JP2006174108A - アレーアンテナとその配置方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナ4を備え、隣接するサブアレーアンテナ♯s1、・・・、♯sMs間の位相中心の間隔d(1)、d(2)、・・・、d(Ms−1)が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置する。または、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置する。
【選択図】図5
Description
図1は、この発明の実施の形態1に係るアレーアンテナを示す構成図である。図1において、図1に示すアレーアンテナは、複数の素子アンテナ1から構成される複数のサブアレーアンテナ4(#s1〜#sMs)を備えている。サブアレーアンテナ4、例えばサブアレーアンテナ#s1は、素子アンテナ#1−1〜#1−Meと、各素子アンテナに接続された移相器2と、複数の移相器2の出力を合成する合成器3とから構成される。他のサブアレーアンテナも同様に構成される。また、図1に示すアレーアンテナは、各サブアレーアンテナに接続された移相器5と、複数の移相器5の出力を合成する合成器6とを備えている。なお、図1では、サブアレーアンテナ数をMsとし、それぞれ#s1〜#sMsとする。また、サブアレーアンテナの素子数はMeとし、サブアレーアンテナ#smsを構成する素子アンテナをそれぞれ#1〜#Meとする。
図8は、この発明の実施の形態2に係るアレーアンテナのアンテナの配列方法を示したものである。四角状の記号は、図5と同様にサブアレーを表しており、サブアレーアンテナの数は16である。また、サブアレーアンテナを構成する素子数は16である。アンテナ間隔の組み合わせは図5と同じであり、その順序だけが異なっている。すなわち、増分δをアンテナ間隔の平均Daの6.25%としてd(1)〜d(Ms−2)の組み合わせを求め、順序だけを変えた場合であり、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量δだけ増加するように配置した場合である。
図10は、この発明の実施の形態3に係るもので、比率Srを1%とした場合のアンテナパターンを示したものである。この例では、式(4)で示した値よりも比率Srを小さくしているので、グレーティングローブをサブアレーアンテナのパターンよりも外側にすることができるが、メインローブの近傍に不要なローブを生じることが分かる。このように、式(4)で示した値よりも比率Srを小さくしても、不要なローブを生じる場合が有りうることがわかる。そこで、図4に示した等間隔分散アレーにおける第1ローブを最小化するシフト率について考察する。シフト量δによる位相回転がバラつくように設計すればよく、第1ローブを最小化する最適なシフト率は式(5)のようになる。グレーティングローブがサブアレーのメインローブ内に入らないためには、比率Srを式(4)よりも小さくする必要があるので、結局シフト率は式(6)の範囲内で設定するとよい。
この発明のアレーアンテナは、アンテナ全体に通常サイドローブを下げる目的で用いられる、励振分布として、チェビシェフ分布やテイラー分布などを乗じて用いてもよい。このような分布関数をアレーアンテナに乗じることにより、実施の形態1の効果に加え、グレーティングローブ間のゲインを下げることができる。
これまで、サブアレーアンテナの1次元の配列について説明してきたが、例えば、2次元面内の各軸方向において、式(2)のようなアンテナ間隔となるようにしてもよい。この場合、図2で示した座標軸における角度φ方向だけではなく、角度θ方向のグレーティングローブも抑圧することができる。
図14は、この発明の実施の形態6に係るアレーアンテナの構成図である。図14に示す実施の形態6において、図1に示す実施の形態1と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。図14に示す実施の形態6は、図1に示す実施の形態1の移相器5に代わり、ビーム形成方向に応じて遅延時間を可変で制御できる遅延制御装置7を用いている点だけが異なる。アレーアンテナを構成するサブアレーアンテナの位相中心を、実施の形態1と同様に配置することにより、サブアレーアンテナのビーム内におけるグレーティングローブを有効に抑圧することができる。
Claims (14)
- 複数の素子アンテナから構成されるサブアレーアンテナを複数備え、隣接するサブアレーアンテナそれぞれの位相中心間の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置した
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナを備え、隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置した
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 請求項2に記載のアレーアンテナにおいて、
上記間隔は、アレーアンテナの中心部の間隔よりも外側の間隔が大きい
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定された
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
上記間隔の増加量は、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルと一致するように所定の値に設定された
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 請求項4または5に記載のアレーアンテナにおいて、
上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値よりも大きい
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 請求項4または5に記載のアレーアンテナにおいて、
上記間隔の増加量は、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値と一致する
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
上記アレーアンテナに所定の励振分布を与える
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、
各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が配列方向に沿って順次一定の量だけ増加するように配置した
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの位相中心が配列される列を複数備えたアレーアンテナにおいて、
各列の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔が他の隣接するサブアレーアンテナ間の位相中心の間隔の何れか一つに比べ一定の量だけ増加するように配置した
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 請求項9または10に記載のアレーアンテナにおいて、
列の間隔は、隣接する他の列の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置した
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
前記複数のサブアレーアンテナの出力をそれぞれビーム形成方向に応じて遅延時間を可変制御する複数の遅延制御手段を備え、前記複数の遅延制御手段の出力を合成して出力する
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載のアレーアンテナにおいて、
上記サブアレーアンテナに代えて指向性のアンテナを用いた
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 複数の素子アンテナから構成される複数のサブアレーアンテナの隣接するサブアレーアンテナの位相中心の間隔が隣接する他のサブアレーアンテナの位相中心の間隔に比べ一定の量だけ増加するように配置し、
前記間隔の増加量を、グレーティングローブのうちメインローブから最も近い第1のグレーティングローブの方向がサブアレーアンテナの第1のナルよりも外側となるように所定の増加量よりも小さく設定すると共に、サブアレーアンテナの数に基づいて決定される所定の値よりも大きく設定する
ことを特徴とするアレーアンテナの配置方法。
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