JPH04230105A - コーニング及びバンキング補正機能を有する航空機用アンテナ - 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】 【０００１】本発明は、電磁波信号を送受信するアレー
アンテナ及びマルチプルアレーシステムに関し、特に、
アンテナビームの方位又は傾斜（ティルト）或いはその
両方の調整を可能にする航空機用アンテナに関する。 【０００２】 【従来の技術】敵味方識別（ＩＦＦ）システムは、航空
機が他の航空機を識別するために信号を送受信出来るよ
うにするものである。識別能力無しに物標の位置を探索
するために機上レーダーも使われる。機上レーダーに一
般的に使用される高周波数は、垂直及び水平の両方に適
度なビーム分解能を与えるアンテナの使用を可能にする
。対照的に、ＩＦＦに使用される機上線形アレーアンテ
ナは顕著な垂直分解能を与える能力を欠いている。垂直
（又は仰角）分解能力無しでは、システムからは仰角情
報は得られない。更に、線形アレーに垂直な照準（ｂｏ
ｒｅｓｉｇｈｔ）方向にアンテナが出す直線垂直ファン
ビームは、該照準から外れて走査される時には、形状が
彎曲又は円錐状となる。その結果として、図１に示され
ている様に、物標が位置（ａ）　（基準航空機の１５°
右で、同じ高度）存在するならばＩＦＦの表示装置は精
確に１５°右に物標を指示する。しかし、物標が位置（
ｂ）　（やはり１５°右であるが、高度がより高い）に
あれば、ＩＦＦの表示装置は、物標の実際の１５°位置
からずれた方位角（ｃ）に物標を指示する。このエラー
は、アンテナビームが右へ走査されるときに、その『コ
ーニング』によりもたらされるものであり、実際上、曲
線（ｄ）　により示されている形の輪郭を呈する。ＩＦ
Ｆビームの照準外れ（ｏｆｆ−ｂｏｒｅｓｉｇｈｔ）の
コーニングによりもたらされるエラーは、ＩＦＦ物標表
示装置の精度に影響を与える上に、同じ物標について表
示されるＩＦＦ及びレーダー帰線にずれを生じさせるこ
とがある。 【０００３】航空機のバンキングの結果として、更にエ
ラーが加わる。若し精確な仰角情報が無ければ、バンキ
ング操縦によりアンテナビームが水平基準からずれるの
で、物標の方位角を精確に測定することが出来なくなる
。 【０００４】従って、本発明の目的は、アンテナビーム
を方位角方向に走査し、或いはバンキングを補償するた
めに傾斜させ、或いはその両方を行うことが出来る、航
空機用の改良されたアレーアンテナ及びアンテナシステ
ムを提供することである。 【０００５】 【発明の概要】本発明の、少なくとも３個の素子のグル
ープを成して励振される様になっている複数のアンテナ
素子を有する切替え可能なアレーアンテナは、信号を中
継する端子手段と、各々第１、第２及び第３の素子を有
するグループを成して使用されるように構成された少な
くとも４個の素子の線形アレーから各々構成される複数
のアンテナ素子とを包含する。第１励振手段は、該端子
手段に接続されていて、所定の相対位相及び振幅の前部
及び後部素子信号成分を、共通電圧の点を介して第１及
び第３素子へ中継する信号伝送手段を包含する。第２励
振手段は、該端子手段に接続されていて、該第１及び第
３の素子に中継される信号成分に対して所定の位相及び
振幅の中間素子信号成分を第２素子に中継する手段を包
含する。該アンテナは、前部、中間及び後部信号成分を
、該複数のアンテナ素子の異なる第１、第２及び第３素
子グループにそれぞれシフトさせることが出来る様に該
第１及び第２の励振手段を前記アンテナ素子のグループ
に選択的に接続するシフト手段も包含する。 【０００６】また、本発明によると、方向可変アンテナ
アレーシステムは、第１放射方向に関して横方向に離間
した複数の切替え可能なアレーアンテナを包含しており
、その各アレーアンテナは、アンテナ素子の線形アレー
と、所定の相対位相及び振幅の信号成分を、選択された
アンテナ素子に中継する励振手段と、前記励振手段に接
続されて、各アレーアンテナの実効放射中心をその長さ
に沿って選択的にシフトさせるために該アンテナ素子へ
の信号成分の中継を変更するシフト手段とから成ってい
る。該アンテナシステムは、前記アレーアンテナに接続
されて、それぞれのアンテナのシフト手段を選択的に制
御する方位制御手段も包含する。 【０００７】更に、本発明によると、ビームティルトア
レーアンテナシステムは、信号を中継する端子手段と、
上記のアレーアンテナ等の複数の切替え可能アレーアン
テナと、該アレーアンテナのうちの選択された複数のア
レーアンテナを該端子手段に中継するビームティルト制
御手段とを包含する。ビームティルトアレーアンテナシ
ステムは、更に、該アレーアンテナに接続されて、該ア
ンテナの該シフト手段を選択的に制御する方位制御手段
を包含することが出来、これにより、該アンテナシステ
ムのアンテナビームの方位及び傾斜を独立に調節するこ
とが出来る。 【０００８】本発明を、他の目的と共により良く理解す
るために、添付図面を参照して説明をする。本発明の範
囲は、特許請求の範囲の欄で指摘する。 【０００９】 【実施例】図２及び図３を参照すると、『強制励起型ア
レーアンテナ』という名称の、本発明者の同時係属出願
に開示されているアレーアンテナ１０の具体的形態が示
されている。この種のアンテナを理解することは、本発
明を理解するうえで重要であるが、本発明は、この種の
アンテナと、これを利用するシステムとを更に改良した
ものである。『図１６−２２の説明』という項目におい
て、本発明を一層詳しく説明する。 【００１０】図２は、ファイバーガラス又は適当なプラ
スチックなどの輻射伝導物質の保護カバー１２と、取付
けフランジ及びグランド平面接続部として役立つ金属又
は適当な導電性材料のベース部材１４と、ＲＦ信号を中
継するのに適した同軸コネクタとして示されている端子
手段１６とを包含する完全なアンテナの斜視図である。 【００１１】図３（ａ）　及び（ｂ）　は、それぞれア
レーアンテナ１０の分解端面図及び側面図であり、カバ
ー１２と、コネクタ１６を取りつけたベース部材１４と
を示す。前部モノポールアンテナ素子２０、中部モノポ
ールアンテナ素子２２、及び後部モノポールアンテナ素
子２４の第１平面導体パターンを担持する第１印刷回路
カード１８と、表面２８に第２平面導体パターンを担持
する第２印刷回路カード２６も示されている。これらの
図上には見えない、表面２８上の導体パターンについて
次に説明する。 【００１２】アンテナ１０の特別の実施例では、カバー
１２とベース１４との組立体の高さは約１０分の１波長
であり、長さは約４分の３波長である。波長で計った寸
法への言及は、ほぼ平均設計周波数を指しているのであ
り、例えば、１，０２０　ないし１，１００ＭＨｚの設
計周波数範囲又は帯域幅では、平均設計周波数は１，０
６０ＭＨｚであり、約１１．１インチの波長に相当する
。寸法を述べたのは、発明の特徴を明らかにして従来技
術のアンテナと区別するためであり、厳密な寸法に発明
を限定したり、発明の適切な応用たるアンテナを排除す
るものではない。図２及び図３に示されている様に、ベ
ース部材１４の下面は平であるが、他の実施例では、該
部材を取りつける航空機の曲面に対応する曲面であって
も良い。取付けのために、一般に螺子が図３（ａ）　に
示されている取付け穴を通して定着され、コネクタ１６
のために航空機の外面にクリアランスホールが設けられ
るので、それを対応コネクタに結合させて、航空機内に
搭載されているケーブル及び信号処理装置に信号を中継
することが出来る。 【００１３】図４は５個のアレーアンテナ１０ａないし
１０ｅを包含する典型的アンテナシステムを示しており
、該アレーアンテナは、航空機の胴体等の、パイロット
の風防の前方の金属曲面３０に横方向に離間した配列で
