JPH08274529A - アレイアンテナ装置 - Google Patents
アレイアンテナ装置Info
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- JPH08274529A JPH08274529A JP7076462A JP7646295A JPH08274529A JP H08274529 A JPH08274529 A JP H08274529A JP 7076462 A JP7076462 A JP 7076462A JP 7646295 A JP7646295 A JP 7646295A JP H08274529 A JPH08274529 A JP H08274529A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/22—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation in accordance with variation of frequency of radiated wave
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/206—Microstrip transmission line antennas
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】装置の小型化および軽量化が容易で、なおかつ
任意の複数方向にビームを形成することのできるアレイ
アンテナ装置を提供する。 【構成】アレイアンテナ２４１〜２４４のアンテナ素子
Ａ間の給電線路長を互いに同じ形状のビームが異なる指
向角に形成されるように変えておき、スイッチ回路１１
０により任意のアレイアンテナ２４１〜２４４を選択し
て送信信号を供給することで、複数方向に選択的にビー
ムを形成できるようにしたものである。
任意の複数方向にビームを形成することのできるアレイ
アンテナ装置を提供する。 【構成】アレイアンテナ２４１〜２４４のアンテナ素子
Ａ間の給電線路長を互いに同じ形状のビームが異なる指
向角に形成されるように変えておき、スイッチ回路１１
０により任意のアレイアンテナ２４１〜２４４を選択し
て送信信号を供給することで、複数方向に選択的にビー
ムを形成できるようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、人工衛星を含む宇宙
航行体等の飛翔体に搭載するに好適するアンテナ装置に
関する。
航行体等の飛翔体に搭載するに好適するアンテナ装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】レーダや通信などのアンテナ装置におい
ては広範囲を高速で観測するためのビーム走査機能が要
求されるが、アンテナ装置本体を固定した状態でビーム
走査を行なう場合には、一般に複数のアンテナ素子の励
振位相を変化させるアレイアンテナ装置が用いられてい
る。
ては広範囲を高速で観測するためのビーム走査機能が要
求されるが、アンテナ装置本体を固定した状態でビーム
走査を行なう場合には、一般に複数のアンテナ素子の励
振位相を変化させるアレイアンテナ装置が用いられてい
る。
【０００３】以下、図面を参照して、上記方法を利用し
た従来のアレイアンテナ装置について説明する。図９
は、アンテナ素子に移相器を備えることにより励振位相
を変化させる従来のレーダ用アレイアンテナ装置の構成
を示すものである。分配合成器１０は、送信時には送信
器（図示しない）から供給される送信信号をｎ（ｎは自
然数）分配してそれぞれ移相器２１〜２ｎに供給し、一
方、受信時には移相器２１〜２ｎから供給される受信信
号を合成して受信器（図示しない）に出力する。
た従来のアレイアンテナ装置について説明する。図９
は、アンテナ素子に移相器を備えることにより励振位相
を変化させる従来のレーダ用アレイアンテナ装置の構成
を示すものである。分配合成器１０は、送信時には送信
器（図示しない）から供給される送信信号をｎ（ｎは自
然数）分配してそれぞれ移相器２１〜２ｎに供給し、一
方、受信時には移相器２１〜２ｎから供給される受信信
号を合成して受信器（図示しない）に出力する。
【０００４】移相器２１〜２ｎは、アンテナビーム走査
のための位相制御を行なうもので、後述する制御装置４
０からの移相量制御信号に応じ、送信時には分配合成器
１０から供給される送信信号の位相をそれぞれ制御して
アンテナ素子３１〜３ｎに供給し、一方、受信時にはア
ンテナ素子３１〜３ｎから供給される受信信号の位相を
それぞれ制御して分配合成器１０に供給する。
のための位相制御を行なうもので、後述する制御装置４
０からの移相量制御信号に応じ、送信時には分配合成器
１０から供給される送信信号の位相をそれぞれ制御して
アンテナ素子３１〜３ｎに供給し、一方、受信時にはア
ンテナ素子３１〜３ｎから供給される受信信号の位相を
それぞれ制御して分配合成器１０に供給する。
【０００５】アンテナ素子３１〜３ｎは、移相器２１〜
２ｎにて位相制御された送信信号を空間に放射するとと
もに、観測対象からのレーダエコーを受信し、受信信号
としてそれぞれ移相器２１〜２ｎに供給する。制御装置
４０は、制御信号に応じて移相量制御信号を生成し、移
相器２１〜２ｎに出力して移相量を制御する。
２ｎにて位相制御された送信信号を空間に放射するとと
もに、観測対象からのレーダエコーを受信し、受信信号
としてそれぞれ移相器２１〜２ｎに供給する。制御装置
４０は、制御信号に応じて移相量制御信号を生成し、移
相器２１〜２ｎに出力して移相量を制御する。
【０００６】このような構成により、従来のアレイアン
テナ装置は送信時には送信信号を分配合成器１０にてｎ
分配し、さらに移相器２１〜２ｎにて位相制御すること
により目標とする方向をビーム走査するようにしてい
る。一方、受信時にはアンテナ素子３１〜３ｎにて観測
対象からのレーダエコーを受信し、移相器２１〜２ｎに
