JP2636305B2 - Array antenna - Google Patents
Array antennaInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アンテナ装置に関し、特にフェーズドアレ
イアンテナの構造の改良に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an improvement in the structure of a phased array antenna.
（従来の技術） 従来、この種のアンテナの構造は、第２図に示すよう
に、アンテナモジュール３−１〜同３−Ｎ（Ｎは正の整
数を示す）に直接アンテナ素子１−１〜同１−Ｎを接続
する方法や、アンテナモジュール３−１〜同３−Ｎとア
ンテナ素子１−１〜同１−Ｎを一体で製作する方法がと
られていた。(Prior Art) Conventionally, as shown in FIG. 2, the structure of this type of antenna is such that antenna elements 1-1 to 3-N (N is a positive integer) are directly connected to antenna modules 1-1 to 3-N. A method of connecting the antenna modules 1-N and a method of integrally manufacturing the antenna modules 3-1 to 3-N and the antenna elements 1-1 to 1-N have been adopted.
このような構造の場合のフェーズドアレイの系統図を
第３図に示す。なお、第３図の例は、Ｎ個のアンテナ素
子１−１〜同１−Ｎおよびアンテナモジュール３−１〜
同３−Ｎと各アンテナモジュールにマイクロ波信号を分
配又は合成するマイクロ波フィーダ２から構成されてい
る。FIG. 3 shows a system diagram of the phased array having such a structure. The example in FIG. 3 shows N antenna elements 1-1 to 1-N and antenna modules 3-1 to 1-N.
3-N and a microwave feeder 2 for distributing or synthesizing a microwave signal to each antenna module.
以下、その動作について説明する。マイクロ波フィー
ダ２からアンテナモジュール３−１〜同３−Ｎに入力さ
れた信号は、まず移相器36−１〜同36−Ｎにそれぞれ入
力され所定の位相遅延を受けた後、切換器35−１〜同35
−Ｎを経て、電力増幅器33−１〜同33−Ｎにより増幅さ
れ、切換器32−１〜同32−Ｎおよび帯域通過フィルタ31
−１〜同31−Ｎを経て、アンテナ素子１−１〜同１−Ｎ
から放射される。Hereinafter, the operation will be described. The signals input from the microwave feeder 2 to the antenna modules 3-1 to 3-N are input to the phase shifters 36-1 to 36-N, respectively, and undergo a predetermined phase delay. -1 to 35
-N, and are amplified by the power amplifiers 33-1 to 33-N, and are switched by the switches 32-1 to 32-N and the band-pass filter 31.
-1 to 31-N, and the antenna elements 1-1 to 1-N
Radiated from
一方、受信の場合は、アンテナ素子１−１〜同１−Ｎ
からの信号は、帯域通過フィルタ31−１〜同31−Ｎおよ
び切換器32−１〜同32−Ｎを経て低雑音増幅器34−１〜
同34−Ｎにおいて増幅された後、切換器35−１〜同35−
Ｎから移相器36−１〜同36−Ｎに伝達され、所定の位相
遅延を受けてマイクロ波フィーダ２に伝達される。On the other hand, in the case of reception, the antenna elements 1-1 to 1-N
From the low-noise amplifiers 34-1 through 31-N and the switches 32-1 through 32-N.
After being amplified at 34-N, the switches 35-1 to 35-
N to phase shifters 36-1 to 36-N, and after a predetermined phase delay, to the microwave feeder 2.
ここで、帯域通過フィルタ31−１〜同31−Ｎは、送信
時に、電力増幅器33−１〜同33−Ｎにおいて発生するス
プリアス信号を抑圧すると共に、受信時に帯域外の外来
信号を抑圧するために設けられている。Here, the band-pass filters 31-1 to 31-N suppress spurious signals generated in the power amplifiers 33-1 to 33-N during transmission, and also suppress external signals outside the band during reception. It is provided in.
また、第３図において、切換器32−１〜同32−Ｎ、同
35−１〜同35−Ｎにサーキュレータを用いている例もあ
る。In FIG. 3, the switches 32-1 to 32-N,
There is also an example in which a circulator is used for 35-1 to 35-N.
なお、第３図において、移相器36−１〜同36−Ｎや切
換器32−１〜同32−Ｎ、同35−１〜同35−Ｎ等を制御す
るための制御系統については、説明の本質にはかかわら
ないので省略している。In FIG. 3, a control system for controlling the phase shifters 36-1 to 36-N and the switches 32-1 to 32-N, 35-1 to 35-N, etc. It is omitted because it does not relate to the essence of the explanation.
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来のフェーズドアレイアンテナは、各々の
アンテナモジュールに増幅器および移相器を有している
ので、アンテナの冗長性が高いと共に、アンテナモジュ
ール毎の交換ができるので整備性も高いという特徴を有
しているが、各々のアンテナモジュールに帯域通過フィ
ルタを設ける必要があるためアンテナモジュールを充分
小型軽量化することができないという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) Since the above-described conventional phased array antenna has an amplifier and a phase shifter in each antenna module, the antenna has high redundancy and can be replaced for each antenna module. Therefore, the antenna module is characterized in that it is easy to maintain, but it is necessary to provide a band-pass filter for each antenna module, so that there is a problem that the antenna module cannot be sufficiently reduced in size and weight.
また、帯域通過フィルタは、通常、受動素子で構成す
るため、増幅器等に比べて極めて高い信頼性を有してい
るにもかかわらず、増幅器等の故障時にアンテナモジュ
ール一体として帯域通過フィルタも交換されることにな
ってしまい維持整備上の無駄が生ずるという問題があっ
た。In addition, since the band-pass filter is usually composed of passive elements, it has extremely high reliability compared to an amplifier or the like. This causes a problem in that maintenance is wasted.
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、帯
域通過フィルタをアンテナモジュール内に設けるのでは
なく、アンテナモジュールからアンテナ素子への伝送回
路の途中に設けることにより、帯域通過フィルタを残し
たままアンテナモジュールの交換ができる構造のアレイ
アンテナを提供することにある。An object of the present invention is to provide a band-pass filter in the middle of a transmission circuit from an antenna module to an antenna element, instead of providing a band-pass filter in an antenna module in view of the above-described problems of the related art. An object of the present invention is to provide an array antenna having a structure in which an antenna module can be exchanged without changing the antenna module.
（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、次の手段構
成を有する。即ち本発明のアレイアンテナは、マイクロ
波フィーダと、該マイクロ波フィーダに整列配置された
複数のアンテナ素子と、１又は複数のアンテナ素子に対
応させて前記マイクロ波フィーダに取り付けられた複数
の位相制御アンテナモジュールとを有し、前記マイクロ
波フィーダは高周波電力供給線路から各位相制御アンテ
ナモジュールへ電力を分配する電力分配回路と各位相制
御アンテナモジュールの出力を対応する１又は複数のア
ンテナ素子へ伝送する伝送回路と、該伝送回路の途中に
設けられた帯域通過フィルタとを有することを特徴とす
るものである。(Means for Solving the Problems) The present invention has the following means configuration in order to achieve the above object. That is, the array antenna of the present invention includes a microwave feeder, a plurality of antenna elements arranged in alignment with the microwave feeder, and a plurality of phase control units attached to the microwave feeder corresponding to one or more antenna elements. An antenna module, wherein the microwave feeder transmits an output of each phase control antenna module to a corresponding one or a plurality of antenna elements, and a power distribution circuit that distributes power from the high frequency power supply line to each phase control antenna module. It has a transmission circuit and a band-pass filter provided in the middle of the transmission circuit.
（作 用） 以下、上記手段構成を有する本発明のアレイアンテナ
の作用を説明する。(Operation) Hereinafter, the operation of the array antenna of the present invention having the above configuration will be described.
