JPH07288417A - Directional variable antenna - Google Patents

Directional variable antenna

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JPH07288417A
JPH07288417A JP7729094A JP7729094A JPH07288417A JP H07288417 A JPH07288417 A JP H07288417A JP 7729094 A JP7729094 A JP 7729094A JP 7729094 A JP7729094 A JP 7729094A JP H07288417 A JPH07288417 A JP H07288417A
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JP
Japan
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antenna
circular array
feeding
variable
power
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JP7729094A
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Japanese (ja)
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Toshihiro Nakayama
稔啓 中山
Toru Yamada
徹 山田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To vary directionality in the direction of an azimuth angle, in the direction of an elevation angle or in both the directions by providing the extremely small number of variable phase shifters and variable power distributors corresponding to the number of antenna element in a directional variable array antenna. CONSTITUTION:To S-shaped double circularly arranged arrays 5 and 6, the phase of power to be fed to an antenna element 1 inside each circular arrangement is fixed but only the relative feeding phase between the circular arrangements is changed so that the directivity is changed in the full azimuth angle direction. On the other hand, the feeding phase to the antenna element in each circular arrangement is fixed but only the relative feeding amplitude ratio between the circular arrangements is changed so that the directivity can be changed in the full elevation angle direction. In order to change the relative feeding phase or feeding amplitude ratio of the reference circular arrangement 5 and each circular arrangement 6, feeding is performed by adding variable phase shifters or variable power distributors 7 corresponding to the respective circular arrangements or the plural circular arrangements.

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、指向性を変えることが
できる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 an array antenna whose directivity can be changed.

【0002】[0002]

【従来の技術】指向性可変アンテナとして、従来、図2
5に示すアレーアンテナが広く用いられている。図25
において、1はアンテナ素子、2は、可変移相器であ
り、アンテナ素子1のそれぞれに給電する給電位相を変
えることができる。10は、送受信機であり、複数のア
ンテナ素子に給電する電力を供給するとともに、送信信
号をアンテナに送出し、アンテナからの受信信号を受信
する。3は、固定電力分配器であり、アンテナ素子1に
給電する送受信機10からの電力を分配する。4は、送
受信機10から給電される電力の給電線を示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a variable directivity antenna, FIG.
The array antenna shown in FIG. 5 is widely used. Figure 25
In the above, 1 is an antenna element, and 2 is a variable phase shifter, and the feeding phase for feeding each of the antenna elements 1 can be changed. Reference numeral 10 denotes a transceiver, which supplies electric power for feeding a plurality of antenna elements, sends a transmission signal to the antenna, and receives a reception signal from the antenna. Reference numeral 3 denotes a fixed power distributor, which distributes power from the transceiver 10 that feeds the antenna element 1. Reference numeral 4 denotes a power supply line for power supplied from the transceiver 10.

【0003】また、図26に、この時のアンテナ素子の
配置例を示す。従来の構成では、各アンテナ素子に対し
て可変移相器2を付け、各アンテナ素子の給電位相を全
て制御して指向性を変化させている。図26に示すよう
にアンテナ素子を配置する場合、16個のアンテナ素子
と、基準アンテナ素子を除いた、それぞれのアンテナ素
子に対して1つずつの計15個の移相器が必要となる。
FIG. 26 shows an arrangement example of antenna elements at this time. In the conventional configuration, the variable phase shifter 2 is attached to each antenna element and all the feeding phases of each antenna element are controlled to change the directivity. When the antenna elements are arranged as shown in FIG. 26, 16 antenna elements and 15 phase shifters in total, one for each antenna element excluding the reference antenna element, are required.

【0004】また、アレーアンテナに用いられる移相器
の従来例としては、「信学技報」(SAT90−21
MW90−71)の19頁から20頁に記載されている
ものがある。この従来例では、スイッチドライン型と反
射型とを組み合わせて3ビット移相器の構成図および動
作原理について説明している。
Further, as a conventional example of a phase shifter used for an array antenna, "Technical Report on Technical Information" (SAT90-21) is available.
MW 90-71), pages 19 to 20. In this conventional example, a configuration diagram and a principle of operation of a 3-bit phase shifter are explained by combining a switched line type and a reflection type.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】陸上移動体、海上移動
体、航空機が、宇宙空間中にある通信衛星、放送衛星な
どと通信やデータ送受信を行う場合、各移動体が備えな
ければならないアンテナには、特殊な性能が要求され
る。すなわち、静止衛星の位置は変わらないのに対し
て、各移動体はその進行方向、水平面に対する角度など
が様々に変化するので、各移動体に搭載されるアンテナ
は、常に、静止衛星の方向に電波を放射するように調整
しなければならない。従来の方法では、ビーム状にした
電波を全仰角方向、方位角方向について放射しなければ
ならないので、ビームを振るためにほぼアンテナ素子の
数だけ可変移相器が必要となり、これらの可変移相器の
全てを調整する必要があり、その分調整に手間がかかっ
ていいる。さらに、数多くの可変移相器が必要であった
ので、高価になってしまい、また、数が多いのでアンテ
ナの小型化を妨げるという問題がある。
When a land mobile body, a sea mobile body, or an aircraft communicates or transmits / receives data with a communication satellite, a broadcast satellite, or the like in outer space, an antenna that each mobile body must have is used. Require special performance. That is, while the position of the geostationary satellite does not change, the moving direction of each mobile unit and the angle with respect to the horizontal plane change variously, so the antenna mounted on each mobile unit always moves in the direction of the geostationary satellite. Must be adjusted to emit radio waves. In the conventional method, since beam-shaped radio waves must be radiated in all elevation and azimuth directions, in order to shake the beam, variable phase shifters are required for the number of antenna elements. It is necessary to adjust all of the vessels, and it takes time to adjust them. Further, since a large number of variable phase shifters are required, the cost becomes high, and the large number of them causes a problem of hindering miniaturization of the antenna.

【0006】本発明は、小型化が可能で、指向性を変化
させることができるアレーアンテナを提供することを目
的とする。
An object of the present invention is to provide an array antenna which can be downsized and whose directivity can be changed.

【0007】また、本発明は、方位角方向および/また
は仰角方向の指向性を変化させることができる指向性可
変アンテナを提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a variable directivity antenna capable of changing the directivity in the azimuth direction and / or the elevation angle direction.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】例えば、ある地域に限定
して存在する陸上の移動体が静止衛星と通信を行う場
合、陸上の移動体から静止衛星を見込む仰角はほとんど
一定であり、仰角方向には一定の角度のみに電波を放射
すれば良く、また、方位角方向については、全方位角方
向に電波を放射しなければならない。このような場合、
ある一定の方位角方向に電波を放射し、方位角方向にビ
ームを振るか、全方位角方向に電波を放射し、その電波
を仰角方向に振ればよい。また、この2つの方法を組み
合わせてもよい。
[Means for Solving the Problems] For example, when a land-based mobile body existing only in a certain area communicates with a geostationary satellite, the elevation angle of the land-based mobile body looking at the geostationary satellite is almost constant. In this case, it is sufficient to radiate radio waves only at a fixed angle, and in the azimuth directions, radio waves must be radiated in all azimuth directions. In such cases,
It suffices to radiate a radio wave in a certain azimuth direction and shake the beam in the azimuth direction, or radiate a radio wave in all azimuth directions and shake the radio wave in the elevation angle direction. Also, these two methods may be combined.

【0009】上記の方法を実現するには、仰角方向に指
向性を変化させる必要のない場合は、予め、必要な仰角
方向に必要な利得を持つように指向特性を形成してお
き、各円形配列間の相対的な給電位相を可変移相手段を
用いて変化させることにより方位角方向のみに指向性を
変化させる。この場合、少なくとも2つのアンテナ素子
を備える円形配列アレーアンテナを、同心円上にS重
(Sは、2以上の整数)に配列した指向性可変アンテナ
において、前記S重に配列した円形配列アレーアンテナ
の各々に給電する円形配列給電部と、前記S重に配列し
た円形配列アレーアンテナの各々に設けられ、前記円形
配列給電部により給電された電力を当該円形配列アレー
アンテナの前記アンテナ素子の各々に等電力で給電を行
なうアンテナ給電部とを有し、前記円形配列給電部は、
電力を出力する給電回路と、前記円形配列アレーアンテ
ナの各々に電力を分配する円形配列分配手段と、前記円
形配列アレーアンテナの各々に分配される電力の給電位
相をそれぞれずらし、当該給電位相を変えることができ
る可変移相手段とを備える。
In order to realize the above method, when it is not necessary to change the directivity in the elevation direction, the directional characteristics are formed in advance so as to have a required gain in the required elevation direction, and each circular shape is formed. The directivity is changed only in the azimuth direction by changing the relative feeding phase between the arrays using the variable phase shift means. In this case, in the directional variable antenna in which circular array antennas having at least two antenna elements are concentrically arranged in S-weight (S is an integer of 2 or more), the circular array antennas in S-weight are arranged. The circular array feeding section for feeding each of them and the circular array array antenna arranged in the S-weight are provided for each, and the electric power fed by the circular array feeding section is supplied to each of the antenna elements of the circular array antenna. And an antenna power feeding unit for feeding power, wherein the circular array power feeding unit is
A feeding circuit that outputs electric power, a circular array distributing unit that distributes electric power to each of the circular array antennas, and a feeding phase of the electric power distributed to each of the circular array antennas are shifted to change the feeding phase. Variable phase shifting means capable of

【0010】また、方位角方向に指向性を変化させる必
要のない場合には、あらゆる方位角方向に必要な利得を
持つようにすり鉢状の円錐ビームを予め形成しておき、
各円形配列間の給電振幅比を可変電力分配器等の円形配
列電力可変分配手段で変化させることによりその円錐ビ
ームを仰角方向に振る。この場合、少なくとも2つのア
ンテナ素子を備える円形配列アレーアンテナを、同心円
上にS重(Sは、2以上の整数)に配列した指向性可変
アンテナにおいて、前記円形配列アレーアンテナの各々
に給電する円形配列給電部と、前記円形配列給電部によ
り給電された電力を当該円形配列アレーアンテナの前記
アンテナ素子の各々に等電力で給電を行なうアンテナ給
電部とを有し、前記円形配列給電部は、電力を出力する
給電回路と、前記円形配列アレーアンテナの各々に電力
を分配し、当該円形配列アレーアンテナ間の給電電力比
を変えることができる円形配列電力可変分配手段とを備
える。
When it is not necessary to change the directivity in the azimuth direction, a mortar-shaped conical beam is formed in advance so as to have a necessary gain in all azimuth directions.
The cone beam is swung in the elevation direction by changing the power supply amplitude ratio between the circular arrays by a circular array power variable distribution means such as a variable power distributor. In this case, in a directional variable antenna in which circular array antennas including at least two antenna elements are concentrically arranged in S-weight (S is an integer of 2 or more), circular arrays for feeding power to each of the circular array antennas. The circular array power feeding unit includes an array power feeding unit and an antenna power feeding unit that feeds the power fed by the circular array power feeding unit to each of the antenna elements of the circular array antenna with equal power. Is provided, and a circular array power variable distribution means capable of distributing power to each of the circular array antennas and changing the power supply power ratio between the circular array antennas.