て位相制御した後に分配合成器１０にて合成して受信信
号を得ている。
テナ装置は送信時には送信信号を分配合成器１０にてｎ
分配し、さらに移相器２１〜２ｎにて位相制御すること
により目標とする方向をビーム走査するようにしてい
る。一方、受信時にはアンテナ素子３１〜３ｎにて観測
対象からのレーダエコーを受信し、移相器２１〜２ｎに
て位相制御した後に分配合成器１０にて合成して受信信
号を得ている。
【０００７】しかしながら、上記構成による従来のアレ
イアンテナ装置では、多数の移相器とその制御装置が必
要となるため、構成が複雑となるばかりか、システムの
小型化および軽量化が困難であるという問題があった。
イアンテナ装置では、多数の移相器とその制御装置が必
要となるため、構成が複雑となるばかりか、システムの
小型化および軽量化が困難であるという問題があった。
【０００８】一方、移相器を用いない従来のアレイアン
テナ装置としては、送信信号の周波数を変化させること
により励振位相を変化させるアレイアンテナ装置があ
る。図１０に一例を示す。
テナ装置としては、送信信号の周波数を変化させること
により励振位相を変化させるアレイアンテナ装置があ
る。図１０に一例を示す。
【０００９】図１０に一般に示すアレイアンテナ装置
は、基板５０の表面にパッチ状のアンテナ素子６１〜６
ｎを配設し、これらアンテナ素子６１〜６ｎに対して給
電線路７０により直列給電し、その一端を給電点として
周波数可変器８０に接続して構成される。
は、基板５０の表面にパッチ状のアンテナ素子６１〜６
ｎを配設し、これらアンテナ素子６１〜６ｎに対して給
電線路７０により直列給電し、その一端を給電点として
周波数可変器８０に接続して構成される。
【００１０】すなわち、周波数可変器８０によって、送
信信号の周波数を変化させることにより、各アンテナ素
子６１〜６ｎにおける通過位相を制御して、目標とする
方向にビームを形成するようにしている。
信信号の周波数を変化させることにより、各アンテナ素
子６１〜６ｎにおける通過位相を制御して、目標とする
方向にビームを形成するようにしている。
【００１１】しかしながら、上記構成による従来のアレ
イアンテナ装置では、アンテナ素子６１〜６ｎの許容周
波数帯域に制限があるため、ビーム指向角を任意に選定
することができないという問題があった。さらに、不要
波の抑圧、直交偏波への切り換えの要望に対応すること
は困難であった。
イアンテナ装置では、アンテナ素子６１〜６ｎの許容周
波数帯域に制限があるため、ビーム指向角を任意に選定
することができないという問題があった。さらに、不要
波の抑圧、直交偏波への切り換えの要望に対応すること
は困難であった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、移
相器を用いて励振位相を変化させる従来のアレイアンテ
ナ装置では、多数の移相器を用いるため、複雑であるば
かりか、システムの小型化および軽量化が困難であると
いう問題があった。また、送信信号の周波数を変化させ
ることにより励振位相を変化させる従来のアレイアンテ
ナ装置においては、アンテナ素子の許容周波数帯域の制
約によりビーム指向角を任意に選定することができない
という問題があった。さらに、不要波の抑圧、直交偏波
への切り換えの要望に対応することは困難であった。
相器を用いて励振位相を変化させる従来のアレイアンテ
ナ装置では、多数の移相器を用いるため、複雑であるば
かりか、システムの小型化および軽量化が困難であると
いう問題があった。また、送信信号の周波数を変化させ
ることにより励振位相を変化させる従来のアレイアンテ
ナ装置においては、アンテナ素子の許容周波数帯域の制
約によりビーム指向角を任意に選定することができない
という問題があった。さらに、不要波の抑圧、直交偏波
への切り換えの要望に対応することは困難であった。
【００１３】この発明は上記の問題を解決すべくなされ
たもので、装置の小型化および軽量化が容易で、なおか
つビーム指向角を任意に選定可能なアレイアンテナ装置
を提供することを第１の目的とし、さらに、不要波の抑
圧、直交偏波への切り換えが容易なアレイアンテナ装置
を提供することを第２の目的とする。
たもので、装置の小型化および軽量化が容易で、なおか
つビーム指向角を任意に選定可能なアレイアンテナ装置
を提供することを第１の目的とし、さらに、不要波の抑
圧、直交偏波への切り換えが容易なアレイアンテナ装置
を提供することを第２の目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するために、この発明に係るアレイアンテナ装置は、そ
れぞれ複数のアンテナ素子に対して直列給電され、互い
に異なるビーム指向角特性を有する複数のアレイアンテ
ナと、複数のアレイアンテナに対し、制御信号に応じて
選択的に送信信号および受信信号の入出力を行なうスイ
ッチ回路とを具備して構成するようにした。
するために、この発明に係るアレイアンテナ装置は、そ
れぞれ複数のアンテナ素子に対して直列給電され、互い
に異なるビーム指向角特性を有する複数のアレイアンテ
ナと、複数のアレイアンテナに対し、制御信号に応じて
選択的に送信信号および受信信号の入出力を行なうスイ
ッチ回路とを具備して構成するようにした。
【００１５】また、この発明に係るアレイアンテナ装置
は、それぞれ複数のアンテナ素子に対して直列給電さ
れ、互いに異なるビーム指向角特性を有する複数のアレ
イアンテナと、この複数のアレイアンテナに対し、制御
信号に応じて選択的に送信信号および受信信号の入出力
を行なうスイッチ回路と、このスイッチ回路に送信信号
の周波数を任意に変化させて出力することにより、スイ
ッチ回路にて選択したアレイアンテナのビーム指向角を
任意に変化させる周波数可変器とを具備して構成するよ
うにした。
は、それぞれ複数のアンテナ素子に対して直列給電さ
れ、互いに異なるビーム指向角特性を有する複数のアレ
イアンテナと、この複数のアレイアンテナに対し、制御
