JP2997321B2

JP2997321B2 - コーニング及びバンキング補正機能を有する航空機用アンテナ

Info

Publication number: JP2997321B2
Application number: JP189991A
Authority: JP
Inventors: ダブリューハナンピーター
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1990-05-25
Filing date: 1991-01-11
Publication date: 2000-01-11
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: EP0459616A3; EP0459616B1; IL97849A; DE69121970T2; EP0459616A2; CA2030600A1; KR910020965A; CA2030600C; JPH04230105A; IL97849A0; DE69121970D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、電磁波信号を送受信するアレー
アンテナ及びマルチプルアレーシステムに関し、特に、
アンテナビームの方位又は傾斜（ティルト）或いはその
両方の調整を可能にする航空機用アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】敵味方識別（ＩＦＦ）システムは、航空
機が他の航空機を識別するために信号を送受信出来るよ
うにするものである。識別能力無しに物標の位置を探索
するために機上レーダーも使われる。機上レーダーに一
般的に使用される高周波数は、垂直及び水平の両方に適
度なビーム分解能を与えるアンテナの使用を可能にす
る。対照的に、ＩＦＦに使用される機上線形アレーアン
テナは顕著な垂直分解能を与える能力を欠いている。垂
直（又は仰角）分解能力無しでは、システムからは仰角
情報は得られない。更に、線形アレーに垂直な照準（bo
resight)方向にアンテナが出す直線垂直ファンビーム
は、該照準から外れて走査される時には、形状が彎曲又
は円錐状となる。その結果として、図１に示されている
様に、物標が位置(a) （基準航空機の１５°右で、同じ
高度）存在するならばＩＦＦの表示装置は精確に１５°
右に物標を指示する。しかし、物標が位置(b) （やはり
１５°右であるが、高度がより高い）にあれば、ＩＦＦ
の表示装置は、物標の実際の１５°位置からずれた方位
角(c)に物標を指示する。このエラーは、アンテナビー
ムが右へ走査されるときに、その『コーニング』により
もたらされるものであり、実際上、曲線(d) により示さ
れている形の輪郭を呈する。ＩＦＦビームの照準外れ
（off-boresight)のコーニングによりもたらされるエラ
ーは、ＩＦＦ物標表示装置の精度に影響を与える上に、
同じ物標について表示されるＩＦＦ及びレーダー帰線に
ずれを生じさせることがある。

【０００３】航空機のバンキングの結果として、更にエ
ラーが加わる。若し精確な仰角情報が無ければ、バンキ
ング操縦によりアンテナビームが水平基準からずれるの
で、物標の方位角を精確に測定することが出来なくな
る。

【０００４】従って、本発明の目的は、アンテナビーム
を方位角方向に走査し、或いはバンキングを補償するた
めに傾斜させ、或いはその両方を行うことが出来る、航
空機用の改良されたアレーアンテナ及びアンテナシステ
ムを提供することである。

【０００５】

【発明の概要】本発明の、少なくとも３個の素子のグル
ープを成して励振される様になっている複数のアンテナ
素子を有する切替え可能なアレーアンテナは、信号を中
継する端子手段と、各々第１、第２及び第３の素子を有
するグループを成して使用されるように構成された少な
くとも４個の素子の線形アレーから各々構成される複数
のアンテナ素子とを包含する。第１励振手段は、該端子
手段に接続されていて、所定の相対位相及び振幅の前部
及び後部素子信号成分を、共通電圧の点を介して第１及
び第３素子へ中継する信号伝送手段を包含する。第２励
振手段は、該端子手段に接続されていて、該第１及び第
３の素子に中継される信号成分に対して所定の位相及び
振幅の中間素子信号成分を第２素子に中継する手段を包
含する。該アンテナは、前部、中間及び後部信号成分
を、該複数のアンテナ素子の異なる第１、第２及び第３
素子グループにそれぞれシフトさせることが出来る様に
該第１及び第２の励振手段を前記アンテナ素子のグルー
プに選択的に接続するシフト手段も包含する。

【０００６】また、本発明によると、方向可変アンテナ
アレーシステムは、第１放射方向に関して横方向に離間
した複数の切替え可能なアレーアンテナを包含してお
り、その各アレーアンテナは、アンテナ素子の線形アレ
ーと、所定の相対位相及び振幅の信号成分を、選択され
たアンテナ素子に中継する励振手段と、前記励振手段に
接続されて、各アレーアンテナの実効放射中心をその長
さに沿って選択的にシフトさせるために該アンテナ素子
への信号成分の中継を変更するシフト手段とから成って
いる。該アンテナシステムは、前記アレーアンテナに接
続されて、それぞれのアンテナのシフト手段を選択的に
制御する方位制御手段も包含する。

【０００７】更に、本発明によると、ビームティルトア
レーアンテナシステムは、信号を中継する端子手段と、
上記のアレーアンテナ等の複数の切替え可能アレーアン
テナと、該アレーアンテナのうちの選択された複数のア
レーアンテナを該端子手段に中継するビームティルト制
御手段とを包含する。ビームティルトアレーアンテナシ
ステムは、更に、該アレーアンテナに接続されて、該ア
ンテナの該シフト手段を選択的に制御する方位制御手段
を包含することが出来、これにより、該アンテナシステ
ムのアンテナビームの方位及び傾斜を独立に調節するこ
とが出来る。

【０００８】本発明を、他の目的と共により良く理解す
るために、添付図面を参照して説明をする。本発明の範
囲は、特許請求の範囲の欄で指摘する。

【０００９】

【実施例】図２及び図３を参照すると、『強制励起型ア
レーアンテナ』という名称の、本発明者の同時係属出願
に開示されているアレーアンテナ１０の具体的形態が示
されている。この種のアンテナを理解することは、本発
明を理解するうえで重要であるが、本発明は、この種の
アンテナと、これを利用するシステムとを更に改良した
ものである。『図１６−２２の説明』という項目におい
て、本発明を一層詳しく説明する。

【００１０】図２は、ファイバーガラス又は適当なプラ
スチックなどの輻射伝導物質の保護カバー１２と、取付
けフランジ及びグランド平面接続部として役立つ金属又
は適当な導電性材料のベース部材１４と、ＲＦ信号を中
継するのに適した同軸コネクタとして示されている端子
手段１６とを包含する完全なアンテナの斜視図である。

【００１１】図３(a) 及び(b) は、それぞれアレーアン
テナ１０の分解端面図及び側面図であり、カバー１２
と、コネクタ１６を取りつけたベース部材１４とを示
す。前部モノポールアンテナ素子２０、中部モノポール
アンテナ素子２２、及び後部モノポールアンテナ素子２
４の第１平面導体パターンを担持する第１印刷回路カー
ド１８と、表面２８に第２平面導体パターンを担持する
第２印刷回路カード２６も示されている。これらの図上
には見えない、表面２８上の導体パターンについて次に
説明する。

