JP2000134024A - アレーアンテナ装置 - Google Patents
アレーアンテナ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アレーアンテナの主ビーム走査時のアクティ
ブ反射係数の増大を防ぐことができるアレーアンテナ装
置を得る。 【解決手段】 アレーアンテナの主ビーム走査に伴って
発生するグレーティングローブの発生角度と上記アレー
アンテナのボアサイト角度を結ぶ軸上において、上記複
数の素子アンテナの電磁的な素子間結合が小さくなるよ
うに、上記複数の素子アンテナの電界面を上記軸と直交
するように置いたことでアクティブ反射係数の低減を可
能にした。
ブ反射係数の増大を防ぐことができるアレーアンテナ装
置を得る。 【解決手段】 アレーアンテナの主ビーム走査に伴って
発生するグレーティングローブの発生角度と上記アレー
アンテナのボアサイト角度を結ぶ軸上において、上記複
数の素子アンテナの電磁的な素子間結合が小さくなるよ
うに、上記複数の素子アンテナの電界面を上記軸と直交
するように置いたことでアクティブ反射係数の低減を可
能にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の素子アン
テナを２次元または３次元に配列したアレーアンテナに
おいて、上記アレーアンテナの素子間隔と主ビーム走査
角度、さらには素子間相互結合に関係してアクティブ反
射係数が増大する素子アンテナのアクティブ反射係数の
減少、かつアクティブ反射係数が増大する素子アンテナ
の数を減少するためのアレーアンテナ装置に関する。
テナを２次元または３次元に配列したアレーアンテナに
おいて、上記アレーアンテナの素子間隔と主ビーム走査
角度、さらには素子間相互結合に関係してアクティブ反
射係数が増大する素子アンテナのアクティブ反射係数の
減少、かつアクティブ反射係数が増大する素子アンテナ
の数を減少するためのアレーアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】『アンテナ工学ハンドブック』、ｐｐ．
２１７−ｐｐ．２１９、社団法人電子情報通信学会編、
株式会社オーム社出版、発行昭和５５年１０月３０日
（以下文献１という）にも示されているように、アレー
アンテナにおいては、主ビーム走査に伴って、アクティ
ブインピーダンスＺＡ（θ）が変化する。このアクティ
ブインピーダンスは主ビーム走査角度によって異なり、
このアクティブインピーダンスＺＡ（θ）によってアレ
ー素子利得関数ｇａ（θ）が次式のように表わされる。
２１７−ｐｐ．２１９、社団法人電子情報通信学会編、
株式会社オーム社出版、発行昭和５５年１０月３０日
（以下文献１という）にも示されているように、アレー
アンテナにおいては、主ビーム走査に伴って、アクティ
ブインピーダンスＺＡ（θ）が変化する。このアクティ
ブインピーダンスは主ビーム走査角度によって異なり、
このアクティブインピーダンスＺＡ（θ）によってアレ
ー素子利得関数ｇａ（θ）が次式のように表わされる。
【０００３】
【数２】
【０００４】上式において、Ｒｏは素子アンテナの給電
線の特性インピーダンス、ｇｉ（θ）は素子利得関数、
ΓＡ（θ）はアクティブ反射係数である。上式より、ア
クティブインピーダンスＺＡ（θ）の増大により、アレ
ー素子利得関数ｇａ（θ）が減少する。図４は文献１の
ｐｐ．２１８に示されている２０素子スロットアレーの
場合のアレー素子指向性であり、横軸が角度で、縦軸が
利得を表わしている。利得が急激に落ち込んでいる３０
°付近でアクティブインピーダンスＺＡ（θ）の増大が
生じている。
線の特性インピーダンス、ｇｉ（θ）は素子利得関数、
ΓＡ（θ）はアクティブ反射係数である。上式より、ア
クティブインピーダンスＺＡ（θ）の増大により、アレ
ー素子利得関数ｇａ（θ）が減少する。図４は文献１の
ｐｐ．２１８に示されている２０素子スロットアレーの
場合のアレー素子指向性であり、横軸が角度で、縦軸が
利得を表わしている。利得が急激に落ち込んでいる３０
°付近でアクティブインピーダンスＺＡ（θ）の増大が
生じている。
【０００５】すなわち、アレーアンテナの利得は上記ア
レー素子利得関数ｇａ（θ）の素子数の総和で表わされ
るため、アレーアンテナの能力を最大限に引き上げるた
めには、全ての素子アンテナのアクティブ反射係数を減
少させるか、または、素子アンテナ個々によって、その
アクティブ反射係数が異なるので、劣下の大きい素子ア
ンテナのアクティブ反射係数を減少させる必要がある。
レー素子利得関数ｇａ（θ）の素子数の総和で表わされ
るため、アレーアンテナの能力を最大限に引き上げるた