信号に応じて選択的に送信信号および受信信号の入出力
を行なうスイッチ回路と、このスイッチ回路に送信信号
の周波数を任意に変化させて出力することにより、スイ
ッチ回路にて選択したアレイアンテナのビーム指向角を
任意に変化させる周波数可変器とを具備して構成するよ
うにした。
【００１６】さらに、この発明に係るアレイアンテナ装
置は、周波数可変器の周波数制御によるそれぞれのビー
ム指向角の可変範囲が互いに連続する特性を有する複数
のアレイアンテナを具備して構成するようにした。
置は、周波数可変器の周波数制御によるそれぞれのビー
ム指向角の可変範囲が互いに連続する特性を有する複数
のアレイアンテナを具備して構成するようにした。
【００１７】上記の第２の目的を達成するために、この
発明に係るアレイアンテナ装置は、互いに同じビーム指
向角に同一形状のメインビームを形成したとき互いに異
なるビーム指向角にヌル点を形成する特性を有するアレ
イアンテナの組を備える複数のアレイアンテナを具備し
て構成するようにした。
発明に係るアレイアンテナ装置は、互いに同じビーム指
向角に同一形状のメインビームを形成したとき互いに異
なるビーム指向角にヌル点を形成する特性を有するアレ
イアンテナの組を備える複数のアレイアンテナを具備し
て構成するようにした。
【００１８】さらに、この発明に係るアレイアンテナ装
置は、互いに同じビーム指向角に同一形状のメインビー
ムを形成したとき互いに直交する偏波を生成するアレイ
アンテナの組を備える複数のアレイアンテナを具備して
構成するようにした。
置は、互いに同じビーム指向角に同一形状のメインビー
ムを形成したとき互いに直交する偏波を生成するアレイ
アンテナの組を備える複数のアレイアンテナを具備して
構成するようにした。
【００１９】
【作用】上記構成によるアレイアンテナ装置では、互い
に異なるビーム指向角特性を有する複数のアレイアンテ
ナのうち、スイッチ回路により所望の方向にビームを生
成するアレイアンテナを任意に選択して、送信信号およ
び受信信号を送受信する。このため、アレイアンテナの
数に応じた方向に対し、任意に送信信号および受信信号
を送受信することを可能にしている。
に異なるビーム指向角特性を有する複数のアレイアンテ
ナのうち、スイッチ回路により所望の方向にビームを生
成するアレイアンテナを任意に選択して、送信信号およ
び受信信号を送受信する。このため、アレイアンテナの
数に応じた方向に対し、任意に送信信号および受信信号
を送受信することを可能にしている。
【００２０】また、この発明では、周波数可変器によっ
て送信信号の周波数を任意に変化させることにより、選
択したアレイアンテナにおける励振位相を変化させてビ
ーム指向角を変え、送信信号および受信信号を送受信す
る。このため、ビーム指向角の変化する範囲内において
ビーム指向角を任意の選定を可能にしている。
て送信信号の周波数を任意に変化させることにより、選
択したアレイアンテナにおける励振位相を変化させてビ
ーム指向角を変え、送信信号および受信信号を送受信す
る。このため、ビーム指向角の変化する範囲内において
ビーム指向角を任意の選定を可能にしている。
【００２１】さらに、この発明では、周波数可変器の周
波数制御による複数のアレイアンテナのそれぞれのビー
ム指向角の可変範囲が、互いに連続する特性を有するよ
うに設定してある。このため、広範囲のビーム指向角を
連続または任意の選定を可能にしている。
波数制御による複数のアレイアンテナのそれぞれのビー
ム指向角の可変範囲が、互いに連続する特性を有するよ
うに設定してある。このため、広範囲のビーム指向角を
連続または任意の選定を可能にしている。
【００２２】また、この発明では、上記複数のアレイア
ンテナが、互いに同じビーム指向角に同一形状のメイン
ビームを形成したとき互いに異なるビーム指向角にヌル
点を形成する特性を有するアレイアンテナの組を備え
る。このため、不要な電波が選択中のアレイアンテナの
高利得のビーム指向角より入射した際には、同じ組のア
レイアンテナに切り換えて不要電波の受信を抑制するこ
とを可能にしている。
ンテナが、互いに同じビーム指向角に同一形状のメイン
ビームを形成したとき互いに異なるビーム指向角にヌル
点を形成する特性を有するアレイアンテナの組を備え
る。このため、不要な電波が選択中のアレイアンテナの
高利得のビーム指向角より入射した際には、同じ組のア
レイアンテナに切り換えて不要電波の受信を抑制するこ
とを可能にしている。
【００２３】さらに、この発明では、上記複数のアレイ
アンテナが、互いに同じビーム指向角に同一形状のメイ
ンビームを形成したとき互いに直交する偏波を生成する
アレイアンテナの組を備える。このため、直交する偏波
に切り換えてビームを形成することを可能にしている。
アンテナが、互いに同じビーム指向角に同一形状のメイ
ンビームを形成したとき互いに直交する偏波を生成する
アレイアンテナの組を備える。このため、直交する偏波
に切り換えてビームを形成することを可能にしている。
【００２４】
【実施例】まず、図１を参照してこの発明に係るアレイ
アンテナ装置の第１の実施例を説明する。図１はこの発
明に係るアレイアンテナ装置の構成を示すもので、ここ
ではレーダに用いられるものとする。このアレイアンテ
ナ装置は、制御部１００と、アンテナ部２００とで構成
される。
アンテナ装置の第１の実施例を説明する。図１はこの発
明に係るアレイアンテナ装置の構成を示すもので、ここ
ではレーダに用いられるものとする。このアレイアンテ
ナ装置は、制御部１００と、アンテナ部２００とで構成
される。
【００２５】制御部１００はスイッチ回路１１０を備え
る。このスイッチ回路１１０は、後述するアレイアンテ
ナ２４１〜２４４に接続され、送信器（図示しない）か
ら送信信号とスイッチ切換信号とが供給され、このスイ
ッチ切換信号に応じて送信信号を選択的にアレイアンテ
ナ２４１〜２４４に出力する。
る。このスイッチ回路１１０は、後述するアレイアンテ
ナ２４１〜２４４に接続され、送信器（図示しない）か