【0011】また、全方位角、仰角方向に指向特性を変
化させる必要のある場合には、上記2つの方法を組み合
わせる。そのための方法として、円形配列アレーをS重
に組合せ、それぞれの円形配列内のアンテナ素子に対す
る給電位相および給電振幅は固定し、円形配列間の相対
的な給電位相のみ変化させるか、給電振幅比のみ変化さ
せるか、または、その両方を変化させることにより、全
方位角方向に指向特性を変化させ、仰角方向に指向特性
を変化させ、または、その両方に指向特性を変化させ
る。アレーアンテナをこのような構成とすることによ
り、可変移相器の数、または、可変電力分配器の数を劇
的に減少させることが可能となる。
If it is necessary to change the directional characteristics in all azimuth angles and elevation angles, the above two methods are combined. As a method therefor, a circular array array is combined in S-fold, the feeding phase and the feeding amplitude for the antenna elements in each circular array are fixed, and only the relative feeding phase between the circular arrays is changed, or only the feeding amplitude ratio is changed. By changing either or both of them, the directional characteristics are changed in all the azimuth angle directions, the directional characteristics are changed in the elevation angle direction, or both are changed. With the array antenna having such a configuration, the number of variable phase shifters or the number of variable power distributors can be dramatically reduced.

【0012】[0012]

【作用】本発明は、上記したように構成し、以下にその
作用を述べる。
The present invention is constructed as described above, and its operation will be described below.

【0013】アレーアンテナの指向特性を表す式F
(θ,φ)は、アンテナ素子の指向特性を表す式g
(θ,φ)と、アンテナ素子の空間配置、給電振幅、お
よび、給電位相の効果を含む項を表すアレーファクター
f(θ,φ)とを用いて次の数(1)式で表される。
Formula F representing the directional characteristics of the array antenna
(Θ, φ) is an expression g representing the directional characteristic of the antenna element.
It is expressed by the following equation (1) using (θ, φ) and an array factor f (θ, φ) representing a term including the effects of the spatial arrangement of antenna elements, the feed amplitude, and the feed phase. .

【0014】[0014]

【数1】 F(θ,φ)=g(θ,φ)・|f(θ,φ)|……(1) ここで、アレーアンテナが構成されている平面に垂直
で、円形配列中心を通る鉛直軸からの傾き、すなわち天
頂角をθで表し、アレーアンテナの基準アンテナ素子と
配列中心とを結ぶ直線からの配列中心をみこむ角度、す
なわち方位角をφで表す。数(1)式に示すように、ア
レーアンテナの指向特性は、主にアンテナ素子の配置、
給電電力の大きさ、給電電力の給電位相によって決定さ
れるアレーファクターf(θ、φ)によってほとんど決
定される。
## EQU1 ## F (θ, φ) = g (θ, φ) · | f (θ, φ) | ... (1) where the center of the circular array is perpendicular to the plane in which the array antenna is constructed. The inclination from the vertical axis passing through, that is, the zenith angle is represented by θ, and the angle from the straight line connecting the reference antenna element of the array antenna and the array center, that is, the azimuth angle is represented by φ. As shown in the equation (1), the directional characteristics of the array antenna are mainly determined by the arrangement of antenna elements,
It is mostly determined by the array factor f (θ, φ) determined by the magnitude of the power supply and the phase of the power supply.

【0015】例えば、S重(ただし、Sは2以上の整
数)の円形配列アレーアンテナにおいて、各円形配列内
のアンテナ素子に対する給電電力の振幅を等振幅とし、
円形配列されるアンテナ素子は等間隔で並べるとする
と、s重目(sは、中心から何重目の円形配列アレーア
ンテナであるかを示し、1からSまであるものとする)
の円形配列アレーのアレーファクターfs(θ、φ)は
次の数(2)式のように決定される。
For example, in an S-fold (where S is an integer of 2 or more) circular array antenna, the amplitude of the power supplied to the antenna elements in each circular array is equal.
If the circularly arranged antenna elements are arranged at equal intervals, the s-th weight (s is the number of circular-array antennas from the center and is assumed to be from 1 to S).
The array factor f s (θ, φ) of the circular array array is determined by the following equation (2).

【0016】[0016]

【数2】 [Equation 2]

【0017】ここで、us=k0ssinθで表すこと
ができ、k0は自由空間波数、rsはs重目円形配列アレ
ーの配列半径、φsnはs重目円形配列アレー内のn番目
のアンテナ素子と基準アンテナ素子とが円形配列の中心
となす角度、ψsはs重目円形配列アレーの基準円形配
列アレーからの給電位相差をそれぞれ示している。
Here, u s = k 0 r s sin θ, where k 0 is the free space wave number, r s is the array radius of the s-weight circular array array, and φ sn is in the s-weight circular array array. The angle formed by the n-th antenna element and the reference antenna element with respect to the center of the circular array, ψ s indicates the feeding phase difference from the reference circular array array of the s-th-order circular array array.

【0018】例として、s重目の円形配列内の各アンテ
ナ素子に対する給電位相を一定位相ずつ変化させ1周で
2mπ(mは自然数)にし、また、数(2)式から、ア
ンテナ素子が有限個であることに起因するアレーファク
ターの方位角方向の非一様性を無くすためにアンテナ素
子数Nsを無限大にすると数(2)式は次の数(3)式
のようになる。
As an example, the feeding phase for each antenna element in the s-th circular array is changed by a constant phase to 2 mπ (m is a natural number) in one round, and from the equation (2), the antenna elements are finite. When the number of antenna elements N s is made infinite in order to eliminate the non-uniformity of the array factor in the azimuth direction due to the number, the equation (2) becomes the following equation (3).

【0019】[0019]

【数3】 [Equation 3]

【0020】ここで、Cは比例定数、ベッセル関数の次
数mは円形配列アレーに一周で給電位相差が2mπにす
ることに対応している。
Here, C is a constant of proportionality, and the order m of the Bessel function corresponds to making the feeding phase difference 2 mπ in one round of the circular array array.

【0021】ここで、例として、S=2のときに、各円
形配列内のアンテナ素子に対する給電位相を1周で2m
π(Rad)とした場合を考える。数(3)式を用いてf
(θ、φ)を求めると数(4)式のようになる。
Here, as an example, when S = 2, the feeding phase for the antenna elements in each circular array is 2 m per revolution.
Consider the case of π (Rad). F using the equation (3)
When (θ, φ) is obtained, it becomes as shown in equation (4).

【0022】[0022]

【数4】 [Equation 4]

【0023】ここで、ψ=ψ2−ψ1、u1=k01si
nθ、u2=k02sinθとする。数(4)式による
と、基準円形配列(s=1)と2重目の円形配列に対す
る給電位相差ψを変化させることにより、方位角φ方向
に指向性が変化することが分かる。すなわち、2重の円
形配列において、1つの可変移相器で方位角φ方向に対
して指向性を変化させることが可能となる。また、
1、A2、を変化させることによりその線形和で表され
ている数(4)式のアレーファクターは仰角方向に指向
特性が変化することがわかる。
Here, ψ = ψ 2 −ψ 1 , u 1 = k 0 r 1 si
Let nθ and u 2 = k 0 r 2 sin θ. According to the equation (4), it is understood that the directivity changes in the azimuth angle φ direction by changing the feeding phase difference ψ with respect to the reference circular array (s = 1) and the second circular array. That is, in the double circular array, it is possible to change the directivity with respect to the azimuth angle φ direction with one variable phase shifter. Also,
It can be seen that by changing A 1 and A 2 , the array factor of the equation (4) represented by the linear sum changes the directional characteristics in the elevation direction.

【0024】この場合、円形配列アレーの半径は、us
=λssinθ=k0ssinθ、すなわちrs=λs
0と対応づければよいので、多重円形配列アレーの各
s重目の円形配列の半径rsをm次のベッセル関数J
m(λ)=0を満たす小さい方からs番目のλsに比例す
るようにrs=λs/k0と決めることができる。実際
に、半径を求める方法は、近似式や公式集からベッセル
関数のゼロ点の数表を利用する。表1に、m次のベッセ
ル関数のゼロ点の数表を示す。
In this case, the radius of the circular array is u s
= Λ s sin θ = k 0 r s sin θ, that is, r s = λ s /
Since it suffices to associate k 0 with the radius r s of each s-th circular array of the multiple circular array array, the Bessel function J of the m-th order
It is possible to determine r s = λ s / k 0 so as to be proportional to the s-th λ s from the smaller one that satisfies m (λ) = 0. Actually, the method of obtaining the radius uses the numerical table of the zero points of the Bessel function from the approximation formula and the collection of formulas. Table 1 shows a table of zero points of the m-th order Bessel function.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】上記表1から、まず、一番内側の1重の円
形配列アレーアンテナの半径r1を求める。電波の自由
空間波数k0は、自由空間波長λを用いると、k0=2π
/λとなるので、r1=λ1/k0⇒r1/λ=λ1/2π
となる。例えば、m=1として、1周で2π(Ra
d.)の給電位相差で給電する場合には、1重目の配列
半径(電波の自由空間波長λで規格化した半径r1
λ)は、表1に示す(m1−s1)のときの値を参照
し、r1/λ=3.83/(3.14×2)=0.61
となる。同様に、2重目、3重目、4重目の半径を求め
ると、1.12,1.62,2.12とそれぞれもとめ
ることができる。
First, the radius r 1 of the innermost single circular array antenna is calculated from Table 1 above. When the free space wavelength λ is used, the free space wave number k 0 of the radio wave is k 0 = 2π
/ Λ, so r 1 = λ 1 / k 0 ⇒ r 1 / λ = λ 1 / 2π
Becomes For example, when m = 1, 2π (Ra
d. ), The first array radius (radius r 1 / radius normalized by the free space wavelength λ of the radio wave)
λ) refers to the value at the time of (m1-s1) shown in Table 1, and r 1 /λ=3.83/(3.14×2)=0.61
Becomes Similarly, when the radii of the second, third and fourth folds are obtained, they can be calculated as 1.12, 1.62 and 2.12.