支持されている。この様な装置では、高さ１インチのア
レーアンテナを使用すると、高さ３インチの従来技術ア
ンテナを使用した場合に比べてパイロットの視界を著し
く改善することが出来る。この種の装置では、アレーア
ンテナ励振に関する既知の原理に従って、所望のアンテ
ナビーム特性を与えるように個々のアレーアンテナを選
択しグループ化して励振することが出来る。図４に示さ
れているアンテナシステムは、航空機の上部前面に取り
付けられたときは、該航空機の前方に広い水平有効範囲
と、（該航空機の下方を除いて）良好な垂直有効範囲と
を提供することが出来る。該航空機の下部前面に取り付
けられた類似のアンテナシステムは、該航空機の前方に
完全な垂直及び水平有効範囲を可能にする。一方、翼の
前縁付近にアンテナシステムを取り付けた場合には、完
全な垂直有効範囲を得ることが出来るが、該航空機の機
首に妨げられない完全な水平有効範囲を得るためには、
恐らく、他方の翼に類似のシステムを取り付ける必要が
ある。 【００１４】図５は、本発明のアレーアンテナの略ブロ
ック図であり、図３の印刷回路カード１８及び２６に基
本的に対応する二つの部分１８ａ及び２６ａで示されて
いる。このアンテナは、１，０２０ＭＨｚないし１，１
００ＭＨｚの範囲内の信号を交互に放射、受信するのに
使われるが、該信号は、図３のコネクタに対応する端子
手段１６ａを介して該アンテナに送信、受信される。カ
バー部材１２及びベース部材１４は図５には示されてい
ない。前記の様に、このアンテナは信号の放射、受信の
両方に使われるものであり、例えば放射時のアンテナの
各部分による信号処理方法の説明は、受信時のと逆の関
係で理解される。 【００１５】図５のアンテナは、第１アンテナ素子２０
、第２アンテナ素子２２及び第３アンテナ素子２４を包
含し、該アンテナ素子は、本発明によれば、離間して一
線上に配列された、高さが１０分の１波長程度のモノポ
ールである。４分の１波長の高さの従来技術のアンテナ
素子に比べて、１０分の１波長の高さのアンテナ素子を
使用するのかが望ましいことは明らかであるが、モノポ
ールの様な短いアンテナ素子には、厳しい動作帯域幅劣
化が伴うので、従来技術では４分の１波長素子に頼り続
けることになった。。また、従来技術の励振構成で、４
分の１波長より短い素子をアレー構成に使おうとする試
みは、アレー内の個々のアンテナ素子間の不等の複素相
互インピーダンスの結果として、アンテナ素子の隣接す
る組合せ及びその他の組合せと、付近の表面との間のイ
ンターカップリングの厳しい効果に直面した。これらの
効果は、設計による補正で容易に打ち消せるものではな
く、アンテナ素子中の実際の電流と、その結果としてア
ンテナパターンとを主として決定する。若し、各素子中
の電流を精確に決定し、均整させることが出来なければ
、所望のアンテナパターンを得ることも出来なくなる。 『第１、第２及び第３の』素子として表示する３素子の
アレーの構成で本発明の基本的解説をするけれども、追
加の素子を包含させても良いことは後述する通りである
。しかし、アンテナ素子の総数に関わらず、明細書に記
載した第１、第２及び第３の素子に関する説明及び機能
を満たす３個の素子を各アンテナが包含する。 【００１６】図示した図５のアンテナの部分２６ａは、
インピーダンス相互作用から実質的に独立した位相及び
振幅の所定の関係をアンテナ素子２０、２２及び２４中
の信号電流に持たせ、しかも、動作周波数の重要な帯域
又は範囲にわたって、これを達成することの出来る励振
及び同調手段から成る。図示の様に、アンテナ部分２６
ａは、励振回路４０として示された第１励振手段を包含
しており、この回路４０は、端子１６ａと、第１素子２
０及び第３素子２４との間に接続されており、共通電圧
点（励振回路４０と複同調回路４４との間の接続線上の
点４２として示されている）を介して信号成分を素子２
０及び２４に中継する送信手段（図７を参照して詳しく
後述する）から成っている。同調回路４４は、アンテナ
回路のインピーダンス特性を複同調させて、所望の周波
数範囲における動作を最適化する。回路４４は、端子１
６ａと点４２との間に直列接続されて示されているが、
その機能は、広帯域幅インピーダンス整合を行うことで
あり、図示の様に点４２に直列に接続され又は並列に接
地された離散的又は分布リアクタンスから成ることが出
来、或いは、適当な長さの伝送線を利用することが出来
る（当業者には明らかであろう）。部分２６ａは、第２
励振回路４８を包含するものとして示された手段４６も
包含しており、この手段４６は、端子１６ａと第２素子
２２との間に接続されていて、第１励振手段４０を介し
て素子２０及び２４に中継される成分に対して所定の位
相及び振幅を有する信号成分を素子２２に中継する手段
から成る。図５に示されている様に、励振回路４８は、
端子１６ａからの入力信号の一部を素子２２へ中継する
パワー分配回路として機能し、該入力信号の残りの部分
は端子１６ａから他の素子へ流れる。回路４８のこのパ
ワー分配機能は、指向性カップラ（図７を参照して後述
する）又はその他の手段により提供される。図５におい
て、手段４６は、所望の周波数帯域又は範囲での動作の
ために中間の素子２２のインピーダンス特性の複同調を
行う複同調回路５０も包含する。この複同調機能を与え
るために分布リアクタンス又は伝送線を励振手段４８に
使用する場合には、手段５０は個別の要素でなくても良
い。 【００１７】図６は、エンドファイア（ｅｎｄ−ｆｉｒ
ｅ）　パターンを提供する様に配列された３モノポール
アレーを示し、図７は、本発明の励振システムを有する
、その様なアレーアンテナを示す。素子が図示の間隔、
並びに電流の位相及び振幅を有するならば、良好なエン
ドファイア・パターンを図６のアレーから得ることが出
来る。図７は、アンテナ素子に影響を与えるインターカ
ップリングとは実質的に独立に、斯かる所定の位相及び
振幅の関係を該アンテナ素子中の信号成分電流に持たせ
る『強制励振』機能と共に、顕著な周波数範囲にわたる
動作を提供する複同調機能を提供する励振システム付き
のアンテナを示す。『強制励振』は、アレーアンテナの
素子中の電流を強制し又は予定して、相互の及びその他
のカップリング及びインピーダンス効果とは実質的に独
立に所望の相対強度及び位相の電流とする励振構成とし
て定義される。 【００１８】図７には、第１、第２及び第３のアンテナ
素子が、導電性グランド平面１４ａを通して且つ該平面
の上に配置された短いモノポール２０、２２及び２４と
して示されている。図７のアレーアンテナは、第３モノ
ポール２４に接続された４分の１波長変圧器５６と、第
１モノポール２０に接続された四分の一波長変圧器５８
及び二分の一波長伝送線６０とから成る第１励振手段を
包含する。変圧器５６及び伝送線６０は同調手段６２と
同様に共通電圧点４２にも接続されており、同調手段６
２は信号入出力端子１６ａにも接続されている。同調手
段６２は、後部モノポール２４及び前部モノポール２０
のインピーダンスを複同調する様に構成された直列共振
ＬＣ回路である。各モノポールは、中間帯域付近の１周
波数で短いモノポール素子の容量性インピーダンスを除
くために、例えば素子２４のインジケータ６４などの直
列インダクタンスを基部に有するものとして示されてい
る。この狭帯域同調は、複同調手段６２により増強され
て、帯域幅を相当広げる。図７のアンテナは、所定の相
対振幅の信号を第２モノポール２２に中継する指向性カ
ップラ６６と、第２同調手段６８とから成る第２励振手
段も包含する。図に示されている様に、カップラ６６は
、端子１６ａに接続されており、該アンテナに入力され
た信号の一部を、伝送線部分７０を介してモノポール２
２に転送する。第２同調手段６８は、第２モノポール２
