JP2003347824A - Array antenna device and radio communication device using the same - Google Patents

Array antenna device and radio communication device using the same

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JP2003347824A
JP2003347824A JP2002151776A JP2002151776A JP2003347824A JP 2003347824 A JP2003347824 A JP 2003347824A JP 2002151776 A JP2002151776 A JP 2002151776A JP 2002151776 A JP2002151776 A JP 2002151776A JP 2003347824 A JP2003347824 A JP 2003347824A
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康 村上
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秀一 関根
Kisho Odate
紀章 大舘
Teruhiro Tsujimura
彰宏 辻村
Takayoshi Ito
敬義 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an array antenna device and a radio communication device which uses it which have a simple constitution, can be made at a low cost, and further comprise a simply control of the directivity characteristics. <P>SOLUTION: The array antenna device has a 1st element antenna, which is located in a center and connected to a phase shift means. A plurality of antennas of a second antenna group are formed which are arranged by having an equal interval mutually at the equal distance from the first element antenna, and connected to a feeding means which feeds in a constant phase difference between the adjacent second element antennas of the second element antenna group. The directivity characteristics are changed by changing the excitation phase of the 1st element antenna driven by the phase shift means connected to the first element antenna. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のアンテナ素
子からなる指向特性を変化させることのできるアレーア
ンテナ装置及びそのアレーアンテナ装置を含む無線通信
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an array antenna device having a plurality of antenna elements capable of changing a directional characteristic and a radio communication device including the array antenna device.

【0002】[0002]

【従来の技術】屋内などで高速な無線データ通信を行う
際には、アンテナ利得を向上させ、かつマルチパスフェ
ージングの影響を低減させることが重要となる。そのた
め、多セクタアンテナやフェーズドアレーアンテナの利
用が検討されている。
2. Description of the Related Art When performing high-speed wireless data communication indoors, it is important to improve the antenna gain and reduce the influence of multipath fading. Therefore, use of a multi-sector antenna or a phased array antenna is being studied.

【0003】屋内での無線LAN(Local Are
a Networks)用セクタアンテナとしては、例
えば特開平10−75116「アンテナ、接続装置、カ
ップラ及び基板積層方法」に示す多セクタアンテナがあ
る。
[0003] Indoor wireless LAN (Local Area)
As a sector antenna for a network, there is a multi-sector antenna disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-75116, "Antenna, Connection Device, Coupler and Substrate Lamination Method".

【0004】この多セクタアンテナはセクタ数は4であ
る。この多セクタアンテナは、水平方向の利得を向上さ
せるため四角錐の各側面にパッチアンテナ等の素子アン
テナを設置し、これらをスイッチなどで切り換えること
により、所望波の到来する方向にアンテナのビームを向
ける。さらに、所望波方向以外から到来する遅延波、干
渉波方向に対する指向性利得を低くすることにより、マ
ルチパスフェージングによる影響を低減することが可能
となる。
This multi-sector antenna has four sectors. In this multi-sector antenna, an element antenna such as a patch antenna is installed on each side surface of a quadrangular pyramid to improve a gain in a horizontal direction, and these are switched by a switch or the like, so that an antenna beam is directed in a direction in which a desired wave arrives. Turn. Furthermore, by lowering the directivity gain for the direction of the delayed wave and the interference wave arriving from directions other than the desired wave direction, it is possible to reduce the influence of multipath fading.

【0005】また、フェーズドアレーアンテナは、各素
子アンテナあるいは複数個の素子アンテナから構成され
るサブアレー毎に可変移相器及び可変振幅調整回路(可
変利得増幅器あるいは可変減衰器)が接続され、所定の
位相で励振するように給電することにより、所望の放射
パターンを実現することができる。しかしながら、各素
子アンテナあるいはサブアレー毎に可変移相器、可変振
幅調整回路(可変利得増幅器あるいは可変減衰器)を接
続する必要があり構成が複雑になるとともに高価とな
る。
In the phased array antenna, a variable phase shifter and a variable amplitude adjustment circuit (variable gain amplifier or variable attenuator) are connected to each element antenna or a sub-array composed of a plurality of element antennas. A desired radiation pattern can be realized by feeding power so as to be excited in phase. However, it is necessary to connect a variable phase shifter and a variable amplitude adjustment circuit (variable gain amplifier or variable attenuator) to each element antenna or subarray, which complicates the configuration and increases the cost.

【0006】そのため、これを解決する手段の1つとし
て、例えば特開2001−24431「アレーアンテナ
装置」に示すアレーアンテナ装置がある。このアレーア
ンテナ装置においては、接地導体上に形成された中心に
ある放射素子のみに給電され、まわりにある非励振素子
には給電されず、非励振素子にはそれぞれ可変リアクタ
ンス素子が接続されている。可変リアクタンス素子のリ
アクタンス値を変化させることにより、アレーアンテナ
装置の指向特性を変化させるものである。
Therefore, as one means for solving this problem, there is an array antenna device disclosed in, for example, JP-A-2001-24431 "Array antenna device". In this array antenna device, power is supplied only to the central radiating element formed on the ground conductor, not to the surrounding non-exciting elements, and each of the non-exciting elements is connected to a variable reactance element. . The directional characteristic of the array antenna device is changed by changing the reactance value of the variable reactance element.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】特開平10−7511
6に示す多セクタアンテナにおいては、水平面の利得を
向上させるために立体的な構造となっている。そのた
め、立体構造のアンテナへの給電が複雑になり、製造コ
ストが高くなるという問題がある。また、各セクタを構
成するアンテナ、給電回路がセクタ数必要となるため
に、給電回路が複雑になる、面積が大きくなる、製造コ
ストが高くなるという問題がある。また構造的に同じ系
統を複数個用意する必要があるためにアンテナの小型化
が困難であるという問題もある。
Problems to be Solved by the Invention
The multi-sector antenna shown in FIG. 6 has a three-dimensional structure in order to improve the gain in the horizontal plane. Therefore, there is a problem that power supply to the antenna having a three-dimensional structure is complicated and manufacturing cost is increased. Further, since the number of sectors and the number of antennas and power supply circuits constituting each sector are required, there are problems that the power supply circuit is complicated, the area is large, and the manufacturing cost is high. Another problem is that it is difficult to reduce the size of the antenna because it is necessary to prepare a plurality of structurally identical systems.

【0008】また、特開2001−24431に示すア
レーアンテナ装置では、励振素子が1つであるため給電
回路の簡略化が可能である。しかしながら、非励振素子
の各々に接続されている可変リアクタンス素子のリアク
タンス値を制御するための制御装置及びその電源を個々
の非励振素子に供給しなければならないので、回路が複
雑になるとともに製造コストが高くなるという問題があ
る。
In the array antenna device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-24431, since the number of excitation elements is one, the power supply circuit can be simplified. However, since a control device for controlling the reactance value of the variable reactance element connected to each of the parasitic elements and its power supply must be supplied to each individual parasitic element, the circuit becomes complicated and the manufacturing cost increases. Is high.

【0009】以上述べたように本発明では従来技術に比
較して、構成が単純であってかつ製造コストを軽減で
き、しかも指向特性の制御が容易であるアレーアンテナ
装置を提供することを目的とする。
As described above, it is an object of the present invention to provide an array antenna device which has a simple structure, can reduce the manufacturing cost, and can easily control the directional characteristics, as compared with the prior art. I do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るアレーアンテナ装置は、移相手段が接続
された第1の素子アンテナと、第1の素子アンテナから
等距離で、互いに等間隔をもって配列された複数n(n
は2以上の整数)個の第2の素子アンテナ群からなるサ
ブアレーとを有することを特徴とするアレーアンテナ装
置であり、上記第1の素子アンテナへの励振位相のみを
変化させることにより、上記アレーアンテナ装置の指向
特性を変化させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an array antenna device according to the present invention comprises: a first element antenna to which phase shift means is connected; A plurality n (n
Is an integer greater than or equal to 2) second element antenna groups, the sub-array comprising: a plurality of second element antenna groups. The sub-array comprises: It is characterized in that the directional characteristics of the antenna device are changed.

