JPH01290301A - フェーズド・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、フェーズド・アレイ・アンテナに間する。

（従来の技術） 飛行機などに搭載されるアンテナとして、近年、マイク
ロ・ストリップ・アンテナの開発がさかんに行なわれて
いる。

第４図はこのようなマイクロ・ストリップ・アンテナの
一例を示す斜視図、第５図はこのマイクロ・ストリップ
・アンテナの一部裁断斜視図である。

これらの図に示すマイクロ・ストリップ・アンテナは、
アンテナのベースとなる絶縁基板ｌＯＯと、この絶縁基
板１００の下面側に形成されるグランド面１０１と、前
記絶縁基板１００の上面側に形成される励振素子（金属
板）１０２と、前記励振素子１０２に接続される給電線
１０３とを備えている。

この場合、このマイクロ・ストリップ・アンテナにおい
ては、偏波面が回転する電波（円偏波）を生成するため
に、励振素子１０２の周縁部に切欠き１２０が形成され
ている。

そして、前記給電線１０３に高周波信号が供給されたと
き、このマイクロ・ストリップ・アンテナによって円偏
波が生成され、これが空中（この図において、上面側）
に放射される。

このようにこのマイクロ・ストリップ・アンテナにおい
ては、アンテナ全体を極めて薄くすることができるとと
もに、円偏波を生成できるので、飛行機用などのアンテ
ナとして極めて有望視され、これを変形した種々のアン
テナも開発されている。

第６図はこのようなマイクロ・ストリップ・アンテナを
用いたフェーズド・アレイ・アンテナの一例を示す斜視
図である。

この図に示すフェーズド・アレイ・アンテナは、皿状に
形成されるケース１ｏ５と、このケース１０５の開口部
側を覆うレドーム１０６とを備えており、このケース１
０５内にはアンテナ部１０７が収納されている。

アンテナ部１０７は、第７図に示す如くテフロングラス
基板１０８と、このテフロングラス基板１０８上に形成
される複数の励振素子１０９と、これらの各励振素子１
０９に各々接続される可変移相器　（ハ゛すＹ）ル・フ
ェース゛・シフタ）１１０　と、　これら各可変移相器
１１０に接続される分配・結合器１１１と、前記各可変
移相器１０７を制御する制御器１１３とを備えている。

そして、ケース１０５の同軸コネクタ１１２を介して高
周波信号が供給されたとき、分配・結合器１１１によっ
てこれが各可変移相器１１０に分配される。また、ケー
ス１０５のコネクタ１１４を介して方向指定データが人
力されたとき、制御器１１３によって各可変移相器１１
．０の移相角度が制御されて、各励振素子１０９に供給
される高周波信号の位相が１．’Ｊ＆ＩＰされる。

これによって、これら各励振素子１０９から出射返れる
円偏波の位相がずれて、前記方向指定データによ−って
指定された方向に電波が出射される。

また、これら各励Ｓ素子１０９が電波を受信して高周波
信号を発生すれば、各可変移相器１１０により前記方向
指定データで指定された順序で前記各高周波信号がシフ
Ｉ・されて分配・結合器１１１に供給されるとともに、
この分配・結合器１１１によフて合成されて、この合成
結果（高周波信号）が同軸コネクタ１１２を介して出力
される。

ところでこのような従来のフェーズド・アレイ・アンテ
ナにおいては、テフロングラス基板１０日上に、複数の
励振素子１０９と、複数の可変移相器１１０と、分配・
結合器１１１と、制ｉｌＩ器１１３とを配置しているの
で、アンテナ全体の面積を小さくすることができないと
いう問題があった。

そこで、このような不都合を除くために、テフロングラ
ス基板１０８を分割して、励振素子基板と、駆動回路基
板とを別々に作成し、励振素子基板のみをケース１０５
内に収納して機体に装備し、ケース１０５０面積を小さ
くすることも考えられるが、このようにすると、ケース
１０５から多数の同軸ケーブルを引出して、これらを機
内の駆動回路基板に接続しなければならないので、各同
軸ケーブルの接続分だけ製造コストが高くなってしまい
、かつ機体に形成されるケーブル用の穴も大きくなると
いう問題が生じる。

また、機体装備上、重量、振動などのためあまり太い同
軸ケーブルを使用することができないので、比較的細い
ケーブルを使用する事になり、同軸ケーブルにおける電
力損失が大きくなってしまう。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑み、多数の同軸ケーブルを用い
ることなく、アンテナ全体の面積を小さくすることがで
きるフェーズド・アレイ・アンテナを提供することを目
的としている。

（発明の概要） 上記の問題点を解決するために本発明によるフェーズド
・アレイ・アンテナにおいては、複数のアンテナ素子が
搭載されたアレイアンテナ板と、複数の移相器およびこ
れら各移相器に接続される分配・結合器が搭載された駆
動回路板とをｒａｐ！！シて面積を小さくしている。

（実施例） 第１図は本発明によるフェーズド・アレ、イ・アンテナ
の一実施例を示す分解斜視図である。

この図に示すフェーズド・アレイ・アンテナは、皿状に
形成されるケースｌと、このケース１０開口部側を覆う
レドーム２とを備えており、このケース１内にはアンテ
ナ部３が収納されている。

アンテナ部３は、駆動回路板４と、励振素子基板５と、
無給電素子基板６とが積層されたものであり、ケース１
内に収納された状態で、このケース１に設けられた同軸
コネクタ７と、コネクタ８とに接続される。