２のインピーダンスを複同調するように構成された並列
共振ＬＣ回路であり、線７０の長さは、モノポール２２
に到達した信号がモノポール２０及び２４の信号に比べ
て所望の相対位相を有することとなる様に選ばれる。 【００１９】図７のアレーアンテナの動作時には、２個
の四分の一波長変圧器５６及び５８は、第３モノポール
２４及び第１モノポール２０の電流Ｉａ及びＩｃを、共
通電圧点４２の電圧に実質的に完全に依存させる。よっ
て、Ｉａ及びＩｃはＩａ／Ｉｃ＝Ｚｏｃ／Ｚｏａ　とい
う比にされるが、ここで後者はそれぞれ変圧器５８及び
５６の伝送線インピーダンスである。二分の一波長線６
０は、素子２０のＩｃの極性を素子２４のＩａに対して
反転させる。 図６に示されている様にＩａ＝ｊ、Ｉｂ＝２及びＩｃ＝
−ｊという所望の信号成分関係を得るために９０°の位
相差が必要なので、Ｉａ及びＩｃ電流に対するＩｂの比
は、強制されず、且つ強制され得ない。しかし、若しＩ
ａ及びＩｃ電流に対するＩｂの比は、強制されず、且つ
強制され得ない。しかし、若しＩａ＝−Ｉｃであれば、
第２モノポール２２は、実際上、素子２０及び２４の等
しい信号及び反対の信号の間の中間の零点にあることと
なる。この場合、素子２２へのＩｂを強制する必要はな
い。 【００２０】特別の例として、図６のように配列された
、図６の電流の流れる３個のモノポールについての市販
のコンピュータープログラムを使ってインピーダンスの
計算を行った。この計算は、高さ１インチ、頂部の幅が
１．６インチ、中心間距離２．７８インチの３個の同一
のモノポールのアレーについて１，０３０ＭＨｚ、１，
０６０ＭＨｚ及び１，０９０ＭＨｚで行われた。計算の
結果は次の通りである：　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１０３０　　　　　　　　　　　　　　
１０６０　　　　　　　　　　　　　　１０９０　　　
　　　　Ｚａ　　　　　　　　　−０．８９　−　ｊ６
１．８　　　　　−０．６　　−　ｊ５７．０　　　　
　−０．３１　−　ｊ５２．７　　　　　　Ｚｂ　　　
　　　　　　−６．０　　−　ｊ５７．４　　　　　−
６．４　　−　ｊ５２．６　　　　　−６．８　　−　
ｊ４８．１　　　　　　Ｚｃ　　　　　　　　　１４．
７　　−　ｊ４７．５　　　　　１５．７　　−　ｊ４
２．４　　　　　１６．７　　−　ｊ３７．８　　　　
　　Ｚａ　＋　Ｚｃ　　　　１３．８　　−ｊ１０９．
３　　　　　１５．１　　−　ｊ９９．４　　　　　１
６．４　　−　ｊ９０．５図７を参照すると： Ｙｓ　＝　Ｙａ′＋　Ｙｃ′ である。四分の一波長変圧器については：Ｙａ′＝　Ｚ
ａ／Ｚｏａ２　　　　　　　　　　　Ｙｃ′＝　Ｚｃ／
Ｚｏｃ２　【００２１】上の表から、６４などの直列イ
ンダクタンスにより中間帯域でリアクタンスが除かれる
と、　Ｚａ　＋　Ｚｃ　　はほぼ１５オームに等しくな
る。最後の等式から、Ｚｓを５０オームにしたいとする
と、 となる。 【００２２】図７において、四分の一波長変圧器及び伝
送線部分は、所望の特性インピーダンスを提供する寸法
にされたマイクロストリップ伝送線の一部として示され
ていることに注意すること。よって、この例での線６０
及び７０は５０オーム線分であり、変圧器５６及び５８
は、１，０６０ＭＨｚの周波数での四分の一波長の長さ
の２７．４オーム部分となる。１，０３０ＭＨｚ及び１
，０９０ＭＨｚでのアンテナ動作を最適にするために反
応同調回路６２及び６８が使われる（即ち、これらの周
波数でそれぞれのアンテナ素子を複同調する様に調整さ
れる）。また、本発明を適用しなければ、相互カップリ
ングの故に、Ｚａは負の抵抗を持ち、周波数帯域にわた
って所望のＩａを精確に且つ効率的に提供することが非
常に困難になる。しかし、本発明によれば、（Ｚａ＋Ｚ
ｃ）は、所望のＩａ及びＩｃ値を提供しながら効率的に
複同調させることの出来る相当の正の抵抗を有する。前
部セクター内に広い角度にわたって高い前後電界比と強
い放射とを有するアレーアンテナパターンを達成するに
は、本発明が可能にする様に、アンテナ素子の相対電流
を精密に制御することが必要である。 【００２３】図８及び図９を参照すると、図７のアンテ
ナと同様のアレーアンテナのための別の励振回路が示さ
れている。図８及び図９のアンテナについては、モノポ
ールと、点４２及びモノポール２０及び２４の間の励振
手段とは、図７に示されているのと同じである。図８に
おいて、第２素子のための励振手段は、図６の変圧器５
６及び５８と同様の四分の一波長変圧器７２を包含する
。７２のＺｏは、５６及び５８のＺｏとは異なっていな
ければならない。図８のアンテナにおいては、同調機能
は直列共振ＬＣ回路６８ａにより提供されることが出来
、線７０ａの長さを短縮することが出来、その他は、動
作は図７のアンテナの動作と一致する。図９において、
前部素子及び後部素子のための励振手段は、図８の第２
素子励振手段に包含される変圧器７２と同様の四分の一
波長変圧器７８を包含している。図９の構成では、並列
共振ＬＣ回路６２ａが同調機能を提供し、この場合にも
動作は図７のアンテナの動作と一致する。当業者には明
らかであろうが、６８ａ及び６２ａなどのＬＣ回路は、
離散的リアクタンス素子又は適当な長さの伝送線を使用
することが出来る。 【００２４】図１０は、図３（ｂ）　に示されているの
に似た、モノポール幅２インチ、間隔２．７８インチ、
高さ０．９１インチの３個のモノポールを有するアレー
アンテナについて、得られる結果を最適にするために励
振回路を調整した後に１，０６０ＭＨｚで実際に測定さ
れた方位アンテナパターンである。前後電界比は２０ｄ
Ｂよりも大きく、該パターンは前部セクター内の広い角
度にわたって強い。 １０３０及び１０９０ＭＨｚ　で同様の結果が得られた
。このデータに反映したアンテナ性能は、同等の寸法を
持った如何なる既知の従来技術モノポールアレーアンテ
ナの性能よりも明らかに優れていると思われる。 【００２５】図１１は、このアンテナ用に設計された印
刷回路カード１８及び２６を示す。誘導性カード１８上
の銅層をエッチングしてモノポールの形の導電性パター
ンを残すことにより、図示の３個のモノポール２０、２
２及び２４がカード１８上に形成された。カード２６の
表面２８上に示されているパターンも同様に形成された
。カード２６上に示されている実際のパターンは、製造
及び組立を容易にし、一貫した電気的特性、及び、高性
能航空機に普遍的な衝撃及び振動条件のもとで本質的に
高い信頼性及び良好な耐久性をもたらす、物理的に単純
な形のアンテナを具現するように設計された、種々の長
さ及び特性インピーダンスのマイクロストリップ伝送線
部分と、結合点及び結合部分とを表す。図９の代替励振
回路が代用され、図７のアンテナに対応する参照数字が
図１１に含まれているけれども、アンテナをマイクロス
トリップ設計に還元し、その形状を性能を最高にするた
めに洗練すると、この例における本発明の最終的な具体
的実施例となるが、この例では別々の構成要素の識別が
ある程度本来的に紛らわしい。よって、図１１のカード
２６上の導電性パターンのいろいろな部分に識別数字を
付してあるけれども、特定の構成要素の境界を詳しく特
定して、それを該回路の残りの部分から分けることは困
難又は不可能である。 【００２６】図１２は、本発明のアレーアンテナを示し
、この場合には個々の放射素子はロットである。図示の
３素子スロットアレーは、モノポールに関して先述した
のと同様の分裂的カップリング効果に直面する。図１２
のスロット８０、８２及び８４は、誘導性シート８８の
前側の導電性カバーの単なる穴であっても良い。図示の
様に、該導電性シートの裏側に置かれることのある他の
要素を見えるように、図解を容易にするために、導電性
