JP5494198B2

JP5494198B2 - ARRAY ANTENNA DEVICE AND ARRAY ANTENNA DEVICE AMPLIFIER METHOD

Info

Publication number: JP5494198B2
Application number: JP2010106353A
Authority: JP
Inventors: 雄内田; 千春宮崎; 幸一郎三須
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-05-06
Also published as: JP2011151766A

Description

この発明は、アレーアンテナ装置に関し、特に、アレーアンテナ装置の素子アンテナに接続するアンプの配置方法に関するものである。 The present invention relates to an array antenna device, and more particularly to an arrangement method of an amplifier connected to an element antenna of the array antenna device.

従来、信号を入力するポートの位置によって出力側における隣接ポート間の位相差が変化するマトリクス回路を用いて、異なる方向に指向したビームを形成可能なフェーズドアレーアンテナにおいて、マトリクス回路を構成するハイブリット間に配置された各増幅器を通過する信号強度を平坦化することが可能な増幅器配置方法が知られている（例えば特許文献１参照）。 Conventionally, in a phased array antenna that can form beams directed in different directions using a matrix circuit in which the phase difference between adjacent ports on the output side changes depending on the position of the port that inputs the signal, between the hybrids that make up the matrix circuit There is known an amplifier arrangement method capable of flattening the signal intensity passing through each amplifier arranged in (see, for example, Patent Document 1).

特開２００２−８４１２１号公報 JP 2002-84121 A

特許文献１に開示された従来のアレーアンテナ装置は、異なる方向に指向したビームを形成するためのフェーズドアレーアンテナであることから、従来の増幅器配置方法においては、例えば放射イミュニティ試験に適用する場合に求められるような照射電界ビームの空間分布の均一性に関しては配慮されていないという問題点があった。さらに、この従来のアレーアンテナ装置においては、位相差を変化させるためのマトリクス回路が複数の移相器を含むことから、部品点数が増え、装置が大きくなる上に、移相器の周波数特性の制限により、例えば放射イミュニティ試験に適用する場合に求められるような電界の広帯域化が困難な場合があるという問題点があった。 Since the conventional array antenna device disclosed in Patent Document 1 is a phased array antenna for forming beams directed in different directions, in the conventional amplifier arrangement method, for example, when applied to a radiation immunity test There is a problem that the uniformity of the spatial distribution of the irradiation electric field beam as required is not taken into consideration. Further, in this conventional array antenna apparatus, the matrix circuit for changing the phase difference includes a plurality of phase shifters, so that the number of parts increases, the apparatus becomes larger, and the frequency characteristics of the phase shifter are increased. Due to the limitation, there has been a problem that it may be difficult to widen the electric field as required when applied to, for example, a radiation immunity test.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、比較的に小出力な増幅器（以下、アンプと呼ぶ）を複数使ったアレーアンテナ装置において、例えば放射イミュニティ試験に好適な照射電界の空間分布の均一性の向上と広帯域化を可能とするとともに、簡易で小型な構成を可能とすることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In an array antenna apparatus using a plurality of relatively small output amplifiers (hereinafter referred to as amplifiers), for example, irradiation suitable for a radiation immunity test. It is intended to improve the uniformity of the spatial distribution of the electric field and increase the bandwidth, and to enable a simple and compact configuration.

この発明に係るアレーアンテナ装置は、入力した信号を増幅する複数のアンプと、前記複数のアンプで増幅された信号をそれぞれ放射する複数の素子アンテナと、を備え、前記複数の素子アンテナは、略均等に分割された配置の素子アンテナ群に分類され、前記複数のアンプは、前記素子アンテナ群にそれぞれ属する素子アンテナのうちの１つずつに、増幅率が高い順番に接続されたものである。 An array antenna apparatus according to the present invention includes a plurality of amplifiers that amplify an input signal, and a plurality of element antennas that respectively radiate signals amplified by the plurality of amplifiers. The antennas are grouped into equally divided element antenna groups, and the plurality of amplifiers are connected in order of increasing gain to one of the element antennas belonging to the element antenna group.

この発明は、複数のアンプを使ったアレーアンテナ装置において、電界の空間分布の均一性の向上と電界の広帯域化を可能とするとともに、簡易で小型な構成を可能とするという効果を奏する。 According to the present invention, in an array antenna apparatus using a plurality of amplifiers, it is possible to improve the uniformity of the spatial distribution of the electric field and increase the bandwidth of the electric field, and to enable a simple and compact configuration.

この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置を示す構成図1 is a block diagram showing an array antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置を説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating the array antenna apparatus by Embodiment 1 of this invention この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置を説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating the array antenna apparatus by Embodiment 1 of this invention この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置を示す構成図Configuration diagram showing an array antenna apparatus according to Embodiment 2 of the present invention この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置を説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating the array antenna apparatus by Embodiment 2 of this invention この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置を説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating the array antenna apparatus by Embodiment 3 of this invention この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置を示す構成図Configuration diagram showing an array antenna apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.

実施の形態１．
この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置は、信号発生器、分配器、複数のアンプ、および、複数の素子アンテナを接続して構成され、複数の素子アンテナは、略中心の位置の素子アンテナを含むとともに略均等に分割された配置の素子アンテナ群に分類され、複数のアンプは、素子アンテナ群にそれぞれ属する素子アンテナのうちの１つずつに、略中心の位置から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、増幅率が高い順番に接続されたものである。これにより、例えば放射イミュニティ試験に好適な照射電界ビームの空間分布の均一性の向上と照射電界の広帯域化を可能とするとともに、移相器を使わない簡易で小型な構成を可能とするという効果を奏する。 Embodiment 1 FIG.
The array antenna apparatus according to the first embodiment of the present invention is configured by connecting a signal generator, a distributor, a plurality of amplifiers, and a plurality of element antennas, and the plurality of element antennas are element antennas at substantially central positions. And a plurality of amplifiers, one each of the element antennas belonging to each of the element antenna groups, from the substantially central position toward the outer peripheral side, The clockwise and counterclockwise directions are alternately connected in order of increasing gain. As a result, for example, it is possible to improve the uniformity of the spatial distribution of the irradiation electric field beam suitable for the radiation immunity test and to broaden the irradiation electric field, and to enable a simple and small configuration without using a phase shifter. Play.

図１は、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図１において、１はアレーアンテナ装置、２は信号発生器、３は分配器、４は複数のアンプ、５は複数の素子アンテナである。なお、信号発生器２と４個の分配器３、（１個の分配器３と１６個のアンプ４とを組とした４組としての）４個の分配器３と６４個のアンプ４、６４個のアンプ４と６４個の素子アンテナ５のそれぞれは、図１に示すように電気ケーブル等を介して電気的に接続されている。アレーアンテナ装置１は、例えばリッジホーンアンテナである６４個の素子アンテナ５が平面上の８×８の格子状に２次元的に配置されて６４素子平面アレーアンテナを構成している。 1 is a block diagram showing an array antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 1, 1 is an array antenna device, 2 is a signal generator, 3 is a distributor, 4 is a plurality of amplifiers, and 5 is a plurality of element antennas. It should be noted that the signal generator 2 and the four distributors 3, four distributors 3 and 64 amplifiers 4 (as four sets of one distributor 3 and 16 amplifiers 4), Each of the 64 amplifiers 4 and the 64 element antennas 5 are electrically connected via an electric cable or the like as shown in FIG. In the array antenna apparatus 1, 64 element antennas 5 which are, for example, ridge horn antennas are two-dimensionally arranged in an 8 × 8 lattice pattern on a plane to constitute a 64 element planar array antenna.