【0011】また、本発明のアレーアンテナ装置は、2
つ以上の給電点をもつ第1の素子アンテナと、第1の素
子アンテナから等距離で、互いに等間隔をもって配列さ
れた複数n(nは2以上の整数)個の第2の素子アンテ
ナ群から構成されるサブアレーと、前記第1の素子アン
テナの給電点を選択する給電点選択手段とを有するアレ
ーアンテナ装置であり、前記第1の素子アンテナの給電
点は、複数個ある給電点のうち1つを選択して給電する
ことにより、第1の素子アンテナの励振位相を変化さ
せ、上記アレーアンテナ装置の指向特性を変化させるこ
とを特徴とする。
Further, the array antenna device of the present invention has two
A first element antenna having one or more feeding points and a plurality of n (n is an integer of 2 or more) second element antenna groups arranged at equal distances from each other and at equal intervals from the first element antenna; An array antenna device having a sub-array configured and a feed point selecting means for selecting a feed point of the first element antenna, wherein the feed point of the first element antenna is one of a plurality of feed points. By selecting one of them and feeding power, the excitation phase of the first element antenna is changed, and the directional characteristic of the array antenna device is changed.

【0012】また、本発明のアレーアンテナ装置は、複
数の素子アンテナを1次元的に配列することにより構成
される第1のサブアレーと、第1のサブアレーと平行
に、ある所定の間隔をもって配列される第2のサブアレ
ーと、第2のサブアレーとは前記第1のサブアレーに対
して反対側に第1及び第2のサブアレーと平行に配置さ
れる第3のサブアレーとを有するアレーアンテナ装置で
あり、第1の素子アンテナの励振位相を変化させること
により、上記アレーアンテナ装置の指向特性を変化させ
ることを特徴とする。
Further, the array antenna device of the present invention has a first sub-array formed by arranging a plurality of element antennas in a one-dimensional manner, and is arranged at a predetermined interval in parallel with the first sub-array. A second sub-array, and a second sub-array, which is an array antenna device having a third sub-array arranged on the opposite side of the first sub-array in parallel with the first and second sub-arrays, The directional characteristic of the array antenna device is changed by changing the excitation phase of the first element antenna.

【0013】また、本発明の無線通信装置は上記アレー
アンテナ装置と、前記電力合分配手段に接続され、前記
電力合分配手段に無線信号を供給しまたは前記電力合分
配手段から無線信号が供給される無線回路とを具備する
ことを特徴とする。
A wireless communication device according to the present invention is connected to the array antenna device and the power distribution unit, and supplies a radio signal to the power distribution unit or receives a radio signal from the power distribution unit. Wireless circuit.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。 (第1の実施形態)図1は、本発明に係る第1の実施形
態であるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図であ
り、図2は図1のアレーアンテナの給電部を示すブロッ
ク図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an array antenna apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a feed section of the array antenna of FIG. is there.

【0015】本実施形態においては、図1に示すよう
に、接地導体板4上の誘電体基板3に形成されたマイク
ロストリップパッチアンテナである第1の素子アンテナ
1と、サブアレーを形成する4個の第2の素子アンテナ
2−1乃至2−4が、第1の素子アンテナ1を中心とす
る半径Rの円形形状に互いに隣合う第2の素子アンテナ
同士のなす角度が90°となるように配置されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a first element antenna 1 which is a microstrip patch antenna formed on a dielectric substrate 3 on a ground conductor plate 4 and four antennas forming a sub-array. Of the second element antennas 2-1 to 2-4 so that the angle between the second element antennas adjacent to each other in a circular shape having a radius R centered on the first element antenna 1 is 90 °. Are located.

【0016】図2において、回線網を形成しているLA
N20を伝送した信号は無線回路21により変調され無
線信号になり、この無線信号は分配/合成器8(この場
合は分配)において、第1の素子アンテナ1への信号と
4つの第2の素子アンテナ2−1乃至2−4への信号と
に分配される。分配された第1の素子アンテナ1への信
号は、移相制御器6からの制御信号によって通過位相を
変化させる移相器5を介して第1の素子アンテナ1へ所
望の励振位相で給電され、第1の素子アンテナから放射
される。
In FIG. 2, the LAs forming the circuit network
The signal transmitted through N20 is modulated by a radio circuit 21 to become a radio signal, and this radio signal is transmitted to a distributor / combiner 8 (in this case, distribution) by a signal to the first element antenna 1 and four second elements. The signals are distributed to the antennas 2-1 to 2-4. The distributed signal to the first element antenna 1 is fed to the first element antenna 1 at a desired excitation phase via a phase shifter 5 that changes a passing phase according to a control signal from a phase shift controller 6. , From the first element antenna.

【0017】一方、分配/合成器8(この場合は分配)
において分配された第2の素子アンテナへの信号は、4
つの第2の素子アンテナ2−1乃至2−4の各々に所望
の固定の位相差をつけて信号を分配する給電回路7を介
して所定の位相差をもって4つの第2の素子アンテナ2
−1乃至2−4に給電され、第2の素子アンテナ2−1
乃至2−4から放射される。この給電回路7は線路7−
1〜7−4の線路長を変えることにより分配する信号の
位相を変えることができる。
On the other hand, distribution / combiner 8 (in this case, distribution)
The signal distributed to the second element antenna at 4
Each of the four second element antennas 2-1 to 2-4 is provided with a predetermined phase difference through a feed circuit 7 for distributing signals with a desired fixed phase difference.
-1 to 2-4, and the second element antenna 2-1
2-4. This power supply circuit 7 is connected to a line 7-
By changing the line lengths of 1 to 7-4, the phase of the distributed signal can be changed.

【0018】本実施形態においては、隣り合う第2の素
子アンテナ間の位相差を90°になるように、すなわち
第2の素子アンテナ2−2は第2の素子アンテナ2−1
に対して90°位相が遅れ、第2の素子アンテナ2−3
は第2の素子アンテナ2−2に対して90°遅れ、第2
の素子アンテナ2−4は第2の素子アンテナ2−3に対
して90°遅れるように給電する。
In the present embodiment, the phase difference between adjacent second element antennas is set to 90 °, that is, the second element antenna 2-2 is replaced with the second element antenna 2-1.
Is delayed by 90 ° with respect to the second element antenna 2-3.
Is delayed by 90 ° with respect to the second element antenna 2-2, and the second
Feeds the second element antenna 2-3 with a delay of 90 °.

【0019】次に本実施形態のアレイアンテナ装置の動
作について説明する。
Next, the operation of the array antenna device of the present embodiment will be described.

【0020】例えば、図1に示されているように第2の
素子アンテナ2−1と第2の素子アンテナ2−3の中心
を結んだ線とアレーアンテナに垂直な面によって形成さ
れる面(図中X−Z面)内での指向特性を考える。第2
の素子アンテナ2−2と第2の素子アンテナ2−4は上
述したように180°の位相差がついており、この面内
では常に等距離にありキャンセルするので、この2つの
素子アンテナの寄与はない。
For example, as shown in FIG. 1, a plane formed by a line connecting the centers of the second element antenna 2-1 and the second element antenna 2-3 and a plane perpendicular to the array antenna ( Consider the directional characteristics in the (X-Z plane in the figure). Second
The element antenna 2-2 and the second element antenna 2-4 have a phase difference of 180 ° as described above, and are always equidistant in this plane and cancel each other. Therefore, the contribution of these two element antennas is Absent.

