JPH043602A - アレーアンテナ - Google Patents
アレーアンテナInfo
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- JPH043602A JPH043602A JP10486190A JP10486190A JPH043602A JP H043602 A JPH043602 A JP H043602A JP 10486190 A JP10486190 A JP 10486190A JP 10486190 A JP10486190 A JP 10486190A JP H043602 A JPH043602 A JP H043602A
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
テナ開口を備えたアレーアンテナに関するものである。
rnational Simposium’ 86に示
された従来のアレーアンテナ装置のアレーアンテナ開口
の説明図であり、(1)は素子アンテナ、(2)は後述
する複数の素子アンテナ(1)をまとめて区分したサブ
アレーである。
る一定値以下に抑えつつ7ある方向にビームを向けて利
得を最大にしようとするときアレーアンテナ装置のもつ
すへての素子アンテナの位相と振幅を変化させることに
より最適な指向性を合成する。しかし、素子アンテナ数
が多くなると、素子アンテナ毎に可変移相器と可変振幅
器を設け、すべての素子アンテナの位相と振幅を制御す
るのは困難である。そこで第3図に示すアレ−アンテナ
の構成図のように、いくつかの素子アンテナ(1)をま
とめてサブアレー(2)とし、アレーアンテナ開口を上
記サブアレー(2)の配列で構成し、サブアレー毎に可
変移相器(11)と可変振幅器(12)を設け、給電位
相、給電振幅を制御することにより指向性合成を行う。
素子アンテナ数9等形状のサブアレーを規則的に配列し
て構成し、上記各サブアレーの給電位相や給電振幅を制
御してビーム形成を行っていた。第2図はアレーアンテ
ナ開口を上記のように規則的にサブアレーに区分した例
である。
ックスで規則的に配列した従来のアレーアンテナ開口の
例を示す説明図であり、縦方向に16個、横方向に18
個の素子アンテナを間隔0゜8λ(λ:波長)で正方形
配列し、四角は3素子ずつカットしである。横方向に素
子アンテナを3列ずつまとめて6個のサブアレー列を構
成し、そのサブアレー列は縦方向に等間隔に4個のサブ
アレーに分割してあり、サブアレーの総数は24個であ
る。なお、1つのサブアレー内ではすへての素子アンテ
ナが等位相1等振幅で励振される。図において、黒丸は
素子アンテナ(1)、X印はサブアレー(2)の電気的
中心点、(3)はサブアレー(2)への分割数の少ない
方向の直線軸、(4)はサブアレー(2)への分割数の
多い方向の直線軸、白丸はサブアレー(2)の電気的中
心点を直線軸(3)へ正射影して得られる正射影点、三
角印はサブアレー(2)の電気的中心点を直線軸(4)
へ正射影して得られる正射影点である。このアレーアン
テナ開口では直線軸(3)および直線軸(4)へサブア
レー(2)の電気的中心点を正射影すると、直線軸(3
)に4個、直線軸(4)に6個の正射影点ができる。す
なわち、直線軸(3)方向にビームを走査するときは等
価的に直線軸(3)に4個の波源が、直線軸(4)方向
にビームを走査するときは等価的に直線軸(4)に6個
の波源か並んでいると見なせる。
ーアンテナ開口を備えた従来のアレーアンテナ装置の動
作について説明する。
地球上にビームを向ける場合を例として説明する。第5
図、第6図は地球の図であり、ビーム照射領域(サービ
スエリア)をハツチングで示す。図において、 (Al
)、 (A2)はビームを向ける領域、 (Il)、
(I2)は(Al)、 (A2)に向けられたビームに
比べある値以下のレベルにしなければならない領域であ
り、この領域(Al)、領域(A2)と領域(I1 )
、 領域(I 2 )のレベル差をアイソレーション
という。アイソレーションを取ることはサイドローフレ
ヘルを抑えることに等しい。
3)と直線軸(4)がそれぞれ第5図および第6図に示
した直線軸(5)9 直線軸(6)に合うように配置し
、2方向へビームを走査するものとする。なお、ここに
おいて、直線軸(3)と直線軸(4)はビーム照射方向
とボアサイト方向とからなる平面とアレーアンテナ開口
とが交わってできるアレアンテナ開口上の直線に相当す
る。また、素子アンテナ(1)として円形マイクロスト
リップアンテナを用い1周波数1.54GHz、アイソ
レーション18dB以上を条件とし、各サブアレー(2
)への給電を可変移相器と可変振幅器で調整することに
より、領域(A1)、領域(A2)で利得を最大化した
場合のシュミレーション結果を第7図に示す。第7図か
られかるように領域(A1)の方が領域(A2)より利
得が低くなる。
開口におけるサブアレーの区分が以上のように構成され
ており、上記の動作説明から明らかなように、正射影点
が4個しかない直線軸(3)の方向にビームを走査した
時と、正射影点が6個ある直線軸(4)の方向にビーム
を走査した時とで大きな利得の差が生じるという問題点
があった。
