JPH0685484B2 - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
- Publication number
- JPH0685484B2 JPH0685484B2 JP60143318A JP14331885A JPH0685484B2 JP H0685484 B2 JPH0685484 B2 JP H0685484B2 JP 60143318 A JP60143318 A JP 60143318A JP 14331885 A JP14331885 A JP 14331885A JP H0685484 B2 JPH0685484 B2 JP H0685484B2
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- JP
- Japan
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- antenna
- array
- vehicle
- main beam
- switching
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S13/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/004—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing two or four symmetrical beams for Janus application
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、サイドルツキング型のアレーアンテナを用い
て構成したアンテナ装置に関するものである。
て構成したアンテナ装置に関するものである。
(従来の技術) 一般に、レーダ用のアンテナ装置等のように、さまざま
な方向に電波の送受信を行なうためにアンテナビームを
高速で空間走査する必要がある場合、多数のアンテナ素
子を同一平面上に配列してアレーアンテナを構成し、そ
の各アンテナ素子に給電する位相を一定の規則に従つて
変化させることにより、電気的にビーム走査を行なうフ
エイズドアレーが用いられている。また、フエイズドア
レーのようなビーム走査を行なわない場合には、所望す
る複数のビーム方向にそれぞれアンテナを設け、複数の
アンテナを切換えて使用することになる。
な方向に電波の送受信を行なうためにアンテナビームを
高速で空間走査する必要がある場合、多数のアンテナ素
子を同一平面上に配列してアレーアンテナを構成し、そ
の各アンテナ素子に給電する位相を一定の規則に従つて
変化させることにより、電気的にビーム走査を行なうフ
エイズドアレーが用いられている。また、フエイズドア
レーのようなビーム走査を行なわない場合には、所望す
る複数のビーム方向にそれぞれアンテナを設け、複数の
アンテナを切換えて使用することになる。
(発明が解決しようとする問題点) 上記の如きフエイズドアレーでは、アレーアンテナの各
アンテナ素子の位相を変化させるために各アンテナ素子
にそれぞれ移相器を接続する必要があるので、接続ロス
は伝送ロス等の増大のためにアンテナ特性の低下を招く
とともに、一般に移相器の重量が重いことからアンテナ
装置全体が大重量でかつ大型化するといつた問題があ
る。また、ビーム走査を行なわないアンテナを所望のビ
ーム方向数だけ設けた場合でも、アンテナ数が非常に多
くなることからフエイズドアレーと同様に接続ロスや伝
送ロス、および装置の重量や大きさが問題となる。
アンテナ素子の位相を変化させるために各アンテナ素子
にそれぞれ移相器を接続する必要があるので、接続ロス
は伝送ロス等の増大のためにアンテナ特性の低下を招く
とともに、一般に移相器の重量が重いことからアンテナ
装置全体が大重量でかつ大型化するといつた問題があ
る。また、ビーム走査を行なわないアンテナを所望のビ
ーム方向数だけ設けた場合でも、アンテナ数が非常に多
くなることからフエイズドアレーと同様に接続ロスや伝
送ロス、および装置の重量や大きさが問題となる。
そこで本発明は、フエイズドアレーの移相器数またはア
ンテナ数を削減し得るアンテナ装置を提供するものであ
る。
ンテナ数を削減し得るアンテナ装置を提供するものであ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明では、アレーを構成する各アンテナ素子の間隔に
依存した角度でアンテナ主ビームを傾斜させたサイドル
ツキング型のアレーアンテナを用い、そのアンテナ給電
線の両端の一方または他方を切換えて信号源に接続する
スイツチング手段を設けて、アンテナ給電線の両端のう
ちどちらの端部を励振端とするかをスイツチング手段に
よつて切換えることにより、サイドルツキング型のアレ
ーアンテナのアンテナ主ビームの傾斜方向を反転させる
