JP3557850B2

JP3557850B2 - Array antenna

Info

Publication number: JP3557850B2
Application number: JP14134197A
Authority: JP
Inventors: 一史西澤; 善彦小西; 勇千葉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2017-05-30
Also published as: JPH10335932A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多周波数共用のレーダシステムや通信用として用いられるアレーアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、例えば、後藤尚久、神山一公、”２周波共用アレイアンテナの素子配列法と利得”、信学技報ＡＰ８１−４０．電子情報通信学会発行、１９８１年６月２６日．に示された図を参考にして画いた従来のこの種の２周波数共用アレーアンテナの構成図である。図において、１は低周波数帯で使用する素子アンテナ、２は高周波数帯で使用する素子アンテナである。
【０００３】
このアレーアンテナでは、低周波数帯で使用する素子アンテナ１および高周波数帯で使用する素子アンテナ２の配列において、それぞれ低周波数帯および高周波数帯で広角にグレーティングローブが発生しないように上記低周波数帯で使用する素子アンテナ１と高周波数帯で使用する素子アンテナ２を配置させ、同一開口上で２周波数共用特性を得ている。
【０００４】
図９は図８に示した従来の２周波数共用アレーアンテナを用いて上記問題点の発生原因を説明する説明図である。図において、１は低周波数帯で使用する素子アンテナ、２は高周波数帯で使用する素子アンテナであり、３は低周波数帯で使用する素子アンテナ１の近傍に配置されたため、放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナである。放射パターンの形状を評価する方向（カット面）において、低周波数帯で使用する素子アンテナ１の配列間隔を高周波数帯の波長より大きくし、それぞれの周波数帯で広角にグレーティングローブが発生しない間隔とした場合、高周波数帯における放射指向性には以下のような影響が発生することがある。高周波数帯で使用する素子アンテナ２から放射された電波が低周波数帯で使用する素子アンテナ１に結合し、その結果、一波長以上の周期的な素子間隔となる素子アンテナ１からの再放射が生じ、近傍に配置された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の放射パターンが乱れる。また、ダイポールアンテナやノッチアンテナなどのように使用する周波数によって開口面からアンテナ上端部までの高さが異なるアンテナを素子アンテナとして用いる場合、高周波数帯で使用する素子アンテナ２の一部の低周波数帯で使用する素子アンテナ１の近傍に配置された高周波数帯で使用する素子アンテナ３は素子アンテナ１により、アンテナの大きさの違いからくるブロッキングの影響を受け、高周波数帯で使用する素子アンテナ２の放射パターンが一波長以上の周期的な素子間隔で同じく乱れる。従って、素子アンテナ２と素子アンテナ３を用いて高周波数帯でアレーアンテナを動作させた場合には、放射パターンが乱れた素子アンテナ３が一波長より大きい間隔で周期的に配置されて見えるため、広角にグレーティングローブが発生する。
【０００５】
上記の現象の一計算例を図１０に示す。計算に用いたアレーアンテナは、図９において、低周波数帯で使用する素子アンテナ１の位置および個数を調整する前、すなわち、放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３が放射パターン形状を評価する方向（カット面）において高周波数帯における波長以上の間隔で周期的に配置されている場合のものである。この例では、角度が±２０度付近で、約−１７ｄＢのグレーティングローブが発生している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の多周波共用アレーアンテナでは、異なった周波数帯で使用する素子アンテナをそれぞれ規則正しく周期的に配置するために、ある周波数帯で使用する素子アンテナの影響を受け、他の周波数帯で使用する素子アンテナの放射パターンが乱れアレーアンテナ放射指向性に悪影響を及ぼすという問題点がある。
【０００７】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、近傍に配置した他の周波数帯で使用する素子アンテナの放射パターンに悪影響を及ぼす素子アンテナの配置および個数を調整して、放射パターンが影響を受ける素子アンテナがその使用波長以上の間隔で周期的に配置されないようにすることにより所望の放射指向性特性を有する多周波数共用のアレーアンテナを得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような問題点を解決するために、請求項１の発明に係わるアレーアンテナにおいては、複数の周波数帯のそれぞれで使用する複数の素子アンテナが同一開口上に配列され、上記複数の周波数帯から選定した組み合せの２つの周波数帯のうちの高周波数帯で使用する複数の素子アンテナを第一の素子アンテナ、低周波数帯で使用する複数の素子アンテナを第二の素子アンテナとし、上記高周波数帯の周波数で上記高周波数帯で使用する複数の素子アンテナを励振したとき、上記第一の素子アンテナの一部の放射パターンが上記第二の素子アンテナの影響を受けて本来有する放射パターンから変化するようなアレーアンテナにおいて、放射パターンの形状を評価する各々の方向（カット面）で、上記第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する上記第一の素子アンテナの配置の周期を高周波数帯の波長より小さくするように上記第二の素子アンテナを変移、間引き、または加入する調整をして配置したものである。
【０００９】
請求項２の発明に係わるアレーアンテナにおいては、複数の周波数帯のそれぞれで使用する複数の素子アンテナが同一開口上に配列され、上記複数の周波数帯から選定した組み合せの２つの周波数帯のうちの高周波数帯で使用する複数の素子アンテナを第一の素子アンテナ、低周波数帯で使用する複数の素子アンテナを第二の素子アンテナとし、上記高周波数帯の周波数で上記高周波数帯で使用する複数の素子アンテナを励振したとき、上記第一の素子アンテナの一部の放射パターンが上記第二の素子アンテナの影響を受けて本来有する放射パターンから変化するようなアレーアンテナにおいて、放射パターンの形状を評価する各々の方向（カット面）で、上記第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する上記第一の素子アンテナの配置における周期性の発生を抑圧するように上記第二の素子アンテナを変移、間引き、または、加入する調整をして配置したものである。
【００１０】
請求項３の発明に係わるアレーアンテナにおいては、複数の周波数帯のそれぞれで使用する複数の素子アンテナが同一開口上に配列され、上記複数の周波数帯から選定した組み合せの２つの周波数帯のうちの高周波数帯で使用する複数の素子アンテナを第一の素子アンテナ、低周波数帯で使用する複数の素子アンテナを第二の素子アンテナとし、上記高周波数帯の周波数で上記高周波数帯で使用する複数の素子アンテナを励振したとき、上記第一の素子アンテナの一部の放射パターンが上記第二の素子アンテナの影響を受けて本来有する放射パターンから変化するようなアレーアンテナにおいて、放射パターンの形状を評価する各々の方向（カット面）で、上記第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する上記第一の素子アンテナの配置における周期性の発生を抑圧するように上記第二の素子アンテナを間引き関数に従って間引きする調整をして配置したものである。
【００１１】
請求項４の発明に係わるアレーアンテナにおいては、複数の周波数帯のそれぞれで使用する複数の素子アンテナが同一開口上に配列され、上記複数の周波数帯から選定した組み合せの２つの周波数帯のうちの高周波数帯で使用する複数の素子アンテナを第一の素子アンテナ、低周波数帯で使用する複数の素子アンテナを第二の素子アンテナとし、上記高周波数帯の周波数で上記高周波数帯で使用する複数の素子アンテナを励振したとき、上記第一の素子アンテナの一部の放射パターンが上記第二の素子アンテナの影響を受けて本来有する放射パターンから変化するようなアレーアンテナにおいて、放射パターンの形状を評価する各々の方向（カット面）で、上記第一の素子アンテナを同一振幅で励振したときに上記第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化して利得が低下する上記第一の素子アンテナをアレーアンテナの開口の両端付近に偏在させ、高周波数帯でのアレーアンテナの放射パターンを所望のサイドローブレベルにするように上記第二の素子アンテナを変移、間引き、または、加入する調整をして配置したものである。
【００１２】