カバー８６及び誘導性シート８８は共に透明なものとし
て図示されている。 【００２７】導電性部材８６のスロット又は窓８０、８
２及び８４の各々は、一般的には、二分の一波長の長さ
であり、或いは、それより短くて、中間帯域付近の１周
波数で該スロットの中央を横断して挿入された分路容量
を伴うことが出来る。該アレーのスロットは、四分の一
波長だけ離間しており、該間隔の小部分に等しい幅を持
っている。既知の設計技術を使って、特定のアプリケー
ションのために寸法を選ぶことが出来る。図示した様に
、各スロットは、９０に示されている様に、誘電性シー
トの裏で該スロットを横断し、誘電体８８を前向きに又
は上向きに貫通して、スロット８０の側で導電性カバー
８６と電気的に接触している点９２で終端する導体によ
り励振される。図に示されている様に、スロット８０は
、その右側に励振導体終端点９２を有し、スロット８４
のそれと反対の位相又は励振の極性で励起されるが、ス
ロット８４は、その左側に、その様な終端点９６を有す
る。図示されていないが、各スロットは、一般的には、
各スロットから前向き又は外向き方向の放射だけを許す
様に金属箱又は導電性空洞により支援される。スロット
のアレーの形のアンテナは、航空機の表面と同一平面を
なす形で実施するのには特に有益である。本発明は、そ
の様なアプリケーションに容易に適合させることの出来
るものである。 【００２８】図１２のアンテナは、共通電圧点１０２を
介して第３素子８４及び第１素子８０を端子手段１６ａ
に接続する二分の一波長伝送線９８及び１００として示
された第１励振手段を包含する。反応手段６２ａは、点
１０２と端子１６ａとの間に接続されて示されており、
所望の周波数範囲での複同調を行う。指向性カップラ６
６ａとして示されている第２励振手段は、伝送線部分７
０ａと、ＬＣ回路６８ａとして示された反応手段とを介
して、端子１６ａ及び第２素子８２との間に接続されて
いる。図１２のアンテナの動作は、図７のアンテナと同
様である。スロットの特性は、相互の及びその他のカッ
プリング及びインピーダンスの効果とは実質的に独立に
、該スロットの両端間の電圧に所望の強さ及び位相を強
制的に持たせることを可能にする共通電圧点を設けるた
めに四分の一波長変圧器を設けずに伝送線部分９８及び
１００を使用することを可能にする。スロット放射器で
は、アレーの放射パターンを決定する重要な信号成分は
スロット電圧であり、これに対して、モノポール又はダ
イポール放射器では、その電流が重要な信号成分である
。図１２のアンテナでの良好なエンドファイア・パター
ンについての所望のスロット電圧は、図６の示されてい
るモノポール電流と同様の位相及び振幅値を有する。 図１２のシステムは、より広い帯域幅について、この強
制励振と共に複同調を提供することが出来る。 【００２９】図１３及び図１４は、他の面に関しては図
１２と対応するアンテナにおける点９６及び９２を点１
０２に接続する手段に関する別の実施例を示す。図１３
において二分の一波長伝送線９８及び１００は、各々、
点９２及び１０２の間の線１００と置き代わるものとし
て示されている変圧器１０４及び１０６などの２個の四
分の一波長変圧器の直列結合で置き変えられている。こ
の構成は、スロットのコンダクタンスを、点１０２で例
えば５０オームなどの好都合な値に広帯域変換する。図
１４において、二分の一波長線９８及び１００は、点９
６及び９２を結合させる単一の二分一波長伝送線部分１
０８と置き換えられており、反応同調回路６２ａは、点
９６の近傍で点１０２ａに結合する。図１４にしめされ
ている変形などは、特別のアプリケーションにおける柔
軟性を提供するものである。 【００３０】先述の実施例は、３放射素子のアレーの文
脈で詳しく図示され説明されているが、ある場合には１
個以上のアレーアンテナを設けることが望ましく、その
各々が本発明により強制励振機能付きの４個以上の放射
素子を包含する。 【００３１】ここで図１５を参照すると、モノポール２
０ａないし２４ａとして図示された５個のアンテナ素子
の線形アレーから成る本発明の実施例が示されている。 図に示されている様に、第１、第２及び第３の素子２０
ａ、２２ａ、２４ａ（図７の第１、第２及び第３素子に
対応する）は、素子２０ａの前方の先端素子２１ａと、
素子２４ａの後方の後端素子２３ａとにより補われてい
る。図１５のアンテナを考察するのに、素子２０ａ、２
２ａ及び２４ａの構成及び機能は、３素子アレーに関し
て説明した通りであり、第１、第２及び第３素子の３素
子アレーは、本発明を利用するアンテナに使われる基本
的グループである。 【００３２】図１５において、素子２０ａ、２２ａ及び
２４ａは、図７の素子２０、２２及び２４に対応する。 図１５の励起システムは、図１０の代替の励起システム
に対応するが、追加の素子２１ａ及び２３ａの励振方法
について変更が加えられている。図１５に示されている
様に、非隣接アンテナ素子２０ａ及び２４ａの第１グル
ープは、二分の一波長線６０及び四分の一波長変圧器５
６及び５８を含む信号伝達手段として示されている第１
励振手段に接続されている。残りの素子、即ち、中間素
子２２ａ、先端素子２１ａ及び後端素子２３ａは、指向
性カップラ６６、伝送線部分７０ａ、四分の一波長変圧
器７２、７３、７４、半波伝送線７５、及び全波伝送線
７６として示されている第２励振手段に接続されている
。信号は、該励振手段により共通電圧点４２を介して素
子２０ａ及び２４ａに中継されると共に、第２共通電圧
点４３を介して素子２１ａ、２２ａ及び２３ａに中継さ
れ、強制励振を可能にしている。 【００３３】素子が４個だけであれば、素子２１ａ、変
圧器７３及び線７６を除去することが出来る。本発明に
よれば、素子が何個であっても、実際には２個の電圧点
があり、これに信号が供給される。３素子については、
これらの電圧点のうちの一つは２素子のための共通電圧
点であり、所定の強さ及び位相の電流の供給を可能にす
る。３個より多い素子については、本発明は例えば４２
及び４３などの２個の共通電圧点を利用可能にするが、
その各々が２個以上の素子に接続する。 【００３４】図１６−２３の説明図１６を参照すると、
本発明の切替え可能アレーアンテナが示されている。図
１６は、グランド平面１２１の上に線形アレーをなして
支持されて、３素子のグループをなして励振されるよう
に構成されたモノポール１１０、１１２、１１４、１１
６及び１１８として示された５個のアンテナ素子を包含
する。スイッチ１２２として示されているシフト手段は
、素子のグループ（即ち、素子１１０、１１２、及び１
１４；素子１１２、１１４及び１１６；又は素子１１４
、１１６及び１１８）を、放射された信号の受信及び送
信時に信号成分を選択された素子に中継する励振手段に
選択的に結合させる。送信時には、スイッチ１２３及び
１２４などの機械的又は電気的な別々のスイッチング手
段で構成することの出来るシフト手段１２２は、端子１
２６、１２８及び１３０に出現する信号成分の、アンテ
ナ素子１１０、１１２、１１４、１１６及び１１８の異
なる第１、第２及び第３素子のグループへの接続を選択
的にシフトさせる。例えば、シフト手段１２２が図１６
に示されている位置にある場合、右に向けられたエンド
ファイア・アンテナパターンを達成するための前部、中
間及び後部信号成分は、それぞれ、第１素子１１４、第
２素子１１２及び第３素子１１０に中継される。更に説
明する様に、前部、中間及び後部の信号成分が、例えば
第１素子１１８、第２素子１１６、及び第３素子１１４
などの、異なる３素子グループにシフトされるとき、該
アレーの実効素子放射中心は、素子１１２の近傍から前
方へ素子１１６の近傍までシフトされる。 【００３５】図１６に示されている様に、この切替え可