【0027】このように、円形配列アレーをS重に組合
せ、それぞれの円形配列内のアンテナ素子に対する給電
位相および給電振幅は固定し、円形配列間の相対的な給
電位相と給電振幅比とを変化させることにより、全方位
角方向と仰角方向との指向特性をそれぞれ変化させるこ
とができる。
As described above, the circular array arrays are combined in S-fold, the feeding phase and the feeding amplitude for the antenna elements in each circular array are fixed, and the relative feeding phase and feeding amplitude ratio between the circular arrays are changed. By doing so, it is possible to change the directional characteristics in all azimuth angles and elevation angles.

【0028】[0028]

【実施例】以下、図面を参照して実施例を説明する。本
実施例においては、まず、特定の仰角にビームをしぼり
込み、全方位角方向に電波を放射する、すり鉢状の円錐
ビームを仰角方向に振る方法について示す。すり鉢状の
円錐ビームを図17に示す。図17において、17はア
ンテナの指向特性の断面、18は赤道上空の通信衛星の
方向、19はアンテナ面、20はアンテナ面に垂直な
軸、21は指向特性の変化する方向を示している。本実
施例では、多重円形配列アレーアンテナにおいて、円形
配列アレーアンテナのそれぞれに給電する給電電力の振
幅比を変化させることにより、円錐ビームを仰角方向に
対して変化させる。すなわち、仰角方向に指向性が変化
する可変指向性アレーアンテナを実現させる。
Embodiments Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, first, a method of squeezing a beam at a specific elevation angle and radiating a radio wave in all azimuth angle directions and shaking a mortar-shaped conical beam in the elevation angle direction will be described. A mortar-shaped cone beam is shown in FIG. In FIG. 17, 17 is a cross section of the directional characteristics of the antenna, 18 is the direction of the communication satellite above the equator, 19 is the antenna plane, 20 is an axis perpendicular to the antenna plane, and 21 is the direction in which the directional characteristics change. In the present embodiment, in the multiple circular array antenna, the cone beam is changed with respect to the elevation angle direction by changing the amplitude ratio of the power supplied to each circular array antenna. That is, a variable directivity array antenna whose directivity changes in the elevation direction is realized.

【0029】図3に、本発明の一実施例として、1重目
の円形配列に8素子のアンテナ素子、2重目の円形配列
に16素子のアンテナ素子を用いる2重円形配列の場合
のアンテナ素子配置例を示す。また、図1に、図3にお
けるアレーアンテナの給電回路構成図を示し、図5に、
図3におけるアレーアンテナの給電回路の平面構成図を
示す。図3および図5において、5は基準となる円形配
列アレー、6は2重目の円形配列アレー、7は可変電力
分配器を示す。アンテナ素子としては、パッチアンテナ
やヘリカルアンテナを利用することができる。送受信機
10から給電された電力は、可変電力分配器7により各
円形配列アレーアンテナに分配され、各円形配列アレー
アンテナのアンテナ素子に対する分岐部分では、分配器
11により給電線路内での損失を考慮して電力が分配さ
れている。可変電力分配器7および分配器11として
は、ウィルキンソン型などのY型電力分配器や、ハイブ
リッド回路(3dB方向性結合器)などを利用すればよ
い。ハイブリッド回路としては、ブランチライン型、1
/4波長分布結合型、ラットレース型、位相反転型など
がある。これらは、分配する電圧比をそれぞれ設定でき
るようになっているので給電線路内での損失を考慮して
設定する。可変電力分配器7の場合には、異なる電圧比
で分配する複数の固定の電力分配器とこれらのうち一つ
の固定電力分配器を選択するスイッチとを備えておき、
選択指示を指示部20から設定し、これらのうち一つの
固定電力分配器をスイッチにより選択するようにしても
よい。
In FIG. 3, as an embodiment of the present invention, an antenna in the case of a double circular array using eight antenna elements in the first circular array and 16 antenna elements in the second circular array. An example of element arrangement is shown. Further, FIG. 1 shows a configuration diagram of a feeding circuit of the array antenna in FIG. 3, and FIG.
FIG. 4 is a plan configuration diagram of a feeding circuit of the array antenna in FIG. 3. In FIGS. 3 and 5, 5 is a reference circular array array, 6 is a double circular array array, and 7 is a variable power distributor. A patch antenna or a helical antenna can be used as the antenna element. The electric power fed from the transceiver 10 is distributed to each circular array antenna by the variable power distributor 7, and at the branch portion of each circular array antenna with respect to the antenna element, the loss in the power supply line is considered by the distributor 11. The power is then distributed. As the variable power distributor 7 and the distributor 11, a Wilkinson type Y-type power distributor, a hybrid circuit (3 dB directional coupler), or the like may be used. As a hybrid circuit, a branch line type, 1
/ 4 wavelength distribution coupling type, rat race type, phase inversion type and the like. Since the voltage ratios to be distributed can be set respectively, these are set in consideration of the loss in the power supply line. In the case of the variable power distributor 7, a plurality of fixed power distributors that distribute at different voltage ratios and a switch that selects one of these fixed power distributors are provided in advance.
A selection instruction may be set from the instruction unit 20, and one of these fixed power distributors may be selected by a switch.

【0030】また、図27および図28に他の可変電力
分配器の構成例を示す。図27および図28において、
24、25および26の各々は、信号線であり、ストリ
ップライン等の平面回路で構成されており、信号線24
は信号入力線であり、信号線25および26は信号出力
線である。27は、容量を変化させることができるバラ
クタダイオードなどの可変容量素子である。28は、サ
ーキュレータ、29はハイブリッド回路、30は、終端
器をそれぞれ示している。図27および図28において
は、指示部20から可変容量素子27に容量の大きさの
指示を与え、信号入力線24からの電力の反射量を変え
て信号出力線25に出力する電力量を変えている。
27 and 28 show an example of the configuration of another variable power distributor. 27 and 28,
Each of 24, 25, and 26 is a signal line, and is configured by a planar circuit such as a strip line.
Is a signal input line, and the signal lines 25 and 26 are signal output lines. Reference numeral 27 is a variable capacitance element such as a varactor diode whose capacitance can be changed. 28 is a circulator, 29 is a hybrid circuit, and 30 is a terminator. In FIG. 27 and FIG. 28, the instruction unit 20 gives an instruction of the amount of capacitance to the variable capacitance element 27, changes the amount of electric power reflected from the signal input line 24, and changes the amount of electric power output to the signal output line 25. ing.

【0031】このように、可変容量素子を用いることに
より電力分配比を変化させることができる。
As described above, the power distribution ratio can be changed by using the variable capacitance element.

【0032】本実施例においては、天頂軸に対して軸対
称に方位角方向に均一なすり鉢状の円錐ビームを形成す
るために、各々の円形配列アレーアンテナに給電する電
力の振幅を異なるように分配し、各円形配列内のアンテ
ナ素子に対しては1周で2π、すなわち、360度の給
電位相差を付ける。図4に、n番目の素子に対する給電
位相を示す。本実施例においては、1重目の円形配列で
はアンテナ素子が8素子であるので、隣あうアンテナ素
子に対してπ/4(Rad.)、つまり、45度の給電位相差
を付ける。また、2重目の円形配列ではアンテナ素子が
16素子であるので隣あうアンテナ素子に対しては、2
2.5度の給電位相差を付ける。アンテナ素子間で給電
位相差を付ける方法としては、アンテナ素子の給電点を
変えて実現する方法と、線路長を変えることによって実
現する方法とがある。図5で示すように、1重目の円形
配列内のアンテナ素子の各々に対しては、等長の線路を
用いてアンテナ素子の給電点を変えることによって給電
位相を変えている。例えば、アンテナ素子として、円偏
波を放射するパッチアンテナを用いる場合は、パッチア
ンテナの中心にたいして、その隣あうパッチアンテナの
給電点と45度(1重目の円形配列)または22.5度
(2重目の円形配列)ずらして給電点を付けることによ
り、給電位相を45度または22.5度ずらすことがで
きる。また、アンテナ素子として、ヘリカルアンテナを
用いる場合は、隣あうヘリカルアンテナ素子の巻初めの
角度を45度または22.5度ずらせば、給電位相は、
それぞれ45度または22.5度ずらすことができる。
従って、各アンテナ素子までは等長の給電線路を用い、
アンテナ素子の給電点を変えることによって各アンテナ
素子の給電位相を変えている。また、2重目の円形配列
内のアンテナ素子にたいしては、給電線路の長さを変え
ることによって給電位相を変化させている。つまり、給
電線路内の管内波長と呼ばれる電波の波長をλgとする
と、隣あうアンテナ素子に対する給電線路の長さの差を
λg/8、またはλg/16の長さだけ付けると、給電位
相差がそれぞれ45度、または22.5度にすることが
できる。また、各々のアンテナ素子1に対しては同電力
が給電されるように、分配器11により電力が分配され
る。
In the present embodiment, in order to form a cone-shaped conical beam in the azimuth direction which is axisymmetric with respect to the zenith axis, the amplitudes of the electric powers fed to the respective circular array antennas are made different. The antenna elements in each circular array are distributed, and a feeding phase difference of 2π, that is, 360 degrees, is provided in one round. FIG. 4 shows the feeding phase for the n-th element. In the present embodiment, since the antenna elements are 8 elements in the first circular arrangement, the feeding phase difference of π / 4 (Rad.), That is, 45 degrees, is provided to the adjacent antenna elements. In addition, in the double circular array, the number of antenna elements is 16, so that for adjacent antenna elements,
Add a feed phase difference of 2.5 degrees. As a method of making the feeding phase difference between the antenna elements, there are a method of changing the feeding point of the antenna element and a method of changing the line length. As shown in FIG. 5, for each antenna element in the first circular array, the feeding point is changed by changing the feeding point of the antenna element using a line of equal length. For example, when a patch antenna that radiates circularly polarized waves is used as an antenna element, the feeding point of the adjacent patch antenna is 45 degrees (first circular array) or 22.5 degrees (with respect to the center of the patch antenna). The feeding phase can be shifted by 45 degrees or 22.5 degrees by displacing the feeding point by shifting the second circular arrangement. When a helical antenna is used as the antenna element, if the winding start angle of the adjacent helical antenna elements is shifted by 45 degrees or 22.5 degrees, the feeding phase becomes
They can be offset by 45 degrees or 22.5 degrees, respectively.
Therefore, use equal length feed lines to each antenna element,
The feeding phase of each antenna element is changed by changing the feeding point of the antenna element. Further, for the antenna elements in the double circular array, the feeding phase is changed by changing the length of the feeding line. In other words, if the wavelength of the radio wave called the guide wavelength in the feed line is λ g , then if the difference in the length of the feed line with respect to the adjacent antenna element is λ g / 8 or λ g / 16, The phase difference can be 45 degrees or 22.5 degrees, respectively. Further, the power is distributed by the distributor 11 so that the same power is supplied to each antenna element 1.