請求項５の発明に係わるアレーアンテナにおいては、複数の周波数帯のそれぞれで使用する複数の素子アンテナが同一開口上に配列され、上記複数の周波数帯から選定した組み合せの２つの周波数帯のうちの高周波数帯で使用する複数の素子アンテナを第一の素子アンテナ、低周波数帯で使用する複数の素子アンテナを第二の素子アンテナとし、上記高周波数帯の周波数で上記高周波数帯で使用する複数の素子アンテナを励振したとき、上記第一の素子アンテナの一部の放射パターンが上記第二の素子アンテナの影響を受けて本来有する放射パターンから変化するようなアレーアンテナにおいて、放射パターンの形状を評価する各々の方向（カット面）で、上記第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する上記第一の素子アンテナのいくつかの給電部の送信系に高出力増幅器、受信系に低雑音増幅器を装荷して上記第一の素子アンテナの放射振幅レベルを補償し、上記第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する第一の素子アンテナの配置の周期を高周波数帯の波長より小さく、または、上記第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する第一の素子アンテナの配置における周期性の発生を抑圧するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るアレーアンテナの構成図である。ここでは、２周波数共用アレーアンテナを例として説明する。図において、１は低周波数帯で使用する素子アンテナ、２は高周波数帯で使用する素子アンテナであり、３は低周波数帯で使用する素子アンテナ１の近傍に配置されたために放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナである。
【００１４】
次に動作について説明する。一般に、アンテナの近傍に位置し、大きさがアンテナの使用波長に比べて無視できない散乱体が存在する場合、散乱体に誘起される電流による電波の再放射と散乱体によるブロッキングの影響からアンテナの放射パターンは乱れる。図１のアレーアンテナでは、高周波数帯域で使用する場合、高周波数帯で使用する素子アンテナ２を励振すると低周波数帯で使用する素子アンテナ１に電流が誘起され、これにより再放射する。また、素子アンテナとして、例えばダイポールアンテナやノッチアンテナなどを用いた場合には、低周波数帯で使用する素子アンテナ１によるブロッキングの影響がある。これらの原因により放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３が低周波数帯で使用する素子アンテナ１の近傍に発生するが、放射パターン形状を評価する方向（カット面）において放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の個数が一様に分布するように低周波数帯で使用する素子アンテナ１の位置を移動させてあるために、放射パターンを評価するカット面では、放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の配置における周期性が高周波数帯の波長より小さくなる。その結果、高周波数帯で広角におけるグレーティングローブの発生を抑えることができ、アレーアンテナの放射指向性を所望のものとすることができる。なお、このような場合に低周波数帯で使用する素子アンテナ１の配置における周期性も容易に低周波数帯の波長より小さくできる。
【００１５】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、放射パターン形状を評価する方向（カット面）が一つの場合を示したが、複数の方向（カット面）を評価する場合にも同様に適用でき、高周波数帯でのグレーティングローブの発生を抑えることができる。
【００１６】
実施の形態３．
また、上記実施の形態１および２では、放射パターン形状を評価する方向（カット面）において放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の個数が一様に分布するように低周波数帯で使用する素子アンテナ１の位置を移動させてあるが、例えば間引いたり素子間に新たに低周波数帯で使用する素子アンテナ１を加えるなどして放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の個数を調整することにより高周波数帯でのグレーティングローブの発生を抑えることができる。
【００１７】
実施の形態４．
上記実施の形態１、２および３では、配列格子の形状が長方形の場合であるが、長方形に限らず、正方形や三角形などでもよい。また、配列格子点のように規則的なものに限らず、不規則な配列点でも構わない。図２は配列格子の形状が三角形である場合のアレーアンテナの構成図を示したものである。
【００１８】
次に動作について説明する。図２のアレーアンテナでは、高周波数帯域で使用する場合、高周波数帯で使用する素子アンテナ２を励振すると低周波数帯で使用する素子アンテナ１に電流が誘起され、これにより再放射する。また、素子アンテナとして、例えばダイポールアンテナやノッチアンテナなどを用いた場合には、低周波数帯で使用する素子アンテナ１によるブロッキングの影響がある。これらの原因により放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３が低周波数帯で使用する素子アンテナ１の近傍に発生するが、放射パターンを評価する方向（カット面）において放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の個数が一様に分布するように低周波数帯で使用する素子アンテナ１の位置を移動させてあるために、放射パターン形状を評価する方向（カット面）では、放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の配置における周期性が高周波数帯の波長より小さくなる。その結果、高周波数帯で広角におけるグレーティングローブの発生を抑えることができ、アレーアンテナの放射指向性を所望のものとすることができる。
【００１９】
実施の形態５．
図３はこの発明の実施の形態５に係るアレーアンテナの一部を示す構成図である。図において、１は低周波数帯で使用する素子アンテナ、２は高周波数帯で使用する素子アンテナであり、３は低周波数帯で使用する素子アンテナ１の近傍に配置されために放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナである。この図では、低周波数帯で使用する素子アンテナ１の位置および個数を評価関数を用いて決定してあり、部分的に低周波数帯で使用する素子アンテナ１が間引かれている状態を示している。
【００２０】
次に動作について説明する。図３のアレーアンテナでは、高周波数帯域で使用する場合、高周波数帯で使用する素子アンテナ２を励振すると低周波数帯で使用する素子アンテナ１に電流が誘起され、これにより再放射する。また、低周波数帯で使用する素子アンテナ１によるブロッキングの影響がある。これらの原因により放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３が低周波数帯で使用する素子アンテナ１の近傍に発生する。しかし、低周波数帯で使用する素子アンテナ１の一部が間引かれているため、放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の配置が規則性を持たず、グレーティングローブレベルを抑えることができる。
【００２１】
図４に上記実施の形態５による効果を計算例によって示す。計算に用いたアレーアンテナは、図３のものであり、放射パターン形状を評価する方向（カット面）において放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の個数が一様となるように低周波数帯で使用する素子アンテナ１の位置および個数を、例えば、後述する公知文献に示されているように、所定の間引き関数に従って調整してある。図４においては、角度が±２０度付近でのグレーティングローブレベルが、約−２３ｄＢと大きく改善されている。これは、放射パターン形状を評価する方向（カット面）において放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３は、間引くことにより配置に周期性がなくなるためである。以上より、アレーアンテナの放射指向性を所望のものとすることができ、本発明の有効性が示された。なお、間引き関数の詳細については，特開昭６０−１６３５０５号公報に詳述されているので、ここでは省略する。
【００２２】
実施の形態６．
さらに、上記実施の形態５では、放射パターン形状を評価する方向（カット面）が一つの場合を例に説明したが、本発明ではこれに限らず、複数のカット面を評価する場合にも同様に適用でき、高周波数帯でのグレーティングローブレベルを抑えることができる。
【００２３】
実施の形態７．
