JP3642260B2 - Array antenna device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は平面または曲面に沿って二次元マトリックス状に配列された複数の素子アンテナから形成された大型のアレイアンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図17は従来のアンテナ装置の構成図の一例である。二次元に配列された素子アンテナ1と、増幅器4、移相器5、給電回路6a、6bと、前記素子アンテナ1と前記増幅器4と前記移相器5と前記給電回路6aからなるサブアレイ13と、と送信部7からなる。アンテナが大型の場合にはトラックへの搭載による制約などからアンテナ開口面の分割が必要となり、その際、支持部材8によって分割部を接続して使用する。
【0003】
次に、このアンテナの動作について説明する。送信の場合について説明する。まず送信部7から出力された送信種信号が給電回路6aに供給される。給電回路6aではサブアレイ13ごとに送信信号を分配し、サブアレイ13内の給電回路6bに供給する。給電回路6bでは、それぞれの移相器5に送信信号を分配供給し、各移相器5で移相制御を行い、増幅器4によって増幅し、各素子アンテナ1によって空中に放射される。放射された信号は空間で合成されてビームを形成する。なお、アンテナ開口面の分割が必要であり、支持部材8によってアンテナ分割部を接続する場合、接続部には素子アンテナ1を配列することができない。
【0004】
アンテナ開口面の分割が必要でない構成のアレイアンテナ装置において、仮に、素子アンテナ1の配列間隔を一定にし、かつ各素子アンテナ1における励振振幅を一定にしたとすると、いわゆるサイドローブ(指向特性において最大となる主ローブ以外の他の方向の放射ローブ)のレベルは、約−13.2dBとなるが、通信などに用いられるアンテナでは、他の無線施設との干渉を避けることが必要不可欠であり、主ローブに対するサイドローブのレベルを低くする必要がある。そこで低サイドローブ化の方法として、アンテナ工学ハンドブック(電子通信学会編、オーム社)の5.4.2項に示されているように、アンテナ開口面の励振振幅分布をテイラー分布やチェビシェフ分布にする例がある。図22にテイラー分布で励振した場合のアンテナ開口面の振幅レベルの図を示す。また、図23にテイラー分布で励振した場合のアンテナパターンを示す。
【0005】
また、他の技術として、素子アンテナ1の配列を開口面中央で密にし、開口面周辺部では疎にして、素子配列に重みをもたせることで励振振幅に分布を与える方法もある。
【0006】
一般にアレイアンテナの素子間隔を大きくすると各素子間の相互作用が減少するとともにビーム幅も小さくなり、都合が良い。しかし、素子間隔を大きくしすぎると、グレーティングローブが現われてしまうため、グレーティングローブが現れない範囲で、できるだけ素子間隔を大きくして使用するのが普通である。例えば、開口面に対し垂直に伸びる直線方向を中心として±30°の範囲を走査する場合、使用する電波の波長に対して6割程度の素子間隔にしなければならない。このように素子間隔は使用する電波の波長と走査する角度によって決定される。
【0007】
次に平面アレイアンテナの指向性についてであるが、例えば4角配列の場合、アンテナ工学ハンドブックの5.3.2項の式(3.11)にあるように、原点からx軸方向にn番目、y軸方向にm番目の素子の移相を含めた励振の大きさをInmとすると、
【数1】
ただし、
【数2】
平面アレイアンテナの場合、x軸方向にn番目、y軸方向にm番目の素子の励振の大きさInmは一般に次のように励振されるのが普通である。
Inm=InIm …(3.12)
これを式(3.11)に代入すれば、明らかに、
【数3】
であり、平面アレイアンテナの指向性が一般に直線アレイアンテナの指向性の積で表されることを示している。例えば、x軸方向のアンテナパターンを考える場合、x軸方向の素子配列が問題となり、y軸方向については各励振振幅位置での素子数が問題となる。それ以外の、y軸方向の素子配列などはx軸方向のアンテナパターンには影響しない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べたように、アレイアンテナの素子アンテナ1は、使用する電波の波長とビーム走査角度から決定される一定の素子間隔dで配列されている。しかし、開口の大きさが数mにもなる大型のアレイアンテナではトラックへの搭載などの制約から、図19のように小さいサブアレイ13にアンテナを分割せざるを得ない。分割した場合、その分割部には支持部材8や他のサブアレイ13と連結するための部位も必要となり、その分割部には移相器5、増幅器4や素子アンテナ1を配列することができない。そのため、図20のように分割部では素子間隔がd+Δdに広がり、図18の振幅レベルで表されるように分割部の振幅レベルが落ち込み、理想的なテイラー分布の振幅レベルから外れてしまう。そのため、図21のようなアンテナ放射パターンとなり、図23と比べるとサイドローブレベルの上昇などのアンテナの電気性能が劣化するという問題点があった。
【0009】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、大型のアレイアンテナ装置であり、支持部材によってサブアレイ同士が連結され、連結部位に素子アンテナが配列できないアンテナ開口面に対し、サイドローブレベルの上昇というアンテナの電気的特性を劣化を抑えることを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るアレイアンテナ装置は、送信信号を分配供給する給電回路と、