能アレーアンテナは、実質的に図７及び図８を参照して
上記した通りの端子手段、第１励振手段、第２励振手段
及び同調手段も包含している。端子手段は、信号を該ア
ンテナに、且つ該アンテナから、中継する端子１６ａと
して示されている。第１励振手段は、端子１２６に中継
される信号成分に比べて位相を反転させて信号成分を端
子１３０に中継する二分の一波長伝送線６０と、斯かる
信号成分を、図示の５個のアンテナ素子のうちの選択さ
れた３素子グループの第１、第２及び第３の素子にそれ
ぞれ中継する２個の四分の一波長変圧器の組とを包含す
るものとして示されている。スイッチング手段１２２が
図示の位置にある場合には、第１励振手段は、素子１１
４に接続する四分の一波長変圧器１４４と、素子１１０
に接続する変圧器１３２とを使用することが分かる。第
２励振手段は、所定振幅の信号成分を端子１２８に中継
する指向性カップラ６６と、素子１１２（これは、この
例において選択された素子１１４、１１２、１１０のう
ちの第２素子である）に接続する四分の一の波長変圧器
１３８とを包含するものとして示されている。共通電圧
点４２を介して第１励振手段に接続された直列ＬＣ回路
６８ａ、及び、第２励振手段に接続された直列ＬＣ回路
６２として示されている同調手段は、アンテナ素子の複
同調を行う。 【００３６】励振手段及び同調手段の全体と、その個々
の要素との構造及び動作は、図７及び図８の説明におい
て一層詳しく記載されており、ここで、対応する参照数
字は同様の構成要素を指す。しかし、３個の四分の一波
長変圧器（図８の変更を伴って図７では５６、５８及び
７２）の機能は、図１６では四分の一波長変圧器１３２
、１３４、１３６、１３８、１４０、１４２、１４４、
１４６及び１４８により提供されるが、それらは、スイ
ッチ１２２の動作に応じて３個の組をなして使用される
。 別の形として、３個の四分の一波長変圧器を点１２６、
１２８及び１３０　にそれぞれ挿入し、図１６の９個の
四分の一波長変圧器を９個の二分の一波長伝送線と置換
することが出来る。 【００３７】図１６のアンテナの動作は、基本的に、図
７に関して説明した通りである。第１、第２及び第３の
素子（例えば素子１１４、１１２及び１１０など）にお
ける電流の位相及び振幅に強制的に所定値を持たせるこ
とが出来る様にすることによって、エンドファイア・ア
ンテナパターン又はその他の所望のアンテナパターンを
達成することが出来る。図１６のアンテナは、スイッチ
１２２として示されているシフト手段の動作により第１
、第２及び第３の素子のグループ１１４、１　１　２、
１１０又は１１６、１１４、１１２又は１１８、１１６
、１１４に励振がかけられかにより、アレーの放射中心
が素子１１２、１４又は１１６の近傍に存在することと
なる様にシフトされることを可能にする様になっている
点において異なっている。 【００３８】図２を参照すると、図２の要素１２及び１
４と同様の保護カバー及びベース部材をもって図２のそ
れと同様に図１６のアンテナを構成出来ることが分かる
。また、図４に示されている様に、図１６のアンテナは
、航空機の胴体等の表面に支持され横方向に離間したア
レーとして構成出来るものである。 【００３９】図１６において、放射素子アレー１２０は
、点１１１、１１３、１１５、１　１　７及び１１９に
接続された５個のモノポールから成るものとしている。 図１７は、修正した図１６に代入することの出来る別の
放射素子アレー１２０ａを示す。図に示されている様に
、アレー１２０ａは、絶縁層又は部材８８に接続された
導電層又は表面８６の細長い開口部として示されている
５個のスロット１１０ａ、１１２ａ、１１４ａ、１１６
ａ及び１１８ａを備えている。図１２に関して説明した
様に、部材８６及び８８は、層８８の後のスロット１１
０ａを越えて絶縁された関係にある点１１１から、層８
８を通って、点１５０で該スロットの左側で層８６と接
触して終端する接続を示すために、透明であるとして示
されている。図１２では、スロット８０の右側の接点９
２に横断する給電導体によりスロット８０に供給される
信号成分の相対位相反転がなされるのに対して、図１７
では、全ての接点が、それぞれのスロットの左側にある
。 図１７のアンテナについては、位相反転は、図１６に示
されている二分の一波長線部分６０によりなされるので
、図１６及び図１７のアンテナは、共に、図１６などに
示されている同様の励振システムを使用することが出来
る。しかし、図１７のアンテナでは、図１６の四分の一
波長変圧器を二分の一波長伝送線と置換しなければなら
ない。 【００４０】図１７の代替形のアンテナの動作は、基本
的には、図１２に関して説明した通りであるが、第１、
第２及び第３の素子のグループ１１４ａ、１１２ａ、１
１０ａ、又はグループ１１６ａ、１１４ａ、１１２ａ、
又はグループ１１８ａ、１１６ａ、１１４ａの選択的励
振により有効放射中心をシフトさせる能力が付加されて
いる。 【００４１】ここで図１８を参照すると、本発明の方向
可変アレーアンテナシステムの略図が示されている。図
に示されている様に、該アレーシステムは、３個の同一
のアンテナ１５２ａ、１５２ｂ及び１５２ｃ（これは、
図１６又は図１７に示されている種類のものであっても
良い）として示されている複数の切替え可能アレーアン
テナを包含する。この３個の切替え可能アレーアンテナ
は、図において右向きのエンドファイア放射方向に対し
て横向きに離間している。図１８において、端子１５４
に供給される信号は、図１６の端子１６ａに対応する３
個のアンテナ端子１６ａ、１６ｂ、及び１６ｃに中継さ
れる。図１６の場合と同じく、アンテナ１５２ａ、１５
２ｂ、１５２ｃの各々において、信号成分は、それぞれ
の励振手段により、５個の素子１１０、１１２、１１４
、１１６及び１１８（ドット１１８　などのドットで表
されている）から選択された第１、第２及び第３の素子
に中断される。アンテナ１５２ａのシフト手段１２２が
図１６に示されている位置にあるとすると、アンテナ１
５２ａの活性素子グループは素子１１４、１１２及び１
１０である（活性素子を指示するために、これらに〇印
を付してある）。 【００４２】図１８には、端子１２２ａ、１２２ｂ及び
１２２ｃを介して各アンテナのシフト手段（図１６の１
２２）に接続されたスイッチコントローラ１５６として
示された方位制御手段も包含されている。各アンテナの
シフト手段１２２を活動させて三つの異なる素子グルー
プのうちの一つを選択させることが出来、コントローラ
１５２は、各アンテナの実効放射中心が選択された位置
に存在する様にシフト手段を調整する制御回路又はメカ
ニズムから成る。 【００４３】活性状態とされたアンテナ素子を表す図１
８の〇印付きドットが示すように、この例では、実効放
射中心が、アンテナ１５２ａについては素子１１２の近
傍にあり、アンテナ１５２ｂについては素子１１４のき
近傍にあり、アンテナ１５２ｃについては素子１１６の
近傍にあることとなるようにシフト手段が調整される。 フェイズドアレー・レーダーに関する周知の理論及び動
作に基づいて、図１８の様に横方向に離間してエンドフ
ァイア・モードで同一に励振される図１６の３個のアン
テナは、図１８の右方に向かうビームを生じさせる。し
かし図１８に示されている様に放射中心の異なるアンテ
ナを励振すると、該ファンビームは、その直線形状を保
ちながら或る角度だけ方向を変える。 【００４４】これは、図１９に一層良く示されているが
、この図は、５種類のモードで励振される３個の離間し
たアレーアンテナの略図である。図１９（ａ）において
、活性素子を特定する〇印は、図１８の１５２ａ、ｂ、
及びＣなどの３個のアンテナが同一に励振され、その放
射中心が線１５８に沿っていることを示す。線１５８は
、実際上、この励振の波面を表していて、線１５８に対