図５はこの発明の実施の形態７に係わるアレーアンテナの一部を示す構成図である。また、図６に図５のアレーアンテナにおける所望の低サイドローブレベルを実現するための高周波数帯での開口振幅分布の一例を示す。図５において、１は低周波数帯で使用する素子アンテナ、２は高周波数帯で使用する素子アンテナであり、３は低周波数帯で使用する素子アンテナ１の近傍に配置されために放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナである。また、７は低周波数帯で使用する素子アンテナ１のうちで取り除いた低周波数帯で使用する素子アンテナの位置、８は同じく低周波数帯で使用する素子アンテナ１のうちで新たに加えた低周波数帯で使用する素子アンテナである。
【００２４】
次に動作について説明する。図５のアレーアンテナでは、図６に示すような低サイドローブレベル用の開口振幅分布を高周波数帯用のアレーアンテナで実現させるように、低周波数帯で使用する素子アンテナ１の個数を変えたものである。図５の例では、放射パターンの形状を評価する方向（カット面）において、低周波数帯で使用する素子アンテナ１の個数を増減させて素子アンテナ１の配置を周期的な配置から開口の両端部に集中させた配置とする。これより、低周波数帯で使用する素子アンテナ１により放射パターンを乱され、利得が低下した放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３を開口の両端に集め、放射パターンが乱されていない高周波数帯で使用する素子アンテナ２の分布と、放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の分布とで疑似的に図６の開口振幅分布を作り出す。この結果、低サイドローブ特性を高周波数帯で実現している。
【００２５】
実施の形態８．
なお、上記実施の形態７では、放射パターンの形状を評価する方向（カット面）が一つの場合を例に説明したが、複数の方向（カット面）を評価する場合にも同様に適用でき、低サイドローブ特性を高周波数帯で実現できる。
【００２６】
実施の形態９．
また、上記実施の形態７および８では、放射パターンの形状を評価する方向（カット面）において放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３が所望の低サイドローブレベル用の開口振幅分布を高周波数帯用のアレーアンテナにおいて実現させるため、低周波数帯で使用する素子アンテナ１の個数を増減させてあるが、その位置を移動させるなどして調整することにより低サイドローブ特性を高周波数帯で実現できる。
【００２７】
実施の形態１０．
図７はこの発明の実施の形態１０に係わるアレーアンテナの一部を示す構成図である。図において、１は低周波数帯で使用する素子アンテナ、２は高周波数帯で使用する素子アンテナであり、３は低周波数帯で使用する素子アンテナ１の近傍に配置されために放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナである。また、９は放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の給電部に装荷したサーキュレータ、１０は高出力増幅器、１１は低雑音増幅器である。なお、サーキュレータ９、高出力増幅器１０、低雑音増幅器１１はいずれも高周波数帯で使用するものである。
【００２８】
次に動作について説明する。図７のアレーアンテナでは、高周波数帯域で使用する場合、高周波数帯で使用する素子アンテナ２を励振すると低周波数帯で使用する素子アンテナ１に電流が誘起され、これにより再放射する。また、低周波数帯で使用する素子アンテナ１によるブロッキングの影響がある。これらの原因により放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３が低周波数帯で使用する素子アンテナ１の近傍に発生する。しかし、放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３の給電部にはサーキュレータ９を介して送信系には高出力増幅器１０、受信系には低雑音増幅器１１を装荷しているため、高周波数帯で使用する素子アンテナ２および３の放射振幅レベルを評価する方向で一定にし、放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ３が一波長以上の素子間隔で見かけ上周期的に現れず、広角でのグレーティングローブレベルを抑えることができる。
【００２９】
実施の形態１１．
さらに、上記実施の形態１０では、放射パターン形状を評価する方向（カット面）が一つの場合を例に説明したが、本発明ではこれに限らず、複数のカット面を評価する場合にも同様に適用でき、高周波数帯でのグレーティングローブレベルを抑えることができる。
【００３０】
以上では、本発明の実施の形態として２周波数共用のアレーアンテナを例として述べてきたが、本発明は２周波数共用のアレーアンテナのみに限らず、さらに多周波数を共用するアレーアンテナにおいても同様に適用することによって機能し、グレーティングローブの発生およびグレーティングローブレベルを抑え、あるいは低サイドローブ特性を得ることにより所望の放射指向特性が実現できる。その場合、所望の周波数帯の組に対して、本発明を適用すればよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３２】
請求項１に係わる発明によれば、放射パターンの形状を評価する各々の方向（カット面）で、第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する第一の素子アンテナの配置の周期を高周波数帯の波長より小さくするように上記第二の素子アンテナを変移、間引き、または加入する調整をして配置したので、高周波数帯で広角におけるグレーティングローブの発生を抑えることができ、所望の放射指向性特性を有する多周波数共用のアレーアンテナを得られる効果がある。
【００３３】
請求項２に係わる発明によれば、放射パターンの形状を評価する各々の方向（カット面）で、第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する第一の素子アンテナの配置における周期性の発生を抑圧するように上記第二の素子アンテナを変移、間引き、または、加入する調整をして配置したので、高周波数帯で広角に発生するグレーティングローブレベルを抑圧改善でき、所望の放射指向性特性を有する多周波数共用のアレーアンテナを得られる効果がある。
【００３４】
請求項３に係わる発明によれば、放射パターンの形状を評価する各々の方向（カット面）で、第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する第一の素子アンテナの配置における周期性の発生を抑圧するように上記第二の素子アンテナを間引き関数に従って間引きする調整をして配置したので、より適正に第二の素子アンテナを配置でき、高周波数帯で広角に発生するグレーティングローブレベルを十分抑圧改善して、所望の放射指向性特性を有する多周波数共用のアレーアンテナを得られる効果がある。
【００３５】
また、請求項４に係わる発明によれば、放射パターンの形状を評価する各々の方向（カット面）で、第一の素子アンテナを同一振幅で励振したときに第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化して利得が低下する上記第一の素子アンテナをアレーアンテナの開口の両端付近に偏在させ、高周波数帯でのアレーアンテナの放射パターンを所望のサイドローブレベルにするように上記第二の素子アンテナを変移、間引き、または、加入する調整をして配置したので、所望の低サイドローブレベルを高周波数帯で実現でき、所望の放射指向性特性を有する多周波数共用のアレーアンテナを得られる効果がある。
【００３６】
さらに、請求項５に係わる発明によれば、放射パターンの形状を評価する各々の方向（カット面）で、第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する第一の素子アンテナのいくつかの給電部の送信系に高出力増幅器、受信系に低雑音増幅器を装荷して上記第一の素子アンテナの放射振幅レベルを補償し、上記第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する第一の素子アンテナの配置の周期を高周波数帯の波長より小さく、または、上記第二の素子アンテナの影響で放射パターンが変化する第一の素子アンテナの配置における周期性の発生を抑圧するようにしたので、高周波数帯で広角におけるグレーティングローブの発生を抑えることができ、または、高周波数帯で広角に発生するグレーティングローブレベルを抑圧改善でき、所望の放射指向性特性を有する多周波数共用のアレーアンテナを得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示すアレーアンテナの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態４を示すアレーアンテナの構成図である。
【図３】この発明の実施の形態５を示すアレーアンテナの一部を表した構成図である。