前記給電回路に接続され、供給された送信信号の位相を制御する複数の移相器と、
前記各移相器に接続された増幅器と、
前記各増幅器に接続され、送信信号を空中に放射するとともに、前記送信信号の周波数に対応して定められた所定の一定間隔で二次元的に配列された素子アンテナとを有するサブアレイを備え、
複数の前記サブアレイ同士を支持部材により接続してアレイアンテナを形成する際、前記接続する部分が前記アレイアンテナ開口面の水平または垂直方向から見て分散して配置されているものである。
【0011】
また、前記各サブアレイの連結部位間の接続部を階段状に配置したものである。
【0012】
また、前記各サブアレイの連結部位間の接続部を前記アレイアンテナ開口面の水平または垂直方向に対して斜めに一直線状に配置したものである。
【0013】
また、前記各サブアレイの連結部位間の接続部を鋸状に配置したものである。
【0014】
また、前記各サブアレイの連結部位間の接続部をランダムに配置したものである。
【0015】
また、複数に分割されたサブアレイの連結部位を相互に接続してアンテナ開口面が形成され、前記サブアレイは、給電回路より分配された送信信号が供給される複数の増幅器及びこれに接続された複数の素子アンテナがそれぞれ配置され、これら複数の素子アンテナのうち前記連結部位付近における素子アンテナの位置をこれに対応する増幅器の位置からオフセットさせて前記連結部位付近における素子アンテナ間の間隔をそれ以外における素子アンテナ間の間隔よりも広くし、かつ、その連結部位付近における素子アンテナの間隔が、前記連結部位により隔てられた他のサブアレイにおける素子アンテナとの間の間隔と等しくなるようにしたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
実施の形態1
図1は本発明の実施の形態1に係るアレイアンテナ装置の構成をあらわすものである。従来例と同一の構成要素には同じ符号を付す。開口面を形成するサブアレイ3はこの切り口で見ると従来例と同じであるが、開口面を正面からみた場合に従来と異なる。
【0018】
図2は実施の形態1に係るアレイアンテナ装置の振幅レベル、図3は実施の形態1に係るアンテナ装置の開口面を表している。
【0019】
実施の形態1では、アンテナ開口面2の水平方向のサイドローブレベルを抑える方策を示す。
【0020】
従来の技術でも述べたように、開口面2を水平方向から見たアンテナパターンは水平方向の同一励振振幅位置での素子数が問題となる。水平方向のアンテナパターンに対する同一励振振幅位置とは、開口面の鉛直方向に伸びる直線上に存在する点の集合のことである。逆に開口面の鉛直方向のアンテナパターンを考えた場合の同一励振振幅位置とは開口面の水平方向に伸びる直線上に存在する点の集合のことである。
【0021】
図3のように、開口面2の分割位置をずらして階段状にした結果、開口面2上の各同一励振振幅位置上(例えば21,22,23)で接続部が連続していないため、素子数がゼロになることはない。従って、開口面2の水平方向の振幅レベルは図2のようになる。これにより、図19の従来例のように開口面の分割位置を同一励振振幅位置で連続に配置した場合と比べて接続位置での振幅レベルの落ち込みを抑え、より理想の振幅レベル(例えばテイラー分布)に近い振幅レベルを得ることができる。
【0022】
図4は実施の形態1に係るアレイアンテナ装置の放射パターン表している。開口面2の分割位置をずらして階段状に配置した結果、従来例と比べてサイドローブレベルの上昇を抑えることができる。
【0023】
以上の例では、開口面2の水平方向に対してアンテナパターンの劣化を抑える方策を示したが、実際にはアンテナの目的に応じて劣化を抑える方向を決め、分割方法を決定すればよい。
【0024】
実施の形態2
図6は実施の形態2に係るアレイアンテナ装置の開口面の分割方法を表している。図5は図6の実施の形態2に係るアレイアンテナ装置の開口面2の水平方向の振幅レベルを表している。実施の形態2では、実施の形態1と同様に開口面2の水平方向に対して、アンテナ指向性を向上しようとしている。
【0025】
同一励振振幅位置に対し、垂直でない直線上に接続部を配置することによって、接続部に素子アンテナが配置できない影響を一個所に集中することを避け、サイドローブレベルの上昇を抑える。
【0026】
実施の形態3
図8は実施の形態3に係るアレイアンテナ装置の開口面の分割構造を表している。図7は図8のから見た実施の形態3に係るアンテナ装置の振幅レベルを表している。図8のようにアンテナ開口面のサブアレイ接続位置をノコギリ状にすることによって、接続部位の素子数が減る影響を一箇所に集中することを避け、サイドローブレベルの上昇を抑える。
【0027】
実施の形態4
図10は実施の形態4に係るアレイアンテナ装置の開口面の分割構造を表している。図9は図10の実施の形態4に係るアレイアンテナ装置の開口面2の水平方向の振幅レベルを表している。図10のようにサブアレイの接続位置をランダム化することによって、接続部の影響が一箇所に集中するのを避けることにより、サイドローブレベルの上昇を抑える。
【0028】
実施の形態5
以上の実施の形態1から4では、サブアレイ接続部の配置法に特徴があったが、実施の形態5では接続部周辺の素子アンテナをサブアレイ接続部側に寄せて配置することで、サイドローブレベルの上昇を抑える点に特徴がある。