【0021】一方、第2の素子アンテナ2−1と第2の
素子アンテナ2−3も180°位相差をつけているが、
どちらもこの面内にあるため、第1の素子アンテナは第
2の素子アンテナ2−1に対して−90°の位相差を移
相器5で与えることにより、第2の素子アンテナ2−3
側へビームを向けることができる。また第1の素子アン
テナに第2の素子アンテナ2−1に対して+90°の位
相差を与えると、第2の素子アンテナ2−1側にビーム
を向けることができる。
On the other hand, the second element antenna 2-1 and the second element antenna 2-3 also have a phase difference of 180 °.
Since both are in this plane, the first element antenna gives a phase difference of −90 ° to the second element antenna 2-1 by the phase shifter 5, so that the second element antenna 2-3
The beam can be directed to the side. When the first element antenna is given a phase difference of + 90 ° with respect to the second element antenna 2-1, the beam can be directed to the second element antenna 2-1.

【0022】また、X−Z面に対して45°傾いた面
(D−D’面)内での指向特性について考察する。第2
の素子アンテナ2−1の励振位相を基準として、第2の
素子アンテナ2−1と第2の素子アンテナ2−2の合成
パターンはA点に振幅√2倍、位相差−45°の等価波
源、第2の素子アンテナ2−3と第2の素子アンテナ2
−4の合成パターンはB点に振幅√2倍、位相差135
°の等価波源があるものとみなすことができる。
The directional characteristics in a plane (DD ′ plane) inclined by 45 ° with respect to the XZ plane will be considered. Second
With reference to the excitation phase of the element antenna 2-1 of the above, the combined pattern of the second element antenna 2-1 and the second element antenna 2-2 has an equivalent wave source having an amplitude of √2 times and a phase difference of -45 ° , The second element antenna 2-3 and the second element antenna 2
The combined pattern of −4 has an amplitude√2 times and a phase difference of 135 at point B.
It can be assumed that there is an equivalent wave source of °.

【0023】したがって、第1の素子アンテナへの励振
位相を第2の素子アンテナ2−1の励振位相に対して−
135°の位相で給電することにより第2の素子アンテ
ナ2−3と第2の素子アンテナ2−4側へビームを向け
ることができ、また、第1の素子アンテナへの励振位相
を第2の素子アンテナ2−1の励振位相に対して+45
°の位相差で給電することにより、第2の素子アンテナ
2−1と第2の素子アンテナ2−2側へビームを向ける
ことが可能となる。
Therefore, the excitation phase of the first element antenna is set to-
By feeding power at a phase of 135 °, a beam can be directed to the second element antenna 2-3 and the second element antenna 2-4, and the excitation phase to the first element antenna is changed to the second element antenna. +45 with respect to the excitation phase of the element antenna 2-1
By feeding power with a phase difference of °, it is possible to direct a beam to the second element antenna 2-1 and the second element antenna 2-2.

【0024】したがって、図1のアレーアンテナ装置に
おいて第2の素子アンテナ2−1乃至2−4に固定の位
相差を与えて給電し、第1の素子アンテナ1の励振位相
のみを変えることにより、図1に示すアレーアンテナ装
置のX−Y面内でビームを走査することができる。
Therefore, in the array antenna apparatus of FIG. 1, by feeding a fixed phase difference to the second element antennas 2-1 to 2-4 and feeding them, and changing only the excitation phase of the first element antenna 1, The beam can be scanned in the XY plane of the array antenna device shown in FIG.

【0025】なお、X-Y面に垂直な面内の指向特性は、
第1及び第2の素子アンテナの素子単体の放射パターン
と円の半径Rの調整によって与えることができる。
The directional characteristics in a plane perpendicular to the XY plane are as follows:
This can be provided by adjusting the radiation pattern of the single element of the first and second element antennas and the radius R of the circle.

【0026】本発明者は、上記実施形態に係るアレーア
ンテナ装置の性能を検証するために以下の計算機シミュ
レーションを行った。図3と図4にその結果を示す。
The inventor performed the following computer simulation in order to verify the performance of the array antenna device according to the above embodiment. 3 and 4 show the results.

【0027】図3は第1乃至第2の素子アンテナの放射
パターンをZ軸方向をピークとするcosθパターン、第
1の素子アンテナ1と第2の素子アンテナ2−1乃至2
−4の間の距離(半径)は動作波長の0.6倍とし、第
1の素子アンテナ1の振幅は、第2の素子アンテナ2−
1乃至2−4の2倍とした。また、図3は第1の素子ア
ンテナの第2の素子アンテナ2−1に対する位相差を4
5°、135°、−135°、−45°と変化させた場
合のθ=30°(天頂方向から30°)の面内での放射
パターンを計算したものである。この結果より、上記4
つの位相設定で全水平面内をカバーできることがわか
る。
FIG. 3 shows a radiation pattern of the first and second element antennas as a cos θ pattern having a peak in the Z-axis direction, the first element antenna 1 and the second element antennas 2-1 and 2-2.
-4 is 0.6 times the operating wavelength, and the amplitude of the first element antenna 1 is
It was twice as large as 1 to 2-4. FIG. 3 shows that the phase difference between the first element antenna and the second element antenna 2-1 is four.
The radiation pattern in the plane of θ = 30 ° (30 ° from the zenith direction) when the angles are changed to 5 °, 135 °, -135 °, and -45 ° is calculated. From this result, the above 4
It can be seen that one phase setting can cover the entire horizontal plane.

【0028】一方、図4は第1の素子アンテナ1と第2
の素子アンテナ2−1との位相差を45°とした場合
の、D−D‘面内の指向性パターンである。この結果よ
り、垂直面内でビームは所望方向に向けられ、かつ所望
方向とは反対方向への放射が抑圧されていることがわか
る。したがって、本発明に係る第1の実施形態にアレー
アンテナ装置において、水平面内で簡単な構成でビーム
を走査できることがわかる。
FIG. 4 shows the first element antenna 1 and the second element antenna 1.
7 is a directional pattern in the DD ′ plane when the phase difference with the element antenna 2-1 is 45 °. From this result, it can be seen that the beam is directed in the desired direction in the vertical plane and the radiation in the direction opposite to the desired direction is suppressed. Therefore, it is understood that the beam can be scanned with a simple configuration in the horizontal plane in the array antenna device according to the first embodiment of the present invention.

【0029】また、図3の結果より、シミュレーション
を行った構成では4つの位相設定で全水平面をカバーで
きることより、本発明のアレーアンテナ装置を図10に
示すような4セクタアンテナとして用いる場合には移相
器5は必ずしも高価な高ビット移相器である必要はな
く、2ビット移相器程度の移相装置、あるいは線路切替
型の移相器で十分であることがわかる。
Further, from the results of FIG. 3, since the entire horizontal plane can be covered by the four phases set in the simulated configuration, when the array antenna apparatus of the present invention is used as a four-sector antenna as shown in FIG. It can be seen that the phase shifter 5 does not necessarily need to be an expensive high-bit phase shifter, but a phase shifter such as a 2-bit phase shifter or a line switching type phase shifter is sufficient.

【0030】以上説明したように、特開平10−751
16に示した従来技術の多セクタアンテナや特開200
1−24431に示した従来技術のアレーアンテナ装置
に比較して、非常に簡単な構造を有し、第1の素子アン
テナの励振位相のみを変化させることで、電子的に制御
可能なアレーアンテナ装置を実現できる。当該アレーア
ンテナ装置は、例えば、移動体通信端末用アンテナとし
てノートパソコンやPDA(Personal Digital Assista
nce)のような電子機器へ実装が可能であり、あるいは
自動車等の移動体への搭載も容易である。
As described above, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-751
16 and a conventional multi-sector antenna disclosed in
Compared to the prior art array antenna device shown in 1-24431, the array antenna device has a very simple structure and can be controlled electronically by changing only the excitation phase of the first element antenna. Can be realized. The array antenna device is, for example, a notebook personal computer or a PDA (Personal Digital Assista) as an antenna for a mobile communication terminal.
) can be mounted on an electronic device, or can be easily mounted on a moving body such as an automobile.