【0033】つぎに、各円形配列間の給電振幅比につい
て説明する。図1に示すように、1重目の円形配列アレ
ー5内の各アンテナ素子に給電する給電部と、2重目の
円形配列アレー6内の各アンテナ素子に給電する給電部
との接続点に可変電力分配器7を一つ設けておく。可変
電力分配器7は、外部から電力分配比を指示される指示
部20に接続され、指示部20で受け付けた比率に従っ
てそれぞれの円形配列アレーアンテナに電力を分配す
る。電力分配比を、作用において前述した給電振幅
1、A2として変化させると、数4式に示したように、
アレーファクターの大きさが変わり、これに従ってビー
ムの仰角方向を変えることができる。このとき、各円形
配列アレーの配列半径r1、r2は、ベッセル関数のゼロ
点に比例するように設定する。
Next, the feed amplitude ratio between the circular arrays will be described. As shown in FIG. 1, at the connection point between the power feeding unit that feeds each antenna element in the first circular array 5 and the power feeding unit that feeds each antenna element in the second circular array 6 One variable power distributor 7 is provided. The variable power distributor 7 is connected to the instructing unit 20 that is instructed from outside to instruct the power distribution ratio, and distributes the power to each circular array antenna according to the ratio received by the instructing unit 20. When the power distribution ratio is changed as the feeding amplitudes A 1 and A 2 described above in action, as shown in the equation 4,
The size of the array factor is changed, and the elevation direction of the beam can be changed accordingly. At this time, the array radii r 1 and r 2 of each circular array are set so as to be proportional to the zero point of the Bessel function.

【0034】また、ビームの振り方は、オープンループ
方式とクローズドループ方式といわれる方法等を利用す
ることができる。オープンループ方式は、移動体側に、
自分の位置、移動体の傾きを検出する装置を搭載し、そ
の装置の出力から移動体搭載アンテナから見た赤道上空
の通信衛星の方位角および仰角を計算し、その計算結果
から移動体搭載アンテナの形成するビームの方向を常に
赤道上空の通信衛星の方向に向けるようにするものであ
る。また、クローズドループ方式は、移動体側から見た
赤道上空の通信衛星の方位角および仰角を通信衛星の電
波のみを用いて検出するものであり、例えば、常に移動
体搭載アンテナの形成するビームの方向を細かく振って
おき、受信電力の強い方向にビームのピークを向けてい
る。
The beam can be swung by a method called an open loop method or a closed loop method. The open loop method is on the mobile side.
Equipped with a device that detects your position and the tilt of the moving body, calculates the azimuth and elevation angle of the communication satellite above the equator seen from the antenna mounted on the moving body from the output of the device, and from the calculation results the antenna mounted on the moving body The direction of the beam formed by is always directed toward the communication satellite above the equator. The closed-loop method is to detect the azimuth and elevation of the communication satellite above the equator as seen from the mobile body using only the radio waves of the communication satellite. Is shaken finely and the peak of the beam is directed to the direction where the received power is strong.

【0035】また、可変電力分配器7の代わりに、どち
らかの円形配列アレーに給電する給電部の根本に可変減
衰器を設けて、2つの給電回路に給電される電力比を変
化させるようにしてもよい。これによっても可変電力分
配器と同様の効果を実現することができる。
Further, instead of the variable power distributor 7, a variable attenuator is provided at the base of the power feeding section for feeding one of the circular array arrays so that the power ratio fed to the two power feeding circuits is changed. May be. This also makes it possible to achieve the same effect as the variable power distributor.

【0036】2重の円形配列アレーにおいて、内側の円
形配列アレーと外側の円形配列アレーとのそれぞれに対
する給電振幅比を変えた場合の2重円形配列アレーの指
向特性の変化の様子を図20および図21に示す。図2
0および図21において、17はアンテナの指向特性の
断面、18は赤道上空の通信衛星の方向であって、2重
円形配列アレーが形成するビームの方向、19はアンテ
ナ面、20はアンテナ面に垂直な天頂軸、22は内側の
円形配列アレーの作る指向特性の断面、23は外側の円
形配列アレーの作る指向特性の断面を示している。図2
0および図21においては、内側の円形配列アレーの作
る指向特性の断面22と、外側の円形配列アレーの作る
指向特性の断面23とを合成した指向特性は斜線で示す
ような断面で表すことができる。また、図21に示す指
向特性は、図20に示すような指向特性を示す円形配列
アレーに比べて、内側の円形配列アレーに対する給電振
幅を小さくし、外側の円形配列アレーに対する給電振幅
を大きくしたときの様子を示している。これらの概念図
に示すように、内側の円形配列アレーと外側の円形配列
アレーとに対する給電振幅比を変化させると、それらの
合成された指向特性の方向18も変化させることができ
る。
In the double circular array array, changes in the directivity characteristics of the double circular array array when the feed amplitude ratios for the inner circular array array and the outer circular array array are changed are shown in FIGS. It shows in FIG. Figure 2
In FIG. 0 and FIG. 21, 17 is the cross section of the directional characteristics of the antenna, 18 is the direction of the communication satellite above the equator, the direction of the beam formed by the double circular array, 19 is the antenna surface, and 20 is the antenna surface. A vertical zenith axis, 22 is a cross section of the directional characteristic made by the inner circular array, and 23 is a cross section of the directional characteristic made by the outer circular array. Figure 2
In FIG. 0 and FIG. 21, the directional characteristics obtained by synthesizing the cross section 22 of the directional characteristics made by the inner circular array array and the cross section 23 of the directional characteristics made by the outer circular array array may be represented by cross sections indicated by diagonal lines. it can. Further, in the directional characteristics shown in FIG. 21, the feeding amplitude for the inner circular array is made smaller and the feeding amplitude for the outer circular array is made larger than that of the circular array having the directional characteristics as shown in FIG. It shows the situation. As shown in these conceptual diagrams, when the feed amplitude ratios for the inner circular array and the outer circular array are changed, the direction 18 of their combined directional characteristics can also be changed.

【0037】また、図22、図23および図24に、2
重円形配列アレーの内側の円形配列アレーと外側の円形
配列アレーとに対する給電振幅比を変化させたときの合
成の指向特性の変化を具体的に計算した結果を示す。図
22、図23および図24において、縦軸はアンテナか
ら放射される電波の強度を示し、横軸はアンテナに垂直
な軸からの傾きであり天頂角を示す。実際に計算した2
重円形配列アレーは、内側のアンテナ素子を8素子、外
側のアンテナ素子を16素子とし、内側の円形配列アレ
ーの半径は、電波の波長で規格化した値で0.61λ、
外側の円形配列アレーの半径は、電波の波長で規格化し
た値で1.12λとし、内側および外側の円形配列アレ
ー内のアンテナ素子に対する給電位相差は、双方とも1
周で2π(Rad)としている。この例では、隣あうアンテ
ナ素子の給電位相差は、内側の円形配列アレーでは45
度、外側の円形配列アレーでは22.5度としている。
このような条件において、内外の円形配列アレーに対す
る給電振幅比を、図22においては1:0.5とし、図
23においては1:0.6とし、図24においては1:
0.75としている。その結果、図22に示すように、
給電振幅比を1:0.5とした場合には、ビームの方向
は天頂角で36.7度となる。また、図23に示すよう
に、給電振幅比を1:0.6とした場合には、ビームの
方向は天頂角で37.8度となる。図24に示すよう
に、給電振幅比を1:0.75とした場合には、ビーム
の方向は天頂角で39.2度となる。このように、ビー
ムの方向は、内外の円形配列アレーに対するそれぞれの
給電振幅比を変えることにより変化させることができ
る。
Further, in FIG. 22, FIG. 23 and FIG.
The results of concrete calculation of the change in the combined directional characteristics when the feed amplitude ratio for the inner circular array and the outer circular array of the heavy circular array are changed are shown. 22, 23, and 24, the vertical axis represents the intensity of radio waves radiated from the antenna, and the horizontal axis represents the inclination from the axis perpendicular to the antenna and represents the zenith angle. Actually calculated 2
The heavy circular array array has 8 inner antenna elements and 16 outer antenna elements, and the radius of the inner circular array array is 0.61λ, which is a value standardized by the wavelength of radio waves.
The radius of the outer circular array is 1.12λ, which is the value standardized by the wavelength of the radio wave, and the feeding phase difference between the antenna elements in the inner and outer circular arrays is 1 for both.
It is set to 2π (Rad) in the lap. In this example, the feeding phase difference between adjacent antenna elements is 45 in the inner circular array.
And 22.5 degrees for the outer circular array.
Under these conditions, the feed amplitude ratio for the inner and outer circular array arrays is 1: 0.5 in FIG. 22, 1: 0.6 in FIG. 23, and 1: in FIG.
It is set to 0.75. As a result, as shown in FIG.
When the feed amplitude ratio is 1: 0.5, the beam direction is 36.7 degrees at the zenith angle. Further, as shown in FIG. 23, when the power supply amplitude ratio is 1: 0.6, the beam direction is 37.8 degrees at the zenith angle. As shown in FIG. 24, when the feed amplitude ratio is 1: 0.75, the beam direction is 39.2 degrees at the zenith angle. Thus, the beam direction can be changed by changing the respective feed amplitude ratios for the inner and outer circular array arrays.