めには、全ての素子アンテナのアクティブ反射係数を減
少させるか、または、素子アンテナ個々によって、その
アクティブ反射係数が異なるので、劣下の大きい素子ア
ンテナのアクティブ反射係数を減少させる必要がある。
【０００６】従来、このような問題点を解決するために
は、素子間相互結合の小さい素子アンテナをアレーアン
テナの素子アンテナとして用いる方法、アクティブイン
ピーダンスＺＡ（θ）がグレーティングローブ発生時に
急激に増大するために、アレーアンテナの素子間隔を
０．５から０．６波長程度に小さくし、あらゆるビーム
走査においてもグレーティングローブを発生させないよ
うにする方法がある。また、図５に示すように素子アン
テナ１の間に障壁４を設けて素子間相互結合を低減する
方法があるが以下に示すような問題点が生じる。
は、素子間相互結合の小さい素子アンテナをアレーアン
テナの素子アンテナとして用いる方法、アクティブイン
ピーダンスＺＡ（θ）がグレーティングローブ発生時に
急激に増大するために、アレーアンテナの素子間隔を
０．５から０．６波長程度に小さくし、あらゆるビーム
走査においてもグレーティングローブを発生させないよ
うにする方法がある。また、図５に示すように素子アン
テナ１の間に障壁４を設けて素子間相互結合を低減する
方法があるが以下に示すような問題点が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】素子間相互結合の小さ
い素子アンテナをアレーアンテナの素子アンテナとして
用いる方法やアレーアンテナの素子間隔を０．５から
０．６波長程度に小さくする方法は、素子アンテナの電
気特性や構造上に制限があり、アレーアンテナの設計自
由度がなくなるという問題点がある。例えば、周波数帯
域の広いアレーアンテナを設計する場合、素子アンテナ
としても周波数帯域の広いものが必要となり、ダイポー
ルアンテナなど広帯域素子アンテナが用いられる。しか
しながら、ダイポールアンテナは比較的素子間相互結合
が大きく、上記素子間相互結合の小さい素子アンテナを
アレーアンテナの素子アンテナとして用いる方法として
は適していない。また、アレーアンテナの素子間隔を
０．５から０．６波長程度に小さくする方法について
は、素子間隔を小さくするほど、素子間相互結合が大き
くなるので、グレーティングローブ発生時の急激なアク
ティブインピーダンスの増大は避けられる可能性がある
ものの、グレーティングローブ発生前のアクティブイン
ピーダンスが増大し、あまり得策ではない。さらには、
図５に示すように素子アンテナ１の間に障壁４を設けて
素子間相互結合を低減する方法は、障壁４があるため
に、アレー素子指向性の設計が困難になるという問題が
生じる。
い素子アンテナをアレーアンテナの素子アンテナとして
用いる方法やアレーアンテナの素子間隔を０．５から
０．６波長程度に小さくする方法は、素子アンテナの電
気特性や構造上に制限があり、アレーアンテナの設計自
由度がなくなるという問題点がある。例えば、周波数帯
域の広いアレーアンテナを設計する場合、素子アンテナ
としても周波数帯域の広いものが必要となり、ダイポー
ルアンテナなど広帯域素子アンテナが用いられる。しか
しながら、ダイポールアンテナは比較的素子間相互結合
が大きく、上記素子間相互結合の小さい素子アンテナを
アレーアンテナの素子アンテナとして用いる方法として
は適していない。また、アレーアンテナの素子間隔を
０．５から０．６波長程度に小さくする方法について
は、素子間隔を小さくするほど、素子間相互結合が大き
くなるので、グレーティングローブ発生時の急激なアク
ティブインピーダンスの増大は避けられる可能性がある
ものの、グレーティングローブ発生前のアクティブイン
ピーダンスが増大し、あまり得策ではない。さらには、
図５に示すように素子アンテナ１の間に障壁４を設けて
素子間相互結合を低減する方法は、障壁４があるため
に、アレー素子指向性の設計が困難になるという問題が
生じる。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、素子アンテナの素子間相互結合
量や素子間隔に制限を与えず、また、障壁のような付加
を必要とせずに、アクティブインピーダンスの低減を可
能にするものである。
ためになされたもので、素子アンテナの素子間相互結合
量や素子間隔に制限を与えず、また、障壁のような付加
を必要とせずに、アクティブインピーダンスの低減を可
能にするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明によるアレー
アンテナ装置は、アレーアンテナの主ビーム走査に伴っ
て発生するグレーティングローブの発生角度と上記アレ