して垂直なビーム方向を生じさせる。図１９（ｂ）　に
おいて、励振は図１８に示されている通りであり、波面
線が回転しており、該アンテナの実際の大きさにより例
えば３０°の角度だけ元のビーム方向から左へ傾いた正
ビーム方向を生じさせる。図１９（ｃ）　は右へ傾いた
ビームの波面を示し、図１９（ｄ）　は図１９（ｃ）　
のビーム方向より少なく右へ傾いたビーム方向をもたら
す分裂した波面を示す。単純には、図１９（ｄ）　のビ
ーム方向は、図示されている二つの波面に垂直な部分ビ
ームの平均であると考えることの出来るものである。図
１９（ｄ）　及び（ｅ）　の様な励振についての実際の
ビーム方向は、使用されるべきアンテナの実際の寸法及
び特性に基づいて計算又は測定出来るものであるが、重
要なのは、実効放射中心の相対位置が波面とビーム位置
とを決定することである。 図１９に示されている励振から生じる全てのビームが、
該ファンビームの直線形状を保つ。これは図２０に示さ
れている。 【００４５】図１８は、チャネル１６ａ及び１６ｃの移
相器１２７ａ及び１２７ｂも示す。この移相器は二つの
利益をもたらすことが出来る。第１に、該移相器を使っ
て、ファンビームのビーム方向及び直線形状を保ちつつ
、図１９（ｄ）又は図１９（ｅ）　の波面の曲がりを小
さくすることが出来る。第２に、該移相器を使って、図
２０に示されている５個の角度の間の方位角又は該角度
を越える如何なる方位角にもビームを向けることが出来
る。 この場合、ファンビームは湾曲するが、一般的には図１
の従来技術の場合よりも遙かに僅かな湾曲である。 【００４６】各々５個のアンテナ素子を包含する３個の
アレーアンテナが図１６、１７、１８及び１９にしめさ
れているが、アレーアンテナの数及びアレーアンテナ中
のアンテナ素子の数をもっと増やすことも出来ることか
が理解されなければならない。各アレーアンテナ中の活
性アンテナ素子の数も３より多くても良い。 【００４７】動作時には、方位制御手段により実効放射
中心が制御されるアレーアンテナの横方向に離間した組
合せは、そのアンテナビームの方向を選択的に変化させ
ることが出来る。この様にして、アンテナシステムに対
して照準外れのターゲットは、該アンテナシステムの活
性素子に対して必ずしも照準外れとはならない。ビーム
方向がターゲットに向けられると、ビームのコーニング
に伴う照準外れエラーが減少し、ベースの航空機に対し
て色々な高度にあるターゲットの方位指示の精度が向上
する。 【００４８】図２１（ａ）　は、７個のアレーアンテナ
１５２ａ−ｇが搭載されている（例えば、図１６のアン
テナの端面が７個示されている）航空機の胴体の断面の
略図である。図２１（ａ）　の垂直線１５９は、該航空
機の垂直軸が傾いていない（即ち、該航空機がバンキン
グしていない）ことを示す。図２１（ａ）　の中央の３
個のアンテナ１５２ｃ、ｄ、ｅは、バンキング無しで充
分な性能があるが、バンキング時には該アンテナシステ
ムは傾いて、性能を悪くすると仮定する。図２１（ｂ）
　及び（ｃ）　に示されている様に、図示のバンキング
状態の際には、本発明は、バンキングに起因する特定の
程度のロールで水平となる３アンテナシステム（１５２
ｄ、ｅ、ｆ又は１５２ｅ、ｆ、ｇ）を実際上表すアンテ
ナの動作グループ（括弧で特定されている）の選択によ
る補正を可能にする。 図２１（ｂ）　及び図２１（ｃ）　において、指示され
た３個のアンテナの選択により、地平線に対して垂直に
向けられた状態に保たれるファンビームが生じる。しか
し、線１５９により表される航空機の垂直軸が左にロー
リングしているので、所望のビーム補正は、実際には、
該アンテナシステムを搭載している航空機に対して該ア
ンテナシステムのファンビームを傾けることにより達成
されている。 【００４９】図２２を参照すると、航空機のローリング
を補償することを可能にすると共に真っ直ぐなファンビ
ームを保ちつつアンテナビーム方向変更を可能にするビ
ームティルト・アンテナアレーシステムが示されている
。該アンテナについて、最初に、ビーム方向変更能力と
は独立に説明する。図示の様に、該アンテナアレーシス
テムは、７個のアンテナ１５２ａ−ｇ（これは、図１６
又は図１７に示されている種類のものであって良い）と
して示されている複数のアレーアンテナを包含する。 該アンテナは、主として前方に（図では上向きに）放射
するように配列されており、且つ横方向に離間しており
、その間隔は、航空機の胴体の文脈では該胴体の湾曲に
起因して第３の方向（図２０ａでは垂直方向）に変位を
有することとなる様な間隔である。よって、該アンテナ
は、基本的に、図２２では上面が、図２１では端面が示
されてオリ、図２１における相対的垂直変位は本質的に
図２２に対して垂直である。 【００５０】図２２のアンテナシステムは、特定のロー
リング状態でどのアンテナのグループが活性となるかを
決定する信号分配手段１６２を選択的に作動させる、ビ
ームティルト制御手段１６０とし示されているビームテ
ィルト制御手段も包含している。ローリングの程度を表
す情報は、手段１６０に供給され、或いはその中の適切
な手段により感知される。いずれの場合にも、ティルト
制御手段１６０は、１６２ａ及び１６２ｂなどのスイッ
チの系列を含むものとして示されている電子式などのス
イッチング手段１６２を制御して、図２１（ｂ）　に示
されているローリング状態の補償に対応する、図２２に
示されているアンテナ１５２ｄ、１５２ｅ及び１５２ｆ
などの選択されたグループのアンテナと端子１５４ａと
の間で信号を中継する。 【００５１】本発明によると、ビームティルトアンテナ
は、図１８に関して説明したビーム方向変更機能も包含
する。よって、図２２において、スイッチコントローラ
１５６ａは、図１８のスイッチコントローラ１５６と同
様に機能して、各活性アンテナのシフト手段を選択的に
制御する。図２２の場合、特定の時点でアンテナ１５２
ａ−ｇのうちのどの３個が活性化されるかを示す、ティ
ルト制御手段１６０からの情報は、現在活性となってい
るアンテナにシフト手段制御情報を向けるために手段１
５６ａで使用される。図１８及び図２２において、図解
と説明を容易にするために、１５２ａ等のアレーアンテ
ナ中の個々の放射素子は、ドットで指示され、活性素子
は〇印で指示されている。実際の素子は、図７、図１２
、図１６及び図１７などの他の図に関して詳しく図示し
且つ説明したモノポール、スロットなど、及び、既に網
羅された種々の代替物である。付加的方位ビーム制御の
ための移相器１２７ａ及び１２７ｂは、ここではスイッ
チング手段１６２の下に位置している。 【００５２】図２２のアンテナの動作において、航空機
が左にローリングする際にアンテナファンビームは右に
傾けられ、またその逆も行われて、或る範囲の補償がな
されるが、さもないとファンビームはその通常基準方向
又は垂直方向からずれることとなる。同時に、図１８及
び図１９に関して説明した様にアンテナビームの方向を
変更することが出来、ビーム方向変更及び傾斜（ティル
ト）を互いに独立に行うことが出来る。所望の場合には
、図２２に示されている信号分配手段１６２に代えて、
スイッチングを利用する構成に代えて従来技術において
知られている別の形の信号供給構成を用いても良いこと
を示すために図２３が含まれている。移相器１６４ａ−
１６４ｇは、パトラーマトリックス供給回路網（Ｂｕｔ
ｌｅｒ　Ｍａｔｒｉｘ　ａｎｄ　ｆｅｅｄ　ｎｅｔｗｏ
ｒｋ）　と協働してアレーの活性部分を滑らかにシフト
させて航空機のローリングを補償する。移相器１６６ａ
−１６６ｇは、付加的方位ビーム制御機能を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】線形アレーアンテナを軸外れで走査する効果を
示す図、

