JP5769533B2 - フェーズドアレイアンテナ及びその位相制御方法 - Google Patents
フェーズドアレイアンテナ及びその位相制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5769533B2 JP5769533B2 JP2011164520A JP2011164520A JP5769533B2 JP 5769533 B2 JP5769533 B2 JP 5769533B2 JP 2011164520 A JP2011164520 A JP 2011164520A JP 2011164520 A JP2011164520 A JP 2011164520A JP 5769533 B2 JP5769533 B2 JP 5769533B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- calculation
- information
- phase
- panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F5/00—Systems for regulating electric variables by detecting deviations in the electric input to the system and thereby controlling a device within the system to obtain a regulated output
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
- H01Q1/288—Satellite antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
- H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Description
SSPS計画とは、図8に示すように、巨大な太陽電池パネルを搭載した人口衛星を赤道上空に打ち上げ、太陽光によって発電した電力を太陽電池パネルの中の発信モジュールによりマイクロ波に変換する。そして、マイクロ波100をマイクロ波送電部101から地上に設けた受電設備102へ送電し、地上において再び電力に変換して利用するという計画である。
上記レトロディレクティブ機能とは、地上に設けられた受電設備102から送られてくるパイロット信号(誘導信号)をマイクロ波送電部101が備える送電アンテナにより受信し、受信したパイロット信号の位相情報を送電アンテナから放射させる送信波に反映させることによって、この送信波をパイロット信号の到来方向に指向させる機能である。
例えば、特許文献1には、レトロディレクティブ機能の一例が開示されており、パイロット信号の到来方向とアンテナパネルとがなす到来方向角度に基づいて、パイロット信号の到来方向に直交するアンテナ基準線と各アンテナ素子との間の距離を算出し、算出されたそれぞれの距離に応じて、各アンテナ素子から放射させるマイクロ波の移相量を決定し、補正している。
各アンテナパネルが、移相量を決定する場合、他のアンテナパネルの通信機能に故障が発生していると、該アンテナパネルに隣接する他のアンテナパネルに移相量を送信できず、一部のアンテナパネルの通信故障が他のアンテナパネルに影響を与える可能性がある。また、一部のアンテナパネルが誤った移相量を送信すると、該アンテナパネルに隣接するパネルが誤った移相量を受信することとなり、誤った移相量が他のアンテナパネルに伝播する可能性がある。
なお、信号とは、例えば送電マイクロ波であり、演算情報とは、例えば演算手段によって演算された移相量を示す情報である。
演算手段によって演算された演算情報は、各アンテナパネル毎に備えられた送信手段によって、少なくとも3つ以上の隣接する他のアンテナパネルへ送信される。
しかし、少なくとも3つ以上の隣接する他のアンテナパネルに演算情報を送信することによって、送信経路が冗長となり、通信機能が故障しているアンテナパネルを迂回して演算情報が送信されるので、通信機能が故障していないアンテナパネルに演算情報が送信されないことを防ぐことができる。
このため、アンテナパネルが、誤った演算情報を受信したとしても、他のアンテナパネルから受信した正しい演算情報を用いて演算された演算情報を得ることとなるので、誤った演算情報が他のアンテナパネルに更に送信されること、すなわち、誤った演算情報の伝播が防止される。
なお、演算手段は、不一致情報を受信した場合、受信した一つの演算情報で演算を行い、該演算による演算情報が送信手段によって隣接する他のアンテナパネルへ送信される。
本実施形態では、本発明に係るフェーズドアレイアンテナをSSPSに適用した場合を例に挙げて説明する。
原振31は、無線通信を介し、検出部40によって各アンテナパネルC間の到達位相φを推定する場合の基準となる基準信号fp+Δpを、各アンテナパネルCに対して送信する。なお、原振31によって、基準信号を送信する手法については、例えば、特開2004−325162号公報に詳述されている。これらの周知技術を採用することにより、原振31から基準信号を送信することが可能である。
指示送信部32は、時刻を同期させるパルス(時刻同期パルス)を検出部40に出力する。
AD変換器41は、指示送信部32から取得した時刻同期パルスをトリガとし、各アンテナパネルCの受信回路30においてダウンコンバートされたパイロット信号fp´における到達位相φ検出のタイミング情報を候補決定部42に出力する。
具体的には、演算処理部50は、位置特定部51及び移相量決定部52を備えている。
移相量決定部52は、位置特定部51によって特定されたパネル位置の情報に基づいて、各アンテナ素子20から放射させる信号の移相量をそれぞれ決定する。例えば、移相量決定部52は、隣接する他のアンテナパネルCの位相情報に基づいて、アンテナ素子20から放射させる送電マイクロ波の移相量を決定する。
また、移相量決定部52は、送電マイクロ波の移相量を決定すると、各アンテナパネルCに対応する可変移相器80に移相量の情報を出力する。
各可変移相器80は、演算処理部50からそれぞれ入力された位相情報に基づいて、分波回路70から入力された基準位相の送電マイクロ波に移相量を生じさせ、電力増幅器90に出力する。
