JPH01155706A - アレイアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアンテナ装置に関し、特にフェイズドアレイア
ンテナの構造に関する。

（従来の技術） 従来、この種のアンテナの構造は、アンテナモジュール
に直接アンテナ素子を接続したり、アンテナモジュール
の伝送路と同一の基板上にアンテナ素子を一体でプリン
ト製作したりする方法がとられていた。

この従来の構造の一例を第３図に示す０図中１はアンテ
ナ素子、２は電力分配器□を含むマイクロ波フィーダ、
３、はアンテナモジュールであり、マイクロ波フィーダ
２で分配された信号はアンテナモジュール３へ入力され
ここで位相制御された後アンテナ素子ｌへ供給されアン
テナ素子ｌから空間へ放射される。このアンテナモジュ
ール３は故障した場合に交換する必要があるため、マイ
クロ波フィーダ２とアンテナモジュール３の接続にはコ
ネクタを用いる構造となっていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した前記従来の構造には次のような
欠点があった。

前述のように、アンテナモジュールは故障することがあ
るのでその際には交換しなければならない。

一方、アレイアンテナにおいては多数のアンテナ素子相
互間の位置精度を保つ必要がある。なぜなら、アンテナ
素子の位置誤差にはアンテナ開口面の励振分布誤差とな
り放射パターン性能の劣化を招来するからである。

従って、アンテナモジュールを交換する際にアンテナ素
子の位置精度が充分に保たれねばならない、この位置精
度保持のために採られる手段の１つとして複数のアンテ
ナモジュールを一体化することが考えられている。しか
しながら各アンテナモジュールとマイクロッ、イータと
の接続部分は一体化前と同様それぞれ個別の接続部でな
ければならないため、一体化した構造体に配置された複
数の接続部がマイクロ波フィーダの対応する接続部にそ
れぞれ良好に嵌合するようにするためには、接続部の構
造が複雑になったり或いは特殊なコネクタを用いなけれ
ばならないという問題があり、一体化するとは言っても
精精２〜３台を一体化できる程度である。従って、この
程度の一体化では、一体化されたものの数がまだ相当数
あるためそれら相互間での位置精度保持の問題が残る。

そのうえ、例えば３台を一体化した場合には、そのうち
の１台だけが故障した場合でも３台共交換することにな
ってしまい経済性の点で問題がある。

アンテナ素子の位置精度保持のための第２の手段はアン
テナモジュールの取り外し交換を行ってもアンテナ素子
の位置が固定されているような構造体を設けることであ
るがアンテナ素子の近くに複雑な構造体を設けることに
なるという問題がある。

また、アンテナモジュールを交換する場合に、アンテナ
素子の前面あるいは側面から交換する必要があるため、
このアンテナ装置の動作を一時停止させなければならな
いという不便があった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、アン
テナモジュール交換の際、アンテナ素子の位置に影響を
及ぼすことなく且つアンテナ装置の動作を一時停止する
ことなく交換作業を行うことのできるアレイアンテナを
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために次の手段構成を有
する。

即ち、本発明のアレイアンテナは、マイクロ波フィーダ
と、該マイクロ波フィーダに整列配置された複数のアン
テナ素子と、１又は複数のアンテナ素子に対応させて前
記マイクロ波フィーダに取り付けられた複数の位相制御
アンテナモジュールとを有し、前記マイクロ波フィーダ
は高周波電力供給線路から各位相制御アンテナモジュー
ルへ電力を分配する電力分配回路と各位相制御アンテナ
モジュールの出力を対応する１又は複数のアンテナ素子
へ伝送する伝送回路とを有することを特徴とするもので
ある。

（作　用） 以下、上記手段構成を有する本発明のアレイアンテナの
作用を説明する。

本発明のアレイアンテナにおいてはアンテナ素子はマイ
クロ波フィーダに直接整列配置されており、またアンテ
ナモジュールもマイクロ波フィーダに直接取り付けられ
る構造となっている。

従って、アンテナモジュールの交換に際してはアンテナ
素子の位置に影響を与えることなく作業を行うことがで
きる。

アンテナ素子はマイクロ波フィーダと一体構造で製造し
てもよいし、また別個に製造して後にアンテナ素子をマ
イクロ波フィーダに取り付ける製造方法であってもよい
、一体構造で製造する場合には必要な位置精度で製造さ
れた状態が運用状態に入ってもそのまま維持される。ま
た別々に製造して取り付ける方法であっても取り付は段
階で一旦精度を出して固定することにより装置の運用段
階においても当初の精度を維持することができる。

アンテナモジュールへの高周波電力の供給はマイクロ波
フィーダ中の電力分配回路によって高周波電力供給線路
から各アンテナモジュールへ供給される。アンテナモジ
ュールへ供給された高周波電力は各アンテナモジュール
で所定の位相制御を受けた後マイクロ波フィーダ中の伝
送回路を経て対応するアンテナ素子へ供給されアンテナ
素子から空間へ放射される。

アンテナモジュールとアンテナ素子の対応関係は、１個
のアンテナモジュールから１個のアンテナ素子へ供給す
る場合と、１個のアンテナモジュールから複数個のアン
テナ素子へ供給する場合とがある。複数個のアンテナ素
子へ供給する場合には伝送回路は一種の分配回路となる
。

