JP2580853B2 - 電子走査アンテナ - Google Patents

電子走査アンテナ

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JP2580853B2
JP2580853B2 JP2199538A JP19953890A JP2580853B2 JP 2580853 B2 JP2580853 B2 JP 2580853B2 JP 2199538 A JP2199538 A JP 2199538A JP 19953890 A JP19953890 A JP 19953890A JP 2580853 B2 JP2580853 B2 JP 2580853B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子走査アンテナに関し,特に干渉波除去機
能を含む円筒状の電子走査アンテナに関する。
〔従来の技術〕
従来,この種のアンテナは,円筒状アレイの一部ずつ
をアレイに対する電力供給のスイッチ制御により次次に
励振し,1個の指向性ビームを円周方向に右廻りもしくは
左廻りで走査している。また,指向性ビームの干渉波抑
圧を目的とした無指向性アンテナを円筒の頂部に配置し
ている。
従来の方式について第5図および第6図を参照して説
明する。第5図(a)は従来の円筒状アンテナの平面
図,第5図(b)は従来の円筒状アンテナの側面図であ
る。
第6図は従来の円筒状アンテナの放射パターン特性図
である。従来の円筒状アンテナは,無指向性の干渉波抑
圧用パターン32を第5図に示す無指向性アンテナ31で形
成して,円筒状アンテナ30aの主ビームの指向性パター
ン17の指向方位と独立して,いかなる方位の干渉波も抑
圧できるようになっている。
次に,円筒状アンテナの動作について,第7図,第8
図および第9図を参照して説明する。
第7図は従来の円筒状アンテナの構成図である。第7
図の例は,円筒状に配列され円筒状アンテナを形成する
24個のコラムアンテナ20−1〜20−24と,8個のSP3T(Si
ngle Pole 3 Throw)スイッチ21−1〜21−8および
バットラーマトリックス23から成るスイッチマトリック
ス24と,8個の移相器25−1〜25−8と,電力分配器26
と,送受信部27により構成されている。
以下,第7図のアンテナの動作について説明する。SP
3Tスイッチ21−1〜21−8が,第7図に示す接続状態に
あるとき,コラムアレイ20−1〜20−8が励振され,コ
ラムアレイ20−1〜20−8により構成される扇形部分の
中心を通る半径方向に,単一の主ビームが形成される。
このとき,バットラーマトリックス23は,電力分配器26
の出力電力が所定のアンテナ素子に分配されるように制
御される。
移相器25−1〜25−8は,主にコラムアレイ20−1〜
20−24が円筒状に配列されていることによりアンテナ開
口面に生ずる励振位相歪みを補正するために用いられ
る。また,電力分配器26は,均一または所望の電力分布
を各コラムアレイに与えるためのものである。なお,第
7図においては、スイッチマトリックス24および移相器
25−1〜25−8を制御する制御部は省略してある。ま
た,スイッチマトリックス24とコラムアレイ20−1〜20
−24間の接続は,繁雑さを避けるため記載の一部を省略
してある。
ビーム走査を行うときは,SP3Tスイッチ21−1〜21−
8のスイッチの状態を順次切り替えて行くとともに,バ
ットラーマトリックス23の中のトランスファースイッチ
22−1〜22−12の状態を制御することにより,移相器25
−1〜25−8の出力の順序が入れ替ることなく,ビーム
を円周方向に走査することができる。なお,トランスフ
ァースイッチ22−1〜22−12は,第7図に示すように,
外部からの制御信号により,接続状態を第8図(a)と
第8図(b)の何れにも設定できる。また,コラムアレ
イ20−1〜20−24は,第9図に示すように,縦方向に並
べられたM個のアンテナ素子7−1〜7−Mに,方向性
結合器9−1〜9−Mと終端抵抗8−1〜8−(M+
1)で構成される第1の電力分配器1が接続されてお
り,垂直面において所望の放射パターンを形成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の電子走査アンテナは,第6図に示すよ
うに,干渉波到来方向19においては無指向性アンテナの
干渉波抑圧パターン32が,円筒状アンテナの指向性パタ
ーン17のサイドローブレベルとほぼ同じレベルもしくは
低いレベルになってしまい,干渉抑圧が十分に行なわれ
ないという欠点がある。
また,無指向性アンテナの利得を上げるために縦開口
を大きくして無指向性アンテナの高さを大きくすると,
移動用アンテナとして用いる場合の望ましくない突起物
となり,移動性を損うという欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の電子走査アンテナは,縦方向に線配列した複
数のアンテナ素子と,この複数のアンテナ素子に方向性
