JP2002531983A - 円状方向検知アンテナ - Google Patents

円状方向検知アンテナ

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Abstract

(57)【要約】 概ね円状構成に配置された複数の装着プレートを含むアンテナシステム。各装着プレートは内面及び外面を有している。各アンテナエレメントは高周波数端及び低周波数端を有している。各アンテナエレメントの低周波数端は、対向したアンテナエレメントが相互に向き合うように、装着プレートの１つの内面に装着されている。対向したアンテナの高周波数端は、高周波数端において受信された信号周波数の１つの波長により隔てられている。アンテナシステムは、さらに、アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを有するビームフォーミングネットワークを含む。各アンテナエレメントは、各入力ポートを通してビームフォーミングネットワークに連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は、概ね、アンテナに関し、特に、円状方向検知アンテナに関する。
【０００２】 （発明の背景） 一般的な方向検知（ＤＦ）システムは、４つの主な構成要素、アンテナシステ
ムと、受信器と、１つまたはそれ以上のプロセッサと、調節及び出力システムと
から成る。アンテナシステムは、できるだけ広い視野の受信ができる全方向性パ
ターンと、傍受した信号の到来角を非常に正確に決定できる「ペンシルビーム」
との矛盾した要求を扱わなければならない。これらの矛盾する要求には、単一の
スタティックアンテナでは適合不可能である。従って、アンテナアレー、スピニ
ングナローバンドパターンアンテナ、またはフェーズドアレー（電気的手段によ
りその放射パターンを急速に変更可能なアンテナ）が頻繁に使用される。スピナ
ータイプのＤＦアンテナによる主な問題の一つは、一度それがターゲットにロッ
クされると、残りの視野には不感となることである。フェーズドアレーアンテナ
の欠点は、電子ビームのスキャニングを実行するためのある種の高価な電子機器
を必要とする点である。
【０００３】 瞬時の視野と観測のために利用可能な時間との間において基本的に考慮すべき
ことは、種々のＤＦシステムの設計の問題である。大きくない視野を有するアン
テナであっても、アンテナを回転させることにより方向検知器において３６０度
の範囲を提供するように、使用することができる。ただし、アンテナを回転させ
ることは、高周波放射（frequency-agile emission）または短時間持続信号（si
gnals of short duration）を取り扱う場合に問題がある。信号が傍受されるの
に要する平均時間とその信号がサンプリングされている時間は、向きを変えるこ
とができる送信アンテナパターンと回転ＤＦアンテナとの一致に決定的に左右さ
れる。効果的なＤＦシステムの設計の課題はこのような矛盾である。
【０００４】 このようなアンテナを設計する際の前出の試みには、一度ターゲットが得られ
ると、低利得、作用バンド幅の限定、大きさ及び重量の超過、到来角（ＡＯＡ）
の低精度、視野角度の限定など種々の問題があった。前出のあるアンテナ設計は
、低利得のダイポールアンテナエレメントまたはスパイラルアンテナエレメント
を利用してきた。これらの設計は、同時視野範囲を提供するが、バンド幅が限定
されＡＯＡ精度が低くなる。他のアンテナ設計は、より大きなバンド幅を有する
が、視野全体に対して同時範囲を提供しない。
【０００５】 （発明の概要） 従って、高精度、高利得の、同時トラック及びスキャン円状方向検知アンテナ
に対する要請がある。本発明は、先行システムの欠点に取り組む円状方向検知ア
ンテナを提供する。
【０００６】 本発明の一態様により、概ね円状に配置された複数の装着プレートを含むアン
テナシステムが提供される。各装着プレートは内面及び外面を有する。各アンテ
ナエレメントは高周波数端及び低周波数端を有する。各アンテナエレメントの低
周波数端は、対向したアンテナエレメントの高周波数端が相互に向き合うように
、装着プレートの１つの内面に装着されている。対向したアンテナの高周波数端
は、高周波数端で受信された信号周波数の１つの波長により隔てられる。アンテ
ナシステムは、さらに、アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを有
するビームフォーミングネットワークを含んでいる。各アンテナエレメントは、
各入力ポートを通してビームフォーミングネットワークへ連結される。
【０００７】 本発明の他の態様によれば、複数のアンテナエレメントの概ね円状のアレーを
含むアンテナシステムが提供される。複数のアンテナエレメントは複数のグルー
プに分割される。アンテナシステムはさらに複数のビームフォーミングネットワ
ークを有している。各ビームフォーミングネットワークは、複数のアンテナエレ
メントが相互に交互配置されるように、１つのアンテナエレメントグループに接
続されている。
【０００８】 本発明を採用したアンテナは多数の技術的利点を提供する。例えば、本発明の
一実施形態は、０．５ＧＨｚから１８ＧＨｚの周波数帯に対する到来角の精度を
０．５度、視野を３６０度全体として示した。この実施形態は、低利得のスパイ
ラルまたはダイポールアンテナエレメントと比較して、二重偏波で、高利得、軽
重量のエレメントを組み込んでいる。さらに、ある同軸キャビティアンテナエレ
メントは周波数帯を０．５ＧＨｚから４０ＧＨｚまで広げることができる。
【０００９】 本発明の他の技術的利点は、方位角における３６０度の視野及び、最低±４０
度の仰角に対して、連続してトラック及びスキャンによるＤＦを行うことができ
る点である。本発明は一度ターゲットが配置された際の不感の問題を最小限にす
る。さらに、本発明によるアンテナは、部品がほんの少数であり、組立及び実施
が容易である。本発明によるアンテナの可能出力は、重量が軽くまた低コストの
小さいサイズにおいて達成される。本発明のさらに他の技術的利点は、アンテナ
が、ＤＦを可能にするために使用されたのと同じアパーチャにおいて、偏光計と
しての二重の用途を有することである。
【００１０】 他の技術的利点は、以下の図面、説明、及び請求項から当業者には容易に理解
できる。
【００１１】 （好ましい実施の形態） 本発明及びその利点は、図１から図７の図面を参照することにより最もよく理
解され、種々の図面の同様の対応する部分には同じ番号を使用している。
【００１２】 図１は、本発明の一実施形態を示すアンテナアレー１０の図である。アンテナ