【００１２】アンテナ１０の特別の実施例では、カバー
１２とベース１４との組立体の高さは約１０分の１波長
であり、長さは約４分の３波長である。波長で計った寸
法への言及は、ほぼ平均設計周波数を指しているのであ
り、例えば、1,020 ないし1,100MHzの設計周波数範囲又
は帯域幅では、平均設計周波数は1,060MHzであり、約1
1.1インチの波長に相当する。寸法を述べたのは、発明
の特徴を明らかにして従来技術のアンテナと区別するた
めであり、厳密な寸法に発明を限定したり、発明の適切
な応用たるアンテナを排除するものではない。図２及び
図３に示されている様に、ベース部材１４の下面は平で
あるが、他の実施例では、該部材を取りつける航空機の
曲面に対応する曲面であっても良い。取付けのために、
一般に螺子が図３(a) に示されている取付け穴を通して
定着され、コネクタ１６のために航空機の外面にクリア
ランスホールが設けられるので、それを対応コネクタに
結合させて、航空機内に搭載されているケーブル及び信
号処理装置に信号を中継することが出来る。

【００１３】図４は５個のアレーアンテナ１０ａないし
１０ｅを包含する典型的アンテナシステムを示してお
り、該アレーアンテナは、航空機の胴体等の、パイロッ
トの風防の前方の金属曲面３０に横方向に離間した配列
で支持されている。この様な装置では、高さ１インチの
アレーアンテナを使用すると、高さ３インチの従来技術
アンテナを使用した場合に比べてパイロットの視界を著
しく改善することが出来る。この種の装置では、アレー
アンテナ励振に関する既知の原理に従って、所望のアン
テナビーム特性を与えるように個々のアレーアンテナを
選択しグループ化して励振することが出来る。図４に示
されているアンテナシステムは、航空機の上部前面に取
り付けられたときは、該航空機の前方に広い水平有効範
囲と、（該航空機の下方を除いて）良好な垂直有効範囲
とを提供することが出来る。該航空機の下部前面に取り
付けられた類似のアンテナシステムは、該航空機の前方
に完全な垂直及び水平有効範囲を可能にする。一方、翼
の前縁付近にアンテナシステムを取り付けた場合には、
完全な垂直有効範囲を得ることが出来るが、該航空機の
機首に妨げられない完全な水平有効範囲を得るために
は、恐らく、他方の翼に類似のシステムを取り付ける必
要がある。

【００１４】図５は、本発明のアレーアンテナの略ブロ
ック図であり、図３の印刷回路カード１８及び２６に基
本的に対応する二つの部分１８ａ及び２６ａで示されて
いる。このアンテナは、1,020MHzないし1,100MHzの範囲
内の信号を交互に放射、受信するのに使われるが、該信
号は、図３のコネクタに対応する端子手段１６ａを介し
て該アンテナに送信、受信される。カバー部材１２及び
ベース部材１４は図５には示されていない。前記の様
に、このアンテナは信号の放射、受信の両方に使われる
ものであり、例えば放射時のアンテナの各部分による信
号処理方法の説明は、受信時のと逆の関係で理解され
る。

【００１５】図５のアンテナは、第１アンテナ素子２
０、第２アンテナ素子２２及び第３アンテナ素子２４を
包含し、該アンテナ素子は、本発明によれば、離間して
一線上に配列された、高さが１０分の１波長程度のモノ
ポールである。４分の１波長の高さの従来技術のアンテ
ナ素子に比べて、１０分の１波長の高さのアンテナ素子
を使用するのかが望ましいことは明らかであるが、モノ
ポールの様な短いアンテナ素子には、厳しい動作帯域幅
劣化が伴うので、従来技術では４分の１波長素子に頼り
続けることになった。。また、従来技術の励振構成で、
４分の１波長より短い素子をアレー構成に使おうとする
試みは、アレー内の個々のアンテナ素子間の不等の複素
相互インピーダンスの結果として、アンテナ素子の隣接
する組合せ及びその他の組合せと、付近の表面との間の
インターカップリングの厳しい効果に直面した。これら
の効果は、設計による補正で容易に打ち消せるものでは
なく、アンテナ素子中の実際の電流と、その結果として
アンテナパターンとを主として決定する。若し、各素子
中の電流を精確に決定し、均整させることが出来なけれ
ば、所望のアンテナパターンを得ることも出来なくな
る。『第１、第２及び第３の』素子として表示する３素
子のアレーの構成で本発明の基本的解説をするけれど
も、追加の素子を包含させても良いことは後述する通り
である。しかし、アンテナ素子の総数に関わらず、明細
書に記載した第１、第２及び第３の素子に関する説明及
び機能を満たす３個の素子を各アンテナが包含する。

【００１６】図示した図５のアンテナの部分２６ａは、
インピーダンス相互作用から実質的に独立した位相及び
振幅の所定の関係をアンテナ素子２０、２２及び２４中
の信号電流に持たせ、しかも、動作周波数の重要な帯域
又は範囲にわたって、これを達成することの出来る励振
及び同調手段から成る。図示の様に、アンテナ部分２６
ａは、励振回路４０として示された第１励振手段を包含
しており、この回路４０は、端子１６ａと、第１素子２
０及び第３素子２４との間に接続されており、共通電圧
点（励振回路４０と複同調回路４４との間の接続線上の
点４２として示されている）を介して信号成分を素子２
０及び２４に中継する送信手段（図７を参照して詳しく
後述する）から成っている。同調回路４４は、アンテナ
回路のインピーダンス特性を複同調させて、所望の周波
数範囲における動作を最適化する。回路４４は、端子１
６ａと点４２との間に直列接続されて示されているが、
その機能は、広帯域幅インピーダンス整合を行うことで
あり、図示の様に点４２に直列に接続され又は並列に接
地された離散的又は分布リアクタンスから成ることが出
来、或いは、適当な長さの伝送線を利用することが出来
る（当業者には明らかであろう）。部分２６ａは、第２
励振回路４８を包含するものとして示された手段４６も
包含しており、この手段４６は、端子１６ａと第２素子
２２との間に接続されていて、第１励振手段４０を介し
て素子２０及び２４に中継される成分に対して所定の位
相及び振幅を有する信号成分を素子２２に中継する手段
から成る。図５に示されている様に、励振回路４８は、
端子１６ａからの入力信号の一部を素子２２へ中継する
パワー分配回路として機能し、該入力信号の残りの部分
は端子１６ａから他の素子へ流れる。回路４８のこのパ
ワー分配機能は、指向性カップラ（図７を参照して後述
する）又はその他の手段により提供される。図５におい
て、手段４６は、所望の周波数帯域又は範囲での動作の
ために中間の素子２２のインピーダンス特性の複同調を
行う複同調回路５０も包含する。この複同調機能を与え
るために分布リアクタンス又は伝送線を励振手段４８に
使用する場合には、手段５０は個別の要素でなくても良
い。

