JP2002151936A - フェーズドアレーアンテナ - Google Patents
フェーズドアレーアンテナInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、モジュールの数と移相器の数は同一で
あり、移相器等の規模及び消費電力が大きくなり、低消
費電力化、小型軽量化が必要な衛星搭載用などでは実現
が困難になっているという課題があった。 【解決手段】 放射すべきＲＦ信号を２つに分配する２
分配器８と、前記２分配器により分配された信号を、正
方形配列されたアンテナの行の数だけ分配してそれぞれ
に所定の位相量を付加するＸ列ＢＦＮ１０と、前記２分
配器により分配された信号を、正方形配列されたアンテ
ナの列の数だけ分配してそれぞれに所定の位相量を付加
するＹ列ＢＦＮ１１と、平面上に正方形配列され、前記
Ｘ列ビームフォーミングネットワークからの信号、及び
前記Ｙ列ビームフォーミングネットワークからの信号を
積算してＲＦ信号を電波として放射する複数の送信モジ
ュール１とを備えた。 【効果】 小型、軽量化及び低消費電力化を実現でき
る。
あり、移相器等の規模及び消費電力が大きくなり、低消
費電力化、小型軽量化が必要な衛星搭載用などでは実現
が困難になっているという課題があった。 【解決手段】 放射すべきＲＦ信号を２つに分配する２
分配器８と、前記２分配器により分配された信号を、正
方形配列されたアンテナの行の数だけ分配してそれぞれ
に所定の位相量を付加するＸ列ＢＦＮ１０と、前記２分
配器により分配された信号を、正方形配列されたアンテ
ナの列の数だけ分配してそれぞれに所定の位相量を付加
するＹ列ＢＦＮ１１と、平面上に正方形配列され、前記
Ｘ列ビームフォーミングネットワークからの信号、及び
前記Ｙ列ビームフォーミングネットワークからの信号を
積算してＲＦ信号を電波として放射する複数の送信モジ
ュール１とを備えた。 【効果】 小型、軽量化及び低消費電力化を実現でき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、給電回路の簡略
化及び低消費電力化を図ったフェーズドアレーアンテナ
（ＰＡＡ）に関するものである。
化及び低消費電力化を図ったフェーズドアレーアンテナ
（ＰＡＡ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のフェーズドアレーアンテナは、複
数のアンテナ素子を平面状に配列し、各素子の給電位相
を給電回路によって制御し、電気的にビーム走査を行う
アンテナである。
数のアンテナ素子を平面状に配列し、各素子の給電位相
を給電回路によって制御し、電気的にビーム走査を行う
アンテナである。
【０００３】このため、フェーズドアレーアンテナ用給
電回路は、アンテナ素子毎に位相を制御するための移相
器が必要である。また、マルチビームフェーズドアレー
アンテナでは、移相器の数がアンテナ素子数とビーム数
の積になるため、膨大な数の移相器が必要になり、その
寸法、重量及び消費電力の点がアンテナ構成上の大きな
課題になっている。
電回路は、アンテナ素子毎に位相を制御するための移相
器が必要である。また、マルチビームフェーズドアレー
アンテナでは、移相器の数がアンテナ素子数とビーム数
の積になるため、膨大な数の移相器が必要になり、その
寸法、重量及び消費電力の点がアンテナ構成上の大きな
課題になっている。
【０００４】従来のフェーズドアレーアンテナについて
図面を参照しながら説明する。
図面を参照しながら説明する。
【０００５】図５は、平面上に２次元的に配列した１６
素子のアレー配列を示す図である。
素子のアレー配列を示す図である。
【０００６】図５において、１（１ａ〜１ｐ）は送信モ
ジュールを示し、１ａ〜１ｐはすべて同一のモジュール
であり、ＸＹ平面上に正方形配列されているものとす
る。ここでは、説明を簡単にするために、送信フェーズ
ドアレーアンテナは４行４列（ｒ１１〜ｒ４４）で合計
１６モジュールとし、ビーム数は１ビームの例を示す。
ジュールを示し、１ａ〜１ｐはすべて同一のモジュール
であり、ＸＹ平面上に正方形配列されているものとす
る。ここでは、説明を簡単にするために、送信フェーズ
ドアレーアンテナは４行４列（ｒ１１〜ｒ４４）で合計
１６モジュールとし、ビーム数は１ビームの例を示す。
【０００７】ここで、ビーム方向をＺ軸からの角度をθ
とし、Ｘ軸からの角度をφとし、極座標表示すると、ビ
ーム走査方向の単位ベクトルは、以下のようになる。Ｐ
（θ、φ）＝ｃｏｓθ＊ｃｏｓφｉ、ｃｏｓθ＊ｓｉｎ
φｊ、ｓｉｎθｋ
とし、Ｘ軸からの角度をφとし、極座標表示すると、ビ
ーム走査方向の単位ベクトルは、以下のようになる。Ｐ
（θ、φ）＝ｃｏｓθ＊ｃｏｓφｉ、ｃｏｓθ＊ｓｉｎ
φｊ、ｓｉｎθｋ
【０００８】更に、ＲＦモジュールに接続されたアンテ
ナ素子の中心点の位置ベクトルをｒｍｎ（Ｘｍ、Ｙｎ）
とする。
ナ素子の中心点の位置ベクトルをｒｍｎ（Ｘｍ、Ｙｎ）
とする。
【０００９】以上のような構成のフェーズドアレーアン
テナにおいて、単位ベクトルＰ方向にビームを向ける場
合は、以下の式１に示すような、位相差を移相器で各ア
ンテナ素子に与えればよい。なお、λは波長、ｋ＝２π
／λである。
テナにおいて、単位ベクトルＰ方向にビームを向ける場
合は、以下の式１に示すような、位相差を移相器で各ア
ンテナ素子に与えればよい。なお、λは波長、ｋ＝２π
／λである。
【００１０】 素子位相量：−ｋ＊Ｐ＊ｒｍｎ＝−ｋ＊（Ｘｍ＊ｃｏｓθ＊ｃｏｓφ＋Ｙｎ＊ ｃｏｓθ＊ｓｉｎφ） ・・・式１
【００１１】つぎに、従来のフェーズドアレーアンテナ
の動作について図面を参照しながら説明する。
の動作について図面を参照しながら説明する。
【００１２】図６は、従来のフェーズドアレーアンテナ
を給電するための給電回路を含む送信フェーズドアレー
アンテナの構成を示すブロック図である。さらに、図７
は、従来のフェーズドアレーアンテナの送信モジュール
の構成を示す図である。
を給電するための給電回路を含む送信フェーズドアレー
アンテナの構成を示すブロック図である。さらに、図７
は、従来のフェーズドアレーアンテナの送信モジュール
の構成を示す図である。
【００１３】図６において、２は給電点、３は１６分配
器である。
器である。
【００１４】図７において、４は移相器（ＰＳ）、５は
電力増幅器（ＨＰＡ）、６はバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）、７はアンテナ素子（ＡＮＴ）である。
電力増幅器（ＨＰＡ）、６はバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）、７はアンテナ素子（ＡＮＴ）である。