また、図２は、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法を説明するための説明図であり、アンプの配置をアレーアンテナのボアサイト方向から見た配置図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図２において、６４個の素子アンテナ５を、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとして配置を分類し、６４個の素子アンテナ５に６４個のアンプ４をそれぞれ接続した例を示している。ここで、６４個のアンプ４には、増幅率が高いものから増幅率が低いものの順番に４−１から４−６４までの符号をつけている。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an amplifier arrangement method of the array antenna apparatus according to the first embodiment of the present invention, and is an arrangement diagram in which the amplifier arrangement is viewed from the boresight direction of the array antenna. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 2, the arrangement of the 64 element antennas 5 is classified into element antenna groups 6 a, 6 b, 6 c, and 6 d that are divided into four “field-shaped” shapes, and 64 amplifiers 4 are assigned to the 64 element antennas 5. The example which connected each is shown. Here, the 64 amplifiers 4 are numbered from 4-1 to 4-64 in order from the one with the highest gain to the one with the lower gain.

図２において、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法においては、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの１つずつに順番に、中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、アンプ４−１からアンプ４−６４までの順番に、つまり増幅率が高い順番に各アンプ４を接続して行く。なお、時計周りと反時計回りの方向は、中心からどちらの方向から始めて交互に繰り返しても良い。 In FIG. 2, in the arrangement method of the amplifiers of the array antenna apparatus according to the first embodiment of the present invention, the element antennas 5 belonging to the element antenna groups 6a, 6b, 6c, 6d divided into four “tab” shapes respectively. In turn, one at a time, alternating clockwise and counterclockwise from the center toward the outer periphery, in order from amplifier 4-1 to amplifier 4-64, that is, in order of increasing amplification. Each amplifier 4 is connected. The clockwise and counterclockwise directions may be alternately repeated starting from either direction from the center.

すなわち、まず、素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうち、中心に位置する１つずつに時計周りにアンプ４−１〜４−４をそれぞれ接続する。全てのアンテナ群で素子アンテナ１つずつに接続し終えたら、次に、最後のアンプ４−４を接続したアンテナ群６ｄに属し、アンプ４−４を接続した素子アンテナ５に隣接する素子アンテナ５の１つから始め、素子アンテナ群６ｃ、６ｂ、６ａに属する素子アンテナ５のうち、相似に位置する１つずつに反時計周りにアンプ４−５〜４−８をそれぞれ接続する。さらに、最後のアンプ４−８を接続したアンテナ群６ａに属し、アンプ４−８を接続した素子アンテナ５に隣接する素子アンテナ５の１つから始め、素子アンテナ群６ｂ、６ｃ、６ｄに属する素子アンテナ５のうち、相似の位置の１つずつに時計周りにアンプ４−９〜４−１２をそれぞれ接続する。以下、同様な繰り返しで内周側から外周側に向かって最後のアンプ４−６４までを接続することにより、図２に示したようなアレーアンテナ装置１全体のアンプ４の配置を完了させる。 That is, first, the amplifiers 4-1 to 4-4 are connected clockwise to each one of the element antennas 5 belonging to each of the element antenna groups 6a, 6b, 6c, and 6d. When the connection is completed for each element antenna in all the antenna groups, the element antenna 5 next belongs to the antenna group 6d to which the last amplifier 4-4 is connected and is adjacent to the element antenna 5 to which the amplifier 4-4 is connected. The amplifiers 4-5 to 4-8 are respectively connected counterclockwise to each of the element antennas 5 belonging to the element antenna groups 6c, 6b, and 6a, which are located in a similar manner. Furthermore, elements belonging to the antenna group 6a to which the last amplifier 4-8 is connected, starting from one of the element antennas 5 adjacent to the element antenna 5 to which the amplifier 4-8 is connected, and belonging to the element antenna groups 6b, 6c, 6d The amplifiers 4-9 to 4-12 are connected to the antennas 5 at the similar positions one by one in the clockwise direction. Thereafter, the arrangement of the amplifier 4 of the entire array antenna apparatus 1 as shown in FIG. 2 is completed by connecting the last amplifier 4-64 from the inner circumference side to the outer circumference side in the same repetition.

次に動作について説明する。図１、２において、アレーアンテナ装置１の信号発生器２は、電磁ノイズである試験信号（電界）を発生する。分配器３は、信号発生器２から試験信号を受けると、その試験信号を分配して、その試験信号を複数のアンプ４に出力する。複数のアンプ４は、分配器３から試験信号を受けると、その試験信号を増幅して、増幅後の試験信号を複数の素子アンテナ５にそれぞれ出力する。複数の素子アンテナ５は、複数のアンプ４から増幅後の試験信号を受けると、その試験信号を電波としてそれぞれ空中に放射する。 Next, the operation will be described. 1 and 2, the signal generator 2 of the array antenna apparatus 1 generates a test signal (electric field) that is electromagnetic noise. When distributor 3 receives a test signal from signal generator 2, distributor 3 distributes the test signal and outputs the test signal to a plurality of amplifiers 4. When receiving a test signal from the distributor 3, the plurality of amplifiers 4 amplify the test signal and output the amplified test signal to the plurality of element antennas 5, respectively. When the plurality of element antennas 5 receive amplified test signals from the plurality of amplifiers 4, each of the plurality of element antennas 5 radiates the test signals as radio waves into the air.

複数の素子アンテナ５はアレーアンテナを構成しており、複数の素子アンテナ５から放射された試験信号の電界が放射パターンとして重ね合わされて、図示しない被試験機器が置かれる位置において略均一な電界分布となるように所定の広さの電界均一面が形成される。 The plurality of element antennas 5 constitutes an array antenna, and the electric fields of the test signals radiated from the plurality of element antennas 5 are superimposed as a radiation pattern, and a substantially uniform electric field distribution at a position where a device under test (not shown) is placed. An electric field uniform surface having a predetermined width is formed.

なお、放射イミュニティ試験は、電磁ノイズである試験信号（電界）を照射することにより、被試験機器が誤動作する状況を評価するものである。例えば、国際標準ＳＡＥＪ１１１３−２１に規定された自動車に搭載する電子機器の放射イミュニティ試験では、１００Ｖ／ｍ以上の強い電界を照射する場合があり、この照射された強い電界には、被試験機器が置かれる距離における垂直面内の振幅分布が、均一であることが望まれる。 The radiation immunity test evaluates a situation in which the device under test malfunctions by irradiating a test signal (electric field) that is electromagnetic noise. For example, in a radiation immunity test of an electronic device mounted on an automobile stipulated in international standard SAE J1113-21, a strong electric field of 100 V / m or more may be irradiated. It is desirable that the amplitude distribution in the vertical plane at the distance where the is placed is uniform.