【００１７】図６は、エンドファイア（end-fire) パタ
ーンを提供する様に配列された３モノポールアレーを示
し、図７は、本発明の励振システムを有する、その様な
アレーアンテナを示す。素子が図示の間隔、並びに電流
の位相及び振幅を有するならば、良好なエンドファイア
・パターンを図６のアレーから得ることが出来る。図７
は、アンテナ素子に影響を与えるインターカップリング
とは実質的に独立に、斯かる所定の位相及び振幅の関係
を該アンテナ素子中の信号成分電流に持たせる『強制励
振』機能と共に、顕著な周波数範囲にわたる動作を提供
する複同調機能を提供する励振システム付きのアンテナ
を示す。『強制励振』は、アレーアンテナの素子中の電
流を強制し又は予定して、相互の及びその他のカップリ
ング及びインピーダンス効果とは実質的に独立に所望の
相対強度及び位相の電流とする励振構成として定義され
る。

【００１８】図７には、第１、第２及び第３のアンテナ
素子が、導電性グランド平面１４ａを通して且つ該平面
の上に配置された短いモノポール２０、２２及び２４と
して示されている。図７のアレーアンテナは、第３モノ
ポール２４に接続された４分の１波長変圧器５６と、第
１モノポール２０に接続された四分の一波長変圧器５８
及び二分の一波長伝送線６０とから成る第１励振手段を
包含する。変圧器５６及び伝送線６０は同調手段６２と
同様に共通電圧点４２にも接続されており、同調手段６
２は信号入出力端子１６ａにも接続されている。同調手
段６２は、後部モノポール２４及び前部モノポール２０
のインピーダンスを複同調する様に構成された直列共振
ＬＣ回路である。各モノポールは、中間帯域付近の１周
波数で短いモノポール素子の容量性インピーダンスを除
くために、例えば素子２４のインジケータ６４などの直
列インダクタンスを基部に有するものとして示されてい
る。この狭帯域同調は、複同調手段６２により増強され
て、帯域幅を相当広げる。図７のアンテナは、所定の相
対振幅の信号を第２モノポール２２に中継する指向性カ
ップラ６６と、第２同調手段６８とから成る第２励振手
段も包含する。図に示されている様に、カップラ６６
は、端子１６ａに接続されており、該アンテナに入力さ
れた信号の一部を、伝送線部分７０を介してモノポール
２２に転送する。第２同調手段６８は、第２モノポール
２２のインピーダンスを複同調するように構成された並
列共振ＬＣ回路であり、線７０の長さは、モノポール２
２に到達した信号がモノポール２０及び２４の信号に比
べて所望の相対位相を有することとなる様に選ばれる。

【００１９】図７のアレーアンテナの動作時には、２個
の四分の一波長変圧器５６及び５８は、第３モノポール
２４及び第１モノポール２０の電流Ｉａ及びＩｃを、共
通電圧点４２の電圧に実質的に完全に依存させる。よっ
て、Ｉａ及びＩｃはIa／Ic＝Zoc/Zoa という比にされる
が、ここで後者はそれぞれ変圧器５８及び５６の伝送線
インピーダンスである。二分の一波長線６０は、素子２
０のＩｃの極性を素子２４のＩａに対して反転させる。
図６に示されている様にＩａ＝ｊ、Ｉｂ＝２及びＩｃ＝
−ｊという所望の信号成分関係を得るために９０°の位
相差が必要なので、Ｉａ及びＩｃ電流に対するＩｂの比
は、強制されず、且つ強制され得ない。しかし、若しＩ
ａ及びＩｃ電流に対するＩｂの比は、強制されず、且つ
強制され得ない。しかし、若しＩａ＝−Ｉｃであれば、
第２モノポール２２は、実際上、素子２０及び２４の等
しい信号及び反対の信号の間の中間の零点にあることと
なる。この場合、素子２２へのＩｂを強制する必要はな
い。

【００２０】特別の例として、図６のように配列され
た、図６の電流の流れる３個のモノポールについての市
販のコンピュータープログラムを使ってインピーダンス
の計算を行った。この計算は、高さ１インチ、頂部の幅
が1.６インチ、中心間距離2.78インチの３個の同一のモ
ノポールのアレーについて1,030MHz、1,060MHz及び1,09
0MHzで行われた。計算の結果は次の通りである： 1030 1060 1090 Za -0.89 - j61.8 -0.6 - j57.0 -0.31 - j52.7 Zb -6.0 - j57.4 -6.4 - j52.6 -6.8 - j48.1 Zc 14.7 - j47.5 15.7 - j42.4 16.7 - j37.8 Za + Zc 13.8 -j109.3 15.1 - j99.4 16.4 - j90.5 図７を参照すると： Ys = Ya′+ Yc′ である。四分の一波長変圧器については： Ya′= Za/Zoa² Yc′= Zc/Zoc²

【００２１】上の表から、６４などの直列インダクタン
スにより中間帯域でリアクタンスが除かれると、 Za +
Zc はほぼ１５オームに等しくなる。最後の等式から、
Zsを５０オームにしたいとすると、となる。

【００２２】図７において、四分の一波長変圧器及び伝
送線部分は、所望の特性インピーダンスを提供する寸法
にされたマイクロストリップ伝送線の一部として示され
ていることに注意すること。よって、この例での線６０
及び７０は５０オーム線分であり、変圧器５６及び５８
は、1,060MHzの周波数での四分の一波長の長さの27.4オ
ーム部分となる。1,030MHz及び1,090MHzでのアンテナ動
作を最適にするために反応同調回路６２及び６８が使わ
れる（即ち、これらの周波数でそれぞれのアンテナ素子
を複同調する様に調整される）。また、本発明を適用し
なければ、相互カップリングの故に、Zaは負の抵抗を持
ち、周波数帯域にわたって所望のＩａを精確に且つ効率
的に提供することが非常に困難になる。しかし、本発明
によれば、（Za＋Zc）は、所望のＩａ及びＩｃ値を提供
しながら効率的に複同調させることの出来る相当の正の
抵抗を有する。前部セクター内に広い角度にわたって高
い前後電界比と強い放射とを有するアレーアンテナパタ
ーンを達成するには、本発明が可能にする様に、アンテ
ナ素子の相対電流を精密に制御することが必要である。

