JPH05110327A - Phased array antenna - Google Patents

Phased array antenna

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JPH05110327A
JPH05110327A JP3266132A JP26613291A JPH05110327A JP H05110327 A JPH05110327 A JP H05110327A JP 3266132 A JP3266132 A JP 3266132A JP 26613291 A JP26613291 A JP 26613291A JP H05110327 A JPH05110327 A JP H05110327A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array antenna
sub
antenna
distribution
feeding point
Prior art date
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Pending
Application number
JP3266132A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetsugu Morimoto
英嗣 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3266132A priority Critical patent/JPH05110327A/en
Publication of JPH05110327A publication Critical patent/JPH05110327A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make the area of the antenna small by exciting two antennas simultaneously and synthesizing in the phased array antenna comprising three sub array antennas or more each of which is arranged with plural element antennas. CONSTITUTION:Two feeding points 11,12 are provided to a 1st sub array antenna 1, the sub array antenna 1 and of a 2nd sub array antenna 2 are synthesized by the feeding point 11 and of the sub array antenna 1 and of a 2nd sub array antenna 2 are synthesized by the feeding point 12 and input and output terminals 6,7 of the 2nd sub array antenna 2 and the 3rd sub array antenna 3 are switched.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、移動体等に搭載され
るフェーズドアレーアンテナに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phased array antenna mounted on a moving body or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は従来のフェーズドアレーアンテナ
を示す構成図で、図において、1はマイクロストリップ
パッチアンテナ1aを面状に配列した第1のサブアレーア
ンテナで、1bはマイクロストリップパッチアンテンナ1a
に設けた移相器、1cは分配合成回路である。同様に2は
マイクロストリップパッチアンテナ2aを面状に配列した
第2のサブアレーアンテナで、2bはマイクロストリップ
パッチアンテナ2aに設けた移相器、2cは分配合成回路で
ある。また3はマイクロストリップパッチアンテナ3aを
面状に配列した第3のサブアレーアンテナで、3b,3cは
それぞれ移相器、分配合成回路である。4,5,6はそ
れぞれ第1、第2、第3の各サブアレーアンテナの入出
力端子、7は入出力端子4,5,6のいずれかを選択す
る切り替えスイッチ、8は入出力端子である。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram showing a conventional phased array antenna. In the figure, 1 is a first sub-array antenna in which microstrip patch antennas 1a are arranged in a plane, and 1b is a microstrip patch antenna 1a.
Is a phase shifter, and 1c is a distribution / synthesis circuit. Similarly, 2 is a second sub array antenna in which microstrip patch antennas 2a are arranged in a plane, 2b is a phase shifter provided in the microstrip patch antenna 2a, and 2c is a distribution / combining circuit. 3 is a third sub-array antenna in which microstrip patch antennas 3a are arranged in a plane, and 3b and 3c are phase shifters and distribution / combining circuits, respectively. 4, 5 and 6 are input / output terminals of the first, second and third sub-array antennas, 7 is a changeover switch for selecting one of the input / output terminals 4, 5 and 6, and 8 is an input / output terminal. ..