アレー１０は、縦軸線１５に対して垂直に配置された８つの同じアンテナエレメ
ント１２を含んでいる。本発明のこの特定の実施形態における各アンテナエレメ
ント１２は、高利得の、二重偏波対数周期アンテナ（dual polarized log-perio
dic antenna）である。ただし、他のタイプのアンテナエレメントが使用可能で
あることが理解されるべきである。アンテナエレメント１２の構成は、図３Ａ及
び図３Ｂに関してさらに詳細に述べられる。
【００１３】 ここで図３Ａ及び図３Ｂを参照する。図３Ａは、アンテナアレー１０において
構成されたような２つの対向したアンテナエレメント１２の図である。図３Ｂは
、図３Ａに図示したレードーム２０により収容されたアンテナ構造体２２を図示
している。図３Ａを参照すると、各アンテナエレメント１２は三角形状の２つの
エレメント１４を含んでいる。三角形エレメント１４は、相互に垂直に配置され
円形基部１６に装着されている。
【００１４】 図３Ｂにおいて見られるように、各三角形エレメント１４は、電磁信号を送受
信するための複数の放射器２４から成る。放射器２４の長さは、アンテナエレメ
ント１２の円形基部１６において最長となり、それらの放射器が先端１８に接近
するにつれて短くなる。放射器は、円形基部１６において、選択されたバンド幅
における最小周波数を放射及び受信し、また、放射器は、先端１８において、そ
のバンド幅における最大周波数を放射及び受信する。図３Ｂにおいて見られるよ
うに、三角形エレメント１４が、レードーム２０に収容されて、アンテナエレメ
ント１２が完成する。
【００１５】 ここで、図２を参照すると、アンテナエレメント１２がないアンテナアレー１
０の構造が図示されており、装着プレート３０の構造がよりはっきり示されてい
る。８枚の装着プレート３０は、支持フレーム４０の上にほぼ円状に配置されて
いる。各装着プレート３０は、構造上、アンテナエレメント１２を装着させるよ
うに、支持フレーム４０に連結されている。
【００１６】 図１に戻り、各アンテナエレメント１２の円形基部１６は、各アンテナエレメ
ント１２の先端１８が、装着プレート３０により形成された略円状の領域の中央
を概ね向くように、装着プレート３０に取り付けられている。アンテナエレメン
ト１２をそのように装着する際に、各アンテナエレメント１２の長手方向軸線１
３（図３Ａを参照）は、円状領域の中央で概ね交差している。さらに、連続した
各アンテナエレメント１２の長手方向軸線１３は、アンテナアレー１０のアジマ
スプレーン（azimuth plane）において４５度のオフセットをしている。
【００１７】 アンテナアレー１０は、装着プレート３０及びフレーム４０を使用して構成さ
れたものとして図示されているが、図示した構成において、アンテナエレメント
１２を支持するためにこれらのパーツのバリエーションを使用できる。さらに、
アンテナアレーは、２、３例を挙げると、地上、航空機プラットフォーム、移動
プラットフォーム、船舶プラットフォームにおいて有用である。
【００１８】 アンテナエレメント１２は極めて近接しているので、アンテナアレー１０は、
多サンプル（over-sampled）干渉計とも言える。干渉計は、アンテナエレメント
のｎλ／２の間隔に基づいている（ここで、ｎは自然数であり、λは受信される
のが望ましい周波数の波長である）。アンテナアレー１０のアジマスプレーンに
おいてアンテナエレメント１２間の角度間隔は、アンテナエレメント１２に沿う
各地点でλ／２未満である。この間隔の狭さはアンテナアレー１０のＡOＡ精度
には影響しない。
【００１９】 図３Ａに戻り参照すると、２つの対向して配列されたアンテナエレメントの先
端１８間における長手方向軸線１３に沿う間隔は、λHであり、ここでλHは、ア
ンテナエレメント１２により検波される最大周波数である。同様に、対向したア
ンテナエレメントの円形基部１６間における間隔は、λLであり、ここでλLは、
アンテナエレメント１２により検波される最小周波数である。アンテナエレメン
ト１２のこの狭い間隔により、小さくても効果的な方向検知アンテナが得られる
。
【００２０】 図１に図示した実施形態において、各アンテナエレメント１２は、三角形エレ
メント１４が垂直面及び水平面に対して４５度オフセットするように、各装着プ
レート３０に取り付けられている。これは、「スラント４５」構成と呼ばれる。
アンテナエレメント１２が「スラント４５」構成で配置されると、円状アンテナ
アレーにおいて直接対向したアンテナエレメントに交差偏波が生じる。従って、
アンテナアレーの種々のアンテナエレメントの視野における妨害が最小限となる
。ただし、アンテナエレメント１２は、三角形エレメント１４が垂直面及び水平
面と一致するように配置可能であることに、留意すべきである。この配置におい
ては視野における妨害が少しある。
【００２１】 さらに、８つのアンテナエレメント１２が図１に図示されているが、本発明の
変形例ではいくつかのアンテナエレメントを使用できる。最低必要条件は、アン
テナエレメントの数が２の累乗（すなわち、２2、２3など）と等しいことである
。ただし、高精度のＡＯＡを達成するためには、最低８つのアンテナエレメント
が必要であり、また、同じアパーチャにおいてポーラリメトリ能力を得るために
は、最低４つのエレメントが必要である。
【００２２】 本発明の一変形例において、アンテナエレメントは、円状アレーの中央から外
をむくように装着される。しかしながら、エレメントを内へ向かせることには、
いくつかの利点がある。エレメントを内へ向かせる１つの利点は、このような構
成により、円状アレーにおいて直接対向したアンテナエレメント間の妨害が最小
限となることである。従って、対向して配置されたアンテナエレメントは、相互
に、概ねＲＦ（無線周波数）トランスペアレントである。さらに、対向して配置
されたアンテナエレメントは、交差偏波させることもできる。
【００２３】 概して、本発明は、以下の３つの要素の改良を含み得る。アンテナエレメント
の数、アンテナエレメントの向く方向、及びアンテナエレメントの姿勢（スラン
ト４５など）。
【００２４】 フェーズドアレーアンテナとは異なり、本発明は、３６０度の視野範囲をスキ
ャニングする電子ビームが不要である。パッシブビームフォーミングネットワー
クを利用して全視野が実質的にカバーされる。典型的ビームフォーミングネット
ワークは、識別用受信信号を増幅させるためのアクティブ増幅器、及びシステム
の感度及び範囲を設定するためのリミッタを含む。アンテナアレー１０の８つの
各アンテナエレメント１２は、パッシブビームフォーミングネットワーク（明確