電力増幅器90は、アンテナ素子20にそれぞれ対応して設けられ、外部電源(宇宙太陽発電部)より供給された電力を可変移相器80から出力される信号の位相及び周波数の送電マイクロ波へ増幅し、アンテナ素子20へ出力する。
アンテナ素子20は、それぞれ電力増幅された各位相差を有する送電マイクロ波を受電設備102(図8参照)に向けて放射する。
図4は、2つの隣接する他のアンテナパネルCへ位相情報が送信される例を示している。
図4のアンテナパネルC1,C2は、通信機能が故障したアンテナパネルCであり、図4の矢印は、位相情報が送信される方向である。そして、図4に示すように、基準パネルPから順に隣接するアンテナパネルCへ位相情報が送信されても、アンテナパネルC1,C2に隣接するアンテナパネルC3へは位相情報が送信されない。
図5は、3つの隣接する他のアンテナパネルCへ位相情報が送信される例を示している。図5に示すように、3つの隣接する他のアンテナパネルCへ位相情報を送信することによって、通信機能が故障したアンテナパネルC2を回り込んで、通信機能が故障していないアンテナパネルC3へ位相情報が送信されることとなる。
なお、図5では、位相情報を送信する3つの隣接する他のアンテナパネルCに、位相情報を受信した他のアンテナパネルCを含まない。すなわち、アンテナパネルCは、位相情報を受信した他のアンテナパネルCにも、演算の結果としての位相情報を送信すると、4つの隣接する他のアンテナパネルCへ位相情報を送信することとなる。
そこで、本実施形態に係る演算処理部50は、2つ以上の隣接する他のアンテナパネルCからの位相情報を受信した後に、受信した位相情報毎に複数の演算を行い、多数決により位相情報を決定する。そして、送受信部94は、多数決により決定した位相情報を隣接する他のアンテナパネルCへ送信する。すなわち、演算の結果として異なる位相情報が複数得られた場合、同一の位相情報がより多い方が、正しい位相情報として決定される。なお、同一の位相情報には、完全に同一な位相情報の他に、差が所定範囲内に含まれる位相情報も含まれる。
このように、アンテナパネルCが、他のアンテナパネルCから誤った位相情報を受信したとしても、他のアンテナパネルCから受信した正しい位相情報を用いて、位相情報を演算することとなるので、誤った位相情報が他のアンテナパネルCに更に送信されること、すなわち、誤った位相情報の伝播が防止される。
なお、基準パネルP及び基準パネルPに隣接し2つ以上の位相情報を受信できないアンテナパネルCは、通信アルゴリズムによる処理を行うことなく、位相情報を演算する。
そして、演算処理部50は、2つの隣接する他のアンテナパネルCからの位相情報を受信する(ステップ2)と、受信した位相情報毎に演算を行い(ステップ3A,3B,3C)、演算の結果としての2つの位相情報が一致するか否かを判定する。
そして、演算処理部50は、その後、隣接する他のアンテナパネルCから3つ目の位相情報を受信すると、3つ目の位相情報を用いて演算を行い、多数決により位相情報を決定する(ステップ5A)。
そして、送受信部94が、多数決によって決定された位相情報を隣接する他のアンテナパネルCへ新たに送信する(ステップ6)。
図7(A)は、初期状態の一例である。
図7(B)は、受信待ち状態となっているアンテナパネルC1が、位相情報「A」と位相情報「?」を受信し、演算の結果を位相情報「A」と決定した状態である。
図7(C)は、アンテナパネルC1が、位相情報「A」を隣り合う他のアンテナパネルCへ送信した状態である。
図7(D)は、保留状態となっていたアンテナパネルC2が、アンテナパネルC1から受信した位相情報「A」によって、演算の結果を位相情報「A」と決定し、決定した位相情報「A」を隣り合う他のアンテナパネルCへ送信した状態である。
従って、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ1は、アンテナパネルCによる位相情報の送信に異常が生じても、該異常の影響が他のアンテナパネルCに伝播することを防止できる。
従って、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ1は、誤った位相情報が他のアンテナパネルCに更に送信されること、すなわち、誤った位相情報の伝播を防止できるので、アンテナパネルCによる位相情報の送信に異常が生じても、該異常の影響が他のアンテナパネルCに伝播することを防止できる。
従って、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ1は、演算の結果としての2つの位相情報の一致、不一致にかかわらず、隣接する他のアンテナパネルCへ情報を送信することとなるので、隣接する他のアンテナパネルCへの情報の送受信が滞ることを防ぐことができる。
従って、本実施形態に係るフェーズドアレイアンテナ1は、誤った位相情報の伝播を防止すると共に、正しい位相情報を伝播させることができる。
50 演算処理部
51 位置特定部
52 移相量決定部
92 位相制御部
94 送受信部
C アンテナパネル
Claims (5)
- 複数のアンテナ素子が配列配置された複数のアンテナパネルを平面状に接続した構成を有し、各前記アンテナ素子に入出力する信号の位相を制御することにより、受信設備から送信されたパイロット信号の到来方向に対し信号を放射するフェーズドアレイアンテナであって、
各前記アンテナパネル毎に備えられ、前記アンテナ素子から放射させる信号の移相量を演算する演算手段と、
各前記アンテナパネル毎に備えられ、前記演算手段による前記移相量の演算に用いる演算情報を隣接する他の前記アンテナパネルから受信する受信手段と、
各前記アンテナパネル毎に備えられ、少なくとも3つ以上の隣接する他の前記アンテナパネルへ、前記演算手段によって演算した前記演算情報を送信する送信手段と、
を備えたフェーズドアレイアンテナ。 - 前記演算手段は、2つ以上の隣接する他の前記アンテナパネルからの前記演算情報を受信した後に、受信した前記演算情報毎に複数の演算を行い、多数決により演算の結果としての前記演算情報を決定し、
前記送信手段は、多数決により決定された前記演算情報を隣接する他の前記アンテナパネルへ送信する請求項1記載のフェーズドアレイアンテナ。 - 前記演算手段は、隣接する他の前記アンテナパネルからの前記演算情報を2つ受信すると、受信した前記演算情報毎に演算を行い、演算の結果としての2つの前記演算情報が一致するか否かを判定し、
