JPH05129822A - High gain antenna with molding lobe - Google Patents

High gain antenna with molding lobe

Info

Publication number
JPH05129822A
JPH05129822A JP11376992A JP11376992A JPH05129822A JP H05129822 A JPH05129822 A JP H05129822A JP 11376992 A JP11376992 A JP 11376992A JP 11376992 A JP11376992 A JP 11376992A JP H05129822 A JPH05129822 A JP H05129822A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
busbar
conformed
axis
antenna
symmetry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11376992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Frederic Magnin
フレデリツク・マニヤン
Gerard Raguenet
ジエラール・ラグネ
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.)
Thales Alenia Space France SAS
Original Assignee
Alcatel Thomson Espace SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel Thomson Espace SA filed Critical Alcatel Thomson Espace SA
Publication of JPH05129822A publication Critical patent/JPH05129822A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/20Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
    • H01Q21/205Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path providing an omnidirectional coverage
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a high gain antenna having a shaped lobe. CONSTITUTION: The high gain antenna includes a conformed array on a surface of a rotating body with an optional profile, the surface is in existence on a plane passing through a rotary shaft Δ, includes a plurality of generating lines 12 consisting of radiating elements 13 and a shaped lobe is provided in which all the radiation elements 13 on a same generating line 12 are connected to a single control point. The antenna is especially used for space communication.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は成形ローブを有する高利
得アンテナに関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to high gain antennas having shaped lobes.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のアンテナは、宇宙の分野で極め
て有用である。例えば、低軌道移動衛星は、地上観測の
ために極めて広角のコーンを有しており、高度800k
mでコーンの頂半角は63゜である。衛星からコーン内
部の1つのステーションまでの距離は、800km(天
底)〜2300km(コーンの縁端)の範囲の種々の値
である。この衛星とこのステーションとの間でテレメト
リまたはテレコマンドなどのミッションを行なう場合に
は、コーン内部のこのステーションの相対位置にかかわ
りなく、等ビームリンクを確保する必要がある。従って
このようなミッションに使用されるアンテナは、EIR
P(等価等方放射電力)の標準モデルがコーンの縁端に
最大値を有し天底に向かって漸減していくような指向性
図を有していなければならない。この場合、ダイナミッ
クレンジは約12dBである。このような標準モデルは
更に、低レベル用準備(天底では、ダイナミックレンジ
が約10dBに減少する)、または逆に、(距離に比例
した)大気的減衰の補償を含むことができ、ダイナミッ
クレンジは13dBを上回る値になる。これらの標準モ
デルは方位に基づく回転体であり、凹状容器の形状を有
する。従って、成形ローブを有するアンテナを使用する
必要がある。
2. Description of the Related Art Antennas of this type are extremely useful in the field of space. For example, a low-orbit mobile satellite has an extremely wide-angle cone for ground observation, and has an altitude of 800k.
In m, the apex angle of the cone is 63 °. The distance from the satellite to one station inside the cone is various values ranging from 800 km (nadir) to 2300 km (corner edge). When performing missions such as telemetry or telecommands between this satellite and this station, it is necessary to ensure an equal beam link regardless of the relative position of this station inside the cone. Therefore, the antennas used for such missions are
The standard model of P (equivalent isotropic radiated power) must have a directivity diagram with a maximum at the edge of the cone and a gradual decrease towards the nadir. In this case, the dynamic range is about 12 dB. Such a standard model may further include low level preparation (at the nadir the dynamic range is reduced to about 10 dB), or conversely, compensation for atmospheric attenuation (proportional to distance) Is over 13 dB. These standard models are azimuth-based rotating bodies and have the shape of concave containers. Therefore, it is necessary to use an antenna with shaped lobes.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような標準モデル
を得るための公知のいくつかの技術は、2つのグルー
プ、即ち、コンフォームド反射鏡及びアレイアンテナに
大別できる。
Some known techniques for obtaining such a standard model can be broadly divided into two groups: conformed reflectors and array antennas.