【図４】グレーティングローブ発生による放射パターン劣化のこの発明による改善例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態７を示すアレーアンテナの一部を表した構成図である。
【図６】この発明の実施の形態７のアレーアンテナにおける所望の低サイドローブレベルを実現するための高周波数帯での開口振幅分布の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１０を示すアレーアンテナの一部を表した構成図である。
【図８】従来の２周波数共用アレーアンテナを示す構成図である。
【図９】従来の２周波数共用アレーアンテナにおける問題の発生原因を説明するための説明図である。
【図１０】アンテナの広角放射パターンでのグレーティングローブ発生の一例を示す図である。
【符号の説明】
１低周波数帯で使用する素子アンテナ、２高周波数帯で使用する素子アンテナ、３放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナ、４低周波数帯で使用する素子アンテナであるプリント化ダイポールアンテナ、５高周波数帯で使用する素子アンテナであるプリント化ダイポールアンテナ、６放射パターンが乱された高周波数帯で使用する素子アンテナであるプリント化ダイポールアンテナ、７低周波数帯で使用する素子アンテナのうちで取り除いた低周波数帯で使用する素子アンテナの位置、８低周波数帯で使用する素子アンテナのうちで新たに加えた低周波数帯で使用する素子アンテナ、９サーキュレータ、１０高出力増幅器、１１低雑音増幅器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-frequency radar system and an array antenna used for communication.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows, for example, Naohisa Goto and Kazuko Kamiyama, "Element Arrangement Method and Gain of Dual-Frequency Array Antenna", IEICE Technical Report AP81-40. Published by the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, June 26, 1981. FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional dual-frequency array antenna of this type, drawn with reference to the diagram shown in FIG. In the figure, 1 is an element antenna used in a low frequency band, and 2 is an element antenna used in a high frequency band.
[0003]
In this array antenna, in the arrangement of the element antenna 1 used in the low frequency band and the element antenna 2 used in the high frequency band, the low frequency band is set so that the grating lobe does not occur at a wide angle in the low frequency band and the high frequency band, respectively. And an element antenna 2 used in a high frequency band are arranged to obtain a dual-frequency characteristic over the same aperture.
[0004]
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the cause of the above-mentioned problem using the conventional dual-frequency array antenna shown in FIG. In the figure, 1 is an element antenna used in a low frequency band, 2 is an element antenna used in a high frequency band, and 3 is arranged near the element antenna 1 used in a low frequency band, so that the radiation pattern is disturbed. This is an element antenna used in a high frequency band. In the direction (cut plane) in which the shape of the radiation pattern is evaluated, the arrangement interval of the element antennas 1 used in the low frequency band is set to be larger than the wavelength in the high frequency band, and the interval at which grating lobes are not generated in a wide angle in each frequency band In this case, the radiation directivity in the high frequency band may have the following effects. Radio waves radiated from the element antenna 2 used in the high frequency band are coupled to the element antenna 1 used in the low frequency band, and as a result, re-radiation from the element antenna 1 having a periodic element interval of one wavelength or more occurs. As a result, the radiation pattern of the element antenna 3 used in a high-frequency band disposed in the vicinity is disturbed. Further, when an antenna such as a dipole antenna or a notch antenna, whose height from the aperture surface to the upper end of the antenna differs depending on the frequency used, is used as an element antenna, a part of the element antenna 2 used in a high frequency band has a low frequency. The element antenna 3 used in the high frequency band arranged in the vicinity of the element antenna 1 used in the band is affected by blocking caused by the difference in the size of the antenna by the element antenna 1, and the element antenna used in the high frequency band. 2 are also disturbed at periodic element intervals of one or more wavelengths. Therefore, when the array antenna is operated in a high frequency band using the element antenna 2 and the element antenna 3, the element antenna 3 whose radiation pattern is disturbed appears to be periodically arranged at intervals larger than one wavelength. A grating lobe occurs at a wide angle.