【図２】アレーアンテナの斜視図、

【図３】３個のアンテナ素子を含む低プロフィール・ア
レーアンテナの直交分解略図、

【図４】図３のアレーアンテナを５個包含するアレーア
ンテナシステム図、

【図５】３個のアンテナを含むアレーアンテナのブロッ
ク図、

【図６】エンドファイア・アレーについての望ましい電
流関係を示す図、

【図７】３モノポールアレーアンテナの回路図、

【図８
】図７のアンテナの別の形の回路図、

【図９】図７のア
ンテナの別の形の回路図、

【図１０】図７に示されてい
る種類のアレーアンテナの動作についてのアンテナパタ
ーン、

【図１１】図７に示されている種類のアレーアンテナの
部品図、

【図１２】３スロット・アレーアンテナの回路図、

【図
１３】図１２のアンテナの別の形の回路図、

【図１４】
図１２のアンテナの別の形の回路図、

【図１５】５モノ
ポールアレーアンテナの回路図、

【図１６】５モノポー
ル切替え可能アレーアンテナの回路図、

【図１７】スロットを利用する図１６のアンテナの別の
形を示す図、

【図１８】方向可変アレーアンテナシステム図、

【図１
９】図１８のアンテナシステムの動作を説明するのに役
立つ励振第替物を示す図、

【図２０】図１８のアンテナシステムのが与える直線フ
ァンビーム、

【図２１】航空機のバンキング操縦時のロール状態を示
す図、

【図２２】方向可変ビームティルトアンテナシステムを
示す図、

【図２３】図２２のアンテナシステムと共に使用するこ
との出来る信号分布回路網の別の形を示す図。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも３個の素子のグループをな
   して励振される様に構成された複数のアンテナ素子を有
   する切替え可能アレーアンテナであって、信号を中継す
   る端子手段と、第１、第２及び第３のアンテナ素子を各
   々有するグループをあして使用される様に構成された少
   なくとも４個の素子の線形アレーを構成する複数のアン
   テナ素子と、前記端子手段に接続れて、所定の相対位相
   及び振幅の前部及び後部素子信号成分を共通電圧点を介
   してグループの第１及び第３素子に中継する信号伝達手
   段から成る第１励振手段と、前記端子手段に接続されて
   、前記第１及び第３素子に接続された前記信号成分に対
   して所定の位相及び振幅を有する中間素子信号成分を前
   記グループの第２素子に中継する手段から成る第２励振
   手段と、前記の前部、中間及び後部信号成分を前記複数
   の素子の異なる素子グループにそれぞれシフトさせるこ
   とが出来る様に前記第１及び第２の励振手段を前記素子
   の異なるグループに選択的に接続するシフト手段と、か
   ら成っており、これにより、前記線形アレーの実効放射
   中心は、前記スイッチング手段を作動させることにより
   該線形アレーに沿って選択的にシフトさせられることを
   特徴とするアレーアンテナ。
2. 【請求項２】　　前記アンテナ素子はモノポールであり
   、前記第１励振手段は前記共通電圧点と前記第１及び第
   ３素子との間をそれぞれ選択的に接続する２個の四分の
   一波長変圧器から成り、前記波長は前記アンテナの平均
   設計周波数にほぼ対応することを特徴とする請求項１に
   記載の切替え可能アレーアンテナ。
3. 【請求項３】　　前記第２励振手段は指向性カップラか
   ら成ることを特徴とする請求項２に記載の切替え可能ア
   レーアンテナ。
4. 【請求項４】　　前記第１励振手段は、前記第１素子と
   前記共通電圧点との間を位相を反転させて信号を中継す
   る二分の一波長伝送線手段を更に備えており、前記波長
   は、前記アンテナの平均設計周波数にほぼ対応すること
   を特徴とする請求項３に記載の切替え可能アレーアンテ
   ナ。
5. 【請求項５】　　前記アンテナは、更に、輻射伝導物質
   の保護カバーと、前記素子のためのグランド平面として
   役立つ反射面を有するベース部材とを備えることを特徴
   とする請求項１に記載の切替え可能アレーアンテナ。
6. 【請求項６】　　前記素子は、導電性面の細長い窓の形
   のスロットであることを特徴とする請求項１に記載の切
   替え可能なアレーアンテナ。
7. 【請求項７】　　前記素子はスロットであり、前記第１
   励振手段は、前記共通電圧点と前記第１及び第３素子と
   の間をそれぞれ中継する２個の二分の一波長伝送線から
   成り、前記波長は前記アンテナの平均設計周波数にほぼ
   対応することを特徴とする請求項１に記載の切替え可能
   アレーアンテナ。
8. 【請求項８】　　前記素子はスロットであり、前記第１
   励振手段は、前記共通電圧点と前記第１及び第３素子と
   の間をそれぞれ中継する全波長伝送線から成り、前記波
   長は前記アンテナの平均設計周波数にほぼ対応すること
   を特徴とする請求項１に記載の切替え可能アレーアンテ
   ナ。
9. 【請求項９】　　前記素子はスロットであり、前記第１
   励振手段は、インピーダンスの異なる２個の四分の一波
   長変圧器の二つの直線組合せから成り、その一つの組合
   せが前記共通電圧点と第１及び第３素子の各々との間を
   それぞれ接続し、前記波長は前記アンテナの平均設計周
   波数にほぼ対応することを特徴とする請求項１に記載の
   切替え可能アレーアンテナ。
10. 【請求項１０】　　前記第２励振手段は、前記中間素子
    信号成分を前記第２素子に中継する指向性カップラ手段
    と、所望の周波数範囲における同調を行う第２反応手段
    とから成ることを特徴とする請求項９に記載の切替え可
    能アレーアンテナ。
11. 【請求項１１】　　切替え可能エンドファイア・アレー
    アンテナであって、信号を中継する端子手段と、第１、
    第２及び第３のモノポール素子を各々有する、３素子の
    グループをなして使用される様に構成された５個のモノ
    ポールの線形アレーを構成する複数のアンテナ素子と、
    信号成分を前記端子手段からグループの第１及び第３素
    子へ中継し、他方に対して反対の位相の放射される信号
    を一素子に提供する第１励振手段と、前記第１及び第３
    素子に中継される前記信号とは異なる所定の位相及び振
    幅を持った信号成分を前記端子手段から前記グループの
    第２素子へ中継する第２励振手段と、前記信号成分を前
    記複数の素子の異なる第１、第２及び第３の素子グルー
    プにそれぞれシフトさせることが出来る様に前記第１及
    び第２の励振手段を前記アンテナ素子の異なるグループ
    に選択的に接続するシフト手段と、から成っており、こ
    れにより、前記アンテナの実効放射中心は、前記スイッ
    チング手段を作動させることにより該線形アレーに沿っ
    て選択的にシフトさせられることを特徴とするアレーア
    ンテナ。
12. 【請求項１２】　　切替え可能エンドファイア・アレー
    アンテナであって、信号を中継する端子手段と、第１、
