JP2009232213A - Multiband array antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチバンドアレイアンテナに関し、特に低域素子と高域素子を用いたマルチバンドアレイアンテナに関する。 The present invention relates to a multiband array antenna, and more particularly to a multiband array antenna using a low-frequency element and a high-frequency element.
一般にアレイアンテナは、アンテナ素子を平面状、円柱状あるいは球面状の配置面に並べて実装することにより構成される。また、フェーズドアレイアンテナは、アンテナ素子ごとに移相器を具備するモジュールを前記配置面に並べて実装し、移相器によるアンテナ素子の信号を制御することによりビーム走査が行われる。 In general, an array antenna is configured by arranging antenna elements side by side on a planar, cylindrical, or spherical arrangement surface. In the phased array antenna, a beam scanning is performed by mounting a module having a phase shifter for each antenna element side by side on the arrangement surface and controlling a signal of the antenna element by the phase shifter.
マルチバンドのフェーズドアレイアンテナは、グレーティングローブが出ない素子間隔で配列すると高い周波数(高域)の素子(高域素子)の素子数が低い周波数(低域)の素子(低域素子)の素子数に比べて周波数比の約二乗倍となり、移相器等を備える高域用モジュールの数が増大する(特許文献1参照)。また、低域素子と高域素子の配列には物理的な制約がある他、電気的干渉が発生してパターンの乱れが生じる(特許文献2参照)。 A multi-band phased array antenna has a high frequency (high frequency) element (high frequency element) and a low frequency (low frequency) element (low frequency element) when arranged with element spacing that does not produce grating lobes. The frequency ratio is about the square of the number, and the number of high-frequency modules including phase shifters and the like increases (see Patent Document 1). In addition, the arrangement of the low-frequency elements and the high-frequency elements has physical restrictions, and electrical interference occurs, resulting in pattern disturbance (see Patent Document 2).
図8は本発明の関連技術のマルチバンドのフェーズドアレイアンテナの構成例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a multiband phased array antenna according to the related art of the present invention.
図8(a)は、低域が2×2素子、高域が4×4素子の素子配列を示しており、低域素子及び高域素子は多層化されて同一平面に並べられている。 FIG. 8A shows an element arrangement of 2 × 2 elements in the low band and 4 × 4 elements in the high band, and the low band elements and the high band elements are multilayered and arranged on the same plane.
図8(b)はフェーズドアレイアンテナとした場合の給電回路図を示しており、低域素子及び高域素子にそれぞれ移相器を備えるモジュールが接続されている。低域素子S1及び高域素子S2がそれぞれ低域モジュール11及び高域モジュール12に接続されることによりフェーズドアレイアンテナが構成される。
FIG. 8B shows a power supply circuit diagram in the case of a phased array antenna, and modules each having a phase shifter are connected to the low-frequency element and the high-frequency element. A low-frequency element S1 and a high-frequency element S2 are connected to the low-frequency module 11 and the high-
図8(c)はマルチバンド素子構造の一例を示している。多層基板15の上層に低域素子S1が配置され、低域素子S1の下層(下側)に高域素子S2が配置されている。また、上層の低域素子S1は網状とし高域周波数での電波の透過を良くするように構成されている(非特許文献1)。 FIG. 8C shows an example of a multiband element structure. The low-frequency element S1 is disposed on the upper layer of the multilayer substrate 15, and the high-frequency element S2 is disposed on the lower layer (lower side) of the low-frequency element S1. Further, the upper layer low-frequency element S1 is formed in a net shape so as to improve transmission of radio waves at a high frequency (Non-Patent Document 1).
なお、マルチバンド素子の構造については特許文献1、3にも開示されているが本発明とは直接関係しないので詳細説明は省略する。
マルチバンドのアレイアンテナは、グレーティングローブ(サイドローブ)が出ない素子間隔で配列すると高域素子数が低域素子数に比べて周波数比の約二乗倍となり、同フェーズドアレイアンテナでは高域用モジュール等の数も増大する(特許文献1参照)。また、低域素子と高域素子の配列には物理的な制約がある他、電気的干渉が発生してパターンの乱れが生じる。 Multi-band array antennas are arranged at element intervals that do not produce grating lobes (side lobes), so the number of high-frequency elements is approximately the square of the frequency ratio compared to the number of low-frequency elements. Etc. also increases (see Patent Document 1). Further, the arrangement of the low-frequency elements and the high-frequency elements has physical restrictions, and electrical interference occurs, resulting in pattern disturbance.