【0031】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態に係るアレーアンテナ装置について図5を用い
て説明する。
(Second Embodiment) Next, an array antenna device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0032】第2の実施形態に係るアレーアンテナ装置
においては、第2の素子アンテナの個数が4ではなく2
である点が第1の実施形態と異なる。それ以外の部分に
ついては基本的に同じであるので、同一部分に同一符号
を付してその説明は省略する。
In the array antenna device according to the second embodiment, the number of the second element antennas is two instead of four.
Is different from the first embodiment. The other parts are basically the same, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0033】本発明の第2の実施形態に係るアレーアン
テナ装置においては、第2の素子アンテナの個数が2個
と減少し、かつお互いに第1の素子アンテナ101に対
して対称に形成されている。そのため第2の素子アンテ
ナ102−1と第2の素子アンテナ102−2への給電
位相は、第2の素子アンテナ102−1を基準として第
2の素子アンテナ102−2が180°位相を遅らせ
る、あるいは早くするように給電されている。したがっ
て、本発明の第1の実施例に係るアレーアンテナ装置に
おけるX-Z面内における放射パターンと全く同じ放射パ
ターンが得られる。
In the array antenna device according to the second embodiment of the present invention, the number of second element antennas is reduced to two, and they are formed symmetrically with respect to the first element antenna 101. I have. Therefore, the feeding phases to the second element antenna 102-1 and the second element antenna 102-2 are such that the second element antenna 102-2 delays the phase by 180 ° with respect to the second element antenna 102-1. Or it is powered so as to be faster. Therefore, the radiation pattern exactly the same as the radiation pattern in the XZ plane in the array antenna device according to the first embodiment of the present invention can be obtained.

【0034】すなわち、図5に示されているように第2
の素子アンテナ102−1と第2の素子アンテナ102
−2は180°位相差をつけており、第1の素子アンテ
ナ101に第2の素子アンテナ2−1に対して−90°
の位相差を移相器5によって与えることにより、第2の
素子アンテナ2−3側へビームを向けることができる。
また第1の素子アンテナに第2の素子アンテナ2−1に
対して+90°の位相差を与えると、第2の素子アンテ
ナ2−1側にビームを向けることができる。
That is, as shown in FIG.
Element antenna 102-1 and second element antenna 102
−2 has a phase difference of 180 °, and the first element antenna 101 has a phase difference of −90 ° with respect to the second element antenna 2-1.
Is given by the phase shifter 5, the beam can be directed to the second element antenna 2-3 side.
When the first element antenna is given a phase difference of + 90 ° with respect to the second element antenna 2-1, the beam can be directed to the second element antenna 2-1.

【0035】したがって、本発明の第2の実施形態に係
るアレーアンテナ装置では、第2の素子アンテナの数が
2となったため、第2の素子アンテナ102−1、10
2−2と第1の素子アンテナ101を結んで形成される
面内において、第1の素子アンテナへの給電位相を+9
0°または−90°の値に設定することで、2ビームの
切り替えが実現できる。
Therefore, in the array antenna device according to the second embodiment of the present invention, since the number of the second element antennas is 2, the second element antennas 102-1 and 102-1
In the plane formed by connecting 2-2 and the first element antenna 101, the power supply phase to the first element antenna is set to +9.
By setting the value to 0 ° or −90 °, switching between two beams can be realized.

【0036】すなわち、本発明の第2の実施形態に係る
アレーアンテナ装置は、例えば構内の壁などに設置し、
基地局から右方向あるいは左方向(または上方向、下方
向)のみのビームを向けるといった簡単な制御のみを行
う基地局アンテナに適用可能であり、ビームの制御も第
1の素子アンテナ1に接続された移相器5のみの制御で
実現できるため、安価で小形なアレーアンテナ装置を提
供できる。
That is, the array antenna device according to the second embodiment of the present invention is installed on, for example, a premises wall,
The present invention is applicable to a base station antenna that performs only simple control such as directing a beam only in the right direction or left direction (or upward or downward) from the base station. Beam control is also connected to the first element antenna 1. Since it can be realized by controlling only the phase shifter 5, an inexpensive and compact array antenna device can be provided.

【0037】なお、図1および図5に示す実施形態にお
いては、第1の素子アンテナ(1、101)と第2の素
子アンテナ(12−1乃至2−4、102−1乃至10
2−2)として、誘電体基板4上に形成された円形のマ
イクロストリップアンテナを示したが、これに限らず、
他の形状のマイクロストリップアンテナであってもよい
し、プリンテッドダイポールアンテナであってもよい。
さらに、接地導体板5上に形成されたスロットアンテナ
であってもよいし、誘電体チップアンテナのような小形
アンテナであってもよいし、接地導体板4に平行に設置
されたダイポールアンテナでもよいし、ヘリカルアンテ
ナやスパイラルアンテナ等の線状アンテナであっても、
本発明の効果に変わりはない。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 5, the first element antenna (1, 101) and the second element antenna (12-1 to 2-4, 102-1 to 10-1) are used.
As 2-2), a circular microstrip antenna formed on the dielectric substrate 4 is shown, but is not limited thereto.
It may be a microstrip antenna of another shape or a printed dipole antenna.
Further, it may be a slot antenna formed on the ground conductor plate 5, a small antenna such as a dielectric chip antenna, or a dipole antenna installed parallel to the ground conductor plate 4. However, even with a linear antenna such as a helical antenna or a spiral antenna,
There is no change in the effect of the present invention.

【0038】(第3の実施形態)次に本発明の第3の実
施形態に係るアレーアンテナ装置について、図6を用い
て説明する。
(Third Embodiment) Next, an array antenna device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0039】第3の実施形態に係るアレーアンテナ装置
においては、第1の素子アンテナの給電点の個数が1点
ではなく2である点が第2の実施形態と異なる。それ以
外の部分については基本的に同じであるので、同一部分
に同一符号を付してその説明は省略する。
The array antenna device according to the third embodiment differs from the second embodiment in that the number of feed points of the first element antenna is two instead of one. The other parts are basically the same, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0040】すなわち、本実施形態においては、全体構
成は図5に示す本発明の第3の実施形態と同じであり、
接地導体板4上の誘電体基板3に形成されたマイクロス
トリップパッチアンテナである、第1の素子アンテナ1
01と第1の素子アンテナ101と対称に2個の第2の
素子アンテナ102−1、第2の素子アンテナ102−
2が誘電体基板3に設けられている。
That is, in this embodiment, the overall configuration is the same as that of the third embodiment of the present invention shown in FIG.
The first element antenna 1 which is a microstrip patch antenna formed on the dielectric substrate 3 on the ground conductor plate 4
01 and two first element antennas 102-1 and 102-2 symmetrically with the first element antenna 101.
2 is provided on the dielectric substrate 3.