    第２及び第３のスロット素子を各々有する、３素子のグ
    ループをなして使用される様に構成された５個のスロッ
    トの線形アレーを構成する複数のスロットアンテナ素子
    と、信号成分を前記端子手段からグループの第１及び第
    ３素子へ中継し、他方に対して反対の位相の放射される
    信号を一素子に提供する第１励振手段と、前記第１及び
    第３素子に中継される前記信号とは異なる所定の位相及
    び振幅を持った信号成分を前記端子手段から前記グルー
    プの第２素子へ中継する第２励振手段と、前記信号成分
    を前記複数の素子の異なる第１、第２及び第３の素子グ
    ループにそれぞれシフトさせることが出来る様に前記第
    １及び第２の励振手段を前記アンテナ素子の異なるグル
    ープに選択的に接続するシフト手段と、から成っており
    、これにより、前記アンテナの実効放射中心は、前記ス
    イッチング手段を作動させることにらり該線形アレーに
    沿って選択的にシフトさせられることを特徴とするアレ
    ーアンテナ。
13. 【請求項１３】　　方向変更可能なアンテナアレーシス
    テムであって、第１放射方向に関して横方向に離間した
    複数の切替え可能アレーアンテナであって、その各アレ
    ーアンテナは、アンテナ素子の線形アレーと、所定の相
    対位相及び振幅の信号成分を各アレーアンテナの選択さ
    れた素子に中継する励振手段と、前記励振手段に接続さ
    れて前記素子への信号成分の中継を変更して各線形アレ
    ーアンテナの実効放射中心をその長さに沿って選択的に
    シフトさせるシフト手段とから成っている複数の切替え
    可能アレーアンテナと、前記アレーアンテナに接続され
    て、それぞれのアンテナのシフト手段を選択的に制御す
    る方位制御手段とから成っており、これにより、前記ア
    ンテナアレーシステムの放射方向及びビーム形状は、前
    記アレーアンテナの実効放射中心の相対的調整にらたり
    制御されることを特徴とする方向変更可能なアンテナア
    レーシステム。
14. 【請求項１４】　　方向変更可能なアンテナアレーシス
    テムであって、第１放射方向に関して横方向に離間した
    、請求項１に記載の複数の切替え可能アレーアンテナと
    、前記アレーアンテナに接続されて、それぞれのアンテ
    ナのシフト手段を選択的に制御する方位制御手段とから
    成っており、これにより、前記アンテナアレーシステム
    の放射方向及びビーム形状は、前記アレーアンテナの実
    効放射中心の相対的調整にらたり制御されることを特徴
    とする方向変更可能なアンテナアレーシステム。
15. 【請求項１５】　　傾斜ビームアンテナアレーシステム
    であって、信号を中継する端子手段と、主として前進方
    向に放射するように配列された素子の線形アレーから各
    々成る複数のアレーアンテナであって、前記アンテナは
    、前記前進方向に対して垂直な横方向に離間しており、
    前記アンテナのうちの一つ以上は、前記前進方向及び横
    方向に対して実質的に垂直な第３の方向に異なる変位を
    有するアレーアンテナと、選択された複数の前記アレー
    アンテナを前記端子手段に中継するビームティルト制御
    手段とから成っており、これにより、前記第３方向にお
    ける選択されたアンテナの相対変位が複合アンテナビー
    ムパターンの傾斜を決定することを特徴とする傾斜ビー
    ムアンテナアレーシステム。
16. 【請求項１６】　　前記複数のアレーアンテナは航空機
    の湾曲した胴体上に支持されており、素子の各線形アレ
    ーの縦軸は該航空機の縦軸に実質的に対応しており、該
    アンテナは横方向に離間していて、該胴体の表面の湾曲
    の結果として該アンテナのうちの一つ以上が、前記軸及
    び前記方向に対して実質的に垂直な、異なる垂直変位を
    有することとなることを特徴とする請求項１５に記載の
    傾斜ビームアンテナアレーシステム。
17. 【請求項１７】　　傾斜ビームアンテナアレーシステム
    であって、信号を中継する端子手段と、線形軸を有する
    アンテナ素子のアレーから各々成る複数の切替え可能ア
    レーアンテナであって、前記アンテナは、前記軸に対し
    て垂直な第１方向において横に離間しており、前記アン
    テナのうちの一つ以上は、前記軸及び前記垂直方向に対
    して実質的に垂直な第２方向に異なる変位を有しており
    ；該アレーアンテナの各々は、更に、所定の相対位相及
    び振幅の信号成分を、選択された素子に中継する励振手
    段と、前記励振手段に接続されて、各アレーアンテナの
    実効放射中心を選択的にシフトさせるために前記素子へ
    の信号成分の中継を変更するシフト手段とを備えている
    複数の切替え可能アレーアンテナと、選択された複数の
    前記アレーアンテナを前記端子手段に接続するビームテ
    ィルト制御手段と、から成っており、これにより、前記
    第２方向における、選択されたアレーアンテナの相対変
    位が、複合アンテナビームパターンの傾斜を決定するこ
    とを特徴とする傾斜ビームアンテナアレーシステム。
18. 【請求項１８】　　更に、前記アレーアンテナに接続さ
    れて、前記アンテナのシフト手段を選択的に制御する方
    位制御手段を包含しており、これにより、前記アンテナ
    システムのアンテナビームの方位及び傾斜角を独立に変
    更することが出来ることを特徴とする請求項１７に記載
    の傾斜ビームアンテナアレーシステム。
19. 【請求項１９】　　傾斜ビームアンテナアレーシステム
    であって、信号を中継する端子手段と、請求項１に記載
    の複数のアレーアンテナであって、前記アンテナは第１
    方向において横に離間しており、前記アンテナのうちの
    一つ以上は、前記第１方向に対して実質的に垂直な第２
    方向において異なる変位を有するアレーアンテナと、前
    記アレーアンテナに接続されて前記アンテナのシフト手
    段を選択的に制御する方位制御手段と、選択された複数
    の前記アレーアンテナを前記端子手段に接続するビーム
    ティルト制御手段と、から成っており、これにより、前
    記アンテナシステムのアンテナビームの方位及び傾斜角
    を独立に変更することが出来ることを特徴とする傾斜ビ
    ームアンテナアレーシステム。
20. 【請求項２０】　　前記アンテナは乗物の表面にあり、
    その乗物の通常の姿勢では、前記第１及び第２の方向は
    それぞれ実質的に水平及び垂直であり、ビームの方向変
    更は、前記乗物の軸に関して実際上方位の変更であり、
    ビームの傾斜は乗物のバンキングの補償を行う様になっ
    ていることを特徴とする請求項１９に記載の傾斜ビーム
    アンテナアレーシステム。