来方向測定装置。
【請求項２】
前記到来方向測定処理部は、インターフェロメータ方式により、前記所定の受信周波数帯の電波および他の受信周波数帯の電波の到来方向を測定することを特徴とする請求項１記載の電波到来方向測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、到来する電波を複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナで受信し、その受信した電波の到来方向を測定する電波到来方向測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電波の到来方向を測定する技術として、インターフェロメータ方式が知られている。このインターフェロメータ方式は、例えば特許文献１に説明されているように、複数のアンテナ素子で受信された信号の相互間の位相差に基づき電波の到来方向を測定する方式である。
【０００３】
特許文献１に示されているように、電波到来方向を高精度で測定するには複数のアンテナ素子を配列する必要があり、その結果、アレイアンテナの開口面積は大きくなる。また、アレイアンテナの仕様によりアンテナ素子の受信周波数帯は限定されるため、複数の受信周波数帯の電波の到来方向を測定するためには、受信周波数帯と同数のアレイアンテナを備える必要がある。
【０００４】
例えば、受信周波数帯Ａおよび受信周波数帯Ｂといった２つの受信周波数帯の電波の到来方向を測定するためには、アンテナ素子の配置間隔が異なる２種類のアレイアンテナが必要である。図３（ａ）は、受信周波数帯Ａの電波の到来方向を測定するためのアレイアンテナであり、隣り合うアンテナ素子の間隔がｄＡ１〜ｄＡ（ｎ−１）になるように配列されている。アンテナ素子の間隔ｄＡ１〜ｄＡ（ｎ−１）は、受信周波数帯Ａの電波の到来方向の測定に適合するように決定されている。
【０００５】
アンテナ素子Ａ１〜Ａｎで受信された信号は受信処理部２ａに送られる。受信処理部２ａは、アンテナ素子Ａ１〜Ａｎからの信号をデジタル信号に変換する。この受信処理部２ａで変換した信号は、到来方向測定処理部３ａで処理することにより受信周波数帯Ａの電波の到来方向を測定する。
【０００６】
同様に、図３（ｂ）は、受信周波数帯Ｂの電波の到来方向を測定するためのアレイアンテナであり、隣り合うアンテナ素子の間隔がｄＢ１〜ｄＢ（ｍ−１）になるように配列されている。アンテナ素子の間隔ｄＢ１〜ｄＢ（ｍ−１）は、受信周波数帯Ｂの電波の到来方向の測定に適合するように決定されている。
【０００７】
アンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍで受信された信号は受信処理部２ｂに送られる。受信処理部２ｂは、アンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍからの信号をデジタル信号に変換する。この受信処理部２ｂで変換した信号は、到来方向測定処理部３ｂで処理することにより受信周波数帯Ｂの電波の到来方向を測定する。
【特許文献１】特開２００３−２４０８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来の電波到来方向測定装置は、複数の受信周波数帯の電波の到来方向を測定するためには、受信周波数帯と同数のアレイアンテナを備える必要があるので、規模が大きくなる。その結果、アレイアンテナを備えた装置の規模も大きくなるので、アレイアンテナの小型化が要請されている。
【０００９】
本発明は、上述した要請に応えるためになされたものであり、その課題は、複数の受信周波数帯の電波の到来方向の測定する小型化が可能な電波到来方向測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、第１の発明は、所定の受信周波数帯の電波を受信するために所定方向に所定間隔で配列された複数のアンテナ素子と、他の受信周波数帯の電波を受信するために複数のアンテナ素子の間であって所定方向に他の間隔で配列された他の複数のアンテナ素子とを備えたアレイアンテナと、アレイアンテナを構成する複数のアンテナ素子および他の複数のアンテナ素子からの信号に基づき受信周波数帯が異なる複数種類の電波の到来方向を算出する到来方向測定処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、到来方向測定処理部においては、インターフェロメータ方式により、所定の受信周波数帯の電波および他の受信周波数帯の電波の到来方向が測定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所定の受信周波数帯の電波を受信するために所定方向に所定間隔で配列された複数のアンテナ素子と、他の受信周波数帯の電波を受信するために複数のアンテナ素子の間であって所定方向に他の間隔で配列された他の複数のアンテナ素子とを備えたアレイアンテナを用いたので、１つの受信周波数帯の電波を受信するアレイアンテナと同等の開口面積で複数の受信周波数帯の電波の到来方向を測定することができ、小型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１に係る電波到来方向測定装置の構成を示すブロック図である。この電波到来方向測定装置は、複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎ、複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍ、受信処理部２ａ、受信処理部２ｂおよび到来方向測定処理部３を備えている。