【0004】−コンフォームド反射鏡:コンフォームド
反射鏡は、仰角に基づいて形成された標準モデルに従う
ように最適化されたプロフィルを有する回転体から成
る。この種の反射鏡の問題は、コーン全体のリンクを確
保する必要があるので回転指向性図を有していなければ
ならないことである。従って、妥当な寸法を有する反射
鏡によって高利得を得ることが難しい。この種の反射鏡
は、Bridges、Shafai & Kishkの
論文、「キャビティ給電成形ビームリフレクタアンテナ
のモーメント分析方法(Method of mome
nt analysis of a cavity−f
ed shaped beamreflector a
ntenna」(Antenn´90 confere
nce proceedings、August 15
〜17、1991、Winnipeg、Canada)
に分析されている。
Conformal reflector: A conformed reflector consists of a rotating body with a profile optimized to follow a standard model formed on the basis of elevation. The problem with this type of mirror is that it must have a rotational directivity diagram because it is necessary to ensure the link of the entire cone. Therefore, it is difficult to obtain high gain with a reflecting mirror having a reasonable size. This type of reflector is described in a paper by Bridges, Shafai & Kishk, "Method of Moment Analysis of Cavity-Fed Shaped Beam Reflector Antenna.
nt analysis of a cavity-f
ed shaped beam reflector a
ntenna "(Antenna'90 conference
nce processes, August 15
~ 17, 1991, Winnipeg, Canada)
Has been analyzed by.

【0005】−アレイアンテナ:前記のごとき認識に基
づいて、指向性アンテナローブを有する高利得の電子走
査形アレイアンテナを使用し、このアンテナを電子制御
によって移動させるという構想が生まれた。このような
アンテナは、文献「Antenna Engineer
ing handbook」、(R.C.Johnso
n & H.Jasik、MacGraw−Hill;
chapitre 20“PhasedArrays”
R.Tang & R.W.Burns、Pages2
0−1〜20−5)に記載されている。コーン全体のリ
ンクを同時に確保する必要がなく、標的ステーションの
方向のリンクだけを確保すればよい。このアンテナを更
に2つのグループ、即ち平面アレイとコンフォームドア
レイに分類する。
Array antenna: Based on the above recognition, the idea was born to use a high gain electronically scanned array antenna with directional antenna lobes and to move this antenna under electronic control. Such an antenna is described in the document "Antenna Engineer".
ing handbook ", (RC Johnso
n & H. Jasik, MacGraw-Hill;
chapitre 20 "PhasedArrays"
R. Tang & R.M. W. Burns, Pages2
0-1 to 20-5). It is not necessary to secure links for the entire cone at the same time, only for the direction of the target station. The antennas are further divided into two groups, planar arrays and conformed arrays.

【0006】−平面アレイ:ピッチ即ち隣合う2つのソ
ース間の間隔に基づいてアレイ寸法を決定する従来技術
によるアレイのローブを問題を解決することができれ
ば、同様の寸法で、成形反射鏡で得られた指向性よりも
はるかに優れた指向性を得ることができる。各ソースの
給電位相は移相器によって制御されるので、これらの位
相を変更することによって指向性図を移動させる。この
解決方法には2つの重大な欠点がある。
Planar array: A lobe of a prior art array, which determines the array size based on the pitch, ie the spacing between two adjacent sources, could be obtained with a shaped mirror with similar size if the problem could be solved. It is possible to obtain a directivity far superior to the specified directivity. Since the feeding phase of each source is controlled by the phase shifter, the directivity diagram is moved by changing these phases. This solution has two major drawbacks.

【0007】−高度が極めて低い場合にも仰角に基づく
ローブを約±60゜以上修正する必要が生じる。このた
め、ソースを極めて接近させる必要がある。
It is necessary to correct the elevation-based lobe by more than about ± 60 ° even at very low altitudes. This requires the sources to be very close together.