上述のように、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置１は、複数のアンプ４で増幅し複数の素子アンテナ５で放射した試験信号の電界を重ね合わせて強い電界を形成するので、例えば１００Ｖ／ｍ以上の強い電界を照射する場合であっても、アンプ４として小出力なもの、例えば高信頼で小型かつ安価な半導体アンプを使用することが可能である。しかも、このアレーアンテナ装置１は、電界ビームを振るためのフェーズドアレーアンテナではないことから移相器が不要なため、移相器により照射電界の広帯域化を制限されることがなく、このように、移相器が不要で、かつ小型な半導体アンプも使用可能なので、簡易で小型な装置構成が可能となっている。 As described above, the array antenna apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention forms a strong electric field by superimposing the electric fields of the test signals amplified by the plural amplifiers 4 and radiated by the plural element antennas 5. Even when a strong electric field of 100 V / m or more is irradiated, it is possible to use a low-power amplifier 4 such as a highly reliable, small and inexpensive semiconductor amplifier. In addition, since this array antenna device 1 is not a phased array antenna for oscillating the electric field beam, a phase shifter is unnecessary, and thus the broadening of the irradiation electric field is not limited by the phase shifter, and thus Since a phase shifter is unnecessary and a small semiconductor amplifier can be used, a simple and small device configuration is possible.

また、上述のように、特許文献１に開示された従来のアレーアンテナ装置は、フェーズドアレーアンテナであることから、アンプの配置において照射電界ビームの空間分布の均一性に関して配慮されていない。このため、従来のアンプの配置においては、アンプの増幅率の個体差等に起因する各素子アンテナからの放射電界強度の凹凸としてのバラツキが、放射イミュニティ試験に不適な程度に不均一となる場合が問題となる。特に、増幅率が高いアンプまたは増幅率が低いアンプばかりが近い位置に局在してしまった場合には、照射電界ビームの空間分布の均一性がさらに悪化するという問題がある。 As described above, since the conventional array antenna device disclosed in Patent Document 1 is a phased array antenna, consideration is not given to the uniformity of the spatial distribution of the irradiation electric field beam in the arrangement of the amplifier. For this reason, in the conventional amplifier arrangement, the unevenness of the radiated electric field intensity from each element antenna due to individual differences in the amplification factor of the amplifier becomes uneven to an extent that is inappropriate for the radiation immunity test. Is a problem. In particular, when only amplifiers having a high amplification factor or amplifiers having a low amplification factor are localized at close positions, there is a problem that the uniformity of the spatial distribution of the irradiation electric field beam is further deteriorated.

これに対し、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置１のアンプの配置においては、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの１つずつに、増幅率が高い順番に各アンプ４を接続することにより、各素子アンテナ群６にアンプ４の増幅率の個体差が分散し、増幅率が高いアンプ４や増幅率が低いアンプ４ばかりが同一の素子アンテナ群６内の近い位置に局在してしまうことがないため、電界ビームの空間分布の均一性が向上するという効果を奏する。さらに、このアレーアンテナ装置１のアンプの配置においては、各素子アンテナ群６の中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、増幅率が高い順番に各アンプ４を接続することにより、隣接するアンプ同士の増幅率の個体差が低減し、隣接する素子アンテナ５からの放射電界強度の凹凸が小さくなるため、電界ビームの空間分布の均一性がより良く向上するという効果を奏するのである。 On the other hand, in the arrangement of the amplifiers of array antenna apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention, element antennas 5 belonging to element antenna groups 6a, 6b, 6c, and 6d divided into four “field-shaped” shapes respectively. By connecting each of the amplifiers 4 in order of increasing gain to one of them, individual differences in the amplification rates of the amplifiers 4 are distributed to each element antenna group 6, and the amplifiers 4 and the amplification factors having a high amplification rate are distributed. Since only the low amplifier 4 is not localized at a close position in the same element antenna group 6, there is an effect that the uniformity of the spatial distribution of the electric field beam is improved. Further, in the arrangement of the amplifiers of the array antenna apparatus 1, the amplifiers 4 are arranged in the order of increasing gain alternately in the clockwise and counterclockwise directions from the center of each element antenna group 6 toward the outer peripheral side. By connecting, the individual difference of the amplification factor between adjacent amplifiers is reduced, and the unevenness of the radiated electric field intensity from the adjacent element antenna 5 is reduced, so that the uniformity of the spatial distribution of the electric field beam is further improved. There is an effect.

以上のように、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置においては、信号発生器２、分配器３、アンプ４、および、素子アンテナ５を接続して構成するとともに、このアレーアンテナ装置のアンプの配置方法においては、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６にそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの１つずつに順番に、中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、増幅率が高い順番に各アンプ４を接続して行くようにしている。これにより、各素子アンテナ５に接続されるアンプ４をアレーアンテナ全体に偏りなく配置することが可能になる。また、各素子アンテナ５を９０度回転させて垂直偏波と水平偏波を切替えても、またはアレーアンテナ１全体を９０度回転させて垂直偏波と水平偏波を切替えても，偏波によらず出力の偏りを減らすことも可能である。さらに、例えば放射イミュニティ試験に好適な照射電界ビームの空間分布の均一性の向上と照射電界の広帯域化を可能とするとともに、移相器を使わない簡易で小型な構成を可能とするという効果を奏する。 As described above, in the array antenna device according to the first embodiment of the present invention, the signal generator 2, the distributor 3, the amplifier 4, and the element antenna 5 are connected, and the amplifier of the array antenna device is configured. In the arrangement method of FIG. 4, in the order of the element antennas 5 belonging to the element antenna group 6 divided into four in a “field-shaped” shape, in turn, clockwise and counterclockwise from the center toward the outer peripheral side. The amplifiers 4 are connected in the order of increasing amplification rate alternately. As a result, the amplifiers 4 connected to the element antennas 5 can be arranged on the entire array antenna without any bias. Further, even if each element antenna 5 is rotated 90 degrees to switch between vertical polarization and horizontal polarization, or even if the entire array antenna 1 is rotated 90 degrees to switch between vertical polarization and horizontal polarization, the polarization is changed. It is also possible to reduce the output bias. Furthermore, for example, it is possible to improve the uniformity of the spatial distribution of the irradiation electric field beam suitable for the radiation immunity test and broaden the irradiation electric field, and to enable a simple and small configuration without using a phase shifter. Play.

なお、上述のように、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置では、平面アレーを「田の字」型の四角形の素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに分割した場合を示したが、素子アンテナ群の分割方法は、これに限られるものではなく、例えば、図３に示すような三角形の素子アンテナ群６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈに分割するようにしても良い。また、４分割以外の分割方法でも良く、要するに略等分割であれば、素子アンテナ群６の形状はどのようなものでも良く、同様の効果を奏するのである。 As described above, in the array antenna device according to the first embodiment of the present invention, the planar array is divided into the “field-shaped” square element antenna groups 6a, 6b, 6c, and 6d. The element antenna group dividing method is not limited to this, and for example, the element antenna group may be divided into triangular element antenna groups 6e, 6f, 6g, and 6h as shown in FIG. In addition, any division method other than four divisions may be used. In short, as long as it is substantially equal division, the element antenna group 6 may have any shape, and the same effect can be obtained.