【００１５】
複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎは、所定の受信周波数帯Ａの電波の到来方向を測定するために使用される。この複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎは、隣り合うアンテナ素子の間隔がｄＡ１〜ｄＡ（ｎ−１）になるように所定方向（図１中の左右方向）に配列されている。アンテナ素子の間隔ｄＡ１〜ｄＡ（ｎ−１）は、本発明の「所定間隔」に対応し、受信周波数帯Ａの電波到来方向の測定に適合するように決定されている。
【００１６】
なお、図１では図示を省略しているが、複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎの各々は、所定方向と直交する方向に複数のアンテナ素子が配列されて構成されており（特許文献１の図２参照）、これにより１つのアレイアンテナが形成されている。複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎで受信された信号は受信処理部２ａに送られる。
【００１７】
複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍは、他の受信周波数帯Ｂの電波の到来方向を測定するために使用される。この複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍは、複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎの間であって、上記所定方向と同一の方向（図１中の左右方向）に、隣り合うアンテナ素子の間隔がｄＢ１〜ｄＢ（ｍ−１）になるように配列されている。アンテナ素子の間隔ｄＢ１〜ｄＢ（ｍ−１）は、本発明の「他の間隔」に対応し、受信周波数帯Ｂの電波到来方向の測定に適合するように決定されている。
【００１８】
なお、図１では図示を省略しているが、複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍの各々は、所定方向と直交する方向に複数のアンテナ素子が配列されて構成されており（特許文献１の図２参照）、これにより１つのアレイアンテナが形成されている。複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍで受信された信号は受信処理部２ｂに送られる。
【００１９】
このように、複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎと複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍとが、所定方向に、所謂、入れ子状に配列されることにより、１つのアレイアンテナが形成されている。
【００２０】
図１では、受信周波数帯Ｂが受信周波数帯Ａより高い周波数であるため、複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍによるアレイアンテナの最大開口長が、複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎによるアレイアンテナの最大開口長より短くなっており、複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍが、複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎによるアレイアンテナの最大開口長内に収まっている例を示している。このようなアンテナ素子の配列により、１つのアレイアンテナの開口面積で、受信周波数帯Ａおよび受信周波数帯Ｂといった２つの周波数帯の電波到来方向の測定が可能になっている。
【００２１】
受信処理部２ａは、複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎからの信号をデジタル信号に変換する。
【００２２】
受信処理部２ｂは、複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍからの信号をデジタル信号に変換する。
【００２３】
到来方向測定処理部３は、受信処理部２ａで変換した信号をインターフェロメータ方式で処理することにより受信周波数帯Ａの電波の到来方向を測定するとともに、受信処理部２ｂで変換した信号をインターフェロメータ方式で処理することにより受信周波数帯Ｂの電波の到来方向を測定する。
【００２４】
以上説明したように、従来の電波到来方向測定装置では、受信周波数帯Ａおよび受信周波数帯Ｂといった２つの受信周波数帯の電波の到来方向を測定するためには、横方向の最大開口長がｄＡ（ｎ−１）の開口面を有するアレイアンテナとｄＢ（ｍ−１）の開口面を有するアレイアンテナといった２種類のアレイアンテナが必要であった。