ら送信信号とスイッチ切換信号とが供給され、このスイ
ッチ切換信号に応じて送信信号を選択的にアレイアンテ
ナ２４１〜２４４に出力する。
【００２６】アンテナ部２００には、誘電体層を積層し
た絶縁体からなる基板２１０の表面に複数のパッチ状の
アンテナ素子Ａがアレイ状に配設されている。アンテナ
素子Ａは、送信信号を空間に放射するとともに、観測対
象からのレーダエコーを受信するもので、各アンテナ素
子は４本の給電線路２３１〜２３４により直列に給電さ
れ、４組のアレイアンテナ２４１〜２４４を形成してい
る。給電線路２３１〜２３４の一端は、給電点として制
御部１００のスイッチ回路１１０にそれぞれ接続されて
いる。
た絶縁体からなる基板２１０の表面に複数のパッチ状の
アンテナ素子Ａがアレイ状に配設されている。アンテナ
素子Ａは、送信信号を空間に放射するとともに、観測対
象からのレーダエコーを受信するもので、各アンテナ素
子は４本の給電線路２３１〜２３４により直列に給電さ
れ、４組のアレイアンテナ２４１〜２４４を形成してい
る。給電線路２３１〜２３４の一端は、給電点として制
御部１００のスイッチ回路１１０にそれぞれ接続されて
いる。
【００２７】また、アレイアンテナ２４１〜２４４は、
それぞれ図２に示すように互いに同じ形状のビームを形
成するが、各アレイアンテナ毎にアンテナ素子Ａ間の給
電線路長を変えてあり、これによって異なる指向角にビ
ームを形成するようになっている。
それぞれ図２に示すように互いに同じ形状のビームを形
成するが、各アレイアンテナ毎にアンテナ素子Ａ間の給
電線路長を変えてあり、これによって異なる指向角にビ
ームを形成するようになっている。
【００２８】以下、上記構成におけるアレイアンテナ装
置の動作を説明する。送信器からの送信信号は、スイッ
チ切換信号に応じてスイッチ回路１１０によって選択さ
れたアレイアンテナに供給され、個々のアンテナ素子Ａ
から空間に放射される。各アレイアンテナ２４１〜２４
４のビーム指向角は互いに異なっているため、アレイア
ンテナ２４１〜２４４の選択を切り換えると、４つの方
向のいずれかにビームが選択的に形成されることにな
る。一方、受信信号は、観測対象からのレーダエコーを
送信信号とは全く逆の順序追って生成される。
置の動作を説明する。送信器からの送信信号は、スイッ
チ切換信号に応じてスイッチ回路１１０によって選択さ
れたアレイアンテナに供給され、個々のアンテナ素子Ａ
から空間に放射される。各アレイアンテナ２４１〜２４
４のビーム指向角は互いに異なっているため、アレイア
ンテナ２４１〜２４４の選択を切り換えると、４つの方
向のいずれかにビームが選択的に形成されることにな
る。一方、受信信号は、観測対象からのレーダエコーを
送信信号とは全く逆の順序追って生成される。
【００２９】したがって、上記構成のアレイアンテナ装
置によれば、移相器を用いることなく、４つの異なる方
向に選択的にビームを形成することができる。次に、図
３を参照してこの発明に係るアレイアンテナ装置の第２
の実施例を説明する。尚、図３において図１に示した第
１の実施例のアレイアンテナ装置と同一部分には同一符
号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に説明す
る。
置によれば、移相器を用いることなく、４つの異なる方
向に選択的にビームを形成することができる。次に、図
３を参照してこの発明に係るアレイアンテナ装置の第２
の実施例を説明する。尚、図３において図１に示した第
１の実施例のアレイアンテナ装置と同一部分には同一符
号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に説明す
る。
【００３０】このアレイアンテナ装置は、制御部１０１
と、アンテナ部２００とからなり、前述の第１の実施例
とは、制御部１０１に周波数可変器１２０を備えた点が
異なる。この周波数可変器１２０は、送信器（図示しな
い）からの送信信号の周波数を任意に変化させてスイッ
チ回路１１０に出力する。
と、アンテナ部２００とからなり、前述の第１の実施例
とは、制御部１０１に周波数可変器１２０を備えた点が
異なる。この周波数可変器１２０は、送信器（図示しな
い）からの送信信号の周波数を任意に変化させてスイッ
チ回路１１０に出力する。
【００３１】以下、上記構成におけるアレイアンテナ装
置の動作を説明する。送信器からの送信信号は、周波数
可変器１２０により周波数が制御され、スイッチ回路１
１０により選択されたアレイアンテナに供給され、個々
のアンテナ素子Ａから空間に放射される。この時、送信
信号は、選択されたアレイアンテナの各アンテナ素子Ａ
を周波数に応じた位相で通過するため、この通過位相に
応じた方向にビームが形成される。
置の動作を説明する。送信器からの送信信号は、周波数
可変器１２０により周波数が制御され、スイッチ回路１
１０により選択されたアレイアンテナに供給され、個々
のアンテナ素子Ａから空間に放射される。この時、送信
信号は、選択されたアレイアンテナの各アンテナ素子Ａ
を周波数に応じた位相で通過するため、この通過位相に
応じた方向にビームが形成される。
【００３２】ここで、例えばアレイアンテナ２４１を選
択し、周波数を変化させて送信信号を供給すると、アレ
イアンテナ２４１の各アンテナ素子Ａにおける送信信号
の通過位相が変化するため、ビーム指向角が変化し、そ
の結果ビーム走査が行なわれる。一方、受信信号は、観
測対象からのレーダエコーから送信とは全く逆の順序追
って生成される。
択し、周波数を変化させて送信信号を供給すると、アレ
イアンテナ２４１の各アンテナ素子Ａにおける送信信号
の通過位相が変化するため、ビーム指向角が変化し、そ
の結果ビーム走査が行なわれる。一方、受信信号は、観
測対象からのレーダエコーから送信とは全く逆の順序追
って生成される。
【００３３】すなわち、上記構成のアレイアンテナ装置
では、周波数可変器１２０により送信信号の周波数を、
アレイアンテナ２４１〜２４４の各許容範囲内で可変制