たもので、アレーアンテナ開口におけるサブアレー数を
変えずに、利得修正したい方向において、所定のアイソ
レーションを保って所望の利得を得られるような位相、
振幅の変化の自由度を有するサブアレーに区分されたア
レーアンテナ開口を備えたビーム走査方向による利得の
差か小さいアレーアンテナを得ることを目的とする。
子アンテナが複数のサブアレーに区分されているアレー
アンテナ開口と、上記サブアレーのそれぞれにつながれ
、サブアレー毎に移相と振幅を設定する可変移相器と可
変振幅器とを備え。
、利得修正するビーム照射方向とボアサイト方向とから
なる平面と上記アレーアンテナ開口とが交わってできる
アレーアンテナ開口上の直線に対し7上記直線に垂直な
方向に配列されて列を成すサブアレーの少なくとも一部
の列においてそれぞれのサブアレーの電気的中心点の上
記直線への正射影点が1点に重ならないようにサブアレ
ーに区分をしたものである。
い方向では、利得修正するビーム照射方向とボアサイド
方向とからなる平面とアレーアンテナ開口とか交わって
できるアレーアンテナ開口上の直線に対し、上記直線に
垂直な方向に配列されて列を成すサブアレーの少なくと
も一部の列において、それぞれのサブアレーの電気的中
心点の上記直線への正射影点が1点に重ならないように
サブアレーに区分したので、正射影点を増加させ。
ような位相、振幅の変化の自由度を増加させる。
口を示す説明図である。この実施例は従来例との比較を
明確にするため第4図に示した従来のアレーアンテナ開
口と同しく、縦方向に16個、横方向に18個の素子ア
ンテナを間隔0.82(λ 波長)で正方形配列し、四
角を3素子ずつカットしたものである。ここでは、直線
軸(3)方向を利得修正する方向とした場合について示
しており、直線軸(4)方向には第4図と同じく素子ア
ンテナ(1)を3列ずつまとめて(Sl)〜(S6)の
6個のサブアレー列を構成しているが、直線軸(3)方
向では、サブアレー列(S3)、 (S4)は6個、サ
ブアレー列(S2)、 (S5)は4個、サブアレー列
(Sl)、 (S6)は2個のサブアレーに分割し、利
得修正する直線軸(3)方向に垂直な方向に配列されて
列を成すサブアレーの全ての列においてそれぞれのサブ
アレーの電気的中心点の直線軸(3)への正射影点が1
点に重ならないようにした例である。ただし。
様であり、サブアレーには第3図のように可変移相器(
11)と可変振幅器(12)が接続されており、これに
よって給電を調整し、1つのサブアレー(2)内ではす
べての素子アンテナ(1)が等位相。
線軸(3)に正射影すると12個の正射影点ができる。
図と同じである。従って、直線軸(3)方向にビームを
走査するときは等価的に直線軸(3)に12個の波源が
並んでいると見なせ直線軸(4)方向にビームを走査す
るときは等価的に直線軸(4)に6個の波源が並んでい
ると見なせる。
比のためのシミュレーション結果を説明する。
ブアレー(2)への給電を可変移相器(11)と可変振
幅器(12)で調整することにより位相と振幅を制御し
、ビーム方向、利得およびサイドローブレベルを操作す
る。次に、上記の従来例と同じ条件でシミュレーション
を行う。即ち7 この発明のアレーアンテナを衛星の静
止軌道上に設置して地球上にビームを向ける場合とし、
既に示した第5図、第6図の地球の図により説明する。
3)と直線軸(4)かそれぞれ第5図および第6図に示
した直線軸(5)、直線軸(6)に合うように配置し2
方向へビームを走査するものとする。また、素子アンテ
ナ(1)として円形マイクロストリップアンテナを用い
9周波数1.54GHz、 アイソレーション18d
B以上を条件とし、各サブアレー(2)への給電を可変
移相器(11)と可変振幅器(12)で調整することに
より、領域(AI)、領域(A2)で利得を最大化する
。
一併記して示す。第7図から明らかなように、この発明
のアレーアンテナ、および、従来例のアレーアンテナの
いづれでも、直線軸(4)方向にビームを走査する場合
では最大利得は2589dBと25.83dBではとん
と変わらない。しかし、直線軸(3)方向にビームを走
査する場合ではこの発明のアレーアンテナで24.8’
4dB 、従来例のアレーアンテナで23.60dBで
あり、直線軸(4)方向にビームを走査した場合に比べ
、この発明のアレーアンテナでは利得低下が0.99d
B。
なる。
直線軸(3)方向において等価的な波源が12個あるこ
の発明のほうが1等価的な波源が4個しかない従来例よ
り、所定のアイソレーションを保って所望の利得を得ら
れるような位相、振幅の変化の自由度が大きく、サイド
ローブレベルを抑えながらビームを走査した場合に、利
得の低下をより小さくできることが明らかである。また
。
2方向についてシミュレーション結果を示して検証した
が、上記のサブアレーの区分によれば直線軸(3)方向
と直線軸(4)方向の中間の方向に対しても正射影点が
重ならずに多数得られるため。
による利得の差が小さいアレーアンテナを得ることがで
きる効果があることか明らかである。
3)に対して対称にサブアレーの区分を行つた例を示し
たが、対称性を有するものに限るものではない。
成るアレーアンテナ開口を備えたアレーアンテナにおい
