JP2009521830A - 指向能力を向上させたアレイアンテナ - Google Patents

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Abstract

本発明は、改良されたアレイアンテナおよびアレイアンテナシステムと、それを利用する改良された方法を提供する。これは、基準電位の領域、例えば接地平面と、一部が平衡駆動され、また一部が不平衡駆動され空間的に延出する集合部を形成するアンテナ素子とを備えるアレイアンテナにより実現される。アンテナ素子は、第１のポートに接続された第１の放射素子、及び第２のポートに接続された第２の放射素子を有する。すなわちアンテナ素子は少なくとも２つのポートを有する。放射素子は、前記基準電位の領域からほぼ垂直に少なくとも第１の距離だけ延出するように互いにほぼ隣接し、且つ互いに平行に配置される。アンテナ素子は、前記接地基準の領域の上方に少なくとも第２の距離だけ離間し且つ前記接地基準の領域とほぼ平行に延出するように配置された前記第１及び第２の放射素子に接続された、放射器を更に具備する。

Description

本発明は、電波を送受信するアレイアンテナに関し、特にアンテナローブ、とりわけアンテナローブ方向を指向する能力を向上したアレイアンテナに関する。
アレイアンテナ、特に位相制御アレイアンテナは、軍用のみならず、民生用及び商用アンテナとしても増々注目を集めている。アレイアンテナはレーダーシステム、電波望遠鏡又は無線通信網におけるいわゆる基地局などにおいて有利に利用できる。アレイアンテナ、特に位相制御アレイアンテナの最も好ましい特性の１つは、アンテナローブを動的且つ非常に迅速に再形成及び／又は再指向する能力が高いことである。
特に、隣接する送信機及び／又は受信機との間で干渉信号を送信及び／又は受信することを回避するために、この特性を利用できる。多くの場合、そのような外乱ノイズを受信及び／又は送信するのを回避するために、アンテナローブを形成及び／又は指向できる。レーダーシステムにおいては、例えば、敵の電波妨害源を回避するためにこの能力を使用できる。移動通信システム又はそれに類似するシステムにおいては、例えば、ＧＳＭシステム、ＣＤＭＡシステム、ＷＣＤＭＡシステム又は他の類似する無線通信システムにおける周波数スペクトルのような利用可能周波数スペクトルの利用を改善するためにこの能力を使用できる。これは適用用途のごくわずかな例である。周知のように、異なる用途に対しては広大な周波数帯域が存在する。
アンテナローブを動的且つ非常に迅速に再形成及び／又は再指向する能力は、狭い地理的領域へ及び／又は狭い地理的領域から電波を送信及び／又は受信するためにアンテナローブを指向でき、それにより、アンテナシステムのエネルギー効率が向上するという点でも有利である。アレイアンテナ、特に位相制御アレイアンテナにより提供されるこれらの利点及びその他の利点はアレイアンテナの分野においては周知であり、これ以上の説明は不要である。
アレイアンテナは、基本的には、ほぼ類似するアンテナ素子のいくつかを空間的に延出して集めたものである。「空間的に延出」という表現は、曖昧な方向への電波の発射を回避するように、各素子がごく近接して配置された隣接素子を少なくとも１つ有することを示す。「類似する」という表現は、好ましくは全ての素子が３次元空間において同一方向に方向付けられた同一の極座標放射パターンを有することを示す。しかし、この素子は規則的な格子上に配置される必要はなく、同一の端子電圧を有する必要もない。しかし、全ての素子が同一の周波数を供給されること及び各素子の駆動信号に対して一定の振幅及び位相角を定義できることが想定される。
アレイアンテナのアレイ素子に供給されるそれぞれの信号の相対位相を調整することにより、アンテナの有効放射パターン（アンテナローブ）を所望の方向で強化し、望ましくない方向では抑制することができる。個々のアンテナ素子により放射される信号の相対振幅、並びにそれらの信号間の強め合う干渉効果及び弱め合う干渉効果は、アレイアンテナの有効放射パターンを決定する。通常のアレイアンテナは固定の放射パターン（固定アンテナローブ）を実現するために使用されるが、より洗練された位相制御アレイアンテナは方位角及び／又は仰角においてこの放射パターン（アンテナローブ）を迅速に走査するために使用される。
当該アレイアンテナについて選択された個別のアンテナ素子にもよるが、厳密に言えば、アレイアンテナにはアンテナローブを容易に指向させられない、少なくとも１つの方向が存在する。つまり、少なくとも１つのヌルポイントが存在する。
図１Ａから図１Ｄに概略的に示されるように、アレイアンテナにおける個々のアンテナ素子は、例えば、周知のダイポール１０又はそれに類似するアンテナ素子を用いることができる。図１Ａの例のダイポール１０は２つの互いに対向する放射素子１１ａ、１１ｂを具備する。放射素子１１ａ、１１ｂは、利用波長の１／４（λ／４）だけ水平軸ＤＰ１に沿って延出するように細長いスレッド、円筒又は矩形として形成されるのが好ましい。ダイポール１０と高周波数信号により通信するために、各放射素子１１ａ、１１ｂは周知の方法で個別に給電線１２ａ、１２ｂに接続される。従って、形式的にはダイポール１０は２つのポートを具備する。
通常、平衡（又は差動モード）電流Idiff =(I1 − I2)/2はダイポールを励起する電流であると考えられ、Idiffにより搬送される電力は送信電磁パワーに変換されると考えられる。図１Ａにおいて、差動モードは、第１の給電線１２ａ（第１のポート）に供給される第１の電流I+及び第２の給電線１２ｂ（第２のポート）に供給される第２の電流I-により示される。２つの電流I+、I-はほぼ等しい大きさであるが、それらの電流が１８０°の位相のずれを有すること、すなわち、ダイポール１０が周知の態様で平衡モード又は差動モードで動作していることを示すために、極性を示す添え字が付されている。このような平衡デュアルポートダイポールアンテナは広く研究されており、ブロードバンドにできると共に、かなりの範囲で走査可能にすることができる。
図１Ｂは、軸ＤＰ１に沿って切断したダイポール１０の概略放射パターンの断面図を示し、図１Ｃは、その概略放射パターンの平面図を示す。図１Ｄは、図１Ｂ〜図１Ｃの放射パターンの概略斜視図を示す。図からわかるように、軸ＤＰ１に沿って発散する放射はほぼ存在しない。すなわち、放射素子１１ａ、１１ｂの短い端部からの放射はほぼ存在しない。これは、以下に更に説明されるように、ダイポール１０の空間的に延出する集合部から構成されるアレイアンテナでは、ダイポール１０の軸ＤＰ１に沿って電波を送信する能力が低下することを示す。言うまでもなく、ここで説明される放射パターンは受信時にも同等に有効である。
アレイアンテナの個別のアンテナ素子は、図２Ａ〜図２Ｄに概略的に示されるような周知のモノポール２０又はそれに類似するアンテナ素子であってもよい。例えば、図２Ａに示されるモノポール２０は、ほぼ水平な接地平面２３からほぼ垂直な軸ＭＰに沿って利用波長の１／４（λ／４）だけ延出する単一の放射素子２１を有する。言い換えれば、モノポール２０は４分の１波長アンテナ又はいわゆるマルコーニアンテナである。モノポール２０と高周波数信号で通信するために、放射素子２１は周知の方法で給電線（図２ａ〜図２ｄには図示せず）に接続され、放射素子２１は、当該技術分野において周知であるように、単一の不平衡電流I+（図２ａ〜図２ｄには図示せず）により給電される。このような不平衡シングルポートモノポールアンテナも広く研究されている。
図２Ｂは、軸ＭＰに沿って切断されたモノポール２０からの概略放射パターンの切断面を示し、図２Ｃは、その概略放射パターンの平面図を示す。図２Ｄは、図２Ｂと図２Ｃの放射パターンの概略斜視図を示す。図からわかるように、軸ＭＰに沿って発散する放射はほぼ存在しない。すなわち、接地平面２３に対する垂線に沿って放射素子２１から発散する放射はほぼ存在しない。これは、以下に更に説明されるように、モノポール２０の空間的に延出する集合部から構成されるアレイアンテナでは、モノポールの軸ＭＰに沿って電波を送信する能力が低下することを示す。言うまでもなく、ここで説明される放射パターンは受信時にも有効である。
次に、図３Ａ及び図３Ｂに示されるアレイアンテナ配置の第１の例に注目する。図３Ａは、例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示されるダイポール１０のような３つのダイポール３０ａ、３０ｂ、３０ｃから成るアレイを具備するアレイアンテナ３０の一例を示す概略平面図である。図３Ａのダイポール３０ａ〜３０ｃは、ほぼ平坦な基板３３の表面上に軸ＤＰ２に沿って同一線上に配置される。周知のように、第１のダイポール３０ａは２つの放射素子３１ａａ、３１ａｂを有し、放射素子３１ａａは給電線３２ａａに接続され、放射素子３１ａｂは給電線３２ａｂに接続される。第２のダイポール３０ｂは２つの放射素子３１ｂａ、３１ｂｂを有し、放射素子３１ｂａは給電線３２ｂａに接続され、放射素子３１ｂｂは給電線３２ｂｂに接続される。第３のダイポール３０ｃは２つの放射素子３１ｃａ、３１ｃｂを有し、放射素子３１ｃａは給電線３２ｃａに接続され、放射素子３１ｃｂは給電線３２ｃｂに接続される。
