JP2007081648A - Phased-array antenna device - Google Patents

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Noriaki Miyano
憲明 宮野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve an inexpensive phased-array antenna device with an excellent gain and excellent sidelobe characteristics while reducing shielding by a subreflecting mirror especially even when it is a small antenna. <P>SOLUTION: The phased-array antenna device has a first reflector 43 which reflects a radio wave of a prescribed polarized wave emitted from a primary radiator 41, and has a polarized wave selection function for transmitting a polarized wave orthogonal to the prescribed polarized wave; and a second reflector 42 which reflects the radio wave of the prescribed polarized wave reflected from the first reflector 43 after changing it to an orthogonal polarized wave, and controls the beam orientation by changing the phase of the orthogonal polarized wave. A plurality of antenna elements respectively have a function for converting the radio wave of the prescribed polarized wave to the orthogonal polarized wave, and a phase-shifting function for changing the phase. The antenna elements are arranged into a planar shape as the second reflector 42. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、所定偏波の電波を直交した偏波に変えると共に位相を変化させてビーム指向方向を制御するフェーズドアレイアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to a phased array antenna device that controls a beam directing direction by changing radio waves of a predetermined polarization into orthogonal polarizations and changing the phase.

従来、通信やレーダ用のアンテナでは、高い利得と鋭いビームを得るためパラボラアンテナやカセグレンアンテナが多く使われてきている。   Conventionally, parabola antennas and cassegrain antennas have been widely used for communication and radar antennas in order to obtain a high gain and a sharp beam.

図5は従来のカセグレンアンテナを示す斜視図であり、図6は従来のカセグレンアンテナの動作原理を説明するための図である。図5に示すように、金属板よりなる主反射鏡11の中心部には一次放射器12が設けられ、前記一次放射器12の前面には金属板よりなる副反射鏡13が取り付けられる。すなわち、図6に示すように、一次放射器12から放射された直線偏波の水平偏波HPは副反射鏡13で反射された後、主反射鏡11で反射されて外部に放出される。   FIG. 5 is a perspective view showing a conventional Cassegrain antenna, and FIG. 6 is a diagram for explaining the operation principle of the conventional Cassegrain antenna. As shown in FIG. 5, a primary radiator 12 is provided at the center of the main reflector 11 made of a metal plate, and a sub-reflector 13 made of a metal plate is attached to the front surface of the primary radiator 12. That is, as shown in FIG. 6, the linearly polarized horizontal polarization HP radiated from the primary radiator 12 is reflected by the sub-reflecting mirror 13, then reflected by the main reflecting mirror 11 and emitted to the outside.

これらの反射鏡アンテナは、アレイアンテナに比較して構造が簡単であるため、同じ利得、ビーム幅を得るには安価に製造できるという利点がある。しかし、これらの反射鏡アンテナは、パラボラアンテナでは一次放射器、カセグレンアンテナでは副反射鏡が主反射鏡の前面にあるため、一次放射器や副反射鏡自体及び一次放射器や副反射鏡を機械的に保持する保持具が主反射鏡から放射する電波を遮るため利得の低下及びサイドローブの劣化を生じている。   Since these reflector antennas have a simpler structure than the array antenna, there is an advantage that they can be manufactured at low cost to obtain the same gain and beam width. However, since these reflector antennas are primary radiators for parabolic antennas, and secondary reflectors for Cassegrain antennas are in front of the main reflector, the primary radiator, subreflector itself, and the primary radiator and subreflector are mechanical. Since the holding tool that holds the target shields radio waves radiated from the main reflecting mirror, the gain is lowered and the side lobe is deteriorated.

