JP2009159430A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の素子アンテナと、増幅器等のRF部品を搭載したアンプ部と、アンプ部の動作を制御すると共に、アンプ部に分配合成するRF信号の通過位相を制御する給電制御部と、アンプ部と給電制御部に電源供給する電源部と、上記素子アンテナ、アンプ部、給電制御部、電源部を実装し、且つアンプ部と電源部からの熱を放熱するための冷却部とを具備するアンテナスライスを複数配列し、その電源、制御、RF信号を取りまとめるマザーボード部からなるキューブ構造アンテナを、複数個任意の方向に配列することでアレーアンテナを構成する。
【選択図】 図2
Description
図1は、本発明に係る実施の形態1のアンテナ装置の構成を示す図、図2は図1におけるキューブ構造アンテナの内部構成図であり、図3は図2を構成するアンテナスライスの構成図である。
図1におけるアンテナ装置は、複数のキューブ構造アンテナ2を縦、横、或いは縦横に配列して構成しており、アンテナフレーム1の中にキューブ構造アンテナを入れることで、構成している。本実施例では、キューブ構造アンテナ2を縦に2つ、横に2つ配列した構成を示している。
冷却部10上に、複数個のアンテナ素子6と、複数個のアンプ部7と、給電制御部8および電源部9を載せ、ネジ等の締結部品にて固定する。ここでは、アンプ部7を6個配置しており、各々のアンプ部へのRF信号、電源、制御信号を、同軸ケーブルや信号および電源ケーブル等の接続ケーブルで接続している。これらの接続ケーブルは、コネクタにて勘合する構造であっても構わない。また、ここでは給電制御部8は、多層誘電体基板で構成することにより薄型化することが可能である為、電源部9の上に実装しているが、電源部と並べて冷却部10上に直付けして実装しても構わない。アンプ部7と素子アンテナ6は同軸ケーブルに接続されたRFコネクタで勘合される。
図4は、本発明に係る実施の形態2によるアンテナ装置の構成ブロックを示す図である。
図において、図1乃至図3と同一符号のものは、実施の形態1と同様の構成および動作を行う。ここで、サーキュレータ11と増幅器12は、アンプ部7を構成する。給電制御部8は、送受信を切り替えるRFスイッチ14と、通過位相を制御する移相器15と、アンプ部7と給電制御部8に具備される送信用RF端子16と、アンプ部7と給電制御部8に具備される受信用RF端子17と、演算制御回路13を備えている。演算制御回路13は、設定位相演算を行なうと共に移相器15やRFスイッチ14を制御する。
図5は本発明に係る実施の形態3によるアンテナ装置の構成ブロックを示す図であり、図4で説明した実施の形態2のアンテナ装置に、可変減衰器18を設けたことを特徴とする。
図において、給電制御部8に可変減衰器18を設けて、受信用RF端子17とRFスイッチ14の間に可変減衰器18を接続する。このような構成とすることにより、アンプ部7として1種類(同一種類)のアンプを用いても、可変減衰器18と移相器15により、素子アンテナ6から入力される受信電力の振幅および位相を自由に制御することが可能となる。これによって、ビーム形状やサイドローブレベル等のアレー指向性を可変することが可能となる効果が得られる。
図6は本発明に係る実施の形態4によるアンテナ装置の構成ブロックを示す図であり、図4、5で説明した実施の形態2、3のアンテナ装置に、マニフォールド部19を備えたことを特徴とする。図中、給電制御部8や演算制御回路13等の詳細回路構成は記載を省略している。
以上の実施の形態1乃至4においては、冷却部10の片面に、複数の素子アンテナ6と、複数のアンプ部7と、給電制御部8、および電源部9を実装する構造としていた。しかしながら、この発明に係る実施の形態5のアンテナ装置では、冷却部10の両面に複数の素子アンテナ6と、複数のアンプ部7と、給電制御部8、および電源部9を実装する構造としたことを特徴とする。
以上の実施の形態1乃至5においては、素子アンテナ6と、素子アンテナ6と接続されるアンプ部7との接続にRFコネクタを用いた構造であった。
本発明に係る実施の形態6によるアンテナ装置は、素子アンテナ6と、素子アンテナ6に接続されるアンプ部7との接続を、ワイヤボンディングや半田付け等により行い、素子アンテナ6とアンプ部7とを一体構造としたことを特徴とする。