図３Ｂは、図３Ａの例のアレイアンテナ３０を示す概略側面図である。図からわかるように、同一直線上の放射素子３１ａａ〜３１ｃｂ及び給電線３２ａａ〜３２ｃｂは、同一の平面又は隣接する平面において延出するように基板３３の表面上に配置される。周知のように、図３Ａと図３Ｂにおけるアレイアンテナ３０のようなアンテナの最大放射の方向（主ローブ）は、放射素子３１ａａ〜３１ｃｂが延出している水平面に対して垂直である。このことは、図３Ｂにおいて、基板３３から垂直上向きに延出する第１の矢印３５及び基板３３の表面から垂直下向きに延出する第２の矢印３５'により示されている。特に、基板３３の材料の組成に依存して、第２の矢印３５'の方向の放射が基板３３により減衰、停止又は反射されることを示すために、第２の矢印３５'は破線により描かれている。
放射が、アレイの端部側ではなく、主にアレイの横側から発出するため、図３Ａ〜図３Ｂに概略的に示されるアレイアンテナの種類は、一般に「ブロード・サイド・アレイ」アンテナと呼ばれる。ブロード・サイド・アレイアンテナ３０の主ローブ３５の走査は、周知の方法、すなわち走査方向Φにおいてアンテナ素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃの間にある特定の位相増分ψを設定することにより行われる。これにより、第１の位相角θを有する第１の信号I+、I-が第１のアンテナ素子３０ａに供給され、第２の位相角θ + ψを有する第２の信号I+、I-は第２のアンテナ素子３０ｂに供給され、第３の位相角θ + 2ψを有する第３の信号I+、I-は第３のアンテナ素子３０ｃに供給される。走査自体は、位相制御アレイアンテナの技術において周知であるように、位相増分ψを変化させることにより行われる。前述の信号I+、I-が１８０°の位相ずれを有することを示すために、すなわち、ダイポール３０ａ〜３０ｃが周知のように平衡モード又は差動モードで動作することを示すために、信号には極性を示す添え字が付されている。
しかし、位相増分ψが増加して主ローブ３５の走査方向Φが０度に近づくにつれて、すなわち、放射素子３１ａａ〜３１ｃｂが延出している水平方向に近づくにつれて、アレイアンテナ３０のダイポール３０ａ〜３０ｃのインピーダンスは、整合が劣化するように変化する。これは、ダイポール３０ａ〜３０ｃ又はそれに類似するアンテナの空間的に延出する集合部から構成されるアレイアンテナ３０が放射素子３１ａａ〜３１ｃｂの延出方向に近づくと電波を送信する能力が低下することを示す。言い換えれば、軸ＤＰ２に沿った放射、すなわち、放射素子３１ａａ〜３１ｃｂの短い端部からの放射はほぼ存在しないことになり、これは先に説明された単一のダイポール１０と関連する見解とも一致する。言うまでもなく、ここで説明される放射パターンは受信時にも有効である。
次に、図４Ａ及び図４Ｂに示されるアレイアンテナ配置の第２の例に注目する。図４Ａは、例えば、図２Ａ〜図２Ｄに示されるモノポール２０のような６つのモノポール４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆから成るアレイを具備するアレイアンテナ４０の一例を示す概略平面図である。各モノポール４０ａ〜４０ｆは１つの放射素子４１ａ〜４１ｆを有する。放射素子４１ａ〜４１ｆは平坦な接地平面４３の表面上に直線Ｌ１を成すように配置される。各放射素子４１ａ〜４１ｆは、周知の方法で給電線４１ａ〜４１ｆに更に接続される。
図４Ｂは、図４Ａの例のアレイアンテナ４０を示す概略側面図である。放射素子４１ａ〜４１ｆは接地平面４３の表面から垂直軸ＭＰａ〜ＭＰｆに沿って延出し、給電線４２ａ〜４２ｆは接地平面４３に又はそれに隣接して配列される。周知のように、アレイアンテナ４０のようなアンテナの最大放射の可能な方向（主ローブ）は線Ｌ１に沿って、すなわち、放射素子４１ａ〜４１ｆの線に沿って、接地平面４３と平行に延出する。このことは、図４Ｂにおいて右側を向く第１の矢印４５及び左側を向く第２の矢印４５’により示される。
放射が、図３Ａと図３Ｂにおけるブロード・サイド・アレイアンテナ３０のように主にアレイのブロード側から主に発出するのではなく、主にアレイの端部から発出するため、図４Ａ〜図４Ｂに概略的に示されるアレイアンテナ４０の種類は、一般に、「エンド・ファイア・アレイ」アンテナと呼ばれる。エンド・ファイア・アレイアンテナ４０の主ローブ４５、４５'の走査の一部は、走査方向Φにおいてアンテナ素子４０ａ〜４０ｆの間にある特定の位相増分ψを設定することにより、周知の方法で行われてもよい。これにより、第１の位相角θを有する第１の信号I+は第１のアンテナ素子４０ａに供給され、第２の位相角θ + ψを有する第２の信号I+は第２のアンテナ素子４０ｂに供給され、第３の位相角θ + 2ψを有する第３の信号I+は第３のアンテナ素子４０ｃに供給されることが可能であり、順次、第６のアンテナ素子４０ｆに供給される第６の位相角θ + 5ψを有する第６の信号I+に至るまで同様である。これにより、位相制御アレイアンテナの技術において周知であるように、位相増分ψを変化させることにより走査が実現される。モノポールに供給される信号が同一の元の位相θを有することを示すために、すなわち、モノポール４０ａ〜４０ｆが周知のように不平衡モード又は加算モードで動作することを示すために、信号I+には正極性の添え字が付されている。
しかし、位相増分ψが増加して主ローブ４５又は４５'の走査方向fが９０°に近づくにつれて、すなわち、放射素子４１ａ〜４１ｆが延出している垂直方向に近づくにつれて、アレイアンテナ４０のアンテナ素子４０ａ〜４０ｆのインピーダンスは、整合が劣化するように変化する。これは、モノポール４０ａ〜４０ｆ又はそれに類似するアンテナの空間的に延出する集合部から構成されるアレイアンテナ４０が放射素子４１ａ〜４１ｆの延出方向である垂直方向に近づく方向に電波を送信する能力が低下することを示す。言い換えれば、放射素子４１ａ〜４１ｆの軸ＭＰａ〜ＭＰｆに沿った放射、すなわち、接地平面に対する垂線に沿った放射はほぼ存在せず、これは先に説明された単一のモノポール２０と関連する見解とも一致している。言うまでもなく、ここで説明される放射パターンは受信時にも有効である。
要約すると、周知のダイポール１０及び周知のモノポール２０並びにその変形構成は、例えば、図３Ａと図３Ｂにおけるブロードサイドアンテナ３０及び図４Ａと図４Ｂにおけるエンド・ファイア・アンテナ４０のようなアレイアンテナにおいて単アンテナ素子として使用されることが多い。しかし、これらの単アンテナ素子のアンテナローブはほぼ例外なく、厳密に言うと少なくとも１つのヌルポイントを有する。すなわち、アンテナ素子が電波を容易に送受信できない少なくとも１つの方向を有する。その結果、いくつかのそのようなアンテナ素子の空間的に延出する集合部から構成されるアレイアンテナは、通常、アレイアンテナのアンテナローブの指向を容易に実行できない少なくとも１つの方向を示している。すなわち、そのようなアンテナ素子から構成されるアレイアンテナのアンテナ図には少なくとも１つのヌルポイントが存在する。
従って、改良されたアレイアンテナ、特に、起こりうるヌルポイントを減少するようにアンテナローブを指向する能力が改善されたアレイアンテナが必要とされる。
本発明は、改良されたアレイアンテナ、アレイアンテナシステム並びに改良されたアレイアンテナ及びアレイアンテナシステムを利用する改良された方法を提供する。
これは、基準電位の領域、すなわち接地平面と、少なくとも一部が平衡駆動され且つ少なくとも一部が不平衡駆動されることが可能である、少なくとも２つのアンテナ素子の空間的に延出する集合部とを備えるアレイアンテナにより実現される。アンテナ素子は、第１のポートに接続された第１の放射素子及び第２のポートに接続された第２の放射素子を有する。言い換えれば、アンテナ素子は少なくとも２つのポートを有する。放射素子は、前記基準電位の領域からほぼ垂直に少なくとも第１の距離だけ延出するように互いにほぼ隣接して且つ互いに平行に配置される。アンテナ素子は、前記接地基準の領域の上方に少なくとも第２の距離だけ離間して且つ前記接地基準の領域とほぼ平行に延出するように前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子に接続された放射器を更に備える。
本発明の一実施形態は、前記放射器が前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子に接続されたほぼ連続体上の放射素子を備えるようなアレイアンテナを具備する。連続体状の放射素子は、例えばループ素子であってもよい。
本発明の別の実施形態は、前記放射器が前記第１の放射素子に接続された第３の放射素子及び前記第２の放射素子に接続された第４の放射素子を含むようなアレイアンテナを備える。
本発明の更なる実施形態は、前記第３の放射素子及び前記第４の放射素子が、ほぼ直線状のスレッド形又は円筒形の素子、湾曲したほぼループ形の素子、ほぼ平坦な板素子より成る素子の群から選択されるようなアレイアンテナを備える。「平坦な板素子」という用語は、わずかに湾曲している板素子を更に含むことが意図される。