て、サブアレーの区分を、利得修正するビーム照射方向
とボアサイト方向とからなる平面と上記アレーアンテナ
開口とが交わってできるアレーアンテナ開口上の直線に
対し、上記直線に垂直な方向に配列されて列を成すサブ
アレーの少なくとも一部の列において、それぞれのサブ
アレーの電気的中心点の上記直線への正射影点が1点に
重ならないようにしたので、正射影点を増加させること
ができ、所定のアイソレーションを保って所望の利得を
得られるような位相、振幅の変化の自由度を増加させる
ので、ビーム走査方向による利得の差が小さいアレーア
ンテナを得られる効果がある。
口を示す説明図、第2図は従来のアレーアンテナ装置の
アレーアンテナ開口の説明図、第3図はアレーアンテナ
の構成を示す構成図、第4図は等素子数9等形状のサブ
アレーをマトリックスで規則的に配列した従来のアレー
アンテナ開口の例を示す説明図、第5図4第6図はアレ
ーアンテナの動作説明のための地球の図、第7図はこの
発明および従来例についてのシミュレーション結果を示
す図である。 図において、(1)は素子アンテナ、(2)はサブアレ
ー、 (3)(4)は直線軸、 (5)(6)は直線軸
、 (11)は可変移相器、 (12)は可変振幅器で
ある。 なお1図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 配列された複数の素子アンテナから成り、上記複数の素
子アンテナが複数のサブアレーに区分されているアレー
アンテナ開口と、上記サブアレーのそれぞれにつながれ
、サブアレー毎に移相と振幅を設定する可変移相器と可
変振幅器とを備え、複数の方向へビームを照射するアレ
ーアンテナにおいて、上記サブアレーの区分を、利得修
正するビーム照射方向とボアサイト方向とからなる平面
と上記アレーアンテナ開口とが交わつてできるアレーア
ンテナ開口上の直線に対し、上記直線に垂直な方向に配
列されて列を成すサブアレーの少なくとも一部の列にお
いて、それぞれのサブアレーの電気的中心点の上記直線
への正射影点が1点に重ならないようにしたことを特徴
とするアレーアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2104861A JP3038780B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | アレーアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2104861A JP3038780B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | アレーアンテナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH043602A true JPH043602A (ja) | 1992-01-08 |
JP3038780B2 JP3038780B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=14392036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2104861A Expired - Lifetime JP3038780B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | アレーアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3038780B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010093399A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Toyota Motor Corp | アンテナ装置 |
JP2018186337A (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-22 | 株式会社村田製作所 | アレーアンテナ |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2104861A patent/JP3038780B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010093399A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Toyota Motor Corp | アンテナ装置 |
JP2018186337A (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-22 | 株式会社村田製作所 | アレーアンテナ |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3038780B2 (ja) | 2000-05-08 |
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