ーアンテナのボアサイト角度を結ぶ軸上において、上記
複数の素子アンテナの電磁的な素子間結合が小さくなる
ように、上記複数の素子アンテナの電界面を上記軸と直
交するように置く構成としてある。
アンテナ装置は、アレーアンテナの主ビーム走査に伴っ
て発生するグレーティングローブの発生角度と上記アレ
ーアンテナのボアサイト角度を結ぶ軸上において、上記
複数の素子アンテナの電磁的な素子間結合が小さくなる
ように、上記複数の素子アンテナの電界面を上記軸と直
交するように置く構成としてある。
【００１０】また、第２の発明によるアレーアンテナ装
置は、上記アレーアンテナの主ビーム走査に伴ってグレ
ーティングローブが発生する場合に、上記複数の素子ア
ンテナの一部を非励振状態にし、周期性のない配列にす
る構成としてある。
置は、上記アレーアンテナの主ビーム走査に伴ってグレ
ーティングローブが発生する場合に、上記複数の素子ア
ンテナの一部を非励振状態にし、周期性のない配列にす
る構成としてある。
【００１１】また、第３の発明によるアレーアンテナ装
置は、上記アレーアンテナの主ビーム走査に伴ってグレ
ーティングローブが発生する場合に、上記グレーティン
グローブが発生する時の上記主ビーム走査角の前後１０
％に相当する角度範囲に上記アレーアンテナの主ビーム
が存在する場合において、上記複数の素子アンテナの一
部を非励振状態にする構成としてある。
置は、上記アレーアンテナの主ビーム走査に伴ってグレ
ーティングローブが発生する場合に、上記グレーティン
グローブが発生する時の上記主ビーム走査角の前後１０
％に相当する角度範囲に上記アレーアンテナの主ビーム
が存在する場合において、上記複数の素子アンテナの一
部を非励振状態にする構成としてある。
【００１２】また、第４の発明によるアレーアンテナ装
置は、上記複数の素子アンテナの数をＮ（Ｎは２以上の
整数）個とし、上記Ｎ個の素子アンテナを２次元または
３次元に配列したアレーアンテナにおいて、上記アレー
アンテナの主ビーム走査に伴ってグレーティングローブ
が発生する場合に存在しうる反射係数が増大するＭ（Ｍ
＜Ｎ）個の素子アンテナについて、上記反射係数を低減
するために上記Ｎ個の素子アンテナに接続されている可
変位相器の位相量を変える構成としてある。
置は、上記複数の素子アンテナの数をＮ（Ｎは２以上の
整数）個とし、上記Ｎ個の素子アンテナを２次元または
３次元に配列したアレーアンテナにおいて、上記アレー
アンテナの主ビーム走査に伴ってグレーティングローブ
が発生する場合に存在しうる反射係数が増大するＭ（Ｍ
＜Ｎ）個の素子アンテナについて、上記反射係数を低減
するために上記Ｎ個の素子アンテナに接続されている可
変位相器の位相量を変える構成としてある。
【００１３】また、第５の発明によるアレーアンテナ装
置は、前記反射係数を低減するために上記Ｎ個の素子ア
ンテナに接続されているｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目の可変位
相器の位相量ｐｉを、ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）番目の素子アン
テナにｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目の素子アンテナから結合さ
れる電波の振幅をＥｉ、位相をＱｉと定義した場合、以
下の条件で決めるようにしてある。
置は、前記反射係数を低減するために上記Ｎ個の素子ア
ンテナに接続されているｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目の可変位
相器の位相量ｐｉを、ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）番目の素子アン
テナにｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目の素子アンテナから結合さ
れる電波の振幅をＥｉ、位相をＱｉと定義した場合、以
下の条件で決めるようにしてある。
【００１４】
【数３】
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１を示すアレーアンテナ装置の構成図であ
り、図において、１は素子アンテナであって、素子アン
テナ１は図１に示すような直交座標のＸ−Ｙ面に二次元
的に複数個配列され、また主ビーム走査角はθで表わ
す。この発明の実施の形態１では、素子アンテナの配列
を一辺ｄｍｍの正三角形配列とし、素子アンテナの電界
方向を矢印で示してある。
実施の形態１を示すアレーアンテナ装置の構成図であ
り、図において、１は素子アンテナであって、素子アン