に図示せず）に接続されている。本発明によるアンテナとともに利用するために
入手可能なビームフォーミングネットワークの例には、バトラーマトリクスまた
はロットマンレンズビームフォーマーがある。
【００２５】 ここで図６を参照すると、本発明のいくつかのバージョンにおいてアンテナエ
レメントに接続されたバトラーマトリクスの構成が、図示されている。図６は、
アンテナエレメントにより受信した信号を処理するために、連続した１８０度ハ
イブリッド及び９０度ハイブリッドを使用した８エレメントバトラーマトリクス
を図示している。バトラーマトリクスの使用は、アンテナの分野において周知で
あるので、その機能についてはここで詳細には説明しない。
【００２６】 ここで図７を参照する。バトラーマトリクスは周知であるが、本発明のアンテ
ナアレーを伴うバトラーマトリクスの独自の相互連結には、いくつかの利点があ
る。図６に図示した１つの８エレメントマトリクスを使用する代わりに、２つの
４エレメントバトラーマトリクスを使用することができる。４つのアンテナエレ
メント及び４エレメントバトラーマトリクスを含む４エレメントシステムの４つ
のアンテナエレメントは、他の４エレメントシステムのアンテナエレメントと「
交互配置（interleave）」されている。図７は、バトラーマトリクス「Ａ」に接
続され、また、バトラーマトリクス「Ｂ」に接続されたアンテナエレメントＢ１
、Ｂ２、Ｂ３、及びＢ４と交互配置された、アンテナエレメントＡ１、Ａ２、Ａ
３、及びＡ４を図示している。２つの４エレメントバトラーマトリクスの構成の
詳細は図示していない。このようなマトリクスの構成は当業者には周知である。
【００２７】 この交互配置により、アンテナアレーのコストが低減でき、また８エレメント
バトラーマトリクスを組み込んだこのバージョンにより得られた高いＡＯＡ精度
をなお維持できる。コストが低減される理由は、この変形例が、１つの非同期受
信チャネル（one less simultaneous receiver channel）を使用し、また９０度
ハイブリッドのみを使用するバトラーマトリクスを使用可能であることである。
このような交互配置アンテナエレメントは、８つのアンテナエレメントを組み込
んだ本発明のバージョンによるだけでなく、４の倍数に等しい数のアンテナエレ
メントを有し本発明を織り込んだ種々のアンテナによっても、可能である。
【００２８】 １つまたはそれ以上のバトラーマトリクスを使用することにより、図１に図示
したアンテナアレー１０は、全偏波ＤＦ能力を有する。アンテナアレー１０は、
二重直線偏波を若干減少させ得ることにより、二重スラント４５及び二重円の偏
波を可能にする。アンテナエレメント１２の方向を変えて、三角形エレメント１
４を水平面及び垂直面と一致させて配置することにより、本発明のアンテナは、
二重スラント４５偏波の若干の減少を可能として、二重直線及び二重円の偏波を
得ることができる。このようなアンテナは、０．５度の可能なＡＯＡ精度を有し
、また、振幅情報をさらに処理することによりＡＯＡ精度を０．２５度上昇させ
る。
【００２９】 上述のアンテナは、二重偏波対数周期エレメントを組み込んでいるが、代わり
に、垂直偏波エレメント、水平偏波エレメント、スラント＋４５エレメント、ス
ラント−４５エレメント、右旋回円偏波エレメント、左旋回円偏波エレメントの
ような単独偏波エレメントが可能である。
【００３０】 図４は、スラント＋４５配置に方向付けられた対数周期アンテナを組み込んだ
本発明のアンテナを示すアンテナアレー１１０の図である。アンテナアレー１１
０の配置は、図１に図示したアンテナアレー１０と同じである。図１のアンテナ
アレー１と図４のアンテナアレーとの主な違いは使用されているアンテナエレメ
ントの種類である。アンテナアレー１１０は、アンテナアレー１０の交差平面ア
ンテナエレメント１２の代わりに、平板状のアンテナエレメント１１２を使用し
ている。アンテナエレメント１１２は、図５Ａ及び図５Ｂに関してさらに詳細に
説明する。
【００３１】 図５Ａは、平板状のアンテナエレメント１１２の図である。図５Ｂは、図５Ａ
に示したように、レードーム１２０により収容されたアンテナ放射及び受信エレ
メントを図示している。アンテナエレメント１１２は、長方形基部１１６に装着
された三角形エレメント１１４を含んでおり、電磁信号を送受信するための複数
の放射器１２４が含まれている。放射器１２４は、長方形基部１１６においてよ
り大きく、先端１１８に近づくにつれて小さくなる。長方形基部１１６の放射器
は選択されたバンド幅における最小周波数を放射及び送信し、また、先端１１８
の放射器はそのバンド幅における最大周波数を放射及び送信する。図５Ｂにおい
て最もよく示されているように、三角形エレメント１１４はレードーム１２０に
収容されている。
【００３２】 図４に戻り、各アンテナエレメント１１２の円形基部１１６は、各アンテナエ
レメント１１２の先端１１８が、装着プレート３０により形成され概ね円状の領
域の中央に概ね向くように、装着プレート３０に取り付けられている。アンテナ
エレメント１１２をそのように装着する際に、各アンテナエレメント１１２の長
手方向軸線１１３は、概ね円状領域の中央で交差している。さらに、連続した各
アンテナエレメント１１２の長手方向軸線１１３は、アジマスプレーンにおいて
４５度オフセットしている。
【００３３】 各アンテナエレメント１１２は、三角形エレメント１１４が垂直面及び水平面
から４５度オフセットする（スラント＋４５配置）ように、各装着プレート３０
に取り付けられている。三角形エレメント１１４を垂直または水平に方向付ける
ことにより、垂直偏波または水平偏波が得られることに留意すべきである。スラ
ント−４５偏波は、三角形エレメント１１４を垂直面及び水平面から、図４に図
示したそれとは逆方向に、４５度オフセットさせて方向付けることにより得られ
る。本発明のアンテナを使用した他の偏波方向付けが、前述のように、図１及び
図４に示したアンテナエレメント１１２の方向付けを変えることにより可能であ
る。
【００３４】 さらに他のアンテナ構成が、他の種類のアンテナエレメントを使用して構成可
能である。例えば、図８は、アンテナエレメントが環状に配置された同軸空洞ア
ンテナを利用した本発明によるアンテナ２００の図である。この構成において、
アンテナエレメントは内側でなく外側に向いている。すなわち、周波数受信端は
、中央から離れる方を向いている。図９は、図８のアンテナアレーに関連して使
用可能なある種の同軸アンテナエレメント２１０の一例を図示している。さらに
、図６または図７に関して上述したビームフォーミングネットワークは、図８に