【0008】−約60゜に放射最大値及び軸に最小値を
得ることが極めて難しい。このため、ソースの指向性図
が標準モデルの形状を有するとき、即ち60゜に放射最
大値を有しているときでも(例えばヘリックス)、60
゜に高い指向性を有するソースを使用する必要がある。
その結果として、高利得(例えば>20dBi)を得る
ことが望まれる場合には、比較的大きい寸法が必要であ
り、従って、多数のソース及び移相器(60゜の基本指
向性次第で50〜100個)が必要である。従ってこの
種のアンテナは、多数の制御点を必要とする。
It is very difficult to obtain a radiation maximum at about 60 ° and a minimum on the axis. Therefore, even when the radiation pattern of the source has the shape of the standard model, that is, even when it has the radiation maximum at 60 ° (eg, helix),
It is necessary to use a source having a high directivity in °.
As a result, if it is desired to obtain a high gain (eg> 20 dBi), a relatively large size is required, and thus a large number of sources and phase shifters (50 to 50 depending on the basic directivity of 60 °). 100) is required. Therefore, this type of antenna requires a large number of control points.

【0009】−コンフォームドアレイ:60゜のコーン
の放射最大値を得るためには、コンフォームド表面(例
えば半球状)にソースを配置する。各ソースを1つの移
相器で制御することによって、仰角及び方位に基づいて
ローブを走査する。しかしながらこのようなアレイを用
いる場合には、 −全部のソースを同時に使用できない、 −0゜に指向性最大値を有する放射素子を使用し得る
が、更に60゜に方向修正可能でなければならない。
Conformed array: To obtain a 60 ° cone emission maximum, the source is placed on a conformed surface (eg a hemisphere). The lobes are scanned based on elevation and azimuth by controlling each source with one phase shifter. However, with such an array, it is possible to use radiating elements with a directivity maximum at 0 ° -not all sources available at the same time, but they must also be direction-correctable to 60 °.

【0010】本発明の目的は、これらの欠点を是正し得
るアンテナ、即ち、前記アンテナの制御点の数を減らす
ことができ、同時に所望のミッションを有効に確保する
アンテナを提供することである。
An object of the present invention is to provide an antenna which can remedy these drawbacks, ie an antenna which can reduce the number of control points of said antenna and at the same time effectively ensure the desired mission.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このために本発明は、成
形ローブを有する高利得アンテナを提供する。本発明の
アンテナの特徴は、対称軸を有する任意のプロフィルの
コンフォームド表面上のコンフォームドアレイを含み、
前記表面がアンテナの対称軸を通る平面内に存在する複
数の母線を含み、該母線に放射素子が配置されており、
同一母線の全部の放射素子が位相及び振幅の単一制御点
に接続されており、成形ローブの地点及び方位の走査
が、これらの制御点による母線の位相の制御のみに基づ
いて得られることである。
To this end, the present invention provides a high gain antenna having a shaped lobe. Features of the antenna of the present invention include a conformed array on a conformed surface of any profile having an axis of symmetry,
The surface includes a plurality of busbars existing in a plane passing through an axis of symmetry of the antenna, and the radiating element is arranged on the busbars,
All radiating elements on the same bus are connected to a single control point of phase and amplitude, and the scanning of the lobes and orientations of the shaping lobes can be obtained based solely on the control of the phase of the bus by these control points. is there.

【0012】好ましくは、同一母線の全部の放射素子
が、受動分配器及び制御可能な移相器に接続されてい
る。各母線の放射素子の振幅及び位相の定律は、各母線
の受動分配器の無電特性値によって決定される。前記移
相器を制御することによって前記アンテナの高度指向性
図を調整する。方位の走査は母線のスイッチングによっ
て確保される。
Preferably, all radiating elements on the same bus are connected to a passive distributor and a controllable phase shifter. The amplitude and phase limits of the radiating element of each busbar are determined by the non-electric characteristic value of the passive distributor of each busbar. Adjusting the elevation pattern of the antenna by controlling the phase shifter. Azimuth scanning is ensured by bus switching.