【００１５】図６において、送信すべき信号は給電点２
から入力され、１６分配器３で１６分配される。この分
配された信号は、送信モジュール１（１ａ〜１ｐ）で位
相の制御、増幅及びスプリアス除去が行われ、電波とし
てアンテナ素子から放射される。
から入力され、１６分配器３で１６分配される。この分
配された信号は、送信モジュール１（１ａ〜１ｐ）で位
相の制御、増幅及びスプリアス除去が行われ、電波とし
てアンテナ素子から放射される。
【００１６】ここで、送信モジュール１は、図７に示す
ように、移相器（ＰＳ）４、電力増幅器（ＨＰＡ）５、
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６及びアンテナ素子（Ａ
ＮＴ）７で構成される。移相器（ＰＳ）４は、上記の式
１で与えられる位相をモジュール毎に与える。電力増幅
器（ＨＰＡ）５は、入力信号を必要なレベルまで増幅す
る。バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）は、不要なスプリア
スを除去する。アンテナ素子（ＡＮＴ）７は、ＲＦ信号
を電波として放射する。
ように、移相器（ＰＳ）４、電力増幅器（ＨＰＡ）５、
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６及びアンテナ素子（Ａ
ＮＴ）７で構成される。移相器（ＰＳ）４は、上記の式
１で与えられる位相をモジュール毎に与える。電力増幅
器（ＨＰＡ）５は、入力信号を必要なレベルまで増幅す
る。バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）は、不要なスプリア
スを除去する。アンテナ素子（ＡＮＴ）７は、ＲＦ信号
を電波として放射する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
フェーズドアレーアンテナの給電回路では、２次元的に
ｍ×ｎ個のアンテナ素子が配列され、モジュールの数と
移相器の数は同一であり、この場合、移相器がｍ×ｎ個
必要である。数千素子を超えるような大規模なフェーズ
ドアレーアンテナでは移相器とそれを制御する移相器制
御回路の規模及び消費電力が大きくなり、低消費電力化
および小型軽量化が必要な衛星搭載用などのフェーズド
アレーアンテナでは実現が困難になっているという問題
点があった。
フェーズドアレーアンテナの給電回路では、２次元的に
ｍ×ｎ個のアンテナ素子が配列され、モジュールの数と
移相器の数は同一であり、この場合、移相器がｍ×ｎ個
必要である。数千素子を超えるような大規模なフェーズ
ドアレーアンテナでは移相器とそれを制御する移相器制
御回路の規模及び消費電力が大きくなり、低消費電力化
および小型軽量化が必要な衛星搭載用などのフェーズド
アレーアンテナでは実現が困難になっているという問題
点があった。
【００１８】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、各素子に与える位相差を２つの移
相器の位相の和によって与えることにより、移相器の数
をｍ＋ｎ個にすることができるフェーズドアレーアンテ
ナを得ることを目的とする。
めになされたもので、各素子に与える位相差を２つの移
相器の位相の和によって与えることにより、移相器の数
をｍ＋ｎ個にすることができるフェーズドアレーアンテ
ナを得ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るフェーズドアレーアンテナは、放射すべきＲＦ信号を
２つに分配する２分配器と、前記２分配器により分配さ
れた信号を、正方形配列されたアンテナの行の数だけ分
配してそれぞれに所定の位相量を付加するＸ列ビームフ
ォーミングネットワークと、前記２分配器により分配さ
れた信号を、正方形配列されたアンテナの列の数だけ分
配してそれぞれに所定の位相量を付加するＹ列ビームフ
ォーミングネットワークと、平面上に正方形配列され、
前記Ｘ列ビームフォーミングネットワークからの信号、
及び前記Ｙ列ビームフォーミングネットワークからの信
号を積算してＲＦ信号を電波として放射する複数の送信
モジュールとを備えたものである。
るフェーズドアレーアンテナは、放射すべきＲＦ信号を
２つに分配する２分配器と、前記２分配器により分配さ
れた信号を、正方形配列されたアンテナの行の数だけ分
配してそれぞれに所定の位相量を付加するＸ列ビームフ
ォーミングネットワークと、前記２分配器により分配さ
れた信号を、正方形配列されたアンテナの列の数だけ分
配してそれぞれに所定の位相量を付加するＹ列ビームフ
ォーミングネットワークと、平面上に正方形配列され、
前記Ｘ列ビームフォーミングネットワークからの信号、
及び前記Ｙ列ビームフォーミングネットワークからの信
号を積算してＲＦ信号を電波として放射する複数の送信
モジュールとを備えたものである。
【００２０】この発明の請求項２に係るフェーズドアレ
ーアンテナは、前記２分配器、前記Ｘ列ビームフォーミ
ングネットワーク、及び前記Ｙ列ビームフォーミングネ
ットワークをビーム数だけ備え、各送信モジュールは、
前記複数のＸ列ビームフォーミングネットワークから列
毎に合成された信号、及び前記複数のＹ列ビームフォー
ミングネットワークから行毎に合成された信号を積算す
るものである。
ーアンテナは、前記２分配器、前記Ｘ列ビームフォーミ
ングネットワーク、及び前記Ｙ列ビームフォーミングネ
ットワークをビーム数だけ備え、各送信モジュールは、
前記複数のＸ列ビームフォーミングネットワークから列
毎に合成された信号、及び前記複数のＹ列ビームフォー
ミングネットワークから行毎に合成された信号を積算す
るものである。
【００２１】この発明の請求項３に係るフェーズドアレ
ーアンテナは、ベースバンドのデジタル信号を、正方形
配列されたアンテナの行の数だけ分配して各行に対応す
る所定の位相量を付加し、ベースバンドのアナログ信号
を出力するＸ列デジタルビームフォーミングネットワー
クと、前記ベースバンドのデジタル信号を、正方形配列
されたアンテナの列の数だけ分配して各列に対応する所
定の位相量を付加し、ベースバンドのアナログ信号を出
力するＹ列デジタルビームフォーミングネットワーク
と、平面上に正方形配列され、前記Ｘ列デジタルビーム
フォーミングネットワークからの信号、及び前記Ｙ列デ
ジタルビームフォーミングネットワークからの信号を積
算してＲＦ信号を電波として放射する複数の送信モジュ
ールとを備えたものである。
ーアンテナは、ベースバンドのデジタル信号を、正方形
配列されたアンテナの行の数だけ分配して各行に対応す
る所定の位相量を付加し、ベースバンドのアナログ信号
を出力するＸ列デジタルビームフォーミングネットワー
