JPH02288602A

JPH02288602A - 指向性可変アンテナ

Info

Publication number: JPH02288602A
Application number: JP10965789A
Authority: JP
Inventors: Yuji Higuchi; 裕二樋口; Hiroshi Watanabe; 浩渡辺
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-11-28

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、所謂アレイアンテナにおけるメインロープの
指向方向を変更制御できる指向性可変アンテナに関する
。

（従来の技術）従来の指向性可変アンテナとしては、例えば第７図や第
８図に示すものが知られている。第７図に示すものは、
複数のアンテナ素子８１、同８１、同８１と合成器８２
との間に可変移相器８３、同８３を挿入して合成位相を
調整し、これにより指向方向の可変を可能とするもので
ある。また、第８図に示すものは、複数のアンテナ素子
９１、同９１、同９１と合成器９２間に混合回路９３、
同９３、同９３を有するもので、この混合回路９３、同
９３、同９３に入力される局部発振回路９４からの局部
発振信号（ローカル信号）の位相を可変移相器９５、同
９５により変化させて合成位相を調整し、これにより指
向方向の可変を可能とするものである。

（発明が解決しようとする課題）上述した従来の指向性可変アンテナは、第７図に示すも
のにあっては受信信号ラインに可変移相器が挿入される
ため、その損失による雑音指数の劣化を生ずるという問
題点がある。また、第８図に示すものにあっては、混合
回路のローカル信号ラインに可変移相器が挿入されるた
め、可変移相器の挿入損失の周波数依存性による変換損
失の周波数依存性を生じ、雑音指数の周波数特性が劣化
するという問題点がある。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、可変移相器をアンテナの特性に影響を与えな
い位置設定できる指向性可変アンテナを提供することに
ある。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明の指向性可変アンテ
ナは次の如き構成を有する。即ち、本発明の指向性可変
アンテナは、電波の送信動作または受信動作もしくは双
方を行う複数のマイクロ波集積回路を配設してなるアン
テナであって；　前記マイクロ波集積回路は、１つのア
ンテナ素子と：　このアンテナ素子の励振周波数と中間
周波数間の周波数変換をローカル信号に基づき行う混合
回路と；　基準信号入力端子と；　基準信号入力端子に
印加される基準信号に基づき前記ローカル信号を発生す
る位相同期ループ型局部発振回路と；　位相制御信号入
力端子と；　前記位相同期ループ型発振回路の位相同期
ループ内に設けられ、または、前記位相同期ループ型発
振回路と前記基準信号入力端子間に設けられ、前記位相
制御信号入力端子に印加される位相制御信号に従ってロ
ーカル信号の位相を移相する可変移相器と；　を少なく
とも備えることを特徴とするものである。

（作　用）次に、前記の如く構成される本発明の指向性可変アンテ
ナの作用を説明する０本発明の指向性可変アンテナでは
、位相同期ループ型局部発振回路の位相同期ループ内、
または、位相同期ループ型局部発振回路と基準信号入力
端子間、等アンテナ素子の送受信信号ラインやローカル
信号ラインを避けた位置に可変移相器を設定できる。従
って、可変移相器の挿入によるアンテナ特性への影響を
大幅に抑制でき、安価な可変移相器を使用した場合でも
良好な特性を有する指向性可変アンテナを提供できる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る指向性可変アンテナ
を示す０本実施例アンテナは、受信アンテナであって、
到来電波１を受信処理するマイクロ波集積回路２の複数
個を配設したものである。

このマイクロ波集積回路２は、後述（第２図乃至第４図
）する如く構成されるが、合成器３に対する出力端子１
８の他、位相制御信号入力端子１６と基準信号入力端子
１７とを備え、位相制御信号入力端子１６には位相制御
回路５から位相制御信号が印加され、また基準信号入力
端子１７には基準信号発生回路６から基準信号が印加さ
れるようになっている。

次に、第２図はマイクロ波集積回路の一構成例を示す、
このマイクロ波集積回路は、アンテナ素子１１と、混合
回路１２と、局部発振回路とを基本的に備え、混合回路
１２はアンテナ素子１１が受信した信号を局部発振回路
からのローカル信号によって中間周波数信号へ周波数変
換し、それを出力端子１８へ送出するようになっている
。ここに、局部発振回路は、電圧制御発振回路１３と、
可変移相器１４と、位相比較器１５とで構成される位相
同期ループ型局部発振回路であって、可変移相器１４は
位相同期ループ内に設けられる。