【0038】また、図6に3重円形配列の場合のアンテ
ナ素子配置例を示し、図7および図8に、図6における
アレーアンテナの給電回路の構成図を示す。図6、図7
および図8において、8は、3重目の円形配列アレーを
示す。図6で示されるような3重円形配列アレーの場
合、図7に示すように、2重目の円形配列に対して可変
電力分配器7を設け、3重目の円形配列に対して可変電
力分配器71を設けて、2つの可変電力分配器により、
最内側の基準となる円形配列アレー5との相対的な給電
振幅比を変化させる。また、例えば、2重目の円形配列
に対して可変電力分配器7により、基準となる円形配列
アレー5との相対的な給電振幅比を変化させ、3重目の
円形配列に対しては可変電力分配器71を設けないで、
固定の可変電力分配器を設けておくようにしてもよい。
Further, FIG. 6 shows an example of antenna element arrangement in the case of a triple circular array, and FIGS. 7 and 8 show configuration diagrams of the feeding circuit of the array antenna in FIG. 6 and 7
And in FIG. 8, 8 indicates a triple circular array array. In the case of the triple circular array as shown in FIG. 6, the variable power distributor 7 is provided for the second circular array as shown in FIG. The distributor 71 is provided, and by the two variable power distributors,
The relative feed amplitude ratio with respect to the circular array 5 serving as the innermost reference is changed. Further, for example, for the second circular array, the variable power distributor 7 changes the relative power supply amplitude ratio with respect to the reference circular array array 5, and it is variable for the third circular array. Without providing the power distributor 71,
A fixed variable power distributor may be provided.

【0039】また、他の実施例として、図8に示すよう
に、1重目の円形配列に対して、2重目と3重目の全体
の給電振幅比を1つの可変電力分配器を用いて最内側の
基準となる円形配列アレーとの相対的な給電振幅比を変
化させるようにしてもよい。また、基準となる円形配列
アレーは最内側でなくても、どの円形配列アレーにして
も任意である。
As another embodiment, as shown in FIG. 8, one variable power divider is used for the entire feeding amplitude ratio of the second and third layers with respect to the circular array of the first layer. The relative feed amplitude ratio with respect to the innermost circular array may be changed. Further, the circular array array serving as a reference is not limited to the innermost one, and any circular array array may be used.

【0040】このように、円形配列アレーアンテナの各
々に給電する給電電力の振幅比を変化させることによ
り、特定の仰角にビームをしぼり込み、全方位角方向に
電波を放射する、すり鉢状の円錐ビームを仰角方向に振
ることができる。これにより、移動体の方位角方向の変
化に対しては、アンテナの指向特性を変化させることな
く赤道上空の通信衛星と通信を行なうことができ、移動
体の傾きの変化に対してのみ円錐ビームのピーク方向を
仰角方向について変化させることができる。
As described above, by changing the amplitude ratio of the power supplied to each of the circular array antennas, the beam is narrowed down to a specific elevation angle and the radio waves are radiated in all azimuth directions. The beam can be swung in the elevation direction. As a result, it is possible to communicate with the communication satellite above the equator in response to changes in the azimuth direction of the moving body without changing the directional characteristics of the antenna, and only when the tilt of the moving body changes. The peak direction of can be changed with respect to the elevation direction.

【0041】これまでは、特定の半径の場合について仰
角方向に円錐ビームを振る場合について述べたが、任意
の半径にして仰角方向に円錐ビームを振るようにしても
よい。
Up to now, the case of oscillating the cone beam in the elevation direction for a specific radius has been described, but the cone beam may be oscillated in the elevation direction with an arbitrary radius.

【0042】つぎに、ある特定の方位角方向にビームを
しぼりこみ、この扇状ビームを方位角方向に振る方法に
ついて説明する。扇状ビームを図18に示す。図18に
おいて、17はアンテナの指向特性の断面、18は赤道
上空の通信衛星の方向、19はアンテナ面、20はアン
テナ面に垂直な軸、21は指向特性の変化する方向を示
している。本実施例では、多重円形配列アレーアンテナ
において、円形配列アレーアンテナのそれぞれに給電す
る給電電力の位相を変化させることにより、扇状ビーム
を方位角方向に対して変化させる。
Next, a method of narrowing the beam in a specific azimuth direction and swinging this fan-shaped beam in the azimuth direction will be described. The fan beam is shown in FIG. In FIG. 18, 17 is a cross section of the directional characteristics of the antenna, 18 is the direction of the communication satellite above the equator, 19 is the antenna surface, 20 is an axis perpendicular to the antenna surface, and 21 is the direction in which the directional characteristics change. In this embodiment, in the multiple circular array antenna, the fan-shaped beam is changed in the azimuth direction by changing the phase of the electric power supplied to each circular array antenna.

【0043】この場合の図3で示される2重に配列され
た円形配列アレーアンテナに対する給電回路構成を図9
に示す。図9において、5は基準となる内側の円形配列
アレー、6は2重目の円形配列アレーを示し、2は給電
電力の位相を変化させることができる可変移相器を示
す。送受信機10から給電された電力は、分配器11に
より各円形配列アレーアンテナに分配され、各円形配列
アレーアンテナのアンテナ素子に対する分岐部分では、
さらに分配器11により給電線路内での損失を考慮して
電力が分配されている。本実施例においては、基準円形
配列アレーアンテナ5と2重目の円形配列アレーアンテ
ナ6とに給電する給電電力の位相を異ならせるために、
可変移相器2により給電電力の位相をずらし、ずらす位
相量を指示部21で外部から受け付けて指示するように
している。
FIG. 9 shows a feed circuit configuration for the double array circular array antenna shown in FIG. 3 in this case.
Shown in. In FIG. 9, 5 is a reference inner circular array array, 6 is a double circular array array, and 2 is a variable phase shifter capable of changing the phase of the supplied power. The power supplied from the transceiver 10 is distributed to each circular array antenna by the distributor 11, and at the branching portion of each circular array antenna for the antenna element,
Further, the distributor 11 distributes the power in consideration of the loss in the power supply line. In the present embodiment, in order to make the phases of the powers supplied to the reference circular array antenna 5 and the second circular array antenna 6 different,
The variable phase shifter 2 shifts the phase of the electric power to be fed, and the instruction unit 21 accepts the amount of the shifted phase from the outside and gives an instruction.

【0044】本実施例においては、円形配列アレー5と
6との給電位相を異ならせて給電し、円形配列アレー5
および6内のそれぞれのアンテナ素子間は一周で2mπ
(Rad.)になるようにする。これにより、ある特定の方位
角方向にビームをしぼり込むことができる。ある特定の
方位角方向にしぼり込まれたビームを方位角方向に振る
には、図9で示すように、片方の円形配列アレーに給電
する給電回路の根本に可変移相器2を備え、指示部21
で給電位相の位相量を指示して、2つの円形配列アレー
間の相対的な給電位相を変化させることによってある特
定の方角方向にしぼり込まれたビームを360度方位角
方向に振ることができる。このとき、各円形配列アレー
の配列半径r1、r2は、ベッセル関数のゼロ点に比例す
るように設定するようにしてもよいし、等間隔に決めて
もよい。
In the present embodiment, the circular array arrays 5 and 6 are supplied with electric power with different feeding phases.
2mπ in one round between each antenna element in and
(Rad.) This allows the beam to be narrowed down in a specific azimuth direction. In order to swing the beam narrowed down in a specific azimuth direction in the azimuth direction, as shown in FIG. 9, a variable phase shifter 2 is provided at the root of a power feeding circuit that feeds one circular array array, Part 21
A beam narrowed down in a specific direction can be swung in the azimuth direction of 360 degrees by instructing the phase amount of the feed phase by changing the relative feed phase between the two circular array arrays. . At this time, the array radii r 1 and r 2 of each circular array may be set to be proportional to the zero point of the Bessel function, or may be set at equal intervals.

【0045】また、図6に示される3重の円形配列アレ
ーアンテナに対する給電回路構成を図10および図11
に示す。図10および図11において、2は可変移相器
を示し、5は最内部の基準円形配列アレー、6は2重目
の円形配列アレー、8は最外部の3重目の円形配列アレ
ーをそれぞれ示す。3重円形配列アレーを用いた場合、
2重の円形配列アレーに比べて、方位角方向にビームを
しぼり込む場合に、設計変数が増えて、より所望の形に
ビームをしぼり込むことが可能となる。また、方位角方
向にビームを振るには、図10に示す給電回路構成のよ
うに、2重目の円形配列アレー6への給電回路の根本
と、最外部の円形配列アレー8への給電回路の根本に可
変移相器2をそれぞれ設け、それぞれの可変移相器2の
位相量を指示部21から指示することにより可能とな
る。また、図11に示す給電回路構成のように、2重目
と3重目との円形配列アレーに対する給電回路の根本に
可変移相器2を1つ設けるようにしても、方位角方向3
60度へのビームを振ることが可能となる。この場合、
図10で示される給電回路構成と比較して、より少ない
可変移相器の数で、方位角方向360度にビームを振る
ことが可能である。
Further, FIG. 10 and FIG. 11 show the feed circuit configuration for the triple circular array antenna shown in FIG.
Shown in. 10 and 11, 2 is a variable phase shifter, 5 is an innermost reference circular array array, 6 is a double circular array array, and 8 is an outermost third circular array array. Show. When using a triple circular array,
Compared with the double circular array array, when the beam is narrowed down in the azimuth direction, the design variables are increased, and the beam can be narrowed down to a desired shape. Further, in order to swing the beam in the azimuth direction, as in the power feeding circuit configuration shown in FIG. 10, the root of the power feeding circuit to the second circular array array 6 and the power feeding circuit to the outermost circular array array 8 are used. This is possible by providing the variable phase shifters 2 at the root of each of the above and instructing the phase amount of each variable phase shifter 2 from the instruction unit 21. Even if one variable phase shifter 2 is provided at the root of the power feeding circuit for the circular array array of the second and third layers as in the power feeding circuit configuration shown in FIG.
It is possible to swing the beam to 60 degrees. in this case,
Compared with the power supply circuit configuration shown in FIG. 10, it is possible to swing the beam in 360 degrees in the azimuth direction with a smaller number of variable phase shifters.