クと、前記ベースバンドのデジタル信号を、正方形配列
されたアンテナの列の数だけ分配して各列に対応する所
定の位相量を付加し、ベースバンドのアナログ信号を出
力するＹ列デジタルビームフォーミングネットワーク
と、平面上に正方形配列され、前記Ｘ列デジタルビーム
フォーミングネットワークからの信号、及び前記Ｙ列デ
ジタルビームフォーミングネットワークからの信号を積
算してＲＦ信号を電波として放射する複数の送信モジュ
ールとを備えたものである。
【００２２】この発明の請求項４に係るフェーズドアレ
ーアンテナは、前記Ｘ列デジタルビームフォーミングネ
ットワークが、ベースバンドのデジタル信号を必要とさ
れる各行に対応する位相にデジタル演算機能により変換
するＸ列ウエイト演算部と、前記デジタル信号をベース
バンドのアナログ信号に変換する第１のＤ／Ａコンバー
タと、前記ベースバンドのアナログ信号をＲＦ信号に変
換する第１のアップコンバータとを有し、前記Ｙ列デジ
タルビームフォーミングネットワークは、ベースバンド
のデジタル信号を必要とされる各列に対応する位相にデ
ジタル演算機能により変換するＹ列ウエイト演算部と、
前記デジタル信号をベースバンドのアナログ信号に変換
する第２のＤ／Ａコンバータと、前記ベースバンドのア
ナログ信号をＲＦ信号に変換する第２のアップコンバー
タとを有するものである。
ーアンテナは、前記Ｘ列デジタルビームフォーミングネ
ットワークが、ベースバンドのデジタル信号を必要とさ
れる各行に対応する位相にデジタル演算機能により変換
するＸ列ウエイト演算部と、前記デジタル信号をベース
バンドのアナログ信号に変換する第１のＤ／Ａコンバー
タと、前記ベースバンドのアナログ信号をＲＦ信号に変
換する第１のアップコンバータとを有し、前記Ｙ列デジ
タルビームフォーミングネットワークは、ベースバンド
のデジタル信号を必要とされる各列に対応する位相にデ
ジタル演算機能により変換するＹ列ウエイト演算部と、
前記デジタル信号をベースバンドのアナログ信号に変換
する第２のＤ／Ａコンバータと、前記ベースバンドのア
ナログ信号をＲＦ信号に変換する第２のアップコンバー
タとを有するものである。
【００２３】この発明の請求項５に係るフェーズドアレ
ーアンテナは、前記送信モジュールが、Ｘ列からの信号
とＹ列からの信号を積算するミキサと、前記積算された
信号を電力増幅する電力増幅器と、前記電力増幅された
信号から不要スプリアスを除去するバンドパスフィルタ
と、前記バンドパスフィルタからのＲＦ信号を電波とし
て放射するアンテナ素子とを有するものである。
ーアンテナは、前記送信モジュールが、Ｘ列からの信号
とＹ列からの信号を積算するミキサと、前記積算された
信号を電力増幅する電力増幅器と、前記電力増幅された
信号から不要スプリアスを除去するバンドパスフィルタ
と、前記バンドパスフィルタからのＲＦ信号を電波とし
て放射するアンテナ素子とを有するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に係るフェーズドアレーアンテナについて図面を
参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態
１に係る送信フェーズドアレーアンテナの構成を示す図
である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。
形態１に係るフェーズドアレーアンテナについて図面を
参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態
１に係る送信フェーズドアレーアンテナの構成を示す図
である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。
【００２５】この実施の形態１に係る平面フェーズドア
レーアンテナの素子配列と座標は、図５に示す従来のも
のと同様である。図５において、１ａ〜１ｐはＸＹ平面
上に正方形配列されたフェーズドアレーアンテナモジュ
ール（送信モジュール）であり、説明を簡単にするため
に４行４列で合計１６素子の例を示す。
レーアンテナの素子配列と座標は、図５に示す従来のも
のと同様である。図５において、１ａ〜１ｐはＸＹ平面
上に正方形配列されたフェーズドアレーアンテナモジュ
ール（送信モジュール）であり、説明を簡単にするため
に４行４列で合計１６素子の例を示す。
【００２６】図１において、１（１ａ〜１ｐ：ｒ１１〜
ｒ４４）は送信モジュール、２は給電点、８は２分配
器、１０はＸ列ビームフォーミングネットワーク（ＢＦ
Ｎ）、１１はＹ列ビームフォーミングネットワーク（Ｂ
ＦＮ）、１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）はＸ
列移相器、１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）は
Ｙ列移相器である。
ｒ４４）は送信モジュール、２は給電点、８は２分配
器、１０はＸ列ビームフォーミングネットワーク（ＢＦ
Ｎ）、１１はＹ列ビームフォーミングネットワーク（Ｂ
ＦＮ）、１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）はＸ
列移相器、１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）は
Ｙ列移相器である。
【００２７】図１において、ＲＦモジュール１ａ〜１ｐ
は、図５の各モジュールに対応する。送信のための入力
信号は、給電点２から入力して２分配器８で等分配され
て出力信号９ａ及び９ｂとして、それぞれＸ列ビームフ
ォーミングネットワーク（ＢＦＮ）１０及びＹ列ビーム
フォーミングネットワーク（ＢＦＮ）１１に入力する。
は、図５の各モジュールに対応する。送信のための入力
信号は、給電点２から入力して２分配器８で等分配され
て出力信号９ａ及び９ｂとして、それぞれＸ列ビームフ
ォーミングネットワーク（ＢＦＮ）１０及びＹ列ビーム
フォーミングネットワーク（ＢＦＮ）１１に入力する。
【００２８】入力された信号は、それぞれ４分配され、
Ｘ列移相器１２ａ〜１２ｄ、及びＹ列移相器１３ａ〜１
３ｄで必要な位相量が与えられる。
Ｘ列移相器１２ａ〜１２ｄ、及びＹ列移相器１３ａ〜１
３ｄで必要な位相量が与えられる。
【００２９】Ｘ列については１４ａ〜１４ｄの信号を出
力し、Ｙ列については１５ａ〜１５ｄの信号を出力す
る。各Ｘ列およびＹ列の信号は、Ｘ列とＹ列の交点のＲ
Ｆモジュール１ａ〜１ｐにそれぞれ入力される。
力し、Ｙ列については１５ａ〜１５ｄの信号を出力す
る。各Ｘ列およびＹ列の信号は、Ｘ列とＹ列の交点のＲ
Ｆモジュール１ａ〜１ｐにそれぞれ入力される。
【００３０】つぎに、この実施の形態１に係るフェーズ