本発明は、アンテナ素子の第１のポート及び第２のポートが給電器に接続された上記説明に従ったアレイアンテナを備えるアンテナシステムによっても実現される。給電器は、第１のポートと給電器との間で伝送される第１の信号I1と、第２のポートと給電器との間で伝送される第２の信号I2との位相差Φを変化させるように構成される。
本発明の一実施形態は、平衡不平衡変成器（バラン回路）などの装置を備える給電器を具備する。装置は、給電器とアンテナ素子との間で伝送される第１の信号I1と第２の信号I2との間に第１のほぼ一定の位相差Φ1（例えば、ほぼ０°）があるように、装置の第１の端子ＳＵＭとの間で伝送される信号I0（例えば、I0ei(ψn)）が分割されるように構成される。更に、装置は、給電器とアンテナ素子との間で伝送される第１の信号I1と第２の信号I2との間に第２のほぼ一定の位相差Φ2（例えば、ほぼ１８０°）があるように、前記装置の第２の端子ＤＩＦＦとの間で伝送される信号I0（例えば、I0ei(ψn)）が分割されるように構成される。
更なる実施形態において、前記装置の第１の装置端子ＳＵＭ及び第２の装置端子ＤＩＦＦはスイッチに接続されてもよく、スイッチは、第１の位置にある場合、信号I0を第１の装置端子ＳＵＭと通信させ、第２の位置にある場合、信号I0を第２の装置端子ＤＩＦＦと通信させる。
本発明の別の実施形態は、前記第１のポート及び前記第２のポート並びに給電線に接続された分配器（例えば、結合器／分割器）を備える給電器を具備する。分配器は、前記ポートから受信された信号I1、I2を結合して前記給電線へ送出し且つ前記給電線から受信された信号I0（例えば、I0ei(ψn)）を前記ポートの間で分割するように構成される。給電器は、前記ポートのうち少なくとも１つのポートと分配器との間で伝送される信号の位相Φを変化させるように、そのポートと前記分配器との間に接続された少なくとも１つの移相器を更に具備する。
本発明は、更に、基準電位の領域と、少なくとも一部が平衡駆動され且つ少なくとも一部が不平衡駆動されることが可能である少なくとも２つのアンテナ素子の空間的に延出する集合部とを具備するアレイアンテナによって送信又は受信する方法により実現される。アンテナ素子は、第１のポートに接続された第１の放射素子及び第２のポートに接続された第２の放射素子を有する。言い換えれば、アンテナ素子は少なくとも２つのポートを有する。放射素子は、前記基準電位の領域からほぼ垂直に少なくとも第１の距離だけ延出するように互いにほぼ隣接して且つ互いに平行に配列される。アンテナ素子は、前記接地基準の領域の上方に少なくとも第２の距離だけ離間して且つ前記接地基準の領域とほぼ平行に延出するように前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子に接続された放射器を更に具備する。この方法は、アンテナ素子の第１のポートとの間で伝送される第１の信号I1と、第２のポートとの間で伝送される第２の信号I2との位相差Φを変化させることにより、方向を可変し、アンテナ素子により電波を送信又は受信するステップを含む。
本発明の一実施形態に係る方法は、各アンテナ素子の第１のポート及び第２のポートに接続された給電器を使用することにより位相差Φを実現する。給電器は、前記第１のポートと前記給電器との間で伝送される第１の信号I1と、前記第２のポートと前記給電器との間で伝送される第２の信号I2との位相差Φを変化させるように構成される。
この方法の一実施形態は、前記第１の信号I1と前記第２の信号I2との間に第１のほぼ一定の位相差Φ（例えば、ほぼ０°）があるように、装置の第１の端子ＳＵＭと伝送する信号I0（例えば、I0ei(ψn)）が分割されるように構成された装置を具備する給電器を使用する。更に、給電器は、前記第１の信号I1と前記第２の信号I2との間に第２のほぼ一定の位相差Φ（例えば、ほぼ１８０°）があるように、装置の第２の端子ＤＩＦＦと伝送する信号I0（例えば、I0ei(ψn)）が分割されるように構成される。
この一実施形態において、前記装置の第１の装置端子ＳＵＭ及び第２の装置端子ＤＩＦＦはスイッチに接続されてもよく、スイッチは、第１の位置にある場合、信号I0を第１の装置端子ＳＵＭと伝送させ、第２の位置にある場合、信号I0を第２の装置端子ＤＩＦＦと伝送させるように動作させられる。
この方法の別の実施形態は、前記第１のポート及び前記第２のポート並びに給電線に接続され、前記ポートから受信された信号I1、I2を結合して前記給電線へ送出し且つ前記給電線から受信された信号I0（例えば、I0ei(ψn)）を前記ポートの間で分割するように構成された分配器（例えば、結合器／分割器）を具備する給電器を使用する。給電器は、前記ポートのうち少なくとも１つのポートと分配器との間で伝送される信号の位相Φを変化させるように、そのポートと前記分配器との間に接続された少なくとも１つの移相器を更に具備する。
本発明の上記の面及びその他の面は、本発明の実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
発明の好適な実施形態の詳細な説明

本発明の実施形態を参照して本発明を以下に更に詳細に説明する。本発明の他の実施形態は明らかに着想可能であり、本発明は以下に説明されるアレイアンテナ及び給電器の例に何ら限定されない。尚、本明細書中で使用される同一又は同様の図中符号は一貫して同一又は同様の物体及び／又は機能を示す。
アレイアンテナ
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の好適な一実施形態に係るアレイアンテナ５０を示す概略図である。
図５Ａは、軸ＤＰ３に沿ってほぼ同一直線上に配列された３つのダイポール５０ａ、５０ｂ、５０ｃから成るアレイを具備するアレイアンテナ５０を示す概略平面図である。
特に、
−第１のダイポール５０ａは２つの対向する互いに分離された放射素子５１ａａ、５１ａｂを有し、各放射素子は給電線５２ａａ、５２ａｂに直接接続されるか又は少なくとも間接的に接続され；
−第２のダイポール５０ｂは２つの対向する互いに分離された放射素子５１ｂａ、５１ｂｂを有し、各放射素子は給電線５２ｂａｂ、５２ｂｂに直接接続されるか又は少なくとも間接的に接続され；
−第３のダイポール５０ｃは２つの対向する互いに分離された放射素子５１ｃａ、５１ｃｂを有し、各放射素子は給電線５２ｃａ、５２ｃｂに直接接続されるか又は少なくとも間接的に接続される。
ダイポール５０ａ〜５０ｃの放射素子５１ａａ〜５１ｃｂは、軸ＤＰ３に沿って利用波長の約１／４（λ／４）の距離Ｅ１だけ延出する細長いスレッド、円筒又は矩形として形成されるのが好ましい。言い換えれば、ダイポール５０ａ〜５０ｃは、図３Ａ〜図３Ｂを参照して上述されたアレイアンテナ３０のダイポール３０ａ〜３０ｃと同様に構成される。しかし、ブロード・サイド・アレイアンテナにおける放射素子の機能を実質的に維持できるのであれば、放射素子５１ａａ〜５１ｃｂの他の長さ及び形態も明らかに着想できる。長さは、例えば、利用波長の他の倍数を想定してもよく、更には利用波長の倍数からわずかにずれていてもよい。一方、放射素子の形態は、例えば、湾曲し且つ／又は種々の角度などで延出していてもよい。
図５Ｂは、図５Ａのアレイアンテナ５０の側面図であり、各放射素子５１ａａ〜５１ｃｂが、接地平面５３の上方にある特定の距離だけ離間して延出するように、垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂ上にほぼ水平に配置されることを示す。水平放射素子５１ａａ〜５１ｃｂ及び垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂはＬ字形構造（Ｌは上下が反転され、場合によっては回転される）を形成し、２つの隣接する垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂはそれぞれ１つの水平放射素子５１ａａ〜５１ｃｂと組み合わされて、Ｔ字形構造を形成する。
上述の接地平面５３はほぼ平坦であり、水平素子５１ａａ〜５１ｃｂは接地平面５３とほぼ平行に延出するのが好ましい。すなわち、接地平面５３は、水平素子５１ａａ〜５１ｃｂが延出している軸ＤＰ３とほぼ平行であるのが好ましい。しかし、本発明の他の実施形態は、湾曲するか、もしくは平坦な形態から完全に又は部分的に逸脱する他の形状をとる接地平面５３又は接地電位の領域を有してもよい。いくつかの実施形態においては、接地平面５３又は接地電位の領域は、例えば、導体の格子又はそれに類似する構造により形成されてもよく、更には点状接地領域の格子により形成されてもよい。
図５Ｂに示される垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂに関して、垂直素子は、
−垂直素子５４ａａの上部分配端部５６ａａは水平素子５１ａａの右側端部に接続され；
−垂直素子５４ａｂの上部分配端部５６ａｂは水平素子５１ａｂの左側端部に接続され；