このように、グレーティングローブが出ない素子間隔としたマルチバンドアレイアンテナは、高域素子や高域用モジュール等の数が増大して高価となる。 As described above, a multiband array antenna having an element interval that does not generate grating lobes is expensive due to an increase in the number of high-frequency elements, high-frequency modules, and the like.
そこで、マルチバンドアレイアンテナの素子数を削減するため、高域素子の素子間隔を低域素子の素子間隔と同じに構成するとグレーティングローブが発生する。 Therefore, in order to reduce the number of elements of the multiband array antenna, a grating lobe occurs when the element spacing of the high-frequency elements is made the same as the element spacing of the low-frequency elements.
また、マルチバンドアレイアンテナは低域素子と高域素子が交錯して特に高域素子の素子パターンが乱れ、アレイパターンでのサイドローブの悪化を招く。 In the multiband array antenna, the low-frequency elements and the high-frequency elements are interlaced, and the element pattern of the high-frequency elements is particularly disturbed, leading to deterioration of side lobes in the array pattern.
(目的)
本発明の目的は、前記課題を解決するものであり、マルチバンドで使用するアレイアンテナのパターン劣化を抑えた安価なマルチバンドアレイアンテナを提供することにある。
(the purpose)
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an inexpensive multiband array antenna that suppresses pattern deterioration of an array antenna used in multiband.
本発明のマルチバンドアレイアンテナは、低域素子及び狭ビームの高域素子により構成した素子ユニットを所定の配列面に低域に対応する間隔で複数配列し、高域のグレーティングローブを抑圧可能としたことを特徴とする。 The multi-band array antenna of the present invention can suppress a high-frequency grating lobe by arranging a plurality of element units composed of low-frequency elements and narrow-beam high-frequency elements on a predetermined arrangement surface at intervals corresponding to low frequencies. It is characterized by that.
本発明によれば、素子ユニットを低域の素子間隔で配列することにより、アンテナ素子数、高域用モジュール等の個数を大幅に削減することが可能となり、装置のハードウェア規模の増大を免れて価格低減が図れる。 According to the present invention, by arranging the element units at low-frequency element intervals, the number of antenna elements, the number of high-frequency modules, etc. can be greatly reduced, and the increase in the hardware scale of the apparatus is avoided. Price reduction.
また、高域素子を低域素子と同じ素子間隔に配列して素子数を削減してもグレーティングローブを抑圧したアレイパターンが得られる。つまり、高域の素子パターンを狭ビーム化することにより素子間隔を広げたときに発生するグレーティンクローブを抑圧できる。 Even if the number of elements is reduced by arranging the high frequency elements at the same element spacing as the low frequency elements, an array pattern in which the grating lobe is suppressed can be obtained. That is, it is possible to suppress the grating crobe that occurs when the element spacing is increased by narrowing the high-frequency element pattern.
更に高域素子数が削減され、素子配列の簡素化が図れるから物理的制約、電気的干渉が低減される。 Furthermore, since the number of high-frequency elements is reduced and the element arrangement can be simplified, physical restrictions and electrical interference are reduced.
(第1の実施形態)
(構成の説明)
次に、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
(First embodiment)
(Description of configuration)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明のマルチバンドアレイアンテナの第1の実施形態を示す図であり、(a)はシリンドリカル型、(b)はプレーナ型、(c)は素子配列である。本実施形態はレーダ用アンテナ装置への適用例を示している。 FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a multiband array antenna according to the present invention, where (a) is a cylindrical type, (b) is a planar type, and (c) is an element array. This embodiment shows an application example to a radar antenna device.