御することにより、ビームを走査することができる。ま
た、上記スイッチ回路１１０による切換えによって４つ
の方向に選択的にビームを走査することができる。
では、周波数可変器１２０により送信信号の周波数を、
アレイアンテナ２４１〜２４４の各許容範囲内で可変制
御することにより、ビームを走査することができる。ま
た、上記スイッチ回路１１０による切換えによって４つ
の方向に選択的にビームを走査することができる。
【００３４】したがって、上記構成のアレイアンテナ装
置によれば、移相器を用いることなく、複数の範囲をビ
ーム走査することができる。また、各アレイアンテナ２
４１〜２４４のビーム走査の範囲を図４に示すように連
続するようにすれば、広範囲に渡って連続してビーム走
査することができる。
置によれば、移相器を用いることなく、複数の範囲をビ
ーム走査することができる。また、各アレイアンテナ２
４１〜２４４のビーム走査の範囲を図４に示すように連
続するようにすれば、広範囲に渡って連続してビーム走
査することができる。
【００３５】次に、図５を参照してこの発明に係るアレ
イアンテナ装置の第３の実施例を説明する。尚、図５に
おいて、図１に示した第１の実施例のアレイアンテナ装
置と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異な
る部分を中心に説明する。
イアンテナ装置の第３の実施例を説明する。尚、図５に
おいて、図１に示した第１の実施例のアレイアンテナ装
置と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異な
る部分を中心に説明する。
【００３６】このアレイアンテナ装置は、制御部１００
と、アンテナ部２０１とで構成され、アンテナ部２０１
のアレイアンテナ２６１〜２６４は、それぞれ第１の実
施例と同様に、基板２１０上に配設されたアンテナ素子
Ａに対して給電線路２５１〜２５４により直列に給電す
るように構成される。
と、アンテナ部２０１とで構成され、アンテナ部２０１
のアレイアンテナ２６１〜２６４は、それぞれ第１の実
施例と同様に、基板２１０上に配設されたアンテナ素子
Ａに対して給電線路２５１〜２５４により直列に給電す
るように構成される。
【００３７】但し、アレイアンテナ２６１とアレイアン
テナ２６２とは、図６および図７に示すように互いに同
じ指向角に同じ形状のメインビームを形成するが、異な
るヌル点を形成するように、それぞれアンテナ素子Ａ間
の給電線路長を変えて設定されている。
テナ２６２とは、図６および図７に示すように互いに同
じ指向角に同じ形状のメインビームを形成するが、異な
るヌル点を形成するように、それぞれアンテナ素子Ａ間
の給電線路長を変えて設定されている。
【００３８】同様に、アレイアンテナ２６３とアレイア
ンテナ２６４についても、互いに同じ指向角に同じ形状
のメインビームを形成するが、異なるヌル点を形成する
ようにしたものである。但し、アレイアンテナ２６１，
２６２とアレイアンテナ２６３，２６４とは、異なる指
向角にメインビームを形成するように設定しておく。
ンテナ２６４についても、互いに同じ指向角に同じ形状
のメインビームを形成するが、異なるヌル点を形成する
ようにしたものである。但し、アレイアンテナ２６１，
２６２とアレイアンテナ２６３，２６４とは、異なる指
向角にメインビームを形成するように設定しておく。
【００３９】以下、上記構成におけるアレイアンテナ装
置の動作を説明する。送信器からの送信信号は、スイッ
チ切換信号に応じてスイッチ回路１１０によって選択さ
れたアレイアンテナに供給される。そして、送信信号
は、上記選択されたアレイアンテナから放射され、これ
によって予め設定した指向角にメインビームが形成され
る。
置の動作を説明する。送信器からの送信信号は、スイッ
チ切換信号に応じてスイッチ回路１１０によって選択さ
れたアレイアンテナに供給される。そして、送信信号
は、上記選択されたアレイアンテナから放射され、これ
によって予め設定した指向角にメインビームが形成され
る。
【００４０】このため、例えば、アレイアンテナ２６１
とアレイアンテナ２６３とを選択的に切り換えると、２
つの方向にビームを形成することができる。一方、受信
信号は、観測対象からのレーダエコーを送信とは全く逆
の順序追って生成される。
とアレイアンテナ２６３とを選択的に切り換えると、２
つの方向にビームを形成することができる。一方、受信
信号は、観測対象からのレーダエコーを送信とは全く逆
の順序追って生成される。
【００４１】ここで、例えばアレイアンテナ２６１を用
いて受信している際に、図６に示すように不要電波がア
レイアンテナ２６１のサイドローブ方向から入射した場
合には、スイッチ回路１１０によりアレイアンテナ２６
２に切り換える。これにより、図７に示すように不要電
波はヌル点部近傍に入射するため、ほとんど受信されな
い。
いて受信している際に、図６に示すように不要電波がア
レイアンテナ２６１のサイドローブ方向から入射した場
合には、スイッチ回路１１０によりアレイアンテナ２６
２に切り換える。これにより、図７に示すように不要電
波はヌル点部近傍に入射するため、ほとんど受信されな
い。
【００４２】したがって、上記構成のアレイアンテナ装
置によれば、移相器を用いることなく、２つの異なる方
向にビームを形成することができるとともに、不要電波
が選択されたアレイアンテナのサイドローブ方向から入
射した際には、メインビームの指向角が同じでヌル点の
位置が異なるアレイアンテナに切り換えることより、不
要電波の受信を低減することができる。
置によれば、移相器を用いることなく、２つの異なる方
向にビームを形成することができるとともに、不要電波
が選択されたアレイアンテナのサイドローブ方向から入
射した際には、メインビームの指向角が同じでヌル点の
位置が異なるアレイアンテナに切り換えることより、不
要電波の受信を低減することができる。
【００４３】尚、第３の実施例において、例えば、送信
信号を上記第２の実施例の周波数可変器１２０を介して