【0013】本発明のコンフォームドアレイが、好まし
くは対称軸を有する任意のプロフィルのコンフォームド
表面に存在するので、プロフィルは母線の放射指向性図
の形状を決定するように最適化される。このために、対
称軸を通る平面内の母線に対する法線の向きは、母線上
の位置次第で可変であり、その結果として、母線の上に
存在する放射素子は種々の方向を有するであろう。言い
換えると、対称軸に対する放射素子の勾配は、所望の形
態の母線の放射指向性図が得られるように最適化され
る。
Since the conformed array of the present invention is present on the conformed surface of any profile that preferably has an axis of symmetry, the profile is optimized to determine the shape of the radiation directivity diagram of the busbar. .. Because of this, the orientation of the normal to the generatrices in the plane passing through the axis of symmetry will be variable depending on the position on the generatrices, so that the radiating elements lying above the generatrix will have different directions. .. In other words, the gradient of the radiating element with respect to the axis of symmetry is optimized in order to obtain the desired radiation directional pattern of the busbar.

【0014】このようなアンテナは、方位面内に分布し
た単指向性制御だけを使用して2つの平面を走査できる
という重要な利点を有する。更に、放射素子1つあたり
1つの制御を要した従来のアンテナに比べて制御の必要
数を(母線あたり1つに)減らす。
Such an antenna has the important advantage that it can scan two planes using only unidirectional control distributed in the azimuth plane. Further, the required number of controls is reduced (to one per busbar) compared to conventional antennas which required one control per radiating element.

【0015】更に、受動分配器及び対称軸に対する放射
素子の可変勾配を調整することによって、放射ローブの
形状を最適化し得る。
Furthermore, the shape of the radiation lobes can be optimized by adjusting the variable gradient of the passive distributor and the radiating element with respect to the axis of symmetry.

【0016】このようにして、同一母線に存在する1列
の放射素子の処理に第3の自由度が得られる。このため
に、放射素子を作用方向で有効に利用し得る。このこと
は、走査範囲が広くなり、方向修正が大きくなるほど重
要であり、例えば方向修正が±60゜以上になると重要
である。本発明のこの能力は、大きい移動範囲を確保
し、且つ高い地点で方向効率の損失が生じる平面状の解
(solution planaire)に比べて顕著
な利点である。
In this way, a third degree of freedom is obtained in the processing of a row of radiating elements present on the same bus. For this reason, the radiating element can be effectively utilized in the working direction. This becomes more important as the scanning range becomes wider and the direction correction becomes larger, for example, when the direction correction becomes ± 60 ° or more. This capability of the present invention is a significant advantage over a solution planaire which ensures a large range of travel and which results in loss of directional efficiency at high points.

【0017】[0017]

【実施例】添付図面に示す非限定実施例に基づく以下の
記載より本発明の特徴及び利点がより十分に理解されよ
う。
The features and advantages of the invention will be more fully understood from the following description, which is based on non-limiting examples illustrated in the accompanying drawings.

【0018】本発明のアンテナは、対称軸を有し且つ任
意のプロフィル(円錐状、球状、楕円状、放物線状、双
曲線状、など)を有するコンフォームド表面11に配置
されたコンフォームドアレイ10を含む。このアレイ
は、複数のソース即ち放射素子13を含む母線12から
構成されている。各母線12は、コンフォームド表面1
1と対称軸Δ(例えば天底の軸)を通る平面との交差線
である。図1において、表面11は円錐状表面であり、
母線12の各々は3つの放射素子13を含む。
The antenna of the present invention has a conformed array arranged on a conformed surface 11 having an axis of symmetry and having any profile (conical, spherical, elliptical, parabolic, hyperbolic, etc.). Including 10. The array consists of a bus bar 12 containing a plurality of sources or radiating elements 13. Each busbar 12 is a conformed surface 1
It is a line of intersection between 1 and a plane passing through the axis of symmetry Δ (for example, the axis of the nadir). In FIG. 1, the surface 11 is a conical surface,
Each of the busbars 12 includes three radiating elements 13.