【0046】可変移相器2の構成を図2に示す。図2に
おいては、3ビットのディジタル移相器の例を示し、こ
の例では、異なる線路長の線路を複数用意しておき、ど
の線路を接続させるか否かをスイッチにより切り替える
線路切り替え型の移相器を用いている。24〜35は、
スイッチであり、PINダイオードなどにより構成で
き、各PINダイオードのオフ/オンにより上側または
下側の線路を選択する。この場合、指示部21は、各P
INダイオードのオフ/オンを制御することにより位相
量を設定する。図2においては、45度のステップで0
から360度まで位相を変化させることができる。
The structure of the variable phase shifter 2 is shown in FIG. FIG. 2 shows an example of a 3-bit digital phase shifter. In this example, a plurality of lines having different line lengths are prepared, and a line switching type shifter is used to switch which line is connected or not by a switch. It uses a phaser. 24-35 are
It is a switch and can be configured by a PIN diode or the like, and an upper or lower line is selected by turning on / off each PIN diode. In this case, the instruction unit 21 determines that each P
The phase amount is set by controlling the ON / OFF of the IN diode. In FIG. 2, it is 0 in 45 degree steps.
The phase can be changed from 0 to 360 degrees.

【0047】また、他の可変移相器の構成図を図29に
示す。図29には、アナログ移相器の構成例を示してお
り、この例では、90度のハイブリッド回路の足に2つ
のバラクタダイオード27を用いている。バラクタダイ
オード27は、容量を変化させることができる素子なの
で、指示部22により外部からの指示を受けてバラクタ
ダイオード27の容量を変えることにより出力信号の位
相を変化させることができる。
FIG. 29 is a block diagram of another variable phase shifter. FIG. 29 shows a configuration example of the analog phase shifter, and in this example, two varactor diodes 27 are used for the legs of the 90 ° hybrid circuit. Since the varactor diode 27 is an element whose capacitance can be changed, the phase of the output signal can be changed by changing the capacitance of the varactor diode 27 in response to an instruction from the outside by the instruction unit 22.

【0048】このように、円形配列アレーアンテナの各
々に給電する給電位相を変化させることにより、扇状ビ
ームを方位角方向に振ることができる。
As described above, the fan-shaped beam can be swung in the azimuth direction by changing the feeding phase for feeding each of the circular array antennas.

【0049】つぎに、図12に、方位角方向と仰角方向
との両方にビームを振る場合の給電回路構成を示す。こ
の場合の指向特性を図19に示す。図19において、1
7はアンテナの指向特性の断面、18は赤道上空の通信
衛星の方向、19はアンテナ面、20はアンテナ面に垂
直な軸、21は指向特性の変化する方向を示している。
図19に示す指向特性は、前述した図17および図18
に示す指向特性の変化の仕方を合わせ持つものであり、
赤道上空の通信衛星の方向18のみにピークを持つペン
シル状ビームを構成する。移動体の傾きに対しては、ペ
ンシルビーム状の指向特定を仰角方向について変化さ
せ、また、移動体の向きの変化に対しては、ペンシル状
の指向特性をアンテナ面の天頂軸20を中心として方位
角方向について変化させる。
Next, FIG. 12 shows the configuration of the power supply circuit when the beam is swung in both the azimuth direction and the elevation angle direction. The directional characteristics in this case are shown in FIG. In FIG. 19, 1
7 is a cross section of the directional characteristics of the antenna, 18 is the direction of the communication satellite above the equator, 19 is the antenna surface, 20 is an axis perpendicular to the antenna surface, and 21 is the direction in which the directional characteristics change.
The directional characteristics shown in FIG. 19 are the same as those shown in FIGS.
It also has the way of changing the directional characteristics shown in
A pencil beam having a peak only in the direction 18 of the communication satellite above the equator is formed. With respect to the tilt of the moving body, the pencil beam-shaped pointing is changed in the elevation angle direction, and with respect to the change of the direction of the moving body, the pencil-shaped pointing characteristic is centered on the zenith axis 20 of the antenna surface. Change in azimuth direction.

【0050】この場合、まず、各円形配列アレー内の各
アンテナ素子の給電位相差を不均一に付けて一周で2m
π(Rad.)の給電位相差ができるようにし、方位角方向に
ビームをしぼり込む。このしぼり込まれたビームは可変
電力分配器7によって各円形配列アレーに給電される給
電振幅比を変えることによって仰角方向にビームを振る
ことが可能であり、また、可変移相器2によって各円形
配列アレー間の給電位相差を可変にすることによって方
位角方向にビームを振ることが可能となる。
In this case, first, the feeding phase difference of each antenna element in each circular array array is made non-uniform and 2 m per round.
The feed phase difference of π (Rad.) is made possible, and the beam is narrowed down in the azimuth direction. The narrowed beam can be swung in the elevation angle direction by changing the feed amplitude ratio of the variable power distributor 7 feeding each circular array array, and the variable phase shifter 2 can change the circular shape. By making the feeding phase difference between the array arrays variable, it is possible to swing the beam in the azimuth direction.

【0051】また、図13に円形ループアンテナを多重
アレーにした場合のアレー配置、図14に楕円ループア
ンテナを多重アレーにした場合のアレー配置、図15に
スパイラルアンテナを多重アレーにした場合のアレー配
置をそれぞれ示す。これらの給電回路は、図1および図
7〜図12に示す円形配列アレー5,6,8を円形ルー
プアンテナ、楕円ループアンテナ、スパイラルアンテナ
にするだけで実現できる。図13において、10aは、
基準となる給電点を示し、10bは、他の給電点であ
り、給電点10aにおいて各円形ループに給電される給
電位相と予め90度位相をずらして給電される。また、
11a、11b、11cは、それぞれ異なる誘電率をも
つ誘電体基板を示し、これらは同一平面上に形成され
る。図13においては、点線101で示す円の内側が同
一の誘電率を持つ誘電体基板11aであり、点線101
で示す円と点線102により示す円とによりはさまれる
間の部分が誘電体基板11bであり、点線102で示す
円と点線103により示す円とによりはさまれる間の部
分が誘電体基板11cである。これらの誘電体基板の上
に導電性のアンテナ素子が円状に配置される。各円形ル
ープ1周で2π(Rad.)の給電位相差を設けるのに、本実
施例においては、誘電率によって電波の管内波長Lが異
なるという現象を利用する。すなわち、各円形ループ1
周の長さが1波長分になるようにすればよいので、ベッ
セル関数のゼロ点に比例する半径から1周の長さが決定
されるので、その1周の長さを電波の管内波長Lとし、
そのような波長が生じるような誘電率を求める。例え
ば、上述したように、最内部の円形ループの半径を求め
ると、自由空間波長で規格化して0.61となり、2番
目、3番目の円形ループの半径は1.12、1.62と
それぞれ求められる。これにより、電波の管内波長Lが
0.61λ×2×3.14=3.83λとなるような誘
電率をもつ誘電体基板11aを用いる。誘電体基板11
bおよび11cも同様に誘電率を選択する。また、給電
方法は、予め90度の位相差をつけた給電線路を図13
における給電点10aと10bとに給電するようにす
る。ここで、φ=90度(φは円形配列の中心Oに対し
て作る角度)とし、給電点10aと給電点10bとの位
置を円形配列の中心Oに対して90度の角度をなすよう
な位置に配置する。このようにすると、各円形ループア
ンテナに給電された信号は、1周で2π(Rad.)の位相差
を持つようになる。また、それぞれのループアンテナに
給電する給電振幅と給電位相とをそれぞれ変化させるこ
とにより前述した実施例と同様にビームの方向を変化さ
せることができる。
Further, FIG. 13 shows an array arrangement when the circular loop antenna is a multiple array, FIG. 14 is an array arrangement when the elliptical loop antenna is a multiple array, and FIG. 15 is an array arrangement when the spiral antenna is a multiple array. The arrangement is shown respectively. These feeding circuits can be realized only by making the circular array arrays 5, 6 and 8 shown in FIGS. 1 and 7 to 12 into circular loop antennas, elliptical loop antennas and spiral antennas. In FIG. 13, 10a is
A reference feeding point is shown, and 10b is another feeding point, which is fed with a 90 ° phase shift in advance from the feeding phase fed to each circular loop at the feeding point 10a. Also,
Reference numerals 11a, 11b and 11c denote dielectric substrates having different permittivities, which are formed on the same plane. In FIG. 13, the inside of the circle indicated by the dotted line 101 is the dielectric substrate 11a having the same dielectric constant, and the dotted line 101
The portion between the circle indicated by and the circle indicated by the dotted line 102 is the dielectric substrate 11b, and the portion between the circle indicated by the dotted line 102 and the circle indicated by the dotted line 103 is the dielectric substrate 11c. is there. Conductive antenna elements are arranged in a circle on these dielectric substrates. In order to provide a feeding phase difference of 2π (Rad.) In each round of each circular loop, the phenomenon that the guide wavelength L of the radio wave differs depending on the dielectric constant is used in this embodiment. That is, each circular loop 1
Since the length of the circumference may be one wavelength, the length of the circumference is determined from the radius proportional to the zero point of the Bessel function. Therefore, the length of the circumference is determined by the guide wavelength L of the radio wave. age,
The dielectric constant that produces such a wavelength is determined. For example, as described above, when the radius of the innermost circular loop is obtained, it is normalized to the free space wavelength and becomes 0.61, and the radii of the second and third circular loops are 1.12 and 1.62, respectively. Desired. As a result, the dielectric substrate 11a having a dielectric constant such that the guide wavelength L of the radio wave is 0.61λ × 2 × 3.14 = 3.83λ is used. Dielectric substrate 11
Similarly, the dielectric constants of b and 11c are selected. The power feeding method is as shown in FIG.
The power is supplied to the power supply points 10a and 10b in. Here, φ = 90 degrees (φ is an angle formed with respect to the center O of the circular array), and the positions of the feeding points 10a and 10b form an angle of 90 degrees with respect to the center O of the circular array. Place in position. By doing so, the signals fed to the circular loop antennas have a phase difference of 2π (Rad.) In one round. Further, by changing the feeding amplitude and feeding phase for feeding to each loop antenna, the beam direction can be changed as in the above-described embodiment.