【0041】図6は本発明の第3の実施形態に係るアレ
ーアンテナ装置の第1の素子アンテナ1の詳細図であ
る。図6において、第1の素子アンテナ101に設けら
れた第1の給電点9−1と第2の給電点9−2はy軸上
に存在し、互いに第1の素子アンテナ1の中心Oに対し
て点対称な位置に設置されている。ここで第2の給電点
9−2を開放し、第1の給電点9−1のみを励振した場
合、図中実線の矢印で示すようにY軸に平行な直線偏波
を励振する。
FIG. 6 is a detailed view of the first element antenna 1 of the array antenna device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 6, a first feeding point 9-1 and a second feeding point 9-2 provided on the first element antenna 101 exist on the y-axis, and are mutually located at the center O of the first element antenna 1. It is installed at a point symmetrical position with respect to. Here, when the second feeding point 9-2 is opened and only the first feeding point 9-1 is excited, linearly polarized waves parallel to the Y-axis are excited as shown by solid-line arrows in the figure.

【0042】一方、第1の給電点9−1を開放し、第2
の給電点9−2を励振した場合には、図中破線の矢印の
ようにY軸に沿って第1の給電点9−1を励振した場合
とは反対向きの偏波を励振する。この偏波は第1の給電
点9−1を励振した場合の偏波とは位相が180°異な
ることから、第2の給電点9−2を励振することは第1
の給電点9−1への給電位相を180°変化させたこと
に等しい。
On the other hand, the first feeding point 9-1 is opened, and the second feeding point 9-1 is opened.
When the power supply point 9-2 is excited, the polarization in the opposite direction to that when the first power supply point 9-1 is excited is excited along the Y-axis as indicated by a broken arrow in the drawing. Since the phase of this polarized wave is different from that of the polarized wave when the first feeding point 9-1 is excited by 180 °, the exciting of the second feeding point 9-2 is the first exciting point.
This is equivalent to changing the power supply phase to the power supply point 9-1 by 180 °.

【0043】図7に第3の実施形態に係るアレーアンテ
ナ装置の給電部を示す。図7において、回線網を形成し
ているLAN20を伝送した信号は無線回路21により
変調され無線信号になり、この無線信号は、分配/合成
器8(この場合は分配)において、第1の素子アンテナ
101への信号と2つの第2の素子アンテナ(102−
1、102−2)への信号とに分配される。分配された
第1の素子アンテナ101への信号は、給電点選択器制
御器11からの制御信号に従って第1の素子アンテナ1
01の給電点を選択する給電点選択器10を介して、選
択された給電点より第1の素子アンテナ101に給電さ
れ、第1の素子アンテナ101より放射される一方、分
配/合成器8(この場合は分配)において分配された第
2の素子アンテナへの信号は、2つの第2の素子アンテ
ナ(102−1、102−2)の各々に所望の固定の位
相差(ここでは+180°)をつけて信号を分配する給
電回路7を介して所定の位相差をもって2つの第2の素
子アンテナ(102−1、102−2)に給電され、第
2の素子アンテナ(102−1、102−2)から放射
される。
FIG. 7 shows a feed section of the array antenna device according to the third embodiment. In FIG. 7, a signal transmitted through a LAN 20 forming a circuit network is modulated by a radio circuit 21 to become a radio signal, and the radio signal is transmitted to a first element in a distribution / combiner 8 (in this case, distribution). The signal to the antenna 101 and the two second element antennas (102-
1, 102-2). The distributed signal to the first element antenna 101 is transmitted to the first element antenna 1 according to the control signal from the feed point selector controller 11.
01 is fed from the selected feeding point to the first element antenna 101 via the feeding point selector 10 for selecting the feeding point of No. 01 and is radiated from the first element antenna 101, while the distributor / combiner 8 ( In this case, the signal distributed to the second element antenna in the distribution) is transmitted to each of the two second element antennas (102-1, 102-2) by a desired fixed phase difference (here, + 180 °). Are fed to the two second element antennas (102-1, 102-2) with a predetermined phase difference via a feeder circuit 7 for distributing the signal with the second element antennas (102-1, 102-2). Radiated from 2).

【0044】本実施形態においては、第1の実施形態同
様、第2の素子アンテナが2個形成されているので、第
2の素子アンテナ間の位相差は180°となる。
In this embodiment, as in the first embodiment, since two second element antennas are formed, the phase difference between the second element antennas is 180 °.

【0045】よって本発明の第3の実施形態に係るアレ
ーアンテナ装置では、第1の実施形態のように第1の素
子アンテナ1の励振位相を詳細に設定することはできな
いが、給電点選択器10により第1の素子アンテナ10
1の給電点を選択することにより、第1の素子アンテナ
101の位相を180°変えることができるので、例え
ばX軸の+方向を向いたビームと−方向を向いたビーム
のみが必要な場合には高価な移相器を用いなくともビー
ムを切り換えることが可能である。
Therefore, in the array antenna device according to the third embodiment of the present invention, the excitation phase of the first element antenna 1 cannot be set in detail as in the first embodiment, but the feed point selector 10, the first element antenna 10
By selecting one feed point, the phase of the first element antenna 101 can be changed by 180 °. For example, when only a beam directed in the + direction and a beam directed in the-direction of the X axis are required. Can switch beams without using expensive phase shifters.

【0046】なお、図6においては、第1の素子アンテ
ナ101の給電方法として、同軸線路の中心導体を第1
の素子アンテナに直接接続したピン給電方式と呼ばれる
給電方法を用いたが、これに限らず、マイクロストリッ
プ線路等の給電線路を直接接続する給電方法、接地導体
板4上に形成されたスロットを介して給電するスロット
結合給電方式、第1の素子アンテナ101と接地導体板
の間あるいは接地導体板4上に形成された給電線路を第
1の素子アンテナ1の内部に挿入した近接結合給電方式
であってもよい。
In FIG. 6, as a feeding method for the first element antenna 101, the center conductor of the coaxial line
A power supply method called a pin power supply method directly connected to the element antenna was used. However, the present invention is not limited to this, and a power supply method of directly connecting a power supply line such as a microstrip line or the like is provided through a slot formed on the ground conductor plate 4. Or a close-coupling feed system in which a feed line formed between the first element antenna 101 and the ground conductor plate or on the ground conductor plate 4 is inserted into the first element antenna 1. Good.

【0047】また、図6においては、励振される偏波は
Y軸に沿った直線偏波であったが、これに限らず、X軸に
沿った直線偏波であれば第1の給電点9−1と第2の給
電点9−2をそれぞれ90°回転させた位置に設置する
ことで実現できる。さらにマイクロストリップアンテナ
等で高次モードを用いる場合には、高次モードの電磁界
分布に合わせて第1の給電点9−1と第2の給電点9−
2の位置関係を変えることにより、同様の効果を得るこ
とができる。例えば、TM21モードと呼ばれる高次モー
ドを用いた場合には、第1の給電点9−1と第2の給電
点9−2を互いのなす角度が90°となるように設定す
ればよい。
In FIG. 6, the excited polarization is
Although linear polarization along the Y-axis was used, the present invention is not limited to this. For linear polarization along the X-axis, the first feeding point 9-1 and the second feeding point 9-2 are each 90 ° It can be realized by installing it in a rotated position. Further, when a higher mode is used in a microstrip antenna or the like, the first feeding point 9-1 and the second feeding point 9- are adjusted according to the electromagnetic field distribution of the higher mode.
The same effect can be obtained by changing the positional relationship between the two. For example, when a higher-order mode called a TM21 mode is used, the angle between the first feeding point 9-1 and the second feeding point 9-2 may be set to 90 °.

【0048】さらに本発明に係る第3の実施形態である
アレーアンテナ装置が円偏波を励振する場合には、例え
ば図8に示すように、第1の素子アンテナ201に縮退
分離素子12−1、12−2を設け、第1の給電点10
9−1、第2の給電点109−2を図6と同様に設ける
ことによって、直線偏波と同様の効果を得ることができ
る。
When the array antenna apparatus according to the third embodiment of the present invention excites circularly polarized waves, for example, as shown in FIG. , 12-2, and the first feeding point 10
By providing the 9-1 and the second feeding points 109-2 in the same manner as in FIG. 6, the same effect as that of the linearly polarized wave can be obtained.