テナ１は図１に示すような直交座標のＸ−Ｙ面に二次元
的に複数個配列され、また主ビーム走査角はθで表わ
す。この発明の実施の形態１では、素子アンテナの配列
を一辺ｄｍｍの正三角形配列とし、素子アンテナの電界
方向を矢印で示してある。
【００１６】図１に示すように、正三角形配列の場合、
主ビームをＺ−Ｙ面に沿って走査する場合は、アレーア
ンテナの素子間隔がＹ軸上に投影されて見えるので、素
子間隔としては０．５ｄとなり、また、主ビームをＺ−
Ｘ面に沿って走査する場合は、アレーアンテナの素子間
隔がＸ軸上に投影されて見えるので、素子間隔としては
０．８６６ｄとなる。例えば、ｄ＝１波長とした場合、
Ｚ−Ｙ面に沿って主ビーム走査する場合は、グレーティ
ングローブは可視領域に現われないが、Ｚ−Ｘ面に沿っ
て主ビーム走査する場合はグレーティングローブは可視
領域に現われる。
主ビームをＺ−Ｙ面に沿って走査する場合は、アレーア
ンテナの素子間隔がＹ軸上に投影されて見えるので、素
子間隔としては０．５ｄとなり、また、主ビームをＺ−
Ｘ面に沿って走査する場合は、アレーアンテナの素子間
隔がＸ軸上に投影されて見えるので、素子間隔としては
０．８６６ｄとなる。例えば、ｄ＝１波長とした場合、
Ｚ−Ｙ面に沿って主ビーム走査する場合は、グレーティ
ングローブは可視領域に現われないが、Ｚ−Ｘ面に沿っ
て主ビーム走査する場合はグレーティングローブは可視
領域に現われる。
【００１７】グレーティングローブは可視領域に現われ
る場合にアクティブインピーダンスが増大するので、こ
の発明においては、素子アンテナの電界方向を矢印で示
してあるようにＺ−Ｙ面に沿って置く。すなわち、電界
方向に比較して、上記電界方向にＸ−Ｙ面内で直交する
磁界方向は、素子間相互結合が小さいため、上記アクテ
ィブインピーダンスの増大を最小限にできる。
る場合にアクティブインピーダンスが増大するので、こ
の発明においては、素子アンテナの電界方向を矢印で示
してあるようにＺ−Ｙ面に沿って置く。すなわち、電界
方向に比較して、上記電界方向にＸ−Ｙ面内で直交する
磁界方向は、素子間相互結合が小さいため、上記アクテ
ィブインピーダンスの増大を最小限にできる。
【００１８】なお、本実施形態では、電界方向に比較し
て、上記電界方向にＸ−Ｙ面内で直交する磁界方向は、
素子間相互結合が小さいという定義のもとで、素子アン
テナの電界方向をＺ−Ｙ面に沿って置いたが、磁界方向
に比較して、電界方向の方が素子間相互結合が小さい素
子アンテナがある場合についても、同様に磁界方向をＺ
−Ｙ面に沿って置いてもよい。
て、上記電界方向にＸ−Ｙ面内で直交する磁界方向は、
素子間相互結合が小さいという定義のもとで、素子アン
テナの電界方向をＺ−Ｙ面に沿って置いたが、磁界方向
に比較して、電界方向の方が素子間相互結合が小さい素
子アンテナがある場合についても、同様に磁界方向をＺ
−Ｙ面に沿って置いてもよい。
【００１９】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示すアレーアンテナ装置の構成図であり、図２に
おいて、素子アンテナ１は図１と同様に直交座標のＸ−
Ｙ面に二次元的に複数個配列されているものとし、２は
非励振素子アンテナを表わす。また実施の形態１で述べ
たように素子アンテナの配列を一辺ｄｍｍの正三角形配
列とし、主ビームをＺ−Ｙ面に沿って走査する場合は、
アレーアンテナの素子間隔がＹ軸上に投影されて見える
ので、素子間隔としては０．５ｄとなり、また、主ビー
ムをＺ−Ｘ面に沿って走査する場合は、アレーアンテナ
の素子間隔がＸ軸上に投影されて見えるので、素子間隔
としては０．８６６ｄとなるような例で説明する。した
がって、例えば主ビーム走査角θを約９°、ｄ＝１波長
とした場合、Ｚ−Ｙ面に沿って主ビーム走査する場合
は、グレーティングローブは可視領域に現われないが、
Ｚ−Ｘ面に沿って主ビーム走査する場合は、グレーティ
ングローブは可視領域に現われる。アクティブ反射係数
は、グレーティングローブが可視領域に現われるときに
急激に増大するので、このとき、上記複数の素子アンテ
ナの一部を非励振状態にする。すなわち、グレーティン
グローブが可視領域に現われる条件は、投影された素子
間隔ｄｓ、波長λとすると、一般に次式で表わされるの
で、
態２を示すアレーアンテナ装置の構成図であり、図２に
おいて、素子アンテナ１は図１と同様に直交座標のＸ−
Ｙ面に二次元的に複数個配列されているものとし、２は
非励振素子アンテナを表わす。また実施の形態１で述べ
たように素子アンテナの配列を一辺ｄｍｍの正三角形配
列とし、主ビームをＺ−Ｙ面に沿って走査する場合は、
アレーアンテナの素子間隔がＹ軸上に投影されて見える
ので、素子間隔としては０．５ｄとなり、また、主ビー