【0003】次に動作に付いて説明する。例えば航空機
を対象とした移動体衛星通信に使われるフェーズドアレ
ーアンテナではビーム走査範囲が広く、且つビーム走査
範囲での放射特性の劣化が少ないことが要求される。ま
た形状については極力移動体の構造物に沿った低プロフ
ィールのものが望ましい。このようにアンテナを移動体
の構造物に沿う形状とした場合、広範なビームカバレー
ジを得るには移動体の広範な部分にアンテナを取り付け
る必要があり、例えば航空機が水平飛行中に上半球全域
のビームカバレージを得るには機体の2つの側面と上面
の3カ所に設けることが望ましい。図3にその3つのア
ンテナで構成される従来の実施例を示す。例えば第1の
サブアレーアンテナ1は上方のビームカバレージを得、
第2、第3のサブアレーアンテナはそれぞれ左翼側およ
び右翼側のビームカバレージを得るものとする。一般に
フェーズドアレーアンテナでは素子アンテナ配列面の法
線方向からの角度が増加する方向にビームを走査すると
利得が低下し、サイドローブレベルが上昇する。従って
それぞれのアンテナのビームカバレージはビーム走査時
でも所要の放射特性が得られる範囲に限定される。第1
のサブアレーアンテナは複数のマイクロストリップアン
テナ1a、各パッチアンテナに設けられた移相器1bおよび
分配合成回路1cで構成されており、第1のサブアレーア
ンテナを選択するときは切り替えスイッチ7により4の
端子を選択する。
Next, the operation will be described. For example, a phased array antenna used for mobile satellite communication for aircraft is required to have a wide beam scanning range and little deterioration in radiation characteristics in the beam scanning range. Regarding the shape, it is desirable to have a low profile along the structure of the moving body as much as possible. When the antenna is shaped along the structure of the moving body in this way, it is necessary to attach the antenna to a wide part of the moving body in order to obtain a wide beam coverage, for example, when the aircraft flies horizontally over the entire upper hemisphere. In order to obtain the beam coverage, it is desirable to provide the beam cover at three positions on the two side surfaces and the upper surface of the airframe. FIG. 3 shows a conventional embodiment including the three antennas. For example, the first sub-array antenna 1 has an upper beam coverage,
The second and third sub-array antennas shall obtain beam coverage on the left and right wing sides, respectively. Generally, in a phased array antenna, when a beam is scanned in a direction in which the angle from the normal to the element antenna array surface increases, the gain decreases and the side lobe level increases. Therefore, the beam coverage of each antenna is limited to the range in which the required radiation characteristics can be obtained even during beam scanning. First
The sub-array antenna is composed of a plurality of microstrip antennas 1a, a phase shifter 1b provided in each patch antenna, and a distribution / combining circuit 1c. When selecting the first sub-array antenna, the changeover switch 7 is used to connect the four terminals. Select.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のフェーズドアレ
ーアンテナは以上のように各サブアレーアンテナを切り
替えて使用する構成であるため各サブアレー単体で所要
の放射特性(特に利得、サイドローブ特性)を得るよう
設計されねばならない。アレーアンテナの利得、サイド
ローブは一般にパッチアンテナを配列した面積が大きい
ほど性能は向上する。そのため各サブアレーアンテナは
所要の性能を得るため面積が拡大し、移動体実装上大き
な負担となる。
Since the conventional phased array antenna has a configuration in which each subarray antenna is switched and used as described above, each subarray alone can obtain a required radiation characteristic (especially gain and side lobe characteristic). Must be designed. The gain and side lobes of the array antenna generally improve as the area in which the patch antennas are arranged increases. Therefore, the area of each sub-array antenna is increased to obtain the required performance, which imposes a heavy load on the mobile body mounting.

【0005】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので比較的面積の小さいアレーアン
テナで構成しても所要のアンテナ利得、サイドローブ特
性を実現できるフェーズドアレーアンテナを得ることを
目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and obtains a phased array antenna which can realize the required antenna gain and side lobe characteristics even if it is configured by an array antenna having a relatively small area. The purpose is to

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明に係わるフェー
ズドアレーアンテナは複数のサブアレーアンテナのうち
の第1のサブアレーアンテナについて2つの給電点を設
け、その一方の給電点で励振されるアンテナと第2のサ
ブアレーアンテナとで合成した新たなアレーアンテナを
形成し、またもう一方の給電点で励振されるサブアレー
アンテナと第3のアレーアンテナとで合成した新たなア
レーアンテナを形成するものである。
A phased array antenna according to the present invention is provided with two feeding points for a first sub-array antenna of a plurality of sub-array antennas, and an antenna excited at one feeding point and a second feeding point. A new array antenna is formed by combining with the sub array antenna of No. 1 and a new array antenna is formed by combining the sub array antenna excited at the other feeding point and the third array antenna.

【0007】[0007]

【作用】この発明におけるフェーズドアレーアンテナは
第1のサブアレーアンテナを構成する素子アンテナに2
つの給電点を設けることにより他のアンテナとの合成を
可能にし、全体としてアンテナの小型化を図るものであ
る。
The phased array antenna according to the present invention is used as an element antenna which constitutes the first sub array antenna.
By providing one feeding point, it is possible to combine the antenna with other antennas and to reduce the size of the antenna as a whole.

【0008】[0008]

【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図1において1はマイクロストリップ
パッチアンテナ1aで構成される第一のサブアレーアンテ
ナで、1b,1cはパッチアンテナ1aに接続される移相器、
分配合成回路である。同様に2a,3aはマイクロストリッ
プパッチアンテナ、2b, 2c, 3b, 3cはそれぞれパッチア
ンテナ2a, 3aに接続される移相器、分配合成回路であ
る。
EXAMPLES Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is a first sub-array antenna composed of a microstrip patch antenna 1a, and 1b and 1c are phase shifters connected to the patch antenna 1a,
It is a distribution / synthesis circuit. Similarly, 2a and 3a are microstrip patch antennas, and 2b, 2c, 3b and 3c are phase shifters and distribution / synthesis circuits connected to the patch antennas 2a and 3a, respectively.