ドアレーアンテナの動作について図面を参照しながら説
明する。
ドアレーアンテナの動作について図面を参照しながら説
明する。
【００３１】図２は、この発明の実施の形態１に係るフ
ェーズドアレーアンテナのＲＦ（送信）モジュールの構
成を示す図である。同図において、１６はミキサ、５は
電力増幅器（ＨＰＡ）、６はバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）、７はアンテナ素子（ＡＮＴ）である。
ェーズドアレーアンテナのＲＦ（送信）モジュールの構
成を示す図である。同図において、１６はミキサ、５は
電力増幅器（ＨＰＡ）、６はバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）、７はアンテナ素子（ＡＮＴ）である。
【００３２】図２において、Ｘ列からの信号１４と、Ｙ
列からの信号１５は、ミキサ１６で積算される。積算さ
れた信号は、電力増幅器（ＨＰＡ）５で電力増幅され、
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６で不要スプリアスが除
去されてアンテナ素子（ＡＮＴ）７より電波として放射
される。
列からの信号１５は、ミキサ１６で積算される。積算さ
れた信号は、電力増幅器（ＨＰＡ）５で電力増幅され、
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６で不要スプリアスが除
去されてアンテナ素子（ＡＮＴ）７より電波として放射
される。
【００３３】ここで、ミキサ１６において、Ｘ列からの
信号１４をｃｏｓ（ωｔ＋δｍ）、Ｙ列からの信号１５
をｃｏｓ（ωｔ＋δｎ）すると、積算されたアンテナ素
子位置（Ｘｍ、Ｙｎ）点の信号は、以下の式２になる。
ここで、δｍ及びδｎは、Ｘｍ列及びＹｎ列用移相器１
２、１３で与えられる位相量である。
信号１４をｃｏｓ（ωｔ＋δｍ）、Ｙ列からの信号１５
をｃｏｓ（ωｔ＋δｎ）すると、積算されたアンテナ素
子位置（Ｘｍ、Ｙｎ）点の信号は、以下の式２になる。
ここで、δｍ及びδｎは、Ｘｍ列及びＹｎ列用移相器１
２、１３で与えられる位相量である。
【００３４】 アンテナ素子位置（Ｘｍ、Ｙｎ）点の信号 ：ｃｏｓ（ωｔ＋δｍ）＊ｃｏｓ（ωｔ＋δｎ） ＝１／２［ｃｏｓ（δｍ−δｎ）＋ｃｏｓ（２ωｔ＋δｍ＋δｎ）］ ・・・式２
【００３５】ここで、直流成分であるｃｏｓ（δｍ−δ
ｎ）は、通常増幅されないため無視できる。上記の式２
のδｍとδｎを、前述した式１と比較すると、 δｍ＝−ｋ＊Ｘｍ＊ｃｏｓθ＊ｃｏｓφ、 δｎ＝−ｋ＊Ｙｎ＊ｃｏｓθ＊ｓｉｎφ に対応するため、従来の平面フェーズドアレーアンテナ
と同一の位相関係が成立している。
ｎ）は、通常増幅されないため無視できる。上記の式２
のδｍとδｎを、前述した式１と比較すると、 δｍ＝−ｋ＊Ｘｍ＊ｃｏｓθ＊ｃｏｓφ、 δｎ＝−ｋ＊Ｙｎ＊ｃｏｓθ＊ｓｉｎφ に対応するため、従来の平面フェーズドアレーアンテナ
と同一の位相関係が成立している。
【００３６】また、各アンテナ素子位置（Ｘｍ、Ｙｎ）
は、Ｘ列及びＹ列の列の位置毎に決定されるため、列毎
に同一である。したがって、ｍ×ｎ個必要なフェーズド
アレーアンテナの位相器の数はｍ＋ｎ個となり、従来の
給電方式に比べ移相器の数は大幅に削減できることが判
る。なお、搬送周波数は、上記の式２から判るように、
入力波の２倍になるが、これを考慮したシステム設計で
あれば問題ない。
は、Ｘ列及びＹ列の列の位置毎に決定されるため、列毎
に同一である。したがって、ｍ×ｎ個必要なフェーズド
アレーアンテナの位相器の数はｍ＋ｎ個となり、従来の
給電方式に比べ移相器の数は大幅に削減できることが判
る。なお、搬送周波数は、上記の式２から判るように、
入力波の２倍になるが、これを考慮したシステム設計で
あれば問題ない。
【００３７】すなわち、この実施の形態１に係るフェー
ズドアレーアンテナは、平面上に正方形配列された送信
フェーズドアレーアンテナであって、まず放射すべきＲ
Ｆ信号を２分配し、分配された信号を更に、正方形配列
されたアンテナの行および列の数だけそれぞれ分配し、
行および列に相当する分配信号経路に移相器１２、１３
を実装したビームフォーミングネットワーク（ＢＦＮ）
１０、１１を経由し、ＢＦＮを経由した信号を更に、各
行および各列のアンテナ素子数に相当する数だけ分配し
て行および列の各送信モジュール１ａ〜１ｐに入力し、
送信モジュール毎にミキサ１６を実装し、各送信モジュ
ールに対し、行および列から入力される２信号をミキサ
１６で積算したことを特徴とする。
ズドアレーアンテナは、平面上に正方形配列された送信
フェーズドアレーアンテナであって、まず放射すべきＲ
Ｆ信号を２分配し、分配された信号を更に、正方形配列
されたアンテナの行および列の数だけそれぞれ分配し、
行および列に相当する分配信号経路に移相器１２、１３
を実装したビームフォーミングネットワーク（ＢＦＮ）
１０、１１を経由し、ＢＦＮを経由した信号を更に、各
行および各列のアンテナ素子数に相当する数だけ分配し
て行および列の各送信モジュール１ａ〜１ｐに入力し、
送信モジュール毎にミキサ１６を実装し、各送信モジュ
ールに対し、行および列から入力される２信号をミキサ
１６で積算したことを特徴とする。
【００３８】２次元のフェーズドアレーアンテナの移相
器の数を、従来のｍ×ｎ個からｍ＋ｎ個に削減できるた
め、大規模フェーズドアレーアンテナの小型、軽量化お
よび低消費電力化が実現できる。ちなみに、ｍ＝１０
０、ｎ＝１００の場合、従来技術では１万個必要である
移相器が本発明を適用すると２００個で済む。
器の数を、従来のｍ×ｎ個からｍ＋ｎ個に削減できるた
め、大規模フェーズドアレーアンテナの小型、軽量化お
よび低消費電力化が実現できる。ちなみに、ｍ＝１０
０、ｎ＝１００の場合、従来技術では１万個必要である
移相器が本発明を適用すると２００個で済む。
【００３９】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
係るフェーズドアレーアンテナについて図面を参照しな
がら説明する。図３は、この発明の実施の形態２に係る
フェーズドアレーアンテナの構成を示す図である。
係るフェーズドアレーアンテナについて図面を参照しな
がら説明する。図３は、この発明の実施の形態２に係る
フェーズドアレーアンテナの構成を示す図である。
【００４０】上記の実施の形態１においては、ビームの
数が１ビームの送信アンテナの例を示したが、この実施
の形態２では、複数のビームがある送信マルチビームア
ンテナの場合で、ビーム毎に２分配器、Ｘ列ビームフォ
ーミングネットワーク及びＹ列ビームフォーミングネッ
トワークを用意し、それぞれの出力１４ａ〜１４ｄ及び