ムをＺ−Ｘ面に沿って走査する場合は、アレーアンテナ
の素子間隔がＸ軸上に投影されて見えるので、素子間隔
としては０．８６６ｄとなるような例で説明する。した
がって、例えば主ビーム走査角θを約９°、ｄ＝１波長
とした場合、Ｚ−Ｙ面に沿って主ビーム走査する場合
は、グレーティングローブは可視領域に現われないが、
Ｚ−Ｘ面に沿って主ビーム走査する場合は、グレーティ
ングローブは可視領域に現われる。アクティブ反射係数
は、グレーティングローブが可視領域に現われるときに
急激に増大するので、このとき、上記複数の素子アンテ
ナの一部を非励振状態にする。すなわち、グレーティン
グローブが可視領域に現われる条件は、投影された素子
間隔ｄｓ、波長λとすると、一般に次式で表わされるの
で、
【００２０】
【数４】
【００２１】この条件を満たさないように上記複数の素
子アンテナの一部を非励振状態にすることによってアク
ティブ反射係数の減少が図れる。本実施例である主ビー
ム走査角θが約９°のとき、投影された素子間隔ｄｓは
０．８６６程度となるので、図２に示すように上記複数
の素子アンテナの一部を非励振状態にすることで、上記
投影された素子間隔ｄｓが変わり、アクティブ反射係数
を減少させることができる。
子アンテナの一部を非励振状態にすることによってアク
ティブ反射係数の減少が図れる。本実施例である主ビー
ム走査角θが約９°のとき、投影された素子間隔ｄｓは
０．８６６程度となるので、図２に示すように上記複数
の素子アンテナの一部を非励振状態にすることで、上記
投影された素子間隔ｄｓが変わり、アクティブ反射係数
を減少させることができる。
【００２２】実施の形態３．実施の形態２においては、
グレーティングローブが可視領域に現われる条件におい
て複数の素子アンテナの一部を非励振状態にすることに
よってアクティブ反射係数の減少が図れることを示した
が、本実施の形態３においては、広い主ビーム走査範囲
で上記アクティブ反射係数の減少を行うために、上記
“数４”における主ビーム走査角θの前後１０％に相当
する角度範囲において、上記複数の素子アンテナの一部
を非励振状態にする構成とする。したがって、例えば実
施の形態２においては、主ビーム走査角θが約９°のと
きであったが、本実施の形態３においては、約８°から
１０°の角度範囲において、上記複数の素子アンテナの
一部を非励振状態にする。
グレーティングローブが可視領域に現われる条件におい
て複数の素子アンテナの一部を非励振状態にすることに
よってアクティブ反射係数の減少が図れることを示した
が、本実施の形態３においては、広い主ビーム走査範囲
で上記アクティブ反射係数の減少を行うために、上記
“数４”における主ビーム走査角θの前後１０％に相当
する角度範囲において、上記複数の素子アンテナの一部
を非励振状態にする構成とする。したがって、例えば実
施の形態２においては、主ビーム走査角θが約９°のと
きであったが、本実施の形態３においては、約８°から
１０°の角度範囲において、上記複数の素子アンテナの
一部を非励振状態にする。
【００２３】実施の形態４．図３はこの発明の実施の形
態４を示すアレーアンテナ装置の構成図であり、図３に
おいて３は可変位相器であり、可変位相器３はＮ個の素
子アンテナ１に接続されている。図３のアレーアンテナ
の任意の主ビーム走査角度によってグレーティングロー
ブが発生する場合に、アクティブ反射係数が増大するＭ
（Ｍ＜Ｎ）個の素子アンテナが存在する。上記アクティ
ブ反射係数Γは、任意のｌ番目の素子アンテナについて
次式のように定義される。
態４を示すアレーアンテナ装置の構成図であり、図３に
おいて３は可変位相器であり、可変位相器３はＮ個の素
子アンテナ１に接続されている。図３のアレーアンテナ
の任意の主ビーム走査角度によってグレーティングロー
ブが発生する場合に、アクティブ反射係数が増大するＭ
（Ｍ＜Ｎ）個の素子アンテナが存在する。上記アクティ
ブ反射係数Γは、任意のｌ番目の素子アンテナについて
次式のように定義される。
【００２４】
【数５】
【００２５】ここで、Ａｌ、ｐｌはｌ番目の素子アンテ
ナの励振振幅、励振位相 Ａｉ、ｐｉはｉ番目の素子アンテナの励振振幅、励振位
相 Ｓｉｌはｌ番目の素子アンテナとｉ番目の素子アンテナ
間の相互結合
ナの励振振幅、励振位相 Ａｉ、ｐｉはｉ番目の素子アンテナの励振振幅、励振位
相 Ｓｉｌはｌ番目の素子アンテナとｉ番目の素子アンテナ
間の相互結合
【００２６】“数５”から明らかなようにＭ個の素子ア
ンテナの中のｌ番目の素子アンテナのアクティブ反射係
数を低減するためには、上記Ｎ個の素子アンテナに接続
されている可変位相器の位相量を変える、すなわちｉ番