また、上述の実施の形態１によるアレーアンテナ装置において、複数の素子アンテナ５の配置は、平面上の８×８の格子状の２次元的な配置に限られるものではなく、例えば、六角形状の２次元的な配置でも良いし、素子アンテナ間の間隔が一定でなくても良いし、曲面上に配置しても良いし、６４個より多い個数または少ない個数でも良く、要するに、試験条件等に応じて、所望の広さの面内に対して所望の電界強度を照射できるように、どのように設計しても良い。また、複数の素子アンテナ５の素子構造は、リッジホーンアンテナに限られるものではなく、試験条件等に応じて、どのようなものを採用しても良い。 In the array antenna device according to the first embodiment, the arrangement of the plurality of element antennas 5 is not limited to an 8 × 8 grid-like two-dimensional arrangement on a plane. Two-dimensional arrangement may be possible, the interval between the element antennas may not be constant, it may be arranged on a curved surface, the number may be more or less than 64, and in short, depending on test conditions, etc. Accordingly, it may be designed in any way so that a desired electric field intensity can be irradiated in a plane having a desired area. Further, the element structure of the plurality of element antennas 5 is not limited to the ridge horn antenna, and any element structure may be adopted according to the test conditions and the like.

実施の形態２．
この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置は、実施の形態１と同様の構成に加え、複数のアンプの前段に設けるアンプ（以下、ミッドアンプと呼ぶ）とその後段の分配器を接続して構成され、複数のミッドアンプは、素子アンテナ群にそれぞれ属する素子アンテナにアンプを介して接続された分配器のうちの１つずつに、増幅率が高い順番に接続されたものである。これにより、実施の形態１と同様の効果に加え、最終段のアンプへの入力レベルはアレーアンテナ全体に偏りが少なくなるため、さらに電界の空間分布の均一性が向上するという効果を奏する。 Embodiment 2. FIG.
The array antenna apparatus according to the second embodiment of the present invention is configured by connecting an amplifier (hereinafter referred to as a mid-amplifier) provided in the preceding stage of a plurality of amplifiers and a subsequent distributor in addition to the same configuration as in the first embodiment. The plurality of mid-amplifiers are connected in order of increasing gain to one of the distributors connected to the element antennas belonging to each element antenna group via the amplifier. As a result, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the input level to the amplifier at the final stage is less biased over the entire array antenna, so that the uniformity of the spatial distribution of the electric field is further improved.

図４は、この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置を示す構成図であり、各アンテナ群の中でミッドアンプを使う場合の接続図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図４において、７は複数のミッドアンプであり、複数のミッドアンプ７とその後段の分配器３を追加して電気的に接続し、試験信号の増幅段数を増やすように構成した以外は、図１に示した実施の形態１によるアレーアンテナ装置と同様の構成である。なお、素子アンテナ群６ｂ、６ｃ、６ｄについては、素子アンテナ群６ａと同様の接続であり、その詳細な図示は省略している。 FIG. 4 is a configuration diagram showing an array antenna apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and is a connection diagram when a mid amplifier is used in each antenna group. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 4, reference numeral 7 denotes a plurality of mid-amplifiers, except that a plurality of mid-amplifiers 7 and subsequent distributors 3 are electrically connected to increase the number of test signal amplification stages. The configuration is the same as that of the array antenna apparatus according to the first embodiment shown in FIG. The element antenna groups 6b, 6c, and 6d are connected in the same manner as the element antenna group 6a, and detailed illustration thereof is omitted.

また、図５は、この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法を説明するための説明図であり、アンプの配置をアレーアンテナのボアサイト方向から見た配置図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図５において、素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとして配置を分類した６４個の素子アンテナ５にそれぞれ接続された６４個のアンプ４のうちの格子状の４個ずつの前段に分配器３を介して各ミッドアンプ７を接続した例を示している。ここで、１６個のミッドアンプ７には、増幅率が高いものから増幅率が低いものの順番に７−１から７−１６までの符号をつけている。 FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an amplifier arrangement method of the array antenna apparatus according to the second embodiment of the present invention, and is an arrangement diagram in which the amplifier arrangement is viewed from the boresight direction of the array antenna. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 5, the distributor 3 is arranged in the front stage of each of the four grid-like amplifiers of the 64 amplifiers 4 respectively connected to the 64 element antennas 5 classified as the element antenna groups 6a, 6b, 6c, and 6d. The example which connected each mid amplifier 7 via is shown. Here, the sixteen mid-amplifiers 7 are numbered from 7-1 to 7-16 in order from the highest amplification factor to the lowest amplification factor.

図５において、この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法は、実施の形態１と同様のアンプの配置方法を複数のミッドアンプ７の配置に適用するものである。すなわち、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの格子状の４つずつにアンプ４を介して接続された分配器３の１つずつに順番に、中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、ミッドアンプ７−１からミッドアンプ７−１６までの順番に、つまり増幅率が高い順番に各ミッドアンプ７を接続して行く。なお、時計周りと反時計回りの方向は、中心からどちらの方向から始めて交互に繰り返しても良い。 In FIG. 5, the amplifier arrangement method of the array antenna apparatus according to the second embodiment of the present invention applies the same amplifier arrangement method as that of the first embodiment to the arrangement of a plurality of mid amplifiers 7. That is, the distributor 3 connected via the amplifier 4 to each of the four grid-like elements of the element antennas 5 belonging to the element antenna groups 6a, 6b, 6c, 6d divided into four in the “field shape” shape. In turn, one by one, from the center toward the outer periphery, in the clockwise and counterclockwise directions alternately, in the order from mid-amplifier 7-1 to mid-amplifier 7-16, that is, in the order of increasing amplification. Each mid amplifier 7 is connected. The clockwise and counterclockwise directions may be alternately repeated starting from either direction from the center.