本発明のアレイアンテナはマイクロ波フィーダに多数
のアンテナ素子が整列配置され、また、位相制御アンテ
ナモジュール（単にアンテナモジュールともいう）も１
又は複数のアンテナ素子に対応させてマイクロ波フィー
ダに取り付けられている。そして位相制御アンテナモジ
ュールとアンテナ素子はマイクロ波フィーダ内の伝送路
によって結合されているがその伝送路の途中に、従来個
々の位相制御アンテナモジュール内に設けられていた帯
域通過フィルタと同様の機能目的の帯域通過フィルタが
設けられている。In the array antenna of the present invention, a large number of antenna elements are arranged and arranged on a microwave feeder, and a phase control antenna module (also simply referred to as an antenna module) has one.
Alternatively, it is attached to a microwave feeder corresponding to a plurality of antenna elements. The phase control antenna module and the antenna element are coupled by a transmission line in the microwave feeder, and have the same function and purpose as the bandpass filter conventionally provided in each phase control antenna module in the middle of the transmission line. Are provided.
従って、マイクロ波フィーダから位相制御アンテナモ
ジュールを取り外しても帯域通過フィルタはマイクロ波
フィーダ内に残っておりアンテナモジュールと一緒に取
り外されて交換されるということはなくなる。Therefore, even if the phase control antenna module is removed from the microwave feeder, the band-pass filter remains in the microwave feeder and is not removed and replaced together with the antenna module.
また、アンテナモジュール内にフィルタを実装しない
のでアンテナモジュールを小型軽量にできひいてはアレ
イアンテナを軽量化できる。Further, since no filter is mounted in the antenna module, the antenna module can be reduced in size and weight, and the array antenna can be reduced in weight.
（実 施 例） 次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明
する。(Embodiment) Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は、本発明の実施例を示す図であり、アレイア
ンテナの一部を示す構造図である。FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention, and is a structural view showing a part of an array antenna.
第１図に示す実施例のアンテナは、アンテナ素子１−
ｎ（ｎ＝１〜Ｎ、以下同様）とアンテナモジュール３−
ｎとがマイクロ波フィーダ２を介して、接続部4,同５に
より接続されている。The antenna of the embodiment shown in FIG.
n (n = 1 to N, the same applies hereinafter) and the antenna module 3-
and n are connected via the microwave feeder 2 by the connection portions 4 and 5.
マイクロ波フィーダ２は、第１図（ｂ）に示すように
トリプレート構造となっており、地薄体板21a〜21c、誘
電体22a〜22dおよびプリント基板23a,23bから構成され
ている。The microwave feeder 2 has a triplate structure as shown in FIG. 1 (b), and includes thin body plates 21a to 21c, dielectrics 22a to 22d, and printed boards 23a and 23b.
第１図（ａ）のプリント基板上のパターン24は第１図
（ｂ）のプリント基板23aに構成されており、各アンテ
ナモジュール３−ｎとの電力分配および合成の機能を有
している。The pattern 24 on the printed circuit board in FIG. 1A is formed on the printed circuit board 23a in FIG. 1B, and has a function of power distribution and synthesis with each antenna module 3-n.
一方、プリント基板上のパターン25−ｎは、第１図
（ｂ）のプリント基板23bに構成されており、アンテナ
モジュール３−ｎとアンテナ素子１−ｎとを帯域通過フ
ィルタ26−ｎを通して接続している。On the other hand, the pattern 25-n on the printed board is formed on the printed board 23b of FIG. 1 (b), and connects the antenna module 3-n and the antenna element 1-n through the band-pass filter 26-n. ing.