前記送信手段は、2つの前記演算情報が一致しない場合、不一致を示す不一致情報を隣接する他の前記アンテナパネルへ送信し、2つの前記演算情報が一致した場合、該演算情報を隣接する他の前記アンテナパネルへ送信する請求項2記載のフェーズドアレイアンテナ。 - 前記演算手段は、演算の結果としての2つの前記演算情報が一致せず、その後、隣接する他の前記アンテナパネルから3つ目の前記演算情報を受信すると、該3つ目の前記演算情報を用いて演算を行い、多数決により演算情報を決定し、
前記送信手段は、多数決により決定された前記演算情報を、隣接する他の前記アンテナパネルへ新たに送信する請求項3記載のフェーズドアレイアンテナ。 - 複数のアンテナ素子が配列配置された複数のアンテナパネルを平面状に接続した構成を有し、各前記アンテナ素子に入出力する信号の位相を制御することにより、受信設備から送信されたパイロット信号の到来方向に対し信号を放射するフェーズドアレイアンテナの位相制御方法であって、
各前記アンテナパネル毎に備えられた受信手段によって、前記アンテナ素子から放射させる信号の移相量の演算に用いる演算情報を隣接する他の前記アンテナパネルから受信し、該演算情報を用いて前記移相量を演算する第1工程と、
各前記アンテナパネル毎に備えられた送信手段によって、少なくとも3つ以上の隣接する他の前記アンテナパネルへ前記第1工程で演算した前記演算情報を送信する第2工程と、
を含むフェーズドアレイアンテナの位相制御方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011164520A JP5769533B2 (ja) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | フェーズドアレイアンテナ及びその位相制御方法 |
PCT/JP2012/067920 WO2013015137A1 (ja) | 2011-07-27 | 2012-07-13 | フェーズドアレイアンテナ及びその位相制御方法 |
US14/113,096 US9568936B2 (en) | 2011-07-27 | 2012-07-13 | Phased array antenna and phase control method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011164520A JP5769533B2 (ja) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | フェーズドアレイアンテナ及びその位相制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013030914A JP2013030914A (ja) | 2013-02-07 |
JP5769533B2 true JP5769533B2 (ja) | 2015-08-26 |
Family
ID=47600988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011164520A Active JP5769533B2 (ja) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | フェーズドアレイアンテナ及びその位相制御方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9568936B2 (ja) |
JP (1) | JP5769533B2 (ja) |
WO (1) | WO2013015137A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014211767A (ja) * | 2013-04-18 | 2014-11-13 | 富士通株式会社 | 情報処理システム、制御装置及び情報処理システムの制御方法 |
JP6207365B2 (ja) * | 2013-12-02 | 2017-10-04 | 三菱電機株式会社 | フェーズドアレーアンテナ装置及び通信システム |
US11169240B1 (en) | 2018-11-30 | 2021-11-09 | Ball Aerospace & Technologies Corp. | Systems and methods for determining an angle of arrival of a signal at a planar array antenna |
US11327142B2 (en) | 2019-03-29 | 2022-05-10 | Ball Aerospace & Technologies Corp. | Systems and methods for locating and tracking radio frequency transmitters |
CN113395098B (zh) * | 2021-04-13 | 2023-11-03 | 西安宇飞电子技术有限公司 | 一种多天线信号合并和发射信号赋形的方法及装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3005168A (en) * | 1959-10-08 | 1961-10-17 | David L Fye | Microwave phase shifter |
US4227194A (en) * | 1971-01-04 | 1980-10-07 | Hughes Aircraft Company | Synthetic array processor |
CA1238713A (en) * | 1984-06-04 | 1988-06-28 | Alliedsignal Inc. | Antenna feed network |
US4717918A (en) * | 1985-08-23 | 1988-01-05 | Harris Corporation | Phased array antenna |
JPH11145725A (ja) * | 1997-11-11 | 1999-05-28 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 空間給電フェーズドアレイアンテナ装置 |