【００２３】図８及び図９を参照すると、図７のアンテ
ナと同様のアレーアンテナのための別の励振回路が示さ
れている。図８及び図９のアンテナについては、モノポ
ールと、点４２及びモノポール２０及び２４の間の励振
手段とは、図７に示されているのと同じである。図８に
おいて、第２素子のための励振手段は、図６の変圧器５
６及び５８と同様の四分の一波長変圧器７２を包含す
る。７２のZoは、５６及び５８のZoとは異なっていなけ
ればならない。図８のアンテナにおいては、同調機能は
直列共振ＬＣ回路６８ａにより提供されることが出来、
線７０ａの長さを短縮することが出来、その他は、動作
は図７のアンテナの動作と一致する。図９において、前
部素子及び後部素子のための励振手段は、図８の第２素
子励振手段に包含される変圧器７２と同様の四分の一波
長変圧器７８を包含している。図９の構成では、並列共
振ＬＣ回路６２ａが同調機能を提供し、この場合にも動
作は図７のアンテナの動作と一致する。当業者には明ら
かであろうが、６８ａ及び６２ａなどのＬＣ回路は、離
散的リアクタンス素子又は適当な長さの伝送線を使用す
ることが出来る。

【００２４】図１０は、図３(b) に示されているのに似
た、モノポール幅２インチ、間隔2.７８インチ、高さ0.
９１インチの３個のモノポールを有するアレーアンテナ
について、得られる結果を最適にするために励振回路を
調整した後に1,060MHzで実際に測定された方位アンテナ
パターンである。前後電界比は２０dBよりも大きく、該
パターンは前部セクター内の広い角度にわたって強い。
1030及び1090MHz で同様の結果が得られた。このデータ
に反映したアンテナ性能は、同等の寸法を持った如何な
る既知の従来技術モノポールアレーアンテナの性能より
も明らかに優れていると思われる。

【００２５】図１１は、このアンテナ用に設計された印
刷回路カード１８及び２６を示す。誘導性カード１８上
の銅層をエッチングしてモノポールの形の導電性パター
ンを残すことにより、図示の３個のモノポール２０、２
２及び２４がカード１８上に形成された。カード２６の
表面２８上に示されているパターンも同様に形成され
た。カード２６上に示されている実際のパターンは、製
造及び組立を容易にし、一貫した電気的特性、及び、高
性能航空機に普遍的な衝撃及び振動条件のもとで本質的
に高い信頼性及び良好な耐久性をもたらす、物理的に単
純な形のアンテナを具現するように設計された、種々の
長さ及び特性インピーダンスのマイクロストリップ伝送
線部分と、結合点及び結合部分とを表す。図９の代替励
振回路が代用され、図７のアンテナに対応する参照数字
が図１１に含まれているけれども、アンテナをマイクロ
ストリップ設計に還元し、その形状を性能を最高にする
ために洗練すると、この例における本発明の最終的な具
体的実施例となるが、この例では別々の構成要素の識別
がある程度本来的に紛らわしい。よって、図１１のカー
ド２６上の導電性パターンのいろいろな部分に識別数字
を付してあるけれども、特定の構成要素の境界を詳しく
特定して、それを該回路の残りの部分から分けることは
困難又は不可能である。

【００２６】図１２は、本発明のアレーアンテナを示
し、この場合には個々の放射素子はロットである。図示
の３素子スロットアレーは、モノポールに関して先述し
たのと同様の分裂的カップリング効果に直面する。図１
２のスロット８０、８２及び８４は、誘導性シート８８
の前側の導電性カバーの単なる穴であっても良い。図示
の様に、該導電性シートの裏側に置かれることのある他
の要素を見えるように、図解を容易にするために、導電
性カバー８６及び誘導性シート８８は共に透明なものと
して図示されている。

【００２７】導電性部材８６のスロット又は窓８０、８
２及び８４の各々は、一般的には、二分の一波長の長さ
であり、或いは、それより短くて、中間帯域付近の１周
波数で該スロットの中央を横断して挿入された分路容量
を伴うことが出来る。該アレーのスロットは、四分の一
波長だけ離間しており、該間隔の小部分に等しい幅を持
っている。既知の設計技術を使って、特定のアプリケー
ションのために寸法を選ぶことが出来る。図示した様
に、各スロットは、９０に示されている様に、誘電性シ
ートの裏で該スロットを横断し、誘電体８８を前向きに
又は上向きに貫通して、スロット８０の側で導電性カバ
ー８６と電気的に接触している点９２で終端する導体に
より励振される。図に示されている様に、スロット８０
は、その右側に励振導体終端点９２を有し、スロット８
４のそれと反対の位相又は励振の極性で励起されるが、
スロット８４は、その左側に、その様な終端点９６を有
する。図示されていないが、各スロットは、一般的に
は、各スロットから前向き又は外向き方向の放射だけを
許す様に金属箱又は導電性空洞により支援される。スロ
ットのアレーの形のアンテナは、航空機の表面と同一平
面をなす形で実施するのには特に有益である。本発明
は、その様なアプリケーションに容易に適合させること
の出来るものである。

【００２８】図１２のアンテナは、共通電圧点１０２を
介して第３素子８４及び第１素子８０を端子手段１６ａ
に接続する二分の一波長伝送線９８及び１００として示
された第１励振手段を包含する。反応手段６２ａは、点
１０２と端子１６ａとの間に接続されて示されており、
所望の周波数範囲での複同調を行う。指向性カップラ６
６ａとして示されている第２励振手段は、伝送線部分７
０ａと、ＬＣ回路６８ａとして示された反応手段とを介
して、端子１６ａ及び第２素子８２との間に接続されて
いる。図１２のアンテナの動作は、図７のアンテナと同
様である。スロットの特性は、相互の及びその他のカッ
プリング及びインピーダンスの効果とは実質的に独立
に、該スロットの両端間の電圧に所望の強さ及び位相を
強制的に持たせることを可能にする共通電圧点を設ける
ために四分の一波長変圧器を設けずに伝送線部分９８及
び１００を使用することを可能にする。スロット放射器
では、アレーの放射パターンを決定する重要な信号成分
はスロット電圧であり、これに対して、モノポール又は
ダイポール放射器では、その電流が重要な信号成分であ
る。図１２のアンテナでの良好なエンドファイア・パタ
ーンについての所望のスロット電圧は、図６の示されて
いるモノポール電流と同様の位相及び振幅値を有する。
図１２のシステムは、より広い帯域幅について、この強
制励振と共に複同調を提供することが出来る。