図中、符号26の斜線部は、金属キャリア23とアンプ部カバー24との接触する部位である。サーキュレータ11と増幅器12とは、ボンディングワイヤ25で接続される。素子アンテナ6はアンプ部7を構成する金属キャリア23上に、その端部で固定され、アンプ部7内のRF部品とボンディングワイヤ25で接続される。この際、送受信の不要干渉やアンプ間の結合抑圧する為に、RF通過部位をカットオフとして機能するカットオフブロックを兼ねたアンプ部カバーにて金属遮蔽がなされている。
また、ここではボンディングワイヤを用いているが、金リボン等の金属導体で接続することでも同様の効果が得られることは言うまでもない。
以上の実施の形態1乃至6においては、各キューブ構造アンテナ2からのRF出力信号を1つとしたアンテナ装置について説明したが、本発明に係る実施の形態7のアンテナ装置では、キューブ構造アンテナ2から複数のRF信号を出力する構造としたことを特徴とする。
送信機27から出力されたRF信号は、RF分配合成部22において各キューブ構造アンテナ2へ分配され、各キューブ構造アンテナ2で増幅されて、素子アンテナ6から空間へ放射される。
4象現に分割されたキューブ構造アンテナ2からの4つの出力信号は、RF分配合成部22を介して、出力信号と同数の受信機28にてデジタル信号に変換される。受信機28の後段に接続される図示しない信号処理器において、このデジタル信号に変換された信号を用いて出力信号の位相を同相、逆相にて加算する信号処理を行なうことで、モノパルス追尾処理が可能となる。
以上の実施の形態1乃至7においては、電源や制御やRF信号を分配するマニフォールド部19を1つとしたアンテナ装置であったが、本発明に係る実施の形態8によるアンテナ装置では、複数のマニフォールド部19を具備する構成としたことを特徴とする。
Claims (9)
- 複数配置された素子アンテナと、
前記素子アンテナの各々に接続されたアンプ部と、
前記複数個のアンプ部に電源を供給する電源部と、
前記複数個のアンプ部に高周波信号と制御信号を供給し、前記電源部に制御信号を供給すると共に、RF(Radio Frequency)信号の通過位相を制御する給電制御部と、
前記アンプ部と電源部からの発熱を放熱する冷却部と、
を具備した複数個の平板形状アンテナユニットと、
前記複数個の平板形状アンテナユニットに、電源、RF信号、および制御信号を分配供給するマザーボードと、
を備えて、前記複数個の平板形状アンテナユニットを並べて直方体形状アンテナユニットを構成し、
前記直方体形状アンテナユニットを複数個配列してアレーアンテナを形成することを特徴とするアンテナ装置。 - 前記各々のアンプ部に、前記給電制御部と接続する送信用RF端子と受信用RF端子を備え、
前記給電制御部に、前記送信用RF端子と受信用RF端子との接続を切り替えるRF送受信切り替え用スイッチを備えたことを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。 - 前記各々の素子アンテナに接続されるRF信号の伝送経路毎に、前記給電制御部が、少なくとも1つ以上の可変減衰器を具備したことを特徴とする請求項2記載のアンテナ装置。
- 前記複数の直方体形状アンテナユニットに、電源、RF信号、および制御信号を分配供給するマニフォールド部を具備したことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載のアンテナ装置。
- 前記冷却部の表裏に、素子アンテナと、アンプ部と、電源部と、給電制御部とを両面実装したことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載のアンテナ装置。
- 前記素子アンテナと前記素子アンテナに接続されるアンプ部とを一体化構造とし、両者の接続部を導電性カバーで覆ったことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載のアンテナ装置。
- 前記各々の直方体形状アンテナユニットのマザーボード部から出力されるRF受信信号を2つ以上とすることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載のアンテナ装置。
- 全ての直方体形状アンテナユニットから出力されるRF受信信号数と同一数の受信器を具備することを特徴とする請求項7記載のアンテナ装置。
- 前記複数個の平板形状アンテナユニットに対し、複数のRF信号を分配供給するマニフォールド部を具備したことを特徴とする請求項4乃至8の何れか1項記載のアンテナ装置。
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