JPH03245605A - 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〕 本発明はアレイアンテナに関し、特に電力増幅器や移相
器等の発熱する構成品を個個のアンテナモジュールに有
して構成されるアレイアンテナに関する。

〔従来の技術〕

アンテナモジュールを複数個配列して構成する従来のこ
の種のアレイアンテナは、これによって形成するビーム
の指向方向が、アンテナモジュール内の移相器の移相量
をアンテナモジュールごとに所望のビーム方向に対応し
て設定することによって決定されている。

この場合、特にサイドロープを低レベルに抑圧するため
には、移相量を微調整する必要がある。

ところで、アンテナモジュール内蔵の電力増幅器や移相
器等は電力を消費して発熱し、アンテナモジュールの温
度を上昇させる。電力増幅器や移相器等は、温度変化に
伴い設定移相量が変化するため、結果として、アンテナ
モジュールの設定位相量が温度によって変化する。こう
して、所定の方向にビームが放射されるようにアンテナ
モジュールの移相器にあらかじめ与えた所定の移相量に
対して温度による移相量の変化分が誤差として加えられ
てしまうなめ、所定の方向からずれた方向にビームが放
射されてしまうことになる。この欠点を補うために行わ
れた従来の手法の一例について、次に図面を参照して説
明する。

第３図は従来のアンテナモジュールの一例を示す構成図
である。第３図に示すアンテナモジュールは、送信時に
送信電力を供給する電力増幅器２と、受信時の受信信号
増幅用の低雑音増幅器３とを有し、アンテナ素子１とは
スイッチ６ａを経由して接続される。また、入出力端子
５とは、スイッチ６ｂ、移相器４を経由して接続される
。

送信時は、入出力端子５から送信用の高周波信号を入力
し、スイッチ６ａ及び６ｂをそれぞれ実線側にして電力
増幅器２で増幅し、アンテナ素子１から放射する。受信
時は、スイッチ６ａ及び６ｂを破線側にして受信信号を
アンテナ素子１で受け、低雑音増幅器３で増幅し、入出
力端子５から送受信機へ供給される。

次に第３図のアンテナモジュールを複数個面を配列して
構成した従来のアレイアンテナの一例を第４図の構成図
に示す。

アンテナモジュール１０ａを複数個面配列して放射開口
１１を形成し、アンテナモジュール１０ａは、送受信機
１２．ビーム制御器２３に接続されている。温度センサ
１６は、放射開口１１の任意の場所に１個もしくは複数
個設置され、その出力は位相メモリ２５を経由して信号
処理部２４に接続されている。

送受信機１２は、高周波信号の送受信を行う。

ビーム制御器２３は、信号処理部２４のビーム方向指示
器２４で指示されたビーム方向に応じた異相器ごとの移
相データをビーム方向に対応した移相量をあらかじめ記
憶しておいて移相メモリ２３１から読出し、所定の制御
状態に設定してビーム走査および送受信動作を行う。

温度センサ１６は放射開口の温度を検出し、温度データ
を位相メモリ２５に送る０位相メモリ２５では、温度に
対応してアンテナモジュール１０ａに付与すべき移相変
化量をあらかじめ記憶しておいたメモリから、温度セン
ター１６で検出した温度に対応したアンテナモジュール
の付与移相変化量を読出し、信号処理部２４へ伝送する
。

信号処理部２４では、ビーム制御器２３ヘビーム方向を
指示するデータを送る一方、位相メモリ２５から伝送さ
れた付与移相変化量と、あらかじめ測定しておいな温度
変化対ビーム方向の校正データから、実際に放射されて
いるビーム方向を求める。また、ビーム方向がずれた分
だけオフセットしたビーム方向をビーム方向補正器２４
２．ビーム方向指示器２４１を介してビーム制御器２３
に供給し、所望の方向へビームを指向させるように補正
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のアレイアンテナは、放射開口の１個所も
しくはたかだか数個所の温度測定を行なっているため、
放射開口に温度分布が存在していたり、分布の勾配が急
な場合や、温度変化が大きい場合には、アンテナモジュ
ールと温度センサの温度差が大きくなり、ビーム方向を
正確に指向させにくいという欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、放射開口に温度
分布が存在したり、温度分布の勾配が急な場合や、温度
変化が大きい場合でもビーム方向を正確に指向させるこ
とができるアレイ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〕

本発明のアレイアンテナは、アンテナ素子と、このアン
テナ素子に送信電力を供給する電子増幅器と、前記アン
テナ素子の受信出力を増幅する低雑音増幅器と、前記ア
ンテナ素子にビーム形成のための移相量を付与する移相
器と有して成るアンテナモジュールを複数個配列して所
定の指向特性のビームを所望の方向に指向させる放射開
口を構成するアレイアンテナにおいて、前記アンテナモ
ジュールごとの温度もしくは温度差が小さい複数個のア
ンテナモジュールごとの温度を検出する複数の温度セン
サと、前記温度センサによって検出したアンテナモジュ
ールの温度変化に対応して補正すべき前記移相量の変化
分をあらかじめ記憶した位相メモリと、前記アンテナモ
ジュールのそれぞれの移相器に設定すべき移相量に関す
るデータをあらかじめ記憶する移相メモリと、前記温度
センサによって検出したアンテナモジュールの温度変化
に対応する移相量の変化分を前記位相メモリから読み出
しこれを前記移相メモリにあらかじめ記憶したアンテナ
モジュールの移相器ごとの移相量を加算する加算器とを
備えて温度変化による前記ビームの変化を補正するよう
に制御するビーム制御器と、を備えて構成される。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明のアンテナモジュールの一実施例の構成
図である。