[0005]
One calculation example of the above phenomenon is shown in FIG. The array antenna used for the calculation is shown in FIG. 9 before the position and the number of element antennas 1 used in the low frequency band are adjusted, that is, the element antenna 3 used in the high frequency band where the radiation pattern is disturbed. This is a case where they are periodically arranged at intervals equal to or longer than the wavelength in the high frequency band in the direction in which the shape is evaluated (cut plane). In this example, a grating lobe of about -17 dB occurs near the angle of ± 20 degrees.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional multi-frequency array antenna, the element antennas used in a certain frequency band are affected by the element antennas used in a certain frequency band in order to regularly and periodically arrange the element antennas used in different frequency bands. However, there is a problem in that the radiation pattern of the element antenna used in the device is disturbed and the radiation directivity of the array antenna is adversely affected.
[0007]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and adjusts the arrangement and the number of element antennas that adversely affect the radiation pattern of the element antenna used in another frequency band arranged in the vicinity. It is an object of the present invention to obtain an array antenna shared by multiple frequencies having desired radiation directivity characteristics by preventing element antennas affected by a pattern from being periodically arranged at intervals longer than the wavelength used.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the array antenna according to the first aspect of the present invention, a plurality of element antennas used in each of a plurality of frequency bands are arranged on the same aperture, and the plurality of frequency bands are arranged. A plurality of element antennas used in the high frequency band of the two frequency bands of the combination selected from the first element antenna, and a plurality of element antennas used in the low frequency band are the second element antenna. Exciting a plurality of element antennas used in the high frequency band at the frequency in the high frequency band In the case of an array antenna in which the radiation pattern of a part of the first element antenna changes from the radiation pattern originally possessed by the influence of the second element antenna, each direction for evaluating the shape of the radiation pattern (Cut surface), the second element antenna is displaced so that the period of the arrangement of the first element antenna in which the radiation pattern changes under the influence of the second element antenna is made smaller than the wavelength of the high frequency band, It is arranged by thinning out or adjusting to join.
[0009]
In the array antenna according to the second aspect of the present invention, a plurality of element antennas used in each of a plurality of frequency bands are arranged on the same aperture, and two of the two frequency bands of the combination selected from the plurality of frequency bands are used. A plurality of element antennas used in a high frequency band are referred to as a first element antenna, and a plurality of element antennas used in a low frequency band are referred to as a second element antenna. Exciting a plurality of element antennas used in the high frequency band at the frequency in the high frequency band In the case of an array antenna in which the radiation pattern of a part of the first element antenna changes from the radiation pattern originally possessed by the influence of the second element antenna, each direction for evaluating the shape of the radiation pattern (Cut surface), the second element antenna is displaced, thinned out, or displaced so as to suppress the occurrence of periodicity in the arrangement of the first element antenna in which the radiation pattern changes under the influence of the second element antenna. , Which are arranged after adjustment.
[0010]
In the array antenna according to the third aspect of the present invention, a plurality of element antennas used in each of the plurality of frequency bands are arranged on the same aperture, and two of the two frequency bands of the combination selected from the plurality of frequency bands are used. A plurality of element antennas used in a high frequency band are referred to as a first element antenna, and a plurality of element antennas used in a low frequency band are referred to as a second element antenna. Exciting a plurality of element antennas used in the high frequency band at the frequency in the high frequency band In the case of an array antenna in which the radiation pattern of a part of the first element antenna changes from the radiation pattern originally possessed by the influence of the second element antenna, each direction for evaluating the shape of the radiation pattern In the (cut plane), the second element antenna is thinned out according to a thinning function so as to suppress the occurrence of periodicity in the arrangement of the first element antenna in which the radiation pattern changes under the influence of the second element antenna. It is arranged after adjustment.
[0011]
In the array antenna according to the fourth aspect of the present invention, a plurality of element antennas used in each of a plurality of frequency bands are arranged on the same aperture, and two of the two frequency bands of the combination selected from the plurality of frequency bands are used. A plurality of element antennas used in a high frequency band are referred to as a first element antenna, and a plurality of element antennas used in a low frequency band are referred to as a second element antenna. Exciting a plurality of element antennas used in the high frequency band at the frequency in the high frequency band In the case of an array antenna in which the radiation pattern of a part of the first element antenna changes from the radiation pattern originally possessed by the influence of the second element antenna, each direction for evaluating the shape of the radiation pattern In the (cut plane), when the first element antenna is excited with the same amplitude, the radiation pattern changes due to the influence of the second element antenna, and the gain is reduced. The second element antenna is shifted, thinned out, or adjusted to be added so that the radiation pattern of the array antenna in the high frequency band is set to a desired side lobe level. is there.
[0012]
In the array antenna according to the fifth aspect of the present invention, a plurality of element antennas used in each of a plurality of frequency bands are arranged on the same aperture, and two of the two frequency bands of a combination selected from the plurality of frequency bands are used. A plurality of element antennas used in a high frequency band are referred to as a first element antenna, and a plurality of element antennas used in a low frequency band are referred to as a second element antenna. Exciting a plurality of element antennas used in the high frequency band at the frequency in the high frequency band In the case of an array antenna in which the radiation pattern of a part of the first element antenna changes from the radiation pattern originally possessed by the influence of the second element antenna, each direction for evaluating the shape of the radiation pattern (Cut plane) In the first element antenna, the radiation pattern changes due to the influence of the second element antenna. A high-power amplifier is mounted on the transmission system of some of the feeding units, and a low-noise amplifier is mounted on the reception system. Compensate the radiation amplitude level of the first element antenna, the period of the arrangement of the first element antenna whose radiation pattern changes under the influence of the second element antenna is smaller than the wavelength of the high frequency band, or The arrangement suppresses the occurrence of periodicity in the arrangement of the first element antenna in which the radiation pattern changes due to the influence of the second element antenna.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of an array antenna according to Embodiment 1 of the present invention. Here, a dual-frequency array antenna will be described as an example. In the figure, 1 is an element antenna used in a low frequency band, 2 is an element antenna used in a high frequency band, and 3 is arranged near the element antenna 1 used in a low frequency band, so that the radiation pattern is disturbed. This is an element antenna used in a high frequency band.