１５ａ〜１５ｄの各ポートで合成する方式とするもので
ある。
数が１ビームの送信アンテナの例を示したが、この実施
の形態２では、複数のビームがある送信マルチビームア
ンテナの場合で、ビーム毎に２分配器、Ｘ列ビームフォ
ーミングネットワーク及びＹ列ビームフォーミングネッ
トワークを用意し、それぞれの出力１４ａ〜１４ｄ及び
１５ａ〜１５ｄの各ポートで合成する方式とするもので
ある。
【００４１】図３は、この実施の形態２に係る送信マル
チビームフェーズドアレーアンテナの例であり、２ビー
ムの例を示す。
チビームフェーズドアレーアンテナの例であり、２ビー
ムの例を示す。
【００４２】図３において、送信のための２つの入力信
号は、給電点２ａ、２ｂからそれぞれ２分配器８ａ、８
ｂと、Ｘ列ビームフォーミングネットワーク（ＢＦＮ
ａ）１０ａ、Ｘ列ビームフォーミングネットワーク（Ｂ
ＦＮｂ）１０ｂ、及びＹ列ビームフォーミングネットワ
ーク（ＢＦＮａ）１１ａ、Ｙ列ビームフォーミングネッ
トワーク（ＢＦＮｂ）１１ｂを経由し、各Ｘ列ビームフ
ォーミングネットワーク、及びＹ列ビームフォーミング
ネットワークの対応する出力信号同士を２合成したもの
である。
号は、給電点２ａ、２ｂからそれぞれ２分配器８ａ、８
ｂと、Ｘ列ビームフォーミングネットワーク（ＢＦＮ
ａ）１０ａ、Ｘ列ビームフォーミングネットワーク（Ｂ
ＦＮｂ）１０ｂ、及びＹ列ビームフォーミングネットワ
ーク（ＢＦＮａ）１１ａ、Ｙ列ビームフォーミングネッ
トワーク（ＢＦＮｂ）１１ｂを経由し、各Ｘ列ビームフ
ォーミングネットワーク、及びＹ列ビームフォーミング
ネットワークの対応する出力信号同士を２合成したもの
である。
【００４３】つぎに、この実施の形態２に係るフェーズ
ドアレーアンテナの動作について図面を参照しながら説
明する。
ドアレーアンテナの動作について図面を参照しながら説
明する。
【００４４】図３において、２つの入力信号は、給電点
２ａ、２ｂからそれぞれ２分配器８ａ、８ｂで等分配さ
れて出力信号９ａ、９ｂ及び９ｃ、９ｄとなる。各信号
９ａ、９ｂは、それぞれＸ列ビームフォーミングネット
ワーク（ＢＦＮａ）１０ａ、Ｙ列ビームフォーミングネ
ットワーク（ＢＦＮａ）１１ａに入力され、信号９ｃ、
９ｄは、それぞれＸ列ビームフォーミングネットワーク
（ＢＦＮｂ）１０ｂ、Ｙ列ビームフォーミングネットワ
ーク（ＢＦＮｂ）１１ｂに入力される。
２ａ、２ｂからそれぞれ２分配器８ａ、８ｂで等分配さ
れて出力信号９ａ、９ｂ及び９ｃ、９ｄとなる。各信号
９ａ、９ｂは、それぞれＸ列ビームフォーミングネット
ワーク（ＢＦＮａ）１０ａ、Ｙ列ビームフォーミングネ
ットワーク（ＢＦＮａ）１１ａに入力され、信号９ｃ、
９ｄは、それぞれＸ列ビームフォーミングネットワーク
（ＢＦＮｂ）１０ｂ、Ｙ列ビームフォーミングネットワ
ーク（ＢＦＮｂ）１１ｂに入力される。
【００４５】入力されたそれぞれの信号は、各ビームフ
ォーミングネットワークの中で分配され、必要な位相量
が与えられる。各Ｘ列及びＹ列ビームフォーミングネッ
トワークの内部は、図１のビームフォーミングネットワ
ークと同様である。
ォーミングネットワークの中で分配され、必要な位相量
が与えられる。各Ｘ列及びＹ列ビームフォーミングネッ
トワークの内部は、図１のビームフォーミングネットワ
ークと同様である。
【００４６】各Ｘ列出力信号は、合成されて信号１４ａ
〜１４ｄとなり、各Ｙ列についても、合成されて信号１
５ａ〜１５ｄとなる。各Ｘ列及びＹ列の信号は、Ｘ列と
Ｙ列の交点のＲＦモジュール１ａ〜１ｐにそれぞれ入力
され、モジュール１ａ〜１ｐで積算、増幅およびスプリ
アス除去されて電波として放射されることは上記の実施
の形態１と同様である。
〜１４ｄとなり、各Ｙ列についても、合成されて信号１
５ａ〜１５ｄとなる。各Ｘ列及びＹ列の信号は、Ｘ列と
Ｙ列の交点のＲＦモジュール１ａ〜１ｐにそれぞれ入力
され、モジュール１ａ〜１ｐで積算、増幅およびスプリ
アス除去されて電波として放射されることは上記の実施
の形態１と同様である。
【００４７】すなわち、この実施の形態２に係るフェー
ズドアレーアンテナは、上記実施の形態１のフェーズド
アレーアンテナにおいて、マルチビームの数に相当する
複数個の入力信号をそれぞれ２分配し、分配された信号
に対し、ビーム数だけ具備した行および列用のＢＦＮを
経由し、ＢＦＮを経由した信号を各行および各列毎に一
旦合成し、合成された信号を更に、各行および各列のア
ンテナ素子数に相当する数だけ分配して、上記実施の形
態１と同様の各送信モジュールに信号を入力したことを
特徴とする。
ズドアレーアンテナは、上記実施の形態１のフェーズド
アレーアンテナにおいて、マルチビームの数に相当する
複数個の入力信号をそれぞれ２分配し、分配された信号
に対し、ビーム数だけ具備した行および列用のＢＦＮを
経由し、ＢＦＮを経由した信号を各行および各列毎に一
旦合成し、合成された信号を更に、各行および各列のア
ンテナ素子数に相当する数だけ分配して、上記実施の形
態１と同様の各送信モジュールに信号を入力したことを
特徴とする。
【００４８】マルチビームアンテナの場合、ビーム数分
のＢＦＮを準備することで容易にマルチビーム化が可能
である。
のＢＦＮを準備することで容易にマルチビーム化が可能
である。
【００４９】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
係るフェーズドアレーアンテナについて図面を参照しな
がら説明する。図４は、この発明の実施の形態３に係る
フェーズドアレーアンテナの構成を示す図である。
係るフェーズドアレーアンテナについて図面を参照しな
がら説明する。図４は、この発明の実施の形態３に係る
フェーズドアレーアンテナの構成を示す図である。
【００５０】上記実施の形態１におけるビームフォーミ
ングネットワーク（ＢＦＮ）の構成は、搬送波の位相を
直接制御するアナログ方式の移相器を用いた場合である
が、この実施の形態３では、ベースバンドの信号波の位
相をデジタル的に制御する、デジタルビームフォーミン
グネットワーク（ＤＢＦＮ）を用いたものである。
ングネットワーク（ＢＦＮ）の構成は、搬送波の位相を
直接制御するアナログ方式の移相器を用いた場合である
が、この実施の形態３では、ベースバンドの信号波の位
相をデジタル的に制御する、デジタルビームフォーミン
グネットワーク（ＤＢＦＮ）を用いたものである。
【００５１】図４は、この実施の形態３に係るフェーズ
ドアレーアンテナでは、デジタルビームフォーミングネ
ットワーク（ＤＢＦＮ）を用い、１７はデータなどのデ
ジタルベースバンド入力信号、１８はＸ列ウエイト演算
