JP4247436B2 - フェーズドアレーアンテナシステム - Google Patents
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Description
上記図11に示す方法では、和パターン及び差パターン生成用として用いられる移相量の調整が可能な移相器はN個の移相器31〜3Nで済むため、コスト、構造面でも効果的である。
すなわち、各アンテナ素子11〜1Nでに対して1つの移相器で済ませるためには、差パターン生成用に移相器51〜5Nが必要である。この移相器51〜5Nには、主にケーブルを用い、位相遅延量は物理的なケーブルの長さで調整することになるので、ケーブル長が重要になる。このためケーブル長の加工寸法、つまり、長さのバラツキを如何に押さえるかが問題となる。上記ケーブル長のバラツキは、大きく特性に影響する。しかし、特許文献1に示されたフェーズドアレーアンテナシステムでは、ケーブル長の加工寸法等については、特に示されておらず、特性のバラツキについては考慮されていない。
複数のアンテナ素子と複数の第1の移相器と電力合成器を用いて和パターンを発生する構成と、複数のアンテナ素子と複数の第1の移相器と複数の第2の移相器と電力合成器を用いて差パターンを発生する構成とを備え、
上記第1の移相器は各アンテナ素子に対して移相量の調整可能な1台の移相器であり、和パターンを発生する構成と差パターンを発生する構成における移相量を共通に与え、また、差パターンを発生する構成における第2の移相器の位相差と配置は、アレーアンテナの中心から点対称にある1対のアンテナ素子の位相差を180°とし、各対を位相差が大きい順あるいは小さい順に反時計回りあるいは時計回りに順番に配置するものであることを特徴とする。
本発明は、上記図11に示したように、複数のアンテナ素子11〜1Nと移相量の調整が可能な複数の移相器31〜3Nとで構成された和パターンと差パターンを有するフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、複数のアンテナ素子11〜1Nと複数の移相器31〜3Nと和パターン用電力合成器4aを用いて和パターンを発生する構成と、複数のアンテナ素子11〜1Nと複数の移相器31〜3Nと複数の移相器51〜5Nと差パターン用電力合成器4bを用いて差パターンを発生する構成とを備え、上記の和パターンを発生する構成と差パターンを発生する構成とは少なくとも1つのアンテナ素子1nを移相量の調整可能な1台の移相器3nを使用した和パターン用の移相量と差パターン用の移相量を同時に与えることが可能な移相器3nを併用した構成を備えたフェーズドアレーアンテナシステムを対象としている。上記移相器3nはアンテナ素子1nに対して移相量の調整可能な1台の移相器であり、和パターンを発生する構成と差パターンを発生する構成における移相量を共通に与える。
ΔL=(360°×n)×N−1 ・・・(1)
により求めることができる。なお、上式におけるnは、各アンテナ素子11〜1Nの素子番号である。
L1−L10
L2−L11
L3−L12
L4−L13
L5−L14
L6−L15
L7−L16
L8−L17
L9−L18
の組合せがそれぞれ180°の位相差となる。従って、図4(a)に示すように、差信号ケーブルL1とL10とを対とし、また、差信号ケーブルL2とL11とを対として配置する。その他の差信号ケーブルについても、同様に上記の組合せを対として配置する。
「#17−#11−#6−#18−#12−#1−#13−#7−#2−#14−#8−#3−#15−#9−#4−#16−#10−#5」
の順に接続する。すなわち、差信号ケーブルL1〜L18と#1〜#18のアンテナ素子11〜118とは、
L1 :#17
L2 :#11
L3 :#6
L4 :#18
L5 :#12
L6 :#1
L7 :#13
L8 :#7
L9 :#2
L10:#14
L11:#8
L12:#3
L13:#15
L14:#9
L15:#4
L16:#16
L17:#10
L18:#5
のように対応させる。
図3(b)、図4(b)に示す[配列2]は、#1〜#18のアンテナ素子11〜118に対し、差信号ケーブルL1〜L18をバラバラに配置した場合の例である。この例では、差信号ケーブルL1〜L18は#1〜#18のアンテナ素子11〜118に対し、
「#1−#2−#3−#4−#5−#6−#7−#8−#9−#10−#11−#12−#13−#14−#15−#16−#17−#18」
の順に接続している。
「#17−#6−#7−#12−#1−#18−#13−#14−#8−#2−#9−#10−#15−#4−#3−#5−#11−#16」
の順に接続している。
「#17−#13−#15−#8−#10−#12−#1−#3−#5−#14−#16−#18−#11−#7−#9−#4−#6−#2」
の順に接続している。
図6(b)に示す[配列2]の差パターンは、ヌルポイント付近のパターンが乱れていると共に、ヌルポイントを中心として左右非対称な指向性パターンとなっている。
図6(c)に示す[配列3]の差パターンは、ヌルポイントを中心として左右非対称な指向性パターンとなっている。
図6(d)に示す[配列4]の差パターンは、ヌルが緩やかな傾斜となっている。
(1)図5(a)〜(d)に示したように位相偏差/振幅偏差がない場合、[配列1]〜[配列4]は、和信号ピークポイントと差信号ヌルポイントは一致している。
[配列2]における差パターンは、図9(b)に示すように和信号bのピークポイントと差信号aのヌルポイントが不一致であると共に、ヌルポイントを中心として左右非対称な指向性パターンとなっている。
[配列3]における差パターンは、図9(c)に示すようにヌルポイントを中心として左右非対称な指向性パターンとなっている。
Claims (2)
- 複数のアンテナ素子と複数の移相器とで構成されたフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、
複数のアンテナ素子と複数の第1の移相器と電力合成器を用いて和パターンを発生する構成と、複数のアンテナ素子と複数の第1の移相器と複数の第2の移相器と電力合成器を用いて差パターンを発生する構成とを備え、
上記第1の移相器は各アンテナ素子に対して移相量の調整可能な1台の移相器であり、和パターンを発生する構成と差パターンを発生する構成における移相量を共通に与え、また、差パターンを発生する構成における第2の移相器の位相差と配置は、アレーアンテナの中心から点対称にある1対のアンテナ素子の位相差を180°とし、各対を位相差が大きい順あるいは小さい順に反時計回りあるいは時計回りに順番に配置するものであることを特徴とするフェーズドアレーアンテナシステム。 - 請求項1に記載のフェーズドアレーアンテナシステムにおいて、上記差パターンを発生する構成における第2の移相器は、各アンテナ素子に対するケーブルの長さで位相差を調整するものであり、当該第2の移相器の位相差と配置は、アレーアンテナの中心から点対称にある1対のアンテナ素子の位相差を180°とし、各対をケーブル長が短い順あるいは長い順に反時計回りあるいは時計回りに順番に配置するものであることを特徴とするフェーズドアレーアンテナシステム。
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