図1(a)は素子を配列した配列面をシリンドリカル状曲面としたシリンドリカルアレイアンテナである。シリンドリカルアレイアンテナ1は基台部3上に設置し、励振素子をスイッチにより選択し、切替えて水平面のビームを走査する。
FIG. 1A shows a cylindrical array antenna in which elements are arranged in a cylindrical curved surface. The
図1(b)は同配列面がプレーナ状平面としたプレーナアレイアンテナである。基台部3とアレイアンテナ2との間のペデスタル4により、アレイアンテナ2を機械的に回転して水平面のビームを走査する。
FIG. 1B shows a planar array antenna in which the arrangement surface is a planar plane. The
図1(c)は(a)あるいは(b)のアンテナ開口部の素子配列の構成例を示している。本実施形態では、中央の高域用導体の高域素子52と低域用導体の低域素子51の配置で構成した素子ユニット5を上下方向にライン状に複数配列して構成している。
FIG. 1C shows a configuration example of the element arrangement of the antenna openings in FIG. In the present embodiment, a plurality of
また、素子ユニット5の低域素子51は広ビーム、高域素子52は狭ビームとし、各ラインの素子ユニット5は低域のグレーティングローブ(サイドローブ)を抑圧できるような間隔で配列し、各ライン間では素子ユニット5を上下に1/2アレイ間隔ずらした三角配列としている。各列間又は各列の素子間隔は1/2アレイ間隔とすることができる。
Further, the low-
次に、本実施形態の低域素子51を広ビームとし、高域素子52を狭ビームとする素子ユニット5による具体的な素子アンテナの構成例について説明する。
Next, a specific configuration example of the element antenna by the
図2は低域で広ビーム、高域で狭ビームとなる素子アンテナの構成例を示す図である。
図2(a)に示す方式では、一つの素子ユニット5として多層基板の上層に低域素子51を配置し、その下部の下層に複数の高域素子52を配列して、合成回路により高域素子52の信号を合成することにより小アレイとし、高域素子52の狭ビーム化を実現する。例えば、素子ユニットの低域素子及び高域素子は何れもパッチアンテナとし、高域素子52はパッチ数を3×3とした小アレイのアンテナ(パッチ小アレイアンテナ)として狭ビームを実現する。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an element antenna having a wide beam at a low frequency and a narrow beam at a high frequency.
In the method shown in FIG. 2 (a), as one
図2(b)に示す方式では、素子ユニット5として導体の低域素子51と、前記低域素子51の中央に形成した導体の高域素子53とにより低域/高域のマルチバンド素子を構成し、高域素子に導波器として働く無給電素子53を付加することにより高域素子52の狭ビーム化を実現する。例えば、素子ユニットの低域素子及び高域素子は何れもパッチアンテナとし、高域素子52は無給電素子付パッチとして狭ビームを実現する。
In the method shown in FIG. 2B, a low-band / high-band multiband element is formed by a conductor low-
図2(c)に示す方式では、導体のコーナーリフレクタ55を使用するアンテナであり、コーナーリフレクタ55の谷部からダイポールアンテナ用の支柱を設け、低域/高域のマルチバンド素子を組み合わせたダイポールアンテナを配置した素子ユニット5を開口面を共用する低域/高域共用のアンテナ素子として構成し、高域の狭ビーム化を実現する。例えば、素子ユニットの高域素子は中央の短い素子及び低域素子は両端を含めた長い素子とし、コーナーリフレクタ付低域/高域2周波共用ダイポールとして狭ビームを実現する。
In the system shown in FIG. 2 (c), the antenna uses a
図2(d)に示す方式では、マルチバンドホーン形式のアンテナであり、低域/高域のマルチバンドホーン56のアンテナ素子を配置し、素子ユニット5は開口面を共用する低域/高域共用のアンテナ素子として構成し、同一開口で高域の狭ビーム化を実現する。
In the method shown in FIG. 2 (d), the antenna is a multiband horn type antenna, the antenna element of the low band / high
次に、本実施形態のマルチバンドアレイアンテナの給電回路の構成例について説明する。 Next, a configuration example of the power feeding circuit of the multiband array antenna of this embodiment will be described.
図3は広帯域モジュールを具備した素子ユニットの給電回路の構成例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a power feeding circuit of an element unit including a broadband module.