【0029】
図11は実施の形態5に係るアレイアンテナ装置の構成図である。構成要素は実施の形態1と同一なので同じ符号を付す。実施の形態5は、素子間隔と増幅器4、移相器5の大きさとの関係上、接続部周辺にこれ以上増幅器4、移相器5を配置することはできないが、素子アンテナ1を接続部側に寄せるスペースは確保できる場合に適用する。図11のように素子アンテナ1を接続部周辺に寄せて配置することによって、接続部で素子アンテナ間隔が広がってしまう影響を少なくする。
【0030】
図12は実施の形態5に係るアレイアンテナ装置の接続部周辺の素子配列を表している。本来ならば通常の素子間隔dに対し分割部の素子間隔はd+Δdに広がるが、接続部周辺の素子も含めて、その間隔を少しずつ広げる。図12は一例を表しており、接続部周辺の4列の素子間隔を少しずつ広げて、それぞれの素子間隔をd+Δd/3とする。分割部周辺以外の素子間隔はdのままである。
【0031】
図13は実施の形態5に係るアレイアンテナ装置の振幅レベルの図である。開口面の分割方法は従来例と同じで、サブアレイ接続部周辺の素子アンテナを接続部側へ寄せて配置した場合を表している。破線21は従来例の振幅レベルを表し、実線22が実施の形態5の振幅レベルである。接続部周辺の素子アンテナ間隔を大きくし、接続部でのみ間隔が大きくなることを避けることで、テイラー分布に近づけることができ、サイドローブレベルの上昇を抑えることができる。また、この実施例は素子アンテナ数、送受信モジュール数を変えずにサイドローブレベルの上昇を抑えることができる。
【0032】
以上、本実施の形態5では、分割部周辺の素子間隔をd+Δd/3としたが、実際には素子アンテナ1の放射特性や増幅器4、移相器5の配置の実現性等を考慮して間隔を決定すればよい。
【0033】
また、実施の形態5は、実施の形態1から4と組み合わせることができる。例えば、実施の形態1と組み合わせれば、サブアレイ接続部を階段状に配置し、かつ接続部周辺の素子アンテナを接続部側に寄せて配置する。これによって、実施の形態1または5を単独で実施した場合より、サイドローブレベルの低下を抑えることができる。
【0034】
実施の形態6
本実施の形態6は、接続部周辺の素子アンテナ間隔を小さくし、接続部周辺の素子アンテナ数を増やすことにより、サイドローブレベルの上昇を抑える点に特徴がある。
【0035】
図14は実施の形態6に係るアンテナ装置の構成を表している。構成要素は実施の形態1と同一なので同じ符号を付す。実施の形態6は、素子間隔と増幅器4および移相器5の大きさの関係上、配置できる素子数に対し、サブアレイ3内に増幅器4と移相器5が余分に配置できる場合に適用される。図14のように増幅器4と移相器5は素子間隔より間隔を小さく配置し、素子アンテナ1はサブアレイ3の接続部周辺以外では通常の素子間隔をもって配置し、接続部周辺のみ間隔をつめて配置する。
【0036】
図15は実施の形態6に係るアレイアンテナ装置の接続部周辺の素子配列を表している。接続部周辺の素子アンテナ数を増やし、接続部の素子間隔の広がりd+Δdはそのままで、分割部周辺の素子間隔を狭く配列する。図15は、接続部に面した素子列と接続部とは反対側に隣接した素子列との間隔の中間点に素子アンテナを設置し、素子間隔をd/2にした例である。これによって接続部周辺の振幅レベルを高くし、接続部で振幅レベルが落ちる効果を抑える。
【0037】
図16は実施の形態6に係るアレイアンテナ装置の振幅レベルの図である。従来例と同じ開口面分割で、かつサブアレイ接続部周辺のみ素子アンテナ間の間隔を小さくした場合である。図中の破線21は従来例の振幅レベルを表している。実線23が実施の形態6の振幅レベルである。従来例と比べて接続部周辺の励振振幅位置での振幅レベルが上がり、接続部で生じる振幅レベルの低下を補い、サイドローブレベルの上昇を抑える。
【0038】
本実施の形態6も、実施の形態5と同様に素子アンテナ1の放射特性や増幅器4、移相器5の配置の実現性を考慮して素子間隔を決定する。
【0039】
また、実施の形態6は実施の形態5と同様、実施の形態1から4と組み合わせることによって、よりアンテナパターンの劣化を抑えることができる。
【0040】
本発明により、送信信号を分配供給する給電回路と、前記給電回路に接続され、供給された送信信号の位相を制御する複数の移相器と、前記各移相器に接続された増幅器と、前記各増幅器に接続され、送信信号を空中に放射する複数の素子アンテナとを有するサブアレイを備え、複数の前記サブアレイの連結部位を相互に接続してアレイアンテナ開口面を形成する際、各サブアレイの連結部位間に形成された接続部が前記アレイアンテナ開口面の水平または垂直方向から見て分散して配置されるように前記サブアレイの連結部位を支持部材により接続したことで、サブアレイ同士を接続する支持部材用のスペースを確保しながら、接続部で素子間隔が広がったことによる影響が励振振幅位置の一箇所に集中することを避け、サイドローブレベルの上昇などのアンテナ性能の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係るアレイアンテナ装置の構成を表すブロック図である。
【図2】 本発明の実施の形態1に係るアレイアンテナ装置の振幅レベルである。
【図3】 本発明の実施の形態1に係るアレイアンテナ装置の開口面分割図である。
【図4】 本発明の実施の形態1に係るアレイアンテナ装置のアンテナパターンである。
