JPH07321538A - 円偏波アレイアンテナ - Google Patents
円偏波アレイアンテナInfo
- Publication number
- JPH07321538A JPH07321538A JP7005187A JP518795A JPH07321538A JP H07321538 A JPH07321538 A JP H07321538A JP 7005187 A JP7005187 A JP 7005187A JP 518795 A JP518795 A JP 518795A JP H07321538 A JPH07321538 A JP H07321538A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- circularly polarized
- quantization
- polarized wave
- elements
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】周波数に依存することなく、容易にかつ損失を
少なくして量子化ローブを低減することができ、広帯域
化にも対応できる円偏波アレイアンテナを提供する。 【構成】複数の円偏波エレメント素子a1 〜an を基準
位相が得られる配置からそれぞれ擬似的にランダムとな
るように回転させた状態で配置し、これによって個々の
素子の量子化誤差がランダムとなるようにした。
少なくして量子化ローブを低減することができ、広帯域
化にも対応できる円偏波アレイアンテナを提供する。 【構成】複数の円偏波エレメント素子a1 〜an を基準
位相が得られる配置からそれぞれ擬似的にランダムとな
るように回転させた状態で配置し、これによって個々の
素子の量子化誤差がランダムとなるようにした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は円偏波成形ビームを放
射する円偏波アレイアンテナに係り、特に量子化移相器
を用いた場合の量子化ローブの低減手段の改良に関す
る。
射する円偏波アレイアンテナに係り、特に量子化移相器
を用いた場合の量子化ローブの低減手段の改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のアレイタイプの成形ビームアンテ
ナにあっては、所望の指向性を合成するために、必要な
各エレメント素子への励振分布の内の位相分布につい
て、各素子への給電線路の長さを変えることによって実
現している。
ナにあっては、所望の指向性を合成するために、必要な
各エレメント素子への励振分布の内の位相分布につい
て、各素子への給電線路の長さを変えることによって実
現している。
【0003】例えば、電力分配(合成)器のアンテナ素
子側の出力端(入力端)に各給電線路を介してn個のア
ンテナエレメントa1 〜an を設けた円偏波アレイアン
テナでは、エレメントam (1≦m≦n)への給電位相
φm をa1 の給電位相φ1 に対して(φm −φ1 )>0
としたい場合、エレメントam への給電線路の長さlm
をa1 への給電線路の長さl1 より
子側の出力端(入力端)に各給電線路を介してn個のア
ンテナエレメントa1 〜an を設けた円偏波アレイアン
テナでは、エレメントam (1≦m≦n)への給電位相
φm をa1 の給電位相φ1 に対して(φm −φ1 )>0
としたい場合、エレメントam への給電線路の長さlm
をa1 への給電線路の長さl1 より
【0004】
【数1】 だけ短くすることによって実現している。但し、φm ,
φ1 は度で表した位相角とする。また、λは使用波長で
ある。
φ1 は度で表した位相角とする。また、λは使用波長で
ある。
【0005】ところで、従来の円偏波成形ビームを放射
する円偏波アレイアンテナにおいて、成形ビームの電子
走査を行う場合、複数の円偏波エレメント素子をアレイ
状に配列し、各円偏波エレメント素子に対する給電線路
に量子化移相器を介在させ、個々の量子化移相器の量子
化移相量を走査方向に応じて制御することで実現してい
る。
する円偏波アレイアンテナにおいて、成形ビームの電子
走査を行う場合、複数の円偏波エレメント素子をアレイ
状に配列し、各円偏波エレメント素子に対する給電線路
に量子化移相器を介在させ、個々の量子化移相器の量子
化移相量を走査方向に応じて制御することで実現してい
る。
【0006】しかしながら、量子化移相器を用いて電子
走査を行うと、量子化移相器の持つ量子化誤差により量
子化ローブが発生することが知られている。図3はこの
量子化ローブが発生する原因となる位相誤差の分布を示
すものである。但し、図3の横軸は素子の位置を表し、
縦軸はその素子に付与すべき位相量を表している。ま
た、pは量子化移相器のビット数を意味する。尚、ここ
では説明を簡単にするために、ある特性の方向に主ビー
ムを走査する場合について考える。
走査を行うと、量子化移相器の持つ量子化誤差により量
子化ローブが発生することが知られている。図3はこの
量子化ローブが発生する原因となる位相誤差の分布を示
すものである。但し、図3の横軸は素子の位置を表し、
縦軸はその素子に付与すべき位相量を表している。ま
た、pは量子化移相器のビット数を意味する。尚、ここ
では説明を簡単にするために、ある特性の方向に主ビー
ムを走査する場合について考える。
【0007】すなわち、各素子に付与すべき位相分布は
図3中の細い直線Aで示すものとなる。この付与すべき
位相量を量子化移相器で設定して、実際に主ビームを走
査するアレイアンテナは一般に電子走査アンテナと呼ば
れている。