図3(a)は図2(a)に示す素子ユニットに対応するアレイ合成二点給電方式の給電回路を示すものである。高域素子52(#1〜#n)と接続した合成分配回路7と低域素子51を高域と低域を切替える切替器8を介して広帯域モジュール6に接続した構成の給電回路である。
FIG. 3A shows an array synthesis two-point power feeding circuit corresponding to the element unit shown in FIG. This is a power supply circuit having a configuration in which the combining / distributing
図3(b)は図2(b)に示す素子ユニットに対応する二点給電方式の給電回路の構成例を示すものである。低域素子51と高域素子52を高域と低域を切替える切替器8を介して広帯域モジュール6に接続した構成の給電回路である。
FIG. 3B shows a configuration example of a two-point power feeding circuit corresponding to the element unit shown in FIG. This is a power supply circuit having a configuration in which the low-
図3(c)は図2(c)及び(d)に示す素子ユニットに対応する一点給電方式の給電回路を示すものである。コーナーリフレクタやホーンを使用した低域と高域で開口面を共用する多周波共用のアンテナ素子54、55を広帯域モジュール6に接続した構成の給電回路である。
FIG. 3C shows a single-point power feeding circuit corresponding to the element unit shown in FIGS. 2C and 2D. This is a power feeding circuit having a configuration in which
(動作の説明)
次に本実施形態の各マルチバンドアレイアンテナのアンテナ構造と走査等に関する動作について説明する。
(Description of operation)
Next, operations related to the antenna structure and scanning of each multiband array antenna of the present embodiment will be described.
図1(a)に示すシリンドリカル型フェーズドアレイアンテナの場合は、水平方向は励振素子をスイッチにより選択することにより電子的に走査する。また、モジュールの移相器により低域では広角度の走査、高域では微小角度の走査が可能である。 In the case of the cylindrical phased array antenna shown in FIG. 1A, the horizontal direction is electronically scanned by selecting an excitation element with a switch. In addition, the module phase shifter enables wide-angle scanning in the low range and micro-angle scanning in the high range.
つまり、高域では素子パターンが狭ビーム化されているため励振素子列は制限される。また、このフェーズドアレイアンテナは、目標の捜索、追尾するレーダ用アンテナ装置に適している。 That is, since the element pattern is narrowed at high frequencies, the excitation element array is limited. The phased array antenna is suitable for a radar antenna apparatus for searching and tracking a target.
図1(b)に示すプレーナ型フェーズドアレイアンテナの場合は、水平方向はペデスタル4により機械的に走査する。また、モジュールの移相器により低域では広角度の走査、高域では微小角度の走査が可能であり、目標の捜索、追尾するレーダ用アンテナ装置に適している。 In the case of the planar type phased array antenna shown in FIG. 1B, the horizontal direction is mechanically scanned by the pedestal 4. Further, the module phase shifter enables wide angle scanning in the low range and fine angle scan in the high range, and is suitable for a radar antenna apparatus for searching and tracking a target.
図1(c)は図1(a)(b)の素子配列を示す図で素子ユニットの間隔は低域に対応する間隔のグレーティングローブが発生しない値で配列される。 FIG. 1C is a diagram showing the element arrangement of FIGS. 1A and 1B, and the element unit intervals are arranged so as not to generate grating lobes with intervals corresponding to low frequencies.
次に、本実施形態の各マルチバンドアレイアンテナのアンテナ構造と低域で広ビーム、高域で狭ビームを実現する動作について説明する。 Next, the antenna structure of each multiband array antenna according to this embodiment and the operation for realizing a wide beam in the low band and a narrow beam in the high band will be described.
