JP2009089071A - アレーアンテナ、アンテナ素子配置方法及びビーム形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】それぞれ同位相の一様振幅分布を持ち、開口形状、分布振幅が等しく、X−Y平面上でX軸方向の開口長がaX 、幅がaY のアンテナ素子11,12において、基準位相を同位相とする。このとき、2つのアンテナ11,12のX軸方向の配置のずれ量dX を適宜設定することで、X−Zカット面の指向性におけるサイドローブレベルを調節することができる。特に、ずれ量dX を開口長aX よりも小さくすることで、サイドローブレベルを軽減させることが可能となる。この配置によれば、アンテナ単独に比べてX−Zカット面上でサイドローブレベルを軽減できるほか、ビーム幅も狭くなり、しかもメインローブ以外の指向性レベルはどの方位もアンテナ単独の指向性レベル以下に抑えることが可能となり、利得を高くすることができる。
【選択図】図1
Description
図1は本発明に係るアレーアンテナの第1の実施形態を示す構成図である。図1において、11,12はそれぞれ同位相の一様振幅分布を持ち、開口形状、分布振幅が等しく、X−Y平面上でX軸方向の開口長がaX 、幅がaY のアンテナ素子である。これら2つのアンテナ素子11,12の基準位相は同位相であり、両者はY軸方向にずれ量dY だけずれて配置されているものとする。
dX =0.27aX …(1)
図2にずれ量dX の変化によるメインビーム以外の最大ローブレベル特性を示す。横軸はずれ量dX を示しており、単位はdX =16λ(λは波長)で、aX と同じである。縦軸は、通常の一様励振によるアンテナ素子でのサイドローブレベル(−13.3dB)を基準としたメインビーム以外の最大ローブレベルを示している。この図から、dX <aX の範囲でサイドローブレベルの軽減が可能であることが分かる。
次に、本発明に係るアレーアンテナの第2の実施形態について説明する。ここでは、図1に示した第1の実施形態と同じく、開口形状、分布振幅が等しく、X軸方向の開口長がaX 、幅がaY の2つのアンテナ素子11,12を用いるものとするが、本実施形態では、各アンテナ素子11,12がビーム走査方向に対して波面を揃えることが可能な一様振幅分布を持つものとする。
dX =0.27aX …(2)
例えば、aX =16λのとき、図2の特性図に示したように、任意のずれ量dX から、サイドローブレベルを調節することができる。なお、この図は、横軸を開口長に対する素子間隔の比(dX /aX )として表した場合、ピークサイドローブが可視領域から外れる場合を除いて、開口長、及びビーム走査方向によらず同じ特性を示す。dX の値を(2)式により4.32λと設定すると、図2の曲線上でもサイドローブレベルが最小になることが分かる。
図4は本発明に係るアレーアンテナの第3の実施形態を示す構成図である。図4において、21,22,23は、それぞれビーム走査方向に対して波面を揃えることが可能な一様振幅分布を持ち、開口形状、分布振幅の等しく、X−Y平面上でX軸方向の開口長がaX の3つのアンテナ素子である。各アンテナ素子21〜23の基準位相同士の位相差は、X−Zカット面上にビーム走査を行うとき、X軸方向のアンテナ基準座標の差を用いて、ビーム走査方向に対して波面を揃うように決定する。
dX1 =0.19aX , dX2 =0.29aX2 …(3)
ここで、図5にずれ量dX1,dX2の変化によるメインビーム以外の最大ローブレベル特性を示す。図5において、横軸はdX1、縦軸はdX2を示している。グレイスケール分布は、通常の一様励振のアンテナ素子でのサイドローブレベル(−13.3dB)を基準としたメインビーム以外の最大ローブレベルを示す分布である。この図からも、dX1 <aX もしくはdX2 <aXの範囲でサイドローブレベルの軽減可能な箇所があることが分かる。
図7は本発明に係るアレーアンテナの第4の実施形態を示す構成図である。図4において、31,32は、ビーム走査方向に対して波面を揃えることが可能な一様振幅分布を持ち、開口形状、分布振幅の等しく、X−Y平面上に配置され、正方形状の対角線の長さ(X軸方向の開口長)がaX のアンテナ素子である。2つのアンテナ素子31,32の基準位相同士の位相差は、X−Zカット面上にビーム走査を行うとき、X軸方向のアンテナ基準座標の差を用いて、ビーム走査方向に対して波面を揃うように決定する。このとき、2つのアンテナ素子31,32のX軸方向の配置のずれ量dX を適宜設定することで、X−Zカット面の指向性におけるサイドローブレベルを調節することができる。特に、ずれ量dX を0.44aよりも小さくすることで、サイドローブレベルを軽減させることが可能となる。さらに、図7のように配置した方が、アンテナ単独に比べてX−Zカット面上でサイドローブレベルを軽減できるほか、ビーム幅も狭くなり、しかもメインローブ以外の指向性レベルはどの方位もアンテナ単独の指向性レベル以下に抑えることが可能となる。
dX =0.115aX …(4)