図3中の細い直線Aで示すものとなる。この付与すべき
位相量を量子化移相器で設定して、実際に主ビームを走
査するアレイアンテナは一般に電子走査アンテナと呼ば
れている。
【0008】この場合、量子化移相器で設定できる位相
量はビット単位で限定されており、例えば4ビット移相
器では22.5度単位でしか位相を設定することができ
ない。図3の細い直線を中心とした階段状の太い折れ線
Bは、このような量子化移相器で設定可能な位相分布を
示したものである。
量はビット単位で限定されており、例えば4ビット移相
器では22.5度単位でしか位相を設定することができ
ない。図3の細い直線を中心とした階段状の太い折れ線
Bは、このような量子化移相器で設定可能な位相分布を
示したものである。
【0009】同図より、付与すべき位相量(細い直線
A)と付与可能な位相量(階段状の太い折れ線B)の間
に誤差があることがわかる。この誤差が量子化誤差と呼
ばれるものであり、図3の横軸を中心とした鋸状の太い
折れ線Cがこの量子化誤差を表している。
A)と付与可能な位相量(階段状の太い折れ線B)の間
に誤差があることがわかる。この誤差が量子化誤差と呼
ばれるものであり、図3の横軸を中心とした鋸状の太い
折れ線Cがこの量子化誤差を表している。
【0010】量子化誤差の問題は、その分布が図3に示
すように周期性を示す点にある。つまり、この周期性を
起因として電波の弱い干渉が生じ、これによって主ビー
ム方向以外の方向でも電波の位相が不十分ながらも揃っ
てしまい、その結果として量子化ローブが生じることが
知られている。
すように周期性を示す点にある。つまり、この周期性を
起因として電波の弱い干渉が生じ、これによって主ビー
ム方向以外の方向でも電波の位相が不十分ながらも揃っ
てしまい、その結果として量子化ローブが生じることが
知られている。
【0011】したがって、量子化ローブを無くすために
は、図3に示したような誤差の周期性を無くしてやれば
よいことが推測される。この周期性を無くす一般的な方
法として量子化誤差をランダム化する手法がある。この
量子化誤差のランダム化に対する具体的な方法について
は従来より種々提案されている。例えば、空間給電によ
り擬似的にランダム化する方法、あるいは導波管やケー
ブル等を含む給電線路の長さをランダム化する方法等が
知られている。
は、図3に示したような誤差の周期性を無くしてやれば
よいことが推測される。この周期性を無くす一般的な方
法として量子化誤差をランダム化する手法がある。この
量子化誤差のランダム化に対する具体的な方法について
は従来より種々提案されている。例えば、空間給電によ
り擬似的にランダム化する方法、あるいは導波管やケー
ブル等を含む給電線路の長さをランダム化する方法等が
知られている。
【0012】しかしながら、このような給電位相をラン
ダム化する方法では、給電線路の電気長が周波数に依存
するため、広帯域化を実現できない。また、給電回路等
による損失が多くなるばかりか、一般に手間がかかり、
高価なものとなることが多い。
ダム化する方法では、給電線路の電気長が周波数に依存
するため、広帯域化を実現できない。また、給電回路等
による損失が多くなるばかりか、一般に手間がかかり、
高価なものとなることが多い。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、量
子化移相器を用いて電子走査を行う従来の円偏波アレイ
アンテナでは、給電線路長をランダム化することによっ
て量子化ローブの低減を図っていたが、給電線路の電気
長が周波数に依存しているため、広帯域化を実現できな
い。また、給電回路等による損失が多くなるばかりか、
一般に手間がかかり、高価なものとなることが多い。
子化移相器を用いて電子走査を行う従来の円偏波アレイ
アンテナでは、給電線路長をランダム化することによっ
て量子化ローブの低減を図っていたが、給電線路の電気
長が周波数に依存しているため、広帯域化を実現できな
い。また、給電回路等による損失が多くなるばかりか、
一般に手間がかかり、高価なものとなることが多い。
【0014】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、円偏波の場合には素子の機械的回転が電
気的な位相回転に一対一に対応していることに着目し、
周波数に依存することなく、容易にかつ損失を少なくし
て量子化ローブを低減することができ、広帯域化にも対
応できる円偏波アレイアンテナを提供することを目的と
する。
されたもので、円偏波の場合には素子の機械的回転が電
気的な位相回転に一対一に対応していることに着目し、
周波数に依存することなく、容易にかつ損失を少なくし
て量子化ローブを低減することができ、広帯域化にも対
応できる円偏波アレイアンテナを提供することを目的と
する。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、複数の円偏波エレメント素子をアレイ状
に配列してなり、各円偏波エレメント素子に量子化移相
器を介して給電し、前記量子化移相器の量子化移相量を
制御することで成形ビームの電子走査を行う円偏波アレ
イアンテナにおいて、前記複数の円偏波エレメント素子
を基準位相が得られる配置からそれぞれ擬似的にランダ
ムとなるように回転させた状態で配置し、個々の素子の
量子化誤差がランダムとなるようにしたことを特徴とす
る。
にこの発明は、複数の円偏波エレメント素子をアレイ状
に配列してなり、各円偏波エレメント素子に量子化移相
器を介して給電し、前記量子化移相器の量子化移相量を
制御することで成形ビームの電子走査を行う円偏波アレ