【0049】図6及び図8に示す第3の実施形態におい
ては、第1の素子アンテナ(101,201)として、
誘電体基板4上に形成された円形のマイクロストリップ
アンテナを示したが、これに限らず他の形状のマイクロ
ストリップアンテナであってもよい。
In the third embodiment shown in FIGS. 6 and 8, as the first element antenna (101, 201),
Although the circular microstrip antenna formed on the dielectric substrate 4 is shown, the present invention is not limited to this, and a microstrip antenna having another shape may be used.

【0050】また、第4の実施形態では第2の素子アン
テナを2つの場合について説明したが、第2り素子アン
テナが3つ以上の場合にも適用できる。
In the fourth embodiment, the case where the number of the second element antennas is two has been described. However, the present invention can be applied to the case where the number of the second element antennas is three or more.

【0051】(第4の実施形態)次に、本発明の第4の
実施形態に係るアレーアンテナ装置について図9
(a)、(b)を用いて説明する。
(Fourth Embodiment) Next, an array antenna device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (a) and (b).

【0052】第4の実施形態に係るアレーアンテナ装置
においては、素子アンテナ毎ではなく複数個の素子アン
テナから構成されるサブアレーアンテナ単位で位相制御
を行うものである。
In the array antenna apparatus according to the fourth embodiment, phase control is performed not for each element antenna but for each sub-array antenna composed of a plurality of element antennas.

【0053】図9(a)に示すように本発明の第4の実
施形態に係るアレーアンテナ装置においては、中心軸上
に複数個の素子アンテナ(13−1〜13−m)からな
る第1のサブアレー13が接地導体板4上の誘電体基板
3に形成されている。この第1のサブアレー13とある
一定の距離だけ離れたところに複数個の素子アンテナ
(14−1〜14−m)からなる第2のサブアレー14
が形成されており、第1のサブアレー13からみて第2
のサブアレー反対側に同じ距離だけ離れて複数個の素子
アンテナ(15−1〜15−m)からなる第3のサブア
レー15が形成されている。
As shown in FIG. 9A, in the array antenna device according to the fourth embodiment of the present invention, a first antenna comprising a plurality of element antennas (13-1 to 13-m) on a central axis. Are formed on the dielectric substrate 3 on the ground conductor plate 4. A second sub-array 14 including a plurality of element antennas (14-1 to 14-m) is located at a certain distance from the first sub-array 13.
Are formed, and the second sub-array 13 is viewed from the first sub-array 13.
A third sub-array 15 composed of a plurality of element antennas (15-1 to 15-m) is formed at the same distance from the other side of the sub-array.

【0054】また、図9(b)に示すように第1のサブ
アレー13は第1のサブアレーの励振位相を変化させる
位相器5に接続され、第2のサブアレー14と第3のサ
ブアレー15はそれぞれにある所定の位相差をもって給
電を行う給電回路7に接続されている。
Also, as shown in FIG. 9B, the first sub-array 13 is connected to the phase shifter 5 for changing the excitation phase of the first sub-array, and the second sub-array 14 and the third sub-array 15 are Is connected to a power supply circuit 7 for supplying power with a predetermined phase difference.

【0055】また、図9(b)に示すように回線網を形
成しているLAN20を伝送した信号は無線回路21に
より変調され無線信号になり、この無線信号は分配/合
成器8において、第1のサブアレー13への信号と、第
2のサブアレー14及び第3のサブアレー15への信号
とに分配される。分配された第1のサブアレー13への
信号は、移相制御器6からの制御信号によって通過位相
を変化させる移相器5を介して第1のサブアレー13へ
所望の励振位相で給電され、第1のサブアレーから放射
される。一方、分配/合成器8において分配された第2
のサブアレー14と第3のサブアレー15への信号は、
第2のサブアレー14及び第3のサブアレー15の各々
に所望の固定の位相差をつけて信号を分配する給電回路
7を介して所定の位相差、例えば180°の位相差をも
って給電され、第2のサブアレー14及び第3のサブア
レー15から放射される。
As shown in FIG. 9B, a signal transmitted through the LAN 20 forming a circuit network is modulated by a radio circuit 21 to become a radio signal. The signal is distributed to the signal to one sub-array 13 and the signal to the second sub-array 14 and the signal to the third sub-array 15. The distributed signal to the first sub-array 13 is fed to the first sub-array 13 at a desired excitation phase via the phase shifter 5 that changes the passing phase by a control signal from the phase shift controller 6, Radiated from one sub-array. On the other hand, the second distributed by the distributor / combiner 8
The signals to the sub-array 14 and the third sub-array 15 are
Each of the second sub-array 14 and the third sub-array 15 is fed with a predetermined phase difference, for example, a phase difference of 180 °, through a feed circuit 7 for distributing a signal with a desired fixed phase difference. Are radiated from the sub-array 14 and the third sub-array 15.

【0056】本実施形態においては、第2のサブアレー
14と第3のサブアレー15が互いに第1のサブアレー
13に対して対称な位置に形成されている。そのため第
2のサブアレー14と第3のサブアレー15への給電位
相は180°の位相差をもって給電している。そのた
め、本発明の第2の実施例に係るアレーアンテナ装置同
様、第1のサブアレーの励振位相を変化させることによ
り、サブアレーを配列した面内でビームを走査すること
ができる。
In this embodiment, the second sub-array 14 and the third sub-array 15 are formed at positions symmetrical to each other with respect to the first sub-array 13. Therefore, power is supplied to the second sub-array 14 and the third sub-array 15 with a phase difference of 180 °. Therefore, similarly to the array antenna apparatus according to the second embodiment of the present invention, by changing the excitation phase of the first sub-array, it is possible to scan the beam within the plane in which the sub-arrays are arranged.

【0057】本発明の第2の実施形態に係るアレーアン
テナ装置と本発明の第4の実施形態に係るアレーアンテ
ナ装置との違いは、サブアレーを構成している面内での
ビーム形状が異なる点である。例えば、第4の実施形態
におけるアレーアンテナ装置では、第1のサブアレー1
3、第2のサブアレー14、第3のサブアレー15を構
成している素子アンテナ(13−1〜13−m,14−
1〜14−m,15−1〜15−m)の励振振幅及び位
相を所望の値に設定することにより、サブアレーを構成
している面内で低サイドローブ化やコセカント二乗ビー
ム等の固定成形ビームを形成することが可能である。そ
のため、構内の壁などに立てかけて第4の実施形態のア
レーアンテナ装置を使う場合には、設置された環境に合
わせたビームを予め形成することができるため、他所へ
の電力漏洩やゾーン内での電力不足などを防ぎ、良好な
通信を確保することが可能となる。
The difference between the array antenna device according to the second embodiment of the present invention and the array antenna device according to the fourth embodiment of the present invention is that the beam shape in the plane constituting the sub-array is different. It is. For example, in the array antenna device according to the fourth embodiment, the first sub-array 1
3, element antennas (13-1 to 13-m, 14-m) constituting the second sub-array 14 and the third sub-array 15.
1-14-m, 15-1 to 15-m) by setting the excitation amplitude and phase to desired values, thereby reducing sidelobes and forming fixedly shaped cosecant square beams in the plane constituting the sub-array. It is possible to form a beam. Therefore, when the array antenna device according to the fourth embodiment is used by leaning against a wall or the like in the premises, a beam can be formed in advance in accordance with the installed environment, so that power leakage to another place or in the zone can be prevented. Power shortage, etc., and good communication can be secured.