【図5】 本発明の実施の形態2に係るアレイアンテナ装置の振幅レベルである。
【図6】 本発明の実施の形態2に係るアレイアンテナ装置の開口面分割図である。
【図7】 本発明の実施の形態3に係るアレイアンテナ装置の振幅レベルである。
【図8】 本発明の実施の形態3に係るアレイアンテナ装置の開口面分割図である。
【図9】 本発明の実施の形態4に係るアレイアンテナ装置の振幅レベルである。
【図10】 本発明の実施の形態4に係るアレイアンテナ装置の開口面分割図である。
【図11】 本発明の実施の形態5に係るアレイアンテナ装置の構成を表すブロック図である。
【図12】 本発明の実施の形態5に係るアレイアンテナ装置の素子配列図である。
【図13】 本発明の実施の形態5に係るアレイアンテナ装置の振幅レベルである。
【図14】 本発明の実施の形態6に係るアレイアンテナ装置の構成を表すブロック図である。
【図15】 本発明の実施の形態6に係るアレイアンテナ装置の素子配列図である。
【図16】 本発明の実施の形態6に係るアレイアンテナ装置の振幅レベルの図である。
【図17】 従来のアレイアンテナ装置の構成を表すブロック図である。
【図18】 従来のアレイアンテナ装置の振幅レベルの図である。
【図19】 従来のアレイアンテナ装置の開口面分割を表す図である。
【図20】 従来のアレイアンテナ装置の素子配列を表す図である。
【図21】 従来のアレイアンテナ装置のアンテナパターンの図である。
【図22】 理想的な振幅レベルの図である。
【図23】 理想的なアンテナパターンの図である。
【符号の説明】
1 素子アンテナ、 2 アンテナ開口面、 3 サブアレイ、 4 増幅器、 5 移相器、 6 給電回路、 7 送信部、 8 支持部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a large array antenna formed of a plurality of element antennas arranged in a two-dimensional matrix along a plane or a curved surface.
[0002]
[Prior art]
FIG. 17 is an example of a configuration diagram of a conventional antenna device. A two-dimensionally arranged
[0003]
Next, the operation of this antenna will be described. The case of transmission will be described. First, the transmission type signal output from the transmission unit 7 is supplied to the
[0004]
In an array antenna apparatus having a configuration that does not require division of the antenna opening surface, assuming that the arrangement interval of the
[0005]
As another technique, there is a method of giving a distribution to the excitation amplitude by making the arrangement of the
[0006]
In general, when the element spacing of the array antenna is increased, the interaction between the elements is reduced and the beam width is reduced, which is convenient. However, if the element spacing is too large, a grating lobe will appear, so it is normal to use the element spacing as large as possible within the range where no grating lobe appears. For example, when scanning a range of ± 30 ° centering on a linear direction extending perpendicular to the aperture plane, the element spacing should be about 60% of the wavelength of the radio wave used. Thus, the element spacing is determined by the wavelength of the radio wave used and the scanning angle.
[0007]