−垂直素子５４ｂａの上部分配端部５６ｂａは水平素子５１ｂａの右側端部に接続され；
−垂直素子５４ｂｂの上部分配端部５６ｂｂは水平素子５１ｂｂの左側端部に接続され；
−垂直素子５４ｃａの上部分配端部５６ｃａは水平素子５１ｃａの右側端部に接続され；
−垂直素子５４ｃｂの上部分配端部５６ｃｂは水平素子５１ｃｂの左側端部に接続され；
−素子５４ａａの下部給電端部５７ａａは給電線５２ａａに接続され；
−素子５４ａｂの下部給電端部５７ａｂは給電線５２ａｂに接続され；
−素子５４ｂａの下部給電端部５７ｂａは給電線５２ｂａに接続され；
−素子５４ｂｂの下部給電端部５７ｂｂは給電線５２ｂｂに接続され；
−素子５４ｃａの下部給電端部５７ｃａは給電線５２ｃａに接続され；
−素子５４ｃｂの下部給電端部５７ｃｂは給電線５２ｃｂに接続されるように、電気的に構成されるのが好ましい。
給電端部５７ａａ、５７ａｂに接続された給電線５２ａａ、５２ａｂはそれぞれ２つのポートを形成し、給電端部５７ｂａ、５７ｂｂに接続された給電線５２ｂａ、５２ｂｂはそれぞれ別の２つのポートを形成する。給電端部５７ｃａ、５７ｃｂに接続された給電線５２ｃａ、５２ｃｂはそれぞれ更に別の２つのポートを形成する。
更に、図５Ｂの垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂは、垂直且つ互いにほぼ平行な軸ＭＰａａ〜ＭＰｃｂに沿って水平接地平面５３から利用波長の約１／４（l／４）の距離Ｅ２だけ延出するのが好ましい。すなわち、垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂは図５Ｂの軸ＤＰ３及び接地平面５３に対してほぼ垂直である。しかし、以下に更に説明されるように、エンド・ファイア・アレイアンテナにおける放射素子の機能を実質的に維持できるのであれば、垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂの他の長さ及び形態も明らかに着想できる。長さは、例えば、利用波長の他の倍数であってもよく、更には利用波長の倍数からわずかにずれていてもよい。放射素子の形態は湾曲し且つ／又は種々の角度を使って延出してもよい。
図５Ａ〜図５Ｂからわかるように、垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂは対５４ａａ、５４ａｂ；５４ｂａ、５４ｂｂ；５４ｃａ、５４ｃｂを成して、ほぼまっすぐな線Ｌ２に沿って接地平面５３の表面上に配置される。線Ｌ２は軸ＤＰ３と平行であるか又はほぼ平行であるのが好ましい。言い換えれば、図４Ａ〜図４Ｂのモノポール４０ａ〜４０ｆが均一の間隔で配置された個別の素子であるのに対し、図５Ａと図５Ｂの垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂはほぼ均一な間隔で配置された対を成して隣接して配置されるという点を除いて、図５Ａと図５Ｂの垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂは図４Ａ〜図４Ｂのモノポール４０ａ〜４０ｆと同様に配置されるということになる。
図５Ａと図５Ｂに概略的に示される給電線５２ａａ〜５２ｃｂは好適な接地平面５３に隣接する平面、すなわち、接地平面５３の上方又は下方の平面に延出するように配置されるのが好ましい。給電線５２ａａ〜５２ｃｂのこのような配置は、図５Ａと図５Ｂの水平素子５１ａａ〜５１ｃｂが給電線５２ａａ〜５２ｃｂに直接接続されるのではなく垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂを介して接続されることを示す。従って、水平素子５１ａａ〜５１ｃｂは給電線５２ａａ〜５２ｃｂに間接的に接続されると考えてもよい。一方、垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂは給電線５２ａａ〜５２ｃｂの延長である。すなわち、給電線５２ａａ〜５２ｃｂの一部であると考えてもよい。
以上の説明から、図５Ａと図５Ｂのアレイアンテナ５０のほぼ水平の放射素子５１ａａ〜５１ｃｂは図３Ａと図３Ｂのブロード・サイド・アレイアンテナ３０の水平放射素子３１ａａ〜３１ｃｂに類似していると判断される。従って、放射素子５１ａａ〜５１ｃｂは、ブロード・サイド・アレイアンテナ３０の放射素子３１ａａ〜３１ｃｂと同一の態様又は少なくとも類似する態様で利用できる。
また、以上の説明から、図５Ａと図５Ｂのアレイアンテナ５０のほぼ垂直な素子５４ａａ〜５４ｃｂは、図４Ａと図４Ｂのエンド・ファイア・アレイアンテナ４０の垂直放射素子４１ａ〜４１ｆに類似すると判断される。この類似は偶発的ではない。実際、以下に更に説明されるように、アレイアンテナ５０の垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂは、エンド・ファイア・アレイアンテナ４０の垂直素子４１ａａ〜４１ｃｂと同一の態様又は少なくとも類似する態様で利用できる。
しかし、説明を進める前に、本発明は図５Ａと図５Ｂに示されるような３つの同一直線上のダイポール５０ａ〜５０ｃの単一の列に何ら限定されないことを強調しておくべきである。本発明に係るアレイアンテナは、２つのアンテナ素子から１列又はいくつかの列に配列された複数のアンテナ素子に至るまであらゆるものを含んでもよい。更に、アンテナ素子は必ずしもダイポールである必要はなく、アンテナ素子は必ずしも一直線又は一列に配列される必要もない。アンテナ素子又はアンテナ素子の少なくとも一部は、異なる高さで、列以外のパターンに従って、例えば、ジグザグパターン又はそれに類似するパターンを形成するように列からわずかにずれて配列されてもよく、あるいはいくつかのアンテナ素子から成る複数の群がほぼ一列又はそれに類似する形状に配列される（ただし、必ずしも１つの群の中の個別のアンテナ素子が列ように配列されなくてもよい）ような群として配列されてもよい。また、水平放射素子５１ａａ〜５１ｃｂ及び垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂの説明は電波の送信に限定されるものとして理解されてはならないことを強調しておくべきである。つまりこの説明は電波の受信時にも同様に当てはまる。
主ローブの走査
図１Ａと図１Ｂの単一のダイポール１０に関連して上述したように、通常、平衡モード又は差動モードの電流Idiff =(I1 - I2)/2はダイポールを励起する電流であると考えられ、Idiffにより搬送される電力は放射電磁パワーに変換されると考えられる。
これに従って、先に図３Ａと図３Ｂを参照して上述されたようなアレイアンテナ３０の３つのダイポールアンテナ素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃの差動モードは、ダイポール３０ａ、３０ｂ、３０ｃの第１の給電線３２ａａ、３２ｂａ、３２ｃａに供給される第１の電流I+と、ダイポール３０ａ、３０ｂ、３０ｃの第２の給電線３２ｂａ、３２ｂｂ、３２ｃｂに供給される第２の電流I-とにより示された。電流I+、I-が１８０°の位相のずれを有すること、すなわち、ダイポール３０ａ、３０ｂ、３０ｃが周知のように差動モードで動作することを示すために、電流I+、I-は極性を示す添え字を有する。
先に確認した通り、図３Ａと図３Ｂのアレイアンテナ３０の３つのダイポール３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、図５Ａと図５Ｂのアレイアンテナ５０の３つのダイポール５０ａ、５０ｂ、５０ｃに類似している。従って、アレイアンテナ５０のダイポール５０ａ〜５０ｃは、ダイポール３０ａ〜３０ｃと同一の態様又は少なくとも類似する態様で差動モード又は平衡モードで励起され、更には、図１Ａから図１Ｄにおけるダイポール１０と同一の態様又は少なくとも類似する態様で励起される。
従って、ダイポール５０ａ〜５０ｃは、
−第１の給電線５２ａａに電流I+を供給し且つ第２の給電線５２ａｂに電流I-を供給し；
−第１の給電線５２ｂａに電流I+を供給し且つ第２の給電線５２ｂｂに電流I-を供給し；
−第１の給電線５２ｃａに電流I+を供給し且つ第２の給電線５２ｃｂに電流I-を供給することにより、ダイポール５０ａ、５０ｂ、５０ｃに給電することによって励起される。
差動モード又は平衡モードにおけるダイポール５０ａ〜５０ｃの最大放射の方向（主ローブ）は、放射素子５１ａａ〜５１ｃｂが軸ＤＰ３に沿って延出している軸ＤＰ３に対してほぼ垂直である。従って、先に説明したように、主ローブは接地平面５３に対してもほぼ垂直である。主ローブは、図５Ｂにおいて接地平面５３からほぼ垂直上向きに延出する垂直な矢印５５により示される。図からわかるように、図５Ａと図５Ｂのアレイアンテナ５０のダイポール５０ａ〜５０ｃから発生する主ローブ５５は、図３Ａと図３Ｂのブロード・サイド・アレイアンテナ３０のダイポール３０ａ〜３０ｃから発生する主ローブ３５とほぼ同一である。