JP3613142B2 (ja) * | 2000-04-24 | 2005-01-26 | 三菱電機株式会社 | 宇宙太陽光発電方法、そのシステム、発電衛星、制御衛星及び電力基地 |
JP2002100919A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Toshiba Corp | フェーズドアレイアンテナ装置 |
GB0125349D0 (en) | 2001-10-22 | 2001-12-12 | Qinetiq Ltd | Antenna system |
JP4436065B2 (ja) * | 2003-04-23 | 2010-03-24 | 三菱重工業株式会社 | 位相計測装置及び宇宙太陽発電システム |
JP4486539B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-06-23 | 三菱重工業株式会社 | フェーズドアレイアンテナ及びその位相制御方法 |
JP2006304205A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | アンテナ位相較正装置及びそれを用いた追尾アンテナ装置 |
-
2011
- 2011-07-27 JP JP2011164520A patent/JP5769533B2/ja active Active
-
2012
- 2012-07-13 WO PCT/JP2012/067920 patent/WO2013015137A1/ja active Application Filing
- 2012-07-13 US US14/113,096 patent/US9568936B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9568936B2 (en) | 2017-02-14 |
WO2013015137A1 (ja) | 2013-01-31 |
JP2013030914A (ja) | 2013-02-07 |
US20140035694A1 (en) | 2014-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5336709B2 (ja) | 電力供給システム | |
JP5769533B2 (ja) | フェーズドアレイアンテナ及びその位相制御方法 | |
US8842040B1 (en) | Mutual coupling based calibration technique for structurally deformed phased array apertures | |
ITBO20090046A1 (it) | Sistema di posizionamento per veicoli a guida automatica funzionante a radio frequenza con antenne direttive | |
JP5161904B2 (ja) | フェーズドアレイアンテナ及びその位相制御方法 | |
WO2010059759A3 (en) | Systems and methods for compensating for transmission phasing errors in a communications system using a receive signal | |
JP2012098278A (ja) | リアルタイム到来角推定装置及びその方法 | |
CN104145192A (zh) | 用于飞行器应用的优化二平板aesa | |
JP4486539B2 (ja) | フェーズドアレイアンテナ及びその位相制御方法 | |
KR101217134B1 (ko) | 다항식 곡선접합 보정방식의 능동형 위상 배열 레이더 시스템 | |
JP5578885B2 (ja) | フェーズドアレイアンテナ及びその制御方法 | |
WO2013082818A1 (zh) | 微波天线对准方法及装置 | |
JP2018004513A (ja) | レーダ装置および角度検出方法 | |
JP2010038684A (ja) | 車両検索システム | |
JP3616075B2 (ja) | 送電ビーム方向制御装置 | |
JP7080415B2 (ja) | 指向方向制御装置、光通信ターミナル、光通信システム、及び指向方向制御方法 | |
JPH11251821A (ja) | アンテナ指向方向制御方法 | |
US20100124263A1 (en) | Systems for determining a reference signal at any location along a transmission media | |
CN111736120A (zh) | 一种基于天波传播校正源信号的阵列误差校正方法 | |
JP2010071653A (ja) | 距離測定装置 | |
JP5506513B2 (ja) | 誘導装置 | |
CN103904432B (zh) | 相控阵天线波束指向的校正装置及方法 | |
US10790883B2 (en) | MIMO system and method utilizing interferometric pattern | |
US20230403073A1 (en) | Transmission of atmospheric ducted communication signals | |
JP2013164333A (ja) | 追尾アンテナ指向方向制御方法および装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140602 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150203 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150526 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150623 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5769533 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |