JP2569887B2 - アレイアンテナ装置 - Google Patents
アレイアンテナ装置Info
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- JP2569887B2 JP2569887B2 JP2096809A JP9680990A JP2569887B2 JP 2569887 B2 JP2569887 B2 JP 2569887B2 JP 2096809 A JP2096809 A JP 2096809A JP 9680990 A JP9680990 A JP 9680990A JP 2569887 B2 JP2569887 B2 JP 2569887B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 このアレイアンテナ装置は通信，放送及び移動体の誘
導に使用されるアンテナに関するものである。
導に使用されるアンテナに関するものである。
第２図はアレイアンテナ装置の座標系を示す図であ
り，図において（11）〜（1N）は平面上に配列されたＮ
個のアンテナ素子，第３図はアレイアンテナ装置の構成
の一部を示す図であり，（11）〜（1N）はＮ個のアンテ
ナ素子，（２）は上記Ｎ個のアンテナ素子（11）〜
（1N）に接続された励振器，第４図は従来のアレイアン
テナ装置の励振ウエイトの例を示す図であり図において
（ａ）はアンテナ素子（11）〜（120）の位置及び最終
励振幅移相を示すものであり，（ｂ）はその場合の放射
パターンを示す。
り，図において（11）〜（1N）は平面上に配列されたＮ
個のアンテナ素子，第３図はアレイアンテナ装置の構成
の一部を示す図であり，（11）〜（1N）はＮ個のアンテ
ナ素子，（２）は上記Ｎ個のアンテナ素子（11）〜
（1N）に接続された励振器，第４図は従来のアレイアン
テナ装置の励振ウエイトの例を示す図であり図において
（ａ）はアンテナ素子（11）〜（120）の位置及び最終
励振幅移相を示すものであり，（ｂ）はその場合の放射
パターンを示す。
次に動作について説明する。一般的に２方向に同時に
ビームを形成するには，第２図の座標系を用いて，それ
らの方向を（θ1,φ１），（θ2,φ２）とすると各々の
方向にビームを形成する励振分布をベクトル加算して与
えられる。即ち，（θ1,φ１）方向にビームを形成する
にはアンテナ素子（11）〜（1N）のｎ番目に与えるウエ
イトは ここで （xn,yn）はｎ番目の素子の座標 EnはTaylor分布等のビーム形状を与える複数ウエイト 次に（θ2,φ２）方向にビームを形成するにはアンテ
ナ素子（11）〜（1N）のｎ番目に与えるウエイトは 従つて（θ1,φ１），（θ2,φ２）方向に同時にビー
ムを形成するには式（１），（２）より 従つてＷ（θ1,φ１），（θ2,φ２）ｎは振幅を与え
る部分Anと移相を与える部分Φｉとに分離して次の形で
表現される。
ビームを形成するには，第２図の座標系を用いて，それ
らの方向を（θ1,φ１），（θ2,φ２）とすると各々の
方向にビームを形成する励振分布をベクトル加算して与
えられる。即ち，（θ1,φ１）方向にビームを形成する
にはアンテナ素子（11）〜（1N）のｎ番目に与えるウエ
イトは ここで （xn,yn）はｎ番目の素子の座標 EnはTaylor分布等のビーム形状を与える複数ウエイト 次に（θ2,φ２）方向にビームを形成するにはアンテ
ナ素子（11）〜（1N）のｎ番目に与えるウエイトは 従つて（θ1,φ１），（θ2,φ２）方向に同時にビー
ムを形成するには式（１），（２）より 従つてＷ（θ1,φ１），（θ2,φ２）ｎは振幅を与え
る部分Anと移相を与える部分Φｉとに分離して次の形で
表現される。
Ｗ（θ1,φ１），（θ2,φ２）,n＝EnaneｊΦｎ ……
（４） ここで 従つて従来のアレイアンテナ装置においては，第３図
の励振器（２）の機能として振幅及び移相を制御が必要
なため任意の２方向に切り換えるためには，そのつど移
相器及び振幅制御器が必要となる。第４図はこの１例を
示すものであり（θ1,φ１）＝（30゜,90゜）（θ2,φ
２）＝（60゜,90゜）の場合でアンテナ素子数は20,Y軸
上に0.5波長間隔で等間隔で配列した場合である。En＝
１である。きめ細かな振幅の制御が必要なのが分る。
（４） ここで 従つて従来のアレイアンテナ装置においては，第３図
の励振器（２）の機能として振幅及び移相を制御が必要
なため任意の２方向に切り換えるためには，そのつど移
相器及び振幅制御器が必要となる。第４図はこの１例を
示すものであり（θ1,φ１）＝（30゜,90゜）（θ2,φ
２）＝（60゜,90゜）の場合でアンテナ素子数は20,Y軸
上に0.5波長間隔で等間隔で配列した場合である。En＝
１である。きめ細かな振幅の制御が必要なのが分る。
従来のアレイアンテナ装置は以上の様に構成されてい
るので，可変移相器，可変減衰器が必要となり構成が複
雑になる。また，受信アンテナとしては上記事項を考慮
すれば使用可能であるものの送信アンテナとして使用す
る場合で特にアクテイブエイズドアレイと組み合わせた
場合は振幅の制御に制約があるため困難になつていた。
るので，可変移相器，可変減衰器が必要となり構成が複
雑になる。また，受信アンテナとしては上記事項を考慮