示したアンテナアレーと関連して使用可能である。
【００３５】 ここで図９を参照すると、同軸空洞アンテナ２１０の図がある。同軸空洞アン
テナ２１０は、中空の、円筒インナーコンダクタ２１２及び反対の端２１６と２
１８を有する円筒アウターコンダクタ２１４を含んでいる。図示した実施形態に
おいて、インナーコンダクタ２１２は、端２１６において閉鎖されている。しか
しながら、インナーコンダクタ２１２は、端２１６において開口させることも可
能であり、この開口空間は、環状導波アンテナとして機能させることができる。
さらに、図示した実施形態では、中空インナーコンダクタ２１２を組み込んで、
同軸キャビティアンテナ２１０の重量を低減させているが、インナーコンダクタ
２１２は中実とすることもできる。アウターコンダクタ２１４は、軸線２５０を
中心に、インナーコンダクタ２１２と概ね同心として、その外側に配置されてい
る。インナーコンダクタ２１２とアウターコンダクタ２１４の内径との間の環状
部は、キャビティ２２０を形成している。
【００３６】 インナーコンダクタ２１２、アウターコンダクタ２１４、及びキャビティ２２
０は、周波数帯において電磁波を効果的に伝搬するような大きさである。図９の
実施形態において、インナーコンダクタ２１２は、軸線２５０に沿いアウターコ
ンダクタ２１４よりもさらに外へ延びている。ただし、他の実施形態において、
インナーコンダクタ２１２及びアウターコンダクタ２１４は同じ高さである。図
９の実施形態の全エレメントは、低周波数または高周波数の電磁波を効果的に伝
搬するように、それぞれ大きいかまたは小さいかのいずれかの寸法とすることが
できる。
【００３７】 アウターコンダクタ２１４は、アパーチャリング２２２及び基部２１５を含ん
でいる。アパーチャリング２２２は、基部２１５と一体をなして形成するか、ま
たは基部２１５から取り外し可能とすることができる。図示した実施形態におい
て、アパーチャリング２２２は基部２１５の外径と等しい外径を有する。さらに
、アパーチャリング２２２が取り外し可能な実施形態において、アパーチャリン
グ２２２及び基部２１５は、アパーチャリング２２２が基部２１５にしっかりと
固定可能なように形成されている。アパーチャリング２２２は、アパーチャリン
グ２２２の内径の周りに配置された複数のアパーチャティース２２４を含んでい
る。図９に図示した実施形態において、アパーチャティース２２４は、形状が三
角形であり、また、各アパーチャティース２２４が同軸キャビティアンテナ２１
０の軸線２５０の方向を概ね向くように、アパーチャリング２２２の内径の周り
に配置されている。アパーチャティース２２４の一つの目的は、パターン調節で
ある。さらに具体的には、アパーチャティース２２４は、±６０度のようなかな
りの広角度においてＥ−面とＨ−面のパフォーマンスを対称とする。
【００３８】 同軸キャビティアンテナ２１０は、さらに、アイリスリング２２６を含む。ア
イリスリング２２６は、その内径がインナーコンダクタ２１２の外径とほぼ等し
いように形成されている。ただし、アイリスリング２２６の外径は、アウターコ
ンダクタ２１４の内径より小さい。アイリスリング２２６は、このように、キャ
ビティ２２０内においてインナーコンダクタ２１２の周りに配置され連結されて
いるが、アイリスリング２２６は、アウターコンダクタ２１４の内壁２２８と接
触はしていない。
【００３９】 さらに、同軸キャビティアンテナ２１０は、４つのアパーチャブロックすなわ
ちセプタム２３０のセットを含んでいる。図９に図示した実施形態において、セ
プタム２３０は一対のステップに類似している。セプタム２３０は、アイリスリ
ング２２６及びインナーコンダクタ２１２に連結されている。セプタム２３０は
、９０度の間隔でインナーコンダクタ２１２の周りに配置されており、各セプタ
ム２３０の平面が軸線２５０を含むようにインナーコンダクタ２１２に連結され
ている。セプタム２３０の一つの目的は、アパーチャティースに関して上述した
ように、パターン調節である。セプタム２３０の他の機能はインピーダンスの整
合である。
【００４０】 上述の全てのエレメントは伝導性材料から製作されるのが好ましい。アルミニ
ウムは、かなり軽量で安価なオプションを提供する。しかしながら、さらに重量
に敏感な実施形態については伝導性複合材料が使用可能である。
【００４１】 アウターコンダクタ２１４の内壁２２８に連結されているのは、複数のケーブ
ル支持部２３２である。ケーブル支持部２３２の数は、信号を送受信するために
必要な同軸ケーブル（明示せず）の数と等しい。図９に図示した実施形態におい
て、４つのケーブル支持部２３２及び４つの同軸ケーブル（明示せず）がある。
同軸ケーブルは、同軸キャビティアンテナ２１０の端２１８からケーブル支持部
２３２を通して送られる。アウターコンダクタの同軸ケーブルは、ケーブル支持
部２３２で終わり、また、中央コンダクタは、この連結部を通過して、上述のよ
うにインナーコンダクタ２１２に接続されたアイリスリング２２６へ突出してい
る。アイリスリング２２６及びケーブル支持部２３２は、接触しておらず、図示
した実施形態においては、それらは直近にあることに留意されるべきである。
【００４２】 ここで、図１０を参照すると、本発明によるアンテナのさらに他の構成におい
て、図１、図４、または図８に図示したような複数のアンテナアレーが、「積重
ね（stacked）」られて、アンテナシステムを形成している。図１０は、図１に
関して述べたように、複数のアンテナアレー３００及び３０２を組み込んだ積重
ねアンテナシステムを図示している。アンテナアレーは、各円状アレーの中央を
概ね通過する軸線３０４を中心に相互に同軸に配置されている。アンテナエレメ
ントは、単一のビームフォーミングネットワークを利用して軸線３０４に沿いＺ
方向に合計される（summed）。このような構成は、仰角ビーム幅を圧縮するよう
に作用する。この方法でアレーを「積重ね」ることにより、アンテナシステムは
、図１及び図４に図示した単一のスタックアンテナアレー１０及び１１０より高
い利得を有する。アンテナアレーが可能な信号エミッターからある間隔（「スタ
ンドオフ」間隔）を置いて配置される場合、利得を増加させるためには仰角視野
について考慮することが有用である。
【００４３】 図１１を参照すると、複数のアンテナアレー３０８−１から３０８−ｎの積重
ねられたアンテナアレー３０６が拡大して図示されている。アンテナアレーは、
概ね各円状アレーの中央を通過する軸線３１０を中心に相互に同軸に配置されて
いる。スタック３０６のアンテナ領域を２倍ごとに、フェーズドアレーアンテナ