部、１９はＹ列ウエイト演算部、２０（２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ、２０ｄ）、２１（２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ）はそれぞれＸ列、Ｙ列のデジタル／アナロ
グ（Ｄ／Ａ）コンバータ、２２（２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄ）、２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３
ｄ）はそれぞれＸ列、Ｙ列のアップコンバータである。
ドアレーアンテナでは、デジタルビームフォーミングネ
ットワーク（ＤＢＦＮ）を用い、１７はデータなどのデ
ジタルベースバンド入力信号、１８はＸ列ウエイト演算
部、１９はＹ列ウエイト演算部、２０（２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ、２０ｄ）、２１（２１ａ、２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ）はそれぞれＸ列、Ｙ列のデジタル／アナロ
グ（Ｄ／Ａ）コンバータ、２２（２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄ）、２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３
ｄ）はそれぞれＸ列、Ｙ列のアップコンバータである。
【００５２】つぎに、この実施の形態３に係るフェーズ
ドアレーアンテナの動作について図面を参照しながら説
明する。
ドアレーアンテナの動作について図面を参照しながら説
明する。
【００５３】デジタルベースバンドの信号波１７は、Ｘ
列ウエイト演算部１８、及びＹ列ウエイト演算部１９に
並列に入力される。各ウエイト演算部１８、１９では、
デジタル信号を必要とされる各列に対応する位相にデジ
タル演算機能により変換する。
列ウエイト演算部１８、及びＹ列ウエイト演算部１９に
並列に入力される。各ウエイト演算部１８、１９では、
デジタル信号を必要とされる各列に対応する位相にデジ
タル演算機能により変換する。
【００５４】変換された各デジタル信号は、Ｄ／Ａコン
バータ２０ａ〜２０ｄ、及び２１ａ〜２１ｄでベースバ
ンドのアナログ信号に変換される。変換されたベースバ
ンドのアナログ信号は、各列のアップコンバータ２２ａ
〜２２ｄ、及び２３ａ〜２３ｄでＲＦ信号に変換され
る。変換されたＲＦ信号は、図１のＲＦ信号１４ａ〜１
４ｄ、及び１５ａ〜１５ｄと同じになる。この結果、ア
ンテナから放射される信号は、アナログ移相器を用い
た、実施の形態１と同じになり、同様の動作が実現でき
る。
バータ２０ａ〜２０ｄ、及び２１ａ〜２１ｄでベースバ
ンドのアナログ信号に変換される。変換されたベースバ
ンドのアナログ信号は、各列のアップコンバータ２２ａ
〜２２ｄ、及び２３ａ〜２３ｄでＲＦ信号に変換され
る。変換されたＲＦ信号は、図１のＲＦ信号１４ａ〜１
４ｄ、及び１５ａ〜１５ｄと同じになる。この結果、ア
ンテナから放射される信号は、アナログ移相器を用い
た、実施の形態１と同じになり、同様の動作が実現でき
る。
【００５５】すなわち、この実施の形態３に係るフェー
ズドアレーアンテナは、上記実施の形態１のフェーズド
アレーアンテナにおいて、Ｘ列及びＹ列のＢＦＮをデジ
タルビームフォーミングネットワークで構成したことを
特徴とする。
ズドアレーアンテナは、上記実施の形態１のフェーズド
アレーアンテナにおいて、Ｘ列及びＹ列のＢＦＮをデジ
タルビームフォーミングネットワークで構成したことを
特徴とする。
【００５６】ＢＦＮがデジタルＢＦＮ方式の場合、消費
電力の大きいＤ／Ａコンバータの数が大幅に削減できる
ため、低消費電力化の効果が大きい。
電力の大きいＤ／Ａコンバータの数が大幅に削減できる
ため、低消費電力化の効果が大きい。
【００５７】
【発明の効果】この発明の請求項１に係るフェーズドア
レーアンテナは、以上説明したとおり、放射すべきＲＦ
信号を２つに分配する２分配器と、前記２分配器により
分配された信号を、正方形配列されたアンテナの行の数
だけ分配してそれぞれに所定の位相量を付加するＸ列ビ
ームフォーミングネットワークと、前記２分配器により
分配された信号を、正方形配列されたアンテナの列の数
だけ分配してそれぞれに所定の位相量を付加するＹ列ビ
ームフォーミングネットワークと、平面上に正方形配列
され、前記Ｘ列ビームフォーミングネットワークからの
信号、及び前記Ｙ列ビームフォーミングネットワークか
らの信号を積算してＲＦ信号を電波として放射する複数
の送信モジュールとを備えたので、小型、軽量化及び低
消費電力化を実現できるという効果を奏する。
レーアンテナは、以上説明したとおり、放射すべきＲＦ
信号を２つに分配する２分配器と、前記２分配器により
分配された信号を、正方形配列されたアンテナの行の数
だけ分配してそれぞれに所定の位相量を付加するＸ列ビ
ームフォーミングネットワークと、前記２分配器により
分配された信号を、正方形配列されたアンテナの列の数
だけ分配してそれぞれに所定の位相量を付加するＹ列ビ
ームフォーミングネットワークと、平面上に正方形配列
され、前記Ｘ列ビームフォーミングネットワークからの
信号、及び前記Ｙ列ビームフォーミングネットワークか
らの信号を積算してＲＦ信号を電波として放射する複数
の送信モジュールとを備えたので、小型、軽量化及び低
消費電力化を実現できるという効果を奏する。
【００５８】この発明の請求項２に係るフェーズドアレ
ーアンテナは、以上説明したとおり、前記２分配器、前
記Ｘ列ビームフォーミングネットワーク、及び前記Ｙ列
ビームフォーミングネットワークをビーム数だけ備え、
各送信モジュールは、前記複数のＸ列ビームフォーミン
グネットワークから列毎に合成された信号、及び前記複
数のＹ列ビームフォーミングネットワークから行毎に合
成された信号を積算するので、容易にマルチビーム化が
可能であるという効果を奏する。
ーアンテナは、以上説明したとおり、前記２分配器、前
記Ｘ列ビームフォーミングネットワーク、及び前記Ｙ列
ビームフォーミングネットワークをビーム数だけ備え、
各送信モジュールは、前記複数のＸ列ビームフォーミン
グネットワークから列毎に合成された信号、及び前記複
数のＹ列ビームフォーミングネットワークから行毎に合
成された信号を積算するので、容易にマルチビーム化が
可能であるという効果を奏する。
【００５９】この発明の請求項３に係るフェーズドアレ
ーアンテナは、以上説明したとおり、ベースバンドのデ
ジタル信号を、正方形配列されたアンテナの行の数だけ
分配して各行に対応する所定の位相量を付加し、ベース
バンドのアナログ信号を出力するＸ列デジタルビームフ
ォーミングネットワークと、前記ベースバンドのデジタ