すれば使用可能であるものの送信アンテナとして使用す
る場合で特にアクテイブエイズドアレイと組み合わせた
場合は振幅の制御に制約があるため困難になつていた。
この発明は上記の様な課題を解決するためになされた
もので，移相制御とアンテナ素子（11）〜（1N）の励振
を止めることにより,2方向に同時にビームを形成するア
レイアンテナ装置を得ることを目的とする。
もので，移相制御とアンテナ素子（11）〜（1N）の励振
を止めることにより,2方向に同時にビームを形成するア
レイアンテナ装置を得ることを目的とする。
この発明に係るアレイアンテナ装置は，励振振幅が式
（５）から分かる様にcosの関数であることに着目し，
励振振幅を1,−１の２値でサンプリングするか1,0,−１
の３値でサンプリングすることにより，移相器及びアン
テナ素子（11）〜（1N）の励振のオン，オフのみで２ビ
ーム形成を制御可能にしたものである。
（５）から分かる様にcosの関数であることに着目し，
励振振幅を1,−１の２値でサンプリングするか1,0,−１
の３値でサンプリングすることにより，移相器及びアン
テナ素子（11）〜（1N）の励振のオン，オフのみで２ビ
ーム形成を制御可能にしたものである。
この発明においては，送信時に２ビーム形成するのに
移相器の制御とアンテナ素子（11）〜（1N）励振のオ
ン，オフのみで可能となるため，複雑な振幅制御が不要
となり，アクテイブフエイズドアレイにも適用が可能と
なつた。
移相器の制御とアンテナ素子（11）〜（1N）励振のオ
ン，オフのみで可能となるため，複雑な振幅制御が不要
となり，アクテイブフエイズドアレイにも適用が可能と
なつた。
以下この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において（ａ）はアンテナ素子（11）〜（1N）の位
置，最終的な励振振幅移相を示すものであり，（ｂ）は
その場合の放射パターンを示す。
図において（ａ）はアンテナ素子（11）〜（1N）の位
置，最終的な励振振幅移相を示すものであり，（ｂ）は
その場合の放射パターンを示す。
次に励振移相の与え方について説明する。式（４）に
おいて励振振幅はcosの関数であり|an|≦１であること
に注目して， an＝０の場合はAn＝１またはAn＝−１ an＞０の場合はAn＝１ an＜０の場合はAn＝−１ とすると−１＝ｅｊπ,1＝ej0で置き換えられるため式
（４）においてEn以外は全て移相の制御に置き換えられ
る。さらに,Enは固定的なウエイトであるので，任意の
方向に２ビーム形成するには，移相のみを制御すれば良
いことが分る。
おいて励振振幅はcosの関数であり|an|≦１であること
に注目して， an＝０の場合はAn＝１またはAn＝−１ an＞０の場合はAn＝１ an＜０の場合はAn＝−１ とすると−１＝ｅｊπ,1＝ej0で置き換えられるため式
（４）においてEn以外は全て移相の制御に置き換えられ
る。さらに,Enは固定的なウエイトであるので，任意の
方向に２ビーム形成するには，移相のみを制御すれば良
いことが分る。
第１図はこの発明の一実施例を示すものであり，（θ
1,φ１）＝（30゜,90゜）（θ2,φ２）＝（60゜,90゜）
の場合で，アンテナ素子数は20,Y軸上に0.5波長間隔で
等間隔で配列した場合である。En＝１とした。図から分
かる様にサイドローブは多少上がるものの所望の方向に
ビームが形成されているのが分かる。
1,φ１）＝（30゜,90゜）（θ2,φ２）＝（60゜,90゜）
の場合で，アンテナ素子数は20,Y軸上に0.5波長間隔で
等間隔で配列した場合である。En＝１とした。図から分
かる様にサイドローブは多少上がるものの所望の方向に
ビームが形成されているのが分かる。
以上はAnの決定方向のうち特許請求の範囲の第１項に
対する説明であるが次に第（２）項について説明する。
式（４）において励振振福がcos関数であることと，ア
クテイブフエイズドアレイ等においてはアクテイブ素子
のオンオフが可能であることに着目して次の方法でAnを
決定する。
対する説明であるが次に第（２）項について説明する。
式（４）において励振振福がcos関数であることと，ア
クテイブフエイズドアレイ等においてはアクテイブ素子
のオンオフが可能であることに着目して次の方法でAnを
決定する。
an＝０の場合はAn＝０ an＞０の場合はAn＝１ an＜０の場合はAn＝−１ とすると任意の方向に２ビームを形成するのに，移相制
御と励振器出力のオンオフのみで制御可能であることが
分る。
御と励振器出力のオンオフのみで制御可能であることが
分る。
なお，上記実施例においては，アンテナ素子（11）〜
（1N）がリニアの場合について述べたがこれに限らず平
面上に任意の配列をしていても適用可能である。また，
上記実施例においてはアクテイブフエイズドアレイの例
について述べたがパツシブフエイズドアレイ等その他の
場合についても有効なのは言うまでもない。
（1N）がリニアの場合について述べたがこれに限らず平
面上に任意の配列をしていても適用可能である。また，
上記実施例においてはアクテイブフエイズドアレイの例
について述べたがパツシブフエイズドアレイ等その他の
場合についても有効なのは言うまでもない。
以上の様に，この発明によれば，任意の２方向へのビ