【0019】図1の実施例のアンテナは、母線12あた
り1つの移相器14を含み、信号の振幅及び位相を各ソ
ース間に分割する受動分配器15が移相器14の出力と
各ソース13の入力との間に配置されている。この分配
器15は、各母線で同様であり、従って、図1の実施例
のアンテナの幾何学的形態は完全に回転体である。この
分配器15は、各母線12のソース13によって放出さ
れる放射のいくつかの指向性図が得られるように、また
アンテナの全部のソース13を合成した1つの指向性図
が作成されるように計算されている。
The antenna of the embodiment of FIG. 1 includes one phase shifter 14 per bus 12 and a passive divider 15 that divides the amplitude and phase of the signal between the sources is the output of the phase shifter 14 and each source. It is arranged between 13 inputs. This distributor 15 is similar for each busbar, so that the antenna geometry of the embodiment of FIG. 1 is completely rotator. This distributor 15 is provided so that several directivity diagrams of the radiation emitted by the sources 13 of each busbar 12 are obtained and that one directivity diagram is created which combines all the sources 13 of the antenna. Has been calculated to.

【0020】十分な指向性を得るために、1つまたは隣
合う複数の母線の放射を同時に行なう。母線の回転は放
射の位相に対して2つの効果を与える。
In order to obtain sufficient directivity, one or a plurality of adjacent bus bars are simultaneously radiated. The rotation of the busbar has two effects on the phase of the radiation.

【0021】−第1の効果は、偏波面を回転軸Δの回り
でψだけ回転させることである。この回転は一定であ
る。この回転は図2に示すようにアレイの幾何学的形態
に関係する。
The first effect is to rotate the plane of polarization by ψ about the rotation axis Δ. This rotation is constant. This rotation is related to the geometry of the array as shown in FIG.

【0022】−第2の効果は、照準方向に垂直な標準モ
デル面Pに対するソースの相対距離に比例して伝播遅延
が生じることである。所与の標準モデル面Pに対して、
同一母線のソースから該面までの距離は種々の値であ
る。
The second effect is that the propagation delay is generated in proportion to the relative distance of the source with respect to the standard model plane P perpendicular to the sighting direction. For a given standard model plane P,
The distance from the source of the same bus to the surface has various values.

【0023】移相器の機能は、これらの効果を補償する
ことである。しかしながら、母線あたり1つの移相器し
かなく、またこの伝播遅延の補償が全部のソースに対し
て同じでなければならないので、遅延の平均を計算しな
ければならない。この伝播遅延は照準仰角方向に依存す
る。即ち、標準モデル面Pの傾斜に依存する。図3にお
いては、例えば天底の軸Δに対応する方向で、全部の母
線が位相合わせされている(θ=0゜)。移相器は、偏
波面の方位回転だけを補償すればよい。逆に、照準軸が
60゜(θ=60゜)のときは、変動が大きい。従っ
て、仰角の全範囲で隣合う複数の母線の位相を同時に合
計することはできない。従って、照準方向の外側の指向
性図が劣化する。
The function of the phase shifter is to compensate for these effects. However, since there is only one phase shifter per bus and this propagation delay compensation must be the same for all sources, the average delay must be calculated. This propagation delay depends on the aiming elevation angle direction. That is, it depends on the inclination of the standard model plane P. In FIG. 3, for example, all the busbars are phase-aligned in the direction corresponding to the nadir axis Δ (θ = 0 °). The phase shifter need only compensate for the azimuthal rotation of the plane of polarization. On the contrary, when the aiming axis is 60 ° (θ = 60 °), the fluctuation is large. Therefore, the phases of a plurality of adjacent bus lines cannot be summed at the same time in the entire range of elevation angle. Therefore, the directivity diagram outside the aiming direction deteriorates.