【0052】つぎに、上述した複数の実施例における指
向性可変アンテナの用途を説明する。図16に、指向性
可変アンテナを移動体に搭載した場合の例を示す。図1
6において、12は赤道上空の通信衛星、13は通信衛
星に搭載されている移動体衛星通信用アンテナ、14は
陸上移動体、15は航空移動体、16は海上移動体、1
7は各移動体に搭載されて移動体衛星通信用アンテナか
ら放射されるビーム、18は各移動体と赤道上空の通信
衛星への方向を示す線を示している。
Next, applications of the variable directivity antenna in the above-described embodiments will be described. FIG. 16 shows an example in which the variable directivity antenna is mounted on a moving body. Figure 1
In FIG. 6, 12 is a communication satellite above the equator, 13 is a mobile satellite communication antenna mounted on the communication satellite, 14 is a land mobile, 15 is an air mobile, 16 is a sea mobile, 1
Reference numeral 7 denotes a beam which is mounted on each mobile unit and is radiated from a mobile satellite communication antenna, and 18 denotes a line which indicates the direction to each mobile unit and the communication satellite above the equator.

【0053】赤道上空の通信衛星は、静止衛星なので、
地球上のある範囲の移動体から通信衛星12を見る方向
18はあまり大きく変化はしない。一方、地球上の陸上
移動体14、航空移動体15、海上移動体16は様々な
方向を向き、また、様々な傾きを示すので、移動体に搭
載されたアンテナから見た赤道上空の通信衛星12の方
向18は、様々な方位角と様々な仰角とを示す。従っ
て、各移動体が赤道上空の通信衛星と高品質な通信を行
なうためには、アンテナの指向特性を示す17を移動体
の方向および傾きにあわせて常に通信衛星12の方向に
向けるような指向性可変アンテナとしなければならな
い。このように、指向性可変アンテナを移動体に搭載す
ることにより、移動体の方向および傾きにあわせて指向
特性を変えることができる。
Since the communication satellite above the equator is a geostationary satellite,
The direction 18 looking at the communication satellite 12 from a range of mobiles on the earth does not change much. On the other hand, since the land mobile body 14, the air mobile body 15, and the sea mobile body 16 on the earth face various directions and show various inclinations, the communication satellite above the equator seen from the antenna mounted on the mobile body. Twelve directions 18 indicate different azimuths and different elevations. Therefore, in order for each mobile unit to perform high-quality communication with a communication satellite above the equator, a direction in which the directional characteristic 17 of the antenna is always directed toward the communication satellite 12 in accordance with the direction and inclination of the mobile unit. It must be a variable antenna. As described above, by mounting the variable directivity antenna on the moving body, the directional characteristics can be changed according to the direction and the inclination of the moving body.

【0054】本実施例によれば、指向性可変アレーアン
テナにおいて、従来に比べて可変移相器および可変電力
分配器の数を飛躍的に少なくできる。例えば、S重円形
配列アレーで、最大S−1個の可変移相器、つまり、2
重円形配列で可変移相器1つで全方位角に指向性を変化
することができる。または、S重円形配列アレーで、最
大S−1個の可変電力分配器、つまり、2重円形配列で
可変電力分配器1つで全仰角に指向性を変化することが
できる。また、2重円形配列で可変移相器1つ、可変電
力分配器1つで全方位角および全仰角方向に指向性を変
化することができる。
According to this embodiment, in the directional variable array antenna, the number of variable phase shifters and variable power distributors can be dramatically reduced as compared with the conventional one. For example, in an S heavy circular array array, a maximum of S-1 variable phase shifters, that is, 2
The directivity can be changed in all azimuth angles with one variable phase shifter in the heavy circular arrangement. Alternatively, the S-heavy circular array array can change the directivity to all elevation angles with a maximum of S-1 variable power distributors, that is, one variable power distributor in the double circular array. Further, the directivity can be changed in all azimuth angles and all elevation angle directions by one variable phase shifter and one variable power distributor in the double circular arrangement.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明によれば、S重円形配列アレーに
対してより少ない可変移相器と、可変電力分配器とを用
いて、全方位角および/または全仰角に指向性を変化さ
せることができる。これにより、小型化が可能となる。
According to the present invention, the directivity is changed to all azimuth angles and / or all elevation angles by using a variable phase shifter and a variable power distributor which are smaller than those in the S-heavy circular array. be able to. This enables downsizing.

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

【図1】仰角方向に指向性を可変にするための給電回路
構成を2重円形配列アレーに適用した場合のアレーアン
テナ給電回路構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an array antenna feeding circuit when a feeding circuit configuration for changing directivity in an elevation direction is applied to a double circular array array.

【図2】可変移相器の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a variable phase shifter.

【図3】本発明を2重円形配列アレーに適用した場合の
アンテナ素子配置図。
FIG. 3 is a layout diagram of antenna elements when the present invention is applied to a double circular array array.

【図4】円形配列アレーのアンテナ素子に対する給電方
法を表す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a power feeding method for an antenna element of a circular array array.

【図5】図1に示した給電回路構成の平面図。5 is a plan view of the power supply circuit configuration shown in FIG.

【図6】本発明を3重円形配列アレーに適用した場合の
アンテナ素子配置図。
FIG. 6 is a layout diagram of antenna elements when the present invention is applied to a triple circular array.

【図7】仰角方向に指向性を可変にするための給電回路
構成を3重円形配列アレーに適用した場合のアレーアン
テナ給電回路構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram of an array antenna feeding circuit when a feeding circuit configuration for varying directivity in an elevation direction is applied to a triple circular array.

【図8】仰角方向に指向性を可変にするための給電回路
構成を3重円形配列アレーに適用した場合のアレーアン
テナ給電回路構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram of an array antenna feeding circuit when a feeding circuit configuration for changing directivity in an elevation direction is applied to a triple circular array array.

【図9】方位角方向に指向性を可変にするための給電回
路構成を2重円形配列アレーに適用した場合のアレーア
ンテナ給電回路構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram of an array antenna feeding circuit when a feeding circuit configuration for varying directivity in an azimuth direction is applied to a double circular array array.

【図10】方位角方向に指向性を可変にするための給電
回路構成を3重円形配列アレーに適用した場合のアレー
アンテナ給電回路構成図。
FIG. 10 is an array antenna feeding circuit configuration diagram when a feeding circuit configuration for varying directivity in the azimuth direction is applied to a triple circular array array.

【図11】方位角方向に指向性を可変にするための給電
回路構成を3重円形配列アレーに適用した場合のアレー
アンテナ給電回路構成図。
FIG. 11 is a configuration diagram of an array antenna feeding circuit when a feeding circuit configuration for varying directivity in an azimuth direction is applied to a triple circular array array.

【図12】仰角方向、方位角方向に指向性を可変にする
ための給電回路構成を2重円形配列アレーに適用した場
合のアレーアンテナ給電回路構成図。
FIG. 12 is a configuration diagram of an array antenna feeding circuit when a feeding circuit configuration for changing directivity in an elevation direction and an azimuth direction is applied to a double circular array array.

【図13】円形ループアンテナを多重にした場合の構成
図。
FIG. 13 is a configuration diagram when a circular loop antenna is multiplexed.

【図14】楕円ループアンテナを多重にした場合の構成
図。
FIG. 14 is a configuration diagram in the case where elliptical loop antennas are multiplexed.

【図15】スパイラルアンテナを多重にした場合のアレ
ー配置図。
FIG. 15 is an array layout diagram when multiple spiral antennas are provided.

【図16】本実施例における可変指向性アンテナの用途
を示す説明図。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing applications of the variable directional antenna according to the present embodiment.

【図17】円錐ビームの指向特性を示す説明図。FIG. 17 is an explanatory diagram showing the directional characteristics of a cone beam.

【図18】扇状ビームの指向特性を示す説明図。FIG. 18 is an explanatory diagram showing directional characteristics of a fan-shaped beam.

【図19】ペンシル状ビームの指向特性を示す説明図。FIG. 19 is an explanatory diagram showing directional characteristics of a pencil beam.

【図20】円錐ビームの指向特性を示す説明図。FIG. 20 is an explanatory diagram showing the directional characteristics of a cone beam.

【図21】円錐ビームの指向特性を示す説明図。FIG. 21 is an explanatory diagram showing the directional characteristics of a cone beam.

【図22】給電振幅比1:0.5の場合の指向特性図。FIG. 22 is a directional characteristic diagram when the power supply amplitude ratio is 1: 0.5.

【図23】給電振幅比1:0.6の場合の指向特性図。FIG. 23 is a directional characteristic diagram in the case where the power supply amplitude ratio is 1: 0.6.

【図24】給電振幅比1:0.75の場合の指向特性
図。
FIG. 24 is a directional characteristic diagram in the case where the power supply amplitude ratio is 1: 0.75.

【図25】従来の技術によって指向性を可変にするため
のアレーアンテナ給電回路構成図。
FIG. 25 is a configuration diagram of an array antenna feeding circuit for varying directivity by a conventional technique.

【図26】従来の技術によって指向性を可変にするため
のアレーアンテナのアンテナ素子配置図。
FIG. 26 is a layout diagram of antenna elements of an array antenna for changing directivity by a conventional technique.

【図27】本実施例における可変電力分配器の構成図。FIG. 27 is a configuration diagram of a variable power distributor according to the present embodiment.

【図28】本実施例における可変電力分配器の他の構成
図。
FIG. 28 is another configuration diagram of the variable power distributor in the present embodiment.