そして、可変移相器１４には位相制御信号入力端子１６
から位相制御信号が入力され、また位相比較器１５には
基準信号入力端子１７から基準信号が入力される。その
結果、この位相同期ループ型局部発振器の出力信号たる
ローカル信号は、周波数が基準信号入力端子１７から入
力される基準信号の周波数と一致し、また位相が位相制
御信号入力端子１６から入力される位相制御信号によっ
て定まる位相に制御されたものとなる。

斯くして、第１図及び第２図において、飛来する電波１
は各マイクロ波集積回路２内のアンテナ素子１１にて受
信され、混合回路１２へ入力し、ここで位相同期ループ
型局部発振回路からのローカル信号に基づき周波数変換
され、出力端子１８から合成器３へ出力される。このと
き、ローカル信号は、周波数が基準信号発生回路６がら
の基準信号の周波数に一致し、位相が位相制御回路５か
らの位相制御信号で定まる位相に制御されたものである
ので、各マイクロ波集積回路２における混合回路１２の
出力信号の位相は適宜量変更制御されたものとなる。そ
の結果、各マイクロ波集積回路２の出力を合成器３にて
合成して得られる当該アンテナの指向方向は適宜方向へ
変更指向されることになる。

次に、第３図及び第４図は、マイクロ波集積回路の他の
構成例を示す、第３図に示すものは、位相同期ループ型
発振回路のループ内に分周器１９を設けたものである。

これにより、基準信号発生回路６が発生する基準信号の
周波数は分周器１９の分周比だけ低いこととなり、基準
信号発生回路６の実現が容易となる。なお、分周器１９
は、可変移相器１４と位相比較器１５の間に設けても良
い、また、第４図に示すものは、可変移相器１４を基準
信号側に設け、位相比較器１５へは基準信号が可変移相
器１４を介して入力するようにしたものである。これら
の動作は前述したのと同様であるので、説明を省略する
。

以上のマイクロ波集積回路の各構成例から明らかな通り
、可変移相器１４は、受信信号ラインやローカル信号ラ
インを避けた位置に設けであるので、従来問題とされて
いたアンテナ特性の劣化が大幅に改善されることが容易
に推察される。

次に、第５図はマイクロ波集積回路の構造例を示す、第
５図において、２４は密閉容器であり、この密閉容器２
４の側壁には多数の端子２３が配設されている。この端
子の一部が前記位相制御信号入力端子１６や基準信号入
力端子１７、出力端子１８に対応している。そして、密
閉容器２４の床面には基板２９とモノリシックマイクロ
波集積回路チップ２２が配設されている。モノリシック
マイクロ波集積回路チップ２２には、前記混合回路や位
相同期ループ型局部発振回路、可変移相器等が集積化形
成されている。基板２９は、例えばアルミナセラミック
ス等の絶縁性基板からなり、この基板２９の上面にはア
ンテナ素子２１が厚膜技術または薄膜技術によって形成
されている。アンテナ素子２１は、例えば第６図に示す
ように、スパイラル素子（同図（ａ＞）　、クロスダイ
ポール素子（同図（ｂ））、１／４波長先端開放線路素
子（同図（Ｃ））、バッチ素子（同図（ｄ））等の各種
の形態を採ることができる。これらは取り扱う電波が円
偏波か直線偏波か等によって選定されるのである。この
アンテナ素子２１の配置位置の直上位置たる密閉容器２
４の天井には輻射開口部２５が形成されている。この輻
射開口部２５は、電波に対して透過性があり、かつ、気
密性を保持し得る物質、例えばガラス、セラミックス、
プラスチック等で構成される。また、密閉容器２４の内
周面であって輻射開口部２５と端子２３を避けた部位に
はメタライズ等による金属ＩＩ！（または金属板）２６
が配設されている。これは紫外線保護と電磁シールドと
を目的としたものである。