【００２９】図１３及び図１４は、他の面に関しては図
１２と対応するアンテナにおける点９６及び９２を点１
０２に接続する手段に関する別の実施例を示す。図１３
において二分の一波長伝送線９８及び１００は、各々、
点９２及び１０２の間の線１００と置き代わるものとし
て示されている変圧器１０４及び１０６などの２個の四
分の一波長変圧器の直列結合で置き変えられている。こ
の構成は、スロットのコンダクタンスを、点１０２で例
えば５０オームなどの好都合な値に広帯域変換する。図
１４において、二分の一波長線９８及び１００は、点９
６及び９２を結合させる単一の二分一波長伝送線部分１
０８と置き換えられており、反応同調回路６２ａは、点
９６の近傍で点１０２ａに結合する。図１４にしめされ
ている変形などは、特別のアプリケーションにおける柔
軟性を提供するものである。

【００３０】先述の実施例は、３放射素子のアレーの文
脈で詳しく図示され説明されているが、ある場合には１
個以上のアレーアンテナを設けることが望ましく、その
各々が本発明により強制励振機能付きの４個以上の放射
素子を包含する。

【００３１】ここで図１５を参照すると、モノポール２
０ａないし２４ａとして図示された５個のアンテナ素子
の線形アレーから成る本発明の実施例が示されている。
図に示されている様に、第１、第２及び第３の素子２０
ａ、２２ａ、２４ａ（図７の第１、第２及び第３素子に
対応する）は、素子２０ａの前方の先端素子２１ａと、
素子２４ａの後方の後端素子２３ａとにより補われてい
る。図１５のアンテナを考察するのに、素子２０ａ、２
２ａ及び２４ａの構成及び機能は、３素子アレーに関し
て説明した通りであり、第１、第２及び第３素子の３素
子アレーは、本発明を利用するアンテナに使われる基本
的グループである。

【００３２】図１５において、素子２０ａ、２２ａ及び
２４ａは、図７の素子２０、２２及び２４に対応する。
図１５の励起システムは、図１０の代替の励起システム
に対応するが、追加の素子２１ａ及び２３ａの励振方法
について変更が加えられている。図１５に示されている
様に、非隣接アンテナ素子２０ａ及び２４ａの第１グル
ープは、二分の一波長線６０及び四分の一波長変圧器５
６及び５８を含む信号伝達手段として示されている第１
励振手段に接続されている。残りの素子、即ち、中間素
子２２ａ、先端素子２１ａ及び後端素子２３ａは、指向
性カップラ６６、伝送線部分７０ａ、四分の一波長変圧
器７２、７３、７４、半波伝送線７５、及び全波伝送線
７６として示されている第２励振手段に接続されてい
る。信号は、該励振手段により共通電圧点４２を介して
素子２０ａ及び２４ａに中継されると共に、第２共通電
圧点４３を介して素子２１ａ、２２ａ及び２３ａに中継
され、強制励振を可能にしている。

【００３３】素子が４個だけであれば、素子２１ａ、変
圧器７３及び線７６を除去することが出来る。本発明に
よれば、素子が何個であっても、実際には２個の電圧点
があり、これに信号が供給される。３素子については、
これらの電圧点のうちの一つは２素子のための共通電圧
点であり、所定の強さ及び位相の電流の供給を可能にす
る。３個より多い素子については、本発明は例えば４２
及び４３などの２個の共通電圧点を利用可能にするが、
その各々が２個以上の素子に接続する。

【００３４】図１６−２３の説明図１６を参照すると、
本発明の切替え可能アレーアンテナが示されている。図
１６は、グランド平面１２１の上に線形アレーをなして
支持されて、３素子のグループをなして励振されるよう
に構成されたモノポール１１０、１１２、１１４、１１
６及び１１８として示された５個のアンテナ素子を包含
する。スイッチ１２２として示されているシフト手段
は、素子のグループ（即ち、素子１１０、１１２、及び
１１４；素子１１２、１１４及び１１６；又は素子１１
４、１１６及び１１８）を、放射された信号の受信及び
送信時に信号成分を選択された素子に中継する励振手段
に選択的に結合させる。送信時には、スイッチ１２３及
び１２４などの機械的又は電気的な別々のスイッチング
手段で構成することの出来るシフト手段１２２は、端子
１２６、１２８及び１３０に出現する信号成分の、アン
テナ素子１１０、１１２、１１４、１１６及び１１８の
異なる第１、第２及び第３素子のグループへの接続を選
択的にシフトさせる。例えば、シフト手段１２２が図１
６に示されている位置にある場合、右に向けられたエン
ドファイア・アンテナパターンを達成するための前部、
中間及び後部信号成分は、それぞれ、第１素子１１４、
第２素子１１２及び第３素子１１０に中継される。更に
説明する様に、前部、中間及び後部の信号成分が、例え
ば第１素子１１８、第２素子１１６、及び第３素子１１
４などの、異なる３素子グループにシフトされるとき、
該アレーの実効素子放射中心は、素子１１２の近傍から
前方へ素子１１６の近傍までシフトされる。

【００３５】図１６に示されている様に、この切替え可
能アレーアンテナは、実質的に図７及び図８を参照して
上記した通りの端子手段、第１励振手段、第２励振手段
及び同調手段も包含している。端子手段は、信号を該ア
ンテナに、且つ該アンテナから、中継する端子１６ａと
して示されている。第１励振手段は、端子１２６に中継
される信号成分に比べて位相を反転させて信号成分を端
子１３０に中継する二分の一波長伝送線６０と、斯かる
信号成分を、図示の５個のアンテナ素子のうちの選択さ
れた３素子グループの第１、第２及び第３の素子にそれ
ぞれ中継する２個の四分の一波長変圧器の組とを包含す
るものとして示されている。スイッチング手段１２２が
図示の位置にある場合には、第１励振手段は、素子１１
４に接続する四分の一波長変圧器１４４と、素子１１０
に接続する変圧器１３２とを使用することが分かる。第
２励振手段は、所定振幅の信号成分を端子１２８に中継
する指向性カップラ６６と、素子１１２（これは、この
例において選択された素子１１４、１１２、１１０のう
ちの第２素子である）に接続する四分の一の波長変圧器
１３８とを包含するものとして示されている。共通電圧
点４２を介して第１励振手段に接続された直列ＬＣ回路
６８ａ、及び、第２励振手段に接続された直列ＬＣ回路
６２として示されている同調手段は、アンテナ素子の複
同調を行う。