ものであり、スイツチング手段の切換えによりアンテナ
主ビームを2方向に向けることができるので、フエイズ
ドアレーにおける移相器数またはアンテナ数の半減が可
能となる。
依存した角度でアンテナ主ビームを傾斜させたサイドル
ツキング型のアレーアンテナを用い、そのアンテナ給電
線の両端の一方または他方を切換えて信号源に接続する
スイツチング手段を設けて、アンテナ給電線の両端のう
ちどちらの端部を励振端とするかをスイツチング手段に
よつて切換えることにより、サイドルツキング型のアレ
ーアンテナのアンテナ主ビームの傾斜方向を反転させる
ものであり、スイツチング手段の切換えによりアンテナ
主ビームを2方向に向けることができるので、フエイズ
ドアレーにおける移相器数またはアンテナ数の半減が可
能となる。
(実施例) 以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は、本発明の基本的な一実施例を示す図である。
第1図において、1はサイドルツキング型のアレーアン
テナで、第2図に示すようにテフロンまたはセラミツク
等からなる誘電体基板2の表面にアンテナ素子とはるス
ロツト3を複数備えた導電層4が被着され、かつ誘電体
基板2の裏面には誘電体基板2を介して各スロツト3に
給電するための給電線5が着設されて構成された、所謂
マイクロストリツプスロツトアレーアンテナである。こ
こで、サイドルツキング型のアレーアンテナ1の主ビー
ムの方向は、アレーを構成する各アンテナ素子であるス
ロツト3の給電線に沿つた間隔lに依存している。本実
施例では第1図および第2図中に示した座標においてア
ンテナ主ビームがφ=π/2、θ=θ0の方向に向けられ
ており、この時lは次のように決定される。即ち、アン
テナ主ビームがφ=π/2、θ=θ0を向いていればその
方向において全てのスロツト3からの電界が同相で加算
されるので次式が成立する。
第1図において、1はサイドルツキング型のアレーアン
テナで、第2図に示すようにテフロンまたはセラミツク
等からなる誘電体基板2の表面にアンテナ素子とはるス
ロツト3を複数備えた導電層4が被着され、かつ誘電体
基板2の裏面には誘電体基板2を介して各スロツト3に
給電するための給電線5が着設されて構成された、所謂
マイクロストリツプスロツトアレーアンテナである。こ
こで、サイドルツキング型のアレーアンテナ1の主ビー
ムの方向は、アレーを構成する各アンテナ素子であるス
ロツト3の給電線に沿つた間隔lに依存している。本実
施例では第1図および第2図中に示した座標においてア
ンテナ主ビームがφ=π/2、θ=θ0の方向に向けられ
ており、この時lは次のように決定される。即ち、アン
テナ主ビームがφ=π/2、θ=θ0を向いていればその
方向において全てのスロツト3からの電界が同相で加算
されるので次式が成立する。
k0lsinθ0−βgl=2pπ(p=0,±1,±2…) ここでk0=2π/λ0(λ0:自由空間波長) βg=2π/λg(λg:ストリツプ線路伝播波
長) 従つて、上式を満足すべくlが決定されている。また、
第1図において、6はアレーアンテナ1の給電線5の両
端5aおよび5bのうちどちらを励振端とするかを切換える
スイツチで、一方の端部5aを励振端とする場合、実線で
示すように端部5aに信号源7、端部5bに整合負荷8がそ
れぞれ接続され、また他方の端部5bの励振端とする場
合、破線で示すように端部5bに信号源7、端部5aに整合
負荷8がそれぞれ接続される。
長) 従つて、上式を満足すべくlが決定されている。また、
第1図において、6はアレーアンテナ1の給電線5の両
端5aおよび5bのうちどちらを励振端とするかを切換える
スイツチで、一方の端部5aを励振端とする場合、実線で
示すように端部5aに信号源7、端部5bに整合負荷8がそ
れぞれ接続され、また他方の端部5bの励振端とする場
合、破線で示すように端部5bに信号源7、端部5aに整合
負荷8がそれぞれ接続される。
上記の構成において、スイツチ6によりサイドルツキン
グ型のアレーアンテナ1の給電線5の一方の端部5aを励
振端とすると、アンテナ主ビームは前述の式に従つてφ
=π/2、θ=−θ0(第1図に実線で示す)の方向に向
く。またスイツチ6を切換えて給電線5の他方の端部5b
を励振端とすると、アンテナ主ビームはφ=π/2、θ=
θ0(第1図に破線で示す)の方向を向く。従つて、ス
イツチ6により給電線5の励振端を切換えることによ
り、アンテナ主ビームの傾斜方向が反転し、アレーアン
テナ1を設置面内で180°回転させた場合と同等にな
る。即ち、1つのアレーアンテナ1でアンテナ自体を動
かすことなく、かつ移相器による位相走査を行なうこと
なく、スイツチ6による信号入力端の切換えのみで、異
なる2方向にアンテナ主ビームを向かせることができ
る。このため、本実施例を用いてアンテナビームを空間
走査する場合、励振端の切換えにより従来の1/2の角度
の走査で済むので、位相走査のための移相器の数の半