前記一次放射器や副反射鏡の寸法は、使用周波数及び反射鏡アンテナの形状パラメータに大きく依存しているが主反射鏡の大きさには依存しない性質を有する。従って、アンテナの直径(主反射鏡の直径に対応)が小さい小型アンテナの場合は、主反射鏡の寸法に対して一次放射器や副反射鏡の寸法の割合が大きくなり、電波の遮蔽割合も大きくなるため、利得やサイドローブの劣化が大きくなるという欠点を有している。カセグレンアンテナは一次放射器が主反射鏡の近くに位置するため、パラボラアンテナに比べて送受信器から一次放射器までの給電線路の長さを短くできる利点があるが、副反射鏡の寸法がパラボラアンテナの一次放射器より一般的には大きくなるため、小型のアンテナでは副反射鏡の遮蔽割合が非常に大きくなり、パラボラアンテナに比べて利得、サイドローブ特性が劣化するという問題がある。   The dimensions of the primary radiator and the sub-reflector have a property that largely depends on the operating frequency and the shape parameter of the reflector antenna, but not on the size of the main reflector. Therefore, in the case of a small antenna with a small antenna diameter (corresponding to the diameter of the main reflector), the ratio of the size of the primary radiator and the sub reflector is larger than the size of the main reflector, and the radio wave shielding ratio Since it becomes large, there is a disadvantage that the deterioration of gain and side lobe becomes large. The Cassegrain antenna has the advantage that the length of the feed line from the transceiver to the primary radiator can be shortened compared to the parabolic antenna because the primary radiator is located near the main reflector. Since it is generally larger than the primary radiator of the antenna, there is a problem that the shielding ratio of the sub-reflecting mirror becomes very large in a small antenna, and the gain and sidelobe characteristics are deteriorated compared to the parabolic antenna.

上記の問題点を解決する手段として、使用する偏波が直線偏波である場合は、ツイストリフレクタと呼ばれるアンテナ方式を用いることが考えられる。これにより、上で述べた副反射鏡の遮蔽を軽減することができ、遮蔽による特性の劣化を防止することができる。   As means for solving the above problems, when the polarization to be used is a linear polarization, it is conceivable to use an antenna system called a twist reflector. Thereby, shielding of the sub-reflecting mirror described above can be reduced, and deterioration of characteristics due to shielding can be prevented.

図7は従来のツイストリフレクタの動作原理を説明するための図である。図7に示すように、ツイストリフレクタは、カセグレンアンテナの副反射鏡に対応する第1の反射器23が偏波選択性を有した特殊な面で構成されている。この偏波選択性を有した特殊な面は、一方向の直線偏波に対してはほぼ完全な反射を生じ、この偏波と直交した直線偏波にはほとんど影響を与えず透過させる性質を有している。また、カセグレンアンテナの主反射鏡に対応した第2の反射器21は、入射した直線偏波を直交した直線偏波に変換したうえで反射する特殊な性質を持つ。一次放射器22から放射された直線偏波(仮に、水平偏波HPとする)は、水平偏波HPを反射するように設置された第1の反射器23で反射され、第2の反射器21に入射する。第2の反射器21に入射した電波は、偏波の方向を90°変えられ垂直偏波VPとなって反射される。第2の反射器21で反射された電波は、第2の反射器21の反射方向に置かれた第1の反射器23に入射するが、第1の反射器23は垂直偏波VPに対しては透過性を有するので、遮蔽を受けずに放射される。以上より、ツイストリフレクタは、カセグレンアンテナのような副反射鏡の遮蔽による特性劣化を防止できることが分かる。   FIG. 7 is a diagram for explaining the operation principle of a conventional twist reflector. As shown in FIG. 7, in the twist reflector, the first reflector 23 corresponding to the sub-reflector of the Cassegrain antenna is configured with a special surface having polarization selectivity. This special surface with polarization selectivity produces almost perfect reflection for linear polarization in one direction, and transmits light with almost no effect on linear polarization orthogonal to this polarization. Have. The second reflector 21 corresponding to the main reflector of the Cassegrain antenna has a special property of reflecting the incident linearly polarized wave after converting it into an orthogonal linearly polarized wave. The linearly polarized wave (assumed to be horizontal polarization HP) radiated from the primary radiator 22 is reflected by the first reflector 23 installed so as to reflect the horizontal polarization HP, and the second reflector. 21 is incident. The radio wave incident on the second reflector 21 is reflected as a vertically polarized wave VP by changing the direction of polarization by 90 °. The radio wave reflected by the second reflector 21 is incident on the first reflector 23 placed in the reflection direction of the second reflector 21, and the first reflector 23 corresponds to the vertically polarized wave VP. Since it is transparent, it is emitted without being shielded. From the above, it can be seen that the twist reflector can prevent deterioration of characteristics due to shielding of a sub-reflector such as a Cassegrain antenna.