【0024】従って、1つの母線12の指向性図が標準
モデルに完全に合致していても、例えば60゜の方向の
伝播遅延を補償すると、θ=60゜の場合には正しい指
向性図が得られるが、それ以外の場合には正しい指向性
図が得られない。特にθ=0゜の場合には得られる指向
性図が標準モデルを顕著に下回る。
Therefore, even if the directivity diagram of one bus bar 12 perfectly matches the standard model, if the propagation delay in the direction of 60 ° is compensated, the correct directivity diagram is obtained when θ = 60 °. However, the correct directivity diagram cannot be obtained in other cases. Especially when θ = 0 °, the obtained directivity diagram is significantly lower than the standard model.

【0025】この劣化を補償するために、母線の寸法を
拡大する、即ち、予定の標準モデルを顕著に上回る指向
性図を得るために、該母線のソースに供給されるエネル
ギを増加することが可能である。
To compensate for this degradation, it is possible to increase the size of the busbar, ie to increase the energy delivered to the source of the busbar in order to obtain a directivity diagram that is significantly higher than the standard model envisaged. It is possible.

【0026】また、指向性図を変形し、これを照準ステ
ーションの仰角に適応させるように移相器を調整するこ
とも可能である。照準ステーションがθ=60゜に存在
するとき、この方向の伝播遅延は補償される。仰角が小
さくなると、移相器を調整することによって指向性図を
変形する。例えば実際には、ステーションがθ=30゜
に存在するときは、60°の指向性図が下にあるとして
も、30°の指向性図は標準モデルよりも上にあり、0
゜まで同様である。0゜になると指向性図は60゜の標
準モデルに全く対応しない。
It is also possible to modify the directivity diagram and adjust the phase shifter to adapt it to the elevation angle of the aiming station. When the aiming station is at θ = 60 °, the propagation delay in this direction is compensated. As the elevation angle decreases, the directional diagram is deformed by adjusting the phase shifter. For example, in practice, when the station is at θ = 30 °, the directivity diagram of 30 ° is above the standard model, even though the directivity diagram of 60 ° is below.
The same is true up to °. At 0 °, the directivity diagram does not correspond to the standard model at 60 °.

【0027】幾何学的に回転体の形状を有しているの
で、方位の走査は、母線の単なるスイッチングによって
確保される。
Due to the geometrical shape of the rotator, azimuthal scanning is ensured by simple switching of the busbars.

【0028】このような実施態様においては、従来のコ
ンフォームド構造に比べて、移相器の数を母線上のソー
スと同じ数に減らすことができる。極めて少数の制御点
によって母線12の移相器を同時に励起し、アンテナの
方位及び仰角の走査を実行し得る。従って、弱い指向性
を有し且つ小さい寸法を有する母線を使用して、方位を
スイッチングするだけで、仰角に基づく指向性図が標準
モデルに従うコンフォームド解(solution c
onformee)が得られる。
In such an embodiment, the number of phase shifters can be reduced to the same number as the sources on the bus, as compared to the conventional conformed structure. Very few control points can simultaneously excite the phase shifters on the bus 12 to perform azimuth and elevation scans of the antenna. Therefore, using a busbar having a weak directivity and a small dimension, the azimuth-based directivity diagram follows a standard model and a conformed solution (c) is obtained by simply switching the azimuth.
onformee) is obtained.