ここで、マイクロ波フィーダ２はもともとプリント基
板上のパターン24による電力分配回路を構成する大きさ
を有しているので、帯域通過フィルタ26−１〜同26−Ｎ
をプリント基板上のパターン25−ｎの間に設けてもマイ
クロ波フィーダ２の大きさおよび重量の増加がほとんど
なく、アンテナモジュール３−１〜同３−Ｎが小型軽量
化できるので、アレイアンテナの軽量化を図ることがで
きる。Here, since the microwave feeder 2 originally has a size constituting a power distribution circuit based on the pattern 24 on the printed circuit board, the band-pass filters 26-1 to 26-N
Is provided between the patterns 25-n on the printed circuit board, the size and weight of the microwave feeder 2 hardly increase, and the antenna modules 3-1 to 3-N can be reduced in size and weight. The weight can be reduced.
次に、本実施例の動作について説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
アンテナの送信時には、マイクロ波フィーダ２に入力
された信号は、プリント基板上のパターン24により構成
される電力分配回路によって分配され、アンテナモジュ
ール３−１〜同３−Ｎに分配される。次に、アンテナモ
ジュール３−１〜同３−Ｎにおいて制御された信号は、
マイクロ波フィーダのプリント基板上のパターン25−１
〜同25−Ｎおよび帯域通過フィルタ26−１〜同26−Ｎに
より構成される伝送回路を通り、アンテナ素子１−１〜
同１−Ｎから放射される。また、受信時には、送信時と
逆の経路にて信号が伝送される。At the time of transmitting an antenna, a signal input to the microwave feeder 2 is distributed by a power distribution circuit configured by a pattern 24 on a printed circuit board, and is distributed to the antenna modules 3-1 to 3-N. Next, the signals controlled in the antenna modules 3-1 to 3-N are:
Pattern 25-1 on printed circuit board of microwave feeder
25-N and the bandpass filters 26-1 to 26-N, and pass through a transmission circuit formed by the antenna elements 1-1 to 25-N.
Radiated from 1-N. Further, at the time of reception, a signal is transmitted on a path reverse to that at the time of transmission.
本実施例では、マイクロ波フィーダは、伝送回路と電
力分配回路の２層構造にて説明したが、必要に応じて、
２層以上の構造でもよい。In the present embodiment, the microwave feeder has been described as having a two-layer structure of a transmission circuit and a power distribution circuit.
A structure having two or more layers may be used.
また、本実施例では、アンテナ素子とアンテナモジュ
ールが１対１に対応した例で説明したが、１台のアンテ
ナモジュールに対して、複数のアンテナ素子に信号が伝
送されるようにした場合も伝送回路上に帯域通過フィル
タを設けることができる。Further, in this embodiment, an example in which the antenna elements and the antenna modules correspond one-to-one has been described. However, even when a signal is transmitted to a plurality of antenna elements with respect to one antenna module, the transmission is also performed. A bandpass filter can be provided on the circuit.
（発明の効果） 以上説明したように本発明のアレイアンテナは、アン
テナ素子と位相制御アンテナモジュールとがマイクロ波
フィーダを介して固定されマイクロ波フィーダ内の伝送
回路によって電気的に結合されており、その伝送回路に
帯域通過フィルタを設けることにより、アンテナモジュ
ール内に帯域通過フィルタを設ける必要がなくなり、ア
ンテナモジュールを小型軽量化できるのでアレイアンテ
ナを軽量化できる利点がある。(Effect of the Invention) As described above, in the array antenna of the present invention, the antenna element and the phase control antenna module are fixed via the microwave feeder and are electrically coupled by the transmission circuit in the microwave feeder. By providing a band-pass filter in the transmission circuit, there is no need to provide a band-pass filter in the antenna module, and there is an advantage that the antenna module can be reduced in size and weight, so that the array antenna can be reduced in weight.