【0058】以上の第1乃至第4の実施形態において
は、送信用のアレーアンテナ装置について説明している
が、当該装置は従来技術の多セクタアンテナ装置あるい
はアレーアンテナ装置と同様に、受信用として用いるこ
とも可能である。
In the first to fourth embodiments described above, the transmitting array antenna device has been described. However, the transmitting antenna device is used for receiving similarly to the conventional multi-sector antenna device or array antenna device. It is also possible to use.

【0059】また、以上の第1乃至第4の実施形態にお
いては、誘電体基板3を単層の誘電体基板として扱って
いるが、これに限らず複数の誘電率の異なる基板を積層
した多層基板であってもよいし、同一面内で一部分のみ
周りと異なる誘電率をもつ誘電体基板であってもよい
し、空気層であってもよい。
In the first to fourth embodiments, the dielectric substrate 3 is treated as a single-layer dielectric substrate. However, the present invention is not limited to this. It may be a substrate, a dielectric substrate having a dielectric constant different from that of only a part in the same plane, or an air layer.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上、述べたように本発明では第1の素
子アンテナの励振位相および給電点、あるいは第1のサ
ブアレーの励振位相のみを変化させることにより、非常
に簡単な構成によって電子的に指向特性を制御可能なア
レーアンテナ装置の実現が可能となる。
As described above, according to the present invention, by changing only the excitation phase and the feeding point of the first element antenna or the excitation phase of the first sub-array, it is possible to obtain electronically with a very simple configuration. An array antenna device capable of controlling the directional characteristics can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る第1の実施形態であるアレーアン
テナ装置を構成する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an array antenna device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】本発明に係る第1の実施形態であるアレーアン
テナ装置の給電部の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a feed unit of the array antenna device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る第1の実施形態であるアレーアン
テナ装置の水平方向の指向特性例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a directional characteristic in a horizontal direction of the array antenna device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明に係る第1の実施形態であるアレーアン
テナ装置の垂直方向の指向特性例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a directional characteristic in a vertical direction of the array antenna device according to the first embodiment of the present invention;

【図5】本発明に係る第2の実施形態であるアレーアン
テナ装置の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an array antenna device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明に係る第3の実施形態であるアレーアン
テナ装置を構成する第1の素子アンテナ101の構成を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a first element antenna 101 configuring an array antenna device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明に係る第3の実施形態であるアレーアン
テナ装置の給電部の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a feeder of an array antenna device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明に係る第3の実施形態であるアレーアン
テナ装置を構成する第1の素子アンテナ101の別の構
成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing another configuration of the first element antenna 101 configuring the array antenna device according to the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明に係る第4の実施形態であるアレーアン
テナ装置の構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an array antenna device according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101・・・・・・・・・・・第1の素子アンテナ 2−1〜2−4、102−1・・・第2の素子アンテナ 3・・・・・・・・・・・・・・・誘電体基板 4・・・・・・・・・・・・・・・接地導体板 5・・・・・・・・・・・・・・・移相器 6・・・・・・・・・・・・・・・移相器制御器 7・・・・・・・・・・・・・・・給電器 8・・・・・・・・・・・・・・・分配/合成器 9−1、9−2・・・・・・・・・給電点 10・・・・・・・・・・・・・・給電点選択器 11・・・・・・・・・・・・・・給電点選択器制御器 12・・・・・・・・・・・・・・縮退分離素子 13、14・・・・・・・・・・・サブアレー 15・・・・・・・・・・・・・・励振素子 20・・・・・・・・・・・・・・LAN 21・・・・・・・・・・・・・・無線回路 1, 101 ··· First element antenna 2-1 to 2-4, 102-1 ... second element antenna 3 ···· Dielectric substrate 4 .... Grounding conductor plate 5 ... Phase shifter 6 ···· Phase shifter controller 7 ... Power feeder 8 ····· Distributor / combiner 9-1, 9-2 ... Feeding point 10: Feeding point selector 11 ... Feeding point selector controller 12 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Degenerate separation element 13, 14 ・ ・ ・ Sub-array 15 Excitation element 20 LAN 21 ... Wireless circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大舘 紀章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 辻村 彰宏 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 伊藤 敬義 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 5J021 AA03 AA05 AA09 AB06 DB03 DB05 FA06 FA32 GA02 HA05 JA05 JA06 5J045 AA12 AA21 CA01 CA04 DA10 EA07 FA02 JA15    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Kisho Odate             No. 1 Komukai Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa             Toshiba R & D Center (72) Inventor Akihiro Tsujimura             No. 1 Komukai Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa             Toshiba R & D Center (72) Inventor Takayoshi Ito             No. 1 Komukai Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa             Toshiba R & D Center F term (reference) 5J021 AA03 AA05 AA09 AB06 DB03                       DB05 FA06 FA32 GA02 HA05                       JA05 JA06                 5J045 AA12 AA21 CA01 CA04 DA10                       EA07 FA02 JA15

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の素子アンテナと、この第1の素子ア
ンテナから等距離で、互いに等間隔をもって配列された
複数個の第2の素子アンテナ群から構成されるサブアレ
ーアンテナと、前記第1の素子アンテナに接続され、前
記第1の素子アンテナへの給電位相を変化させる可変移
相手段と、この可変移相手段の位相可変の制御を行う移
相制御手段と、前記複数の第2の素子アンテナに接続さ
れ、隣り合う前記第2の素子アンテナ同士で所定の位相
差をもって、前記第2の素子アンテナの各々に給電を行
う給電手段と、前記可変移相手段と前記給電手段に接続
され、前記可変移相手段と前記給電手段への電力の分配
または前記可変移相手段と前記給電手段からの電力の合
成を行う電力合分配手段と具備することを特徴とするア
レーアンテナ装置。
A first element antenna; a sub-array antenna comprising a plurality of second element antenna groups arranged at equal distances from the first element antenna and at equal intervals from each other; A variable phase shifter connected to the first element antenna for changing a power supply phase to the first element antenna; a phase shift controller for controlling a variable phase of the variable phase shifter; A power supply unit connected to an element antenna and configured to supply power to each of the second element antennas with a predetermined phase difference between adjacent second element antennas, and connected to the variable phase shift unit and the power supply unit; And an electric power distribution means for distributing power to the variable phase shift means and the power supply means or combining powers from the variable phase shift means and the power supply means.
【請求項2】2つ以上の給電点をもつ第1の素子アンテ
ナと、この第1の素子アンテナから等距離で、互いに等
間隔をもって配列された複数個の第2の素子アンテナ群
から構成されるサブアレーアンテナと、前記第1の素子
アンテナに接続され、前記第1の素子アンテナの有する
2つ以上の給電点の1つを選択し、選択したアンテナに
電力を給電する給電点選択手段と、前記給電点選択手段
の選択制御を行う給電点選択手段制御手段と、前記複数
の第2の素子アンテナに接続され、隣り合う前記第2の
素子アンテナ同士で所定の位相差をもって、前記第2の
素子アンテナの各々に給電を行う給電手段と、前記給電
点選択手段と前記給電手段に接続され、前記給電点選択
手段と前記給電手段への電力の分配または前記給電点選
択手段と前記給電手段からの電力の合成を行う電力合分
配手段とを具備し、前記第1の素子アンテナの2つ以上
ある給電点は、それぞれを単独で励振した場合に、他方
の前記第1の素子アンテナ放射される電磁波の偏波が同
じで位相が180°異なる位置に設けられていることを
特徴とするアレーアンテナ装置。
2. A first element antenna having two or more feeding points, and a plurality of second element antenna groups arranged at equal distances from each other and at equal intervals from the first element antenna. A sub-array antenna that is connected to the first element antenna, and a feed point selecting unit that selects one of two or more feed points of the first element antenna and feeds power to the selected antenna; A feed point selection means control means for performing selection control of the feed point selection means; and a second phase difference between the adjacent second element antennas connected to the plurality of second element antennas and a predetermined phase difference between the second element antennas. Feeding means for feeding power to each of the element antennas; being connected to the feeding point selecting means and the feeding means, and distributing power to the feeding point selecting means and the feeding means or the feeding point selecting means and the feeding Power combining / distributing means for combining power from the stages, wherein two or more feed points of the first element antenna are radiated when each of them is excited independently. An array antenna device characterized in that the electromagnetic waves are provided at positions where the polarizations of the electromagnetic waves are the same and the phases are different by 180 °.
【請求項3】前記給電手段の与える隣り合う前記第2の
素子アンテナ同士の位相差が、360/n度(nは第2
の素子アンテナ数)に等しいことを特徴とする請求項1
記載又は請求項2記載のアレーアンテナ装置。
3. The phase difference between adjacent second element antennas provided by the power supply means is 360 / n degrees (n is the second
2. The number of element antennas).
The array antenna device according to claim 2 or 3.
【請求項4】第1の素子アンテナと、この第1の素子ア
ンテナの給電点に対して互いに点対象の位置に配列され
た第2の素子アンテナ及び第3の素子アンテナから構成
されるサブアレーアンテナと、前記第1の素子アンテナ
に接続され、前記第1の素子アンテナへの給電位相を変
化させる可変移相手段と、この可変移相手段の位相可変
の制御を行う移相制御手段と、前記第1の素子アンテナ
及び第2の素子アンテナに接続され、180°の位相差
をもって前記第1の素子アンテナ及び第2の素子アンテ
ナに給電を行う給電手段と、前記可変移相手段と前記給
電手段に接続され、前記可変移相手段と前記給電手段へ
の電力の分配または前記可変移相手段と前記給電手段か
らの電力の合成を行う電力合分配手段と具備することを
特徴とするアレーアンテナ装置。
4. A sub-array antenna comprising a first element antenna, and a second element antenna and a third element antenna arranged at positions symmetrical with respect to a feed point of the first element antenna. A variable phase shifter connected to the first element antenna for changing a power supply phase to the first element antenna; a phase shift controller for controlling a variable phase of the variable phase shifter; Feeding means connected to a first element antenna and a second element antenna for feeding power to the first element antenna and the second element antenna with a phase difference of 180 °; the variable phase shifting means and the feeding means And power distribution means for distributing power to the variable phase shift means and the power supply means or combining power from the variable phase shift means and the power supply means. Antenna equipment.
【請求項5】2つ以上の給電点をもつ第1の素子アンテ
ナと、この第1の素子アンテナの給電点に対して互いに
点対象の位置に配列された第2の素子アンテナ及び第3
の素子アンテナから構成されるサブアレーアンテナと、
前記第1の素子アンテナに接続され、前記第1の素子ア
ンテナの有する2つ以上の給電点の1つを選択し、選択
したアンテナに電力を給電する給電点選択手段と、前記
給電点選択手段の選択制御を行う給電点選択手段制御手
段と、前記第1の素子アンテナ及び第2の素子アンテナ
に接続され、180°の位相差をもって前記第1の素子
アンテナ及び第2の素子アンテナに給電を行う給電手段
と、前記給電点選択手段と前記給電手段に接続され、前
記給電点選択手段と前記給電手段への電力の分配または
前記給電点選択手段と前記給電手段からの電力の合成を
行う電力合分配手段とを具備し、前記第1の素子アンテ
ナの2つ以上ある給電点は、それぞれを単独で励振した
場合に、他方の前記第1の素子アンテナ放射される電磁
波の偏波が同じで位相が180°異なる位置に設けられ
ていることを特徴とするアレーアンテナ装置。
5. A first element antenna having two or more feed points, a second element antenna and a third element antenna arranged at point-symmetric positions with respect to the feed point of the first element antenna.
A sub-array antenna composed of element antennas,
Feeding point selecting means connected to the first element antenna, selecting one of two or more feeding points of the first element antenna, and feeding power to the selected antenna; and the feeding point selecting means Feeding point selecting means controlling means for performing selection control of the first element antenna and the second element antenna, and supplying power to the first element antenna and the second element antenna with a phase difference of 180 °. Power supply means for performing the power supply, connected to the power supply point selection means and the power supply means, and for distributing power to the power supply point selection means and the power supply means or for combining power from the power supply point selection means and the power supply means The first element antenna has two or more feed points. When each of the feed points is excited independently, the other element antennas emit the same electromagnetic wave with the same polarization. Array antenna apparatus characterized by phases are provided in 180 ° different positions.
【請求項6】前記第1の素子アンテナに縮退分離素子を
配置することを特徴とする請求項4又は請求項5記載の
アレーアンテナ装置。
6. The array antenna device according to claim 4, wherein a degenerate separation element is arranged on the first element antenna.
【請求項7】複数の第1の素子アンテナを1次元的に配
列して構成される第1のサブアレーアンテナと、前記第
1のサブアレーと平行に、複数の第2の素子アンテナを
1次元的に配列して構成される第2のサブアレーアンテ
ナと、前記第1のサブアレーに対して前記第2のサブア
レーアンテナとは反対側に前記第1のサブアレーアンテ
ナと平行で、前記第1のサブアレーと前記第2のサブア
レーアンテナとの間隔と同じ間隔をもち、複数の第3の
素子アンテナを1次元的に配列して構成される第3のサ
ブアレーアンテナと、前記第1のサブアレーアンテナに
接続され、前記第1の素子アンテナへの給電位相を変化
させる可変移相手段と、この可変移相手段の位相可変の
制御を行う移相制御手段と、前記第2のサブアレーアン
テナ及び第3のサブアレーアンテナに接続され、前記第
2の素子アンテナ及び第3の素子アンテナ間で所定の位
相差をもって、各々の素子アンテナに給電を行う給電手
段と、前記可変移相手段と前記給電手段に接続され、前
記可変移相手段と前記給電手段への電力の分配または前
記可変移相手段と前記給電手段からの電力の合成を行う
電力合分配手段と具備することを特徴とするアレーアン
テナ装置。
7. A first sub-array antenna comprising a plurality of first element antennas arranged one-dimensionally, and a plurality of second element antennas arranged one-dimensionally in parallel with the first sub-array. A second sub-array antenna arranged in parallel with the first sub-array and the first sub-array being parallel to the first sub-array on a side opposite to the second sub-array antenna with respect to the first sub-array. A third sub-array antenna having the same interval as the second sub-array antenna and having a plurality of third element antennas arranged one-dimensionally and connected to the first sub-array antenna, A variable phase shifter for changing a feeding phase to the first element antenna, a phase shift controller for controlling a variable phase of the variable phase shifter, the second sub-array antenna and a third sub-array; A power supply unit connected to the array antenna, for supplying power to each of the element antennas with a predetermined phase difference between the second element antenna and the third element antenna, and connected to the variable phase shift unit and the power supply unit; And an electric power distribution means for distributing power to the variable phase shift means and the power supply means or for combining power from the variable phase shift means and the power supply means.
【請求項8】請求項1乃至7のいずれか1項に記載のア
レーアンテナ装置と、前記電力合分配手段に接続され、
前記電力合分配手段に無線信号を供給しまたは前記電力
合分配手段から無線信号が供給される無線回路とを具備
する無線通信装置。
8. An array antenna device according to claim 1, which is connected to said power combining and distributing means,
A wireless circuit that supplies a radio signal to the power distribution unit or receives a radio signal from the power distribution unit.
【請求項9】前記無線回路は回線網に接続されているこ
とを特徴とする請求項8記載の無線通信装置。
9. The radio communication apparatus according to claim 8, wherein said radio circuit is connected to a network.
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