図2(a)は図8(c)に示す構造を用いた構成例であるが、低域素子の1素子(パッチ)に対し、高域素子の素子数(パッチ数)を3×3に増加し、図3(a)に示すように給電回路として高域素子の各素子を合成分配器7に接続し、小アレイとして構成して高域素子パターンの狭ビーム化を図っている。低域素子と高域素子とは、切替器8を介して広帯域モジュールに接続し、モジュール数の低減をも図っている。
FIG. 2 (a) is a configuration example using the structure shown in FIG. 8 (c), but the number of high-frequency elements (number of patches) is 3 × 3 with respect to one element (patch) of low-frequency elements. As shown in FIG. 3A, each element of the high-frequency element is connected to the combiner /
図2(b)はパッチ2層構造のマルチバンド素子でなる構成例であり、高域素子52の前方に高域で導波素子として機能する無給電素子を配置して狭ビーム化を図っている。また、給電回路は図3(b)に示すように高域及び低域の2点に給電する。
FIG. 2B is a configuration example of a multi-band element having a patch two-layer structure. A parasitic element that functions as a waveguide element in the high band is arranged in front of the
図2(c)はダイポール構造のマルチバンド素子54とコーナーリフレクタ55を組み合わせた構造としたものであり、コーナーリフレクタ55の開口面を共用することで高域のパターンを狭めている。また、給電回路は図3(c)に示すように高域及び低域を共用とした1点に給電する。
FIG. 2C shows a structure in which a
図2(d)はホーン構造のマルチバンド素子を使用する構成例である。素子ユニット5としてのホーン56は開口面を共用した複数のホーンで構成される低域/高域2周波共用ホーンとすることにより、高域のパターンを狭めている。また、給電回路は図3(c)に示すように高域及び低域を共用とした1点に給電する。
FIG. 2D shows a configuration example using a horn structure multiband element. The
また、給電回路の例としては、図3(a)、(b)、(c)に示すように図2(a)、(b)、(c)及び(d)に対応する移相器を具備した広帯域モジュールが使用される。 In addition, as an example of the power feeding circuit, a phase shifter corresponding to FIGS. 2 (a), (b), (c) and (d) as shown in FIGS. 3 (a), (b) and (c). The provided broadband module is used.
次に、本実施形態の各マルチバンドアレイアンテナのアレイパターンについて説明する。 Next, the array pattern of each multiband array antenna of this embodiment will be described.
図4は素子ユニットの低域素子及び高域素子のそれぞれ素子単体のパターンを示す図であり、図5は水平方向40素子ユニット、仰角方向40素子ユニットを1.5波長間隔に三角配列した場合のアレイパターンを示す図である。低域と高域の周波数比が3倍の場合、低域素子を0.5波長間隔で配列すると高域では1.5波長間隔となり、図5はこの場合の高域パターンである。 FIG. 4 is a diagram showing a pattern of each element of the low-frequency element and high-frequency element of the element unit, and FIG. 5 is a case where 40 element units in the horizontal direction and 40 element units in the elevation angle direction are arranged in a triangle at 1.5 wavelength intervals. It is a figure which shows the array pattern of. When the frequency ratio between the low band and the high band is three times, if the low band elements are arranged at intervals of 0.5 wavelength, the high band has 1.5 wavelength intervals, and FIG. 5 shows a high band pattern in this case.
図4(a)は低域で広ビーム511、高域で狭ビーム521の素子パターンの特性を示し、図4(b)は低域、高域ともに広ビーム511、522の素子パターンの特性を示している。
4A shows the element pattern characteristics of the
図5(a)は図4(a)に示す素子パターンでシミュレーションした結果のアレイパターンの特性であり、図5(b)は図4(b)に示す素子パターンでシミュレーションした結果のアレイパターンの特性である。 FIG. 5A shows the characteristics of the array pattern as a result of simulation with the element pattern shown in FIG. 4A, and FIG. 5B shows the array pattern as a result of simulation with the element pattern shown in FIG. 4B. It is a characteristic.
図5(a)と図5(b)の比較により分かるように、アレイアンテナを図4(b)に示すように低域、高域ともに広ビームの素子パターンとした場合は、アレイパターンにグレーティングローブ(サイドローブ)が発生する。 As can be seen from a comparison between FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b), when the array antenna has a wide beam element pattern for both low and high frequencies as shown in FIG. Lobes (side lobes) are generated.
これに対し、アレイアンテナを図4(a)に示すように低域で広ビーム、高域で狭ビームの素子パターンとした場合は、アレイパターンにグレーティングローブ(サイドローブ)が低減される。 On the other hand, when the array antenna is an element pattern having a wide beam in the low band and a narrow beam in the high band as shown in FIG. 4A, the grating lobe (side lobe) is reduced in the array pattern.