また、通常交換を必要としないマイクロ波フィーダの
電力分配回路、伝送ライン等、他の受動部品又は素子と
同様に高い信頼性をもつ帯域通過フィルタをマイクロ波
フィーダに統合することにより、従来のようにアンテナ
モジュールと共に交換するということがなくなり、維持
コストを低減できる利点がある。In addition, by integrating a highly reliable band-pass filter into the microwave feeder as well as other passive components or elements such as a power distribution circuit and a transmission line of a microwave feeder which does not normally require replacement, as in the conventional case. In addition, there is no need to replace the antenna module together with the antenna module, and there is an advantage that the maintenance cost can be reduced.
なお、以上の説明において、増幅器等能動素子を有す
るアレイアンテナについて説明したが、例えば移相器等
受動素子のみ有するアンテナモジュールの場合も同様の
効果がある。In the above description, an array antenna having an active element such as an amplifier has been described. However, for example, an antenna module having only a passive element such as a phase shifter has a similar effect.
第１図は本発明のアレイアンテナの実施例の構造図、第
２図は従来のフェーズドアレイアンテナの一例の構造
図、第３図は第２図のアレイアンテナの系統図である。 １−１〜１−Ｎ……アンテナ素子、２……マイクロ波フ
ィーダ、３−１〜３−Ｎ……アンテナモジュール、4,5
……接続部、21a〜21c……地導体板、22a〜22d……誘電
体、23a,23b……プリント基板、24,25−1,25−２……プ
リント基板上のパターン、26−1,26−2,31−１〜31−Ｎ
……帯域通過フィルタ、32−１〜32−N,35−１〜35−Ｎ
……切換器又はサーキュレータ、33−１〜33−Ｎ……電
力増幅器、34−１〜34−Ｎ……低雑音増幅器、36−１〜
36−Ｎ……移相器。FIG. 1 is a structural diagram of an embodiment of an array antenna of the present invention, FIG. 2 is a structural diagram of an example of a conventional phased array antenna, and FIG. 3 is a system diagram of the array antenna of FIG. 1-1 to 1-N: antenna element, 2: microwave feeder, 3-1 to 3-N: antenna module, 4,5
… Connections, 21a-21c… Ground conductor plate, 22a-22d… Dielectric, 23a, 23b… Printed circuit board, 24, 25-1, 25-2… Pattern on printed circuit board, 26-1 , 26-2,31-1 to 31-N
..... band-pass filter, 32-1 to 32-N, 35-1 to 35-N
... Switches or circulators, 33-1 to 33-N ... Power amplifiers, 34-1 to 34-N ... Low noise amplifiers, 36-1 to 36-1
36-N ... Phase shifter.
Claims (1)
ーダに整列配置された複数のアンテナ素子と、１又は複
数のアンテナ素子に対応させて前記マイクロ波フィーダ
に取り付けられた複数の位相制御アンテナモジュールと
を有し、前記マイクロ波フィーダは高周波電力供給線路
から各位相制御アンテナモジュールへ電力を分配する電
力分配回路と各位相制御アンテナモジュールの出力を対
応する１又は複数のアンテナ素子へ伝送する伝送回路
と、該伝送回路の途中に設けられた帯域通過フィルタと
を有することを特徴とするアレイアンテナ。1. A microwave feeder, a plurality of antenna elements aligned with the microwave feeder, and a plurality of phase control antenna modules attached to the microwave feeder corresponding to one or more antenna elements. A power distribution circuit that distributes power from the high-frequency power supply line to each phase control antenna module, and a transmission circuit that transmits the output of each phase control antenna module to one or more corresponding antenna elements. And a band-pass filter provided in the transmission circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5033088A JP2636305B2 (en) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | Array antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5033088A JP2636305B2 (en) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | Array antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01223804A JPH01223804A (en) | 1989-09-06 |
| JP2636305B2 true JP2636305B2 (en) | 1997-07-30 |
Family
ID=12855900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5033088A Expired - Lifetime JP2636305B2 (en) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | Array antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2636305B2 (en) |
-
1988
- 1988-03-03 JP JP5033088A patent/JP2636305B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01223804A (en) | 1989-09-06 |
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