減、アンテナ数の半減、機械的走査の際の走査角の半減
が可能になるとともに、接続ロス、伝送ロスおよびアン
テナ装置の重量や大きさの低減を図ることができる。
グ型のアレーアンテナ1の給電線5の一方の端部5aを励
振端とすると、アンテナ主ビームは前述の式に従つてφ
=π/2、θ=−θ0(第1図に実線で示す)の方向に向
く。またスイツチ6を切換えて給電線5の他方の端部5b
を励振端とすると、アンテナ主ビームはφ=π/2、θ=
θ0(第1図に破線で示す)の方向を向く。従つて、ス
イツチ6により給電線5の励振端を切換えることによ
り、アンテナ主ビームの傾斜方向が反転し、アレーアン
テナ1を設置面内で180°回転させた場合と同等にな
る。即ち、1つのアレーアンテナ1でアンテナ自体を動
かすことなく、かつ移相器による位相走査を行なうこと
なく、スイツチ6による信号入力端の切換えのみで、異
なる2方向にアンテナ主ビームを向かせることができ
る。このため、本実施例を用いてアンテナビームを空間
走査する場合、励振端の切換えにより従来の1/2の角度
の走査で済むので、位相走査のための移相器の数の半
減、アンテナ数の半減、機械的走査の際の走査角の半減
が可能になるとともに、接続ロス、伝送ロスおよびアン
テナ装置の重量や大きさの低減を図ることができる。
なお本実施例において、給電線5に沿つて配列されたア
ンテナ素子としてのスロツト3の数が増すと、整合負荷
8に吸収される電力が非常に小さくなるので、給電線5
の終端に整合負荷8を接続することなく開放端あるいは
短絡端としても前述した作用を損なうことはない。
ンテナ素子としてのスロツト3の数が増すと、整合負荷
8に吸収される電力が非常に小さくなるので、給電線5
の終端に整合負荷8を接続することなく開放端あるいは
短絡端としても前述した作用を損なうことはない。
また、本発明では上記のマイクロストリツプスロツトア
レーアンテナの他に、前述のlとθ0の関係を満たす導
波管スロツトアレーアンテナおよびクランク型マイクロ
ストリツプアレーアンテナ等においても同様に実施可能
である。
レーアンテナの他に、前述のlとθ0の関係を満たす導
波管スロツトアレーアンテナおよびクランク型マイクロ
ストリツプアレーアンテナ等においても同様に実施可能
である。
次に、本発明のアンテナ装置の具体的な実施例を説明す
る。第3図および第4図は、本発明のアンテナ装置をド
ツプラ効果を利用した自動車用の車速計に応用した例で
ある。
る。第3図および第4図は、本発明のアンテナ装置をド
ツプラ効果を利用した自動車用の車速計に応用した例で
ある。
ここでドツプラレーダ車速計は、自動車から進行方向に
対して俯角θで路面に向けて電波を発射し、その電波の
送受信周波数の差、即ちドツプラ周波数から自動車の対
地速度を算出するもので、一般に第5図に示すように構
成されている。このドツプラレーダ車速計では、走行中
に車体が傾斜すると路面に対する電波の発射角度が変化
するため車速の演算誤差が生じる。そこでこのような車
体の傾斜による車速の演算誤差を防止するために、対向
する2方向にビームを放射するジヤヌス方式が用いられ
ている。即ち、第3図において、矢印で示す自動車の進
行方向に対して縦方向に傾いた時の車体傾斜角δに起因
する車速の演算誤差は、進行方向の前方および後方に向
けてそれぞれ俯角θでビームを放射し(図中のAおよび
B)、この対向する2方向のドツプラ周波数から車速を
演算することにより、誤差を大いに低減することができ
る。従来、ジヤヌス方式のドツプラレーダ車速計を構成
する場合、対向する2方向にそれぞれアンテナビームを
向けたアンテナを設けなければならず、アンテナが2つ
必要であつたが、本発明のアンテナ装置を利用すること
により、第3図に示すようにアンテナ9が進行方向に対
して前方および後方に俯角θでビームを放射することが
できるので、単一のアンテナでジヤヌス方式の構成が可
能となり、車体傾斜角δに起因する車速の演算誤差を大
きく低減することができる。また、第4図に示すように
自動車の進行方向に対して左方および右方にアンテナビ
ームが向くように本発明によるアンテナ10を設置するこ
とにより、進行方向に対して横方向の車体傾斜角δ′に
起因する車速の演算誤差を低減することができる。
対して俯角θで路面に向けて電波を発射し、その電波の
送受信周波数の差、即ちドツプラ周波数から自動車の対
地速度を算出するもので、一般に第5図に示すように構
成されている。このドツプラレーダ車速計では、走行中
に車体が傾斜すると路面に対する電波の発射角度が変化
するため車速の演算誤差が生じる。そこでこのような車
体の傾斜による車速の演算誤差を防止するために、対向
する2方向にビームを放射するジヤヌス方式が用いられ
ている。即ち、第3図において、矢印で示す自動車の進
行方向に対して縦方向に傾いた時の車体傾斜角δに起因
する車速の演算誤差は、進行方向の前方および後方に向
けてそれぞれ俯角θでビームを放射し(図中のAおよび