【0009】次に動作について説明する。図1において
第1のサブアレーアンテナ1は切り替えスイッチ12を介
して2つの給電点を有し、1つの給電点はサブアレーア
ンテナ2と分配合成回路4により合成される。またもう
一方の給電点は第3のサブアレーアンテナ3と分配合成
回路5により合成される。いま送信時について考えると
端子8に入力された送信波は切り替えスイッチ9により
選択され分配合成回路4または分配合成回路5に入力さ
れる。分配合成回路4が選択されると送信波は分配合成
回路4により分配され、一方は切り替えスイッチ9に連
動した切り替えスイッチ13を介して第1のサブアレーア
ンテナに接続された分配合成回路1cに接続される。ま
た、もう一方は第2のサブアレーアンテナに接続された
分配合成回路2cに接続される。ここで、サブアレーアン
テナ1の移相器1bおよびサブアレーアンテナ2の移相器
2bにより所定の位相に設定することによりサブアレーア
ンテナ1とサブアレーアンテナ2を合成し所望の方向へ
ビームを走査することが可能となる。切り替えスイッチ
9により分配合成回路5が選択された場合は同様にサブ
アレーアンテナ1とサブアレーアンテナ3に送信波は入
力され、その合成により所望の方向へビーム走査が可能
となる。
Next, the operation will be described. In FIG. 1, the first sub array antenna 1 has two feeding points via a changeover switch 12, and one feeding point is combined by a sub array antenna 2 and a distribution combining circuit 4. The other feeding point is synthesized by the third sub-array antenna 3 and the distribution / synthesis circuit 5. Considering now the transmission time, the transmission wave input to the terminal 8 is selected by the changeover switch 9 and input to the distribution / synthesis circuit 4 or distribution / synthesis circuit 5. When the distribution / combination circuit 4 is selected, the transmission wave is distributed by the distribution / combination circuit 4, and one of them is connected to the distribution / combination circuit 1c connected to the first sub-array antenna via the changeover switch 13 which is interlocked with the changeover switch 9. It The other side is connected to the distribution / combination circuit 2c connected to the second sub array antenna. Here, the phase shifter 1b of the sub array antenna 1 and the phase shifter of the sub array antenna 2
By setting a predetermined phase by 2b, the sub array antenna 1 and the sub array antenna 2 can be combined and the beam can be scanned in a desired direction. Similarly, when the distribution / combining circuit 5 is selected by the changeover switch 9, the transmission wave is input to the sub-array antenna 1 and the sub-array antenna 3, and the combination makes it possible to perform beam scanning in a desired direction.

【0010】実施例2.なお上記実施例では切り替えス
イッチ9に連動する切り替えスイッチ13で信号を切り替
える場合を示したが、切り替えスイッチに代わってピン
ダイオードにより切り替えてもよい。図2は切り替えス
イッチ13の代わりにPINダイオード14, 15を分岐点の
近接に設けたものである。ここでサブアレーアンテナ1
とサブアレーアンテナ2を合成し送信する場合、ダイオ
ード14をON状態にしダイオード15をOFF状態にする
ことにより、分配合成回路4により分岐された送信波は
分配合成回路5に漏洩することなしにサブアレーアンテ
ナ1に給電され、サブアレーアンテナ1とサブアレーア
ンテナは合成され所望の方向へビーム走査が可能とな
る。サブアレーアンテナ1とサブアレーアンテナ3を合
成し送信する場合、ダイオード14をOFF状態にしダイ
オード15をON状態にすることにより分配合成回路4に
送信波が漏洩することなく同様に動作する。
Embodiment 2. In the above-described embodiment, the case where the signal is switched by the changeover switch 13 which interlocks with the changeover switch 9 has been described, but it may be changed by a pin diode instead of the changeover switch. In FIG. 2, PIN diodes 14 and 15 are provided in the vicinity of the branch points instead of the changeover switch 13. Here sub array antenna 1
When combining and transmitting the sub array antenna 2 with the sub array antenna 2, the diode 14 is turned on and the diode 15 is turned off, so that the transmission wave branched by the distribution / combining circuit 4 does not leak to the distribution / combining circuit 5. 1 is fed, the sub array antenna 1 and the sub array antenna are combined, and the beam scanning can be performed in a desired direction. When the sub-array antenna 1 and the sub-array antenna 3 are combined and transmitted, by operating the diode 14 in the OFF state and the diode 15 in the ON state, the same operation is performed without the transmission wave leaking to the distribution / combining circuit 4.