図8は従来のカセグレン方式の反射型空間給電アレイアンテナの動作原理説明のための図である。図8に示すように、一次放射器32から放射された直線偏波の水平偏波HPは副反射鏡33で反射された後、各素子アンテナ31で反射されて外部に放出される。この場合、各素子アンテナ31で反射された電波がさらに副反射鏡33で反射されるときは外部に放出されず遮蔽された電波となる。   FIG. 8 is a diagram for explaining the operating principle of a conventional Cassegrain-type reflective space-feed array antenna. As shown in FIG. 8, the linearly polarized horizontal polarization HP radiated from the primary radiator 32 is reflected by the sub-reflecting mirror 33, then reflected by each element antenna 31 and emitted to the outside. In this case, when the radio wave reflected by each element antenna 31 is further reflected by the sub-reflecting mirror 33, the radio wave is shielded without being emitted to the outside.

一方、高速ビーム走査が可能なフェーズドアレイアンテナにおいて、アレイアンテナの各素子アンテナ31に行う給電を簡素化する方法として、空間給電方式がある。この方式は、一次放射器32よりアレイアンテナの各素子アンテナ31に電波を放射することで給電を行うものであり、通常、分配器で構成される給電回路が不要となるため安価、軽量にアレイアンテナを構成できる大きな利点がある。この空間給電方式の一つである反射型空間給電アレイアンテナでは、一次放射器32から放射した電波は一度素子アンテナ31で受信され、移相器により所定の位相量の位相変化を与えられ、再度同じ素子アンテナ31から放射される。この方式は、パラボラアンテナの反射鏡を素子アンテナ群で置き換えたものと見ることができる。しかし、パラボラアンテナでは高速なビーム走査を行うことができないが、このアレイアンテナでは移相器による位相制御を行うことで高速なビーム走査を行うことができる。   On the other hand, in a phased array antenna capable of high-speed beam scanning, there is a space feeding method as a method for simplifying the feeding to each element antenna 31 of the array antenna. In this system, power is supplied by radiating radio waves from the primary radiator 32 to each element antenna 31 of the array antenna. Usually, a power supply circuit constituted by a distributor is not required, so that the array is inexpensive and lightweight. There is a great advantage that an antenna can be configured. In the reflection type spatially fed array antenna which is one of the spatially fed systems, the radio wave radiated from the primary radiator 32 is once received by the element antenna 31 and given a phase change of a predetermined phase amount by the phase shifter. Radiated from the same element antenna 31. This method can be regarded as a parabolic antenna reflecting mirror replaced with an element antenna group. However, the parabolic antenna cannot perform high-speed beam scanning, but this array antenna can perform high-speed beam scanning by performing phase control using a phase shifter.

反射型空間給電方式のフェーズドアレイアンテナにおいても、副反射鏡33を用いたカセグレンアンテナに類似の方式を用いることができる。しかし、カセグレンアンテナのところで述べたように、副反射鏡33は素子アンテナ31から放射された電波を遮蔽するためアンテナ特性の劣化を生じる問題を有しており、特に小型アンテナの場合にはその劣化が大きくなる性質があることはカセグレンアンテナの場合と同様である。更に、反射型空間給電方式のフェーズドアレイアンテナでは位相制御によりビーム走査を行うが、正面以外の方向にビームを走査した場合には副反射鏡33を機械的に保持している保持具の遮蔽割合が正面にビームを走査した場合より一層大きくなり、これにより利得及びサイドローブの劣化が増大するという問題がある。
P.W.Hannan,“Microwave Antennas Derived from the Cassegrain Telescope”,IRE Transactions on Antennas and Propagation,pp140-153,March 1961 D.Piltz and W.Menzel,“Folded reflectaary antenna”,Electronics Letters,Vol.34,No.9,pp832-833,April 1998
Also in the reflection type space feeding type phased array antenna, a system similar to the Cassegrain antenna using the sub-reflection mirror 33 can be used. However, as described in the case of the Cassegrain antenna, the sub-reflecting mirror 33 shields the radio wave radiated from the element antenna 31 and thus has a problem that the antenna characteristics are deteriorated. It is the same as in the case of a Cassegrain antenna that there is a property that becomes larger. Furthermore, in a reflective space-feed type phased array antenna, beam scanning is performed by phase control, but when the beam is scanned in a direction other than the front, the shielding ratio of the holder that mechanically holds the sub-reflecting mirror 33 Is larger than when the beam is scanned in front, which increases the gain and sidelobe degradation.
PWHannan, “Microwave Antennas Derived from the Cassegrain Telescope”, IRE Transactions on Antennas and Propagation, pp140-153, March 1961 D. Piltz and W. Menzel, “Folded reflectaary antenna”, Electronics Letters, Vol. 34, No. 9, pp832-833, April 1998