アレイアンテナ３０に関連して上述したように、アンテナ５０のアンテナ素子５０ａ〜５０ｃの間の位相増分ψを設定することにより、アンテナ５０の主ローブ５５を走査できる。しかし、位相増分ψが増加して主ローブの方向fが図５Ａ〜図５Ｂにおける水平放射素子５１ａａ〜５１ｃｂの延出方向に近づく場合、アンテナ素子５０ａ〜５０ｃのインピーダンスは、整合が劣化するように変化する。従って、アレイアンテナ５０のダイポール５０ａ〜５０ｃの放射素子５１ａａ〜５１ｃｂは、水平方向に、すなわち、線ＤＰ３に沿って、言い換えれば図５Ａと図５Ｂの接地平面５３の垂線に対してほぼ垂直な方向に電波を送信する能力の低下を示す。そのため、放射素子５１ａａ〜５１ｃｂに沿って図５Ｂの水平接地平面５３とほぼ平行に延出する軸ＤＰ３に沿ったアレイアンテナ５０のダイポール５０ａ〜５０ｃからの放射はほぼ存在し得ない。
これに対し、図４Ａ〜図４Ｂを参照して上述したエンド・ファイア・アレイアンテナ４０は、線Ｌ１に沿い且つ図４Ａ〜図４Ｂの水平接地平面４３に沿って延出する主ローブ４５、４５'を有する。しかし、図４Ｂにおいて放射素子４１ａ〜４１ｆが延出する垂直方向に近づく方向、すなわち、接地平面４３に対してほぼ垂直な方向にエンド・ファイア・アレイアンテナ４０が電波を送信する能力は低下する。
従って、図３Ａと図３Ｂを参照して上述したような垂直平面において電波を送信するブロード・サイド・アレイアンテナ３０の能力と、先に図４Ａと図４Ｂを参照して説明したような水平面において電波を送信するエンド・ファイア・アレイアンテナ４０の能力とを組み合わせることができれば有益である。これにより、特に、この組み合わせがなければ実現不可能である方向、すなわち、いわゆるヌルポイントの方向において、アレイアンテナのアンテナローブを指向する能力が大幅に改善される。
この目的のために、前述のエンド・ファイア・アレイアンテナ４０におけるモノポールのうち１つと類似する機能はアレイアンテナ５０において実現される。特に、これは、線Ｌ２にほぼ沿って配列され且つ接地平面５３からほぼ垂直の方向に延出する複数の対の素子５４ａａ、５４ａｂ；５４ｂａ、５４ｂｂ；５４ｃａ、５４ｃｂを利用することにより実現される。
従って、図５Ａ〜図５Ｂのダイポール５０ａ〜５０ｃの垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂは、
−第１の給電線５２ａａに電流I+を供給し且つ第２の給電線５２ａｂに電流I-を供給し；
−第１の給電線５２ｂａに電流I+を供給し且つ第２の給電線５２ｂｂに電流I-を供給し；
−第１の給電線５２ｃａに電流I+を供給し且つ第２の給電線５２ｃｂに電流I-を供給することにより、ダイポール５０ａ、５０ｂ、５０ｃに給電することによって加算モード（図５ａ〜図５ｂには図示せず）で励起される。
加算モードにおいては、対向する対の水平素子５１ａａ、５１ａｂ；５１ｂａ、５１ｂｂ；５１ｃａ、５１ｃｂからの放射は互いをほぼ相殺するが、各対の隣接して配置された垂直素子５４ａａ、５４ａｂ；５４ｂａ、５４ｂｂ；５４ｃａ、５４ｃｂは単一の４分の１波長モノポールとして本来機能する。すなわち、加算モードにおいては、素子５１ａａ、５１ａｂは第１のモノポールとして機能し、素子５１ｂａ、５１ｂｂは第２のモノポールとして機能し、素子５１ｃａ、５１ｃｂは第３のモノポールとして機能する。言うまでもなく、これは、１つの対に含まれる垂直素子５４ａａ、５４ａｂ；５４ｂａ、５４ｂｂ；５４ｃａ、５４ｃｂが単一のモノポール又はそれに類似する素子として共同で動作ができ且つその対の水平素子５１ａａ、５１ａｂ；５１ｂａ、５１ｂｂ；５１ｃａ、５１ｃｂをダイポール又はそれに類似する素子として共同して動作できるよう十分に近接して配置されていることを前提とする。更に、ダイポール５０ａ〜５０ｃが差動モードで励起される場合、１つの対に含まれる素子における電流が差動モードにおいては相反する方向を有するため、１対の垂直素子５４ａａ、５４ａｂ；５４ｂａ、５４ｂｂ；５４ｃａ、５４ｃｂからの放射は互いに本来相殺される。
以上のことから、加算モードにおいてアンテナ素子５０ａ〜５０ｃの垂直素子５４ａａ〜５４ｃｂの励起により、アレイアンテナ５０の主アンテナローブ５５をダイポール５０ａ〜５０ｃの放射素子５１ａａ〜５１ｃｂが延出する水平方向に近づくか、又は更には水平方向に一致する方向fに指向できること、すなわち、図３Ａと図３Ｂを参照して上述したエンド・ファイア・アンテナ４０とほぼ同じように指向できることがわかる。このことは、アレイアンテナ５０のアンテナローブ５５について可能な縦型方向を表す２つの反対向きの矢印５５’及び５５”により図５Ｂに示される。
言い換えれば、アレイアンテナ５０のほぼ水平な素子５１ａａ〜５１ｃｂは差動モードで給電され、ブロード・サイド・ダイポールアレイアンテナ（例えば、図３Ａと図３Ｂのブロード・サイド・アレイアンテナ３０）と同様に電波を放射するために利用される。一方、アレイアンテナ５０のほぼ垂直な素子５４ａａ〜５４ｃｂは加算モードで給電され、エンド・ファイア・アンテナ（例えば、図４Ａと図４Ｂのエンド・ファイア・アレイアンテナ４０）と同様に電波を放射するために利用される。
差動モードと加算モードとの最適な切替えポイントは、特に、単一偏波アンテナ素子に関して切取られたＥ平面パターンによって決まる。
切替えはほぼ連続してもよい。例えば、差動モードでダイポール５０ａ〜５０ｃに供給される２つの電流I+、I-の１８０°の位相差を加算モードでダイポール５０ａ〜５０ｃに供給される電流I+、I-の０°の位相差に近づくように且つ／又は０°の位相差になるように連続して減少させ、その後、元に戻すことができる。
また、切替えは実質的な２方向切換えであってもよい。例えば、差動モードでダイポール５０ａ〜５０ｃに供給される電流I+、I-の１８０°の位相差と、加算モードでダイポール５０ａ〜５０ｃに供給される電流I+、I-の０°の位相差とを単純にトグルする又は切替える切替えであってもよい。
特に、差動給電（I+、I-）と加算給電（I+、I+）とのほぼ連続する切替え又は無段階切替えにより、アレイアンテナ５０は、軸ＤＰ３及び線Ｌ２により規定される平面において接地平面５３からほぼ垂直に延出する半円に沿ってほぼ全ての方向fに、すなわち、図５Ａと図５Ｂの矢印５５の方向に電波を送信できる。
差動モードと加算モードとの最適な切替えポイント、又は差動モードと加算モードとの最適な組み合わせ、すなわち、ダイポール５０ａ〜５０ｃに供給される２つの電流の最適な位相差は、当該技術において周知であるように、例えば、アンテナパターンを測定することにより実験的に決定される。測定は、例えば、先に説明したようにダイポール５０ａ〜５０ｃを励起し、０°〜１８０°まで複数の小さな段階を経て段階的に変化する２つの供給電流の位相差Φを設定し（すなわち、励起を加算モード０°から差動モード１８０°までいくつかの小さな段階を経て変化させ）、アレイアンテナ５０により異なる方向へ送信された電波を連続的に測定することにより実現されてもよい。
言うまでもなく、ここで説明される放射（送信）能力は受信時にも同等に有効である。すなわち、差動受信（I+、I-）と加算受信（I+、I+）とを適切に切替えることにより、アレイアンテナ５０は、軸ＤＰ３及び線Ｌ２により定義される平面において接地平面５３からほぼ垂直に延出する半円に沿ってほぼ全ての方向fに、すなわち、図５Ａと図５Ｂの矢印５５の方向に電波を受信できる。従って、差動モードと加算モードとの最適な切替えポイント、更には差動モードと加算モードとの最適な組み合わせは、周知の方法で、アレイアンテナ５０に向かって交互に異なる方向から電波を送信し、各ダイポール５０ａ〜５０ｃにより受信される２つの電流の位相及び大きさを連続的に測定することにより測定される。差動モード（I+、I-）と加算モード（I+、I+）との適切な切替えを実現するために、アレイアンテナ５０のダイポールアンテナ素子５０ａ〜５０ｃへのパワー変換及びダイポールアンテナ素子５０ａ〜５０ｃからのパワー変換を向上するか又は最大にする比率としてIdiff =(I1- I2)/2及びIsum = (I1+ I2)/2をダイポールアンテナ素子５０ａ〜５０ｃに供給する装置に、アレイアンテナ５０のダイポール５０ａ〜５０ｃが接続されるのが好ましい。そのような給電装置の好適な実施形態を以下に図６Ａ〜図６Ｃを参照して説明する。
図６Ａ〜図６Ｂは、図５Ａ〜図５Ｂのアレイアンテナ５０を概略的に示す図である。図からわかるように、第１のダイポール５０ａ及び第３のダイポール５０ｃのみが示される。次に、図６Ａと図６Ｂを参照して単一のダイポールアンテナ素子５０ａの接続及び給電を説明する。アレイアンテナ５０のその他のダイポール素子５０ｂ及び５０ｃ、並びに本発明の種々の実施形態に従ってアレイアンテナ中に配列されてもよい更なるダイポール素子５０ｎに対しても、必要な変更を加えれば同一の原理が当てはまることを強調しておくべきである。
ダイポール５０ａは図５Ａと図５Ｂに示されるダイポールと同一である。従って、図６Ａ〜図６Ｃのダイポール５０ａは、図５Ａと図５Ｂを参照して上述したダイポールと同様に、水平素子５１ａａ、５１ａｂ、垂直素子５４ａａ、５４ａｂ及び給電線５２ａａ、５２ａｂを有する。