【0011】[0011]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば第1の
サブアレーアンテナ1に2つの給電点を設け、一方の給
電点により第2のサブアレーアンテナ2と合成されるよ
う構成し、逆にもう一方の給電点により第3のサブアレ
ーアンテナ3と合成されるよう構成したので、3つのア
レーアンテナのうち2つのアレーアンテナを容易に合成
しアンテナ全体の面積を小さくできる効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the first sub-array antenna 1 is provided with two feeding points, and one feeding point is combined with the second sub-array antenna 2, and vice versa. Since it is configured to be combined with the third sub-array antenna 3 by the other feeding point, it is possible to easily combine two of the three array antennas and reduce the area of the entire antenna.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例によるフェーズドアレーア
ンテナの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a phased array antenna according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の他の実施例によるフェーズドアレー
アンテナの構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a phased array antenna according to another embodiment of the present invention.

【図3】従来のフェーズドアレーアンテナを示す構成図
である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a conventional phased array antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1のサブアレーアンテナ 1a 第1のサブアレーアンテナのマイクロストリップパ
ッチアンテナ 1b 第1のサブアレーアンテナの移相器 1c 第1のサブアレーアンテナの分配合成回路 2 第2のサブアレーアンテナ 2a 第2のサブアレーアンテナのマイクロストリップパ
ッチアンテナ 2b 第2のサブアレーアンテナの移相器 2c 第2のサブアレーアンテナの分配合成回路 3 第3のサブアレーアンテナ 3a 第3のサブアレーアンテナのマイクロストリップパ
ッチアンテナ 3b 第3のサブアレーアンテナの移相器 3c 第3のサブアレーアンテナの分配合成回路 4,5 分配合成回路 8 入出力端子 9,13 切り替えスイッチ 14,15 PINダイオード
1 1st sub-array antenna 1a Microstrip patch antenna of 1st sub-array antenna 1b Phase shifter of 1st sub-array antenna 1c Distribution combining circuit of 1st sub-array antenna 2 2nd sub-array antenna 2a 2nd sub-array antenna Microstrip patch antenna 2b Phase shifter for second sub-array antenna 2c Distribution combiner circuit for second sub-array antenna 3 Third sub-array antenna 3a Microstrip patch antenna for third sub-array antenna 3b Phase shift for third sub-array antenna Unit 3c Dividing / synthesizing circuit for third sub-array antenna 4,5 Dividing / synthesizing circuit 8 Input / output terminals 9,13 Changeover switch 14,15 PIN diode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロストリップパッチアンテナを配
列した少なくとも3つのサブアレーにおいて、第1のサ
ブアレーアンテナを構成するマイクロストリップパッチ
アンテナに2つの給電点が設けられ、切り替えスイッチ
により一方の給電点は移相器を介して第2のサブアレー
アンテナに合成され、他方の給電点は移相器を介して第
3のサブアレーアンテナに合成されるよう構成したフェ
ーズドアレーアンテナ。
1. In at least three sub-arrays in which microstrip patch antennas are arranged, two feeding points are provided in the microstrip patch antenna forming the first subarray antenna, and one feeding point is a phase shifter by a changeover switch. Is a phased array antenna configured to be combined with a second sub-array antenna via, and the other feeding point is combined with a third sub-array antenna via a phase shifter.
【請求項2】 前記フェーズドアレーアンテナで2つの
給電点を切り替えるスイッチの代わりに2個のPINダ
イオードを設けることにより、一方の給電点は移相器を
介して第2のサブアレーアンテナに合成され、他方の給
電点は移相器を介して第3のアブアレーアンテナに合成
されるよう構成されたことを特徴とする請求項第1項記
載のフェーズドアレーアンテナ。
2. The phased array antenna is provided with two PIN diodes instead of a switch for switching between two feeding points, so that one feeding point is combined with a second sub-array antenna via a phase shifter, The phased array antenna according to claim 1, wherein the other feeding point is configured to be combined with the third abarray antenna via a phase shifter.
JP3266132A 1991-10-15 1991-10-15 Phased array antenna Pending JPH05110327A (en)

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