【００２５】
これに対し、本発明の実施例１に係る電波到来方向測定装置によれば、最大開口長がｄＡ（ｎ−１）の開口面を有する１つのアレイアンテナで２種類の電波の到来方向の測定が可能となる。その結果、アレイアンテナの小型化が可能になり、このアレイアンテナを用いた装置の小型化も可能になる。
【実施例２】
【００２６】
本発明の実施例２に係る電波到来方向測定装置は、上述した実施例１に係る電波到来方向測定装置が２つの電波の到来方向を測定するのに対し、３つの電波の到来方向を測定するようにしたものである。
【００２７】
図２は、本発明の実施例２に係る電波到来方向測定装置の構成を示すブロック図である。この電波到来方向測定装置は、実施例１に係る電波到来方向測定装置に、複数のアンテナ素子Ｃ１〜Ｃｌおよび受信処理部２ｃが追加されて構成されている。
【００２８】
複数のアンテナ素子Ｃ１〜Ｃｌは、さらに他の受信周波数帯Ｃの電波の到来方向を測定するために使用される。この複数のアンテナ素子Ｃ１〜Ｃｌは、複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎおよび複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍの間であって、上記所定方向と同一の方向（図２中の左右方向）に、隣り合うアンテナ素子の間隔がｄＣ１〜ｄＣ（ｌ−１）になるように配列されている。アンテナ素子の間隔ｄＣ１〜ｄＣ（ｌ−１）は、本発明の「他の間隔」に対応し、受信周波数帯Ｃの電波到来方向の測定に適合するように決定されている。
【００２９】
なお、図２では図示を省略しているが、複数のアンテナ素子Ｃ１〜Ｃｌの各々は、所定方向と直交する方向に複数のアンテナ素子が配列されて構成されており（特許文献１の図２参照）、これにより１つのアレイアンテナが形成されている。複数のアンテナ素子Ｃ１〜Ｃｌで受信された信号は受信処理部２ｃに送られる。
【００３０】
このように、複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎ、複数のアンテナ素子Ｂ１〜Ｂｍおよび複数のアンテナ素子Ｃ１〜Ｃｌが、所定方向に、所謂、入れ子状に配列されることにより、１つのアレイアンテナが形成されている。
【００３１】
図２では、複数のアンテナ素子Ｃ１〜Ｃｌを、複数のアンテナ素子Ａ１〜Ａｎによるアレイアンテナの最大開口長内に配列することができないため、その最大開口長の外部にアンテナ素子Ｃ５〜Ｃｌを配列した例を示している。このようなアンテナ素子の配列により、実施例１に係る電波到来方向測定装置のアレイアンテナより最大開口長は長くなるが、１つのアレイアンテナの開口面積で、受信周波数帯Ａ、受信周波数帯Ｂおよび受信周波数帯Ｃといった３つの周波数帯の電波到来方向の測定が可能になっている。
【００３２】
受信処理部２ｃは、複数のアンテナ素子Ｃ１〜Ｃｌからの信号をデジタル信号に変換する。
【００３３】
到来方向測定処理部３は、受信処理部２ａで変換した信号をインターフェロメータ方式で処理することにより受信周波数帯Ａの電波の到来方向を測定し、受信処理部２ｂで変換した信号をインターフェロメータ方式で処理することにより受信周波数帯Ｂの電波の到来方向を測定し、さらに、受信処理部２ｃで変換した信号をインターフェロメータ方式で処理することにより受信周波数帯Ｃの電波の到来方向を測定する。
【００３４】
以上説明したように、本発明の実施例２に係る電波到来方向測定装置によれば、最大開口長は実施例１に係る電波到来方向測定装置のアレイアンテナより長くなるが、１つのアレイアンテナで３種類の電波の到来方向の測定が可能となる。その結果、アレイアンテナの小型化が可能になり、このアレイアンテナを用いた装置の小型化も可能になる。
【００３５】
なお、本発明は、上述した実施例１および実施例２に係る電波到来方向測定装置に限定されるものではなく、４以上の受信周波数帯の電波到来方向を測定する場合についても適用可能であり、上述した実施例１および実施例２に係る電波到来方向測定装置と同様の作用および効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、小型化が要求される電波到来方向測定装置およびこれを搭載したレーダ装置などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１に係る電波到来方向測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例２に係る電波到来方向測定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】従来の電波到来方向測定装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｍ、Ｃ１〜Ｃｌ  複数のアンテナ素子
２ａ、２ｂ、２ｃ  受信処理部
３  到来方向測定処理部
【図１】
2009008433.tif 000003
【図２】
2009008433.tif 000004
【図３】
2009008433.tif 000005