【００３６】励振手段及び同調手段の全体と、その個々
の要素との構造及び動作は、図７及び図８の説明におい
て一層詳しく記載されており、ここで、対応する参照数
字は同様の構成要素を指す。しかし、３個の四分の一波
長変圧器（図８の変更を伴って図７では５６、５８及び
７2)の機能は、図１６では四分の一波長変圧器１３２、
１３４、１３６、１３８、１４０、１４２、１４４、１
４６及び１４８により提供されるが、それらは、スイッ
チ１２２の動作に応じて３個の組をなして使用される。
別の形として、３個の四分の一波長変圧器を点１２６、
１２８及び130 にそれぞれ挿入し、図１６の９個の四分
の一波長変圧器を９個の二分の一波長伝送線と置換する
ことが出来る。

【００３７】図１６のアンテナの動作は、基本的に、図
７に関して説明した通りである。第１、第２及び第３の
素子（例えば素子１１４、１１２及び１１０など）にお
ける電流の位相及び振幅に強制的に所定値を持たせるこ
とが出来る様にすることによって、エンドファイア・ア
ンテナパターン又はその他の所望のアンテナパターンを
達成することが出来る。図１６のアンテナは、スイッチ
１２２として示されているシフト手段の動作により第
１、第２及び第３の素子のグループ１１４、1 1 2、１１
０又は１１６、１１４、１１２又は１１８、１１６、１
１４に励振がかけられかにより、アレーの放射中心が素
子１１２、１４又は１１６の近傍に存在することとなる
様にシフトされることを可能にする様になっている点に
おいて異なっている。

【００３８】図２を参照すると、図２の要素１２及び１
４と同様の保護カバー及びべース部材をもって図２のそ
れと同様に図１６のアンテナを構成出来ることが分か
る。また、図４に示されている様に、図１６のアンテナ
は、航空機の胴体等の表面に支持され横方向に離間した
アレーとして構成出来るものである。

【００３９】図１６において、放射素子アレー１２０
は、点１１１、１１３、１１５、1 1 7及び１１９に接続
された５個のモノポールから成るものとしている。図１
７は、修正した図１６に代入することの出来る別の放射
素子アレー１２０ａを示す。図に示されている様に、ア
レー１２０ａは、絶縁層又は部材８８に接続された導電
層又は表面８６の細長い開口部として示されている５個
のスロット１１０ａ、１１２ａ、１１４ａ、１１６ａ及
び１１８ａを備えている。図１２に関して説明した様
に、部材８６及び８８は、層８８の後のスロット１１０
ａを越えて絶縁された関係にある点１１１から、層８８
を通って、点１５０で該スロットの左側で層８６と接触
して終端する接続を示すために、透明であるとして示さ
れている。図１２では、スロット８０の右側の接点９２
に横断する給電導体によりスロット８０に供給される信
号成分の相対位相反転がなされるのに対して、図１７で
は、全ての接点が、それぞれのスロットの左側にある。
図１７のアンテナについては、位相反転は、図１６に示
されている二分の一波長線部分６０によりなされるの
で、図１６及び図１７のアンテナは、共に、図１６など
に示されている同様の励振システムを使用することが出
来る。しかし、図１７のアンテナでは、図１６の四分の
一波長変圧器を二分の一波長伝送線と置換しなければな
らない。

【００４０】図１７の代替形のアンテナの動作は、基本
的には、図１２に関して説明した通りであるが、第１、
第２及び第３の素子のグループ１１４ａ、１１２ａ、１
１０ａ、又はグループ１１６ａ、１１４ａ、１１２ａ、
又はグループ１１８ａ、１１６ａ、１１４ａの選択的励
振により有効放射中心をシフトさせる能力が付加されて
いる。

【００４１】ここで図１８を参照すると、本発明の方向
可変アレーアンテナシステムの略図が示されている。図
に示されている様に、該アレーシステムは、３個の同一
のアンテナ１５２ａ、１５２ｂ及び１５２ｃ（これは、
図１６又は図１７に示されている種類のものであっても
良い）として示されている複数の切替え可能アレーアン
テナを包含する。この３個の切替え可能アレーアンテナ
は、図において右向きのエンドファイア放射方向に対し
て横向きに離間している。図１８において、端子１５４
に供給される信号は、図１６の端子１６ａに対応する３
個のアンテナ端子１６ａ、１６ｂ、及び１６ｃに中継さ
れる。図１６の場合と同じく、アンテナ１５２ａ、１５
２ｂ、１５２ｃの各々において、信号成分は、それぞれ
の励振手段により、５個の素子１１０、１１２、１１
４、１１６及び１１８（ドット118 などのドットで表さ
れている）から選択された第１、第２及び第３の素子に
中断される。アンテナ１５２ａのシフト手段１２２が図
１６に示されている位置にあるとすると、アンテナ１５
２ａの活性素子グループは素子１１４、１１２及び１１
０である（活性素子を指示するために、これらに〇印を
付してある）。

【００４２】図１８には、端子１２２ａ、１２２ｂ及び
１２２ｃを介して各アンテナのシフト手段（図１６の１
２２）に接続されたスイッチコントローラ１５６として
示された方位制御手段も包含されている。各アンテナの
シフト手段１２２を活動させて三つの異なる素子グルー
プのうちの一つを選択させることが出来、コントローラ
１５２は、各アンテナの実効放射中心が選択された位置
に存在する様にシフト手段を調整する制御回路又はメカ
ニズムから成る。

【００４３】活性状態とされたアンテナ素子を表す図１
８の〇印付きドットが示すように、この例では、実効放
射中心が、アンテナ１５２ａについては素子１１２の近
傍にあり、アンテナ１５２ｂについては素子１１４のき
近傍にあり、アンテナ１５２ｃについては素子１１６の
近傍にあることとなるようにシフト手段が調整される。
フェイズドアレー・レーダーに関する周知の理論及び動
作に基づいて、図１８の様に横方向に離間してエンドフ
ァイア・モードで同一に励振される図１６の３個のアン
テナは、図１８の右方に向かうビームを生じさせる。し
かし図１８に示されている様に放射中心の異なるアンテ
ナを励振すると、該ファンビームは、その直線形状を保
ちながら或る角度だけ方向を変える。