駆動＠踏板４は、第２図に示す如くテフロングラス基板
７と、このテフロングラス基板７の下面（あるいは、上
面）に配置される複数の可変移相器（バー９７フールリ
エースーシフ９）８と、これら各可変移相器８に接続さ
れる分配・結合器９と、この分配・結合器９に接続され
る同軸コネクタ１０と、前記各可変移相器８の移相角を
制御する制御器１１と、この制御器１１に接続されるコ
ネクタ１２、及びグランド面７ｂとを備えており、アン
テナ部３をケースｌ内に押し込んだとき、同軸コネクタ
ｌＯと前記同軸コネクタ７と接続されるとともに、コネ
クタ１２と、コネクタ８とが接続される。

また励振素子基板５は、テフロングラス基板１８と、こ
のテフロングラス基板１８上に配置される複数の励振素
子（金属板）１６と、前記テフロングラス基板１８の下
面に形成されるグランド面１７と、前記テフロングラス
基板１８の四周に配置されるスペーサ１９とを備えてお
り、励振素子基板５と、駆動回路板４とを貫通するよう
に設けられたワイヤ１３．１４によって各励振素子１６
と、各可変移相器８とが接続される。

この場合、第３図に示す如く各励振素子１６の各給電点
間アイソレーションが所定値以下となり（例えば、中心
点からのオフセット角度が１０５度となる点）、かつイ
ンピーダンスが“５０Ω″となる点で、各励振素子１６
と、各ワイヤ１３．１４とが接続されている。なお、詳
細は、同日送付した特許願、スタック型マイクロストリ
ップアンテナ（１）、または（２）に記載したので、こ
こでは省略する。

そして、グランド面１７が接地された状態で、各ワイヤ
１３．１４を介して位相差９０度の高周波信号Ｓ１、Ｓ
２が供給されたとき、時閉の経過に従って偏波面が回転
する電波（円偏波）が生成されて、これが空中に放射さ
れる。

また無給電素子基板６は、テフロングラス基板２２と、
このテフロングラス基板２２上に配置される複数の無給
電素子２１とを備えており、励振素子基板５と、無給電
素子基板６とを貫通するように設けられろ各ワイヤ２０
によって各無給電素子２１の中心部分と、前記グランド
面１７とが接続されている。

そして、前記同軸コネクタ７、ＩＯを介して高周波信号
が供給されたとき、分配・結合器９によってこれが各可
変移相器８に分配されるとともに、コネクタ８．１２を
介して人力される方向指定データに基づいて制御器１１
が各可変移相器８を移相角度を制御して、各励振素子１
６に供給される高周波信号を移相させる。

これによって、これら各励振素子１６から出射される円
偏波の位相がずれて、前記方向指定データによって指定
された方向に電波が出射される。

また、これら各励振素子１６が電波を受信して高周波信
号を発生すれば、これが各可変移相器８によって、前記
方向指定データで指定された順序でシフトされて、分配
・結合器９に供給されるとともに、この分配・結合器９
によって合成され、この合成結果（高周波信号）が同軸
コネクタ１０．７を介して外部に出力される。

このようにこの実施例においては、駆動回５′８板４と
、励振素子基板５と、無給電素子基板６とを積層してい
るので、アンテナ全体の面積を小さくすることができる
。

また、上述した実施例においては、励振素子基板５と、
無給電素子基板６との閏を空間にしているが、これらの
間に誘電率εが“１０”程度の誘電板を挿入するように
して、ＶＳＷＲ特性を向上させるようにしても良い（同
日送付の特許願、スタック型マイクロストリップアンテ
ナ（１）、または（２）参照）。

また上述した各実施例においては、各給電点のオフセッ
ト角度を“１０５度”にしているが、各給電点間のアイ
ソレーションが所定値以下の点であれば、このオフセッ
ト角度を他の値にするようにしても良い。

また上述した実施例においては、背面給電タイプのスタ
ック型マイクロ・ストリップ・アンテナを例にとって、
本発明を説明したが、通常のマイクロ・ストリップ・ア
ンテナに本発明を適用しても良い。

なお、上述の実施例は、同波マイクロストリップアンテ
ナについて説明したが、直線偏波マイクロストリップア
ンテナに本発明を適用しても良い。

さらに、本発明のアンテナを装備するアンテナ機体の曲
面に一致させた曲面型構造としても、上述した効果につ
いては、何ら変わりはない。むしろ、装備性能は向上す
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、多数の同軸ケーブ
ルを用いることなく、面積を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフェーズド・アレイ・アンテナの
一実施例を示す分解斜視図、第２図は第１図に示すアン
テナ部の詳細を示す分解斜視図、第３図は第１図に示す
アンテナ部の一部裁断斜視図、第４図は従来からあるマ
イクロ・ストリップ・アンテナの一例を示す斜視図、第
５図は第４図に示すマイクロ・ストリップ・アンテナの
一部裁断斜視図、第６図は従来からあるフェーズド・ア
レイ・アンテナの一例を示す斜視図、第７図は第６図に
示すフェーズド・アレイ・アンテナの分解斜視図である
。 ４・・・駆動回路板、５・・・アレイアンテナ板（励振
素子基板）、８・・・移相器、９・・・分配・結合器、
１６・・・放射素子（励振素子）。 特許出願人　東洋通信機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数の放射素子が搭載されたアレイアンテナ板と、複
   数の移相器およびこれら各移相器に接続される分配・結
   合器が搭載された駆動回路板とを積層するとともに、前
   記各放射素子と各移相器とを各々接続したことを特徴と
   するフェーズド・アレイ・アンテナ。