以上述べたように、副反射鏡を有する反射型空間給電フェーズドアレイアンテナにおいても、カセグレンアンテナと同様に副反射鏡及びその保持具による遮蔽の問題が生じ、特性の劣化を招く。   As described above, also in the reflective space-feed phased array antenna having the sub-reflecting mirror, the problem of shielding by the sub-reflecting mirror and its holder occurs as in the case of the Cassegrain antenna, and the characteristics are deteriorated.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、副反射鏡による遮蔽を軽減し、特に小型のアンテナの場合でも良好な利得、サイドローブ特性を有する安価なフェーズドアレイアンテナ装置を実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to reduce the shielding by the sub-reflecting mirror, and to realize an inexpensive phased array antenna device having good gain and sidelobe characteristics even in the case of a small antenna. Objective.

上記目的を達成するために本発明は、所定偏波の電波を放射する一次放射器と、前記一次放射器から放射される電波の照射位置に設けられ、一次放射器から放射される所定偏波の電波を反射し、前記所定偏波と直交した偏波を透過する偏波選択機能を有する第1の反射器と、前記第1の反射器から反射された所定偏波の電波を直交した偏波に変えて反射すると共に位相を変化させてビーム指向方向を制御する第2の反射器とを有するフェーズドアレイアンテナ装置であって、前記第2の反射器として、所定偏波の電波を直交した偏波に変換する機能および位相を変化させる移相機能を有するアンテナ素子を複数素子面状に配置して構成したことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a primary radiator that radiates a radio wave of a predetermined polarization, and a predetermined polarization that is provided at an irradiation position of the radio wave radiated from the primary radiator and radiated from the primary radiator. A first reflector having a polarization selection function that reflects a first polarized wave and transmits a polarized wave orthogonal to the predetermined polarized wave, and a polarized wave orthogonal to the predetermined polarized wave reflected from the first reflector. A phased array antenna apparatus having a second reflector that controls a beam directing direction by changing the phase and changing the phase, and as the second reflector, radio waves of a predetermined polarization are orthogonal to each other A plurality of antenna elements having a function of converting to polarization and a phase shifting function of changing the phase are arranged in a planar shape.

また本発明は、前記フェーズドアレイアンテナ装置において、第1の反射器の反射面形状が曲面で形成されることを特徴とするものである。   In the phased array antenna device according to the present invention, the shape of the reflecting surface of the first reflector is a curved surface.

また本発明は、前記フェーズドアレイアンテナ装置において、第1の反射器の反射面形状が平面で形成されることを特徴とするものである。   According to the present invention, in the phased array antenna device, the shape of the reflection surface of the first reflector is a flat surface.

また本発明は、前記フェーズドアレイアンテナ装置において、第2の反射器のアンテナ素子に直交偏波給電のマイクロストリップパッチアンテナを使用することを特徴とするものである。   According to the present invention, in the phased array antenna device, an orthogonally polarized microstrip patch antenna is used as the antenna element of the second reflector.

また本発明は、前記フェーズドアレイアンテナ装置において、第2の反射器のアンテナ素子にクロスダイポールアンテナを使用することを特徴とするものである。   According to the present invention, in the phased array antenna device, a cross dipole antenna is used as an antenna element of the second reflector.

本発明のフェーズドアレイアンテナ装置では、第2の反射器から放射されるビーム走査角度に対応して所定の位相量の位相変化を与えられた電波の偏波方向が、第1の反射器を透過する方向の偏波に変換されているので、第1の反射器の遮蔽を受けずに透過して放射されるため第1の反射器の遮蔽による特性の劣化を受けない。そのため、特に小型のアンテナの場合でも良好な利得、サイドローブ特性を有する。   In the phased array antenna apparatus of the present invention, the polarization direction of the radio wave that is given a phase change of a predetermined phase amount corresponding to the beam scanning angle radiated from the second reflector is transmitted through the first reflector. Therefore, since the light is transmitted and radiated without being shielded by the first reflector, the characteristics are not deteriorated due to the shielding of the first reflector. Therefore, even in the case of a small antenna in particular, it has good gain and sidelobe characteristics.