目の素子アンテナの励振位相を変えると良いことがわか
る。なお、本実施の形態では励振位相を変えることでア
クティブ反射係数を低減することを示したが、励振振幅
を変えても同様の効果が期待できる。
ンテナの中のｌ番目の素子アンテナのアクティブ反射係
数を低減するためには、上記Ｎ個の素子アンテナに接続
されている可変位相器の位相量を変える、すなわちｉ番
目の素子アンテナの励振位相を変えると良いことがわか
る。なお、本実施の形態では励振位相を変えることでア
クティブ反射係数を低減することを示したが、励振振幅
を変えても同様の効果が期待できる。
【００２７】実施の形態５．また、前記アクティブ反射
係数を低減するために上記Ｎ個の素子アンテナに接続さ
れているｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目の可変位相器の位相量ｐ
ｉを、ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）番目の素子アンテナにｉ（ｉ＝
１〜Ｎ）番目の素子アンテナから結合される電波の振幅
をＥｉ、位相をＱｉと定義した場合、以下の条件で決め
ることができる。
係数を低減するために上記Ｎ個の素子アンテナに接続さ
れているｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目の可変位相器の位相量ｐ
ｉを、ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）番目の素子アンテナにｉ（ｉ＝
１〜Ｎ）番目の素子アンテナから結合される電波の振幅
をＥｉ、位相をＱｉと定義した場合、以下の条件で決め
ることができる。
【００２８】
【数６】
【００２９】すなわち、“数６”はアクティブ反射係数
が増大するＭ個の素子アンテナの素子間相互結合の総和
を、可変位相器２の位相量を変えることにより低減する
ことを意味する。一般に“数６”を最小化する方法とし
ては、“数６”をｐｉによって微分すれば解は求まる。
が増大するＭ個の素子アンテナの素子間相互結合の総和
を、可変位相器２の位相量を変えることにより低減する
ことを意味する。一般に“数６”を最小化する方法とし
ては、“数６”をｐｉによって微分すれば解は求まる。
【００３０】
【発明の効果】第１の発明によれば、アレーアンテナの
主ビーム走査に伴って発生するグレーティングローブの
発生角度と上記アレーアンテナのボアサイト角度を結ぶ
軸上において、上記複数の素子アンテナの電磁的な素子
間結合が小さくなるように、上記複数の素子アンテナの
電界面を上記軸と直交するように置くことにより、特別
なハードウエアやソフトウエアを追加することなく、す
べての素子アンテナにおいてアクティブ反射係数を小さ
くすることができる。
主ビーム走査に伴って発生するグレーティングローブの
発生角度と上記アレーアンテナのボアサイト角度を結ぶ
軸上において、上記複数の素子アンテナの電磁的な素子
間結合が小さくなるように、上記複数の素子アンテナの
電界面を上記軸と直交するように置くことにより、特別
なハードウエアやソフトウエアを追加することなく、す
べての素子アンテナにおいてアクティブ反射係数を小さ
くすることができる。
【００３１】また、第２の発明によれば、上記アレーア
ンテナの主ビーム走査に伴ってグレーティングローブが
発生する場合に、上記複数の素子アンテナの一部を非励
振状態にすることで、疑似的に素子間隔を変えることが
でき、グレーティングローブが発生時に急激なアクティ
ブ反射係数の増大を防ぐことができる。
ンテナの主ビーム走査に伴ってグレーティングローブが
発生する場合に、上記複数の素子アンテナの一部を非励
振状態にすることで、疑似的に素子間隔を変えることが
でき、グレーティングローブが発生時に急激なアクティ
ブ反射係数の増大を防ぐことができる。
【００３２】また、第３の発明によれば、上記アレーア
ンテナの主ビーム走査に伴ってグレーティングローブが
発生する場合に、上記グレーティングローブが発生する
時の上記主ビーム走査角の前後１０％に相当する角度範
囲に上記アレーアンテナの主ビームが存在する場合にお
いて、上記複数の素子アンテナの一部を非励振状態にす
ることで、グレーティングローブが発生時に急激なアク
ティブ反射係数の増大を防ぐことができ、さらに、アレ
ーアンテナの配列誤差や給電回路の誤差を許容して、ア
クティブ反射係数の増大を防ぐことができる。
ンテナの主ビーム走査に伴ってグレーティングローブが
発生する場合に、上記グレーティングローブが発生する
時の上記主ビーム走査角の前後１０％に相当する角度範
囲に上記アレーアンテナの主ビームが存在する場合にお
いて、上記複数の素子アンテナの一部を非励振状態にす