Next, regarding the directivity of the planar array antenna, for example, in the case of a quadrangular array, as shown in the equation (3.11) in the section 5.3.2 of the antenna engineering handbook, the nth in the x-axis direction from the origin. If the magnitude of excitation including the phase shift of the mth element in the y-axis direction is I nm ,
[Expression 1]
However,
[Expression 2]
In the case of a planar array antenna, the excitation magnitude I nm of the n-th element in the x-axis direction and the m-th element in the y-axis direction is generally excited as follows.
I nm = I n I m (3.12)
Substituting this into equation (3.11) clearly reveals
[Equation 3]
This indicates that the directivity of the planar array antenna is generally expressed by the product of the directivity of the linear array antenna. For example, when considering an antenna pattern in the x-axis direction, the element arrangement in the x-axis direction becomes a problem, and in the y-axis direction, the number of elements at each excitation amplitude position becomes a problem. Other element arrangements in the y-axis direction do not affect the antenna pattern in the x-axis direction.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described in the prior art, the
[0009]
The present invention has been made in view of such a problem, and is a large array antenna device, in which subarrays are connected to each other by a support member, and the side lobe level is increased with respect to an antenna opening surface in which element antennas cannot be arranged at the connection site. The purpose is to suppress the deterioration of the electrical characteristics of the antenna.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An array antenna apparatus according to the present invention includes a power feeding circuit that distributes and supplies a transmission signal;
A plurality of phase shifters connected to the power supply circuit and controlling the phase of the supplied transmission signal;
An amplifier connected to each of the phase shifters;
A sub-array connected to each of the amplifiers, radiating a transmission signal in the air, and having element antennas arranged two-dimensionally at a predetermined constant interval corresponding to the frequency of the transmission signal;
When an array antenna is formed by connecting a plurality of the sub-arrays with a support member, the connecting portions are dispersedly arranged as viewed from the horizontal or vertical direction of the array antenna opening surface.