結合器を介して電力を供給する第1の電力分配器とを備
えて成る複数のコラムアレイを円筒状に配列し,前記複
数のコラムアレイのそれぞれに電力を切り替えつつ分配
するスイッチマトリックス,移相器,第2の電力増幅器
および送受信部を備え,前記移相器と前記スイッチマト
リックスを制御して円周方向にビーム走査を行なう電子
走査アンテナにおいて,前記コラムアレイを第1のコラ
ムアレイとしこの第1のコラムアレイの有する複数のア
ンテナ素子の一部に電力を給電する第3の電力分配器を
備えた第2のコラムアレイを前記第1のコラムアレイと
併用して円筒状にそれぞれ複数個配列して形成した円筒
状アンテナと,前記第2のコラムアレイに備えた第3の
電力分配器のそれぞれに電力を供給する複数の第4の電
力分配器と,前記複数の第4の電力分配器のそれぞれに
供給する電力を切り替えるスイッチ回路とを備え,前記
移相器およびスイッチマトリックスならびにスイッチ回
路を制御して所望の方向に主ビームを形成するとともに
前記スイッチ回路を制御して干渉波抑圧用ビームを前記
第2のコラムアレイによって形成する構成を有する。
また本発明の電子走査アンテナは,前記円筒状アンテ
ナにおける前記第1のコラムアレイと前記第2のコラム
アレイの配列は,それぞれのコラムアレイの所定数を交
互に配設したものとした構成を有する。
さらに本発明の電子走査アンテナは,前記第2のコラ
ムアレイによって形成する干渉波抑圧用ビームは,前記
第1のコラムアレイによって形成される主ビームのサイ
ドローブのレベルを超える指向性を付与した構成を有す
る。
〔実施例〕
次に,本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の電子走査アンテナの一実施例の構成
図,第2図は第1図の第2のコラムアレイ12−1〜12−
12の構成図,第3図は第1図と第1のコラムアレイと第
2のコラムアレイの配置状態を示す図,第4図は第1図
の電子走査アンテナの放射パターン特性図である。
第2図に示す第2のコラムアレイは,第9図に示した
従来のコラムアレイ20−1〜20−24と同構成の第1のコ
ラムアレイ13−1〜13−12に第3の電力分配器2を付加
した構造となっており,第3の電力分配器2は、終端抵
抗10−1〜10−3および方向性結合器11−1〜11−2で
構成され,接続端子5−1,5−2と接続端子6−1,6−2
で第1の電力分配器1に接続されている。
第1図において,本実施例の電子走査アンテナは,第
3図に示すように円周上に配置された12個の第2のコラ
ムアレイ12−1〜12−12と12個の第1のコラムアレイ13
−1〜13−12と,第2のコラムアレイに対する第4の電
力分配器14−1〜14−6と,SP6Tスイッチを利用するス
イッチ回路15と,第1のコラムアレイに対するスイッチ
マトリックス24と,移相器25−1〜25−8と,第2の電
力分配器26と,送受信部16により構成され,第1および
第2のコラムアレイで円筒状アンテナ30bを形成してい
る。
以下,本電子走査アンテナの動作について説明する。
第2図は第2のコラムアレイ12−1〜12−12は,第1の
電力分配器1により従来のコラムアレイ20−1〜20−24
と同様に垂直面において所望の指向性パターンを形成す
る。また,第3の電力分配器2を第1の電力分配器1に
接続してアンテナ素子7−(M−1),7−Mに第3の電
力分配器2の方向性結合器11−1,11−2と第1の電力分
配器1の方向性結合器9−(M−1),9−Mを通して電
力を分配し,垂直面において干渉波抑圧用パターンを形
成する。
第1図および第3図に見るごとく,第2のコラムアレ
イ12−1〜12−12と第1のコラムアリ13−1〜13−12は
2個ごとに交互に円周上に配置しており,各コラムアレ
イの第1の電力分配器1をスイッチマトリックス24に接
続して,従来と同様にスイッチマトリックス24,移相器2
5−1〜25−8および第2の電力分配器26によって方位
方向に指向性パターンを形成しビーム走査を行う。
一方,第2のコラムアレイ12−1〜12−12の第3の電
力分配器2の出力は,隣り合った2つの第2のコラムア
レイごとに第4の電力分配器14−1〜14−6に接続さ
れ,SP6Tスイッチを利用するスイッチ回路15に接続され
ている。このスイッチ回路15のSP6Tスイッチを切り替え
ることにより,第2のコラムアレイ12−1〜12−12の
内,隣り合った2個を選択し方位方向に干渉波抑圧用パ
ターンを形成し走査を行う。
第1図においては,第2のコラムアレイ12−4〜12−
10および第1のコラムアリ13−6〜13−11,ならびに第
4の電力分配器14−4,14−5とこれらの間の接続は繁雑
さを避けるため記載を省略してある。
第4図は本実施例における放射パターンを示す。第3
図に示すように隣り合う2個の第2のコラムアレイを60
゜毎に配置しているので,これらを切り替えることによ
り第4図に示す高利得の干渉波抑圧用パターン18−1,18
−2が得られる。本実施例においては,干渉波抑圧用パ
