JP2006074191A - フェーズドアレーアンテナシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブル長にバラツキがあっても影響なく差パターンを生成できるフェーズドアレーアンテナシステムを提供する。
【解決手段】複数のアンテナ素子と複数の移相器とで構成された和パターンと差パターンを有するフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、複数のアンテナ素子と複数の第１の移相器と電力合成器を用いて和パターンを発生する構成と、複数のアンテナ素子と複数の第１の移相器と複数の第２の移相器と電力合成器を用いて差パターンを発生する構成とを備え、上記第２の移相器は、各アンテナ素子に対するケーブルの長さで位相差を調整するように構成し、アレーアンテナの中心Ａから点対称にある１対のアンテナ素子の位相差を１８０°とし、各対をケーブル長が短い順あるいは長い順に反時計回りあるいは時計回りに順番に配置する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、和パターンと差パターンを有するフェーズドアレーアンテナシステムに係り、特に差パターンを効率よく生成できるフェーズドアレーアンテナシステムに関する。

従来、到来する電波を移動しながら受信するために、到来する電波を利用してアンテナビームをその到来する方向に指向させる自動追尾式フェーズドアレーアンテナシステムが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。このシステムでは、信号の受信などのために各アンテナ素子からの信号の和パターンと差パターンを生成する必要があり、それは移相器と電力合成器で作成される。

すなわち、図１０に示すように各アンテナ素子１_１〜１_Ｎで受信された信号を電力分配器２_１〜２_Ｎで２分配し、一方は和パターン用、他方は差パターン用とし、それぞれを移相量の調整可能な複数の移相器３_１〜３_Ｎ、３_１’〜３_Ｎ’で移相し、和パターン用電力合成器４ａ、差パターン用電力合成器４ｂで重ね合わせて生成する。

しかし、上記図１０に示す方法では、移相器３_１〜３_Ｎ、３_１’〜３_Ｎ’の量が和パターン用、差パターン用と２×Ｎ個必要になる。移相量が調整可能な移相器３_１〜３_Ｎ、３_１’〜３_Ｎ’は高価であり、また、移相制御回路や制御線の数が多くなり、回路が複雑になるという問題がある。

このような問題を解決するため、図１１に示すフェーズドアレーアンテナシステムが考えられている。すなわち、各アンテナ素子１_１〜１_Ｎで受信された信号をそれぞれ外部制御回路からの制御信号によって移相量の調整が可能な複数の移相器３_１〜３_Ｎで移相量を調整した後、電力分配器２_１〜２_Ｎで２分配し、その一方の信号は和パターン用電力合成器４ａで重ね合わせて和パターンを生成する。また、電力分配器２_１〜２_Ｎで分配した他方の信号は、複数の移相器５_１〜５_Ｎで位相を遅延させて差パターン用電力合成器４ｂに入力し、差パターンを生成する。
上記図１１に示す方法では、和パターン及び差パターン生成用として用いられる移相量の調整が可能な移相器はＮ個の移相器３_１〜３_Ｎで済むため、コスト、構造面でも効果的である。

上記図１１に示すフェーズドアレーアンテナシステムでは、移相器３_１〜３_Ｎにより和パターン用の移相量と差パターン用の移相量を同時に与えるように構成しているが、その原理について図１２を参照して説明する。

図１２は、上記図１１のフェーズドアレーアンテナシステムおける要部、すなわちｎ番目のアンテナ素子で受信された信号に対する処理系統を示したものである。ｎ番目のアンテナ素子で受信された信号は、移相器３ｎで移相量が調整された後、電力分配器２ｎに入力されて２分配される。この電力分配器２で分配された一方の信号は、和パターン用電力合成器４ａで合成されて和パターンが生成される。また、電力分配器２で分配された他方の信号は、移相器５ｎで遅延されて差パターン用電力合成器４ｂに入力され、差パターンが生成される。上記移相器５ｎは、入力された信号に対し「−２π（Ｎ−ｎ）／Ｎ」の位相の遅延処理を行なう。上記Ｎはアンテナ素子の素子数、ｎはアンテナ素子の素子番号（１〜Ｎ）である。

上記の構成において、差パターン用電力合成器４ｂに入力される信号が同相になるように各アンテナ素子の受信信号が移相されているとき、差パターン用電力合成器４ｂの出力を計算する。各移相器３ｎの出力信号波形をsin ωｔとすると、差パターン用電力合成器４ｂの出力は以下の通りとなる。