図６Ａからわかるように、給電器６００ａは給電装置６０ａ及び２方向スイッチ６４ａを具備する。給電装置６０ａは、第１の給電線５２ａａとの間で第１の電流I1を送受信し且つ第２の給電線５２ａｂとの間で第２の電流I2を送受信するように、ダイポールアンテナ素子５０ａの給電線５２ａａ、５２ａｂに接続される。前記給電装置６０ａは第１の端子ＳＵＭ及び第２の端子ＤＩＦＦを具備し、それらの端子は２方向スイッチ６４ａを介して第３の給電線６２ａに交互に接続されるように配置される。給電器６００ａの第３の給電線６２ａは、アンテナ素子５０ａに可能な位相増分ψを加算することにより、先に簡単に説明したような周知の方法で、アンテナローブの従来の走査を可能にする移相器６６ａ又はそれに類似する装置に接続される。
給電器６００ａの給電装置６０ａは平衡不平衡変成器又はそれに類似する装置により実現されるのが好ましい。平衡不平衡変成器は、当該技術において周知であるように、平衡（差動モード）信号と不平衡（加算モード）信号との間で変換するように特に設計された装置である。平衡不平衡変成器６０ａは、通常、周知のようにアース接地点又はシャシ接地点が平衡側で浮動状態又は未接続状態である小型絶縁変成器によって実現される。平衡不平衡変成器６０ａは、例えば、当該技術において一般的な周知の構成要素であるいわゆるマジックＴ又はＴ接合によって実現されてもよい。しかし、本発明は、絶縁変成器、マジックＴ又はＴ接合によって実現される平衡不平衡変成器６０ａの使用に限定されない。平衡不平衡変成器は、前記変成器、マジックＴ又はＴ接合と同一の機能又は類似する機能を有する他の任意の適切な装置によって実現されてもよい。
図６Ａの平衡不平衡変成器給電装置６０ａは、装置６０ａの第１の端子ＳＵＭに供給された電流が２つの電流
Figure 2009521830
及び
Figure 2009521830
にほぼ均等に分割されるような機能を有する。それらの電流は装置６０ａから０°の位相差を伴ってアンテナ素子５０ａに供給される。すなわち、２つの電流I1及びI2は同一位相にあり、従って、アンテナ素子５０ａは加算モードで励起される。これは、先に説明した電流I+、I+を参照。同様に、装置６０ａの第２の端子ＤＩＦＦに供給された電流は２つの電流
Figure 2009521830
及び
Figure 2009521830
に均等に分割される。しかし、それら２つの電流は装置６０ａから１８０°の位相差を伴ってアンテナ素子５０ａに供給される。すなわち、２つの電流I1及びI2は位相のずれを有し、従って、アンテナ素子５０ａは差動モードで励起される。これは、先に説明した電流I+、I-を参照。
従って、アンテナ素子５０ａは、アレイアンテナ５０のアンテナローブ５５が放射しようとしている方向fに応じて２方向スイッチ６４ａａをトグルすることにより、必要に応じて加算モード（不平衡又はエンド・ファイアモード）又は差動モード（平衡又はブロード・サイドモード）で電波を送信できる。
以下に示す式は給電装置（６０ａ、６０ｂ、６０ｃ...６０ｎ）の機能を明確にする。
ψnが当該アンテナ素子の位相増分を表し、ＤＩＦＦ端子に対する入力信号が０であり且つＳＵＭ端子に対する入力信号が
Figure 2009521830
である場合
Figure 2009521830
Figure 2009521830
式中、I0’は、当該給電装置（６０ａ、６０ｂ、６０ｃ...６０ｎ）において起こりうる損失などに対して調整された電流I0であり、I1 n は、当該アンテナ素子に対する電流I1であり、 I2 nは、当該アンテナ素子に対する電流I2である。
ψnが当該アンテナ素子の位相増分を表し、ＳＵＭ端子に対する入力信号が０であり且つＤＩＦＦ端子に対する入力信号が
Figure 2009521830
である場合
Figure 2009521830
Figure 2009521830
式中、I0'は、当該給電装置（６０ａ、６０ｂ、６０ｃ...６０ｎ）において起こりうる損失などに対して調整された電流I0であり、I1 n は、当該アンテナ素子に対する電流I1であり、I2 nは、当該アンテナ素子に対する電流I2である。
言うまでもなく、ここで説明される放射（送信）能力は受信時にも同等に有効である。すなわち、アンテナ素子５０ａは、アレイアンテナ５０のアンテナローブ５５が受信しようとしている方向fに従って、必要に応じて加算モード（不平衡又はエンド・ファイアモード）又は差動モード（平衡又はブロード・サイドモード）で電波を受信できる。
しかし、本発明に係る給電器のいくつかの実施形態においては、先に説明した平衡不平衡変成器装置６０ａ又はそれに類似する装置は必ずしも必要ではない。これは図６Ｂに示される。図６Ｂにおいては、平衡不平衡変成器給電装置６０ａは省略されている。その代わりに、ダイポール５０ａの給電線５２ａｂは電力分割器／結合器６７ａに接続される。すなわち、給電線５２ａｂは、図６Ａの給電器６００ａの場合のように平衡不平衡変成器６０ａ又はそれに類似する装置には接続されない。同様に、ダイポール５０ａの給電線５２ａａは給電器６００ａのように平衡不平衡変成器６０ａ又はそれに類似する装置には接続されず、移相器６５ａに接続される。移相器６５ａは前記電力分割器／結合器６７ａに接続される。分割器／結合器６７ａは、例えば、当該技術において周知であるように、導波管又はそれに類似する装置によって実現されてもよい。
ψnが当該アンテナ素子の位相増分を表し、図６Ｂの電力分割器／結合器６７ａに対する入力信号が
Figure 2009521830
である場合
Figure 2009521830
Figure 2009521830
式中、I0'は、分割器／結合器６７ａにおいて起こりうる損失などに対して調整された電流I0であり、Φは、移相器６５ａにより追加される位相ずれであり、 I1 nは、当該アンテナ素子に対する電流I1であり、 I2 nは、当該アンテナ素子に対する電流I2である。
式５及び式６から、図６Ｂの給電器６２０ａの移相器６５ａは、２つの電流I1、I2の間で位相をほぼ連続的に交番させることができること、例えば、２つの電流I1、I2の間で０°の位相差から１８０°の位相差までほぼ連続的に交番させることができることが明らかである。これは加算モードと差動モードとの組み合わせ、すなわち、不平衡モードと平衡モードとの組み合わせを可能にする。言い換えれば、移相器６５ａにより、送信及び／又は受信のために種々の量で水平素子５１ａａ、５１ａｂ及び垂直素子５４ａａ、５４ａｂの同時利用が可能になる。すなわち、水平素子５１ａａ、５１ａｂがある量で送信できるのと同時に、垂直素子５４ａａ、５４ａｂはある量で送信できる。このことは受信時にもそのまま当てはまる。
本発明を実施形態によって説明した。しかし、本発明は以上説明された実施形態に何ら限定されないことが強調されるべきである。本発明は、添付の請求の範囲の範囲に含まれる全ての実施形態を包含することが意図される。例えば、本発明は、図５Ａ〜図５Ｂ及び図６Ａ〜図６Ｂに示されるような３つの同一直線上のダイポール５０ａ〜５０ｃから成る単一の列に限定されない。本発明に係るアレイアンテナは、２つのアンテナ素子から１つ又はいくつかの列に配列された複数のアンテナ素子に至るまであらゆるものを具備してもよい。更に、アンテナ素子は必ずしも線又は列に配列されなくてよい。アンテナ素子又はアンテナ素子の少なくとも一部は、列以外のパターンに従って配列されてもよい。また、ほぼ水平な素子５１ａａ〜５１ｃｂ及びほぼ垂直な素子５４ａａ〜５４ｃｂの説明は、送信時及び受信時の双方に同様に適用可能であることも強調されるべきである。
更に、アンテナ素子は必ずしも従来のダイポールでなくてもよい。
一実施形態においては、アンテナ素子は、例えば、図７Ａに概略的に示されるようループアンテナであってもよい。ループアンテナは１つ又はいくつかの巻きを有するループから構成され、接地平面（図示せず）とほぼ平行に少なくとも第１の距離Ｅ１Ａだけ延出し且つ前記接地平面に対してほぼ垂直に、少なくとも第２の距離Ｅ２Ａだけ延出する。
本発明の別の実施形態は、図７Ｂに概略的に示されるように、水平放射素子と平行に延出する寄生素子又は共振器素子を有するダイポールアンテナ素子を利用してもよい。図７Ｂのダイポールアンテナ素子は接地平面（図示せず）とほぼ平行に少なくとも第１の距離Ｅ１Ｂだけ延出し且つ前記接地平面に対してほぼ垂直に少なくとも第２の距離Ｅ２Ｂだけ延出する。これに対し、寄生素子は前記接地平面とほぼ平行に第３の距離Ｅ１Ｂ’だけ延出し且つ前記接地平面に対してほぼ垂直に少なくとも第４の距離Ｅ２Ｂ’だけ延出する。
更に、本発明の一実施形態におけるアンテナ素子は、図７Ｃに概略的に示されるＶ字形アンテナ素子のような傾斜放射素子を有するダイポールであってもよい。図７ＣのＶ字形ダイポールアンテナは接地平面（図示せず）とほぼ平行に少なくとも第１の距離Ｅ１Ｃだけ延出し且つ前記接地平面に対してほぼ垂直に少なくとも第２の距離Ｅ２Ｃだけ延出する。
また、本発明の一実施形態におけるアンテナ素子は、例えば、図７Ｄに概略的に示されるバニーイヤー型のいわゆるバニーイヤーアンテナであってもよい。図７Ｄのバニーイヤーアンテナは接地平面（図示せず）とほぼ平行に少なくとも第１の距離Ｅ１Ｄだけ延出し且つ前記接地平面に対してほぼ垂直に少なくとも第２の距離Ｅ２Ｄだけ延出する。