詳述すると、まず、素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの４つずつにアンプ４を介して接続された後段の分配器３のうち、中心に位置する１つずつに時計周りにミッドアンプ７−１〜７−４をそれぞれ接続する。全てのアンテナ群で後段の分配器１つずつに接続し終えたら、次に、最後のミッドアンプ７−４を接続したアンテナ群６ｄに属する素子アンテナ５にアンプ４を介して接続され、ミッドアンプ７−４を接続した後段の分配器３に隣接する後段の分配器３の１つから始め、素子アンテナ群６ｃ、６ｂ、６ａに属する素子アンテナ５にアンプ４を介して接続された後段の分配器３のうち、相似に位置する１つずつに反時計周りにミッドアンプ７−５〜７−８をそれぞれ接続する。さらに、最後のミッドアンプ７−８を接続したアンテナ群６ａに属する素子アンテナ５にアンプ４を介して接続され、ミッドアンプ７−８を接続した後段の分配器３に隣接する後段の分配器３の１つから始め、素子アンテナ群６ｂ、６ｃ、６ｄに属する素子アンテナ５にアンプ４を介して接続された後段の分配器３のうち、相似の位置の１つずつに時計周りにミッドアンプ７−９〜７−１２をそれぞれ接続する。以下、同様な繰り返しで内周側から外周側に向かって最後のミッドアンプ７−１６までを接続することにより、図５に示したようなアレーアンテナ装置全体のミッドアンプ７の配置を完了させる。 More specifically, first of all, the distributor 1 at the center of the subsequent stage 3 connected to each of the four element antennas 5 belonging to the element antenna groups 6a, 6b, 6c, 6d via the amplifier 4 is located at the center. The mid amplifiers 7-1 to 7-4 are respectively connected in the clockwise direction. After all the antenna groups have been connected to each subsequent distributor, the element antennas 5 belonging to the antenna group 6d to which the last mid amplifier 7-4 is connected are connected via the amplifier 4, and the mid amplifier Starting from one of the downstream distributors 3 adjacent to the downstream distributor 3 to which 7-4 is connected, the downstream distributor connected via the amplifier 4 to the element antennas 5 belonging to the element antenna groups 6c, 6b, 6a Mid amplifiers 7-5 to 7-8 are connected in a counterclockwise direction to each of the units 3 located in a similar manner. Further, the subsequent distributor 3 connected to the element antenna 5 belonging to the antenna group 6a to which the last mid amplifier 7-8 is connected through the amplifier 4 and adjacent to the subsequent distributor 3 to which the mid amplifier 7-8 is connected. In each of the subsequent distributors 3 connected to the element antennas 5 belonging to the element antenna groups 6b, 6c, and 6d via the amplifier 4, the mid amplifiers 7 are rotated clockwise at similar positions one by one. -9 to 7-12 are connected respectively. Thereafter, the arrangement of the mid amplifier 7 of the entire array antenna apparatus as shown in FIG. 5 is completed by connecting the last mid amplifier 7-16 from the inner circumference side to the outer circumference side in a similar repetition.

次に動作について説明する。各部の動作も、複数のミッドアンプ７に関する動作以外は、実施の形態１における動作と同様である。そこで、複数のミッドアンプ７に関する動作について説明する。図４、５において、複数のミッドアンプ７は、前段の分配器３から試験信号を受けると、その試験信号を増幅して、増幅後の試験信号を後段の分配器３にそれぞれ出力する。 Next, the operation will be described. The operation of each part is the same as the operation in the first embodiment except for the operation related to the plurality of mid amplifiers 7. Therefore, operations related to the plurality of mid amplifiers 7 will be described. 4 and 5, when receiving a test signal from the upstream distributor 3, the plurality of mid amplifiers 7 amplify the test signal and output the amplified test signal to the downstream distributor 3.

このとき、各素子アンテナ５に直接接続されるアンプ４の前段に実装されるミッドアンプ７に対しても、上述のアンプ４と同様の配置方法により、アレーアンテナ全体に増幅率の個体差を偏りなく配置することが可能となっている。この結果、素子アンテナ５に直接接続される最終段のアンプ４の入力レベルはアレーアンテナ全体に偏りが少なくなるため、その先の最終段のアンプ４の配列による電界の空間分布の均一化の効果に加えて、さらに電界の空間分布の均一性を向上させて配置することが可能になる。 At this time, even with respect to the mid-amplifier 7 mounted in the preceding stage of the amplifier 4 directly connected to each element antenna 5, the individual differences in the amplification factor are biased in the entire array antenna by the same arrangement method as the amplifier 4 described above. It is possible to arrange without. As a result, the input level of the final-stage amplifier 4 directly connected to the element antenna 5 is less biased over the entire array antenna. Therefore, the effect of equalizing the spatial distribution of the electric field by the arrangement of the final-stage amplifier 4 ahead. In addition to this, it is possible to further improve the uniformity of the spatial distribution of the electric field.

以上のように、この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置は、実施の形態１と同様の最終段のアンプ４の構成に加え、複数のミッドアンプ７とその後段の分配器３を追加して増幅段数を増やすように構成し、このミッドアンプの配置方法においては、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの格子状の４つずつにアンプ４を介して接続された分配器３の１つずつに順番に、中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、増幅率が高い順番に各ミッドアンプ７を接続して行くようにしたものである。これにより、実施の形態１と同様の効果に加え、最終段のアンプ４への入力レベルはアレーアンテナ全体に偏りが少なくなるため、さらに電界の空間分布の均一性が向上するという効果を奏する。 As described above, the array antenna apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of mid-amplifiers 7 and a subsequent-stage distributor 3 in addition to the configuration of the final-stage amplifier 4 as in the first embodiment. In this mid-amplifier arrangement method, the grid shape of the element antennas 5 belonging to each of the element antenna groups 6a, 6b, 6c, 6d divided into four "fields" is obtained. In turn, each of the distributors 3 connected to each other via the amplifier 4 in turn, in order from the center to the outer periphery, alternately in the clockwise and counterclockwise directions, in order of increasing amplification. Each mid amplifier 7 is connected. As a result, in addition to the same effects as in the first embodiment, the input level to the amplifier 4 at the final stage is less biased over the entire array antenna, so that the uniformity of the spatial distribution of the electric field is further improved.

なお、上述の実施の形態２によるアレーアンテナ装置においては、素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの６４個の素子アンテナ５にそれぞれ接続された６４個のアンプ４のうちの格子状の４個ずつの前段に分配器３を介して各ミッドアンプ７を接続した場合を示したが、分配器３とアンプ４を介するミッドアンプ７と素子アンテナ５の接続の仕方は、これに限られるものではなく、例えば、線状の４個ずつに接続しても良いし、４個より多い個数または少ない個数に接続しても良く、要するに略等分割であれば、同様の効果を奏するのである。 In the array antenna device according to the above-described second embodiment, four lattice-shaped four of the 64 amplifiers 4 connected to the 64 element antennas 5 of the element antenna groups 6a, 6b, 6c, and 6d, respectively. Although the case where each mid-amplifier 7 is connected to each stage via the distributor 3 is shown, the connection method of the mid-amplifier 7 and the element antenna 5 via the distributor 3 and the amplifier 4 is not limited to this. For example, it may be connected to each of the four linear pieces, or may be connected to more or less than four pieces. In short, the same effect can be obtained if the division is substantially equal.

実施の形態３．
この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置は、実施の形態１と同様に平面アレーを「田の字」型の四角形の素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに分割した構成において、アンプの配置方法の別の実施例を適用するものである。 Embodiment 3 FIG.
The array antenna apparatus according to the third embodiment of the present invention is similar to the first embodiment in that the planar array is divided into “field-shaped” square element antenna groups 6a, 6b, 6c, and 6d. Another embodiment of the arrangement method is applied.