の理論に従い、アンテナの総利得を３ｄＢ増加させビーム幅を減少させる。ビー
ム幅のこの減少は、単一のアンテナアレーの放射パターン３１２により図１１に
概略を図示している。アンテナパターン３１４は、積重ねた４つのアンテナアレ
ーの代表であり、ビーム幅の減少を図示している。
【００４４】 図１２を参照すると、本発明のアンテナアレーの種々の実施形態を採り入れた
バトラーマトリクスビームフォーマーの代替構成の図が図示されている。アンテ
ナエレメント４０１から４０８は、アンテナアレー４１０の一部である。アンテ
ナエレメント４０１、４０３、４０５、及び４０７は、従来の設計の４つの入力
バトラーマトリクスに相互連結されている。アンテナエレメント４０３及び４０
５は、エレメントの低周波数端においてバトラーマトリクス４１２の入力部に接
続されている。アンテナエレメント４０１及び４０７は、エレメントの高周波数
端においてバトラーマトリクス４１２に接続されている。
【００４５】 同様に、アンテナエレメント４０２、４０４、４０６、及び４０８は、４つの
入力バトラーマトリクス４１４に接続されている。バトラーマトリクス４１４に
接続された全アンテナエレメントは、エレメントの高周波数端に接続されている
。バトラーマトリクス４１２に接続されているのは、チャネル出力部１及び２を
有する２チャネル受信器４１６であり、バトラーマトリクス４１４に接続されて
いるのは、出力部３及び４を有する２チャネル受信器４１８である。
【００４６】 図１２に図示したバトラーマトリクスビームフォーマーは、各出力部において
、図１２に示された入力部に接続されたアンテナエレメントと同位相となるよう
に、異なるモードまたはプログレッションを提供する。これらの位相プログレッ
ションは、Ｎがアレーのアンテナエレメントの数と等しくなる程度において、位
相角度のＮサイクルにある。各モードは、バトラーマトリクスの適宜の出力と対
応している。例えば２つのモードを測定するためには、２チャネル受信器４１６
または４１８が最低限必要である。問題の信号がアンテナアレー４１０において
受信されると、交差するゼロ電気的位相（度）がアンテナの方位角または視野に
沿い移動する。測定によりモードゼロ及びモードゼロプラス１で、これら２つの
モードが差し引かれると、その結果は、３６０°の視野においてエミッターの方
位角または水平配置となる。これは、位相情報のみを利用した基本的なＡＯＡの
決定である。振幅情報は、最低レベルのＡＯＡを決定するためには不要である。
ただし、振幅情報は、位相情報のみを利用することにより達成されたＡＯＡ精度
を上昇させるために利用可能である。
【００４７】 図１、図４、及び図１０に図示したように、アンテナエレメントの長手方向軸
線は円状アレーの縦軸線に垂直である。図１３を参照すると、アンテナエレメン
ト５１０は長手方向軸線５１２に角度をつけて配置されている。
【００４８】 アンテナエレメント５１０（２つのみ図示）のすべての長手方向軸線に、軸線
５１４に対して傾斜角度θをつけることができる。アンテナの装着構造により異
なる信号利得及び距離検知がアンテナエレメント５１０を傾斜させることにより
、最適化され、例えば、エレメントが全３６０°の方位角パターンを有する航空
機の実施形態において、アンテナエレメントは、図１３に図示したような傾斜を
つけられる。約３°から４°の仰角が方向検知パフォーマンスを最適化するだろ
う。ただし、図１３は軸線５１４から上に角度をつけたアンテナエレメント５１
０を図示しているが、エレメントは、軸線５１４の平面より下に角度を付けて装
着可能であることが、強調されるべきである。
【００４９】 ここで図１４を参照すると、水平軸線５１４の平面において見たアンテナアレ
ーの概略が図示されている。アンテナエレメント５１６は、軸線５１４から下方
向に角度θをつけられている。図１４は、軸線５１４から下に角度をつけたアン
テナエレメント５１６を図示しており、これは図１３において図示したような上
向き角度の変形例である。図１４のアンテナエレメントは、図８及び図９に関し
て図示及び記述したような同軸アンテナである。
【００５０】 図１１を再度参照すると、各アンテナアレー３０８−１から３０８−ｎのアン
テナエレメントは、全エレメントが軸線３１０に対して同じ方向に角度がつけら
れている場合に限り、水平軸平面に対して角度をつけて装着することができる。
【００５１】 本発明及びその利点について詳細に記述してきたが、添付の請求項により限定
された本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の変更、代替、及び改変
を行うことが可能であることが、理解されるべきである。
【００５２】 本発明及びその利点をさらに完全に理解してもらうために、ここで、添付の図
面についての以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すアンテナアレーの概略等角図である。
【図２】 アンテナエレメントが取り外された図１に示したアンテナアレーの概略等角図
である。
【図３Ａ】 図１のアンテナアレーの２つの対向したアンテナエレメントの概略等角図であ
る。
【図３Ｂ】 図３Ａに図示したアンテナエレメントのアンテナ構造を図示する概略等角図で
ある。
【図４】 本発明の他の実施形態を示すアンテナアレーの概略等角図である。
【図５Ａ】 図４のアンテナアレーのアンテナエレメントの１つを図示する概略等角図であ
る。
【図５Ｂ】 図５Ａに図示したアンテナエレメントのアンテナ構造を図示した概略等角図で
ある。
【図６】 本発明の種々の実施形態を採り入れたバトラーマトリクスビームフォーマーの
図である。
【図７】 本発明の種々の実施形態を採り入れたバトラーマトリクスの代替構成の図であ
る。
【図８】 同軸アンテナエレメントを組み込んでいる本発明の変形例を図示するアンテナ
アレーの概略等角図である。
【図９】 図８に図示したアンテナアレーの同軸アンテナエレメントの概略図である。
【図１０】 複数の円状アンテナアレーを組み込んだ本発明のさらに他の変形例の概略等角
図である。
【図１１】 積み上げられた「ｎ」円状アンテナアレーの概略図である。
【図１２】 本発明の種々の実施形態を採り入れたバトラーマトリクスビームフォーマーの
代替構成の図である。
【図１３】 円状アンテナアレーの長手方向軸線に対して角度をつけて配置した図１のアン
テナエレメントを有する円状アンテナアレーの概略図である。
【図１４】 円状アンテナアレーの長手方向軸線に角度をつけて配置した図面のアンテナエ