以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ装置を示す斜視図であり、図2は本発明の実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ装置の動作原理を説明するための図である。図1に示すように、一次放射器41は円盤状の第2の反射器42の中心部に設けられ、所定偏波の電波を放射する。前記一次放射器41前方の一次放射器41から放射される電波の照射位置には第1の反射器43が設けられる。前記第1の反射器43は一次放射器41から放射される所定偏波の電波を反射し、前記所定偏波と90°異なる方向の直交した偏波を透過する偏波選択機能を有する。前記第2の反射器42は第1の反射器43から反射された所定偏波の電波が入射され、所定偏波の電波を90°変えて直交した偏波に変換して反射すると共に位相を変化させてビーム指向方向を制御する。   FIG. 1 is a perspective view showing a phased array antenna apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining an operation principle of the phased array antenna apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the primary radiator 41 is provided at the center of the disc-shaped second reflector 42 and radiates radio waves of a predetermined polarization. A first reflector 43 is provided at the irradiation position of the radio wave radiated from the primary radiator 41 in front of the primary radiator 41. The first reflector 43 has a polarization selection function that reflects radio waves of a predetermined polarization radiated from the primary radiator 41 and transmits orthogonal polarizations in directions different from the predetermined polarization by 90 °. The second reflector 42 receives a radio wave of a predetermined polarization reflected from the first reflector 43, changes the radio wave of the predetermined polarization by 90 °, converts it to an orthogonal polarization, reflects it, and changes the phase. The beam directing direction is controlled by changing.

前記第2の反射器42として、所定偏波の電波を直交した偏波に変換する機能および位相を変化させる移相機能を有するアンテナ素子を複数素子面状に配置して構成される。例えば、複数のアンテナ素子を縦横に配列して面状にした円盤状に構成される。   The second reflector 42 is configured by arranging a plurality of antenna elements on the surface of a plurality of elements having a function of converting radio waves of a predetermined polarization into orthogonal polarizations and a phase shifting function of changing the phase. For example, a plurality of antenna elements are arranged vertically and horizontally to form a disk shape.

図3は本発明の実施形態に係る第2の反射器のアンテナ素子の一例を示す構成説明図である。図3は直交偏波給電のマイクロストリップパッチアンテナ51を示し、マイクロストリップパッチアンテナ51の入力端子52に入力された直線偏波の水平偏波HPは移相器53により位相を所定位相に変化されると共に直線偏波の水平偏波HPが90°異なる方向の直線偏波の垂直偏波VPに変換されて出力端子54より放射される。   FIG. 3 is a configuration explanatory view showing an example of the antenna element of the second reflector according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a microstrip patch antenna 51 of orthogonal polarization feeding, and the phase of the linearly polarized horizontal polarization HP inputted to the input terminal 52 of the microstrip patch antenna 51 is changed to a predetermined phase by the phase shifter 53. At the same time, the linearly polarized horizontal polarization HP is converted into a linearly polarized vertical polarization VP in a direction different by 90 ° and radiated from the output terminal 54.

図4は本発明の実施形態に係る第1の反射器の一例を示す構成説明図である。図4に示すように、第1の反射器43は、円状の枠体61内に複数本の棒状のアンテナ部材62が水平方向に等間隔で配置されて構成される。すなわち、直線偏波の水平偏波HPは反射されるが、直線偏波の垂直偏波VPは透過される偏波選択性を有する。   FIG. 4 is a configuration explanatory view showing an example of the first reflector according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the first reflector 43 is configured by arranging a plurality of rod-shaped antenna members 62 in a circular frame 61 at equal intervals in the horizontal direction. That is, the linearly polarized horizontal polarized wave HP is reflected, but the linearly polarized vertical polarized wave VP is transmitted.