ル信号を、正方形配列されたアンテナの列の数だけ分配
して各列に対応する所定の位相量を付加し、ベースバン
ドのアナログ信号を出力するＹ列デジタルビームフォー
ミングネットワークと、平面上に正方形配列され、前記
Ｘ列デジタルビームフォーミングネットワークからの信
号、及び前記Ｙ列デジタルビームフォーミングネットワ
ークからの信号を積算してＲＦ信号を電波として放射す
る複数の送信モジュールとを備えたので、低消費電力化
を実現できるという効果を奏する。
ーアンテナは、以上説明したとおり、ベースバンドのデ
ジタル信号を、正方形配列されたアンテナの行の数だけ
分配して各行に対応する所定の位相量を付加し、ベース
バンドのアナログ信号を出力するＸ列デジタルビームフ
ォーミングネットワークと、前記ベースバンドのデジタ
ル信号を、正方形配列されたアンテナの列の数だけ分配
して各列に対応する所定の位相量を付加し、ベースバン
ドのアナログ信号を出力するＹ列デジタルビームフォー
ミングネットワークと、平面上に正方形配列され、前記
Ｘ列デジタルビームフォーミングネットワークからの信
号、及び前記Ｙ列デジタルビームフォーミングネットワ
ークからの信号を積算してＲＦ信号を電波として放射す
る複数の送信モジュールとを備えたので、低消費電力化
を実現できるという効果を奏する。
【００６０】この発明の請求項４に係るフェーズドアレ
ーアンテナは、以上説明したとおり、前記Ｘ列デジタル
ビームフォーミングネットワークが、ベースバンドのデ
ジタル信号を必要とされる各行に対応する位相にデジタ
ル演算機能により変換するＸ列ウエイト演算部と、前記
デジタル信号をベースバンドのアナログ信号に変換する
第１のＤ／Ａコンバータと、前記ベースバンドのアナロ
グ信号をＲＦ信号に変換する第１のアップコンバータと
を有し、前記Ｙ列デジタルビームフォーミングネットワ
ークは、ベースバンドのデジタル信号を必要とされる各
列に対応する位相にデジタル演算機能により変換するＹ
列ウエイト演算部と、前記デジタル信号をベースバンド
のアナログ信号に変換する第２のＤ／Ａコンバータと、
前記ベースバンドのアナログ信号をＲＦ信号に変換する
第２のアップコンバータとを有するので、低消費電力化
を実現できるという効果を奏する。
ーアンテナは、以上説明したとおり、前記Ｘ列デジタル
ビームフォーミングネットワークが、ベースバンドのデ
ジタル信号を必要とされる各行に対応する位相にデジタ
ル演算機能により変換するＸ列ウエイト演算部と、前記
デジタル信号をベースバンドのアナログ信号に変換する
第１のＤ／Ａコンバータと、前記ベースバンドのアナロ
グ信号をＲＦ信号に変換する第１のアップコンバータと
を有し、前記Ｙ列デジタルビームフォーミングネットワ
ークは、ベースバンドのデジタル信号を必要とされる各
列に対応する位相にデジタル演算機能により変換するＹ
列ウエイト演算部と、前記デジタル信号をベースバンド
のアナログ信号に変換する第２のＤ／Ａコンバータと、
前記ベースバンドのアナログ信号をＲＦ信号に変換する
第２のアップコンバータとを有するので、低消費電力化
を実現できるという効果を奏する。
【００６１】この発明の請求項５に係るフェーズドアレ
ーアンテナは、以上説明したとおり、前記送信モジュー
ルが、Ｘ列からの信号とＹ列からの信号を積算するミキ
サと、前記積算された信号を電力増幅する電力増幅器
と、前記電力増幅された信号から不要スプリアスを除去
するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタか
らのＲＦ信号を電波として放射するアンテナ素子とを有
するので、、小型、軽量化及び低消費電力化を実現でき
るという効果を奏する。
ーアンテナは、以上説明したとおり、前記送信モジュー
ルが、Ｘ列からの信号とＹ列からの信号を積算するミキ
サと、前記積算された信号を電力増幅する電力増幅器
と、前記電力増幅された信号から不要スプリアスを除去
するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタか
らのＲＦ信号を電波として放射するアンテナ素子とを有
するので、、小型、軽量化及び低消費電力化を実現でき
るという効果を奏する。
【図１】 この発明の実施の形態１に係るフェーズドア
レーアンテナの構成を示す図である。
レーアンテナの構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係るフェーズドア
レーアンテナの送信モジュールの構成を示す図である。
レーアンテナの送信モジュールの構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態２に係るフェーズドア
レーアンテナの構成を示す図である。
レーアンテナの構成を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態３に係るフェーズドア
レーアンテナの構成を示す図である。
レーアンテナの構成を示す図である。
【図５】 この発明及び従来のフェーズドアレーアンテ
ナの座標系を示す図である。
ナの座標系を示す図である。
【図６】 従来のフェーズドアレーアンテナの構成を示
す図である。
す図である。
【図７】 従来のフェーズドアレーアンテナの送信モジ
ュールの構成を示す図である。
ュールの構成を示す図である。
１ 送信モジュール、５ 電力増幅器、６ バンドパス
フィルタ、７ アンテナ素子、８ ２分配器、１０ Ｘ
列ビームフォーミングネットワーク、１１ Ｙ列ビーム
フォーミングネットワーク、１２ Ｘ列移相器、１３
Ｙ列移相器、１６ ミキサ、１８ Ｘ列ウエイト演算
部、１９ Ｙ列ウエイト演算部、２０ Ｘ列Ｄ／Ａコン
バータ、２１ Ｙ列Ｄ／Ａコンバータ、２２ Ｘ列アッ
プコンバータ、２３ Ｙ列アップコンバータ。
フィルタ、７ アンテナ素子、８ ２分配器、１０ Ｘ
列ビームフォーミングネットワーク、１１ Ｙ列ビーム
フォーミングネットワーク、１２ Ｘ列移相器、１３
Ｙ列移相器、１６ ミキサ、１８ Ｘ列ウエイト演算
部、１９ Ｙ列ウエイト演算部、２０ Ｘ列Ｄ／Ａコン
バータ、２１ Ｙ列Ｄ／Ａコンバータ、２２ Ｘ列アッ
プコンバータ、２３ Ｙ列アップコンバータ。
Claims (5)
- 【請求項１】 放射すべきＲＦ信号を２つに分配する２
分配器と、 前記２分配器により分配された信号を、正方形配列され
たアンテナの行の数だけ分配してそれぞれに所定の位相
量を付加するＸ列ビームフォーミングネットワークと、 前記２分配器により分配された信号を、正方形配列され
たアンテナの列の数だけ分配してそれぞれに所定の位相
量を付加するＹ列ビームフォーミングネットワークと、 平面上に正方形配列され、前記Ｘ列ビームフォーミング