更に、本発明のいくつかの実施形態は、図７Ｅに概略的に示されるように、パッチアンテナの形態のアンテナ素子を利用してもよい。図７Ｅの例のパッチアンテナは、第１の誘電率ε1を有する第１の基板の上に周知のように配置されたアンテナ素子を形成する第１のほぼ平坦な板を具備する。第１の基板は接地平面（図示せず）上に配置される。パッチアンテナ素子は前記接地平面の上方に、接地平面とほぼ平行に少なくとも第１の距離Ｅ１Ｅだけ延出する。パッチアンテナ素子は、前記接地平面に対してほぼ垂直に少なくとも第２の距離Ｅ２Ｅだけ延出する２つのほぼ平行な給電線により給電される。図７Ｂに示される寄生素子と同様に、図７Ｅのパッチアンテナは、第２の誘電率ε2を有する第２の基板の上に配置された寄生素子を有してもよい。寄生素子は、例えば、前記接地平面とほぼ平行に第３の距離Ｅ１Ｅ’ だけ延出し且つ前記接地平面に対してほぼ垂直に少なくとも第４の距離Ｅ２Ｅ’だけ延出するほぼ平坦な板であってもよい。
本発明の一実施形態におけるアンテナ素子は、例えば、図７Ｆに示される二重偏波アンテナ素子のような二重偏波アンテナ素子であってもよい。二重偏波アンテナ素子と関連して周知であるように、このアンテナ素子は互いに関して９０°位置がずれた２つのダイポールを具備する。ダイポールアンテナは、例えば、図５Ａと図５Ｂに示されるダイポール５０ａ〜５０ｃのようなダイポールアンテナ素子に基づいてもよい。従って、図７Ｆの二重偏波アンテナ素子は接地平面（図示せず）の上方に、接地平面とほぼ平行に少なくとも第１の距離Ｅ２Ｆだけ延出し且つ前記接地平面に対してほぼ垂直に少なくとも第２の距離Ｅ１Ｆだけ延出する。
図７Ｇは、４正方形アンテナ素子として知られるダイポールアンテナ素子の別の二重偏波型実施形態を示す概略図である。４正方形アンテナ素子は、各々が２つのほぼ正方形の板から構成される２つのダイポールを具備する。４つの板は、ダイポールが互いに関して９０°位置がずれるように正方形を成して配置される。大きな正方形の中心に最も近接する各正方形板の角部に給電プローブが設けられる。板は接地平面（図示せず）の上方に、接地平面とほぼ平行に少なくとも第１の距離に配置され且つ前記接地平面に対してほぼ垂直に少なくとも第２の距離だけ延出する。
図７Ｈは、角部給電器を有するパッチ素子アレイアンテナを示す概略図である。パッチ素子は、例えば、図７Ｅに概略的に示されるパッチ素子に類似していてもよい。図７Ｈのパッチ素子はチェス盤パターンで配列され、電流I1、I2を搬送する各給電プローブ対は、２つの隣接するパッチの近接して位置する角部に接続する。本実施形態は二重偏波を可能にする追加のプローブ対を更に具備してもよい。
以上説明したアンテナ素子は、いずれも、ＳＵＭモード走査パターン及びＤＩＦＦモード走査パターンを変形するように素子の上方及び／又は下方で１つ又はいくつかの誘電体層と組み合わせが可能である。
周知のダイポール１０を示す概略側面図である。 図１Ａのダイポール１０からの放射パターンを示す概略横断面図である。 図１Ｂの放射パターンを示す概略平面図である。 図１Ｂ〜図１Ｃの放射パターンを示す概略斜視図である。 周知のモノポール２０を示す概略側面図である。 図２Ａのモノポール２０からの放射パターンを示す概略横断面図である。 図２Ｂの放射パターンを示す概略平面図である。 図２Ｂ〜図２Ｃの放射パターンを示す概略斜視図である。 ブロード・サイド・アレイアンテナ３０の一例を示す概略平面図である。 図３Ａのアレイアンテナ３０を示す概略側面図である。 エンド・ファイア・アレイアンテナ４０の一例を示す概略平面図である。 図４Ａのアレイアンテナ４０を示す概略側面図である。 本発明の好適な一実施形態に係るアレイアンテナ５０を示す概略平面図である。 図５Ａのアレイアンテナ５０を示す概略側面図である。 第１の実施形態に係る給電器を具備する図５Ａ〜図５Ｂのアレイアンテナ５０を示す概略図である。 第２の実施形態に係る給電器を具備する図５Ａのアレイアンテナ５０を示す概略図である。 ループアンテナ素子を示す概略図である。 寄生素子又は共振器素子を有するダイポールを示す概略図である。 傾斜ダイポールアームを有するダイポールを示す概略図である。 ダブルプローブ給電バニーイヤーアンテナ素子を示す概略図である。 寄生素子又は共振器素子を有するダブルプローブ給電パッチアンテナ素子を示す概略図である。 ダイポールアンテナ素子の二重偏波の実施形態を示す概略図である。 ４正方形アンテナ素子として知られるダイポールアンテナ素子の二重偏波の実施形態を示す概略図である。 角部給電器を有するパッチ素子アレイアンテナを示す概略図である。
符号の説明
１０…ダイポール
１１ａ…放射素子
１１ｂ…放射素子
１２ａ…給電線
１２ｂ…給電線
２０…モノポール
２１…垂直放射素子
２３…水平接地平面
３０…ブロード・サイド・アレイアンテナ
３０ａ…ダイポール
３０ｂ…ダイポール
３０ｃ…ダイポール
３１ａａ…放射素子
３１ａｂ…放射素子
３１ｂａ…放射素子
３１ｂｂ…放射素子
３１ｃａ…放射素子
３１ｃｂ…放射素子
３２ａａ…給電線
３２ａｂ…給電線
３２ｂａ…給電線
３２ｂｂ…給電線
３２ｃａ…給電線
３２ｃｂ…給電線
３３…基板
３５…ブロード・サイド・アレイの主ローブ
３５'…ブロード・サイド・アレイの主ローブ
４０…エンド・ファイア・アレイアンテナ
４０ａ…モノポール
４０ｂ…モノポール
４０ｃ…モノポール
４０ｄ…モノポール
４０ｅ…モノポール
４０ｆ…モノポール
４１ａ…放射素子
４１ｂ…放射素子
４１ｃ…放射素子
４１ｄ…放射素子
４１ｅ…放射素子
４１ｆ…放射素子
４２ａ…給電線
４２ｂ…給電線
４２ｃ…給電線
４２ｄ…給電線
４２ｅ…給電線
４２ｆ…給電線
４３…接地平面
４５…エンド・ファイア・アンテナの主ローブ
４５'…エンド・ファイア・アンテナの主ローブ
５０…アレイアンテナ
５０ａ…ダイポール
５０ｂ…ダイポール
５０ｃ…ダイポール
５１ａａ…水平放射素子
５１ａｂ…水平放射素子
５１ｂａ…水平放射素子
５１ｂｂ…水平放射素子
５１ｃａ…水平放射素子
５１ｃｂ…水平放射素子
５２ａａ…給電線
５２ａｂ…給電線
５２ｂａ…給電線
５２ｂｂ…給電線
５２ｃａ…給電線
５２ｃｂ…給電線
５３…接地平面
５４ａａ…垂直放射素子
５４ａｂ…垂直放射素子
５４ｂａ…垂直放射素子
５４ｂｂ…垂直放射素子
５４ｃａ…垂直放射素子
５４ｃｂ…垂直放射素子
５５…ブロード・サイド・アレイの主ローブ
５５'…エンド・ファイア・アレイの主ローブ
５５”… エンド・ファイア・アレイの主ローブ
５６ａａ…上部分配端部
５６ａｂ…上部分配端部
５６ｂａ…上部分配端部
５６ｂｂ…上部分配端部
５６ｃａ…上部分配端部
５６ｃｂ…上部分配端部
５７ａａ…下部給電端部
５７ａｂ…下部給電端部
５７ｂａ…下部給電端部
ＭＰｆ…垂直モノポール軸
ＭＰａａ…垂直「モノポール」軸
ＭＰａｂ…垂直「モノポール」軸
ＭＰｂａ…垂直「モノポール」軸
ＭＰｂｂ…垂直「モノポール」軸
ＭＰｃａ…垂直「モノポール」軸
ＭＰｃｂ…垂直「モノポール」軸
Ｌ１…モノポールの線／列
Ｌ２…モノポールの線／列

Claims (13)

  1. 基準電位領域（５３）と、
    空間的に延出する集合部を形成する少なくとも２つのアンテナ素子（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）とを備え、該アンテナ素子の一部を平衡駆動し、また一部を不平衡駆動することができ、
    前記少なくとも２つのアンテナ素子の各々は、
    第１ポート（５２ａａ、５２ｂａ、５２ｃａ）に接続される第１放射素子（５４ａａ、５４ｂａ、５４ｃａ）と、
    第２ポート（５２ａｂ、５２ｂｂ、５２ｃｂ）に接続される第２放射素子（５４ａｂ、５４ｂｂ、５４ｃｂ）と、
    前記第１放射素子（５４ａａ、５４ｂａ、５４ｃａ）と前記第２放射素子（５４ａｂ、５４ｂｂ、５４ｃｂ）に接続された放射器（５１ａａ、５１ａｂ；５１ｂａ、５１ｂｂ、５１ｃａ、５１ｃｂ）とを有し、
    前記第１放射素子と前記第２放射素子（５４ａａ、５４ｂａ、５４ｃａ、５４ａｂ、５４ｂｂ、５４ｃｂ）は隣接して、前記基準電位領域（５３）と互いに平行に少なくとも第１距離（Ｅ２）だけ延出するように配置され、
    前記放射器は、前記基準電位領域（５３）と垂直に少なくとも第２距離（Ｅ１）だけ離間するように、前記第１放射素子と前記第２放射素子（５４ａａ、５４ｂａ、５４ｃａ、５４ａｂ、５４ｂｂ、５４ｃｂ）に接続されることを特徴とする、アレイアンテナ（５０）。
  2. 前記放射器は、前記第１放射素子（５４ａａ、５４ｂａ、５４ｃａ）に接続された第３放射素子（５１ａａ、５１ｂａ、５１ｃａ）と、前記第２放射素子（５４ａｂ、５４ｂｂ、５４ｃｂ）に接続された第４放射素子（５１ａｂ、５１ｂｂ、５１ｃｂ）とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のアレイアンテナ。