図2に示すように、一次放射器41から放射された直線偏波(仮に水平偏波HPとする)の電波は、水平偏波HPを反射し垂直偏波VPを透過する偏波選択性を有する第1の反射器43に当り反射され、第1の反射器43に対向しておかれた偏波変換機能を有する第2の反射器42を構成するアンテナ素子群に到達する。アンテナ素子群中の各アンテナ素子である直交偏波給電のマイクロストリップパッチアンテナ51に到達した水平偏波HPの電波は、一度マイクロストリップパッチアンテナ51の入力側の端子52により受信された後、マイクロストリップパッチアンテナ51の入出力端子間に接続された移相器53によって、ビーム走査方向に対応した所定の位相変化を与えられマイクロストリップパッチアンテナ51の出力側の端子54に到達する。出力側の端子54は入力側とは90°直交した偏波を発生するようになっているため、垂直偏波VPの電波が各マイクロストリップパッチアンテナ51から放射される。各マイクロストリップパッチアンテナ51から放射された電波は設定されたビーム方向に進むが、一部は第1の反射器43に入射する。   As shown in FIG. 2, the linearly polarized wave (assumed to be horizontal polarization HP) radiated from the primary radiator 41 has a polarization selectivity that reflects the horizontal polarization HP and transmits the vertical polarization VP. It reaches the antenna element group that constitutes the second reflector 42 that is reflected by the first reflector 43 and has the polarization conversion function that is opposed to the first reflector 43. The radio waves of the horizontally polarized wave HP that have reached the orthogonally polarized microstrip patch antenna 51, which is each antenna element in the antenna element group, are once received by the terminal 52 on the input side of the microstrip patch antenna 51, A predetermined phase change corresponding to the beam scanning direction is given by the phase shifter 53 connected between the input and output terminals of the strip patch antenna 51, and the output side terminal 54 of the microstrip patch antenna 51 is reached. Since the output-side terminal 54 generates a polarization that is orthogonal to the input side by 90 °, a radio wave of a vertically polarized wave VP is radiated from each microstrip patch antenna 51. A radio wave radiated from each microstrip patch antenna 51 travels in the set beam direction, but a part of the radio wave enters the first reflector 43.

しかし、第1の反射器43は垂直偏波VPを透過する特性をもっているので、各マイクロストリップパッチアンテナ51から放射された電波は第1の反射器43に遮蔽されることなく進行し、遮蔽による特性の劣化を受けずビームを生成することができる。   However, since the first reflector 43 has a characteristic of transmitting the vertically polarized wave VP, the radio wave radiated from each microstrip patch antenna 51 travels without being shielded by the first reflector 43, and is caused by the shielding. A beam can be generated without being deteriorated in characteristics.

以上の実施形態では、第1の反射器43の形状には特に言及していないが、反射面形状が回転双曲面、回転楕円面、平面のいずれであってもよく、またその他の任意の曲面であっても構わない。平面の場合は、第1の反射器43の直径は第2の反射器42の直径の半分となり、回転双曲面や回転楕円面では半分より小さくすることができる。また、第2の反射器42を構成するアンテナ素子群も平面状でも任意の曲面状であっても構わない。   In the above embodiment, the shape of the first reflector 43 is not particularly mentioned, but the shape of the reflecting surface may be any one of a rotational hyperboloid, a spheroidal surface, and a plane, and any other curved surface. It does not matter. In the case of a flat surface, the diameter of the first reflector 43 is half of the diameter of the second reflector 42, and can be smaller than half in the case of a rotational hyperboloid or a spheroidal surface. Further, the antenna element group constituting the second reflector 42 may be planar or any curved surface.

また、第2の反射器42を構成する偏波変換機能を有するアンテナ素子は、正方形パッチアンテナ、クロスダイポールアンテナなどの直交偏波素子が考えられるが、その他のものであっても直交偏波に対応できるものであれば良い。   The antenna element having the polarization conversion function that constitutes the second reflector 42 may be an orthogonal polarization element such as a square patch antenna or a cross dipole antenna. Anything can be used.