レメントを有するアンテナアレーの概略図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年２月２７日（２００１．２．２７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１３】 各アンテナエレメントは、長手方向軸線を有し、アジマス
プレーンにおける各アンテナエレメントの長手方向軸線間の角度間隔はλより小
さく、この場合、λは選択されたバンド幅の信号の波長である請求項３０に記載
のアンテナシステム。
【請求項１４】 各一対の対向したアンテナシステムは二重偏波を有する請
求項３０に記載のアンテナシステム。
【請求項１５】 対向したアンテナエレメントは相互にＲＦトランスペアレ
ントである請求項３０に記載のアンテナシステム。
【請求項１６】 前記複数のアンテナエレメントは対数周期エレメントを含
む請求項３０に記載のアンテナシステム。
【請求項１７】 前記対数周期エレメントは４オクターブより大きいバンド
幅を有する請求項１６に記載のアンテナシステム。
【請求項１８】 概ね円状構成に配置された複数の装着プレートと、 複数のアンテナエレメントと、 前記アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを有するビームフォー
ミングネットワークとを含み、 各装着プレートは内面及び外面を有し、 各アンテナエレメントは、高周波数端及び低周波数端を有し、各アンテナエレ
メントの前記低周波数端は、前記複数の装着プレートの１つの内面に装着され、
対向したアンテナエレメントの前記高周波数端は、相互に向き合い、前記高周波
数端で受信した信号周波数の１つの波長により隔てられ、 各アンテナエレメントは、別個の入力ポートを通して前記ビームフォーミング
ネットワークに連結されたアンテナシステム。
【請求項１９】 前記ビームフォーミングネットワークはバトラーマトリク
スを含む請求項１８に記載のアンテナシステム。
【請求項２０】 アンテナエレメントの数は４の倍数と等しく、 前記ビームフォーミングネットワークは、４つのアンテナエレメントの各セッ
トに対して１つのバトラーマトリクスを含み、 各バトラーマトリクスは、前記アンテナエレメントが交互配置されるように、
選択された４つのアンテナエレメントに連結された請求項１８に記載のアンテナ
システム。
【請求項２１】 前記ビームフォーミングネットワークはロットマンレンズ
ビームフォーマーを含む請求項１８に記載のアンテナシステム。
【請求項２２】 前記ビームフォーミングネットワークはバトラーマトリク
スを含む請求項３１に記載のアンテナシステム。
【請求項２３】 概ね円状のアレーの複数の同軸キャビティアンテナエレメ
ントと、 アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを含むビームフォーミング
ネットワークとを含み、 前記複数の各アンテナエレメントは、前記円状アレーの中央から離れる方を向
いた周波数受信端を有し、 各アンテナエレメントは、前記入力ポートの一つを通して前記ビームフォーミ
ングネットワークに連結された偏光計。
【請求項２４】 中央軸線の周りに配置された複数のアンテナエレメントを
含む第１の概ね円状のアンテナアレーと、 複数のアンテナエレメントを含む少なくとも１つの追加の概ね円状のアンテナ
アレーとを含み、 各アンテナエレメントは、前記概ね円状のアレーの中央を向いた高周波数端を
有し、 前記各少なくとも１つの追加の円状アンテナアレーは、前記第１の円状アンテ ナアレーの軸線と同軸であり、また、前記少なくとも１つの追加のアンテナアレ ーが、各円状アンテナアレーの中央を概ね通過する軸線に関して、前記第１の円 状アンテナアレーと同軸である軸線を含むようにそれに対して配置された アンテ
ナシステム。
【請求項２５】 前記アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを
有するビームフォーミングネットワークをさらに含み、 各アンテナエレメントは、各入力ポートを通して前記ビームフォーミングネッ
トワークに連結された請求項３３に記載のアンテナシステム。
【請求項２６】 前記アンテナエレメントの数は４の倍数であり、 前記ビームフォーミングネットワークは、４つのアンテナエレメントの各セッ
トに対して１つのバトラーマトリクスを含み、 各バトラーマトリクスは、前記アンテナエレメントが交互配置されるように、
選択された４つのアンテナエレメントに連結された請求項３３に記載のアンテナ
システム。
【請求項２７】 中央軸線の周りに配置された複数の同軸キャビティアンテ
ナを含む第１の概ね円状のアンテナアレーと、 複数の同軸キャビティアンテナを含む少なくとも１つの追加の概ね円状のアン
テナアレーとを含み、 各アンテナは、前記概ね円状のアレーの中央軸線から離れる方を向いた周波数
受信端を有し、 各少なくとも１つの追加の円状アンテナアレーは、前記第１の円状アンテナア レーの軸線と同軸であり、また、前記少なくとも１つの追加のアンテナアレーが 、各円状アンテナアレーの中央を概ね通過する軸線に関して、前記第１の円状ア ンテナアレーの軸線と同軸である軸線を有するようにそれに対して配置された ア
ンテナシステム。
【請求項２８】 前記概ね円状の構成には縦軸線があり、前記各アンテナエ
レメントは、前記円状構成の縦軸線に実質的に垂直な長手方向軸線を有する請求
項３０に記載のアンテナシステム。
【請求項２９】 前記概ね円状の構成には縦軸線があり、各アンテナエレメ
ントは、前記円状構成の縦軸線に角度λをつけた長手方向軸線を有する請求項３ ０ に記載のアンテナシステム。
【請求項３０】 概ね円状の構成を有するアンテナエレメント装着部と、 高周波数端及び低周波数端を有する複数のアンテナエレメントとを含み、 前記複数の各アンテナエレメントは、電磁信号を送受信する複数の放射器を含 み、各放射器の長さは、低周波数端から高周波数端へ短くなり、 前記各アンテナエレメントの低周波数端は、前記アンテナエレメント装着部に 装着され、対向したアンテナエレメントの高周波数端は、向き合って配置され、 前記高周波数端で送受信された信号周波数の１つの波長により隔てられたアンテ ナシステム。
【請求項３１】 概ね円状の構成を有するアンテナエレメント装着部と、 各アンテナエレメントが高周波数端及び低周波数端を有する前記複数のアンテ ナエレメントと、 アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを有するビームフォーミン グネットワークとを含み、 前記各アンテナエレメントの低周波数端は、前記アンテナエレメント装着部に 装着され、前記対向したアンテナエレメントの高周波数端は、向き合って配置さ れ、 各アンテナエレメントは、個別の入力ポートを通して前記ビームフォーミング ネットワークに連結されたアンテナシステム。