【0029】例えば1つの応用例では、図4(最大値曲
線16及び最小値曲線17)のEIRP(等価等方放射
電力)の標準モデルに従ってテレメトリのミッションを
行なう。図4は、TMCU(光またはレーダ観測衛星用
テレメトリ有効負荷)の標準モデルを示す。この応用例
の目的は、最小放射電力でEIRPの標準モデルを維持
することである。例えば、放射電力10Wで、利得最大
値21dBiを得る必要がある。1dBの損失を考慮す
ると、指向性は22dBiであろう。擬コニカル形アン
テナ20の寸法を図5のように決定する。このアンテナ
は、各々が4つのソース22を有する36個の母線21
を有する。ソース22の各々は、プリントテクノロジイ
で作製されている。直線状プロフィルでなく上端から第
1ソースまでがα=10゜傾斜したプロフィルを有する
擬コニカル表面を与えるコンフォームド誘電性基板の上
に銅ブロックがプリントされている。同一母線の4つの
ソース22の間、及びこれらのソースと同じ基板の上
に、銅トラックの形態の分配器がプリントされている。
分配器は移相器に接続されている。36の母線のうちの
9個の母線だけが同時に励起される。従って全部の放射
が一度に9個の移相器によって制御される。
For example, in one application example, the telemetry mission is performed according to the standard model of EIRP (Equivalent Isotropically Radiated Power) of FIG. 4 (maximum value curve 16 and minimum value curve 17). FIG. 4 shows a standard model of TMCU (effective telemetry load for optical or radar observation satellite). The purpose of this application is to maintain the standard model of EIRP with minimum radiated power. For example, it is necessary to obtain a maximum gain value of 21 dBi with a radiated power of 10 W. Considering the loss of 1 dB, the directivity would be 22 dBi. The size of the pseudo-conical antenna 20 is determined as shown in FIG. This antenna comprises 36 busbars 21 each having four sources 22.
Have. Each of the sources 22 is made of print technology. A copper block is printed on a conformed dielectric substrate that provides a pseudo-conical surface with a profile inclined from the top to the first source by α = 10 ° rather than a linear profile. Distributors in the form of copper tracks are printed between four sources 22 of the same busbar and on the same substrate as these sources.
The distributor is connected to the phase shifter. Only 9 of the 36 buses are excited at the same time. Therefore the total radiation is controlled by nine phase shifters at a time.

【0030】図6は、標準モデル最小値25及び62゜
の方向の伝播遅延を補償することによって得られた指向
性図26を示す。図7は、同じ標準モデル最小値27と
得られた指向性図28とを示す。仰角5゜の方向の遅延
を補償するために9個の移相器の値を調整するだけでよ
い(図6及び図7は指向性DiをdBiで示す)。
FIG. 6 shows a directivity diagram 26 obtained by compensating for the propagation delay in the direction of the standard model minima 25 and 62 °. FIG. 7 shows the same standard model minimum 27 and the resulting directivity diagram 28. It is only necessary to adjust the values of the nine phase shifters to compensate for the delay in the direction of elevation of 5 ° (FIGS. 6 and 7 show the directivity Di in dBi).

【0031】上記では本発明の好ましい実施例を図面に
基づいて説明したが、本発明の範囲内で記載の素子を等
価の素子で代替できることは勿論理解されよう。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, it will be understood, of course, that equivalent elements may be substituted for the elements described within the scope of the present invention.

【0032】特に、コンフォームド表面は、任意の対称
軸を有する任意のプロフィルでよい。
In particular, the conformed surface may be of any profile with any axis of symmetry.

【0033】記載の実施例では、表面が回転対称軸を含
むが、表面が、楕円、放物線または双曲線のように2次
の対称性(平面内の反射)を有していてもよく、あるい
は、より複雑な表面を与えるより高次の対称性を有して
いてもよい。
In the described embodiment, the surface comprises an axis of rotational symmetry, but the surface may have a quadratic symmetry (reflection in the plane), such as an ellipse, a parabola or a hyperbola, or It may have higher symmetries that give more complex surfaces.

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

【図1】本発明のアンテナの実施例の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of an antenna of the present invention.

【図2】図1のアンテナのいくつかの特性値を示す説明
図である。
2 is an explanatory diagram showing some characteristic values of the antenna of FIG. 1. FIG.

【図3】図1のアンテナのいくつかの特性値を示す説明
図である。
3 is an explanatory diagram showing some characteristic values of the antenna of FIG. 1. FIG.