以上のように本実施形態では、低域で広ビーム、高域で狭ビームのアンテナ素子を一つの素子ユニットとして、この素子ユニットを低域のグレーティングローブ(サイドローブ)を抑圧可能な間隔で配列したアレイを構成する。高域の素子パターンが低域の素子パターンと同様に広ビームの場合は、アレイパターンにグレーティングローブ(サイドローブ)が発生するのに対し、低域の素子間隔でマルチバンドの素子ユニットを配列すると高域の素子間隔が波長に対し大きくなるが、素子パターンが狭ビーム化されているためにグレーティングローブ(サイドローブ)が低減される。 As described above, in the present embodiment, the antenna element having a wide beam in the low band and a narrow beam in the high band is used as one element unit, and the element units are arranged at intervals capable of suppressing the low-frequency grating lobes (side lobes). Configure the array. If the high-frequency element pattern is a wide beam like the low-frequency element pattern, grating lobes (side lobes) are generated in the array pattern, but if multi-band element units are arranged at low-frequency element intervals, Although the element spacing in the high band increases with respect to the wavelength, the grating lobe (side lobe) is reduced because the element pattern is narrowed.
低域の素子間隔でマルチバンドの素子ユニットを配列することで、高域用モジュール等の数を低域用と同数に減らすことができる。また広帯域モジュールを用いて低域/高域共用化すれば更に数を半減させることができる。その結果マルチバンドアレイアンテナのハードウェア規模の増大を招くことなく、価格を低減することが可能となる。 By arranging multiband element units at low-frequency element intervals, the number of high-frequency modules and the like can be reduced to the same number as for low-frequency elements. Further, if the low band / high band are shared using a broadband module, the number can be halved. As a result, the price can be reduced without increasing the hardware scale of the multiband array antenna.
(第2の実施形態)
図6は本発明の第2の実施形態のマルチバンドアレイアンテナを示す外観図である。
図2に示す第1の実施形態のマルチバンドの素子ユニットを図1(c)と同様に配列したアレイアンテナ14と、基台部3上の水平方向(AZ)及び垂直方向(EL)の2軸の回転機構をもつペデスタル13と、で構成される。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is an external view showing a multiband array antenna according to the second embodiment of the present invention.
An array antenna 14 in which the multiband element units of the first embodiment shown in FIG. 2 are arranged in the same manner as in FIG. 1C, and 2 in the horizontal direction (AZ) and vertical direction (EL) on the base 3 And a pedestal 13 having a shaft rotation mechanism.
プレーナ型マルチバンドのアレイアンテナ14が2軸のペデスタル13によりAZ、EL共に機械的にビーム操作が行われるアンテナ装置である。 A planar multiband array antenna 14 is an antenna device in which beam operations are mechanically performed for both AZ and EL by a biaxial pedestal 13.
図7は第2の実施形態のアンテナ素子の給電回路の構成例である。図7(a)は図2(a)及び(b)に示す素子ユニット5を使用した場合のそれぞれ図3(a)及び(b)に示す2点給電方式の給電回路の構成例である。低域素子51に対する低域合成分配器9と、高域素子52に対する高域合成分配器10とから構成される。
FIG. 7 is a configuration example of a feeding circuit of the antenna element according to the second embodiment. FIG. 7A is a configuration example of a two-point power feeding system shown in FIGS. 3A and 3B when the
図7(b)は図2(c)及び(d)に示す素子ユニット5を使用した場合のそれぞれ図3(c)及び(d)に示す1点給電方式の給電回路の構成例である。低域/高域共用素子54又はホーン55に、低域と高域を切替える切替器7を介して接続される低域合成分配器9及び高域合成分配器10により構成される。
FIG. 7B is a configuration example of the one-point power feeding circuit shown in FIGS. 3C and 3D when the
図7(a)及び(b)ともに低域合成分配器9及び高域合成分配器10は、各素子ユニットの信号(受信)を合成あるいは各素子ユニットに信号(送信)を分配してアレイアンテナのビームを形成する。
7 (a) and 7 (b), the low-frequency synthesizer /
図6に示すような水平方向(AZ)、垂直方向(EL)ともに機械的な回転によりビーム走査を行い、グレーティングローブの抑圧、素子配列の簡素化、電気的干渉の低減によるパターンの乱れ防止の効果が得られる。 Beam scanning is performed by mechanical rotation in both the horizontal direction (AZ) and vertical direction (EL) as shown in FIG. 6 to suppress grating lobes, simplify the element arrangement, and prevent pattern disturbance by reducing electrical interference. An effect is obtained.