なお、上記実施形態では直線偏波の場合を示したが、円偏波にも適用できる。この場合は、一次放射器は円偏波を放射するものを使用し、第1の反射器は一次放射器と同じ旋回方向の円偏波を反射し、逆方向の、つまり電気的に直交した円偏波を透過させるものを使用する。そして、第2の反射器は一次放射器と同じ旋回方向の円偏波を電気的に直交した円偏波に変換すると共に直線偏波の場合と同量の位相変化を与えるものを使用する。   In the above embodiment, the case of linear polarization is shown, but the present invention can also be applied to circular polarization. In this case, a primary radiator that radiates circularly polarized waves is used, and the first reflector reflects circularly polarized waves in the same swiveling direction as the primary radiator, and is in the opposite direction, that is, electrically orthogonal. Use one that transmits circularly polarized waves. The second reflector uses a circularly polarized wave in the same turning direction as that of the primary radiator, and converts the circularly polarized wave into an electrically orthogonal circularly polarized wave and gives the same amount of phase change as in the case of the linearly polarized wave.

なお、本発明は、上記実施形態例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiment examples may be appropriately combined.

本発明の実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the phased array antenna apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ装置の動作原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation principle of the phased array antenna apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第2の反射器に用いられるアンテナ素子の一例を示す構成説明図である。It is composition explanatory drawing which shows an example of the antenna element used for the 2nd reflector which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第1の反射器の一例を示す構成説明図である。It is composition explanatory drawing which shows an example of the 1st reflector which concerns on embodiment of this invention. 従来のカセグレンアンテナを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional Cassegrain antenna. 従来のカセグレンアンテナの動作原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of operation of the conventional cassegrain antenna. 従来のツイストリフレクタの動作原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of operation of the conventional twist reflector. 従来のカセグレン方式の反射型空間給電アレイアンテナの動作原理説明のための図である。It is a figure for demonstrating the operation principle of the reflection type space feeding array antenna of the conventional Cassegrain system.

符号の説明Explanation of symbols

41…一次放射器、42…第2の反射器、43…第1の反射器。   41 ... primary radiator, 42 ... second reflector, 43 ... first reflector.

Claims (5)

所定偏波の電波を放射する一次放射器と、
前記一次放射器から放射される電波の照射位置に設けられ、一次放射器から放射される所定偏波の電波を反射し、前記所定偏波と直交した偏波を透過する偏波選択機能を有する第1の反射器と、
前記第1の反射器から反射された所定偏波の電波を直交した偏波に変えて反射すると共に位相を変化させてビーム指向方向を制御する第2の反射器とを有するフェーズドアレイアンテナ装置であって、
前記第2の反射器として、所定偏波の電波を直交した偏波に変換する機能および位相を変化させる移相機能を有するアンテナ素子を複数素子面状に配置して構成したことを特徴とするフェーズドアレイアンテナ装置。
A primary radiator that emits radio waves of a predetermined polarization;
Provided at the irradiation position of the radio wave radiated from the primary radiator, has a polarization selection function of reflecting a radio wave of a predetermined polarization radiated from the primary radiator and transmitting a polarization orthogonal to the predetermined polarization A first reflector;
A phased array antenna apparatus comprising: a second reflector that reflects a wave of a predetermined polarization reflected from the first reflector by changing the radio wave to an orthogonal polarization and changes a phase to control a beam directing direction. There,
As the second reflector, antenna elements having a function of converting radio waves of a predetermined polarization into orthogonal polarizations and a phase shifting function of changing the phase are arranged in a plurality of element planes. Phased array antenna device.
第1の反射器の反射面形状が曲面で形成されることを特徴とする請求項1に記載のフェーズドアレイアンテナ装置。   The phased array antenna device according to claim 1, wherein the reflection surface shape of the first reflector is a curved surface. 第1の反射器の反射面形状が平面で形成されることを特徴とする請求項1に記載のフェーズドアレイアンテナ装置。   The phased array antenna device according to claim 1, wherein a shape of a reflection surface of the first reflector is a flat surface. 第2の反射器のアンテナ素子に直交偏波給電のマイクロストリップパッチアンテナを使用することを特徴とする請求項1に記載のフェーズドアレイアンテナ装置。   2. The phased array antenna apparatus according to claim 1, wherein a microstrip patch antenna of orthogonal polarization feeding is used for the antenna element of the second reflector. 第2の反射器のアンテナ素子にクロスダイポールアンテナを使用することを特徴とする請求項1に記載のフェーズドアレイアンテナ装置。   The phased array antenna apparatus according to claim 1, wherein a cross dipole antenna is used as an antenna element of the second reflector.
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