第１図に示すアンテナモジュールは、第３図に示す従来
のアンテナモジュールに温度センサ７が付加されている
点が異り、アンテナモジュールごとの温度検出を行なう
ことができる構成となっている。

第２図は、本発明のアレイアンテナの一実施例の構成図
である。第２図に示すアレイアンテナは、第１図に示す
アンテナモジュール１０を複数個平面配列した放射開口
１１と、送受信機１２と、ビーム制御器１３と、信号処
理部１４と、位相メモリ１５を備えて成る。

位相メモリ１５は、温度センサ７によって取得するアン
テナモジュール１０の温度変化に対応して補正すべき移
相変化量を記憶し、アンテナモジュール１０のそれぞれ
の温度センナによって検出された温度における補正すべ
き移相変化量を加算器１３２によって読み出される。

加算器１３２は、アンテナモジュール１０それぞれの移
相器１３１ごとにビーム形成のためあらかじめ設定され
ている移相量に位相メモリ１５から読み出しな補正すべ
き移相変化量を加算しアンテナモジュール１０に供給す
る。

信号処理器１４は、アレイアンテナの形成するビームと
その指向方向に対応して各アンテナモジュールに付与す
る移相量に関する移相データをあらかじめ移相メモリ１
３１に供給記憶させる。

こうして、温度上昇による影響を補正したビーム指向が
可能となる。

なお、以上の実施例は、第２図に示すように、アンテナ
モジュールを面配列して矩形の平面アレイアンテナとし
て構成した場合について行ったが、円形の平面アレイア
ンテナおよび円筒形状のアレイアンテナ、もしくは半球
状のアレイアンテナ等についても適用できることは明ら
かである。

また、本実施例ではアンテナモジュールごとに温度を検
出しているが、データ量が多くなり、制御が繁雑になる
場合は、温度分布に差が小さい任意の数のアンテナモジ
ュールを１単位とし、この中の１つのアンテナモジュー
ルの温度を、１単位の代表とし、これに温度センサを配
設する構成としても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、温度センサにより各アン
テナモジュールの温度を検出し、検出された温度におけ
る各アンテナモジュールの移相変化量をあらかじめ設定
したアンテナモジュールごとの各移相器の移相量に加算
補正することにより、温度変化によるアンテナモジュー
ルの位相変化を補正し、放射開口に温度分布が存在して
いたり、分布の勾配が急な場合や、温度変化が大きい場
合でも、所望の方向に正確にビームを放射することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアンテナモジュールの一実施例の構成
図、第２図は本発明のアレイアンテナの一実施例の構成
図、第３図は従来のアンテナモジュールの一例を示す構
成図、第４図は従来のアレイアンテナの一例を示す構成
図である。 １・・・アンテナ素子、２・・・電力増幅器、３・・・
低雑音増幅器、４・・・移相器、５・・・入出力端子、
６ａ。 ６ｂ・・・スイッチ、７・・・温度センサ、１０・・・
アンテナモジュール、１１・・・放射開口、１２・・・
送受信機、１３．２３・・・ビーム制御器、１４．２４
・・・信号処理部、１５．２５・・・位相メモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アンテナ素子と、このアンテナ素子に送信電力を供給す
   る電子増幅器と、前記アンテナ素子の受信出力を増幅す
   る低雑音増幅器と、前記アンテナ素子にビーム形成のた
   めの移相量を付与する移相器と有して成るアンテナモジ
   ュールを複数個配列して所定の指向特性のビームを所望
   の方向に指向させる放射開口を構成するアレイアンテナ
   において、 前記アンテナモジュールごとの温度もしくは温度差が小
   さい複数個のアンテナモジュールごとの温度を検出する
   複数の温度センサと、 前記温度センサによって検出したアンテナモジュールの
   温度変化に対応して補正すべき前記移相量の変化分をあ
   らかじめ記憶した位相メモリと、前記アンテナモジュー
   ルのそれぞれの移相器に設定すべき移相量に関するデー
   タをあらかじめ記憶する移相メモリと、前記温度センサ
   によつて検出したアンテナモジュールの温度変化に対応
   する移相量の変化分を前記位相メモリから読み出しこれ
   を前記移相メモリにあらかじめ記憶したアンテナモジュ
   ールの移相器ごとの移相量を加算する加算器とを備えて
   温度変化による前記ビームの変化を補正するように制御
   するビーム制御器と、を備えて成ることを特徴とするア
   レイアンテナ。