【請求項３２】 概ね円状の構成を有するアンテナ装着部と、 前記アンテナ装着部に円状アレー構成に装着された複数のアンテナエレメント と、 アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを有するビームフォーミン グネットワークとを備え、 各アンテナエレメントは、前記円状アレーの中央を向いた高周波数端を有し、 各アンテナエレメントは、前記入力ポートのうち１つを通して前記ビームフォ ーミングネットワークに連結された偏光計。
【請求項３３】 内面及び外面を有するアンテナエレメント装着部と、 前記アンテナエレメント装着部の外面に概ね円状アレー構成に装着された複数 の同軸キャビティアンテナエレメントとを備え、 各アンテナエレメントは、前記アンテナエレメント装着部の外面から離れる方 を向いた信号受信端を有するアンテナシステム。
【請求項３４】 複数のアンテナエレメントを含み、 各アンテナエレメントは高周波数端及び低周波数端を有し、各アンテナエレメ ントの前記低周波数端は概ね円状構成に装着され、対向したアンテナエレメント の前記高周波数端は相互に向き合い前記高周波数端で受信された信号周波数の１ つの波長により隔てられ、各一対の対向したアンテナエレメントは二重偏波を有 するアンテナシステム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｑ 21/24 Ｈ０１Ｑ 21/24 25/04 25/04 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，Ｔ Ｊ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 概ね円状構成に配置された複数の装着プレートと、 複数のアンテナエレメントとを含み、 前記各装着プレートは内面及び外面を有し、 前記各アンテナエレメントは、高周波数端と低周波数端とを有し、前記各アン
    テナエレメントの前記低周波数端は、前記複数の装着プレートの１つの前記内面
    に装着され、対向したアンテナエレメントの前記高周波数端は、相互に向き合う
    とともに、前記高周波数端において受信された前記信号周波数の１つの波長によ
    り隔てられたアンテナシステム。
  2. 【請求項２】 アジマスプレーンにおける各アンテナエレメント間の角度間
    隔はλ未満であり、この場合、λは選択されたバンド幅における信号の波長であ
    る請求項１に記載のアンテナ。
  3. 【請求項３】 アンテナエレメントの数は２Nと等しく、この場合、Ｎは正
    の整数である請求項１に記載のアンテナ。
  4. 【請求項４】 偶数のアンテナエレメントを含み、前記アンテナエレメント
    は、各アンテナエレメントが他のアンテナエレメントに直接対向するように、前
    記概ね円状のアレーのアジマスプレーンの周囲に等間隔に配置された請求項１に
    記載のアンテナ。
  5. 【請求項５】 各一対の対向したアンテナエレメントは交差偏波を有する請
    求項４に記載のアンテナシステム。
  6. 【請求項６】 各一対の対向したアンテナエレメントは相互にＲＦトランス
    ペアレントである請求項４に記載のアンテナシステム。
  7. 【請求項７】 前記複数のアンテナエレメントは対数周期エレメントを含む
    請求項１に記載のアンテナシステム。
  8. 【請求項８】 前記対数周期エレメントは５デシベルのリニアアイソトロピ
    ックより大きい利得を有する請求項７に記載のアンテナシステム。
  9. 【請求項９】 前記対数周期エレメントは４オクターブより大きなバンド幅
    を有する請求項７に記載のアンテナシステム。
  10. 【請求項１０】 各対数周期エレメントは垂直及び水平の面に沿う二重偏波
    を含む請求項７に記載のアンテナシステム。
  11. 【請求項１１】 各対数周期エレメントは水平及び垂直の面から４５度オフ
    セットされた面に沿う二重偏波を含む請求項７に記載のアンテナシステム。
  12. 【請求項１２】 各対数周期エレメントは、単一の偏波を含み、前記単一の
    偏波は、以下のグループ：垂直偏波、水平偏波、スラント＋４５偏波、スラント
    −４５偏波、左旋回円偏波、右旋回円偏波から選択される請求項７に記載のアン
    テナシステム。
  13. 【請求項１３】 複数のアンテナエレメントを含み、 各アンテナエレメントは、高周波数端及び低周波数端を有し、各アンテナエレ
    メントの前記低周波数端は、概ね円状構成に装着され、対向したアンテナエレメ
    ントの前記高周波数端は、相互に向き合い、前記高周波数端で受信した前記信号
    周波数の１つの波長により隔てられたアンテナシステム。
  14. 【請求項１４】 各アンテナエレメントは、長手方向軸線を有し、アジマス
    プレーンにおける各アンテナエレメントの長手方向軸線間の角度間隔はλより小
    さく、この場合、λは選択されたバンド幅の信号の波長である請求項１３に記載
    のアンテナシステム。
  15. 【請求項１５】 各一対の対向したアンテナシステムは二重偏波を有する請
    求項１３に記載のアンテナシステム。
  16. 【請求項１６】 対向したアンテナエレメントは相互にＲＦトランスペアレ
    ントである請求項１３に記載のアンテナシステム。
  17. 【請求項１７】 前記複数のアンテナエレメントは対数周期エレメントを含
    む請求項１３に記載のアンテナシステム。
  18. 【請求項１８】 前記対数周期エレメントは４オクターブより大きいバンド
    幅を有する請求項１７に記載のアンテナシステム。
  19. 【請求項１９】 概ね円状構成に配置された複数の装着プレートと、 複数のアンテナエレメントと、 前記アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを有するビームフォー
    ミングネットワークとを含み、 各装着プレートは内面及び外面を有し、 各アンテナエレメントは、高周波数端及び低周波数端を有し、各アンテナエレ
    メントの前記低周波数端は、前記複数の装着プレートの１つの内面に装着され、
    対向したアンテナエレメントの前記高周波数端は、相互に向き合い、前記高周波
    数端で受信した信号周波数の１つの波長により隔てられ、 各アンテナエレメントは、別個の入力ポートを通して前記ビームフォーミング