イアンテナにおいて、前記複数の円偏波エレメント素子
を基準位相が得られる配置からそれぞれ擬似的にランダ
ムとなるように回転させた状態で配置し、個々の素子の
量子化誤差がランダムとなるようにしたことを特徴とす
る。
【0016】
【作用】上記のように構成された円偏波アレイアンテナ
では、各円偏波エレメント素子を基準位相が得られる配
置からそれぞれ擬似的にランダムとなるように回転させ
た状態で配置することで、各エレメント素子への励振位
相が周波数に依存することなく、個々の素子の量子化誤
差がランダムとなるようにし、これによって容易にかつ
低損失で量子化ローブの低減を実現し、広帯域化にも対
応させることができるようにしている。
では、各円偏波エレメント素子を基準位相が得られる配
置からそれぞれ擬似的にランダムとなるように回転させ
た状態で配置することで、各エレメント素子への励振位
相が周波数に依存することなく、個々の素子の量子化誤
差がランダムとなるようにし、これによって容易にかつ
低損失で量子化ローブの低減を実現し、広帯域化にも対
応させることができるようにしている。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
詳細に説明する。図2はこの発明が適用される円偏波ア
レイアンテナの構成を示すもので、図中11は電力分配
(合成)器、p1 〜pn は量子化移相器である。また、
a1 〜anはエレメント素子で、電力分配器11と各エレ
メント素子a1 〜an 間の給電線路長はl1 〜ln に設
定されている。
詳細に説明する。図2はこの発明が適用される円偏波ア
レイアンテナの構成を示すもので、図中11は電力分配
(合成)器、p1 〜pn は量子化移相器である。また、
a1 〜anはエレメント素子で、電力分配器11と各エレ
メント素子a1 〜an 間の給電線路長はl1 〜ln に設
定されている。
【0018】このような円偏波アレイアンテナにおい
て、以下、図2を参照してこの発明による量子化移相器
を用いた場合の量子化ローブ低減手段、すなわち量子化
誤差をランダム化する手段について説明する。
て、以下、図2を参照してこの発明による量子化移相器
を用いた場合の量子化ローブ低減手段、すなわち量子化
誤差をランダム化する手段について説明する。
【0019】図1(a),(b)はそれぞれ上記手段に
よるエレメント素子a1 ,a2 の電界ベクトルを示すも
ので、ここでは説明を簡単にするために第1及び第2の
エレメント素子a1 ,a2 のみを取り上げて示してい
る。すなわち、第1のエレメント素子a1 のボアサイト
方向(Z軸方向)に対する放射電界E1 を基準にとり、
よるエレメント素子a1 ,a2 の電界ベクトルを示すも
ので、ここでは説明を簡単にするために第1及び第2の
エレメント素子a1 ,a2 のみを取り上げて示してい
る。すなわち、第1のエレメント素子a1 のボアサイト
方向(Z軸方向)に対する放射電界E1 を基準にとり、
【0020】
【数2】 で表わす時、第2のエレメント素子a2 のボアサイト方
向(Z軸方向)に対する放射電界E2 は、
向(Z軸方向)に対する放射電界E2 は、
【0021】
【数3】 と表わせる。
【0022】したがって、 (2)式及び (3)式より、第2
のエレメント素子a2 の位相は、第1のエレメント素子
a1 の位相に較べて、右旋円偏波の場合はα度だけ進ん
でおり、左旋円偏波の場合はα度だけ遅れていることが
わかる。このことから、右旋円偏波の場合、φm −φ1
の位相差を得るには、第mのエレメント素子am を第1
のエレメント素子a1 に対して
のエレメント素子a2 の位相は、第1のエレメント素子
a1 の位相に較べて、右旋円偏波の場合はα度だけ進ん
でおり、左旋円偏波の場合はα度だけ遅れていることが
わかる。このことから、右旋円偏波の場合、φm −φ1
の位相差を得るには、第mのエレメント素子am を第1
のエレメント素子a1 に対して
【0023】
【数4】 だけ回転させて配列すればよいことがわかる。同様に、
左旋円偏波の場合、φm−φ1 の位相差を得るには、同
様に第mのエレメント素子am を第1のエレメント素子
a1 に対して
左旋円偏波の場合、φm−φ1 の位相差を得るには、同
様に第mのエレメント素子am を第1のエレメント素子
a1 に対して
【0024】
【数5】 だけ回転させて配列すれよいことがわかる。
【0025】すなわち、右旋円偏波の場合、α(α>
0)度の位相差は第2のエレメント素子a2 を第1のエ
レメント素子a1 に対してα度だけ正(+)の向きに回
転させて配列することにより実現でき、左旋円偏波の場
合は、第2のエレメント素子a2 を第1のエレメント素
子a1 に対してα度だけ負(−)の向きに回転させて配
列することにより実現できる。
0)度の位相差は第2のエレメント素子a2 を第1のエ
レメント素子a1 に対してα度だけ正(+)の向きに回
転させて配列することにより実現でき、左旋円偏波の場
合は、第2のエレメント素子a2 を第1のエレメント素
子a1 に対してα度だけ負(−)の向きに回転させて配
列することにより実現できる。
【0026】このように、円偏波励振された各エレメン
ト素子はその配列面内で機械的に回転することのみによ
って所望の位相差を得ることができる。この場合、 (4)
式及び (5)式からわかるように、得られた位相差は周波
数に全く依存していない。
ト素子はその配列面内で機械的に回転することのみによ
って所望の位相差を得ることができる。この場合、 (4)
式及び (5)式からわかるように、得られた位相差は周波
数に全く依存していない。
