JP3974584B2 - アレイアンテナ装置 - Google Patents
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Description
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、全ての立体角にわたり所望のアンテナパターンを形成することの可能なアレイアンテナ装置を、構成簡易にして低コストで提供することにある。
図1は、本発明に係わるアレイアンテナ装置の第1の実施形態を示すブロック図である。このアレイアンテナ装置は、アレイ状に配列されてアレイアンテナ開口を形成する複数のアンテナ素子1−1〜1−nと、BFN(Beam Forming Network:BFN)回路2および制御回路3を備える。このうちBFN回路2および制御回路3は、ビーム形成装置としてアンテナ素子1−1〜1−nと離間する場所に設けられることもある。
図9は、本発明に係わるアレイアンテナ装置の第2の実施形態を示すブロック図である。なお図9において図1と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
図11は、本発明に係わるアレイアンテナ装置の第3の実施形態を示すブロック図である。なお図11において図1および図9と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
第4の実施形態においては、図1のアレイアンテナ装置を代表として、アダプティブビーム形成に係わる処理の高速化を促すことのできる手法につき説明する。なお本実施形態において開示する手法は、図9、図11のいずれのアレイアンテナ装置に対しても適用可能である。
複素ベクトル = (w1,w2,…,wn,Z) … (1)
ベクトルの要素w1,w2,…,wnは、BFN回路2により算出されるアンテナ素子1−1〜1−nごとの複素ウェイトを示す。要素Zはインピーダンス可変回路1Zのインピーダンス値を示す。
複素ベクトル = (w1,w2,…,wn,Z1,Z2,…,Zn) … (2)
式(2)の複素ベクトルは、アンテナ素子間の相互結合を考慮する必要がある場合に特に有効である。式(2)において、Z1,Z2,…,Znが各アンテナ素子1−1〜1−nごとのインピーダンス可変回路1Zのそれぞれのインピーダンス値を示す。
Claims (9)
- アレイ状に配列される複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子のインピーダンスを個別に可変する複数のインピーダンス可変回路と、
前記複数のアンテナ素子の各素子信号に複素ウェイトを乗算してアダプティブビームを形成するビーム形成手段と、
前記インピーダンス可変回路に設定すべきインピーダンス値と前記各素子信号に乗算すべき複素ウェイトとを要素として配列した複素ベクトルを最適化して前記インピーダンス値および前記複素ウェイトを算出する複素ウェイト算出手段とを具備することを特徴とするアレイアンテナ装置。 - 前記インピーダンス可変回路は、前記アンテナ素子に接続される可変リアクタンス素子を備えることを特徴とする請求項1に記載のアレイアンテナ装置。
- 前記複数のアンテナ素子がそれぞれ給電部を備えるループアンテナである場合に、
前記可変リアクタンス素子は、前記給電部から前記ループアンテナの中心に対して
対称となる位置に形成されることを特徴とする請求項2に記載のアレイアンテナ装置。 - 前記複数のアンテナ素子は、共通の平面内に配列される給電部を備えて互いに平行に配列される直線素子アンテナであり、
前記インピーダンス可変回路は、
前記直線素子アンテナの素子長の途中に接続される複数の開閉器と、
前記複数の開閉器をそれぞれ開閉して前記直線素子アンテナの素子長を個別に切り換える開閉制御手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載のアレイアンテナ装置。 - 前記ビーム形成手段は、前記複数のアンテナ素子の受信偏波をそれぞれ変化させて前記指向性を変化させる偏波可変手段を備え、
前記複素ウェイト算出手段は、前記受信偏波と到来波の到来方向とに応じて前記複素ウェイトを算出することを特徴とする請求項1に記載のアレイアンテナ装置。 - 前記複素ウェイト算出手段は、前記複数のアンテナ素子のインピーダンスと到来波の到来方向とに応じて前記アダプティブビームにおけるSNR(Signal-to-Noise Ratio)を最大とすべく前記複素ウェイトを算出することを特徴とする請求項1に記載のアレイアンテナ装置。
- 前記複素ウェイト算出手段は、前記複数のアンテナ素子のインピーダンスと到来波の到来方向とに応じて当該到来波の受信電界強度を最大とすべく前記複素ウェイトを算出することを特徴とする請求項1に記載のアレイアンテナ装置。
- 前記複素ウェイト算出手段は、前記インピーダンス可変回路に設定すべきインピーダンス値として、前記複数のアンテナ素子ごとに一定のインピーダンス値を前記組み合わせの要素とすることを特徴とする請求項1に記載のアレイアンテナ装置。
- 前記複素ウェイト算出手段は、前記インピーダンス可変回路に設定すべきインピーダンス値として、前記複数のアンテナ素子ごとのインピーダンス値それぞれを前記組み合わせの要素とすることを特徴とする請求項1に記載のアレイアンテナ装置。
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