[0014]
Next, the operation will be described. In general, when there is a scatterer located near the antenna and the size of which is not negligible compared to the wavelength used by the antenna, the antenna is affected by the re-radiation of radio waves by the current induced by the scatterer and the blocking by the scatterer. The radiation pattern is disturbed. In the case of using the array antenna of FIG. 1 in a high frequency band, when the element antenna 2 used in the high frequency band is excited, a current is induced in the element antenna 1 used in the low frequency band, so that the antenna is radiated again. When a dipole antenna, a notch antenna, or the like is used as an element antenna, for example, there is an effect of blocking by the element antenna 1 used in a low frequency band. The element antenna 3 used in the high frequency band where the radiation pattern is disturbed due to these causes is generated near the element antenna 1 used in the low frequency band, but the radiation pattern is in the direction (cut plane) in which the radiation pattern shape is evaluated. Since the position of the element antenna 1 used in the low frequency band is moved so that the number of the element antennas 3 used in the high frequency band in which the noise is disturbed is uniformly distributed, the cut plane for evaluating the radiation pattern is In addition, the periodicity in the arrangement of the element antennas 3 used in the high frequency band in which the radiation pattern is disturbed becomes smaller than the wavelength in the high frequency band. As a result, generation of grating lobes at a wide angle in a high frequency band can be suppressed, and the radiation directivity of the array antenna can be made desired. In such a case, the periodicity of the arrangement of the element antennas 1 used in the low frequency band can be easily made smaller than the wavelength in the low frequency band.
[0015]
Embodiment 2 FIG.
In the first embodiment, the case where the radiation pattern shape is evaluated in one direction (cut surface) is described. However, the present invention can be similarly applied to the case where a plurality of directions (cut surfaces) are evaluated. Generation of grating lobes can be suppressed.
[0016]
Embodiment 3 FIG.
Also, in the first and second embodiments, the low frequency band is set so that the number of element antennas 3 used in the high frequency band where the radiation pattern is disturbed in the direction (cut plane) in which the radiation pattern shape is evaluated is uniformly distributed. Although the position of the element antenna 1 used in the band is moved, it is used in the high frequency band in which the radiation pattern is disturbed by, for example, thinning out or adding a new element antenna 1 used in the low frequency band between the elements. By adjusting the number of element antennas 3, generation of grating lobes in a high frequency band can be suppressed.
[0017]
Embodiment 4 FIG.
In the first, second, and third embodiments, the shape of the array grid is rectangular, but is not limited to a rectangle, and may be a square or a triangle. Further, the arrangement points are not limited to regular arrangement points such as arrangement lattice points, but may be irregular arrangement points. FIG. 2 shows a configuration diagram of an array antenna when the shape of the array lattice is triangular.
[0018]
Next, the operation will be described. In the case of using the array antenna of FIG. 2 in the high frequency band, when the element antenna 2 used in the high frequency band is excited, a current is induced in the element antenna 1 used in the low frequency band, so that the antenna is radiated again. When a dipole antenna, a notch antenna, or the like is used as an element antenna, for example, there is an effect of blocking by the element antenna 1 used in a low frequency band. The element antenna 3 used in the high frequency band whose radiation pattern is disturbed due to these causes is generated near the element antenna 1 used in the low frequency band, but the radiation pattern is not evaluated in the direction (cut plane) in which the radiation pattern is evaluated. Since the position of the element antenna 1 used in the low frequency band is moved so that the number of the element antennas 3 used in the disturbed high frequency band is evenly distributed, the direction in which the radiation pattern shape is evaluated (cut In the case of (surface), the periodicity in the arrangement of the element antennas 3 used in the high frequency band in which the radiation pattern is disturbed becomes smaller than the wavelength in the high frequency band. As a result, generation of grating lobes at a wide angle in a high frequency band can be suppressed, and the radiation directivity of the array antenna can be made desired.
[0019]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a part of the array antenna according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an element antenna used in a low frequency band, 2 is an element antenna used in a high frequency band, and 3 is arranged near the element antenna 1 used in a low frequency band, so that the radiation pattern is disturbed. This is an element antenna used in a high frequency band. In this figure, the position and the number of the element antennas 1 used in the low frequency band are determined using the evaluation function, and a state is shown in which the element antennas 1 used in the low frequency band are partially thinned out. I have.
[0020]
Next, the operation will be described. In the case of using the array antenna of FIG. 3 in the high frequency band, when the element antenna 2 used in the high frequency band is excited, a current is induced in the element antenna 1 used in the low frequency band, thereby re-radiating. Further, there is an effect of blocking by the element antenna 1 used in the low frequency band. For these reasons, the element antenna 3 used in the high frequency band whose radiation pattern is disturbed is generated near the element antenna 1 used in the low frequency band. However, since a part of the element antenna 1 used in the low frequency band is thinned out, the arrangement of the element antenna 3 used in the high frequency band where the radiation pattern is disturbed is not regular, and the grating lobe level is reduced. Can be suppressed.
[0021]
FIG. 4 shows the effect of the fifth embodiment by way of a calculation example. The array antenna used for the calculation is the one shown in FIG. 3, and the number of element antennas 3 used in the high frequency band where the radiation pattern is disturbed in the direction (cut plane) in which the radiation pattern shape is evaluated is uniform. The position and the number of the element antennas 1 used in the low frequency band are adjusted according to a predetermined thinning function, for example, as shown in a known document described later. In FIG. 4, the grating lobe level near the angle of ± 20 degrees is greatly improved to about −23 dB. This is because the element antennas 3 used in the high frequency band in which the radiation pattern is disturbed in the direction (cut plane) in which the radiation pattern shape is evaluated are thinned out and have no periodicity in arrangement. As described above, the desired radiation directivity of the array antenna can be obtained, and the effectiveness of the present invention has been demonstrated. The details of the thinning function are described in detail in JP-A-60-163505, and will not be described here.
[0022]
Embodiment 6 FIG.
Further, in the fifth embodiment, the case where the direction (cut plane) for evaluating the radiation pattern shape is one is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to the case where a plurality of cut planes are evaluated. And the grating lobe level in a high frequency band can be suppressed.
[0023]
Embodiment 7 FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a part of an array antenna according to Embodiment 7 of the present invention. FIG. 6 shows an example of an aperture amplitude distribution in a high frequency band for realizing a desired low side lobe level in the array antenna of FIG. In FIG. 5, 1 is an element antenna used in a low frequency band, 2 is an element antenna used in a high frequency band, and 3 is arranged near the element antenna 1 used in a low frequency band, so that the radiation pattern is disturbed. This is an element antenna used in the high frequency band. 7 is the position of the element antenna used in the low frequency band removed from the element antennas 1 used in the low frequency band, and 8 is the newly added low frequency in the element antenna 1 also used in the low frequency band. An element antenna used in a band.