    ネットワークに連結されたアンテナシステム。
  20. 【請求項２０】 前記ビームフォーミングネットワークはバトラーマトリク
    スを含む請求項１９に記載のアンテナシステム。
  21. 【請求項２１】 アンテナエレメントの数は４の倍数と等しく、 前記ビームフォーミングネットワークは、４つのアンテナエレメントの各セッ
    トに対して１つのバトラーマトリクスを含み、 各バトラーマトリクスは、前記アンテナエレメントが交互配置されるように、
    選択された４つのアンテナエレメントに連結された請求項１９に記載のアンテナ
    システム。
  22. 【請求項２２】 前記ビームフォーミングネットワークはロットマンレンズ
    ビームフォーマーを含む請求項１９に記載のアンテナシステム。
  23. 【請求項２３】 複数のアンテナエレメントと、 前記アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを有するビームフォー
    ミングネットワークとを含み、 各アンテナエレメントは、高周波数端及び低周波数端を有し、各アンテナエレ
    メントの前記低周波数端は、概ね円状構成で装着され、対向したアンテナエレメ
    ントの前記高周波数端は、相互に向き合い、また前記高周波数端において受信さ
    れた前記信号周波数の１つの波長により隔てられ、 各アンテナエレメントは、各入力ポートを通して前記ビームフォーミングネッ
    トワークに連結されたアンテナシステム。
  24. 【請求項２４】 前記ビームフォーミングネットワークはバトラーマトリク
    スを含む請求項２３に記載のアンテナシステム。
  25. 【請求項２５】 前記ビームフォーミングネットワークはロットマンレンズ
    ビームフォーマーを含む請求項２３に記載のアンテナシステム。
  26. 【請求項２６】 概ね円状のアレーの複数のアンテナエレメントと、 複数のビームフォーミングネットワークとを含み、 前記複数のアンテナエレメントは、複数のアンテナエレメントのグループに分
    割され、 各ビームフォーミングネットワークは、前記複数のアンテナエレメントが交互
    配置されるように、１つのアンテナエレメントグループに連結されたアンテナシ
    ステム。
  27. 【請求項２７】 前記複数のビームフォーミングネットワークは、バトラー
    マトリクスを含む請求項２６に記載のアンテナシステム。
  28. 【請求項２８】 アンテナエレメントの数は４の倍数であり、 各アンテナエレメントのグループは４つのアンテナエレメントを含む請求項２
    ６に記載のアンテナシステム。
  29. 【請求項２９】 概ね円状のアレーの複数のアンテナエレメントと、 前記アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを含むビームフォーミ
    ングネットワークとを含み、 各アンテナエレメントは、前記円状アレーの中央を向いた高周波数端を有し、 各アンテナエレメントは、前記入力ポートの一つを通して前記ビームフォーミ
    ングネットワークに連結されたポーラリメーター。
  30. 【請求項３０】 概ね円状のアレーの複数のアンテナエレメントと、 アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを含むビームフォーミング
    ネットワークとを含み、 各アンテナエレメントは、前記円状アレーの中央から離れる方を向いた周波数
    受信端を有し、各アンテナエレメントは、同軸キャビティアンテナを含み、 各アンテナエレメントは、前記入力ポートの一つを通して前記ビームフォーミ
    ングネットワークに連結されたポーラリメーター。
  31. 【請求項３１】 複数のアンテナエレメントを含む第１の概ね円状のアンテ
    ナアレーと、 少なくとも１つの付加的な概ね円状のアンテナアレーとを含み、 各アンテナエレメントは、前記概ね円状のアレーの中央を向いた高周波数端を
    有し、 各少なくとも１つの付加的な円状アンテナアレーは、前記少なくとも１つの付
    加的なアンテナアレーが、各円状アンテナアレーの中央を概ね通過する軸線を中
    心に、前記第１の円状アンテナアレーと同軸の軸線を含むように、前記第１の円
    状アンテナアレーを伴い積み上げられたアンテナシステム。
  32. 【請求項３２】 概ね円状のアレーの複数のアンテナエレメントを含み、 各アンテナエレメントは、前記円状アレーの中央から離れる方を向いた信号受
    信端を有し、各アンテナエレメントは同軸キャビティアンテナを含むアンテナシ
    ステム。
  33. 【請求項３３】 前記アンテナエレメントの数と等しい複数の入力ポートを
    有するビームフォーミングネットワークをさらに含み、 各アンテナエレメントは、各入力ポートを通して前記ビームフォーミングネッ
    トワークに連結された請求項３２に記載のアンテナシステム。
  34. 【請求項３４】 前記アンテナエレメントの数は４の倍数であり、 前記ビームフォーミングネットワークは、４つのアンテナエレメントの各セッ
    トに対して１つのバトラーマトリクスを含み、 各バトラーマトリクスは、前記アンテナエレメントが交互配置されるように、
    選択された４つのアンテナエレメントに連結された請求項３２に記載のアンテナ
    システム。
  35. 【請求項３５】 複数の同軸キャビティアンテナを含む第１の概ね円状のア
    ンテナアレーと、 少なくとも１つの付加的な概ね円状のアンテナアレーとを含み、 各アンテナは、前記概ね円状のアレーの中央から離れる方を向いた周波数受信
    端を有し、 各少なくとも１つの付加的な円状アンテナアレーは、前記少なくとも１つの付
    加的なアンテナアレーが、各円状アンテナアレーの中央を概ね通過する軸線に関
    して、前記第１の円状アンテナアレーの軸線と同軸の軸線を有するように、前記
    第１の円状アンテナアレーが積み上げられてなるアンテナシステム。
  36. 【請求項３６】 前記概ね円状の構成には縦軸線があり、前記各アンテナエ
    レメントは、前記円状構成の縦軸線に実質的に垂直な長手方向軸線を有する請求
    項１３に記載のアンテナシステム。
  37. 【請求項３７】 前記概ね円状の構成には縦軸線があり、各アンテナエレメ
    ントは、前記円状構成の縦軸線に角度λをつけた長手方向軸線を有する請求項１
    ３に記載のアンテナシステム。
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