【図29】本実施例における可変移相器の他の構成図。FIG. 29 is another configuration diagram of the variable phase shifter according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アンテナ素子、2…可変移相器、3…固定電力分配
器、4…給電線、5…基準とする円形配列アレー、6…
2重目の円形配列アレー、7…可変電力分配器、8…3
重目の円形配列アレー、9…円形ループアンテナ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna element, 2 ... Variable phase shifter, 3 ... Fixed power distributor, 4 ... Feed line, 5 ... Circular array array used as a reference, 6 ...
Double circular array array, 7 ... Variable power divider, 8 ... 3
Heavy circular array array, 9 ... Circular loop antenna.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも2つのアンテナ素子を備える円
形配列アレーアンテナを、同心円上にS重(Sは、2以
上の整数)に配列した指向性可変アンテナにおいて、 前記S重に配列した円形配列アレーアンテナの各々に給
電する円形配列給電部と、 前記S重に配列した円形配列アレーアンテナの各々に設
けられ、前記円形配列給電部により給電された電力を当
該円形配列アレーアンテナの前記アンテナ素子の各々に
等電力で給電を行なうアンテナ給電部とを有し、 前記円形配列給電部は、電力を出力する給電回路と、前
記円形配列アレーアンテナの各々に電力を分配する円形
配列分配手段と、前記円形配列アレーアンテナの各々に
分配される電力の給電位相をそれぞれずらし、当該給電
位相を変えることができる可変移相手段とを備えること
を特徴とする指向性可変アンテナ。
1. A directional variable antenna in which circular array antennas having at least two antenna elements are concentrically arranged in S-weight (S is an integer of 2 or more), and the circular array array is arranged in S-weight. A circular array feeding part for feeding each of the antennas, and each of the antenna elements of the circular array array antenna, which is provided in each of the S-shaped circular array array antennas and supplies the power fed by the circular array feeding part. And an antenna power feeding unit that feeds power with equal power, wherein the circular array feeding unit outputs a power feeding circuit, a circular array distributing unit that distributes power to each of the circular array antennas, and the circular array. And a variable phase shift means capable of shifting the feeding phase of the power distributed to each of the array array antennas and changing the feeding phase. Variable directivity antenna according to claim.
【請求項2】請求項1において、前記可変移相手段は、
前記給電回路から前記S重に配列した円形配列アレーア
ンテナの各々に給電する線路として、長さの異なる複数
本の線路を有し、当該円形配列アレーアンテナに接続さ
せる線路を、当該複数の線路のうちから一つを選択する
外部からの指示に従って切り換える切り換え手段を有す
ることを特徴とする指向性可変アンテナ。
2. The variable phase shift means according to claim 1,
As a line for feeding each of the circular array antennas arranged in the S-fold from the feeding circuit, a plurality of lines having different lengths are provided, and the line to be connected to the circular array antenna is a line of the plurality of lines. A directional variable antenna having a switching means for switching one of them according to an external instruction.
【請求項3】請求項2において、前記切り換え手段は、
外部からの指示に従って制御され、前記複数の線路の各
々に接続されるPINダイオードにより構成されること
を特徴とする指向性可変アンテナ。
3. The switching means according to claim 2,
A directional variable antenna comprising a PIN diode controlled according to an instruction from the outside and connected to each of the plurality of lines.
【請求項4】請求項1において、前記可変移相手段は、
前記給電回路から前記円形配列アレーアンテナの各々に
接続される線路に、容量が変化するバラクターダイオー
ドを備えるアナログ移相器と、当該バラクターダイオー
ドの容量を外部からの指示により変化させる指示手段と
をそれぞれ備えることを特徴とする指向性可変アンテ
ナ。
4. The variable phase shift means according to claim 1,
An analog phase shifter including a varactor diode whose capacity changes in a line connected to each of the circular array antennas from the power feeding circuit, and an instruction means for changing the capacity of the varactor diode according to an external instruction. A variable directivity antenna, characterized by comprising:
【請求項5】請求項1において、前記アンテナ給電部
は、当該円形配列アレーアンテナにおいて、一周で給電
位相差が2mπ(Rad.)(ただし、mは1以上の整数)に
なるように、前記アンテナ素子の各々の前記円形配列ア
レーアンテナの円形上の配置位置に基づいて、前記アン
テナ素子の各々に給電する給電位相をそれぞれずらす位
相調整手段を備えることを特徴とする指向性可変アンテ
ナ。
5. The antenna feeding section according to claim 1, wherein the feeding phase difference is 2 mπ (Rad.) (Where m is an integer of 1 or more) in one round in the circular array antenna. A variable directivity antenna, comprising phase adjusting means for shifting a feeding phase for feeding each of the antenna elements based on a circular arrangement position of the circular array antenna of each of the antenna elements.
【請求項6】請求項5において、前記位相調整手段は、
前記アンテナ素子の各々に接続される線路長をあらかじ
め調整しておくことにより給電位相をそれぞれずらすこ
とを特徴とする指向性可変アンテナ。
6. The phase adjusting means according to claim 5,
A variable directivity antenna, wherein the feeding phases are shifted by adjusting the line lengths connected to each of the antenna elements in advance.
【請求項7】少なくとも2つのアンテナ素子を備える円
形配列アレーアンテナを、同心円上にS重(Sは、2以
上の整数)に配列した指向性可変アンテナにおいて、 前記円形配列アレーアンテナの各々に給電する円形配列
給電部と、 前記円形配列給電部により給電された電力を当該円形配
列アレーアンテナの前記アンテナ素子の各々に等電力で
給電を行なうアンテナ給電部とを有し、 前記円形配列給電部は、電力を出力する給電回路と、前
記円形配列アレーアンテナの各々に電力を分配し、当該
円形配列アレーアンテナ間の給電電力比を変えることが
できる円形配列電力可変分配手段とを備えることを特徴
とする指向性可変アンテナ。
7. A directional variable antenna in which circular array antennas having at least two antenna elements are arranged concentrically in an S-weight (S is an integer of 2 or more), and each circular array antenna is fed with power. And a circular array feeding section, and an antenna feeding section that feeds the power fed by the circular array feeding section to each of the antenna elements of the circular array array antenna with equal power, the circular array feeding section A power supply circuit for outputting power, and a circular array power variable distribution means capable of distributing the power to each of the circular array antennas and changing a power supply power ratio between the circular array antennas. Variable directivity antenna.
【請求項8】請求項7において、前記円形配列電力可変
分配手段は、前記円形配列アレーアンテナの各々に対応
して設けられ、当該円形配列アレーアンテナに分配する
電力比を可変する可変電力分配器を備えることを特徴と
する指向性可変アンテナ。
8. The variable power distributor according to claim 7, wherein the circular array variable power distribution means is provided corresponding to each of the circular array antennas, and varies the power ratio distributed to the circular array antennas. A variable directivity antenna, comprising:
【請求項9】請求項7において、前記円形配列電力可変
分配手段は、前記円形配列アレーアンテナの各々に対応
して設けられ、前記円形配列アレーアンテナに分配する
電力比を可変にするための可変減衰器を備えることを特
徴とする指向性可変アンテナ。
9. The variable power distribution unit for circular array according to claim 7, wherein the variable power distribution unit for circular array is provided corresponding to each of the array antennas for circular array, and is variable for varying a power ratio to be distributed to the array antenna for circular array. A variable directivity antenna comprising an attenuator.
【請求項10】請求項7において、前記アンテナ給電部
は、当該円形配列アレーアンテナにおいて、一周で給電
位相差が2mπ(Rad.)(ただし、mは1以上の整数)に
なるように、前記アンテナ素子の各々の前記円形上の配
置位置に基づいて、前記アンテナ素子の各々に給電する
給電位相をそれぞれずらす位相調整手段を備えることを
特徴とする指向性可変アンテナ。
10. The antenna feeding unit according to claim 7, wherein the feeding angle difference of the circular array antenna in the circular array antenna is 2 mπ (Rad.) (Where m is an integer of 1 or more). A directional variable antenna comprising: a phase adjusting unit that shifts a feeding phase for feeding each of the antenna elements based on the circular arrangement position of each of the antenna elements.
【請求項11】請求項10において、前記位相調整手段
は、前記アンテナ素子の各々に接続される線路長をあら
かじめ調整しておくことにより給電位相をそれぞれずら
すことを特徴とする指向性可変アンテナ。
11. The variable directivity antenna according to claim 10, wherein the phase adjusting means shifts the feeding phases by adjusting the line length connected to each of the antenna elements in advance.
【請求項12】請求項7において、前記円形配列アレー
アンテナの各々に分配される電力の給電位相をそれぞれ
ずらす移相手段をさらに備えることを特徴とする指向性
可変アンテナ。
12. The variable directivity antenna according to claim 7, further comprising phase shifting means for shifting a feeding phase of electric power distributed to each of the circular array antennas.
【請求項13】請求項12において、前記移相手段は、
前記円形配列アレーアンテナの各々に分配される電力の
給電位相を変えることができることを特徴とする指向性
可変アンテナ。
13. The phase shifting means according to claim 12,
A variable directivity antenna, wherein a feeding phase of electric power distributed to each of the circular array antennas can be changed.
【請求項14】請求項1または7において、前記円形配
列アレーアンテナの少なくとも一つは、任意形状のルー
プアンテナにより構成することを特徴とする指向性可変
アンテナ。
14. The variable directivity antenna according to claim 1, wherein at least one of the circular array antennas is a loop antenna having an arbitrary shape.
【請求項15】請求項1または7において、当該指向性
可変アンテナは、スパイラルアンテナにより構成するこ
とを特徴とする指向性可変アンテナ。
15. The variable directivity antenna according to claim 1 or 7, wherein the variable directivity antenna is a spiral antenna.
【請求項16】請求項1において、前記可変移相手段
は、前記円形配列アレーアンテナの各々に分配される電
力の給電位相をそれぞれずらすために、一つの円形配列
アレーアンテナに分配される給電位相に対して他の円形
配列アレーアンテナのそれぞれに分配される給電位相を
相対的にずらすことを特徴とする指向性可変アンテナ。
16. The feed phase distributed to one circular array antenna according to claim 1, wherein the variable phase shift means distributes the feed phase of power distributed to each of the circular array antennas to each other. The variable directivity antenna is characterized in that the feeding phase distributed to each of the other circular array antennas is relatively shifted with respect to.
【請求項17】請求項13において、前記移相手段は、
前記円形配列アレーアンテナの各々に分配される電力の
給電位相をそれぞれずらすために、一つの円形配列アレ
ーアンテナに分配される給電位相に対して他の円形配列
アレーアンテナのそれぞれに分配される給電位相を相対
的にずらすことを特徴とする指向性可変アンテナ。
17. The phase shifting means according to claim 13,
In order to shift the feeding phase of the electric power distributed to each of the circular array antennas, the feeding phase distributed to one circular array array antenna and the feeding phase distributed to each of the other circular array antennas A variable directivity antenna characterized in that the antennas are relatively displaced.
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