上記のように差パターン用電力合成器４ｂの合成出力は、「０」となる。このとき和パターン用電力合成器４ａの合成出力は最大値を示している。従って、和パターンのピーク方向と差パターンのヌル方向が一致することが分かる。なお、上記和パターンのピーク方向と差パターンのヌル方向の一致は、ｎの順番の取り方にはよらない。但し、差パターンの上記以外のポイントはｎの番号の取り方により大きく異なる。
特許第３３３１３５０号公報

上記図１１に示す方法は、移相量の調整が可能な移相器３_１〜３_Ｎの数が図１０に示した方法に比較して半分になり、コスト、構造面でも効果的であるが、特性にバラツキが発生するという問題がある。
すなわち、各アンテナ素子１_１〜１_Ｎでに対して１つの移相器で済ませるためには、差パターン生成用に移相器５_１〜５_Ｎが必要である。この移相器５_１〜５_Ｎには、主にケーブルを用い、位相遅延量は物理的なケーブルの長さで調整することになるので、ケーブル長が重要になる。このためケーブル長の加工寸法、つまり、長さのバラツキを如何に押さえるかが問題となる。上記ケーブル長のバラツキは、大きく特性に影響する。しかし、特許文献１に示されたフェーズドアレーアンテナシステムでは、ケーブル長の加工寸法等については、特に示されておらず、特性のバラツキについては考慮されていない。

従来の方法では、ケーブル長の加工寸法をかなり精度よく加工し、そのあとの電力合成を含めた移相量を正確に計算通りの値にする必要がある。しかし、正確にケーブル長を合わせて加工しても、往々にしてそのケーブルのバラツキ等で、差パターンの生成もかなりのバラツキが生じ、しっかりとしたヌル点が出ない場合が多い。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、ケーブル長にバラツキがあっても影響なく差パターンを生成でき、和パターンのピークのポイントが差パターンではしっかりとしたヌル点を生成することができるフェーズドアレーアンテナシステムを提供することを目的とする。

第１の発明は、複数のアンテナ素子と複数の移相器とで構成されたフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、
複数のアンテナ素子と複数の第１の移相器と電力合成器を用いて和パターンを発生する構成と、複数のアンテナ素子と複数の第１の移相器と複数の第２の移相器と電力合成器を用いて差パターンを発生する構成とを備え、
上記第１の移相器は各アンテナ素子に対して移相量の調整可能な１台の移相器であり、和パターンを発生する構成と差パターンを発生する構成における移相量を共通に与え、また、差パターンを発生する構成における第２の移相器の位相差と配置は、アレーアンテナの中心から点対称にある１対のアンテナ素子の位相差を１８０°とし、各対を位相差が大きい順あるいは小さい順に反時計回りあるいは時計回りに順番に配置するものであることを特徴とする。

第２の発明は、上記第１の発明に係るフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、上記差パターンを発生する構成における第２の移相器は、各アンテナ素子に対するケーブルの長さで位相差を調整するものであり、当該第２の移相器の位相差と配置は、アレーアンテナの中心から点対称にある１対のアンテナ素子の位相差を１８０°とし、各対をケーブル長が短い順あるいは長い順に反時計回りあるいは時計回りに順番に配置するものであることを特徴とするフェーズドアレーアンテナシステム。

本発明によれば、差パターン用の第２の移相器を構成するケーブルの長さを設定値に加工する際、ケーブル長に多少のバラツキを生じたとしても特性に与える影響は少なく、良好な指向性パターンを得ることができる。このため差パターン生成用の第２の移相器を効率よく安価に製作することができる。また、和パターンのピークのポイントが差パターンではしっかりとしたヌル点を生成することができるので、差パターンを利用してアンテナビームをその到来する方向に指向させる自動追尾式フェーズドアレーアンテナシステムを構成することが可能になる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
本発明は、上記図１１に示したように、複数のアンテナ素子１_１〜１_Ｎと移相量の調整が可能な複数の移相器３_１〜３_Ｎとで構成された和パターンと差パターンを有するフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、複数のアンテナ素子１_１〜１_Ｎと複数の移相器３_１〜３_Ｎと和パターン用電力合成器４ａを用いて和パターンを発生する構成と、複数のアンテナ素子１_１〜１_Ｎと複数の移相器３_１〜３_Ｎと複数の移相器５_１〜５_Ｎと差パターン用電力合成器４ｂを用いて差パターンを発生する構成とを備え、上記の和パターンを発生する構成と差パターンを発生する構成とは少なくとも１つのアンテナ素子１ｎを移相量の調整可能な１台の移相器３ｎを使用した和パターン用の移相量と差パターン用の移相量を同時に与えることが可能な移相器３ｎを併用した構成を備えたフェーズドアレーアンテナシステムを対象としている。上記移相器３ｎはアンテナ素子１ｎに対して移相量の調整可能な１台の移相器であり、和パターンを発生する構成と差パターンを発生する構成における移相量を共通に与える。