スイッチ回路１１０に出力するようにすれば、不要電波
受信の低減が可能になるだけでなく、送信信号の周波数
制御によりビーム走査が可能となる。また、各アレイア
ンテナのビーム走査範囲を連続するようにすれば、広範
囲に渡って連続してビームを走査することができる。
信号を上記第２の実施例の周波数可変器１２０を介して
スイッチ回路１１０に出力するようにすれば、不要電波
受信の低減が可能になるだけでなく、送信信号の周波数
制御によりビーム走査が可能となる。また、各アレイア
ンテナのビーム走査範囲を連続するようにすれば、広範
囲に渡って連続してビームを走査することができる。
【００４４】次に、図８を参照してこの発明に係るアレ
イアンテナ装置の第４の実施例を説明する。尚、図８に
おいて、図１に示した第１の実施例のアレイアンテナ装
置と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異な
る部分を中心に説明する。
イアンテナ装置の第４の実施例を説明する。尚、図８に
おいて、図１に示した第１の実施例のアレイアンテナ装
置と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異な
る部分を中心に説明する。
【００４５】このアレイアンテナ装置は、制御部１００
と、アンテナ部２０２とで構成される。アンテナ部２０
２のアレイアンテナ２８１およびアレイアンテナ２８３
は、それぞれ第１の実施例と同様に基板２１０上に配設
されたアンテナ素子Ａに対して給電線路２７１、給電線
路２７３により直列に給電するように構成される。
と、アンテナ部２０２とで構成される。アンテナ部２０
２のアレイアンテナ２８１およびアレイアンテナ２８３
は、それぞれ第１の実施例と同様に基板２１０上に配設
されたアンテナ素子Ａに対して給電線路２７１、給電線
路２７３により直列に給電するように構成される。
【００４６】一方、アレイアンテナ２８２およびアレイ
アンテナ２８４は、それぞれ基板２１０上に配設された
アンテナ素子Ａを給電線路２７２、給電線路２７４によ
り直列かつアレイアンテナ２８１，２８３の給電方向と
は直交する方向から給電するように構成される。
アンテナ２８４は、それぞれ基板２１０上に配設された
アンテナ素子Ａを給電線路２７２、給電線路２７４によ
り直列かつアレイアンテナ２８１，２８３の給電方向と
は直交する方向から給電するように構成される。
【００４７】また、アレイアンテナ２８１とアレイアン
テナ２８２は、上記の給電方法により互いに直交する偏
波を生成するとともに、これら偏波によるビームを同じ
指向角で形成するように設定される。一方、アレイアン
テナ２８３とアレイアンテナ２８４も同様の関係に設定
される。但し、アレイアンテナ２８１，２８２の組とア
レイアンテナ２８３，２８４の組とは、互いに異なる指
向角にビームを形成するように設定しておく。
テナ２８２は、上記の給電方法により互いに直交する偏
波を生成するとともに、これら偏波によるビームを同じ
指向角で形成するように設定される。一方、アレイアン
テナ２８３とアレイアンテナ２８４も同様の関係に設定
される。但し、アレイアンテナ２８１，２８２の組とア
レイアンテナ２８３，２８４の組とは、互いに異なる指
向角にビームを形成するように設定しておく。
【００４８】以下、上記構成におけるアレイアンテナ装
置の動作を説明する。送信信号は、スイッチ切換信号に
応じてスイッチ回路１１０によって選択されたアレイア
ンテナに供給され、空間に放射される。これにより、選
択されたアレイアンテナから予め設定した指向角にビー
ムが形成される。
置の動作を説明する。送信信号は、スイッチ切換信号に
応じてスイッチ回路１１０によって選択されたアレイア
ンテナに供給され、空間に放射される。これにより、選
択されたアレイアンテナから予め設定した指向角にビー
ムが形成される。
【００４９】例えば、アレイアンテナ２８１とアレイア
ンテナ２８３とを選択的に切り換えると、２つの方向に
対して選択的にビームを形成することができる。また、
アレイアンテナ２８２とアレイアンテナ２８４とを選択
的に切り換えると、アレイアンテナ２８１およびアレイ
アンテナ２８３の生成するビームとは直交する偏波のビ
ームを２つの方向に対して選択的に形成することができ
る。
ンテナ２８３とを選択的に切り換えると、２つの方向に
対して選択的にビームを形成することができる。また、
アレイアンテナ２８２とアレイアンテナ２８４とを選択
的に切り換えると、アレイアンテナ２８１およびアレイ
アンテナ２８３の生成するビームとは直交する偏波のビ
ームを２つの方向に対して選択的に形成することができ
る。
【００５０】したがって、上記構成のアレイアンテナ装
置によれば、移相器を用いることなく、２つの異なる方
向に選択的にビームを形成することができるとともに、
それぞれのビームに直交する偏波に切り換えることもで
きる。
置によれば、移相器を用いることなく、２つの異なる方
向に選択的にビームを形成することができるとともに、
それぞれのビームに直交する偏波に切り換えることもで
きる。
【００５１】尚、第４の実施例において、例えば、送信
信号を上記第２の実施例の周波数可変器１２０を介して
スイッチ回路１１０に出力するようにすれば、周波数制
御により選択アレイアンテナの形成するビームにてビー
ム走査することもできる。
信号を上記第２の実施例の周波数可変器１２０を介して
スイッチ回路１１０に出力するようにすれば、周波数制
御により選択アレイアンテナの形成するビームにてビー
ム走査することもできる。
【００５２】また、各アレイアンテナのビーム走査可能
な範囲を連続するようにすれば、直交する偏波へ選択的
に切り換えつつ広範囲を連続してビーム走査することも
できる。
な範囲を連続するようにすれば、直交する偏波へ選択的
に切り換えつつ広範囲を連続してビーム走査することも
できる。
【００５３】また、以上の実施例では、パッチアンテナ
素子を用いたアレイアンテナについて説明したが、ビー