[0024]
Next, the operation will be described. In the array antenna of FIG. 5, the number of element antennas 1 used in the low frequency band is changed so that the aperture amplitude distribution for the low side lobe level as shown in FIG. 6 is realized by the array antenna for the high frequency band. Things. In the example of FIG. 5, in the direction (cut plane) in which the shape of the radiation pattern is evaluated, the number of the element antennas 1 used in the low frequency band is increased or decreased to change the arrangement of the element antennas 1 from the periodic arrangement to both ends of the opening. It is arranged to be concentrated on As a result, the radiation pattern is disturbed by the element antenna 1 used in the low frequency band, and the radiation antenna with the reduced radiation pattern is collected at both ends of the aperture, and the radiation pattern is disturbed. The aperture amplitude distribution shown in FIG. 6 is simulated by the distribution of the element antennas 2 used in the high frequency band that is not used and the distribution of the element antennas 3 used in the high frequency band whose radiation pattern is disturbed. As a result, low side lobe characteristics are realized in a high frequency band.
[0025]
Embodiment 8 FIG.
In the above-described Embodiment 7, the case where the direction (cut surface) for evaluating the shape of the radiation pattern is one has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to the case where a plurality of directions (cut surfaces) are evaluated. Low side lobe characteristics can be realized in a high frequency band.
[0026]
Embodiment 9 FIG.
In the above seventh and eighth embodiments, the element antenna 3 used in the high frequency band where the radiation pattern is disturbed in the direction (cut plane) in which the shape of the radiation pattern is evaluated has a desired aperture amplitude for a low sidelobe level. In order to realize the distribution in the array antenna for the high frequency band, the number of element antennas 1 used in the low frequency band is increased or decreased. However, by adjusting the position by moving the position, the low side lobe characteristic is improved. It can be realized in the frequency band.
[0027]
Embodiment 10 FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a part of the array antenna according to the tenth embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an element antenna used in a low frequency band, 2 is an element antenna used in a high frequency band, and 3 is arranged near the element antenna 1 used in a low frequency band, so that the radiation pattern is disturbed. This is an element antenna used in a high frequency band. Reference numeral 9 denotes a circulator mounted on the feeder of the element antenna 3 used in a high frequency band whose radiation pattern is disturbed, 10 denotes a high-output amplifier, and 11 denotes a low-noise amplifier. The circulator 9, the high-output amplifier 10, and the low-noise amplifier 11 are all used in a high frequency band.
[0028]
Next, the operation will be described. In the case of using the array antenna of FIG. 7 in the high frequency band, when the element antenna 2 used in the high frequency band is excited, a current is induced in the element antenna 1 used in the low frequency band, and thereby the radiation is re-emitted. Further, there is an effect of blocking by the element antenna 1 used in the low frequency band. For these reasons, the element antenna 3 used in the high frequency band whose radiation pattern is disturbed is generated near the element antenna 1 used in the low frequency band. However, a high-power amplifier 10 is mounted on the transmission system via a circulator 9 and a low-noise amplifier 11 is mounted on the reception system via the circulator 9 at the feed portion of the element antenna 3 used in the high frequency band in which the radiation pattern is disturbed. The radiation amplitude levels of the element antennas 2 and 3 used in the high frequency band are made constant in the evaluation direction, and the element antenna 3 used in the high frequency band in which the radiation pattern is disturbed has an apparent period at an element interval of one wavelength or more. The grating lobe level at a wide angle can be suppressed.
[0029]
Embodiment 11 FIG.
Further, in the tenth embodiment, the case where the direction (cut surface) for evaluating the radiation pattern shape is one has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to the case where a plurality of cut surfaces are evaluated. And the grating lobe level in a high frequency band can be suppressed.
[0030]
In the above, the embodiment of the present invention has been described by taking an example of an array antenna sharing two frequencies. However, the present invention is not limited to an array antenna sharing two frequencies, and also applies to an array antenna sharing multiple frequencies. It functions by applying it, and it is possible to realize a desired radiation directivity characteristic by suppressing generation of grating lobes and grating lobe levels or obtaining low side lobe characteristics. In that case, the present invention may be applied to a desired set of frequency bands.
[0031]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
[0032]
According to the first aspect of the present invention, in each direction (cut plane) in which the shape of the radiation pattern is evaluated, the period of arrangement of the first element antenna whose radiation pattern changes due to the influence of the second element antenna is increased. Since the second element antenna is arranged so as to be shifted, thinned out, or added so as to be smaller than the wavelength of the frequency band, it is possible to suppress the occurrence of grating lobes at a wide angle in a high frequency band, and to obtain a desired radiation. There is an effect that a multi-frequency array antenna having directivity characteristics can be obtained.
[0033]
According to the invention according to claim 2, the periodicity in the arrangement of the first element antenna in which the radiation pattern changes under the influence of the second element antenna in each direction (cut plane) for evaluating the shape of the radiation pattern. Since the second element antenna is shifted, thinned out, or adjusted so as to suppress the occurrence, the grating lobe level generated at a wide angle in a high frequency band can be suppressed and improved, and a desired radiation directivity can be obtained. There is an effect that a multi-frequency array antenna having characteristics can be obtained.
[0034]
According to the invention according to claim 3, the periodicity in the arrangement of the first element antenna in which the radiation pattern changes under the influence of the second element antenna in each direction (cut plane) for evaluating the shape of the radiation pattern. Since the second element antenna is adjusted to be thinned out according to the thinning function so as to suppress the occurrence, the second element antenna can be arranged more appropriately, and the grating lobe level generated at a wide angle in a high frequency band can be reduced. There is an effect that the suppression can be sufficiently improved and an array antenna sharing multiple frequencies having desired radiation directivity characteristics can be obtained.
[0035]
According to the invention of claim 4, when the first element antenna is excited with the same amplitude in each direction (cut plane) in which the shape of the radiation pattern is evaluated, radiation occurs under the influence of the second element antenna. The first element antenna in which the pattern is changed and the gain is reduced is unevenly distributed near both ends of the opening of the array antenna, and the second element antenna is arranged so that the radiation pattern of the array antenna in a high frequency band is at a desired side lobe level. Since the element antennas are arranged by shifting, thinning, or adding, the desired low side lobe level can be realized in a high frequency band, and an array antenna shared by multiple frequencies having desired radiation directivity characteristics can be obtained. Has the effect.