ることで、グレーティングローブが発生時に急激なアク
ティブ反射係数の増大を防ぐことができ、さらに、アレ
ーアンテナの配列誤差や給電回路の誤差を許容して、ア
クティブ反射係数の増大を防ぐことができる。
【００３３】また、第４の発明によれば、上記複数の素
子アンテナの数をＮ個とし、上記Ｎ個の素子アンテナを
２次元または３次元に配列したアレーアンテナにおい
て、上記アレーアンテナの主ビーム走査に伴ってグレー
ティングローブが発生する場合に存在しうる反射係数が
増大するＭ（Ｍ＜Ｎ）個の素子アンテナについて、上記
反射係数を低減するために上記Ｎ個の素子アンテナに接
続されている可変位相器の位相量を変えることにより、
アクティブ反射係数が増大する一部の素子アンテナを集
中して低減できる。したがって、他の素子アンテナに比
較して、十分劣下の大きい素子アンテナが存在するよう
なケースにおいて効果がある。
子アンテナの数をＮ個とし、上記Ｎ個の素子アンテナを
２次元または３次元に配列したアレーアンテナにおい
て、上記アレーアンテナの主ビーム走査に伴ってグレー
ティングローブが発生する場合に存在しうる反射係数が
増大するＭ（Ｍ＜Ｎ）個の素子アンテナについて、上記
反射係数を低減するために上記Ｎ個の素子アンテナに接
続されている可変位相器の位相量を変えることにより、
アクティブ反射係数が増大する一部の素子アンテナを集
中して低減できる。したがって、他の素子アンテナに比
較して、十分劣下の大きい素子アンテナが存在するよう
なケースにおいて効果がある。
【００３４】また、第５の発明によれば、前記アクティ
ブ反射係数を低減するために上記Ｎ個の素子アンテナに
接続されているｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目の可変位相器の位
相量ｐｉを、ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）番目の素子アンテナにｉ
（ｉ＝１〜Ｎ）番目の素子アンテナから結合される電波
の振幅をＥｉ、位相をＱｉと定義した場合、上記“数
６”の条件で決めることにより、アクティブ反射係数が
増大するＭ個の素子アンテナの素子間相互結合の総和を
低減することができる。
ブ反射係数を低減するために上記Ｎ個の素子アンテナに
接続されているｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目の可変位相器の位
相量ｐｉを、ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）番目の素子アンテナにｉ
（ｉ＝１〜Ｎ）番目の素子アンテナから結合される電波
の振幅をＥｉ、位相をＱｉと定義した場合、上記“数
６”の条件で決めることにより、アクティブ反射係数が
増大するＭ個の素子アンテナの素子間相互結合の総和を
低減することができる。
【図１】 この発明によるアレーアンテナ装置の実施形
態１を示す図である。
態１を示す図である。
【図２】 この発明によるアレーアンテナ装置の実施形
態２を示す図である。
態２を示す図である。
【図３】 この発明によるアレーアンテナ装置の実施形
態４を示す図である。
態４を示す図である。
【図４】 ２０素子スロットアレーの場合のアレー素子
指向性を示す図である。
指向性を示す図である。
【図５】 従来例の障壁を用いて素子間相互結合を低減
する方法を示す図である。
する方法を示す図である。
１ 素子アンテナ、２ 非励振素子アンテナ、３ 可変
位相器、４ 障壁。
位相器、４ 障壁。
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の素子アンテナを２次元または３次
元に配列したアレーアンテナにおいて、上記アレーアン
テナの主ビーム走査に伴って発生するグレーティングロ
ーブの発生角度と上記アレーアンテナのボアサイト角度
を結ぶ軸において、上記複数の素子アンテナの電磁的な
素子間結合が小さくなるように、上記複数の素子アンテ
ナの電界面を上記軸と直交するように配置したことを特
徴とするアレーアンテナ装置。 - 【請求項２】 複数の素子アンテナを２次元または３次
元に配列したアレーアンテナにおいて、上記アレーアン
テナの主ビーム走査に伴ってグレーティングローブが発
生する場合に、上記複数の素子アンテナの一部を非励振
状態にし、周期性のない配列とすることを特徴とするア
レーアンテナ装置。 - 【請求項３】 複数の素子アンテナを２次元または３次
元に配列したアレーアンテナにおいて、上記アレーアン
テナの主ビーム走査に伴ってグレーティングローブが発
生する場合に、上記グレーティングローブが発生する時
の上記主ビーム走査角の前後１０％に相当する角度範囲