ターンは6ビーム得られるが第4図では一部省略してい
る。
破線で示す干渉波抑圧用パターン18−1は,指向性パ
ターン17のサイドロープよりも高利得に設定してあり,
さらにこの干渉波抑圧用パターンは,第4図に示すよう
に,干渉波が発生した場合,干渉波到来方向19にスイッ
チ回路15を切り替えて干渉波抑圧用パターン18−2を形
成し,より強い干渉波抑圧を行なうことができる。
尚,本実施例においては第1のコラムアレイと第2の
コラムアレイを12個としたがそれぞれ任意の整数として
も用いることができることは明らかである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は,円筒状アンテナの開口
の一部を用い指向性パターンのサイドローブよりも高い
レベルの干渉波抑圧用パターンを形成してこれを円周上
に切り替えて用いることにより,アンテナの高さを高く
することなく干渉波抑圧を可能とし,また高利得の干渉
波抑圧用パターンのため干渉波に対する抑圧効果を著し
く改善できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電子走査アンテナの一実施例の構成
図,第2図は第1図の第2のコラムアレイ12−1〜12−
12の構成図,第3図は第1図の第1のコラムアレイ13−
1〜13−12と第2のコラムアレイ12 1〜12−12の配置
状態を示す図,第4図は第1図の電子走査アンテナの放
射パターン特性図,第5図(a)は従来の円筒状アンテ
ナの平面図,第5図(b)は従来の円筒状アンテナの側
面図,第6図は従来の円筒状アンテナの放射パターン特
性図,第7図は従来の円筒状アンテナの構成図,第8図
は第7図のトランスファースイッチ22−1〜22−12の動
作を示す説明図,第9図は第7図のコラムアレイ20−1
〜20−24の構成図である。 1……第1の電力分配器,2……第3の電力分配器,3,4…
…入力端子,5−1,5−2,6−1,6−2……接続端子,7−1
〜7−M……アンテナ素子,8−1〜8−4,10−1〜10−
3……終端抵抗,9−1〜9−M,11−1,11−2……方向性
結合器,12−1〜12−12……第2のコラムアレイ,13−1
〜13−12……第1のコラムアレイ,14−1〜14−6……
第4の電力分配器,15……スイッチ回路,16,27……送受
信部,17……指向性パターン,18−1,18−2,32……干渉波
抑圧用パターン,19……干渉波到来方向,20−1〜20−24
……コラムアレイ,21−1〜21−8……SP3Tスイッチ,22
−1〜22−12……トランスファースイッチ,23……バッ
トラーマトリックス,24……スイッチマトリックス,25−
1〜25−8……移相器,26……第2の電力分配器,30a,30
b……円筒状アンテナ,31……無指向性アンテナ。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】縦方向に線配列した複数のアンテナ素子
    と,この複数のアンテナ素子に方向性結合器を介して電
    力を供給する第1の電力分配器とを備えて成る複数のコ
    ラムアレイを円筒状に配列し,前記複数のコラムアレイ
    のそれぞれに電力を切り替えつつ分配するスイッチマト
    リックス,移相器,第2の電力増幅器および送受信部を
    備え,前記移相器と前記スイッチマトリックスを制御し
    て円周方向にビーム走査を行なう電子走査アンテナにお
    いて,前記コラムアレイを第1のコラムアレイとしこの
    第1のコラムアレイの有する複数のアンテナ素子の一部
    に電力を給電する第3の電力分配器を備えた第2のコラ
    ムアレイを前記第1のコラムアレイと併用して円筒状に
    それぞれ複数個配列して形成した円筒状アンテナと,前
    記第2のコラムアレイに備えた第3の電力分配器のそれ
    ぞれに電力を供給する複数の第4の電力分配器と,前記
    複数の第4の電力分配器のそれぞれに供給する電力を切
    り替えるスイッチ回路とを備え,前記移相器およびスイ
    ッチマトリックスならびにスイッチ回路を制御して所望
    の方向に主ビームを形成するとともに前記スイッチ回路
    を制御して干渉波抑圧用ビームを前記第2のコラムアレ
    イによって形成することを特徴とする電子走査アンテ
    ナ。
  2. 【請求項2】前記円筒状アンテナにおける前記第1のコ
    ラムアレイと前記第2のコラムアレイの配列は,それぞ
    れのコラムアレイの所定数を交互に配設したものである
    ことを特徴とする請求項1記載の電子走査アンテナ。
  3. 【請求項3】前記第2のコラムアレイによって形成する
    干渉波抑圧用ビームは,前記第1のコラムアレイによっ
    て形成される主ビームのサイドローブのレベルを超える
    指向性を付与したものであることを特徴とする請求項1
    記載の電子走査アンテナ。
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