ム指向角を制御できる他のアンテナ素子（例えばスロッ
トアンテナ素子）を用いたアンテナでも同様に実施可能
である。その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうま
でもない。
素子を用いたアレイアンテナについて説明したが、ビー
ム指向角を制御できる他のアンテナ素子（例えばスロッ
トアンテナ素子）を用いたアンテナでも同様に実施可能
である。その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうま
でもない。
【００５４】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
装置の小型化および軽量化が容易で、なおかつビーム指
向角を任意に選定可能なアレイアンテナ装置と、不要波
の抑圧、直交偏波への切り換えが容易なアレイアンテナ
装置を提供することができる。
装置の小型化および軽量化が容易で、なおかつビーム指
向角を任意に選定可能なアレイアンテナ装置と、不要波
の抑圧、直交偏波への切り換えが容易なアレイアンテナ
装置を提供することができる。
【図１】この発明に係るアレイアンテナ装置の第１の実
施例の構成を示す図である。
施例の構成を示す図である。
【図２】上記第１の実施例の各アレイアンテナの放射パ
ターンを示す特性図である。
ターンを示す特性図である。
【図３】この発明に係るアレイアンテナ装置の第２の実
施例の構成を示す図である。
施例の構成を示す図である。
【図４】上記第２の実施例の各アレイアンテナのビーム
走査範囲の設定例を示す特性図である。
走査範囲の設定例を示す特性図である。
【図５】この発明に係るアレイアンテナ装置の第３の実
施例の構成を示す図である。
施例の構成を示す図である。
【図６】上記第３の実施例のアンテナ切り換え制御前の
放射パターンを示す特性図である。
放射パターンを示す特性図である。
【図７】上記第３の実施例のアンテナ切り換え制御後の
放射パターンを示す特性図である。
放射パターンを示す特性図である。
【図８】この発明に係るアレイアンテナ装置の第４の実
施例の構成を示す図である。
施例の構成を示す図である。
【図９】移相器を用いた従来のアレイアンテナ装置の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図１０】周波数可変器を用いた従来のアレイアンテナ
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
１０…分配合成器 ２１〜２ｎ…移相器 ３１〜３ｎ，６１〜６ｎ，Ａ…アンテナ素子 ４０…制御装置 ５０，２１０…基板 ７０，２３１〜２３４，２５１〜２５４，２７１〜２７
４…給電線路 ８０，１２０…周波数可変器 １００，１０１…制御部 １１０…スイッチ回路 ２００，２０１，２０２…アンテナ部 ２４１〜２４４，２６１〜２６４，２８１〜２８４…ア
レイアンテナ
４…給電線路 ８０，１２０…周波数可変器 １００，１０１…制御部 １１０…スイッチ回路 ２００，２０１，２０２…アンテナ部 ２４１〜２４４，２６１〜２６４，２８１〜２８４…ア
レイアンテナ
Claims (5)
- 【請求項１】 それぞれ複数のアンテナ素子に対して直
列給電され、互いに異なるビーム指向角特性を有する複
数のアレイアンテナと、 前記複数のアレイアンテナに対し、制御信号に応じて選
択的に送信信号および受信信号の入出力を行なうスイッ
チ回路とを具備することを特徴とするアレイアンテナ装
置。 - 【請求項２】 それぞれ複数のアンテナ素子に対して直
列給電され、互いに異なるビーム指向角特性を有する複
数のアレイアンテナと、 この複数のアレイアンテナに対し、制御信号に応じて選
択的に送信信号および受信信号の入出力を行なうスイッ
チ回路と、 前記スイッチ回路に送信信号の周波数を任意に変化させ
て出力することにより、前記スイッチ回路にて選択した
前記アレイアンテナのビーム指向角を任意に変化させる
周波数可変器とを具備することを特徴とするアレイアン
テナ装置。 - 【請求項３】 前記複数のアレイアンテナは、前記複数
のアレイアンテナのうち、互いに同じビーム指向角に同
一形状のメインビームを形成したとき互いに異なるビー
ム指向角にヌル点を形成する特性を有するアレイアンテ
ナの組を備えることを特徴とする請求項１，２いずれか
に記載のアレイアンテナ装置。 - 【請求項４】 前記複数のアレイアンテナは、前記複数
のアレイアンテナのうち、互いに同じビーム指向角に同
一形状のメインビームを形成したとき互いに直交する偏
波を生成するアレイアンテナの組を備えることを特徴と
する請求項１，２いずれかに記載のアレイアンテナ装
置。 - 【請求項５】 前記複数のアレイアンテナは、前記周波
数可変器の周波数制御によるそれぞれのビーム指向角の
可変範囲が互いに連続する特性を有することを特徴とす
る請求項２に記載のアレイアンテナ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7076462A JPH08274529A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | アレイアンテナ装置 |
| DE69625949T DE69625949T2 (de) | 1995-03-31 | 1996-03-29 | Gruppenantennenvorrichtung |
| EP96105073A EP0735608B1 (en) | 1995-03-31 | 1996-03-29 | Array antenna apparatus |