図６は、この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法を説明するための説明図であり、アンプの配置をアレーアンテナのボアサイト方向から見た配置図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図６において、６４個の素子アンテナ５を、これらの中心の位置であるアレー中心から「田の字」型に略４等分に分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃおよび６ｄとして配置を分類し、６４個の素子アンテナ５に６４個のアンプ４をそれぞれ接続した例を示している。ここで、６４個のアンプ４には、増幅率が高いものから増幅率が低いものの順番に４−１から４−６４までの符号をつけている。また、８は各素子アンテナ群６をアレー中心から略２等分する直線を示す破線であり、図６に示したアンプの配置以外は、図１に示した実施の形態１によるアレーアンテナ装置と同様の構成であり、その説明は省略する。 FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining an amplifier arrangement method of the array antenna apparatus according to the third embodiment of the present invention, and is an arrangement diagram in which the amplifier arrangement is viewed from the boresight direction of the array antenna. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 6, the arrangement of 64 element antennas 5 is classified as element antenna groups 6a, 6b, 6c, and 6d, which are divided into approximately four equal parts from the center of the array, which is the position of these centers, into a “field-shaped” shape. In this example, 64 amplifiers 4 are connected to 64 element antennas 5 respectively. Here, the 64 amplifiers 4 are numbered from 4-1 to 4-64 in order from the one with the highest gain to the one with the lower gain. Reference numeral 8 denotes a broken line indicating a straight line that bisects each element antenna group 6 from the center of the array. Except for the arrangement of the amplifier shown in FIG. 6, the array antenna apparatus according to the first embodiment shown in FIG. The configuration is the same, and the description thereof is omitted.

図６において、この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法においては、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの１つずつに順番に、アレー中心から外周側に向かって、時計周りと反時計周りの周方向を交互に、アンプ４−１からアンプ４−６４までの順番に、つまり増幅率の高い順番に各アンプ４を接続して行く。なお，時計周りと反時計周りの方向は、アレー中心からどちらの方向から始めて交互に繰り返しても良い。 In FIG. 6, in the arrangement method of the amplifiers of the array antenna apparatus according to the third embodiment of the present invention, the element antennas 5 belonging to the element antenna groups 6a, 6b, 6c, 6d divided into the “field-shaped” four parts, respectively. Each one of them in turn, from the center of the array toward the outer periphery, alternately in the clockwise and counterclockwise circumferential directions, in the order from amplifier 4-1 to amplifier 4-64, that is, with a high amplification factor. Each amplifier 4 is connected in order. The clockwise and counterclockwise directions may be alternately repeated starting from either direction from the array center.

詳述すると、まず、図６において、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうち、アレーアンテナの中心部に配置された素子アンテナの４つのうちの１つから時計周りにアンプ４−１〜４−４を接続して配置する。全ての素子アンテナ群６に１つずつ配置し終えたら、最後のアンプ４−４を配置した素子アンテナ群６ｄに属し、アレー中心から素子アンテナ群６ｄを略２等分に分割する破線８に沿って位置する素子アンテナ５を起点として始め、素子アンテナ群６ｃ，６ｂ、６ａに属する相似に位置する素子アンテナ５の１つずつに反時計回りにアンプ４−５〜４−８をそれぞれ接続して配置する。 Specifically, first, in FIG. 6, among the element antennas 5 belonging to the element antenna groups 6a, 6b, 6c, and 6d divided into four in the “field shape” type, the element antennas arranged at the center of the array antenna Amplifiers 4-1 to 4-4 are connected and arranged clockwise from one of the four. When one element is arranged for every element antenna group 6, the element belongs to the element antenna group 6 d where the last amplifier 4-4 is arranged, along the broken line 8 that divides the element antenna group 6 d into approximately two equal parts from the array center. Starting from the element antenna 5 located at the beginning, the amplifiers 4-5 to 4-8 are respectively connected counterclockwise to each of the element antennas 5 located in a similar position belonging to the element antenna groups 6c, 6b, 6a. Deploy.

次に、全ての素子アンテナ群６に各アンプ４を配置し終えたら、最後のアンプ４−８を配置したアンテナ群６ａにおいて、最後に接続された素子アンテナ５と同周で隣接する素子アンテナ５から始めて素子アンテナ群６ｂ、６ｃ、６ｄ内の相似位置の素子アンテナ５に時計周りに各アンプ４−９〜４−１２をそれぞれ接続して配置する。 Next, after the arrangement of each amplifier 4 in all the element antenna groups 6, in the antenna group 6a in which the last amplifier 4-8 is arranged, the element antenna 5 adjacent in the same circumference as the element antenna 5 connected last. The amplifiers 4-9 to 4-12 are respectively connected to the element antennas 5 at similar positions in the element antenna groups 6b, 6c, and 6d in a clockwise direction.

そして、全ての素子アンテナ群６に各アンプ４を配置し終えたら、最後のアンプ４−１２を配置した素子アンテナ群６ｄにおいて、破線８を軸に略対称となる位置にある素子アンテナ５から始め、素子アンテナ群６ｃ、６ｂ、６ａに属する相似に位置する素子アンテナ５の１つずつに反時計回りにアンプ４−１３〜４−１６をそれぞれ接続して配置する。 When the amplifiers 4 are arranged in all the element antenna groups 6, the element antenna group 6d in which the last amplifier 4-12 is arranged starts with the element antenna 5 at a position that is substantially symmetric with respect to the broken line 8. The amplifiers 4-13 to 4-16 are respectively connected in a counterclockwise direction to each of the element antennas 5 located in a similar position belonging to the element antenna groups 6c, 6b, and 6a.

さらに、全ての素子アンテナ群６に各アンプ４を配置し終えたら、最後のアンプ４−１６を配置した素子アンテナ群６ａにおいて、一周分だけ外周側に位置し、アレー中心を通り最後の素子アンテナ５が属する素子アンテナ群６ａを略２等分に分割する破線８上に位置する素子アンテナ５から始め、素子アンテナ群６ｂ、６ｃ，６ｄに属する相似に位置する素子アンテナ５の１つずつに反時計回りにアンプ４−１７〜４−２０をそれぞれ接続して配置する。以下、同様の順番で、アレーアンテナ装置１の各素子アンテナ５に各アンプ４を接続して配置して行くことで、図６に示すように、アレーアンテナ全体の配置を完了させる。 Further, after the arrangement of the amplifiers 4 in all the element antenna groups 6, the element antenna group 6a in which the last amplifier 4-16 is arranged is positioned on the outer peripheral side by one turn, passes through the center of the array, and is the last element antenna. Starting with the element antenna 5 located on the broken line 8 that divides the element antenna group 6a to which the element 5 belongs approximately into two equal parts, the element antenna groups 6b, 6c, and 6d that are similar to the element antenna groups 6b, 6c, and 6d are separated from each other. The amplifiers 4-17 to 4-20 are connected and arranged clockwise. Thereafter, the amplifiers 4 are connected to the element antennas 5 of the array antenna device 1 and arranged in the same order, thereby completing the arrangement of the entire array antenna as shown in FIG.

次に動作について説明する。各部の動作も、実施の形態１における動作と同様であり、同様の作用効果を奏する。 Next, the operation will be described. The operation of each part is the same as the operation in the first embodiment, and has the same effect.