[0036]
Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, in each direction (cut plane) for evaluating the shape of the radiation pattern, some of the first element antennas whose radiation patterns change under the influence of the second element antenna are changed. A high output amplifier is loaded in the transmission system of the feed unit, and a low noise amplifier is loaded in the reception system to compensate for the radiation amplitude level of the first element antenna, and the first element antenna changes the radiation pattern under the influence of the second element antenna. The arrangement period of the element antenna is smaller than the wavelength of the high frequency band, or the occurrence of periodicity in the arrangement of the first element antenna in which the radiation pattern changes due to the influence of the second element antenna is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the generation of the grating lobe at a wide angle in a high frequency band, or to suppress and improve the grating lobe level generated at a wide angle in a high frequency band, The effect obtained by the array antenna of the multi-frequency sharing with radiation directivity characteristic of Nozomu.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an array antenna according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an array antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a part of an array antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an improvement example according to the present invention of radiation pattern deterioration due to generation of grating lobes.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a part of an array antenna according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of an aperture amplitude distribution in a high frequency band for realizing a desired low side lobe level in the array antenna according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a part of an array antenna according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a conventional dual-frequency array antenna.
FIG. 9 is an explanatory diagram for describing a cause of a problem occurring in a conventional dual-frequency array antenna.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of generation of grating lobes in a wide-angle radiation pattern of an antenna.
[Explanation of symbols]
1. An element antenna used in a low frequency band, 2. An element antenna used in a high frequency band, 3. An element antenna used in a high frequency band whose radiation pattern is disturbed, 4. A printed dipole used as an element antenna used in a low frequency band Antennas, 5 Printed dipole antennas for use in high frequency bands, 6 Printed dipole antennas for use in high frequency bands with disturbed radiation patterns, 7 Elemental antennas for use in low frequency bands The position of the element antenna used in the low frequency band removed from the above, 8 The element antenna used in the low frequency band newly added among the element antennas used in the low frequency band, 9 The circulator, 10 High power amplifier, 11 Low Noise amplifier.

Claims

A plurality of element antennas used in each of a plurality of frequency bands are arranged on the same aperture, and a plurality of element antennas used in a high frequency band among two frequency bands of a combination selected from the plurality of frequency bands are referred to as a second element antenna. One element antenna, a plurality of element antennas used in the low frequency band as a second element antenna, when exciting the plurality of element antennas used in the high frequency band at the frequency of the high frequency band, the first element antenna, In an array antenna in which the radiation pattern of a part of the element antenna changes from the radiation pattern originally possessed by the influence of the second element antenna, in each direction (cut plane) for evaluating the shape of the radiation pattern, In order to make the period of the arrangement of the first element antenna whose radiation pattern changes under the influence of the second element antenna smaller than the wavelength of the high frequency band. Serial second element shift the antenna, thinning or array antenna, characterized in that arranged in the adjustment to join.

A plurality of element antennas used in each of a plurality of frequency bands are arranged on the same aperture, and a plurality of element antennas used in a high frequency band among two frequency bands of a combination selected from the plurality of frequency bands are referred to as a second element antenna. One element antenna, a plurality of element antennas used in the low frequency band as a second element antenna, when exciting the plurality of element antennas used in the high frequency band at the frequency of the high frequency band, the first element antenna, In an array antenna in which the radiation pattern of a part of the element antenna changes from the radiation pattern originally possessed by the influence of the second element antenna, in each direction (cut plane) for evaluating the shape of the radiation pattern, The second element antenna is arranged such that the radiation pattern changes under the influence of the second element antenna. Displacement element antenna, thinning, or an array antenna, characterized in that arranged in the adjustment to join.

A plurality of element antennas used in each of a plurality of frequency bands are arranged on the same aperture, and a plurality of element antennas used in a high frequency band among two frequency bands of a combination selected from the plurality of frequency bands are referred to as a second element antenna. One element antenna, a plurality of element antennas used in the low frequency band as a second element antenna, when exciting the plurality of element antennas used in the high frequency band at the frequency of the high frequency band, the first element antenna, In an array antenna in which the radiation pattern of a part of the element antenna changes from the radiation pattern originally possessed by the influence of the second element antenna, in each direction (cut plane) for evaluating the shape of the radiation pattern, The second element antenna is arranged such that the radiation pattern changes under the influence of the second element antenna. Array antenna, characterized in that arranged in the adjustment of thinning according thinning function element antenna.

A plurality of element antennas used in each of a plurality of frequency bands are arranged on the same aperture, and a plurality of element antennas used in a high frequency band among two frequency bands of a combination selected from the plurality of frequency bands are referred to as a second element antenna. One element antenna, a plurality of element antennas used in the low frequency band as a second element antenna, when exciting the plurality of element antennas used in the high frequency band at the frequency of the high frequency band, the first element antenna, In an array antenna in which the radiation pattern of a part of the element antenna changes from the radiation pattern originally possessed by the influence of the second element antenna, in each direction (cut plane) for evaluating the shape of the radiation pattern, When the first element antenna is excited at the same amplitude, the radiation pattern changes due to the influence of the second element antenna, and the gain decreases. The secondary antenna is unevenly distributed near both ends of the aperture of the array antenna, and the second element antenna is shifted, thinned out, or added to adjust the radiation pattern of the array antenna in a high frequency band to a desired side lobe level. An array antenna characterized by being arranged in a manner as described above.

A plurality of element antennas used in each of a plurality of frequency bands are arranged on the same aperture, and a plurality of element antennas used in a high frequency band among two frequency bands of a combination selected from the plurality of frequency bands are referred to as a second element antenna. One element antenna, a plurality of element antennas used in the low frequency band as a second element antenna, when exciting the plurality of element antennas used in the high frequency band at the frequency of the high frequency band, the first element antenna, In an array antenna in which the radiation pattern of a part of the element antenna changes from the radiation pattern originally possessed by the influence of the second element antenna, in each direction (cut plane) for evaluating the shape of the radiation pattern, A high-power amplifier in the transmission system of several feeders of the first element antenna whose radiation pattern changes due to the influence of the second element antenna, and a A noise amplifier is loaded to compensate for the radiation amplitude level of the first element antenna, and the period of the arrangement of the first element antenna in which the radiation pattern changes due to the influence of the second element antenna is changed from the wavelength of the high frequency band. An array antenna characterized in that the generation of periodicity in the arrangement of the first element antenna, which is small or whose radiation pattern changes under the influence of the second element antenna, is suppressed.