B)、この対向する2方向のドツプラ周波数から車速を
演算することにより、誤差を大いに低減することができ
る。従来、ジヤヌス方式のドツプラレーダ車速計を構成
する場合、対向する2方向にそれぞれアンテナビームを
向けたアンテナを設けなければならず、アンテナが2つ
必要であつたが、本発明のアンテナ装置を利用すること
により、第3図に示すようにアンテナ9が進行方向に対
して前方および後方に俯角θでビームを放射することが
できるので、単一のアンテナでジヤヌス方式の構成が可
能となり、車体傾斜角δに起因する車速の演算誤差を大
きく低減することができる。また、第4図に示すように
自動車の進行方向に対して左方および右方にアンテナビ
ームが向くように本発明によるアンテナ10を設置するこ
とにより、進行方向に対して横方向の車体傾斜角δ′に
起因する車速の演算誤差を低減することができる。
第6図は、本発明のアンテナ装置を自動車用レーダに応
用した例である。アンテナ11は自動車の前部中央に設置
され、図示せぬスイツチの切換えによりそのアンテナ主
ビームが自動車の右斜め前方または左斜め前方に向けら
れる。同様にアンテナ12は自動車の後部中央に設置され
てアンテナ主ビームが右斜め後方または左斜め後方に向
けられる。このように、本発明のアンテナ装置を自動車
用レーダに応用することにより、アンテナ11を右斜め前
方および左斜め前方の探索用、アンテナ12を右斜め後方
および左斜め後方の探索用としてそれぞれ用いることが
できるので、各探索方向にそれぞれアンテナを設置する
必要があつた従来のものに比べてアンテナ数を半減する
ことができる。なお、本実施例ではアンテナ11および12
をそれぞれ自動車の前部および後部の中央に設置してい
るが、各アンテナは必ずしも中央に設置する必要はな
く、車体前部および後部の右端または左端でも同様の効
果を奏する。
用した例である。アンテナ11は自動車の前部中央に設置
され、図示せぬスイツチの切換えによりそのアンテナ主
ビームが自動車の右斜め前方または左斜め前方に向けら
れる。同様にアンテナ12は自動車の後部中央に設置され
てアンテナ主ビームが右斜め後方または左斜め後方に向
けられる。このように、本発明のアンテナ装置を自動車
用レーダに応用することにより、アンテナ11を右斜め前
方および左斜め前方の探索用、アンテナ12を右斜め後方
および左斜め後方の探索用としてそれぞれ用いることが
できるので、各探索方向にそれぞれアンテナを設置する
必要があつた従来のものに比べてアンテナ数を半減する
ことができる。なお、本実施例ではアンテナ11および12
をそれぞれ自動車の前部および後部の中央に設置してい
るが、各アンテナは必ずしも中央に設置する必要はな
く、車体前部および後部の右端または左端でも同様の効
果を奏する。
以上、本発明のアンテナ装置を放射アンテナの例を用い
て説明したが、受信アンテナとしても同様の効果を有す
ることは明白である。
て説明したが、受信アンテナとしても同様の効果を有す
ることは明白である。
(発明の効果) 以上、説明したように、本発明は、アレーを構成する各
アンテナ素子の問題に依存した角度でアンテナ主ビーム
を傾斜させたサイドルツキング型のアレーアンテナにお
いて、そのアンテナ給電線の両端のうちどちらの端部を
励振端とするかをスイツチング手段で切換えることによ
り、アンテナ主ビームの傾斜方向を反転させるものであ
り、スイツチング手段の切換えによりアンテナ主ビーム
を対向する2方向へ向けることができるので、フエイズ
ドアレーにおける移相器の半減およびアンテナ数の半減
が可能となり、さらに接続ロスや伝送ロスを抑えること
ができるとともにアンテナ装置の重量および大きさの低
減が可能となる等の効果を有する。
アンテナ素子の問題に依存した角度でアンテナ主ビーム
を傾斜させたサイドルツキング型のアレーアンテナにお
いて、そのアンテナ給電線の両端のうちどちらの端部を
励振端とするかをスイツチング手段で切換えることによ
り、アンテナ主ビームの傾斜方向を反転させるものであ
り、スイツチング手段の切換えによりアンテナ主ビーム
を対向する2方向へ向けることができるので、フエイズ
ドアレーにおける移相器の半減およびアンテナ数の半減
が可能となり、さらに接続ロスや伝送ロスを抑えること
ができるとともにアンテナ装置の重量および大きさの低
減が可能となる等の効果を有する。
第1図および第2図は、本発明の基本的な一実施例のそ
れぞれ原理的およびアンテナの斜視図、第3図および第
4図は、本発明のアンテナ装置を用いたドツプラレーダ
車速計をそれぞれ装着した車両の側面図および正面図、
第5図は、ドツプラレーダ車速計の構成を示すブロツク
図、第6図は、本発明のアンテナ装置を用いた自動車用
レーダを装着した車両の上面図である。 1……アンテナ、2……誘電体基板、3……スロツト、 4……導体層、5……給電線、6……スイツチ、 7……信号源、8……整合負荷。
れぞれ原理的およびアンテナの斜視図、第3図および第