に上記アレーアンテナの主ビームが存在する場合におい
て、上記複数の素子アンテナの一部を非励振状態にする
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。 - 【請求項４】 複数の素子アンテナの数をＮ（Ｎは２以
上の整数）個とし、上記Ｎ個の素子アンテナを２次元ま
たは３次元に配列したアレーアンテナにおいて、上記ア
レーアンテナの主ビーム走査に伴ってグレーティングロ
ーブが発生する場合に存在しうる反射係数が増大するＭ
（Ｍ＜Ｎ）個の素子アンテナについて、上記反射係数を
低減するために上記Ｎ個の素子アンテナに接続されてい
る可変位相器の位相量を変えることを特徴とするアレー
アンテナ装置。 - 【請求項５】 前記反射係数を低減するために上記Ｎ個
の素子アンテナに接続されているｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目
の可変位相器の位相量ｐｉを、ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）番目の
素子アンテナにｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目の素子アンテナか
ら結合される電波の振幅をＥｉ、位相をＱｉと定義した
場合、以下の条件で決めることを特徴とする請求項４記
載のアレーアンテナ装置。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10300590A JP2000134024A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | アレーアンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10300590A JP2000134024A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | アレーアンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000134024A true JP2000134024A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17886682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10300590A Pending JP2000134024A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | アレーアンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000134024A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101126712B1 (ko) | 2006-01-03 | 2012-03-29 | 삼성전자주식회사 | 방향도래각과 도착주파수를 추정하는 안테나 장치 및 방법 |
| KR101346196B1 (ko) * | 2012-12-12 | 2014-02-13 | 한국해양과학기술원 | 섹터 센서 시스템을 이용한 신호 도래각 추정방법 |
| CN106848552A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-06-13 | 航天恒星科技有限公司 | 基于空间相位补偿的圆极化天线阵结构及相位补偿方法 |
-
1998
- 1998-10-22 JP JP10300590A patent/JP2000134024A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101126712B1 (ko) | 2006-01-03 | 2012-03-29 | 삼성전자주식회사 | 방향도래각과 도착주파수를 추정하는 안테나 장치 및 방법 |
| KR101346196B1 (ko) * | 2012-12-12 | 2014-02-13 | 한국해양과학기술원 | 섹터 센서 시스템을 이용한 신호 도래각 추정방법 |
| CN106848552A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-06-13 | 航天恒星科技有限公司 | 基于空间相位补偿的圆极化天线阵结构及相位补偿方法 |
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