[0011]
Further, the connecting portions between the connecting portions of each of the subarrays are arranged stepwise .
[0012]
Further, the connecting portions between the connecting portions of the subarrays are arranged in a straight line obliquely with respect to the horizontal or vertical direction of the array antenna opening surface .
[0013]
Further, the connecting portions between the connecting portions of each of the subarrays are arranged in a saw shape .
[0014]
Further, the connecting portions between the connecting portions of each of the subarrays are randomly arranged .
[0015]
In addition, an antenna opening surface is formed by connecting the connecting portions of the subarrays divided into a plurality, and the subarray includes a plurality of amplifiers to which transmission signals distributed from a power feeding circuit are supplied and a plurality of amplifiers connected thereto Of the plurality of element antennas, and the position of the element antenna in the vicinity of the connection portion is offset from the position of the corresponding amplifier among the plurality of element antennas, and the interval between the element antennas in the vicinity of the connection portion The distance between the element antennas is larger than that between the element antennas, and the distance between the element antennas in the vicinity of the connection part is equal to the distance between the element antennas in the other subarrays separated by the connection part. .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration of an array antenna apparatus according to
[0018]
2 shows the amplitude level of the array antenna apparatus according to the first embodiment, and FIG. 3 shows the opening surface of the antenna apparatus according to the first embodiment.
[0019]
In the first embodiment, a measure for suppressing the side lobe level in the horizontal direction of the
[0020]
As described in the prior art, the antenna pattern in which the
[0021]
As shown in FIG. 3, as a result of shifting the dividing position of the opening
[0022]
FIG. 4 shows a radiation pattern of the array antenna apparatus according to the first embodiment. As a result of shifting the dividing position of the opening
[0023]
In the above example, the policy for suppressing the deterioration of the antenna pattern with respect to the horizontal direction of the
[0024]
FIG. 6 shows a method of dividing the aperture surface of the array antenna apparatus according to the second embodiment. FIG. 5 shows the amplitude level in the horizontal direction of the
[0025]
By disposing the connection portion on a straight line that is not perpendicular to the same excitation amplitude position, it is possible to avoid concentrating the influence that the element antenna cannot be disposed on the connection portion, and to suppress an increase in the side lobe level.
[0026]
FIG. 8 shows a divided structure of the opening surface of the array antenna apparatus according to the third embodiment. FIG. 7 shows the amplitude level of the antenna device according to the third embodiment viewed from FIG. By making the sub-array connection position on the antenna opening surface in a saw-tooth shape as shown in FIG. 8, it is possible to avoid concentrating the effect of reducing the number of elements at the connection site in one place and to suppress an increase in the side lobe level.
[0027]
FIG. 10 shows a divided structure of the opening surface of the array antenna apparatus according to the fourth embodiment. FIG. 9 shows the amplitude level in the horizontal direction of the
[0028]
In the first to fourth embodiments described above, the arrangement method of the subarray connection portion has a feature. In the fifth embodiment, the side lobe level is obtained by arranging the element antennas around the connection portion close to the subarray connection portion side. It is characterized by suppressing the rise of
[0029]
FIG. 11 is a configuration diagram of the array antenna apparatus according to the fifth embodiment. Since the constituent elements are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given. In the fifth embodiment, due to the relationship between the element spacing and the sizes of the
[0030]
FIG. 12 shows an element arrangement around the connection portion of the array antenna apparatus according to the fifth embodiment. Originally, the element interval of the divided portion increases to d + Δd with respect to the normal element interval d, but the interval including the elements around the connection portion is gradually increased. FIG. 12 shows an example, and the element intervals of the four columns around the connection portion are gradually increased so that the element intervals are d + Δd / 3. The element spacing other than the periphery of the divided portion remains d.