  3. 前記放射器は、前記第１放射素子（５４ａａ、５４ｂａ、５４ｃａ）と前記第２放射素子（５４ａｂ、５４ｂｂ、５４ｃｂ）とに接続された連続体の放射素子を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアレイアンテナ。
  4. 前記第３放射素子と前記第４放射素子が、真っ直ぐなスレッド上または円筒状の素子（５１ａａ、５１ａｂ，５１ｂｂ、５１ｃａ、５１ｃｂ）と、ループ状の素子と、平板上の素子と、を備える素子グループから選ばれることを特徴とする請求項２と請求項３のいずれか１項に記載のアレイアンテナ。
  5. 前記少なくとも２つのアンテナ素子（５０ａ、５０ｂ）の前記第１ポート（５２ａａ、５２ｂａ、５２ｃａ）と前記第２ポート（５２ａｂ、５２ｂｂ、５２ｃｂ）が給電器（６００ａ、６００ｃ、６２０ａ、６２０ｃ）に接続され、
    該給電器（６００ａ、６００ｃ；６２０ａ、６２０ｃ）は、前記第１ポート（５２ａａ、５２ｃａ）と前記給電器（６００ａ、６００ｃ；６２０ａ、６２０ｃ）との間で伝送される第１信号（I1）と、前記第２ポート（５２ａｂ、５２ｃｂ）と前記給電器（６００ａ、６００ｃ；６２０ａ、６２０ｃ）との間で伝送される第２信号（I2）との位相差Φを変化させるために配置されることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアレイアンテナを備えるアンテナシステム。
  6. 前記給電器（６００ａ、６００ｃ）は、装置（６０ａ、６０ｃ）を備え、該装置（６０ａ、６０ｃ）が、
    前記第１信号（I1）と前記第２信号（I2）と間の第１位相差Φ１が一定になるように、前記装置（６０ａ、６０ｃ）の第１端子（ＳＵＭ）との間で伝送される信号（Ｉ０）が分割され、
    前記第１信号（I1）と前記第２信号（I2）との間の第２位相差Φ2が一定になるように、前記装置（６０ａ、６０ｃ）の第２端子（ＤＩＦＦ）との間で伝送される信号（I0）が分割されるように構成されることを特徴とする、請求項５に記載のアンテナシステム。
  7. 前記第１装置端子（ＳＵＭ）及び前記第２装置端子（ＤＩＦＦ）は、スイッチ（６４ａ、６４ｃ）に接続され、該スイッチ（６４ａ、６４ｃ）が、第１位置にある場合、前記信号（I0）を前記第１装置端子（ＳＵＭ）と通信させ、第２位置にある場合、前記信号（I0）を前記第２装置端子（ＤＩＦＦ）と通信させることを特徴とする、請求項６に記載のアレイアンテナシステム。
  8. 前記給電器（６２０ａ、６２０ｃ）は、
    前記第１ポート及び前記第２ポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）並びに給電線（６２ａ、６２ｃ）に接続され、前記第１ポート及び前記第２ポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）から受信された信号（I1、I2）を結合して前記給電線（６２ａ、６２ｃ）へ送出し、前記給電線（６２ａ、６２ｃ）から受信された信号（I0）を前記ポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）の間で分割するように構成された分配器（６７ａ、６７ｃ）と、
    前記第１ポート及び前記第２ポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）のうち少なくとも１つのポートと前記分配器（６７ａ、６７ｃ）との間で伝送される信号の位相Φを変化させるように、前記少なくとも１つのポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）と前記分配器（６７ａ、６７ｃ）との間に接続された少なくとも１つの移相器（６５ａ）と、を備えることを特徴とする請求項５に記載のアレイアンテナシステム。
  9. 基準電位領域（５３）と、
    空間的に延出する集合部を形成する少なくとも２つのアンテナ素子（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）とを備え、該アンテナ素子の一部を平衡駆動し、また一部を不平衡駆動することができ、
    前記少なくとも２つのアンテナ素子の各々は、
    第１ポート（５２ａａ、５２ｂａ、５２ｃａ）に接続される第１放射素子（５４ａａ、５４ｂａ、５４ｃａ）と、
    第２ポート（５２ａｂ、５２ｂｂ、５２ｃｂ）に接続される第２放射素子（５４ａｂ、５４ｂｂ、５４ｃｂ）と、
    第１放射素子（５４ａａ、５４ｂａ、５４ｃａ）と前記第２放射素子（５４ａｂ、５４ｂｂ、５４ｃｂ）に接続された放射器（５１ａａ、５１ａｂ、５１ｂａ，５１ｂｂ、５１ｃａ、５１ｃｂ）とを有し、
    前記第１放射素子と前記第２放射素子（５４ａａ、５４ｂａ、５４ｃａ、５４ａｂ、５４ｂｂ、５４ｃｂ）は隣接し、前記基準電位領域（５３）と互いに平行に少なくとも第１距離（Ｅ２）だけ延出するように配置され、前記放射器は、前記基準電位領域（５３）と垂直に少なくとも第２距離（Ｅ１）だけ離間するように配置されることを特徴とする、アレイアンテナにより送信または受信する方法であって、
    前記アンテナ素子（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）の前記第１ポート（５２ａａ、５２ｂａ、５２ｃａ）との間で伝送される第１信号（I1）と、前記第２ポート（５２ａｂ、５２ｂｂ、５２ｃｂ）との間で伝送される第２信号（I2）との位相差Φを変化させることにより、様々な方向に、前記アンテナ素子（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）によって電波を送信または受信するステップを含む方法。
  10. 前記位相差Φは前記アンテナ素子（５０ａ、５０ｃ）の前記第１ポート及び前記第２ポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）に接続された給電器（６００ａ、６００ｃ；６２０ａ、６２０ｃ）を利用することにより生成され、
    前記給電器（６００ａ、６００ｃ；６２０ａ、６２０ｃ）が、
    前記第１ポート（５２ａａ、５２ｃａ）と前記給電器（６００ａ、６００ｃ；６２０ａ、６２０ｃ）との間で伝送される第１信号（I1）と、前記第２ポート（５２ａｂ、５２ｃｂ）と前記給電器（６００ａ、６００ｃ；６２０ａ、６２０ｃ）との間で伝送される第２信号（I2）との前記位相差Φを変化させることを特徴とする方法。
  11. 前記給電器（６００ａ、６００ｃ）は、装置（６０ａ、６０ｃ）を備え、
    該装置（６０ａ、６０ｃ）が、
    前記第１信号（I1）と前記第２信号（I2）と間の第１位相差Φ１が一定になるように、前記装置（６０ａ、６０ｃ）の第１端子（ＳＵＭ）との間で伝送される信号（I0）が分割され、
    前記第１信号（I1）と前記第２信号（I2）との間の第２位相差Φ2が一定になるように、前記装置（６０ａ、６０ｃ）の第２端子（ＤＩＦＦ）との間で伝送される信号（I0）が分割されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記第１装置端子（ＳＵＭ）及び前記第２装置端子（ＤＩＦＦ）は、スイッチ（６４ａ、６４ｃ）に接続され、該スイッチ（６４ａ、６４ｃ）が、第１位置にある場合、前記信号（I0）を前記第１装置端子（ＳＵＭ）と通信させ、第２位置にある場合、前記信号（I0）を前記第２装置端子（ＤＩＦＦ）と通信させることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記位相差Φは、給電器（６２０ａ、６２０ｃ）を利用することで生成され、
    分配器（６７ａ、６７ｃ）は前記第１ポート及び前記第２ポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）並びに給電線（６２ａ、６２ｃ）に接続され、
    前記第１ポート及び前記第２ポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）から受信された信号（I1、I2）を結合して前記給電線（６２ａ、６２ｃ）へ送出し、前記給電線（６２ａ、６２ｃ）から受信された信号（I0）を前記ポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）の間で分割するように構成され、
    前記第１ポート及び前記第２ポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）の少なくとも１つのポートと前記分配器（６７ａ、６７ｃ）との間で伝送される信号の前記位相差Φを変化させるように、少なくとも１つの移相器（６５ａ）が前記少なくとも１つのポート（５２ａａ、５２ａｂ；５２ｃａ、５２ｃｂ）と前記分配器（６７ａ、６７ｃ）との間に接続されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
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