このとき、図６において、各素子アンテナ群６に対する各アンプ４の配置に関し、各素子アンテナ５に接続されるアンプ４を、アレー中心から素子アンテナ群６を略２等分する軸に対称に、増幅率を略２等分して配置することになっており、これにより、素子アンテナ群６内でもアンプ４の性能の個体差が分散し、例えば増幅率の大きなアンプや小さなアンプばかりが局在することがなくなるため、電界ビームの空間分布の均一性向上が可能になる。 At this time, in FIG. 6, regarding the arrangement of each amplifier 4 with respect to each element antenna group 6, the amplifier 4 connected to each element antenna 5 is symmetrical about an axis that divides the element antenna group 6 from the center of the array approximately in half. As a result, the amplification factor is divided into approximately two equal parts, so that individual differences in the performance of the amplifier 4 are dispersed even within the element antenna group 6. For example, only amplifiers having a large amplification factor and small amplifiers are localized. Therefore, the uniformity of the spatial distribution of the electric field beam can be improved.

ひいては、実施の形態１に比べて、各素子アンテナ群６内も含め、さらにアレーアンテナ全体の出力の偏りを小さくすることが可能になる。また、アレーアンテナ全体を９０度回転させて垂直偏波と水平偏波を切換えても、偏波によらず出力の偏りを減らすことも可能である。 As a result, as compared with the first embodiment, it is possible to further reduce the output bias of the entire array antenna including the inside of each element antenna group 6. Also, even if the entire array antenna is rotated 90 degrees to switch between vertical polarization and horizontal polarization, it is possible to reduce the output bias regardless of the polarization.

また、図６においては、破線８に沿って、すなわちアレー中心を通る水平面から略４５度に位置する素子アンテナ５を起点としてアンプ４を接続した後は、これに隣接する素子アンテナ５を起点として選択しているが、同周における最遠に位置する素子アンテナ５でも良いし、同周に配置されている素子アンテナ５であれば、どれを選択しても良い。ただし、全ての素子アンテナ群６について、相似に位置する素子アンテナ５を一周配置し終えた後は、アレー中心を通る水平面から略４５度の軸の対称の位置にある素子アンテナ５を起点として同周の相似位置の素子アンテナ５に各アンプ４を配置するようにする。 In FIG. 6, after connecting the amplifier 4 starting from the element antenna 5 located along the broken line 8, that is, approximately 45 degrees from the horizontal plane passing through the array center, the element antenna 5 adjacent thereto is used as the starting point. Although it is selected, the element antenna 5 located at the farthest in the same circumference may be used, or any element antenna 5 arranged in the same circumference may be selected. However, after all of the element antenna groups 6 have been arranged around the element antennas 5 that are located in a similar manner, the element antennas 5 that are symmetrical about an axis of about 45 degrees from the horizontal plane passing through the array center are the same as the starting point. Each amplifier 4 is arranged on the element antenna 5 at a similar position in the circumference.

以上のように、この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置によれば、実施の形態１と同様の作用効果に加え、アレー中心を通りアンテナ群６を略２等分する軸に対称に、増幅率を略２等分してアンプ４を配置するようにしたので、実施の形態１に比べて、さらに電界ビームの空間分布の均一性向上が可能になるのである。 As described above, according to the array antenna device according to the third embodiment of the present invention, in addition to the same function and effect as in the first embodiment, the antenna group 6 passes through the center of the array and is symmetrical about the axis that bisects the antenna group 6. Since the amplifier 4 is arranged with the amplification factor approximately divided into two, compared to the first embodiment, it is possible to further improve the uniformity of the spatial distribution of the electric field beam.

なお、上述のように、この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置では、平面アレーを「田の字」型の四角形の素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを略２等分する軸に対称に、増幅率を略２等分してアンプ４を配置する場合を示したが、素子アンテナ群の形状は、これに限られるものではなく、例えば、図３に示すような三角形の素子アンテナ群６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈを略２等分する軸に対称に、増幅率を略２等分してアンプ４を配置するようにしても良い。要するにアレー中心から略等分割なものであれば、素子アンテナ群６の形状はどのようなものでも良く、素子アンテナ群６をアレー中心から略２等分する軸に対称に、増幅率を略２等分してアンプ４を配置するようにすれば、同様の作用効果を奏するのである。 As described above, in the array antenna device according to the third embodiment of the present invention, the planar array is formed on the axis that substantially bisects the “field-shaped” square element antenna groups 6a, 6b, 6c, and 6d. Symmetrically, the case where the amplifier 4 is arranged with the amplification factor approximately divided into two is shown, but the shape of the element antenna group is not limited to this, and for example, a triangular element antenna as shown in FIG. The amplifier 4 may be arranged with the amplification factor approximately divided into two, symmetrically about the axis that divides the groups 6e, 6f, 6g, and 6h into substantially equal parts. In short, as long as the element antenna group 6 is substantially equally divided from the array center, the shape of the element antenna group 6 may be any shape, and the amplification factor is approximately 2 symmetrically about an axis that divides the element antenna group 6 from the array center to approximately two equal parts. If the amplifiers 4 are equally divided, the same effects can be obtained.

実施の形態４．
この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置は、実施の形態２と同様にミッドアンプを設けた構成に加え、同段に位置するＲＦ部品間の接続ケーブルを実質的に等長で配線するようにしたものである。これにより、実施の形態２と同様の作用効果に加え、配線による損失を全素子アンテナについて実質的に同等にすることが可能になるため、さらに電界の空間分布の均一性が向上するという効果を奏する。 Embodiment 4 FIG.
In the array antenna apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, in addition to the configuration in which a mid-amplifier is provided as in the second embodiment, the connection cables between the RF components located in the same stage are wired with substantially the same length. It is a thing. As a result, in addition to the same effects as in the second embodiment, it becomes possible to make the loss due to wiring substantially the same for all element antennas, so that the uniformity of the spatial distribution of the electric field is further improved. Play.

図７は、この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置を示す構成図であり、同段に位置するＲＦ部品間の接続ケーブルが実質的に全て等長で配線されることを示す接続図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図７において、９は接続ケーブルであり、接続ケーブル９の配線以外は、図４に示した実施の形態２によるアレーアンテナ装置と同様の構成である。なお、素子アンテナ群６ｂ、６ｃ、６ｄについては、素子アンテナ群６ａと同様の接続であり、その詳細な図示は省略している。 FIG. 7 is a configuration diagram showing an array antenna apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, and is a connection diagram showing that all connection cables between RF components located in the same stage are wired with the same length. is there. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 7, reference numeral 9 denotes a connection cable, which has the same configuration as that of the array antenna apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 4 except for the wiring of the connection cable 9. The element antenna groups 6b, 6c, and 6d are connected in the same manner as the element antenna group 6a, and detailed illustration thereof is omitted.

次に動作について説明する。各部の動作も、実施の形態２における動作と同様であり、同様の作用効果を奏する。 Next, the operation will be described. The operation of each part is the same as the operation in the second embodiment, and has the same effect.