【0027】したがって、上記の手法を用いて、各円偏
波エレメント素子を基準位相が得られる配置からそれぞ
れ擬似的にランダムとなるように回転させた状態で配置
し、個々の素子の量子化誤差がランダムとなるようにす
れば、各エレメント素子への励振位相が周波数に依存し
ないので、広帯域化に対応できる。また、単に各エレメ
ント素子をその配列面内で機械的に回転させて配列する
だけでよいので、従来のものに比して容易にかつ低損失
で量子化ローブを低減することができる。尚、この発明
は上記実施例に限定されるものではなく、この発明の要
旨を変更しない範囲で種々変形しても実施可能である。
波エレメント素子を基準位相が得られる配置からそれぞ
れ擬似的にランダムとなるように回転させた状態で配置
し、個々の素子の量子化誤差がランダムとなるようにす
れば、各エレメント素子への励振位相が周波数に依存し
ないので、広帯域化に対応できる。また、単に各エレメ
ント素子をその配列面内で機械的に回転させて配列する
だけでよいので、従来のものに比して容易にかつ低損失
で量子化ローブを低減することができる。尚、この発明
は上記実施例に限定されるものではなく、この発明の要
旨を変更しない範囲で種々変形しても実施可能である。
【0028】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、周
波数に依存することなく、容易にかつ損失を少なくして
量子化ローブを低減することができ、広帯域化にも対応
できる円偏波アレイアンテナを提供することができる。
波数に依存することなく、容易にかつ損失を少なくして
量子化ローブを低減することができ、広帯域化にも対応
できる円偏波アレイアンテナを提供することができる。
【図1】この発明に係る円偏波アレイアンテナの一実施
例を説明するためのベクトル図である。
例を説明するためのベクトル図である。
【図2】この発明が適用される円偏波アレイアンテナの
構成を示すブロック回路図である。
構成を示すブロック回路図である。
【図3】量子化ローブ発生の原因となる量子化誤差の発
生メカニズムを説明するための図である。
生メカニズムを説明するための図である。
11…電力分配(合成)器、a1 〜an …エレメント素
子、p1 〜pn …量子化移相器。
子、p1 〜pn …量子化移相器。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数の円偏波エレメント素子をアレイ状
に配列してなり、各円偏波エレメント素子に量子化移相
器を介して給電し、前記量子化移相器の量子化移相量を
制御することで成形ビームの電子走査を行う円偏波アレ
イアンテナにおいて、 前記複数の円偏波エレメント素子を基準位相条件からそ
れぞれ擬似的にランダムとなるように回転させた状態で
配置し、個々の素子の量子化誤差がランダムとなるよう
にしたことを特徴とする円偏波アレイアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7005187A JP2591597B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 円偏波アレイアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7005187A JP2591597B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 円偏波アレイアンテナ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59273407A Division JPH0770904B2 (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 円偏波アレイアンテナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07321538A true JPH07321538A (ja) | 1995-12-08 |
JP2591597B2 JP2591597B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=11604229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7005187A Expired - Lifetime JP2591597B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 円偏波アレイアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2591597B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009118317A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | フェーズドアレーアンテナ |
EP2237373A1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-06 | ViaSat, Inc. | Sub-array polarization control using rotated dual polarized radiating elements |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5192148A (ja) * | 1975-02-10 | 1976-08-12 | ||