4図は、本発明のアンテナ装置を用いたドツプラレーダ
車速計をそれぞれ装着した車両の側面図および正面図、
第5図は、ドツプラレーダ車速計の構成を示すブロツク
図、第6図は、本発明のアンテナ装置を用いた自動車用
レーダを装着した車両の上面図である。 1……アンテナ、2……誘電体基板、3……スロツト、 4……導体層、5……給電線、6……スイツチ、 7……信号源、8……整合負荷。
Claims (1)
- 【請求項1】アレーを構成する各アンテナ素子の間隔に
依存した角度でそのアンテナ主ビームが傾斜したサイド
ルツキング型のアレーアンテナにおいて、そのアンテナ
給電線の両端の一方または他方に信号源を切換接続する
スイツチング手段を設け、前記アンテナ給電線の両端の
うちどちらの端部を励振端とするかを前記スイツチング
手段で切換えることにより、前記サイドルツキング型の
アレーアンテナのアンテナ主ビームの傾斜方向を反転さ
せることを特徴とするアンテナ装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60143318A JPH0685484B2 (ja) | 1985-06-29 | 1985-06-29 | アンテナ装置 |
US06/879,315 US4845506A (en) | 1985-06-29 | 1986-06-27 | Antenna system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60143318A JPH0685484B2 (ja) | 1985-06-29 | 1985-06-29 | アンテナ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS623508A JPS623508A (ja) | 1987-01-09 |
JPH0685484B2 true JPH0685484B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=15335990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60143318A Expired - Fee Related JPH0685484B2 (ja) | 1985-06-29 | 1985-06-29 | アンテナ装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4845506A (ja) |
JP (1) | JPH0685484B2 (ja) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0720014B2 (ja) * | 1987-02-27 | 1995-03-06 | 日本電気株式会社 | 平面アレイアンテナ |
JPH0720015B2 (ja) * | 1987-12-26 | 1995-03-06 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 平面アレイアンテナ |
JPH01160705U (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-08 | ||
DE3840449A1 (de) * | 1988-12-01 | 1990-06-07 | Telefunken Systemtechnik | Anordnung zur messung der horizontalen und/oder vertikalen geschwindigkeitskomponente eines relativ zu einem zweiten objekt bewegten ersten objekts |
JP2600879B2 (ja) * | 1988-12-27 | 1997-04-16 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | トップラレーダ速度検出方法 |
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JPH0666575B2 (ja) * | 1989-04-07 | 1994-08-24 | 日本電気株式会社 | 平面アレイアンテナ |
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EP0630068B1 (en) * | 1993-06-21 | 1999-05-19 | Raytheon Company | Radar system and components therefor for transmitting an electromagnetic signal underwater |
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