このとき、図７において、同段に位置するＲＦ部品、すなわち、分配器３、アンプ４、素子アンテナ５、ミッドアンプ７の間の接続ケーブル９を実質的に全て等長で配線することにより、信号源２から素子アンテナ５までの配線による電気的損失を全素子アンテナ５について実質的に同等にすること、すなわち、配線損失の差異を実用上無視できる程度に小さくすることが可能になる。 At this time, in FIG. 7, the RF components located in the same stage, that is, the connection cables 9 between the distributor 3, the amplifier 4, the element antenna 5, and the mid amplifier 7 are wired substantially at the same length, It is possible to make the electrical loss due to the wiring from the signal source 2 to the element antenna 5 substantially the same for all the element antennas 5, that is, to reduce the difference in wiring loss to a level that can be ignored in practice.

これにより、アンプ４を増幅率が大きいものから小さいものの順番に配置するだけで、容易に、各素子アンテナ５から放射される試験信号の電界が、図示しない被試験機器が置かれる位置において略均一な電界分布となる。 As a result, the electric field of the test signal radiated from each element antenna 5 can be easily made substantially uniform at the position where the device under test (not shown) is placed by simply arranging the amplifiers 4 in the order of increasing amplification factor. Electric field distribution.

以上のように、この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置によれば、実施の形態２と同様の作用効果に加え、ＲＦ部品間の接続ケーブル９を実質的に等長にすることにより、接続ケーブル９による損失をアレーアンテナ装置１全体で一定に保つようにしたので、アレーアンテナ装置１が放射する電界ビームの空間分布の均一性向上がケーブル長の影響を受けないという作用効果を奏し、これにより、実施の形態２に比べて、さらに電界ビームの空間分布の均一性向上が可能になるのである。 As described above, according to the array antenna device according to the fourth embodiment of the present invention, in addition to the same effects as those of the second embodiment, the connection cable 9 between the RF components is made substantially equal in length, Since the loss due to the connection cable 9 is kept constant throughout the array antenna device 1, the effect of improving the uniformity of the spatial distribution of the electric field beam radiated by the array antenna device 1 is not affected by the cable length, Thereby, the uniformity of the spatial distribution of the electric field beam can be further improved as compared with the second embodiment.

なお、上述のように、この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置では、実施の形態２と同様のミッドアンプ７を設けた構成において、同段間の接続ケーブル９を実質的に等長で配線する場合を示したが、アレーアンテナ装置の構成は、これに限られるものではなく、例えば、図１に示す実施の形態１や図６に示す実施の形態３によるアレーアンテナ装置と同様の接続構成において、同段間の接続ケーブルを実質的に等長で配線するようにしても良い。また、アレーアンテナ装置の構成はどのようなものでも良く、要するに同段間で電気的に略等長に接続すれば、同様の作用効果を奏するのである。 As described above, in the array antenna device according to the fourth embodiment of the present invention, in the configuration in which the same mid amplifier 7 as that of the second embodiment is provided, the connecting cable 9 between the same stages is substantially equal in length. Although the case of wiring is shown, the configuration of the array antenna apparatus is not limited to this. For example, the same connection as that of the array antenna apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 or the third embodiment shown in FIG. In the configuration, the connecting cables between the same stages may be wired with substantially the same length. In addition, the array antenna device may have any configuration, and in short, the same effect can be obtained by connecting the same stage electrically in approximately the same length.

また、上述のように、この発明の実施の形態１〜４によるアレーアンテナ装置では、アンプの増幅率が高い順番に接続された場合を示したが、アンプの性能は、これに限られるものではなく、例えば、アンプの増幅出力電力が大きい順番に接続するようにしても良く、同様の作用効果を奏する。 In addition, as described above, in the array antenna devices according to the first to fourth embodiments of the present invention, the case where the amplifiers are connected in the order of high gain is shown, but the performance of the amplifier is not limited to this. Instead, for example, the amplifiers may be connected in order of increasing amplification output power, and the same effect is obtained.

１アレーアンテナ装置
３分配器
４複数のアンプ
５複数の素子アンテナ
６素子アンテナ群
７複数のミッドアンプ
８素子アンテナ群を略２等分する破線
９接続ケーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Array antenna apparatus 3 Divider 4 Plural amplifier 5 Plural element antenna 6 Element antenna group 7 Plural mid amplifier 8 Broken line 9 which divides element antenna group into approximately two equal parts 9 Connection cable

Claims

A plurality of amplifiers for amplifying an input signal; and a plurality of element antennas for radiating signals amplified by the plurality of amplifiers, respectively,
The plurality of element antennas are classified into element antenna groups arranged substantially evenly,
The plurality of amplifiers are connected to one of the element antennas belonging to each of the element antenna groups in order of increasing gain.

The plurality of element antennas are classified into the element antenna group in an arrangement that is substantially equally divided from the array center,
The plurality of amplifiers are arranged in the order of increasing gain, alternately in clockwise and counterclockwise directions from the center of the array toward the outer peripheral side for each of the element antennas belonging to the element antenna group. The array antenna apparatus according to claim 1, wherein the array antenna apparatus is connected.

A plurality of mid-amplifiers for amplifying an input signal; and a plurality of distributors for distributing the signals amplified by the plurality of mid-amplifiers and inputting the distributed signals to the plurality of amplifiers, respectively.
The plurality of mid-amplifiers are connected in order of increasing gain to one of distributors connected to the element antennas belonging to each of the element antenna groups via an amplifier. The array antenna apparatus according to claim 1 or 2.

In an array antenna apparatus comprising a plurality of amplifiers for amplifying input signals and a plurality of element antennas for radiating signals amplified by the plurality of amplifiers, respectively,
Classifying the plurality of element antennas into element antenna groups arranged substantially evenly;
A method of arranging amplifiers in an array antenna apparatus, wherein the plurality of amplifiers are connected to one of element antennas belonging to each of the element antenna groups in order of increasing gain.

A plurality of amplifiers for amplifying an input signal; and a plurality of element antennas for radiating signals amplified by the plurality of amplifiers, respectively,
The plurality of element antennas are classified into element antenna groups arranged substantially evenly from the array center,
The plurality of amplifiers are connected to the element antennas at similar positions for each of the element antenna groups from the center of the array toward the outer periphery, alternately in the clockwise and counterclockwise circumferential directions, in order of increasing gain, An array antenna apparatus, characterized in that, when going from the inner peripheral side to the outer peripheral side, the element antennas arranged along the line dividing the element antenna group are divided into approximately two equal parts from the array center.

Wherein the plurality of amplifiers, claim 1, characterized in that the electrically connected respectively to substantially equal length to said plurality of element antennas, the array antenna apparatus according to any one of claims 2 and 5 .

The plurality of mid amplifiers are electrically connected to the plurality of distributors in approximately equal lengths, respectively.
The plurality of distributors are electrically connected to the plurality of amplifiers in approximately equal lengths, respectively.
4. The array antenna apparatus according to claim 3, wherein the plurality of amplifiers are electrically connected to the plurality of element antennas at approximately the same length.