本実施形態においても、低域で広ビーム、高域で狭ビームのアンテナ素子を一つの素子ユニットとして、この素子ユニットを低域のグレーティングローブ(サイドローブ)を抑圧可能な間隔で配列したアレイを構成する。高域の素子パターンが低域の素子パターンと同様に広ビームの場合は、アレイパターンにグレーティングローブ(サイドローブ)が発生するのに対し、低域の素子間隔でマルチバンドの素子ユニットを配列すると高域の素子間隔が波長に対し大きくなるが、素子パターンが狭ビーム化されているためにグレーティングローブ(サイドローブ)が低減される。 Also in the present embodiment, an antenna element having a wide beam in the low band and a narrow beam in the high band as one element unit, and an array in which the element units are arranged at intervals capable of suppressing the low-frequency grating lobes (side lobes). Constitute. If the high-frequency element pattern is a wide beam like the low-frequency element pattern, grating lobes (side lobes) are generated in the array pattern, but if multi-band element units are arranged at low-frequency element intervals, Although the element spacing in the high band increases with respect to the wavelength, the grating lobe (side lobe) is reduced because the element pattern is narrowed.
低域に対応する素子間隔でマルチバンドの素子ユニットを配列することで、高域用の素子数を低域用と同数に減らすことができ、マルチバンドアレイアンテナのハードウェア規模の増大を招くことなく、価格を低減することが可能となる。 By arranging multi-band element units with element spacing corresponding to the low frequency, the number of elements for high frequency can be reduced to the same number as for low frequency, leading to an increase in the hardware scale of the multi-band array antenna. Therefore, the price can be reduced.
(他の実施形態)
以上の実施形態において、給電回路は図3(a)(b)(c)に示すように広帯域のモジュールの使用例を示したが、低域用と高域用2種類のモジュールを用いて構成することも可能である。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the power supply circuit has shown an example of using a broadband module as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C. However, it is configured using two types of modules for low frequency and high frequency. It is also possible to do.
アンテナの周波数帯は低域、高域の2つの周波数帯域に限らず、3帯域以上、あるいは広帯域のアレイにも適応可能である。 The frequency band of the antenna is not limited to two frequency bands, a low band and a high band, but can be applied to an array of three or more bands or a wide band.
更に図1に示す実施形態では素子配列として、図1(c)に示す三角配列の構成例を示したが、素子配列を四角配列としても同様の効果が得られる。また、図2に示す素子ユニットの配列では四角配列の構成例を示しているが、同様に三角配列の構成とすることができることは明らかである。 Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the configuration example of the triangular array shown in FIG. 1C is shown as the element array, but the same effect can be obtained even if the element array is a square array. In addition, the arrangement of the element units shown in FIG. 2 shows a configuration example of a square array, but it is obvious that a configuration of a triangular array can be similarly formed.
また、図6に示す実施形態においては、モジュールを具備しないマルチバンドアレイアンテナとして、プレーナ型のアンテナの構成例を示したが、図1(a)に示すシリンドリカル型のアンテナにおいても適用可能である。 In the embodiment shown in FIG. 6, a configuration example of a planar antenna is shown as a multiband array antenna without a module. However, the present invention can also be applied to a cylindrical antenna shown in FIG. .