【００４４】これは、図１９に一層良く示されている
が、この図は、５種類のモードで励振される３個の離間
したアレーアンテナの略図である。図１９(a)におい
て、活性素子を特定する〇印は、図１８の１５２ａ、
ｂ、及びＣなどの３個のアンテナが同一に励振され、そ
の放射中心が線１５８に沿っていることを示す。線１５
８は、実際上、この励振の波面を表していて、線１５８
に対して垂直なビーム方向を生じさせる。図１９(b) に
おいて、励振は図１８に示されている通りであり、波面
線が回転しており、該アンテナの実際の大きさにより例
えば３０°の角度だけ元のビーム方向から左へ傾いた正
ビーム方向を生じさせる。図１９(c) は右へ傾いたビー
ムの波面を示し、図１９(d) は図１９(c) のビーム方向
より少なく右へ傾いたビーム方向をもたらす分裂した波
面を示す。単純には、図１９(d) のビーム方向は、図示
されている二つの波面に垂直な部分ビームの平均である
と考えることの出来るものである。図１９(d) 及び(e)
の様な励振についての実際のビーム方向は、使用される
べきアンテナの実際の寸法及び特性に基づいて計算又は
測定出来るものであるが、重要なのは、実効放射中心の
相対位置が波面とビーム位置とを決定することである。
図１９に示されている励振から生じる全てのビームが、
該ファンビームの直線形状を保つ。これは図２０に示さ
れている。

【００４５】図１８は、チャネル１６ａ及び１６ｃの移
相器１２７ａ及び１２７ｂも示す。この移相器は二つの
利益をもたらすことが出来る。第１に、該移相器を使っ
て、ファンビームのビーム方向及び直線形状を保ちつ
つ、図１９(d)又は図１９(e) の波面の曲がりを小さく
することが出来る。第２に、該移相器を使って、図２０
に示されている５個の角度の間の方位角又は該角度を越
える如何なる方位角にもビームを向けることが出来る。
この場合、ファンビームは湾曲するが、一般的には図１
の従来技術の場合よりも遙かに僅かな湾曲である。

【００４６】各々５個のアンテナ素子を包含する３個の
アレーアンテナが図１６、１７、１８及び１９にしめさ
れているが、アレーアンテナの数及びアレーアンテナ中
のアンテナ素子の数をもっと増やすことも出来ることか
が理解されなければならない。各アレーアンテナ中の活
性アンテナ素子の数も３より多くても良い。

【００４７】動作時には、方位制御手段により実効放射
中心が制御されるアレーアンテナの横方向に離間した組
合せは、そのアンテナビームの方向を選択的に変化させ
ることが出来る。この様にして、アンテナシステムに対
して照準外れのターゲットは、該アンテナシステムの活
性素子に対して必ずしも照準外れとはならない。ビーム
方向がターゲットに向けられると、ビームのコーニング
に伴う照準外れエラーが減少し、ベースの航空機に対し
て色々な高度にあるターゲットの方位指示の精度が向上
する。

【００４８】図２１(a) は、７個のアレーアンテナ１５
２ａ−ｇが搭載されている（例えば、図１６のアンテナ
の端面が７個示されている）航空機の胴体の断面の略図
である。図２１(a) の垂直線１５９は、該航空機の垂直
軸が傾いていない（即ち、該航空機がバンキングしてい
ない）ことを示す。図２１(a) の中央の３個のアンテナ
１５２ｃ、ｄ、ｅは、バンキング無しで充分な性能があ
るが、バンキング時には該アンテナシステムは傾いて、
性能を悪くすると仮定する。図２１(b) 及び(c) に示さ
れている様に、図示のバンキング状態の際には、本発明
は、バンキングに起因する特定の程度のロールで水平と
なる３アンテナシステム（１５２ｄ、ｅ、ｆ又は１５２
ｅ、ｆ、ｇ）を実際上表すアンテナの動作グループ（括
弧で特定されている）の選択による補正を可能にする。
図２１(b) 及び図２１(c) において、指示された３個の
アンテナの選択により、地平線に対して垂直に向けられ
た状態に保たれるファンビームが生じる。しかし、線１
５９により表される航空機の垂直軸が左にローリングし
ているので、所望のビーム補正は、実際には、該アンテ
ナシステムを搭載している航空機に対して該アンテナシ
ステムのファンビームを傾けることにより達成されてい
る。

【００４９】図２２を参照すると、航空機のローリング
を補償することを可能にすると共に真っ直ぐなファンビ
ームを保ちつつアンテナビーム方向変更を可能にするビ
ームティルト・アンテナアレーシステムが示されてい
る。該アンテナについて、最初に、ビーム方向変更能力
とは独立に説明する。図示の様に、該アンテナアレーシ
ステムは、７個のアンテナ１５２ａ−ｇ（これは、図１
６又は図１７に示されている種類のものであって良い）
として示されている複数のアレーアンテナを包含する。
該アンテナは、主として前方に（図では上向きに）放射
するように配列されており、且つ横方向に離間してお
り、その間隔は、航空機の胴体の文脈では該胴体の湾曲
に起因して第３の方向（図２０ａでは垂直方向）に変位
を有することとなる様な間隔である。よって、該アンテ
ナは、基本的に、図２２では上面が、図２１では端面が
示されてオリ、図２１における相対的垂直変位は本質的
に図２２に対して垂直である。

【００５０】図２２のアンテナシステムは、特定のロー
リング状態でどのアンテナのグループが活性となるかを
決定する信号分配手段１６２を選択的に作動させる、ビ
ームティルト制御手段１６０とし示されているビームテ
ィルト制御手段も包含している。ローリングの程度を表
す情報は、手段１６０に供給され、或いはその中の適切
な手段により感知される。いずれの場合にも、ティルト
制御手段１６０は、１６２ａ及び１６２ｂなどのスイッ
チの系列を含むものとして示されている電子式などのス
イッチング手段１６２を制御して、図２１(b) に示され
ているローリング状態の補償に対応する、図２２に示さ
れているアンテナ１５２ｄ、１５２ｅ及び１５２ｆなど
の選択されたグループのアンテナと端子１５４ａとの間
で信号を中継する。

【００５１】本発明によると、ビームティルトアンテナ
は、図１８に関して説明したビーム方向変更機能も包含
する。よって、図２２において、スイッチコントローラ
156aは、図１８のスイッチコントローラ１５６と同様に
機能して、各活性アンテナのシフト手段を選択的に制御
する。図２２の場合、特定の時点でアンテナ１５２ａ−
ｇのうちのどの３個が活性化されるかを示す、ティルト
制御手段１６０からの情報は、現在活性となっているア
ンテナにシフト手段制御情報を向けるために手段１５６
ａで使用される。図１８及び図２２において、図解と説
明を容易にするために、１５２ａ等のアレーアンテナ中
の個々の放射素子は、ドットで指示され、活性素子は〇
印で指示されている。実際の素子は、図７、図１２、図
１６及び図１７などの他の図に関して詳しく図示し且つ
説明したモノポール、スロットなど、及び、既に網羅さ
れた種々の代替物である。付加的方位ビーム制御のため
の移相器１２７ａ及び１２７ｂは、ここではスイッチン
グ手段１６２の下に位置している。