ーム形成が移相制御のみまたは移相制御とアクテイブ素
子のオンオフによつて実現できるため，複雑な励振振幅
制御用の減衰器，可変電力分配器等が不要になるととも
に，制御用の配線，メモリー等も省略できる。また，従
来のビーム走査移相計算と比較して量は約倍になるもの
の同様の計算アルゴリズムにより移相計算が可能であり
特別のアルゴリズムが必要なく，移相器さえ有れば良い
ことを考えると，既存のフエイズドアレイに簡単な改修
を行えば容易に実現可能であり効果が大いに期待でき
る。
ーム形成が移相制御のみまたは移相制御とアクテイブ素
子のオンオフによつて実現できるため，複雑な励振振幅
制御用の減衰器，可変電力分配器等が不要になるととも
に，制御用の配線，メモリー等も省略できる。また，従
来のビーム走査移相計算と比較して量は約倍になるもの
の同様の計算アルゴリズムにより移相計算が可能であり
特別のアルゴリズムが必要なく，移相器さえ有れば良い
ことを考えると，既存のフエイズドアレイに簡単な改修
を行えば容易に実現可能であり効果が大いに期待でき
る。
第１図はこの発明の一実施例によるアンテナ素子の位置
最終的な励振振幅移相，放射パターンを示す図，第２図
はアンテナ装置の座標系を示す図，第３図はアレイアン
テナ装置の構成の一部を示す図，第４図は従来のアレイ
アンテナ装置のアンテナ素子（11）〜（1N）の位置最終
的な励振振幅移相，放射パターンを示す図である。 （11）〜（1N）はアンテナ素子，（２）は励振器。 なお，図中，同一符号は同一または相当部分を示す。
最終的な励振振幅移相，放射パターンを示す図，第２図
はアンテナ装置の座標系を示す図，第３図はアレイアン
テナ装置の構成の一部を示す図，第４図は従来のアレイ
アンテナ装置のアンテナ素子（11）〜（1N）の位置最終
的な励振振幅移相，放射パターンを示す図である。 （11）〜（1N）はアンテナ素子，（２）は励振器。 なお，図中，同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】Ｎ個（Ｎは３以上の複数）のアンテナ素子
と、上記Ｎ個のアンテナ素子の各素子に接続された各素
子を励振ウエイトWn Wn＝EnAneｊφｎ により励振する励振器とを具備するアレイアンテナ装
置。 - 【請求項２】Ｎ個（Ｎは３以上の複数）のアンテナ素子
と上記Ｎ個のアンテナ素子の各素子に接続された各素子
を励振ウエイトWn Wn＝EnAneｊφｎ により励振する励振器とを具備するアレイアンテナ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2096809A JP2569887B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | アレイアンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2096809A JP2569887B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | アレイアンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03295303A JPH03295303A (ja) | 1991-12-26 |
| JP2569887B2 true JP2569887B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=14174932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2096809A Expired - Fee Related JP2569887B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | アレイアンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569887B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58172036A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | マルチビ−ム通信用指向方向制御方式 |
| JPH01120906A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-12 | Nec Corp | ２次元フェーズドアレイアンテナ |
-
1990
- 1990-04-12 JP JP2096809A patent/JP2569887B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03295303A (ja) | 1991-12-26 |
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Legal Events
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071024 Year of fee payment: 11 |
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