| US08/625,961 US5923290A (en) | 1995-03-31 | 1996-04-01 | Array antenna apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7076462A JPH08274529A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | アレイアンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08274529A true JPH08274529A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13605839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7076462A Pending JPH08274529A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | アレイアンテナ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5923290A (ja) |
| EP (1) | EP0735608B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08274529A (ja) |
| DE (1) | DE69625949T2 (ja) |
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| JP2008005164A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Murata Mfg Co Ltd | アンテナ装置およびレーダ |
| JP2008545329A (ja) * | 2005-07-04 | 2008-12-11 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | ポイント−ツウ−ポイントに適用して用いられる改良型リピータアンテナ |
| JP2008545327A (ja) * | 2005-07-04 | 2008-12-11 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | 内蔵アンテナを有した電子機器 |
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| JP2019009744A (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | 日本電信電話株式会社 | 無線通信装置及び無線通信システム |
| JP2022016300A (ja) * | 2020-07-09 | 2022-01-21 | 台達電子工業股▲ふん▼有限公司 | ビームフォーミング装置、ビームフォーミングシステム及びビーム発生器 |
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| US20050168392A1 (en) * | 2004-01-05 | 2005-08-04 | Cocomo Mb Communications, Inc. | Antenna efficiency |
| US7834803B2 (en) * | 2008-09-03 | 2010-11-16 | Lockheed Martin Corporation | Electronically steered, dual-polarized, dual-plane, monopulse antenna feed |
| KR101202339B1 (ko) | 2009-04-29 | 2012-11-16 | 한국전자통신연구원 | 메타물질 상판덮개를 이용한 이득향상과 빔 성형이 동시에 가능한 안테나 |
| KR101282415B1 (ko) * | 2009-11-30 | 2013-07-04 | 한국전자통신연구원 | 상부덮개를 이용한 이득 향상과 빔 성형이 동시에 가능한 안테나 |
| DE102010051094A1 (de) | 2010-03-18 | 2012-01-12 | Universität Duisburg-Essen | Gruppenantenne mit frequenzabhängiger Richtwirkung |
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| TWI502813B (zh) | 2012-07-13 | 2015-10-01 | Wistron Corp | 相位陣列式之智慧天線與其運作方法 |
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| JP6331195B2 (ja) * | 2014-09-29 | 2018-05-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーダ装置 |
| KR101900839B1 (ko) * | 2018-02-12 | 2018-09-20 | 주식회사 에이티코디 | 배열 안테나 |
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-
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- 1996-03-29 DE DE69625949T patent/DE69625949T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-29 EP EP96105073A patent/EP0735608B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-01 US US08/625,961 patent/US5923290A/en not_active Expired - Fee Related
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