【００５２】図２２のアンテナの動作において、航空機
が左にローリングする際にアンテナファンビームは右に
傾けられ、またその逆も行われて、或る範囲の補償がな
されるが、さもないとファンビームはその通常基準方向
又は垂直方向からずれることとなる。同時に、図１８及
び図１９に関して説明した様にアンテナビームの方向を
変更することが出来、ビーム方向変更及び傾斜（ティル
ト）を互いに独立に行うことが出来る。所望の場合に
は、図２２に示されている信号分配手段１６２に代え
て、スイッチングを利用する構成に代えて従来技術にお
いて知られている別の形の信号供給構成を用いても良い
ことを示すために図２３が含まれている。移相器１６４
ａ−１６４ｇは、パトラーマトリックス供給回路網（Bu
tler Matrix and feed network) と協働してアレーの活
性部分を滑らかにシフトさせて航空機のローリングを補
償する。移相器１６６ａ−１６６ｇは、付加的方位ビー
ム制御機能を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】線形アレーアンテナを軸外れで走査する効果を
示す図、

【図２】アレーアンテナの斜視図、

【図３】３個のアンテナ素子を含む低プロフィール・ア
レーアンテナの直交分解略図、

【図４】図３のアレーアンテナを５個包含するアレーア
ンテナシステム図、

【図５】３個のアンテナを含むアレーアンテナのブロッ
ク図、

【図６】エンドファイア・アレーについての望ましい電
流関係を示す図、

【図７】３モノポールアレーアンテナの回路図、

【図８】図７のアンテナの別の形の回路図、

【図９】図７のアンテナの別の形の回路図、

【図１０】図７に示されている種類のアレーアンテナの
動作についてのアンテナパターン、

【図１１】図７に示されている種類のアレーアンテナの
部品図、

【図１２】３スロット・アレーアンテナの回路図、

【図１３】図１２のアンテナの別の形の回路図、

【図１４】図１２のアンテナの別の形の回路図、

【図１５】５モノポールアレーアンテナの回路図、

【図１６】５モノポール切替え可能アレーアンテナの回
路図、

【図１７】スロットを利用する図１６のアンテナの別の
形を示す図、

【図１８】方向可変アレーアンテナシステム図、

【図１９】図１８のアンテナシステムの動作を説明する
のに役立つ励振第替物を示す図、

【図２０】図１８のアンテナシステムのが与える直線フ
ァンビーム、

【図２１】航空機のバンキング操縦時のロール状態を示
す図、

【図２２】方向可変ビームティルトアンテナシステムを
示す図、

【図２３】図２２のアンテナシステムと共に使用するこ
との出来る信号分布回路網の別の形を示す図。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも３個の素子のグループをなし
て励振される様に構成された複数のアンテナ素子を有す
る切替え可能アレーアンテナであって、信号を結合する端子手段と、第１、第２及び第３のアンテナ素子を各々有するグルー
プをなして使用される様に構成された少なくとも４個の
素子の線形アレーを有する複数のアンテナ素子と、前記端子手段に接続されて、所定の相対位相及び振幅の
前部及び後部素子信号成分を共通電圧点を介してグルー
プの第１及び第３素子に結合する信号伝達手段を有する
第１励振手段と、前記端子手段に接続されて、前記第１及び第３素子に接
続された前記信号成分に対して所定の位相及び振幅の中
間素子信号成分を前記グループの第２素子に結合する手
段を有する第２励振手段と、前記の前部、中間及び後部信号成分を前記複数の素子の
異なる素子グループにそれぞれシフトさせることができ
る様に、前記第１及び第２励振手段を前記素子の異なる
グループに選択的に接続するシフト手段、とを備え、これにより、前記線形アレーの実効放射中心は、前記ス
イッチング手段を作動させることにより該線形アレーに
沿って選択的にシフトさせられることを特徴とするアレ
ーアンテナ。
【請求項２】方向変更可能なアンテナアレーシステム
であって、第１放射方向に関して横方向に離間した複数の切替え可
能アレーアンテナであって、その各アレーアンテナは、
アンテナ素子の線形アレーと、所定の相対位相及び振幅
の信号成分を各アレーアンテナの選択された素子に結合
する励振手段と、前記励振手段に接続されて、各線形ア
レーアンテナの実効放射中心をその長さに沿って選択的
にシフトさせるために前記素子への信号成分の結合を変
更するためのシフト手段とを有する複数の切替え可能ア
レーアンテナと、前記アレーアンテナに接続されて、それぞれのアンテナ
のシフト手段を選択的に制御する方位制御手段とを備
え、これにより、前記アレーアンテナシステムの放射方向及
びビーム形状は、前記アレーアンテナの実効放射中心の
相対的調整によって制御されることを特徴とする方向変
更可能なアンテナアレーシステム。
【請求項３】傾斜ビームアンテナアレーシステムであ
って、信号を結合する端子手段と、複数のアレーアンテナであって、その各々は主として前
方向に放射するように配列された素子の線形アレーを有
し、前記アンテナは、前記前方向に対して垂直な横方向
に離間しており、前記アンテナのうちの１つ以上は、前
記前方向及び横方向に対して実質的に垂直な第３の方向
に異なる変位を有する複数のアレーアンテナと、選択された複数の前記アレーアンテナを前記端子手段に
結合するビームティルト制御手段とを備え、これにより、前記第３方向における選択されたアンテナ
の相対変位が複合アンテナビームパターンの傾斜を決定
することを特徴とする傾斜ビームアンテナアレーシステ
ム。
【請求項４】傾斜ビームアンテナアレーシステムであ
って、信号を結合する端子手段と、複数の切替え可能アレーアンテナであって、その各々
は、線形軸を有するアンテナ素子のアレーを有し、前記
アンテナは、前記軸に対して垂直な第１方向において横
に離間しており、前記アンテナのうちの１つ以上は、前
記軸及び前記垂直方向に対して実質的に垂直な第２方向
に異なる変位を有しており；前記アレーアンテナの各々
は、更に、所定の相対位相及び振幅の信号成分を、選択
された素子に結合するための励振手段と、前記励振手段
に接続されて、各アレーナンテナの実効放射中心を選択
的にシフトさせるために前記素子への信号成分の結合を
変更するためのシフト手段とを備えている複数の切替え
可能アレーアンテナと、選択された複数の前記アレーアンテナを前記端子手段に
接続するビームティルト制御手段とを備え、これにより、前記第２方向における、選択されたアレー
アンテナの相対変位が複合アンテナビームパターンの傾
斜を決定することを特徴とする傾斜ビームアンテナアレ
ーシステム。