[0031]
FIG. 13 is a diagram of amplitude levels of the array antenna apparatus according to the fifth embodiment. The method of dividing the aperture surface is the same as that of the conventional example, and represents a case where the element antennas around the subarray connection part are arranged close to the connection part side. A
[0032]
As described above, in the fifth embodiment, the element spacing around the dividing unit is set to d + Δd / 3. However, in practice, the radiation characteristics of the
[0033]
The fifth embodiment can be combined with the first to fourth embodiments. For example, when combined with the first embodiment, the subarray connection portion is arranged in a stepped manner, and the element antenna around the connection portion is arranged close to the connection portion side. As a result, a decrease in the side lobe level can be suppressed as compared with the case where the first or fifth embodiment is implemented alone.
[0034]
The sixth embodiment is characterized in that an increase in the side lobe level is suppressed by reducing the element antenna interval around the connection part and increasing the number of element antennas around the connection part.
[0035]
FIG. 14 shows the configuration of the antenna device according to the sixth embodiment. Since the constituent elements are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given. The sixth embodiment is applied to the case where the
[0036]
FIG. 15 shows an element arrangement around the connection portion of the array antenna apparatus according to the sixth embodiment. The number of element antennas in the vicinity of the connection portion is increased, and the element interval in the vicinity of the division portion is arranged narrowly while the element interval spread d + Δd in the connection portion remains unchanged. FIG. 15 is an example in which an element antenna is installed at an intermediate point between the element rows facing the connection portion and the element rows adjacent to the opposite side of the connection portion, and the element interval is d / 2. As a result, the amplitude level around the connection portion is increased, and the effect of the amplitude level falling at the connection portion is suppressed.
[0037]
FIG. 16 is a diagram of amplitude levels of the array antenna apparatus according to the sixth embodiment. This is a case where the same aperture division as in the conventional example is performed and the distance between the element antennas is reduced only in the vicinity of the sub-array connection portion. The
[0038]
In the sixth embodiment, similarly to the fifth embodiment, the element spacing is determined in consideration of the radiation characteristics of the
[0039]
Further, in the same manner as the fifth embodiment, the sixth embodiment can further suppress the deterioration of the antenna pattern by combining with the first to fourth embodiments.
[0040]
According to the present invention, a feeding circuit that distributes and supplies a transmission signal, a plurality of phase shifters that are connected to the feeding circuit and control the phase of the supplied transmission signal, and an amplifier that is connected to each of the phase shifters, A plurality of element antennas connected to each of the amplifiers and radiating a transmission signal in the air, and when connecting the connecting portions of the plurality of subarrays to form an array antenna opening surface, The subarrays are connected to each other by connecting the connecting portions of the subarrays with support members so that the connecting portions formed between the connecting portions are dispersedly arranged as viewed from the horizontal or vertical direction of the array antenna opening surface. While securing the space for the support member, the side lobe level is avoided by avoiding the influence of the expansion of the element spacing at the connection part from being concentrated on one location of the excitation amplitude position. It is possible to suppress the deterioration of the antenna performance, such as the rise.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an array antenna apparatus according to
FIG. 2 is an amplitude level of the array antenna apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an aperture plane division diagram of the array antenna device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an antenna pattern of the array antenna device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an amplitude level of the array antenna apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an aperture plane division diagram of an array antenna device according to
FIG. 7 is an amplitude level of the array antenna device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an aperture plane division diagram of an array antenna apparatus according to
FIG. 9 is an amplitude level of the array antenna apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an aperture plane division diagram of an array antenna apparatus according to
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an array antenna apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an element array diagram of the array antenna apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an amplitude level of the array antenna apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of an array antenna apparatus according to
FIG. 15 is an element array diagram of the array antenna apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram of amplitude levels of the array antenna device according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a conventional array antenna apparatus.
FIG. 18 is a diagram of amplitude levels of a conventional array antenna apparatus.
FIG. 19 is a diagram illustrating an aperture plane division of a conventional array antenna device.
FIG. 20 is a diagram illustrating an element arrangement of a conventional array antenna device.
FIG. 21 is a diagram of an antenna pattern of a conventional array antenna device.
FIG. 22 is a diagram of ideal amplitude levels.
FIG. 23 is a diagram of an ideal antenna pattern.
[Explanation of symbols]
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