ここで、図8にずれ量dX の変化によるメインビーム以外の最大ローブレベル特性を示す。図8において、横軸はdX となっており、縦軸は通常の三角分布励振のアンテナ素子でのサイドローブレベル(−26.6dB)を基準としたメインビーム以外の最大ローブレベルである。この図からも、dX <0.44aX の範囲でサイドローブレベルの軽減が可能であることが分かる。
Claims (17)
- 互いに同位相の一様振幅分布を持ち、開口形状、分布振幅が等しく、X−Y平面上でX軸方向にずらして配置される複数のアンテナ素子を備え、そのずれ量が個々のアンテナ素子の開口長より小さいことを特徴とするアレーアンテナ。
- 前記複数のアンテナ素子は、それぞれ基準位相が同位相で与えられることを特徴とする請求項1記載のアレーアンテナ。
- 前記複数のアンテナ素子は、それぞれビーム走査方向に対して波面を揃えることが可能な一様振幅分布を持つことを特徴とする請求項1記載のアレーアンテナ。
- 前記複数のアンテナ素子の基準位相同士の位相差は、X−Zカット面上にビーム走査を行うとき、X軸方向のアンテナ基準座標の差を用いて、ビーム走査方向に対して波面を揃うように決定することを特徴とする請求項1記載のアレーアンテナ。
- 前記複数のアンテナ素子は、X−Y平面上で正方形状であり、その対角線の長さを前記開口長とすることを特徴とする請求項1記載のアレーアンテナ。
- 前記複数のアンテナ素子で送受信する信号は広帯域信号であることを特徴とする請求項1記載のアレーアンテナ。
- 互いに同位相の一様振幅分布を持ち、開口形状、分布振幅が等しく、X−Y平面上で複数のアンテナ素子をX軸方向にずらして配置し、そのずれ量を個々のアンテナ素子の開口長より小さい範囲で調整してサイドローブレベルを調節することを特徴とするアレーアンテナのアンテナ素子配置方法。
- 前記複数のアンテナ素子は、それぞれ基準位相が同位相で与えられることを特徴とする請求項7記載のアレーアンテナのアンテナ素子配置方法。
- 前記複数のアンテナ素子は、それぞれビーム走査方向に対して波面を揃えることが可能な一様振幅分布を持つことを特徴とする請求項7記載のアレーアンテナのアンテナ素子配置方法。
- 前記複数のアンテナ素子の基準位相同士の位相差は、X−Zカット面上にビーム走査を行うとき、X軸方向のアンテナ基準座標の差を用いて、ビーム走査方向に対して波面を揃うように決定することを特徴とする請求項7記載のアレーアンテナのアンテナ素子配置方法。
- 前記複数のアンテナ素子は、X−Y平面上で正方形状であり、その対角線の長さを前記開口長とすることを特徴とする請求項7記載のアレーアンテナのアンテナ素子配置方法。
- 前記複数のアンテナ素子で送受信する信号は広帯域信号であることを特徴とする請求項7記載のアレーアンテナのアンテナ素子配置方法。
- 互いに同位相の一様振幅分布を持ち、開口形状、分布振幅が等しく、X−Y平面上で複数のアンテナ素子をX軸方向にずらして配置し、そのずれ量を個々のアンテナ素子の開口長より小さい範囲で調整してサイドローブレベルを調節した上でビームを形成することを特徴とするアレーアンテナのビーム形成方法。
- 前記複数のアンテナ素子は、それぞれ基準位相が同位相で与えられることを特徴とする請求項13記載のアレーアンテナのビーム形成方法。
- 前記複数のアンテナ素子は、それぞれビーム走査方向に対して波面を揃えることが可能な一様振幅分布を持つことを特徴とする請求項13記載のアレーアンテナのビーム形成方法。
- 前記複数のアンテナ素子の基準位相同士の位相差は、X−Zカット面上にビーム走査を行うとき、X軸方向のアンテナ基準座標の差を用いて、ビーム走査方向に対して波面を揃うように決定することを特徴とする請求項13記載のアレーアンテナのビーム形成方法。
- 前記複数のアンテナ素子で送受信する信号は広帯域信号であることを特徴とする請求項13記載のアレーアンテナのビーム形成方法。
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CN114357767A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-04-15 | 电子科技大学 | 一种宽带宽角波束扫描的和差波束稀疏阵列综合方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000299606A (ja) * | 1999-04-13 | 2000-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | アレイアンテナ装置 |
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2007
- 2007-09-28 JP JP2007256617A patent/JP4874917B2/ja active Active
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CN114357767A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-04-15 | 电子科技大学 | 一种宽带宽角波束扫描的和差波束稀疏阵列综合方法 |
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