ネットワークからの信号、及び前記Ｙ列ビームフォーミ
ングネットワークからの信号を積算してＲＦ信号を電波
として放射する複数の送信モジュールとを備えたことを
特徴とするフェーズドアレーアンテナ。 - 【請求項２】 前記２分配器、前記Ｘ列ビームフォーミ
ングネットワーク、及び前記Ｙ列ビームフォーミングネ
ットワークをビーム数だけ備え、 各送信モジュールは、前記複数のＸ列ビームフォーミン
グネットワークから列毎に合成された信号、及び前記複
数のＹ列ビームフォーミングネットワークから行毎に合
成された信号を積算することを特徴とする請求項１記載
のフェーズドアレーアンテナ。 - 【請求項３】 ベースバンドのデジタル信号を、正方形
配列されたアンテナの行の数だけ分配して各行に対応す
る所定の位相量を付加し、ベースバンドのアナログ信号
を出力するＸ列デジタルビームフォーミングネットワー
クと、 前記ベースバンドのデジタル信号を、正方形配列された
アンテナの列の数だけ分配して各列に対応する所定の位
相量を付加し、ベースバンドのアナログ信号を出力する
Ｙ列デジタルビームフォーミングネットワークと、 平面上に正方形配列され、前記Ｘ列デジタルビームフォ
ーミングネットワークからの信号、及び前記Ｙ列デジタ
ルビームフォーミングネットワークからの信号を積算し
てＲＦ信号を電波として放射する複数の送信モジュール
とを備えたことを特徴とするフェーズドアレーアンテ
ナ。 - 【請求項４】 前記Ｘ列デジタルビームフォーミングネ
ットワークは、 ベースバンドのデジタル信号を必要とされる各行に対応
する位相にデジタル演算機能により変換するＸ列ウエイ
ト演算部と、 前記デジタル信号をベースバンドのアナログ信号に変換
する第１のＤ／Ａコンバータと、 前記ベースバンドのアナログ信号をＲＦ信号に変換する
第１のアップコンバータとを有し、 前記Ｙ列デジタルビームフォーミングネットワークは、 ベースバンドのデジタル信号を必要とされる各列に対応
する位相にデジタル演算機能により変換するＹ列ウエイ
ト演算部と、 前記デジタル信号をベースバンドのアナログ信号に変換
する第２のＤ／Ａコンバータと、 前記ベースバンドのアナログ信号をＲＦ信号に変換する
第２のアップコンバータとを有することを特徴とする請
求項３記載のフェーズドアレーアンテナ。 - 【請求項５】 前記送信モジュールは、 Ｘ列からの信号とＹ列からの信号を積算するミキサと、 前記積算された信号を電力増幅する電力増幅器と、 前記電力増幅された信号から不要スプリアスを除去する
バンドパスフィルタと、 前記バンドパスフィルタからのＲＦ信号を電波として放
射するアンテナ素子とを有することを特徴とする請求項
１から請求項４までのいずれかに記載のフェーズドアレ
ーアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000343601A JP2002151936A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | フェーズドアレーアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000343601A JP2002151936A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | フェーズドアレーアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002151936A true JP2002151936A (ja) | 2002-05-24 |
Family
ID=18817943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000343601A Pending JP2002151936A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | フェーズドアレーアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002151936A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012502525A (ja) * | 2008-09-04 | 2012-01-26 | アルカテル−ルーセント | アンテナ素子配置におけるマルチアンテナ信号処理のための方法、対応する送受信機及び対応するアンテナ素子配置 |
| US8493901B2 (en) | 2007-08-16 | 2013-07-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Wireless communication system, wireless communication apparatus, and method of control thereof |
-
2000
- 2000-11-10 JP JP2000343601A patent/JP2002151936A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8493901B2 (en) | 2007-08-16 | 2013-07-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Wireless communication system, wireless communication apparatus, and method of control thereof |
| JP2012502525A (ja) * | 2008-09-04 | 2012-01-26 | アルカテル−ルーセント | アンテナ素子配置におけるマルチアンテナ信号処理のための方法、対応する送受信機及び対応するアンテナ素子配置 |
| KR101227839B1 (ko) * | 2008-09-04 | 2013-01-31 | 알까뗄 루슨트 | 안테나 장치에서 다중-안테나 신호 처리를 위한 방법, 대응하는 트랜시버 및 대응하는 안테나 장치 |
| US9660338B2 (en) | 2008-09-04 | 2017-05-23 | Alcatel Lucent | Method for multi-antenna signal processing at an antenna element arrangement, corresponding transceiver and corresponding antenna element arrangement |
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