【図4】本発明のアンテナの別の実施態様の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of another embodiment of the antenna of the present invention.

【図5】本発明のアンテナの別の実施態様の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of another embodiment of the antenna of the present invention.

【図6】本発明のアンテナの別の実施態様の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of another embodiment of the antenna of the present invention.

【図7】本発明のアンテナの別の実施態様の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of another embodiment of the antenna of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 コンフォームドアレイ 11 コンフォームド表面 12 母線 13 放射素子 14 移相器 15 分配器 10 conformed array 11 conformed surface 12 bus bar 13 radiating element 14 phase shifter 15 distributor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1つの対称軸を有する任意の
プロフィルのコンフォームド表面上のコンフォームドア
レイを含み、前記コンフォームド表面が、該表面に対し
て垂直に前記表面と交差し且つ前記対称軸を含んでいる
1つの平面とコンフォームド表面との交差によって規定
される複数の母線を含み、各母線が複数の放射素子を含
み、同一母線の全部の放射素子は、該母線に属する位相
及びスイッチング用の単一制御点に接続されており、前
記対称軸に垂直な平面内の地点の走査及び方位の走査
が、各母線の前記単一制御点を介した前記母線の位相制
御のみに基づいて得られることを特徴とする成形ローブ
を有する高利得アンテナ。
1. A conformed array on a conformed surface of any profile having at least one axis of symmetry, said conformed surface intersecting said surface perpendicular to said surface and said Including a plurality of busbars defined by the intersection of a plane containing the axis of symmetry with the conformed surface, each busbar including a plurality of radiating elements, all radiating elements of the same busbar belonging to said busbars Connected to a single control point for phase and switching, scanning of points and azimuths in a plane perpendicular to the axis of symmetry is only phase control of the busbar through the single control point of each busbar. High-gain antenna with shaped lobes, characterized in that it is obtained based on
【請求項2】 更に各母線毎に1つの受動分配器を含
み、同一母線の前記放射素子が前記受動分配器によって
前記単一制御点に接続されており、前記母線の前記素子
間の振幅及び位相の定律が前記受動分配器の無電特性値
によって決定されていることを特徴とする請求項1に記
載のアンテナ。
2. Further comprising one passive distributor for each busbar, said radiating elements of the same busbar being connected to said single control point by said passive distributor, the amplitude between said elements of said busbar and The antenna according to claim 1, wherein the phase rule is determined by a non-electric characteristic value of the passive distributor.
【請求項3】 前記母線を含む前記平面内の母線に対す
る法線が、任意のプロフィルのコンフォームド表面の形
状次第で、同一母線の全部の素子に対して一定または可
変の方向を有しており、前記法線の方向が、前記母線の
放射指向性図の形状を決定し、且つ所望の放射指向性図
の形状を得るように最適化されていることを特徴とする
請求項1または2に記載のアンテナ。
3. The normal to a generatrix in the plane including the generatrix has a constant or variable direction for all elements of the same generatrix depending on the shape of the conformed surface of any profile. And the direction of the normal is optimized to determine the shape of the radiation directivity diagram of the bus and to obtain the desired shape of the radiation directivity diagram. Antenna described in.
【請求項4】 任意のプロフィルの前記コンフォームド
表面が、軸の回りの回転表面から成り、前記軸が前記成
形ローブの平均軸方向に平行であることを特徴とする請
求項1から3のいずれか一項に記載のアンテナ。
4. The conformed surface of any profile comprises a surface of revolution about an axis, the axis being parallel to the mean axial direction of the forming lobes. The antenna according to any one of claims.
【請求項5】 任意のプロフィルの前記コンフォームド
表面が、軸の回りの回転表面の1部分だけから成り、前
記軸が前記成形ローブの前記平均軸方向に平行であるこ
とを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の
アンテナ。
5. The conformed surface of any profile comprises only a portion of a surface of revolution about an axis, the axis being parallel to the mean axial direction of the forming lobe. The antenna according to any one of Items 1 to 3.
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