そして、アンテナ素子２１とモノリシックマイクロ波集
積回路チップ２２間がボンディングワイヤ２７で接続さ
れ、モノリシックマイクロ波集積回路チップ２２と端子
２３間がボンディングワイヤ２８で接続されている。こ
のマイクロ波集積回路の組立は、通常の半導体素子（半
導体メモリや電荷結合型（ＣＯＤ）撮像素子等）の製法
と類似の製法を採用できるので、生産性が高く、自動化
によって安価に大量に供給できる。また、基板２９とし
て例えばシリコンやガリウムひ素等の半導体基板を採用
し、これにアンテナ素子、混合回路、位相同期ループ型
局部発振回路、可変移相器等を集積化すれば、ボンディ
ングワイヤ２７を省略できる。このようにすれば組立作
業の一層の容易化が図れるだけでなく、接続箇所の存在
による特性劣化を削除でき、更に特性の良いマイクロ波
集積回路を実現できることになる。

なお、以上説明した実施例では受信アンテナについて説
明したが、信号の流れが逆になるように構成すれば、ア
ンテナ素子から電波が放射される送信アンテナを構成で
きること、および、送受兼用のアンテナを構成できるこ
とは勿論である。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の指向性可変アンテナによ
れば、混合回路のローカル信号入カライン、混合回路の
送信信号入力ラインあるいは受信信号出力ライン等を避
けた位置に可変移相器を設定できるようにしたので、可
変移相器の挿入によるアンテナ特性への影響を大幅に抑
制でき、安価な可変移相器を使用した場合でも良好な特
性を有する指向性可変アンテナを提供できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る指向性可変アンテナの
構成ブロック図、第２図、第３図および第４図は実施例
アンテナで使用されるマイクロ波集積回路の構成例のブ
ロック図、第５図はマイクロ波集積回路の構造例を示す
断面図（同図（ａ）ンおよび斜視図（同図（ｂ））、第
６図はマイクロ波集積回路内のアンテナ素子の構成例を
示す図、第７図および第８図は従来の指向性可変アンテ
ナの構成ブロック図である。ｌ・・・・・・電波、　２・・・・・・マイクロ波集積
回路、３・・・・・・合成器、　４・・・・・・出力端
子、　５・・・・・・位相制御回路、　６・・・・・・
基準信号発生回路、１１・・・・・・アンテナ素子、　
１２・・・・−・混合回路、１３・・・・・・電圧制御
発振回路、　１４・・・・・・可変移相器、　１５・・
・・・・位相比較器、　　１６・・・・・・位相制御信
号入力端子、　１７・・・・・・基準信号入力端子、１
８・・・・・・出力端子、　１９・・・・・・分周器、
２１・・・・・・アンテナ素子、　２２・・・・・・モ
ノリシックマイクロ波集積回路チップ、　２３・・・・
・・端子、２４・・・・・・密閉容器、　２５・・・・
・・輻射開口部、２６・・・・・・メタライズ等による
金属膜または金属、２７．２８・・・・・・ボンディン
グワイヤ、２９・・・・・・基板。代理人　弁理士　　八　幡　　義　博木禿−Ａ拳諧匍惺町変アソデｒＱ洟７坂枦〕率　／　凶第　３　区マイフロ浪某積田落０．再ぢし川（１）第　２　区マオクＴ７浪１籟回路−０粂履、）ダＪ（３）纂　女　
医マイクＵ浪稟糟回路の看１麦洲第　Ｓ　区（Ｃ）　　　　　　　　（（Ｊ）ア）テナ幸各ム構威例図梃来、指角惺号更アンテナｄ洗へ側（１）享　７　区夜来の１角・ド可変アンテナの２溝威（刊（２）第　５
　図

Claims

【特許請求の範囲】

電波の送信動作または受信動作もしくは双方を行う複数
のマイクロ波集積回路を配設してなるアンテナであって
；前記マイクロ波集積回路は、１つのアンテナ素子と；
このアンテナ素子の励振周波数と中間周波数間の周波数
変換をローカル信号に基づき行う混合回路と；基準信号
入力端子と；基準信号入力端子に印加される基準信号に
基づき前記ローカル信号を発生する位相同期ループ型局
部発振回路と；位相制御信号入力端子と；前記位相同期
ループ型発振回路の位相同期ループ内に設けられ、また
は、前記位相同期ループ型発振回路と前記基準信号入力
端子間に設けられ、前記位相制御信号入力端子に印加さ
れる位相制御信号に従ってローカル信号の位相を移相す
る可変移相器と；を少なくとも備えることを特徴とする
指向性可変アンテナ。