このように本発明のアレイアンテナでは、アンテナ素子
がアンテナモジュールに直接取り付けられるのではなく
、アンテナ素子もアンテナモジュールも別々にマイクロ
波フィーダに取り付けられておりアンテナモジュールか
らの高周波電力はマイクロ波フィーダ中の伝送回路を通
じてアンテナ素子へ送られるようになっているのでアン
テナモジュールの取り付は位置はアンテナ素子とは独立
に定めることができる。即ち、マイクロ波フィーダを基
準にしてアンテナ素子が配列されている方を前面とすれ
ば、背面から保守点検作業や交換作業を行えるように取
り付けることができる。

（実　施　例） 以下、本発明のアレイアンテナの実施例について図面を
参照して説明する。

第１図は本発明の実施例の斜視図である。１はアンテナ
素子、２はマイクロ波フィーダ、３はアンテナモジュー
ルであり、アンテナ素子とアンテナモジュールはそれぞ
れ独立にマイクロ波フィーダに接続される構造となって
いる。

第２図（ａ）は本発明の実施例の構造図であり、図（ｂ
）は図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

４はアンテナ素子とマイクロ波フィーダの接続部、５は
アンテナモジュールとマイクロ波フィーダの接続部、２
１ａ〜２１ｃは地導体板、２２ａ〜２２ｄは誘電体、２
３ａ、２３ｂはプリント基板であり、２４ａ、２４ｂは
それぞれ２３ａ。

２３ｂのプリント基板上の導体パターンの一例であり、
２４ａは伝送回路の導体パターン、２４ｂは高周波電力
供給線路および電力分配回路の導体パターンである。地
導体板２１ａ、同２１ｂと誘電体２２ａ、同２２ｂおよ
びプリント基板２３ａは、トリプレート伝送路を形成し
、伝送回路を構成している。同様に地導体板２１ｂ、同
２１ｃと誘電体２２ｃ、同２２ｄおよびプリント基板２
３ｂは、トリプレート伝送路を形成し、電力分配回路を
構成している。

次に、本実施例の動作を説明する。アンテナの送信時に
はマイクロ波フィーダに入力された高周波信号は、マイ
クロ波フィーダの電力分配回路２４ｂによって分配され
、それぞれ位相制御用のアンテナモジュール３へ伝送さ
れる０次にアンテナモジュール３により位相制御された
高周波信号は、マイクロ波フィーダの伝送回路２４ａを
通り、アンテナ素子１へ伝送され、空間へ放射される。

一方受信時には、送信時と全く逆の経路にて信号が伝送
される。

本実施例では、マイクロ波フィーダは、伝送回路と電力
分配回路の２層構造にて説明したが、必要に応じＮ層（
ここで、Ｎは正の整数）構造でも構成できる。

また、本実施例ではアンテナ素子とアンテナモジュール
が１対１に対応した例で説明したが、１台のアンテナモ
ジュールからＭ個（ここで、Ｍは正の整数）のアンテナ
素子へ信号が伝送される場合には、本実施例の伝送回路
をＭ分配回路として構成できることはもちろんである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のアレイアンテナはアンテ
ナ素子とアンテナモジュールを別別にマイクロ波フィー
ダに取り付けるようにし、アンテナモジュールからアン
テナ素子への信号供給はマイクロ波フィーダ内の伝送回
路を通じて行うようになっているので、アンテナモジュ
ールの保守点検作業や交換作業の際にアンテナ素子の位
置に影響を与えることなく作業を行うことができるので
アンテナ素°子の位置精度を装置製造時の精度に維持で
きるという利点があり、また、アンテナモジュールの保
守点検や交換をアレイアンテナの背面から行える位置に
アンテナモジュールを取り付けることができ作業の際に
アンテナの動作を一時中止しなくてよいという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアレイアンテナの実施例の−部の斜視
図、第２図は第１図の実施例の構造図および断面図、第
３図は従来のアレイアンテナの一例の外観図である。 １・・・・・・アンテナ素子、　２・・・・・・マイク
ロ波フィーダ、　３・・・・・・アンテナモジュール、
　２１ａ〜２１ｃ・・・―・・地導体板、　２２ａ〜２
２ｄ・・・・・・誘電体、　２３ａ、２３ｂ・・・・・
・プリント基板、２４ａ・・・・・・プリント基板２３
ａ上の伝送回路の導体パターン、　２４ｂ・・・・・・
プリント基板２３ｂ上の高周波電力供給線路と電力分配
回路の導体パターン。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 、ネ、４６明のうＣさ一３イ祈１１　　の４ミ＋オ見図
第　７　図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）木、づ即！
；　９Ａ　’ｊ：施イ１１１ごイ）、４１ら２１惨し図
ｔｉｔム二１【自′面ｇ第　２　図 り東のアレイアンテナ０タト観の−イ列第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マイクロ波フィーダと、該マイクロ波フィーダに整列配
   置された複数のアンテナ素子と、１又は複数のアンテナ
   素子に対応させて前記マイクロ波フィーダに取り付けら
   れた複数の位相制御アンテナモジュールとを有し、前記
   マイクロ波フィーダは高周波電力供給線路から各位相制
   御アンテナモジュールへ電力を分配する電力分配回路と
   各位相制御アンテナモジュールの出力を対応する１又は
   複数のアンテナ素子へ伝送する伝送回路とを有すること
   を特徴とするアレイアンテナ。