なお、上記図１１に示したフェーズドアレーアンテナシステムでは、アンテナ素子１_１を基準として他のアンテナ素子１_２〜１_Ｎの信号の移相量を調整するので、移相器３_１は特に設けなくても良い。

そして、本発明の一実施形態に係るフェーズドアレーアンテナシステムは、上記図１１に示したフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、差パターン生成用の移相器５_１〜５_Ｎにケーブルを用いてそのケーブル長さで位相差を調整し、かつ、位相差を与える各ケーブルの配置によって最適な差パターンが得られるようにしたものである。

上記移相器５_１〜５_Ｎは、各アンテナ素子１_１〜１_Ｎに固定の移相量を与えるもので、各アンテナ素子１_１〜１_Ｎに対する移相器５_１〜５_Ｎのケーブル長の差をΔＬとすると、各ケーブル長の差ΔＬは、下式
ΔＬ＝（３６０°×ｎ）×Ｎ^−１ ・・・（１）
により求めることができる。なお、上式におけるｎは、各アンテナ素子１_１〜１_Ｎの素子番号である。

以下、本発明の一実施形態を図１に示すようにアンテナ素子１_１〜１_Ｎとして、＃１〜＃１８の１８個のパッチアンテナを例えばハニカム状にアレイ配置してフェーズドアレーアンテナ１０を構成した場合を例として説明する。上記アンテナ素子１_１〜１_Ｎとしては、例えばそれぞれ六角形状の基板上に円形パッチアンテナを形成したものを使用する。

まず、上記（１）式によって＃１〜＃１８のアンテナ素子１_１〜１_１８に対するケーブル長の差ΔＬ_１〜ΔＬ_１８を求め、図２に示すようにその長さの差を持つ差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８を用意する。アンテナ素子が１８個の場合、各差信号ケーブルＬ_１、Ｌ_２、…、Ｌ_１８間の位相差はそれぞれ２０°となる。また、最も長いケーブル長を有する差信号ケーブルＬ_１８のケーブル長の差ΔＬ_１８は、１λ（λ：使用周波数における波長）で「３６０°」である。

そして、図３（ａ）、図４（ａ）に示すように上記＃１〜＃１８のアンテナ素子１_１〜１_１８と差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８との配置関係を設定する。すなわち、アンテナ１０の中心Ａから点対称にある１対のアンテナ素子の位相差を１８０°とし、９対のアンテナ素子（アンテナ素子１_１〜１_１８）を例えばケーブル長が短い順に反時計回りに順番に配置する。図３は差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８の配置内容を示し、図４はアンテナ素子１_１〜１_１８と差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８との具体的な配置関係を示したものである。

図２に示すように差信号ケーブルＬ_１の位相差（ケーブル長の差ΔＬ_１）を２０°、差信号ケーブルＬ_１８の位相差（ケーブル長の差ΔＬ_１８）を３６０°（１λ）とした時、
Ｌ_１−Ｌ_１０
Ｌ_２−Ｌ_１１
Ｌ_３−Ｌ_１２
Ｌ_４−Ｌ_１３
Ｌ_５−Ｌ_１４
Ｌ_６−Ｌ_１５
Ｌ_７−Ｌ_１６
Ｌ_８−Ｌ_１７
Ｌ_９−Ｌ_１８
の組合せがそれぞれ１８０°の位相差となる。従って、図４（ａ）に示すように、差信号ケーブルＬ_１とＬ_１０とを対とし、また、差信号ケーブルＬ_２とＬ_１１とを対として配置する。その他の差信号ケーブルについても、同様に上記の組合せを対として配置する。

上記のようにアンテナの中心Ａから点対称にある１対のアンテナ素子の位相差を１８０°とし、９対のアンテナ素子を反時計回りに順番に配置する場合、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８は＃１〜＃１８のアンテナ素子１_１〜１_１８に対し、図３（ａ）及び図４（ａ）の［配列１］に示すように
「＃１７−＃１１−＃６−＃１８−＃１２−＃１−＃１３−＃７−＃２−＃１４−＃８−＃３−＃１５−＃９−＃４−＃１６−＃１０−＃５」
の順に接続する。すなわち、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８と＃１〜＃１８のアンテナ素子１_１〜１_１８とは、
Ｌ_１ ：＃１７
Ｌ_２ ：＃１１
Ｌ_３ ：＃６
Ｌ_４ ：＃１８
Ｌ_５ ：＃１２
Ｌ_６ ：＃１
Ｌ_７ ：＃１３
Ｌ_８ ：＃７
Ｌ_９ ：＃２
Ｌ_１０：＃１４
Ｌ_１１：＃８
Ｌ_１２：＃３
Ｌ_１３：＃１５
Ｌ_１４：＃９
Ｌ_１５：＃４
Ｌ_１６：＃１６
Ｌ_１７：＃１０
Ｌ_１８：＃５
のように対応させる。

なお、図３（ａ）及び図４（ａ）の［配列１］では、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８を短い順に反時計回りに順番に配置した場合について示したが、長い順に反時計回りに順番に配置しても、あるいは短い順又は長い順に時計回りに順番に配置しても良い。すなわち、アンテナの中心Ａから点対称にある差信号ケーブルと対とし、短い順又は長い順に所定の規則性を持たせて順番に配置する。

また、図３（ｂ）〜（ｄ）及び図４（ｂ）〜（ｄ）は、上記実施形態に係る［配列１］と比較するため、参考配列して［配列２］〜［配列４］を示したものである。
図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す［配列２］は、＃１〜＃１８のアンテナ素子１_１〜１_１８に対し、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８をバラバラに配置した場合の例である。この例では、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８は＃１〜＃１８のアンテナ素子１_１〜１_１８に対し、
「＃１−＃２−＃３−＃４−＃５−＃６−＃７−＃８−＃９−＃１０−＃１１−＃１２−＃１３−＃１４−＃１５−＃１６−＃１７−＃１８」
の順に接続している。

図３（ｃ）、図４（ｃ）に示す［配列３］は、＃１〜＃１８のアンテナ素子１_１〜１_１８に対し、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８を反時計回りに順番に配置した場合の例である。この例では、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８は＃１〜＃１８のアンテナ素子１_１〜１_１８に対し、
「＃１７−＃６−＃７−＃１２−＃１−＃１８−＃１３−＃１４−＃８−＃２−＃９−＃１０−＃１５−＃４−＃３−＃５−＃１１−＃１６」
の順に接続している。

図３（ｄ）、図４（ｄ）に示す［配列４］は、アンテナ中心Ａから点対称にあるアンテナの位相差を１８０°とし、９対をバラバラに配置した場合の例である。アンテナ中心Ａから点対称にあるアンテナ素子の位相差を１８０°とする点は、上記［配列１］の場合と同じである。この例では、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８は＃１〜＃１８のアンテナ素子１_１〜１_１８に対し、
「＃１７−＃１３−＃１５−＃８−＃１０−＃１２−＃１−＃３−＃５−＃１４−＃１６−＃１８−＃１１−＃７−＃９−＃４−＃６−＃２」
の順に接続している。

次に、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８とアンテナ素子１_１〜１_１８とを上記のように配列した［配列１］、［配列２］、［配列３］、［配列４］の各パターンについて、指向性をシミュレーションした結果について説明する。

図５（ａ）〜（ｄ）は、上記［配列１］、［配列２］、［配列３］、［配列４］における各指向性パターンについて、正面方向（エレベーションＥＬ：０°）で、アジマス角９０°（ＡＺ：９０°）におけるシミュレーション結果を示したもので、横軸に放射角度（°）を取り、縦軸に信号レベル（ｄＢ）を取って示した。なお、図５（ａ）〜（ｄ）は、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８の長さを図２に示したように正しく設定し、位相偏差／振幅偏差なしの場合のシミュレーション結果を示している。上記図５（ａ）〜（ｄ）において、実線ａは差信号パターン、破線ｂは和信号パターンを示している。なお、和信号パターンｂは［配列１］〜［配列４］に関係なく同じパターンとなっている。

図６（ａ）〜（ｄ）は、１４番目の差信号ケーブルＬ_１４の長さを位相で１０°だけ短く形成した場合の［配列１］〜［配列４］の各パターンについて、正面方向（ＥＬ：０°）で、アジマス角９０°（ＡＺ：９０°）におけるシミュレーション結果を示したものである。

上記図６（ａ）に示す［配列１］の差パターンは、急峻なヌルが得られると共に、ヌルポイントを中心として左右対称な指向性パターンとなっている。
図６（ｂ）に示す［配列２］の差パターンは、ヌルポイント付近のパターンが乱れていると共に、ヌルポイントを中心として左右非対称な指向性パターンとなっている。
図６（ｃ）に示す［配列３］の差パターンは、ヌルポイントを中心として左右非対称な指向性パターンとなっている。
図６（ｄ）に示す［配列４］の差パターンは、ヌルが緩やかな傾斜となっている。

図７（ａ）〜（ｄ）は、１４番目の差信号ケーブルＬ_１４における励振信号の振幅を１ｄＢだけ小さくした場合の［配列１］〜［配列４］の各パターンについて、正面方向（ＥＬ：０°）で、アジマス角９０°（ＡＺ：９０°）におけるシミュレーション結果を示したものである。この場合、位相偏差は与えていない。

図７（ａ）〜（ｄ）に示す差パターンは、上記図６（ａ）〜（ｄ）に示したものとほぼ同様な指向性パターンとなっている。

図８（ａ）〜（ｄ）は、１４番目の差信号ケーブルＬ_１４に対し、長さを位相で１０°だけ短く形成し、かつ励振信号の振幅を１ｄＢだけ小さくした場合の［配列１］〜［配列４］の各パターンについて、正面方向（ＥＬ：０°）で、アジマス角９０°（ＡＺ：９０°）におけるシミュレーション結果を示したものである。

上記のシミュレーションにより、
（１）図５（ａ）〜（ｄ）に示したように位相偏差／振幅偏差がない場合、［配列１］〜［配列４］は、和信号ピークポイントと差信号ヌルポイントは一致している。

（２）［配列１］、［配列４］のようにアンテナ中心Ａから点対称にある１対のアンテナの位相差を１８０°とした場合、正面（ＥＬ：０°）においてヌルポイントを中心として左右対称な指向性パターンとなっている。

（３）［配列２］、［配列４］のように差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８の配置をバラバラにした場合と、［配列１］、［配列３］のように差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８を短い順（または長い順）に時計回り（または反時計回り）に配置した場合では、［配列１］、［配列３］のように差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８を所定の順序で配列した方がヌルは急峻である。また、図６〜図８に示したように、位相偏差、振幅偏差がある場合は、［配列１］、［配列３］のように差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_１８を所定の順序で配列した方がヌルポイント付近の影響度が小さい。

という結果が得られた。

上記のシミュレーション結果から、図３（ａ）及び図４（ａ）に示した［配列１］が最も安定した差信号パターンが得られることが分かる。

また、図９（ａ）〜（ｃ）は、上記［配列１］〜［配列３］に対する各指向性パターンについて、正面方向（ＥＬ：０°）で、アジマス角０°（ＡＺ：０°）における実測値を示したものである。上記図９（ａ）〜（ｃ）において、実線ａは差信号の指向性パターンを示し、破線ｂは和信号の指向性パターンを示している。

上記の実測値からも明らかなように、［配列１］における差パターンは、図９（ａ）に示すように急峻なヌルが得られると共に、差信号ヌルポイントを中心として左右対称な指向性パターンとなっている。
［配列２］における差パターンは、図９（ｂ）に示すように和信号ｂのピークポイントと差信号ａのヌルポイントが不一致であると共に、ヌルポイントを中心として左右非対称な指向性パターンとなっている。
［配列３］における差パターンは、図９（ｃ）に示すようにヌルポイントを中心として左右非対称な指向性パターンとなっている。

上記図５〜図８に示した差信号ケーブルの各配列に対するシミュレーション結果、及び図９に示した実測値から明らかなように、アンテナの中心Ａから点対称にある１対のアンテナ素子の位相差（差信号ケーブルの位相差）を１８０°とし、各対の素子を反時計回りあるいは時計回りに順番に配置する［配列１］とすることにより、急峻なヌルが得られると共に、差信号ヌルポイントを中心として左右対称な指向性パターンとなり、位相偏差、振幅偏差を生じた場合でも指向性があまり変化せず、良好な指向性パターンを保持することができる。

従って、差信号ケーブルＬ_１〜Ｌ_Ｎの長さを設定値に加工する際、ケーブル長に多少のバラツキを生じたとしても特性に与える影響は少なく、良好な指向性パターンを得ることができる。このため差パターン生成用の移相器５_１〜５_Ｎを効率よく安価に製作することができる。また、和パターンのピークのポイントが差パターンではしっかりとしたヌル点を生成することができるので、差パターンを利用してアンテナビームをその到来する方向に指向させる自動追尾式フェーズドアレーアンテナシステムを構成することが可能になる。

なお、上記実施形態では、１８個のアンテナ素子１_１〜１_１８により構成したフェーズドアレーアンテナシステムに実施した場合について示したが、アンテナ素子数は１８個に限定されるものではなく、任意の数に設定し得るものである。

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の一実施形態に係るフェーズドアレーアンテナの構成例を示す図である。 同実施形態における差信号ケーブルの設定例を示す図である。 同実施形態における差信号ケーブルの配置内容及び参考例として示す差信号ケーブルの配置内容を示す図である。 （ａ）は同実施形態におけるアンテナ素子と差信号ケーブルとの配置関係（［配列１］）を示す図、（ｂ）〜（ｄ）は参考例として示すアンテナ素子と差信号ケーブルとの配置関係（［配列２］〜［配列４］）を示す図である。 同実施形態における［配列１］及び参考例として示す［配列２］〜［配列４］における各指向性パターンのシミュレーション結果を示す図である。 同実施形態における［配列１］及び参考例として示す［配列２］〜［配列４］において、特定の差信号ケーブルに位相偏差を与えた場合の各指向性パターンのシミュレーション結果を示す図である。 同実施形態における［配列１］及び参考例として示す［配列２］〜［配列４］において、特定の差信号ケーブルに振幅偏差を与えた場合の各指向性パターンのシミュレーション結果を示す図である。 同実施形態における［配列１］及び参考例として示す［配列２］〜［配列４］において、特定の差信号ケーブルに位相偏差及び振幅偏差を与えた場合の各指向性パターンのシミュレーション結果を示す図である。 同実施形態における［配列１］及び参考例として示す［配列２］、［配列３］に対する指向性パターンの実測値である。 従来のフェーズドアレーアンテナシステムの構成例を示す概念図である。 本発明の対象とするフェーズドアレーアンテナシステムの構成例を示す図である。 図１１のフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、和パターン・差パターン同時生成用移相器の原理図である。

符号の説明

１_１〜１_Ｎ、１_１〜１_１８…アンテナ素子、２_１〜２_Ｎ…電力分配器、３_１〜３_Ｎ…移相器、４ａ…和パターン用電力合成器、４ｂ…差パターン用電力合成器、５_１〜５_Ｎ…移相器、１０…フェーズドアレーアンテナ、Ｌ_１〜Ｌ_Ｎ、Ｌ_１〜Ｌ_１８…差信号ケーブル。

Claims (2)

1. 複数のアンテナ素子と複数の移相器とで構成されたフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、
   複数のアンテナ素子と複数の第１の移相器と電力合成器を用いて和パターンを発生する構成と、複数のアンテナ素子と複数の第１の移相器と複数の第２の移相器と電力合成器を用いて差パターンを発生する構成とを備え、
   上記第１の移相器は各アンテナ素子に対して移相量の調整可能な１台の移相器であり、和パターンを発生する構成と差パターンを発生する構成における移相量を共通に与え、また、差パターンを発生する構成における第２の移相器の位相差と配置は、アレーアンテナの中心から点対称にある１対のアンテナ素子の位相差を１８０°とし、各対を位相差が大きい順あるいは小さい順に反時計回りあるいは時計回りに順番に配置するものであることを特徴とするフェーズドアレーアンテナシステム。
2. 請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、上記差パターンを発生する構成における第２の移相器は、各アンテナ素子に対するケーブルの長さで位相差を調整するものであり、当該第２の移相器の位相差と配置は、アレーアンテナの中心から点対称にある１対のアンテナ素子の位相差を１８０°とし、各対をケーブル長が短い順あるいは長い順に反時計回りあるいは時計回りに順番に配置するものであることを特徴とするフェーズドアレーアンテナシステム。

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