1 シリンドリカルアレイアンテナ
2、14 プレーナアレイアンテナ
3 基台部
4 ペデスタル
5 素子ユニット
51 低域素子
52 高域素子
53 無給電素子
54 低域/高域共用素子
55 ホーン
56 コーナーリフレクタ
511 低域素子パターン
521、522 高域素子パターン
6 広帯域モジュール
7 合成分配器
8 切替器
9 低域合成分配器
10 高域合成分配器
11 低域モジュール
12 高域モジュール
13 2軸のペデスタル
15 多層基板
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016516376A (en) * | 2013-04-09 | 2016-06-02 | ケンブリッジ コミュニケーション システムズ リミテッド | Improved antenna placement |
JP2021034821A (en) * | 2019-08-21 | 2021-03-01 | 三菱電機株式会社 | Antenna unit |
WO2021182347A1 (en) | 2020-03-10 | 2021-09-16 | 株式会社 東芝 | Radio wave emission source visualizing device, and bandwidth expansion method |
WO2022004728A1 (en) * | 2020-07-03 | 2022-01-06 | Hapsモバイル株式会社 | Inhibition of reflected wave interference from antenna-attachment plate in haps service link |
JP2022164847A (en) * | 2019-08-21 | 2022-10-27 | 三菱電機株式会社 | antenna unit |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0440003A (en) * | 1990-06-05 | 1992-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | Multilayered array antenna |
JPH05308223A (en) * | 1992-04-28 | 1993-11-19 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Two-frequency common use antenna |
JPH06224628A (en) * | 1993-01-21 | 1994-08-12 | N T T Idou Tsuushinmou Kk | Multi-frequency common use array antenna |
JPH06350329A (en) * | 1993-06-11 | 1994-12-22 | Nec Corp | Two-frequency array antenna |
JPH09107236A (en) * | 1995-05-25 | 1997-04-22 | He Holdings Inc Dba Hughes Electron | Multiband phased array antenna with alternately arranged tapered element radiator and waveguide radiator |
JPH1117432A (en) * | 1997-06-24 | 1999-01-22 | Toshiba Corp | Antenna system |
JP2001512640A (en) * | 1997-02-24 | 2001-08-21 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン(パブル) | Base station antenna configuration |
JP2002043838A (en) * | 2000-07-25 | 2002-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna apparatus |
JP2003037435A (en) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Antenna system and receiver using the same |
JP2005072670A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Denki Kogyo Co Ltd | Dual frequency shared dipole antenna device |
JP2007282174A (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Tatung Co | Dual-band circularly polarized antenna |
-
2008
- 2008-03-24 JP JP2008075880A patent/JP2009232213A/en active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0440003A (en) * | 1990-06-05 | 1992-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | Multilayered array antenna |
JPH05308223A (en) * | 1992-04-28 | 1993-11-19 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Two-frequency common use antenna |
JPH06224628A (en) * | 1993-01-21 | 1994-08-12 | N T T Idou Tsuushinmou Kk | Multi-frequency common use array antenna |
JPH06350329A (en) * | 1993-06-11 | 1994-12-22 | Nec Corp | Two-frequency array antenna |
JPH09107236A (en) * | 1995-05-25 | 1997-04-22 | He Holdings Inc Dba Hughes Electron | Multiband phased array antenna with alternately arranged tapered element radiator and waveguide radiator |
JP2001512640A (en) * | 1997-02-24 | 2001-08-21 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン(パブル) | Base station antenna configuration |
JPH1117432A (en) * | 1997-06-24 | 1999-01-22 | Toshiba Corp | Antenna system |
JP2002043838A (en) * | 2000-07-25 | 2002-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna apparatus |
JP2003037435A (en) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Antenna system and receiver using the same |
JP2005072670A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Denki Kogyo Co Ltd | Dual frequency shared dipole antenna device |
JP2007282174A (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Tatung Co | Dual-band circularly polarized antenna |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016516376A (en) * | 2013-04-09 | 2016-06-02 | ケンブリッジ コミュニケーション システムズ リミテッド | Improved antenna placement |
JP2021034821A (en) * | 2019-08-21 | 2021-03-01 | 三菱電機株式会社 | Antenna unit |
JP7136753B2 (en) | 2019-08-21 | 2022-09-13 | 三菱電機株式会社 | antenna unit |
JP2022164847A (en) * | 2019-08-21 | 2022-10-27 | 三菱電機株式会社 | antenna unit |
JP7325592B2 (en) | 2019-08-21 | 2023-08-14 | 三菱電機株式会社 | antenna unit |
WO2021182347A1 (en) | 2020-03-10 | 2021-09-16 | 株式会社 東芝 | Radio wave emission source visualizing device, and bandwidth expansion method |
WO2022004728A1 (en) * | 2020-07-03 | 2022-01-06 | Hapsモバイル株式会社 | Inhibition of reflected wave interference from antenna-attachment plate in haps service link |
JP2022013417A (en) * | 2020-07-03 | 2022-01-18 | Hapsモバイル株式会社 | Reflected wave interference suppression from antenna mounting plate in service link of haps |
JP7089556B2 (en) | 2020-07-03 | 2022-06-22 | Hapsモバイル株式会社 | Suppression of reflected wave interference from the antenna mounting plate at the HAPS service link |
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