JPS5859607A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-08 | Toshiba Corp | マイクロストリツプアンテナ |
JPS58182304A (ja) * | 1982-04-19 | 1983-10-25 | Toshiba Corp | 円偏波アレイアンテナ |
-
1995
- 1995-01-17 JP JP7005187A patent/JP2591597B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5192148A (ja) * | 1975-02-10 | 1976-08-12 | ||
JPS5859607A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-08 | Toshiba Corp | マイクロストリツプアンテナ |
JPS58182304A (ja) * | 1982-04-19 | 1983-10-25 | Toshiba Corp | 円偏波アレイアンテナ |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009118317A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | フェーズドアレーアンテナ |
EP2237373A1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-06 | ViaSat, Inc. | Sub-array polarization control using rotated dual polarized radiating elements |
US8085209B2 (en) | 2009-04-02 | 2011-12-27 | Viasat, Inc. | Sub-array polarization control using rotated dual polarized radiating elements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2591597B2 (ja) | 1997-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mailloux | Phased array theory and technology | |
EP2697865B1 (en) | Array antenna having a radiation pattern with a controlled envelope, and method of manufacturing it | |
US5274390A (en) | Frequency-Independent phased-array antenna | |
US6411255B2 (en) | Reflector antenna comprising a plurality of panels | |
JPH0270104A (ja) | 広指向性マイクロストリップアンテナ | |
Bornemann et al. | Synthesis of spacecraft array antennas for intelsat frequency reuse multiple contoured beams | |
JPH07321538A (ja) | 円偏波アレイアンテナ | |
JPH01290301A (ja) | フェーズド・アレイ・アンテナ | |
Mailloux | Subarray technology for large scanning arrays | |
JP3283589B2 (ja) | Sng用平面アンテナ装置 | |
JPS5915521B2 (ja) | 円偏波アレイアンテナ | |
JPS61154203A (ja) | 円偏波アレイアンテナ | |
KR101022237B1 (ko) | Mems 소자를 이용하여 전자적 빔 조향이 가능한 안테나 장치 | |
JPS5839401B2 (ja) | 円形アレイアンテナ | |
JPS60196003A (ja) | 低サイドロ−ブマルチビ−ムアンテナ | |
JPH0129082B2 (ja) | ||
JP3275716B2 (ja) | アンテナ装置 | |
Comite et al. | Analysis and design of a circularly-polarized planar leaky-wave antenna | |
JP3491503B2 (ja) | 集束ビーム給電装置 | |
JP2875240B2 (ja) | 円偏波アレイアンテナ | |
JPH05226927A (ja) | スロットアレーアンテナ | |
US6225946B1 (en) | Method and apparatus for a limited scan phased array of oversized elements | |
JPH11234037A (ja) | 偏波可変フェーズドアレーアンテナ | |
JP3043768B2 (ja) | 鏡面修整アンテナ | |
Khayatian et al. | Characterizing reflectarray antennas radiation performance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |