JPH0884015A - Antenna - Google Patents

Antenna

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Publication number
JPH0884015A
JPH0884015A JP6219976A JP21997694A JPH0884015A JP H0884015 A JPH0884015 A JP H0884015A JP 6219976 A JP6219976 A JP 6219976A JP 21997694 A JP21997694 A JP 21997694A JP H0884015 A JPH0884015 A JP H0884015A
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JP
Japan
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antenna
radio wave
gain
changing
phase shifter
Prior art date
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Pending
Application number
JP6219976A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Shiyouki
裕樹 庄木
Shuichi Sekine
秀一 関根
Teruaki Nakajima
輝明 中島
Osamu Shibata
治 柴田
Hiroyasu Uchida
裕康 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6219976A priority Critical patent/JPH0884015A/en
Publication of JPH0884015A publication Critical patent/JPH0884015A/en
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  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
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Abstract

PURPOSE: To make effective beam pointing possible for a portable antenna or an antenna for moving body in accordance with easy operation procedures with a simple constitution by changing the radiation directivity so as to gradually stepwise or continuously raise the directivity gain. CONSTITUTION: Low-noise amplifiers(LNA) 1003 to 1005 are connected to antenna elements 1000 to 1002 respectively. Variable phase shifters 1006 to 1008 and switches 1009 to 1011 are connected following LNAs, and extents of phase shift of variable phase shifters and on/off of switches are set by the control signal generated from a control circuit 1013. When the switch is turned on, a reception signal is synthesized in a synthesizer 1012 and is inputted to a reception equipment 1014. When the switch is turned off, terminals on the antenna side and the synthesizer side are connected to a reflectionless terminal 1039. Thus, the antenna beam is gradually sharpened to raise the gain, and finally, the beam having a desired gain is directed to the radio wave coming direction.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は移動通信や衛星通信、
衛星放送などに用いられるアンテナに関する。
This invention relates to mobile communication, satellite communication,
The present invention relates to an antenna used for satellite broadcasting.

【0002】[0002]

【従来の技術】衛星通信や衛星放送などに利用される高
利得のアンテナでは、その電波の到来方向、放射方向に
精度良くビーム方向を一致させることが要求される。ア
ンテナを一カ所に固定して利用する場合には、多少複雑
で大掛かりな方法を用いても最初に精度良くビーム方向
を設置してしまえばよいのでそれほどの問題はない。し
かし、携帯用もしくは移動体搭載用などに利用した場合
にはこのようなビームポインティングを簡単な方法で容
易に行うことが重要である。従来から考えられているビ
ームポインティングの方法として、次のような方法が考
えられる。
2. Description of the Related Art In a high-gain antenna used for satellite communication, satellite broadcasting, etc., it is required to accurately match the beam direction with the arrival and emission directions of the radio waves. When the antenna is used by fixing it in one place, there is no problem because the beam direction may be set accurately first even if a slightly complicated and large-scale method is used. However, it is important to easily perform such beam pointing by a simple method when it is used for carrying or mounting on a moving body. The following methods can be considered as beam pointing methods that have been conventionally considered.

【0003】ビームを走査して、受信電波レベルなど
が最大となる方向を捜しだし、その方向にアンテナを固
定する。
The beam is scanned to find the direction in which the received radio wave level is maximum, and the antenna is fixed in that direction.

【0004】何らかのセンサにより電波の到来方向を
検出して、その情報を元にアンテナのビーム方向を設定
する。
The arrival direction of the radio wave is detected by some kind of sensor, and the beam direction of the antenna is set based on the information.

【0005】の方法では、電波到来方向の検出のため
にビームを走査する必要があり、その走査時間が大き
く、実用上問題がある。特に、アンテナ利得が高い場合
にはビーム幅はかなり狭くなってくるので、それだけ細
かくビーム走査を行わなければならない。ある程度電波
の到来、放射方向がわかっていれば、このような方法も
利用可能であると考えられるが、移動体に搭載する場合
などのように電波の到来、放射方向が常に変化していく
場合には全方向にビームを走査する必要があるので、現
実的にこの方法を利用することは難しい。また、ビーム
走査をラフに行ってしまうと、サイドローブのピーク値
を誤って電波の到来方向に一致させてしまうようなミス
を生じることも考えられる。の方法において、センサ
として磁気センサやモノパルスセンサなどが考えられる
が、この方法ではアンテナとは別のセンサを設けて、そ
の情報によりアンテナのビーム方向を制御するという構
成が必要になり、構成が複雑になる。また、センサにお
いても、磁気センサを用いるのは静止衛星との通信を行
う場合などのように電波の到来方向がある方位角の方向
にある場合に限られ、使用範囲が制限される。また、こ
の場合電波の到来方向の検知は磁気という間接的な手段
を用いているために精度上問題がある。特に、ビーム幅
が細い高利得のアンテナの場合には問題である。また、
モノパルスセンサを用いた場合には、電波の到来方向を
ある角度領域に絞り込んだ後は精度良く電波の到来方向
を求めることができる。しかし、電波の到来方向をある
角度領域に絞り込むまでに他の手段(ビーム走査を行う
方法や他のセンサを用いる方法)が必要となる。結果的
に、構成、制御手順などは複雑になり、コスト的にも問
題がある。
In the method (1), it is necessary to scan the beam in order to detect the arrival direction of the radio wave, and the scanning time is long, which is a practical problem. In particular, when the antenna gain is high, the beam width becomes considerably narrow, so the beam must be scanned finer. If the arrival of radio waves and the direction of radiation are known to some extent, such a method can be used, but if the arrival of radio waves and the direction of emission are constantly changing, such as when mounted on a mobile unit. Since it is necessary to scan the beam in all directions, it is difficult to practically use this method. Further, if the beam scanning is roughly performed, it is possible that an error may occur in which the peak value of the side lobe is erroneously matched with the arrival direction of the radio wave. In this method, a magnetic sensor or a monopulse sensor can be considered as a sensor.However, this method requires a configuration in which a sensor other than the antenna is provided and the beam direction of the antenna is controlled by that information, which complicates the configuration. become. Further, also in the sensor, the magnetic sensor is used only when the direction of arrival of the radio wave is in a certain azimuth direction, such as when communicating with a geostationary satellite, and the range of use is limited. Further, in this case, since the direction of arrival of the radio wave is detected by using an indirect means called magnetism, there is a problem in accuracy. In particular, this is a problem in the case of a high gain antenna having a narrow beam width. Also,
When the monopulse sensor is used, the arrival direction of the radio wave can be accurately determined after the arrival direction of the radio wave is narrowed down to a certain angle region. However, other means (a method of performing beam scanning or a method of using another sensor) is required until the arrival direction of the radio wave is narrowed down to a certain angle region. As a result, the configuration, control procedure, etc. are complicated, and there is a cost problem.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のビームポインティングの方法では、高利得アンテナ
に適応する場合、時間のかかるビーム走査を行ったり、
他のセンサを設ける必要があり、アンテナ構成が複雑に
なったり、コストの上昇などの問題があった。本発明で
は、以上の問題点を解決し、簡易な構成および動作手順
により、携帯用や移動体用のアンテナに有効なビームポ
インティングを行うことのできるアンテナを提供するこ
とを目的とする。
As described above, according to the conventional beam pointing method, when it is applied to a high gain antenna, time-consuming beam scanning or
It is necessary to provide another sensor, which causes problems such as a complicated antenna configuration and an increase in cost. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide an antenna capable of performing effective beam pointing on an antenna for a mobile device or a mobile device with a simple configuration and operation procedure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の第1の発明のアンテナは、段階的もしくは連
続的に指向性利得を徐々に高くするように放射指向性を
変化させる手段を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the antenna of the first invention of the present application comprises means for changing the radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously. It is characterized by having.

【0008】本願の第2の発明のアンテナは、前記第1
の発明のアンテナにおいて、前記段階的もしくは連続的
に指向性利得を徐々に高くするように放射指向性を変化
させる手段として、複数のアンテナ素子で構成され、前
記アンテナ素子には電波の合成もしくは分配するための
給電回路が接続され、前記アンテナ素子と前記給電回路
の間にはこの間の電波の伝達、遮断を行うためのスイッ
チおよび可変移相器を設け、前記スイッチおよび前記可
変移相器をCPUにより制御することを特徴とする。
The antenna of the second invention of the present application is the antenna of the first invention.
In the antenna according to the invention, as a means for changing the radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously, the antenna element is composed of a plurality of antenna elements, and the antenna element combines or distributes radio waves. Is connected to the antenna element and the power supply circuit, and a switch and a variable phase shifter for transmitting and blocking radio waves between the antenna element and the power supply circuit are provided, and the switch and the variable phase shifter are connected to a CPU. It is characterized by being controlled by.

【0009】また、本願の第2の発明のアンテナにおい
て、前記給電回路と前記アンテナ素子の間に可変増幅器
を付加して接続したことを特徴とする。
Further, the antenna of the second invention of the present application is characterized in that a variable amplifier is added and connected between the feeding circuit and the antenna element.

【0010】本願の第3の発明のアンテナは、前記第1
の発明のアンテナにおいて、前記段階的もしくは連続的
に指向性利得を徐々に高くするように放射指向性を変化
させる手段として、複数のアンテナ素子で構成され、前
記アンテナ素子には電波の合成もしくは分配するための
給電回路が接続され、前記アンテナ素子と前記給電回路
の間には可変増幅器および可変移相器を設け、前記可変
増幅器および前記可変移相器をCPUにより制御するこ
とを特徴とする。
The antenna of the third invention of the present application is the above first antenna.
In the antenna according to the invention, as a means for changing the radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously, the antenna element is composed of a plurality of antenna elements, and the antenna element combines or distributes radio waves. And a variable amplifier and a variable phase shifter are provided between the antenna element and the power feeding circuit, and the variable amplifier and the variable phase shifter are controlled by a CPU.

【0011】また、本願の第2又は第3の発明のアンテ
ナを送信と受信で別々に設け、前記可変移相器の制御を
共通のCPUで行ったことを特徴とする。
Further, the antenna of the second or third invention of the present application is separately provided for transmission and reception, and the common CPU controls the variable phase shifter.

【0012】また、本願の第2又は第3の発明のアンテ
ナを送信と受信で別々に設け、前記可変移相器の制御を
共通のCPUで行った構成において、前記アンテナ素子
を送信と受信で共用したことを特徴とする。
Further, in a configuration in which the antenna of the second or third invention of the present application is separately provided for transmission and reception, and the common CPU controls the variable phase shifter, the antenna element can be used for transmission and reception. Characterized by sharing.

【0013】また、本願の第2又は第3の発明のアンテ
ナにおける第1の変形例は、前記CPUによる制御は、
受信機からの受信信号レベルをモニタし記憶する機能を
もち、徐々に指向性利得を上げるための制御を行い、前
記徐々に指向性利得を上げるための制御として、前記ス
イッチをONにするか前記増幅器の増幅率を上げること
により動作させるアンテナ素子を増加させ、前記増加さ
せたアンテナ素子に接続された前記可変移相器のみの位
相量を変化させることにより受信信号レベルを最大とす
る位相量を求め、前記受信信号レベルを最大とする位相
量を前記可変移相器に設定する動作手順を行い、前記動
作手順を序々に動作させるアンテナを増やし、動作しな
いアンテナ素子が無くなるまで繰り返すことを特徴とす
る。
In the first modification of the antenna of the second or third invention of the present application, the control by the CPU is
It has a function of monitoring and storing the level of a signal received from the receiver, and performs control for gradually increasing the directional gain, and as the control for gradually increasing the directional gain, the switch is turned on or The number of antenna elements to be operated is increased by increasing the amplification factor of the amplifier, and the phase amount that maximizes the received signal level is obtained by changing the phase amount of only the variable phase shifter connected to the increased antenna elements. Obtained, performing an operation procedure for setting the phase amount that maximizes the received signal level in the variable phase shifter, increase the number of antennas that sequentially operate the operation procedure, and repeat until there are no antenna elements that do not operate. To do.

【0014】また、本願の第2又は第3の発明における
第2の変形例は、その第1の変形例を含むと共に、前記
CPUによる制御の初期段階において、複数のアンテナ
素子を一度に動作させ、前記一度に動作させたアンテナ
素子に接続された前記可変移相器の位相量を変化させる
ことにより受信信号レベルを最大とする位相量を求め、
前記受信信号レベルを最大とする位相量を前記可変移相
器に設定する動作手順を行い、この後前記徐々に指向性
利得を上げるための制御を行うことを特徴とする。
A second modified example of the second or third invention of the present application includes the first modified example thereof, and a plurality of antenna elements are operated at once in the initial stage of control by the CPU. , A phase amount that maximizes a received signal level is obtained by changing the phase amount of the variable phase shifter connected to the antenna elements that are operated at one time,
An operation procedure for setting a phase amount that maximizes the received signal level in the variable phase shifter is performed, and thereafter, control for gradually increasing the directional gain is performed.

【0015】また、本願の第2又は第3の発明における
第3の変形例は、その第1の変形例を含むと共に、前記
徐々に指向性利得を上げるための制御において、アンテ
ナ素子数が増加していく各段階での最大受信信号レベル
を記憶し、最終段階における受信信号レベルを記憶し、
受信信号レベルが前記最終段階における受信信号レベル
より下がった場合には、徐々に動作させるアンテナ素子
を減少させ、このときの受信信号レベルが記憶した各段
階での対応するアンテナ素子数における最大受信信号レ
ベルと同等であると判断した場合に、再度前記徐々に指
向性利得を上げるための制御を開始することを特徴とす
る。
The third modification of the second or third invention of the present application includes the first modification thereof, and the number of antenna elements is increased in the control for gradually increasing the directional gain. The maximum received signal level at each stage is stored, the received signal level at the final stage is stored,
When the received signal level falls below the received signal level in the final step, the number of antenna elements to be gradually operated is decreased, and the received signal level at this time is the maximum received signal in the corresponding number of antenna elements at each step stored. When it is determined that the level is equal to the level, the control for gradually increasing the directivity gain is restarted.

【0016】また、本願の第2又は第3の発明における
第4の変形例は、その第1の変形例を含むと共に、前記
受信信号レベルの所望値を予め設定し、その所望値を越
えた段階で前記徐々に指向性利得を上げるための制御を
終了させることを特徴とする。
A fourth modification of the second or third invention of the present application includes the first modification, and a desired value of the received signal level is set in advance and exceeds the desired value. In the step, the control for gradually increasing the directivity gain is finished.

【0017】また、本願の第2又は第3の発明における
第5の変形例は、その第1の変形例を含むと共に、最終
段階において、全ての可変移相器の位相量を微調整し
て、受信信号レベルが最大となる位相分布を求めて、こ
の値を対応する前記可変移相器に設定することを特徴と
する。
The fifth modified example of the second or third invention of the present application includes the first modified example, and finely adjusts the phase amounts of all the variable phase shifters in the final stage. The phase distribution that maximizes the received signal level is obtained, and this value is set in the corresponding variable phase shifter.

【0018】また、本願の第2又は第3の発明における
第6の変形例は、その第1の変形例を含むと共に、前記
受信信号レベルの他に、妨害波の受信信号レベルもモニ
タし、前記徐々に指向性利得を上げるための制御におい
て、所望の受信信号レベルを上げ、妨害波の受信信号レ
ベルを下げるように可変移相器の位相量を制御すること
を特徴とする。
A sixth modified example of the second or third invention of the present application includes the first modified example, and in addition to the received signal level, a received signal level of an interfering wave is also monitored, In the control for gradually increasing the directivity gain, the phase amount of the variable phase shifter is controlled so as to raise a desired received signal level and lower a received signal level of an interfering wave.

【0019】また、本願の第2又は第3の発明における
第7の変形例は、その第1の変形例を含むと共に、前記
徐々に指向性利得を上げるための制御において、増加さ
せるアンテナ素子は動作するアンテナの開口の大きさが
徐々に大きくなるように選択したことを特徴とする。
The seventh modification of the second or third invention of the present application includes the first modification thereof, and in the control for gradually increasing the directivity gain, the antenna element to be increased is The feature is that the size of the aperture of the operating antenna is selected to be gradually increased.

【0020】本願の第4の発明のアンテナは、前記第1
の発明のアンテナにおいて、前記段階的もしくは連続的
に指向性利得を徐々に高くするように放射指向性を変化
させる手段として、反射鏡アンテナにおいて、反射鏡で
反射する電波の一部を遮断する遮蔽板を有し、前記遮蔽
板は駆動部により電波を遮断する領域を変化させること
ができる構造とし、アンテナ全体もしくは鏡面系の一部
を駆動するアンテナ駆動部を有し、前記駆動部およびア
ンテナ駆動部はCPUにより制御されていることを特徴
とする。
The antenna of the fourth invention of the present application is the antenna of the first invention.
In the antenna according to the invention, as a means for changing the radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously, in the reflector antenna, a shield for blocking a part of the radio wave reflected by the reflector The shield plate has a structure in which a region for blocking radio waves can be changed by a drive unit, and has an antenna drive unit for driving the entire antenna or a part of a mirror surface system. The unit is controlled by the CPU.

【0021】また、本願の第4の発明のアンテナにおけ
る変形例は、前記CPUにおいて、受信機からの受信信
号レベルをモニタし、アンテナの実効開口の面積を段階
的に徐々に小さくなるように前記遮蔽板を動かすよう前
記駆動部を制御し、各段階においてアンテナ駆動部を駆
動してアンテナビームを走査し、受信信号レベルが最大
となる方向にアンテナを一致させるように制御すること
を特徴とする。
In a modification of the antenna of the fourth invention of the present application, the CPU monitors the level of a received signal from the receiver and gradually reduces the effective aperture area of the antenna stepwise. The driving unit is controlled to move the shielding plate, the antenna driving unit is driven at each stage to scan the antenna beam, and the antennas are controlled so as to be aligned in the direction in which the received signal level is maximized. .

【0022】本願の第5の発明のアンテナは、前記第1
の発明のアンテナにおいて、前記段階的もしくは連続的
に指向性利得を徐々に高くするように放射指向性を変化
させる手段として、リフレクトアレーを用いたアンテナ
において、前記リフレクトアレーは一次放射器に対向し
て配置され、複数のアンテナ素子、前記アンテナ素子に
各々接続されたスイッチおよび可変移相器により構成さ
れ、CPUにより前記スイッチおよび前記可変移相器の
制御を行い、前記スイッチはOFFの場合には前記アン
テナ素子を無反射終端側へ接続し、ONの場合には前記
アンテナ素子を前記可変移相器が接続されて終端が開放
もしくは短絡された線路側に接続することを特徴とす
る。
The antenna of the fifth invention of the present application is the above-mentioned first antenna.
In the antenna of the invention, the antenna using a reflect array as the means for changing the radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously, the reflect array faces the primary radiator. A plurality of antenna elements, a switch and a variable phase shifter connected to each of the antenna elements, the CPU controls the switch and the variable phase shifter, and when the switch is OFF, It is characterized in that the antenna element is connected to the non-reflection end side, and when ON, the antenna element is connected to the line side where the variable phase shifter is connected and the end is opened or short-circuited.

【0023】本願の第6の発明のアンテナは、前記第1
の発明のアンテナにおいて、前記段階的もしくは連続的
に指向性利得を徐々に高くするように放射指向性を変化
させる手段として、複数のアンテナ素子により構成され
るアレーアンテナにおいて、各アンテナ素子の合成、分
配を行う給電回路を有し、前記給電回路を導波管もしく
はラジアル導波路を用いて形成し、前記導波管もしくは
ラジアル導波路の内部に電波吸収体もしくは短絡板を挿
入するか、位置を変更させるための駆動部を有し、アン
テナ全体を駆動するためのアンテナ駆動部を有すること
を特徴とする。
The antenna of the sixth invention of the present application is the same as the first invention.
In the antenna according to the invention, as a means for changing the radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously, in an array antenna composed of a plurality of antenna elements, each antenna element is combined, It has a power supply circuit for distribution, the power supply circuit is formed by using a waveguide or a radial waveguide, and a radio wave absorber or a short-circuit plate is inserted inside the waveguide or the radial waveguide, or the position is changed. It is characterized in that it has a driving unit for changing it, and has an antenna driving unit for driving the entire antenna.

【0024】[0024]

【作用】本願の第1の発明では、段階的もしくは連続的
に指向性利得を徐々に高くするように放射指向性を変化
させる手段により、最初の段階ではビーム幅の広いビー
ムを走査することにより電波の到来方向、放射方向にラ
フにビームを一致させ、徐々にビーム幅の狭いビームに
より電波の到来方向、放射方向に精度良くビームを一致
させる。
In the first invention of the present application, the radiation directivity is changed stepwise or continuously so as to gradually increase the directivity gain, and in the first step, a beam having a wide beam width is scanned. The beam is roughly matched with the arrival direction and the emission direction of the radio wave, and the beam is gradually matched with the arrival direction and the emission direction of the radio wave by the beam having a narrow beam width.

【0025】ここで、本願の第2の発明のように、複数
のアンテナ素子で構成され、アンテナ素子と前記給電回
路の間にスイッチおよび可変移相器を設け、CPUから
の制御によりスイッチをONにしてアンテナ素子を動作
状態にすることによりアンテナのビーム幅を徐々に細く
して、指向性利得を高くすることができる。また、CP
Uにより可変移相器を制御することによりビームを走査
して、指向性利得の最大となる方向と電波の到来方向、
放射方向を一致させることができる。
Here, as in the second invention of the present application, it is composed of a plurality of antenna elements, a switch and a variable phase shifter are provided between the antenna element and the power feeding circuit, and the switch is turned on by the control of the CPU. By setting the antenna element in the operating state, the beam width of the antenna can be gradually narrowed and the directional gain can be increased. Also, CP
By controlling the variable phase shifter by U, the beam is scanned, and the direction in which the directional gain is maximum and the arrival direction of the radio wave are
Radiation directions can be matched.

【0026】また、ここで、本願の第3の発明のよう
に、複数のアンテナ素子で構成され、アンテナ素子と前
記給電回路の間に可変増幅器および可変移相器を設け、
CPUからの制御により可変増幅器の増幅率を上げるア
ンテナ素子を動作状態にすることによりアンテナのビー
ム幅を徐々に細くして、指向性利得を高くすることがで
きる。また、CPUにより可変移相器を制御することに
よりビームを走査して、指向性利得の最大となる方向と
電波の到来方向、放射方向を一致させることができる。
Further, as in the third invention of the present application, a variable amplifier and a variable phase shifter, which are composed of a plurality of antenna elements and are provided between the antenna elements and the feeding circuit,
By controlling the antenna element that raises the amplification factor of the variable amplifier under the control of the CPU, the beam width of the antenna can be gradually narrowed and the directional gain can be increased. Further, the beam can be scanned by controlling the variable phase shifter by the CPU, and the direction in which the directional gain is maximum can be made to coincide with the arrival direction and the emission direction of the radio wave.

【0027】また、ここで、本願の第4の発明のよう
に、反射鏡アンテナにおいて、反射鏡で反射する電波の
一部を遮断する遮蔽板を有し、この遮蔽板は駆動部によ
り電波を遮断する領域を変化させることができる構造と
することにより、アンテナのビーム幅を徐々に細くし
て、指向性利得を高くすることができる。また、アンテ
ナ全体もしくは鏡面系の一部を駆動するアンテナ駆動部
を設けることにより、ビーム方向を自由に変化させるこ
とができる。前記の駆動部およびアンテナ駆動部をCP
Uにより制御することにより、徐々に指向性利得を上げ
つつビーム方向を電波の方向へ一致させることができ
る。
Further, as in the fourth invention of the present application, the reflector antenna has a shield plate for shielding a part of the radio wave reflected by the reflector, and the shield plate shields the radio wave by the drive unit. By adopting a structure in which the cutoff region can be changed, the beam width of the antenna can be gradually narrowed and the directional gain can be increased. In addition, the beam direction can be freely changed by providing an antenna drive unit that drives the entire antenna or a part of the mirror surface system. CP for the drive unit and the antenna drive unit
By controlling by U, the beam direction can be made to coincide with the radio wave direction while gradually increasing the directivity gain.

【0028】また、ここで、本願の第5の発明のよう
に、リフレクトアレーを用いたアンテナにおいて、リフ
レクトアレーは一次放射器に対向して配置することによ
り反射鏡アンテナと同様の動作を行う。リフレクトアレ
ーを複数のアンテナ素子、アンテナ素子に各々接続され
たスイッチおよび可変移相器により構成し、CPUによ
りスイッチおよび可変移相器の制御を行うことにより、
スイッチにより反射鏡として動作する範囲を制御してビ
ーム幅を徐々に細く、指向性利得を徐々に高くすること
ができ、可変移相器によりビーム方向を自由な方向に設
定することが可能になる。従って、CPUでは徐々に指
向性利得を上げつつビーム方向を電波の方向へ一致させ
るようにアンテナを制御することができる。
Further, in the antenna using the reflect array as in the fifth invention of the present application, the reflect array is arranged so as to face the primary radiator to perform the same operation as the reflector antenna. By configuring the reflect array with a plurality of antenna elements, switches and variable phase shifters respectively connected to the antenna elements, and controlling the switches and variable phase shifters by the CPU,
The switch controls the range of operation as a reflecting mirror to gradually narrow the beam width and gradually increase the directional gain, and the variable phase shifter allows the beam direction to be set freely. . Therefore, the CPU can control the antenna so that the beam direction coincides with the radio wave direction while gradually increasing the directional gain.

【0029】また、ここで、本願の第6の発明のよう
に、複数のアンテナ素子により構成されるアレーアンテ
ナにおいて、各アンテナ素子の合成、分配を行う給電回
路を有し、この給電回路を導波管もしくはラジアル導波
路を用いて形成し、前記導波管もしくはラジアル導波路
の内部に電波吸収体もしくは短絡板を挿入するか、位置
を変更させるための駆動部を有することにより、アンテ
ナのビーム幅を徐々に細くして、指向性利得を高くする
ことができる。また、アンテナ全体を駆動するアンテナ
駆動部を設けることにより、ビーム方向を自由に変化さ
せることができる。
Further, as in the sixth invention of the present application, in the array antenna composed of a plurality of antenna elements, a feeding circuit for synthesizing and distributing each antenna element is provided, and this feeding circuit is connected. The beam of the antenna is formed by using a wave tube or a radial waveguide, and by inserting a radio wave absorber or a short-circuit plate inside the waveguide or the radial waveguide, or by having a drive unit for changing the position. The width can be gradually narrowed to increase the directional gain. In addition, the beam direction can be freely changed by providing an antenna drive unit that drives the entire antenna.

【0030】[0030]

【実施例】以下にアレーアンテナを用いた場合の本発明
の実施例について図面を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention using an array antenna will be described below with reference to the drawings.

【0031】図1には本発明の第一の実施例を示すアン
テナの構成図を示す。ここでアンテナには複数のアンテ
ナ素子1000,1001,1002が設けられ、各ア
ンテナ素子にはLNA(低雑音増幅器)1003,10
04,1005が各々接続されている。LNAのあとに
は可変移相器1006,1007,1008およびスイ
ッチ1009,1010,1011が各々接続されてお
り、制御回路1013から発生する制御信号により、可
変移相器の位相量およびスイッチのON/OFFが設定
される。スイッチがONの場合には、受信信号は合成器
1012により合成されたあと受信装置1014に入力
する。スイッチがOFFの場合には、再放射を防ぐため
および合成器への影響を防ぐため、アンテナ側の端子、
合成器側の端子とも無反射終端1039に接続される。
CPU1015では、受信装置における受信状態を表わ
す信号(例えば受信強度信号)をもとに、可変移相器の
位相量やスイッチのON/OFFに関する命令を制御回
路に与える。ここで制御回路の発生する制御信号は、例
えばダイオードスイッチのON/OFFを変えるバイア
ス電圧のようなものである。このアンテナの構成の特徴
は、必要なアンテナ素子からの受信信号だけをスイッチ
によって取り出し、その受信信号に移相器によりある位
相量を設定して合成することができることである。この
構成を利用して、アンテナのビームを徐々に鋭く、利得
を上げ、最終的に電波の到来方向に所望の利得のビーム
を向けるようにすることが可能になる。次に、その動作
の手順について説明する。
FIG. 1 is a block diagram of an antenna showing a first embodiment of the present invention. Here, the antenna is provided with a plurality of antenna elements 1000, 1001, 1002, and each antenna element has an LNA (low noise amplifier) 1003, 10
04 and 1005 are respectively connected. After the LNA, variable phase shifters 1006, 1007, 1008 and switches 1009, 1010, 1011 are respectively connected, and the phase amount of the variable phase shifter and ON / OFF of the switch are controlled by a control signal generated from the control circuit 1013. OFF is set. When the switch is ON, the received signals are combined by the combiner 1012 and then input to the receiving device 1014. When the switch is OFF, in order to prevent re-radiation and to prevent the influence on the combiner, the terminal on the antenna side,
Both terminals on the synthesizer side are connected to the non-reflection terminal 1039.
The CPU 1015 gives commands to the control circuit regarding the phase amount of the variable phase shifter and ON / OFF of the switch, based on a signal (for example, a reception intensity signal) representing the reception state in the reception device. Here, the control signal generated by the control circuit is, for example, a bias voltage for changing ON / OFF of the diode switch. A feature of the configuration of this antenna is that only a received signal from a required antenna element can be taken out by a switch, and a certain phase amount can be set to the received signal by a phase shifter to combine them. By using this configuration, it becomes possible to gradually sharpen the beam of the antenna, increase the gain, and finally direct the beam of the desired gain in the arrival direction of the radio wave. Next, the procedure of the operation will be described.

【0032】図2には、第一の実施例である図1のアン
テナにおける動作手順の一例をフローチャートにより示
した。この動作手順はCPU1015における制御の方
法を示すものである。初期状態では基準となるアンテナ
素子だけが動作している状態になっている(全ての動作
の最初にこのアンテナ素子をONとするようにしてもよ
い)とする。次に、動作させるアンテナ素子のスイッチ
をOFFからONにして、動作するアンテナ素子を徐々
に増加していく。このときに増加分のアンテナ素子に接
続された移相器の位相を変化させていくように制御す
る。ここで位相量を変化させていく過程での受信信号レ
ベルを受信装置から得て、記憶しておく。位相量を変化
させた中で、受信信号レベルが最大となる条件を選択
し、この位相量を移相器に設定する。この段階で、初期
状態の受信信号レベルよりも高いものが得られる。次
に、更に動作させるアンテナ素子を増やしていき、同様
な手順により増加させたアンテナ素子に対応する移相器
の位相量を設定していく。最終的に、未使用のアンテナ
素子がなくなった時点でこの手順は終了する。最終的
に、全てのアンテナ素子により得られる大きな受信信号
レベルが達成される。この後、通信などを開始すること
となる。もちろん、通信状態において上記の動作アンテ
ナ素子の増加、位相の設定の手順を行っても構わない。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of an operation procedure in the antenna of FIG. 1 which is the first embodiment. This operation procedure shows a control method in the CPU 1015. In the initial state, it is assumed that only the reference antenna element is in operation (this antenna element may be turned on at the beginning of all operations). Next, the switches of the antenna elements to be operated are turned from OFF to ON, and the number of operating antenna elements is gradually increased. At this time, the phase of the phase shifter connected to the increased antenna element is controlled to be changed. Here, the reception signal level in the process of changing the phase amount is obtained from the receiving device and stored. While changing the phase amount, the condition that maximizes the received signal level is selected, and this phase amount is set in the phase shifter. At this stage, a signal level higher than the received signal level in the initial state is obtained. Next, the number of antenna elements to be further operated is increased, and the phase amount of the phase shifter corresponding to the increased antenna elements is set by the same procedure. Finally, the procedure ends when there are no unused antenna elements. Finally, the large received signal level obtained with all antenna elements is achieved. After this, communication etc. will be started. Of course, the procedure of increasing the number of operating antenna elements and setting the phase may be performed in the communication state.

【0033】図3には、この手順の過程における、アン
テナパターンの変化の様子を示す。簡単のため、3つの
アンテナ素子1101,1102,1103が一直線に
配列され、電波到来方向が図3に示すような傾いた方向
から到来するものと考える。 (a)初期状態では、アンテナ素子1101のみが動作
し、受信装置1106まで信号が伝達されている。この
段階でのアンテナパターンは、アンテナ素子がただ一つ
だけ動作しているので非常に広角なビームとなってい
る。次の(b)第1ステップでは、新たにアンテナ素子
1102のスイッチをONとする。アンテナ素子110
2での受信信号は、移相器1104を通過して、合成器
1105によりアンテナ素子1101との信号と合成さ
れ、受信装置へ伝達される。この段階で、アンテナパタ
ーンは、図に示すように前段階よりもビームの鋭いもの
が形成される。このビームは、移相器1104の位相量
を変化させることにより、その方向を変化させることが
できる。移相器1104の位相量を変化させる過程にお
いて、常に受信信号レベルを把握・記憶しておくこと
で、どの位相量のときに最大の受信信号となるかを判断
することができる。このときの位相量を移相器1104
に設定することで、前段階よりも利得の高いビームを電
波の到来方向に向けることになる。更に、(c)第2ス
テップで、最後に残ったアンテナ素子1103もONに
して動作させる。アンテナ素子1103の受信信号は移
相器1107により位相量が設定され、合成器1105
により他のアンテナ素子の受信信号と合成され、受信装
置に伝達される。このステップでは、移相器1104は
前ステップで設定した量に固定しておき、移相器110
7の位相量を変化させる。アンテナパターンは、前ステ
ップよりも更に鋭く、利得の高いものとなる。従って、
アンテナ素子1103をONにした段階で、ビーム幅が
細くなったことに伴ってビーム方向と電波の到来方向は
ずれてしまう可能性があるが、前のステップまでの位相
設定によりある程度電波の到来方向に一致したパターン
が形成される。ここで、アンテナ素子1103の位相量
を変化させていくことで、ビーム方向が電波の方向に完
全に一致させるための位相量を前ステップと同様の方法
で求めることができる。
FIG. 3 shows how the antenna pattern changes in the course of this procedure. For the sake of simplicity, it is considered that the three antenna elements 1101, 1102, 1103 are arranged in a straight line, and the radio wave arrival direction comes from an inclined direction as shown in FIG. (A) In the initial state, only the antenna element 1101 operates and the signal is transmitted to the receiving device 1106. The antenna pattern at this stage is a very wide-angle beam because only one antenna element is operating. In the next (b) first step, the switch of the antenna element 1102 is newly turned on. Antenna element 110
The received signal at 2 passes through the phase shifter 1104, is combined with the signal with the antenna element 1101 by the combiner 1105, and is transmitted to the receiving device. At this stage, as shown in the figure, the antenna pattern has a sharper beam than that in the previous stage. The direction of this beam can be changed by changing the phase amount of the phase shifter 1104. By constantly grasping and storing the received signal level in the process of changing the phase amount of the phase shifter 1104, it is possible to determine at which phase amount the maximum received signal is obtained. The phase amount at this time is calculated by the phase shifter 1104.
By setting to, a beam with a higher gain than in the previous stage is directed in the direction of arrival of radio waves. Further, in the second step (c), the last remaining antenna element 1103 is also turned on and operated. The phase shifter 1107 sets the phase amount of the reception signal of the antenna element 1103, and the combiner 1105
Are combined with the reception signals of other antenna elements and transmitted to the receiving device. In this step, the phase shifter 1104 is fixed to the amount set in the previous step, and the phase shifter 110
The phase amount of 7 is changed. The antenna pattern is sharper and has a higher gain than the previous step. Therefore,
When the antenna element 1103 is turned on, there is a possibility that the beam direction and the arrival direction of the radio wave may deviate due to the narrowing of the beam width. A matched pattern is formed. Here, by changing the phase amount of the antenna element 1103, the phase amount for completely matching the beam direction with the radio wave direction can be obtained by the same method as in the previous step.

【0034】以上のようなアンテナ構成および制御の方
法により、受信信号レベルが最大もしくは極大となるよ
うに可変移相器の位相量を設定しながら、動作させるア
ンテナ素子数を段階的に増やしていくため、最初ブロー
ドであったアンテナの指向性を電波の到来方向に向かっ
て徐々に鋭くし、利得を上げていくことができる。ここ
で以下のような効果が期待できる。
With the above antenna configuration and control method, the number of antenna elements to be operated is gradually increased while setting the phase amount of the variable phase shifter so that the received signal level becomes maximum or maximum. Therefore, it is possible to gradually increase the directivity of the antenna, which was initially broad, toward the arrival direction of the radio wave, and increase the gain. Here, the following effects can be expected.

【0035】・従来の方法では、電波の到来方向を他の
アンテナもしくはセンサなどにより入手し、この情報を
移相器や機械駆動系などに入力することによりアンテナ
のビーム方向を電波の到来する方向に一致させていた
が、本発明の構成および制御の方法を用いれば、電波の
到来方向を感知する特別の装置が全く必要なく、アンテ
ナ構成を大幅に簡単化できる。よって、低コスト化にも
有効である。
In the conventional method, the arrival direction of the radio wave is obtained by another antenna or sensor, and this information is input to a phase shifter, a mechanical drive system or the like so that the beam direction of the antenna is the arrival direction of the radio wave. However, if the configuration and control method of the present invention is used, no special device for detecting the arrival direction of the radio wave is required, and the antenna configuration can be greatly simplified. Therefore, it is also effective for cost reduction.

【0036】・携帯用のアンテナなど、アンテナを利用
する場所を頻繁に変更する場合において、電波到来方向
の情報を何らかの方法で入力する従来の方法では、アン
テナ設置時のビームポインティング調整の煩わしさは非
常に問題である。全く電気的にビーム方向制御ができる
本発明のアンテナは、そのような煩わしさが全く無く、
このようなアンテナへの応用として効果が大きい。
When the location where the antenna is used, such as a portable antenna, is frequently changed, the conventional method of inputting the information of the direction of arrival of the radio wave by some method does not bother the beam pointing adjustment when the antenna is installed. Very problematic. The antenna of the present invention capable of controlling the beam direction completely electrically has no such troublesomeness,
It has a great effect as an application to such an antenna.

【0037】・動作させるアンテナを徐々に増やし、ア
ンテナのビームをブロードなものから鋭いものへ変化さ
せていくことで、ビームポインティングを確実かつ正確
に行うことができる。例えば、全てのアンテナ素子を同
時に動作させた場合には、電波の到来方向がサイドロー
ブの極大値に誤って一致してしまうようなことが起こり
得るが、本発明の構成ではこのようなことは無い。この
効果をより大きくするためには、動作するアンテナを増
やしていく過程において、アンテナ全体の実効開口の大
きさを徐々に大きくしていくように素子数を増やすよう
にするとよい。
By gradually increasing the number of antennas to be operated and changing the antenna beam from a broad one to a sharp one, beam pointing can be performed reliably and accurately. For example, when all the antenna elements are operated at the same time, the arrival direction of the radio wave may erroneously coincide with the maximum value of the side lobe. There is no. In order to increase this effect, it is advisable to increase the number of elements so that the size of the effective aperture of the entire antenna is gradually increased in the process of increasing the number of operating antennas.

【0038】・従来の、全てのアンテナ素子を同時に動
作させ、その位相量を制御する方法では、最初から非常
にビーム幅の細いビームを形成させるためにビーム捕捉
のための走査範囲、回数が非常に大きく、ビーム捕捉ま
での時間が非常にかかる。しかし、本発明の第一の実施
例におけるアンテナの構成、動作手順により、電波到来
方向へのビーム捕捉が非常に短時間で効率良く行うこと
ができる。また、位相制御に関しても、一つもしくは高
々数個のアンテナ素子に関して順番に行えばよいので、
制御方法およびその構成も非常に簡単である。
In the conventional method of operating all the antenna elements at the same time and controlling the phase amount thereof, the scanning range and the number of times for beam capturing are extremely large in order to form a beam having a very narrow beam width from the beginning. It takes a long time to capture the beam. However, due to the configuration and operating procedure of the antenna in the first embodiment of the present invention, it is possible to efficiently capture a beam in the arrival direction of a radio wave in a very short time. Also, regarding the phase control, since it may be performed in order for one or at most several antenna elements,
The control method and its configuration are also very simple.

【0039】第一の実施例で示した本発明のアンテナに
おいて、アンテナの構成および動作手順などは上記の例
の限りではない。次に、その他の例について説明する。
In the antenna of the present invention shown in the first embodiment, the configuration and operating procedure of the antenna are not limited to the above examples. Next, other examples will be described.

【0040】図4には、第一の実施例における本発明の
アンテナにおいて、その動作手順の他の例を示したフロ
ーチャートである。この動作手順では、初期の段階であ
る程度のアンテナ素子数を複数まとめて動作させる(O
Nにする)(S1)。この段階で動作しているアンテナ
素子の位相量を制御することにより、アンテナのビーム
を全方向の範囲を走査する(S2)。ここで、常に受信
信号レベルを把握しておくことにより(S3)、受信信
号レベルが最大となる位相量の分布を求め、その位相量
を各アンテナ素子に設定する。この段階で、ある程度の
利得をもつビームパターンで電波の到来方向を捕捉する
ことができる。次に、図2で示した動作手順と同様に、
動作させるアンテナ素子を一つずつ(もしくは高々数個
ずつ)増やしていき、その位相量の制御を行い(前段階
で設定された位相量は固定しておく)、受信信号レベル
が最大となる位相条件を求め(S4)、その位相量を新
たに動作したアンテナ素子に設定する(S5)。このよ
うな手順をS5〜S9の如く繰り返すことにより、最終
的に全てのアンテナ素子が動作し、アンテナパターンは
電波の到来方向に向き、利得が最大となっている。
FIG. 4 is a flow chart showing another example of the operation procedure of the antenna of the present invention in the first embodiment. In this operation procedure, a certain number of antenna elements are collectively operated in the initial stage (O
Set to N) (S1). By controlling the phase amount of the antenna element operating at this stage, the beam of the antenna is scanned over the range in all directions (S2). Here, by constantly grasping the received signal level (S3), the distribution of the phase amount that maximizes the received signal level is obtained, and the phase amount is set in each antenna element. At this stage, the arrival direction of the radio wave can be captured with a beam pattern having a certain gain. Next, similarly to the operation procedure shown in FIG.
The number of antenna elements to be operated is increased one by one (or at most several), and the phase amount is controlled (the phase amount set in the previous stage is fixed) to maximize the received signal level. The condition is obtained (S4), and the phase amount is set for the newly operated antenna element (S5). By repeating such a procedure as S5 to S9, finally all the antenna elements are operated, the antenna pattern is oriented in the arrival direction of the radio wave, and the gain is maximized.

【0041】図4の動作手順例は衛星通信や衛星放送な
ど到来電波が非常に微弱であり、その受信において高利
得のアンテナが必要である場合に有効である。すなわ
ち、最初に、受信信号を検知するために必要な利得をも
つビームを形成し、このビームを走査することによりあ
る程度のビーム捕捉を行い、次に徐々にアンテナ利得を
上げていきビーム捕捉を精度良く行うことができる。最
初の段階のビーム走査は広範囲の走査を必要とするが、
受信信号を検知できる最低の利得をもつブロードなビー
ムを用いているので走査時間はそれほどかからない。従
って、高利得のアンテナにおいても、効率良くしかも確
実なビーム捕捉が可能となる。衛星通信や衛星放送用の
アンテナとして非常に効果が大きい。
The operation procedure example of FIG. 4 is effective when the incoming radio waves are very weak such as satellite communication and satellite broadcasting, and a high gain antenna is required for the reception. That is, first, a beam with the gain necessary for detecting the received signal is formed, and then this beam is scanned to capture the beam to some extent. You can do it well. The first stage beam scanning requires a wide range of scanning,
Since a broad beam having the lowest gain capable of detecting the received signal is used, the scanning time is not so long. Therefore, even with a high-gain antenna, efficient and reliable beam capture is possible. Very effective as an antenna for satellite communications and satellite broadcasting.

【0042】この動作手順例の場合には、最初に動作さ
せる素子数をいくつにするかは重要な問題である。あま
り、素子数が少なすぎると受信信号を検知できないし、
素子数が多すぎるとビームが鋭くなり過ぎて走査に時間
がかかることがある。そこで、最初の段階においても素
子数の増減を行うような動作手順を付加することによ
り、より効率的なビーム捕捉が可能になる。
In the case of this operation procedure example, how many elements are operated first is an important issue. If the number of elements is too small, the received signal cannot be detected,
If the number of elements is too large, the beam may become too sharp and scanning may take time. Therefore, by adding an operation procedure for increasing or decreasing the number of elements even in the initial stage, more efficient beam capturing can be performed.

【0043】次に、図5には、第一の実施例における本
発明のアンテナにおいて、その動作手順の更に他の例の
フローチャートを示す。この動作手順において、一旦ビ
ーム捕捉を完了する前半の部分までは図2で示した動作
手順と同様である。つまり、アンテナ素子数を徐々に増
やしていき(S11)、増やしたアンテナ素子の可変移
相器の位相量を変化させ(S12〜S15)、受信信号
レベルが最大となる位相量に固定する(S16)。ただ
し、この過程の各段階で、アンテナ素子の数とそのとき
の受信信号レベルの最大値を記憶しておくことが特徴で
ある。後半の動作手順では、一旦ビーム捕捉が完了して
通信(受信)状態に入った後(S17)に、何らかの理
由によりビーム方向のずれが生じた場合の対処の方法を
示す。先ず、通信状態にある時にはその時の受信信号レ
ベルを把握し(S17,S19)、記憶しておく(S1
8)。この受信レベルが下がったり、所望の受信レベル
を下回ったことが確認された場合に(S19)、再捕捉
のための動作に入る。その最初の段階で、最初のビーム
捕捉で行った手順とは全く逆にアンテナ素子を徐々に減
らしていく(S20)。ここで、最初のビーム捕捉の最
後に動作させたアンテナ素子を再捕捉では最初に非動作
にするようにしていく。アンテナ素子を徐々に非動作に
していく過程において常に受信信号レベルを把握し、最
初のビーム捕捉の過程で記憶しておいて各々段階でのア
ンテナ素子数に対応する受信信号レベル最大値と比較し
(S21)、これらの受信信号レベルが同程度となるま
でアンテナ素子数を減らしていく(S20)。この段階
で前半の動作手順を行い、再びアンテナ素子を増やして
いき、位相量を制御して、利得を高くしていきビーム捕
捉を行う。図6には、この過程におけるアンテナパター
ンの例を示す。最初の捕捉の過程では、図6(a)に示
すように、アンテナのビーム1111→1112→11
13→1114というように徐々に利得を上げ、ビーム
を鋭くしてビームを成長させていく。ここで電波の到来
方向がずれてしまうとビーム1114では電波の受信が
できなくなってしまう。ここで、成長過程と逆にビーム
を利得の低いものにしていき、ビーム1112までビー
ム幅を広げていった時点で最初の捕捉の途中過程と全く
同等の条件(同じ受信信号レベル)が得られる。この段
階で再びビームを成長させ、図6(b)に示すようにビ
ームを1112→1115→1116と利得を高く、精
度良く電波到来方向に一致させることができる。
Next, FIG. 5 shows a flowchart of still another example of the operation procedure of the antenna of the present invention in the first embodiment. In this operation procedure, the operation procedure up to the first half of completing the beam capture is the same as the operation procedure shown in FIG. That is, the number of antenna elements is gradually increased (S11), the phase amount of the variable phase shifter of the increased antenna elements is changed (S12 to S15), and the received signal level is fixed to the maximum phase amount (S16). ). However, at each stage of this process, the number of antenna elements and the maximum value of the received signal level at that time are stored. In the latter half of the operation procedure, a method of coping with the case where a beam direction shift occurs for some reason after the beam capture is once completed and the communication (reception) state is entered (S17) will be described. First, when in a communication state, the received signal level at that time is grasped (S17, S19) and stored (S1).
8). When it is confirmed that the reception level has dropped or the reception level has dropped below the desired reception level (S19), the operation for recapture is started. At the first stage, the number of antenna elements is gradually reduced, which is completely opposite to the procedure performed in the first beam capturing (S20). Here, the antenna element that was operated at the end of the first beam acquisition is first made inoperative during the re-acquisition. In the process of gradually deactivating the antenna elements, the received signal level is always grasped, stored in the process of the first beam capture, and compared with the maximum received signal level corresponding to the number of antenna elements at each stage. (S21), the number of antenna elements is reduced until these received signal levels become approximately the same (S20). At this stage, the operation procedure in the first half is performed, the number of antenna elements is increased again, the phase amount is controlled, and the gain is increased to perform beam capture. FIG. 6 shows an example of the antenna pattern in this process. In the first acquisition process, as shown in FIG. 6A, the beam of the antenna 1111 → 1112 → 11
13 → 1114, the gain is gradually increased to sharpen the beam and grow the beam. If the arrival direction of the radio wave is deviated, the beam 1114 cannot receive the radio wave. Here, contrary to the growth process, the beam is made to have a low gain, and when the beam width is expanded to the beam 1112, the condition (same received signal level) exactly the same as the first acquisition intermediate process is obtained. . At this stage, the beam is grown again, and as shown in FIG. 6B, the beam has a high gain of 1112 → 1115 → 1116 and can be accurately matched with the arrival direction of the radio wave.

【0044】図5の動作手順は、波源を捕捉した後にア
ンテナからみた波源の相対位置が変化した場合に有効で
ある。この動作手順によれば、ビームがずれた場合に、
ビーム捕捉を最初からもう一度始めるよりも短時間で再
度捕捉することができる利点がある。従って、常時アン
テナのビームの追尾が必要となる移動体搭載用のアンテ
ナや携帯端末用のアンテナとして非常に有効である。
The operation procedure of FIG. 5 is effective when the relative position of the wave source viewed from the antenna changes after capturing the wave source. According to this operation procedure, when the beam is deviated,
There is an advantage that the beam can be captured again in a shorter time than when the beam capturing is restarted from the beginning. Therefore, it is very effective as an antenna for mounting on a mobile body or an antenna for a mobile terminal, which always requires beam tracking of the antenna.

【0045】図7には第一の実施例で示した本発明のア
ンテナの他の構成を示す。図1で示した構成例との違い
は、LNA1016,1017,1018を制御回路1
013で制御し、その増幅率を可変できる点である。各
アンテナ素子で受信した信号の位相のみならず振幅も変
化させることができるので、所望の波源の方向にビーム
を向けることの他に指向性の成形を行うことができる。
例えば、妨害波の低減などのための低サイドローブ化な
どが必要な環境において有効である。
FIG. 7 shows another structure of the antenna of the present invention shown in the first embodiment. The difference from the configuration example shown in FIG. 1 is that the LNAs 1016, 1017, 1018 are connected to the control circuit 1
It is controlled by 013 and its amplification factor can be changed. Since not only the phase of the signal received by each antenna element but also the amplitude can be changed, directivity shaping can be performed in addition to directing the beam toward a desired wave source.
For example, it is effective in an environment where low side lobes are required to reduce interference waves.

【0046】図8には第一の実施例で示した本発明のア
ンテナの他の構成を示す。図7で示した構成例とほぼ同
様であるが、ここでスイッチおよび無反射終端を取り除
いたことが特徴である。この構成例の場合には、制御回
路1020からLNA1016,1017,1018に
送られる制御信号をコントロールすることにより、LN
Aの増幅率を変化させる他にスイッチとしての機能(O
FF状態を増幅率を最低にすることにより実現する)も
もたせている。従って、図7で示した構成例と全く同等
の作用・効果を維持したまま、アンテナの構成を非常に
簡単化できる。図9には第一の実施例で示した本発明の
アンテナの他の構成を示す。ここまでの実施例では受信
用のアンテナについて説明してきたが、この実施例では
送受共用の場合の構成について示している。受信用のア
ンテナ素子1000,1001,1002以降の構成は
図1で示したものと同じである。送信用アンテナは、ア
ンテナ素子1021,1022,1023にHPA(高
出力増幅器)1024,1025,1026および可変
移相器1027,1028,1029が各々接続されて
いる。ここで、送信装置1032から出力信号は分配器
1031により分配され、各送信用アンテナ素子へ伝達
される。ここで各送信用アンテナ素子から放射される電
波は可変移相器1027,1028,1029によりあ
る位相量が設定され、ある方向にビームを向けたパター
ンを形成する。送信アンテナの可変移相器の位相量の設
定は、制御回路1031によって発生される制御信号に
よって行われる。制御回路1031は受信アンテナの制
御も共通に行っており、受信アンテナに与える位相分布
の情報から送信アンテナに与える位相分布が容易に求め
られる。例えば、送受の周波数がほぼ同じであり、アン
テナ素子の配列も同じであれば、送信アンテナ素子に与
える位相量は各々対応する受信アンテナ素子の位相量と
同じにすればよい。また、周波数かが違っている場合に
は、周波数の差に応じて位相量を変換して各々の送信ア
ンテナ素子に与えればよい。
FIG. 8 shows another structure of the antenna of the present invention shown in the first embodiment. Although it is almost the same as the configuration example shown in FIG. 7, it is characterized by removing the switch and the non-reflection end here. In the case of this configuration example, by controlling the control signal sent from the control circuit 1020 to the LNAs 1016, 1017, 1018, the LN
In addition to changing the amplification factor of A, it also functions as a switch (O
The FF state is realized by minimizing the amplification factor). Therefore, the structure of the antenna can be greatly simplified while maintaining the same operation and effect as the structure example shown in FIG. FIG. 9 shows another configuration of the antenna of the present invention shown in the first embodiment. Although the receiving antenna has been described in the above embodiments, this embodiment shows a configuration for both transmission and reception. The configuration after the receiving antenna elements 1000, 1001, 1002 is the same as that shown in FIG. In the transmitting antenna, HPA (high-power amplifier) 1024, 1025, 1026 and variable phase shifters 1027, 1028, 1029 are connected to antenna elements 1021, 1022, 1023, respectively. Here, the output signal from the transmitter 1032 is distributed by the distributor 1031 and transmitted to each transmitting antenna element. Here, the radio wave radiated from each transmitting antenna element has a certain phase amount set by the variable phase shifters 1027, 1028, 1029, and forms a pattern in which the beam is directed in a certain direction. The setting of the phase amount of the variable phase shifter of the transmitting antenna is performed by the control signal generated by the control circuit 1031. The control circuit 1031 also commonly controls the receiving antenna, and the phase distribution given to the transmitting antenna can be easily obtained from the information of the phase distribution given to the receiving antenna. For example, if the transmission and reception frequencies are substantially the same and the arrangement of the antenna elements is also the same, the amount of phase given to the transmitting antenna elements may be the same as the amount of phase of the corresponding receiving antenna elements. If the frequencies are different, the phase amount may be converted according to the frequency difference and given to each transmitting antenna element.

【0047】以上のような構成により、送信と受信を共
用し、ビームポインティングが簡単な構成で容易に捕捉
が行えるアンテナを提供することができる。携帯用無線
機用のアンテナや衛星通信用のアンテナなどに対して非
常に有効である。
With the above-described structure, it is possible to provide an antenna that shares transmission and reception and that can be easily captured with a structure with simple beam pointing. It is very effective for antennas for portable radios and satellite communications.

【0048】図9と同様な効果は図10のような構成を
行っても同様である。図10の構成の特徴は分波器10
36,1037,1038を用いることでアンテナ素子
1033,1034,1035を送受で共用しているこ
とである。このような構成にすることで、送受でビーム
ポインティングを効果的に行うアンテナが非常に小型・
軽量に実現できる。持ち運ぶことが多い携帯無線機用の
アンテナとして効果が大きい。
The same effect as that of FIG. 9 is obtained even when the configuration of FIG. 10 is performed. The characteristic of the configuration of FIG.
By using 36, 1037, and 1038, the antenna elements 1033, 1034, and 1035 are commonly used for transmission and reception. With this configuration, the antenna that effectively performs beam pointing for transmission and reception is extremely small.
It can be made lightweight. Greatly effective as an antenna for portable radios that are often carried.

【0049】以上の他にも、次のような変更を行っても
本発明のアンテナの効果は同様である。
In addition to the above, the effect of the antenna of the present invention is the same even if the following modifications are made.

【0050】・ここまでで説明した実施例では、受信信
号レベルを最大もしくは極大にするように位相量を制御
している。ここで受信信号レベルは信号の強度でもよい
し、電力値でもよい。また、S/N比(受信電力対雑音
電力比)やC/N比(搬送波電力対雑音電力比)などを
測定して、この値の最大値を求めるようにしてもよい。 ・アンテナのビームを成長させる過程において、最終的
に全てのアンテナ素子を動作させるような例の説明を行
ったが、この換わりに受信信号レベルやS/N比の所望
値をあらかじめ設定しておき、この値を越えれば動作し
ないアンテナ素子が残っていてもここでビーム捕捉を終
了するようにしてもよい。この場合、通信回路を維持す
るために必要以上の利得のアンテナパターンを形成する
ことがなく、ビームを必要以上に鋭くすることがない。
従って、外の環境などの影響によるアンテナのビーム方
向のずれにより、通信が遮断することを極力防ぐことが
できる。移動体用や携帯用のアンテナに効果がある。
In the embodiments described so far, the phase amount is controlled so as to maximize or maximize the received signal level. Here, the received signal level may be signal strength or power value. Further, the maximum value of these values may be obtained by measuring the S / N ratio (reception power to noise power ratio) or the C / N ratio (carrier power to noise power ratio). -In the process of growing the beam of the antenna, an example in which all the antenna elements are finally operated has been described. Instead, desired values of the received signal level and the S / N ratio are set in advance. Even if there is an antenna element that does not operate if the value exceeds this value, the beam capturing may be ended here. In this case, an antenna pattern having a gain higher than necessary to maintain the communication circuit is not formed, and the beam is not sharpened more than necessary.
Therefore, it is possible to prevent the communication from being interrupted as much as possible due to the deviation of the beam direction of the antenna due to the influence of the external environment. Effective for mobile and portable antennas.

【0051】・ここまでの実施例では、ビームを成長さ
せていく過程で動作するアンテナ素子を増やしていく時
に、前の段階でのアンテナ素子に関する位相量を固定し
て、増えたアンテナ素子に関する位相量のみを制御する
ようにしていた。しかし、この場合、最終的に設定され
た位相分布が電波の到来方向へビームを向けるために厳
密な意味で最適であるとは言えないことがある。このよ
うな場合、アンテナの利得は最適な場合に比較してやや
低めの値になっている。このような問題を解決するため
の手段として、ビーム捕捉の最終段階において動作して
いるアンテナ素子全てに関する位相量を再調整する手順
を動作手順に加えることができる。この場合、各アンテ
ナの位相量はほぼ最適値に近いので、位相量を変化させ
る範囲は非常に狭くて済む。従って、動作手順に若干の
手順を加えただけの簡単な構成で、アンテナパターンを
厳密に最適にすることが短時間で効率的に行える。
In the above embodiments, when the number of antenna elements operating in the process of growing a beam is increased, the phase amount related to the antenna element in the previous stage is fixed and the phase related to the increased antenna element is fixed. Only the amount was controlled. However, in this case, the finally set phase distribution may not be optimal in a strict sense in order to direct the beam in the arrival direction of the radio wave. In such a case, the gain of the antenna is slightly lower than that in the optimum case. As a means for solving such a problem, a procedure of re-adjusting the phase amounts of all the antenna elements operating in the final stage of beam capture can be added to the operating procedure. In this case, since the phase amount of each antenna is close to the optimum value, the range in which the phase amount is changed can be very narrow. Therefore, the antenna pattern can be strictly optimized efficiently in a short time with a simple configuration in which a few steps are added to the operation procedure.

【0052】・ここまでの実施例では、所望の受信信号
レベルを最大にするように位相量の制御を行う例につい
て説明した。この他に妨害波がある環境下では、妨害波
の受信レベルを検知し、所望の信号の受信レベルは上
げ、妨害波の受信レベルを下げるように位相量の制御を
行うことができる。この場合、最終的なアンテナパター
ンは所望の電波方向には利得が高くなり、妨害波の方向
にはナルが形成される。このような機能は、今後無線機
が益々利用され、妨害となる電波が非常に多く発生する
環境で利用するアンテナにとって非常に重要である。
In the above embodiments, the example of controlling the phase amount so as to maximize the desired received signal level has been described. In addition to this, in an environment where there is an interfering wave, it is possible to detect the receiving level of the interfering wave, raise the receiving level of a desired signal, and control the phase amount so as to lower the receiving level of the interfering wave. In this case, the final antenna pattern has a high gain in the desired radio wave direction and a null is formed in the interference wave direction. Such a function is very important for an antenna used in an environment where radio devices will be increasingly used in the future and an extremely large amount of radio waves that interfere will be generated.

【0053】・ここまでの実施例では、送受信機に至る
電波の回路をアナログ系で構成した例を示した。この換
わりに、ディジタル系の回路を利用した図11のような
構成も考えられる。ここでアンテナ素子1201,12
02,1203は各々LNA1204,1205,12
06、周波数変換器1207,1208,1209、A
/D変換器1210,1211,1212に接続されて
おり、受信された信号はディジタル信号に変換される。
このディジタル信号は、DBF(ディジタルビーム形成
回路)1213に入力される。DBFでは、CPU12
14からの制御信号に基づき、ここまでに説明した実施
例におけるビーム成長のための動作が行われる。この構
成により、アナログ系で構成した場合と全く同様の効果
が得られる。また、信号をディジタルにしたことでCP
Uによる制御がしやすくなったり、位相の制御のために
可変移相器などが必要なくなるなど、アンテナ構成、処
理の点で効果が大きい。
In the above-described embodiments, an example in which the circuit of the radio wave reaching the transmitter / receiver is configured by an analog system has been shown. Alternatively, a configuration using a digital circuit as shown in FIG. 11 can be considered. Here, the antenna elements 1201 and 12
02 and 1203 are LNAs 1204, 1205 and 12 respectively.
06, frequency converters 1207, 1208, 1209, A
It is connected to the / D converters 1210, 1211 and 1212, and the received signals are converted into digital signals.
This digital signal is input to a DBF (digital beam forming circuit) 1213. In DBF, CPU12
Based on the control signal from 14, the operation for beam growth in the embodiments described so far is performed. With this configuration, it is possible to obtain exactly the same effect as in the case of the analog system. In addition, the digital signal makes CP
It is easy to control by U, and a variable phase shifter or the like is not necessary for controlling the phase, which is a great effect in terms of antenna configuration and processing.

【0054】・動作するアンテナをどの様に増やしてい
かについては、幾つかの方法がある。以下に図12に示
すような9個のマイクロストリップアンテナ素子125
1〜1259で構成されるアンテナの場合を例にとり、
その増やし方の幾つかの例を示す。一つずつアンテナ素
子を移動させていく方法として、例えばアンテナ素子1
251だけ最初に動作させ、次はアンテナ素子125
2、次はアンテナ素子1254、次はアンテナ素子12
55・・・といった具合に、最初動作するアンテナ素子
を囲むように動作するアンテナ素子を増やしていく方法
がある。また、最初にアンテナ素子1251だけを動作
させ、次は3つのアンテナ素子1252,1254、1
255を同時に動作させ、最後に全てのアンテナ素子を
動作させるという方法もある。基本的に重要なことは、
アンテナの実効開口を徐々に広げるように動作させ、ビ
ーム幅を徐々に狭くしていくようにすることである。こ
のようにすることにより、確実に電波到来方向にビーム
が向くようにビームを成長させることができる。
There are several ways to increase the number of operating antennas. Nine microstrip antenna elements 125 as shown in FIG.
Taking the case of an antenna composed of 1-1259 as an example,
Here are some examples of how to increase it. As a method of moving the antenna elements one by one, for example, the antenna element 1
251 is operated first, then the antenna element 125
2, then antenna element 1254, then antenna element 12
There is a method of increasing the number of antenna elements that operate so as to surround the antenna element that operates first, such as 55. In addition, first, only the antenna element 1251 is operated, and next, the three antenna elements 1252, 1254, and 1 are operated.
There is also a method of operating 255 at the same time and finally operating all the antenna elements. Basically the important thing is
This is to operate so as to gradually widen the effective aperture of the antenna and gradually narrow the beam width. By doing so, it is possible to grow the beam so that the beam surely faces the arrival direction of the radio wave.

【0055】以下に反射鏡アンテナを用いた場合の本発
明の実施例について図面を用いて説明する。
An embodiment of the present invention using a reflector antenna will be described below with reference to the drawings.

【0056】図13は本発明の実施例を示すアンテナの
断面図である。このアンテナは、アンテナストラクチュ
ア2006により一次放射器2005および反射鏡20
04を固定して構成される反射鏡アンテナであり、その
反射鏡で反射する電波の一部を遮蔽板2001により遮
蔽することができる構成であることが特徴である。遮蔽
板2001は、電波を吸収する材料で形成されるか、板
の表面に電波吸収体を装着して電波を吸収するように形
成されている。また、遮蔽板2001は駆動部2002
により動かすことにより、アンテナ開口を遮る量を可変
することができる。遮蔽板2001はカバー2003に
収納できる構成とする。一次放射器2005で受信され
た電波は受信機2009に接続される。受信機において
受信された信号レベルはCPU2008で常にモニター
されている。CPUでは、受信信号を元にアンテナを動
かす、すなわちビーム方向を変化させるための制御信号
を生成し、これをアンテナ駆動部2007に伝達する。
アンテナ駆動部2007はアンテナ全体を動かすことに
より、アンテナのビーム方向を変化させることができ
る。また、CPU2008は同時に遮蔽板2001を動
かすための駆動部2002への制御信号を発生させる。
以上のような構成により、CPU2008では次のよう
なことを行う機能を有することがわかる。
FIG. 13 is a sectional view of an antenna showing an embodiment of the present invention. This antenna includes a primary radiator 2005 and a reflector 20 through an antenna structure 2006.
This is a reflector antenna configured by fixing 04, and is characterized in that a part of the radio wave reflected by the reflector can be shielded by the shield plate 2001. The shield plate 2001 is made of a material that absorbs radio waves, or is formed so that a radio wave absorber is attached to the surface of the plate to absorb radio waves. In addition, the shielding plate 2001 has a driving unit 2002.
By moving with, the amount of blocking the antenna opening can be changed. The shielding plate 2001 has a structure that can be stored in the cover 2003. The radio wave received by the primary radiator 2005 is connected to the receiver 2009. The signal level received at the receiver is constantly monitored by the CPU 2008. The CPU generates a control signal for moving the antenna, that is, changing the beam direction based on the received signal, and transmits the control signal to the antenna driving unit 2007.
The antenna driving unit 2007 can change the beam direction of the antenna by moving the entire antenna. At the same time, the CPU 2008 also generates a control signal to the drive unit 2002 for moving the shielding plate 2001.
It can be seen that, with the above-described configuration, the CPU 2008 has a function of performing the following.

【0057】遮蔽板を動かしてアンテナの有効開口の
大きさを変え、ビームの鋭さを変化させる。
The shield plate is moved to change the size of the effective aperture of the antenna to change the sharpness of the beam.

【0058】アンテナ駆動部を動かしてアンテナのビ
ーム方向を変化させる。
The antenna driving unit is moved to change the beam direction of the antenna.

【0059】受信信号の強度をモニターし、記憶す
る。
The intensity of the received signal is monitored and stored.

【0060】上記の機能を組み合わせることにより、電
波到来方向に自動的にビームを向け、ビーム幅を鋭くす
る(つまり利得を上げていく)ような動作をCPUによ
り制御することが可能になる。以下に、その具体的な手
順を示す。
By combining the above functions, the CPU can control the operation of automatically directing the beam in the direction of arrival of the radio wave and sharpening the beam width (that is, increasing the gain). The specific procedure is shown below.

【0061】図14、図15、図16には、アンテナの
ビームを徐々に鋭くしていき、ビームを電波到来方向へ
向け、利得を高くしていく様子を示している。ここで
は、最も単純な場合として、図14に示したx−z平面
内での任意の方向から電波が到来した場合にその方向へ
ビームを向けるための手順について示す。なお、この各
図においては、簡単のため遮蔽板とビームの関係がわか
るように、説明に関係ないものは省略して示してある。
FIGS. 14, 15 and 16 show how the antenna beam is gradually sharpened, the beam is directed in the direction of arrival of the radio wave, and the gain is increased. Here, as the simplest case, when a radio wave arrives from an arbitrary direction in the xz plane shown in FIG. 14, a procedure for directing the beam in that direction will be shown. In each of the drawings, those not related to the description are omitted for simplification so that the relationship between the shield plate and the beam can be understood.

【0062】図14は電波到来方向の捕捉のための初期
状態を示す。反射鏡2004は遮蔽板2001によりか
なりの部分が遮蔽されており、実質の開口はx方向でA
−A′の領域である。このため、この場合のビームは図
に示すような広角の放射指向性をもつものとなり、利得
も低い。この広角のビームを用いて、ラフなビーム捕捉
を行う。具体的には、アンテナ駆動部2007によりア
ンテナ全体を動かすことによりビーム方向を変化させる
(初期段階では、電波到来の可能性のある方向全てに一
通りビームを向ける)。このとき受信機2009におい
て常に電波の受信強度をモニタしており、電波の受信強
度が最大になるビーム方向を把握し、最終的にその方向
にアンテナのビーム方向を固定する。以上の過程におい
て、受信機での受信強度のモニタ、遮蔽板の駆動とビー
ム方向の可変のためのアンテナ駆動部への制御信号の生
成はすべてCPU2008が行う。このCPUの働きに
ついては以後の図15、図16に示す段階についても同
様である。
FIG. 14 shows an initial state for capturing the arrival direction of a radio wave. A large part of the reflecting mirror 2004 is shielded by the shielding plate 2001, and the substantial aperture is A in the x direction.
-A 'area. Therefore, the beam in this case has a wide-angle radiation directivity as shown in the figure, and the gain is low. Rough beam capture is performed using this wide-angle beam. Specifically, the beam direction is changed by moving the entire antenna by the antenna driving unit 2007 (in the initial stage, the beam is directed in all directions in which radio waves may arrive). At this time, the receiver 2009 constantly monitors the reception intensity of the radio wave, grasps the beam direction in which the reception intensity of the radio wave is maximum, and finally fixes the beam direction of the antenna in that direction. In the above process, the CPU 2008 performs all the monitoring of the reception intensity at the receiver, the generation of the control signal to the antenna driving unit for driving the shield plate and changing the beam direction. The function of the CPU is the same in the subsequent steps shown in FIGS.

【0063】図14で示した初期段階では、ビーム幅が
広いために電波到来方向に対して精度良くビームを向け
ることはできない。また、この場合利得も低い。従っ
て、次の段階ではビーム幅を徐々に狭くしていき、電波
到来方向とビーム方向を精度良く一致させるようにす
る。具体的な手段としては、遮蔽板2001を外側に少
し駆動し、反射鏡を遮蔽する領域を減らし実質開口を大
きくする。図15ではB−B′の領域が実質のアンテナ
開口となる。この結果、図に示すようにビームは鋭くな
り、利得の高い放射指向性が形成される。この段階でも
アンテナ駆動部を駆動することによりビーム方向を変
え、同時に受信信号強度をモニタすることにより、受信
強度の最大値方向を探査する。そしてその最大値方向へ
ビームが向くようにアンテナを固定する。この場合は、
初期段階とは違って、受信電波の強度の最大値を探査す
る領域がある程度把握されている状態なので、ビーム幅
が狭くなったことにより探査時間が増大するようなこと
はない。比較的短時間で前段階より高精度のビーム方向
制御が可能になる。
At the initial stage shown in FIG. 14, since the beam width is wide, the beam cannot be accurately directed in the direction of arrival of the radio wave. Further, in this case, the gain is low. Therefore, in the next stage, the beam width is gradually narrowed so that the arrival direction of the radio wave and the beam direction are accurately matched. As a concrete means, the shielding plate 2001 is slightly driven outward to reduce the area for shielding the reflecting mirror and enlarge the substantial opening. In FIG. 15, the area BB ′ is a substantial antenna aperture. As a result, the beam becomes sharp as shown in the figure, and a radiation directivity with high gain is formed. At this stage also, the beam direction is changed by driving the antenna driving unit, and at the same time, the direction of the maximum value of the reception intensity is searched by monitoring the reception signal intensity. Then, the antenna is fixed so that the beam faces the maximum value direction. in this case,
Unlike the initial stage, since the area for searching the maximum value of the intensity of the received radio wave is known to some extent, the narrowing of the beam width does not increase the searching time. The beam direction can be controlled with higher accuracy than in the previous step in a relatively short time.

【0064】以上の手順を繰り返して、徐々にビーム幅
を狭く、利得を高くしていき、最終的には図16に示す
ようにアンテナ開口を全て利用する状態にもっていく。
この場合、ビーム幅は最も狭くなり、利得も最大とな
る。ビーム方向も精度良く電波の到来方向に一致する。
By repeating the above procedure, the beam width is gradually narrowed and the gain is increased, and finally, as shown in FIG. 16, all the antenna apertures are used.
In this case, the beam width is the narrowest and the gain is also the maximum. The beam direction also accurately matches the arrival direction of the radio wave.

【0065】以上説明した本発明の構成により、以下の
ような効果が期待できる。
With the configuration of the present invention described above, the following effects can be expected.

【0066】・高利得のアンテナのビームポインティン
グが精度良く、しかも簡単かつ迅速に行うことが可能で
ある。例えば、衛星通信・衛星放送用アンテナの場合
に、最初にアンテナを設置する場合に、非常に簡単にビ
ーム方向を衛星方向に一致させることができる。また、
移動体用もしくは可搬型のアンテナとして利用する場合
には、アンテナを設置する場所を頻繁に変更することが
多いので、このような場合に頻度の高いアンテナポイン
ティングの煩わしさを解消できるので非常に有効であ
る。
Beam pointing of a high gain antenna can be performed accurately, easily and quickly. For example, in the case of an antenna for satellite communication / satellite broadcasting, the beam direction can be matched with the satellite direction very easily when the antenna is first installed. Also,
When using it as a mobile or portable antenna, the location where the antenna is installed is often changed, so in such a case the annoyance of frequent antenna pointing can be eliminated, so it is very effective. Is.

【0067】・徐々に電波到来方向を絞っていく方法で
あるので、電波方向をサイドローブ方向と一致させてし
まうようなポインティングでのミスを生じることが少な
く、実用上有効である。
Since it is a method of gradually narrowing the direction of arrival of the radio wave, there is little chance of a pointing error such that the direction of the radio wave coincides with the side lobe direction, and it is practically effective.

【0068】図13〜図16で示した本発明の構成は、
以下のような変更を行っても同様の効果が期待できる。
The structure of the present invention shown in FIGS. 13 to 16 is as follows.
The same effect can be expected even if the following changes are made.

【0069】・この実施例では、反射鏡と遠方界領域の
間で電波を遮蔽する構成であったが、電波を遮蔽する場
所はこの限りではない。例えば、図17に示すように、
一次放射器と反射鏡の間での電波の伝搬経路において電
波の遮蔽を行っても全く同様の効果が期待できる。図1
7において、電波の遮蔽は遮蔽板2010で行い、この
遮蔽板は駆動部2011で動かし、カバー2012に収
納可能な構成とする。このような構成にすることによ
り、電波を遮蔽する機械的な部分(遮蔽板、駆動部、カ
バーなど)を小型化、軽量化することができる。可搬型
アンテナとして利用する場合に都合が良い。この例に限
らず、電波の伝搬経路途中に遮蔽する構造を有するので
あれば、本発明の効果は同様である。
In this embodiment, the radio wave is shielded between the reflecting mirror and the far field area, but the place where the radio wave is shielded is not limited to this. For example, as shown in FIG.
Even if the radio wave is shielded in the radio wave propagation path between the primary radiator and the reflecting mirror, the same effect can be expected. FIG.
In FIG. 7, a shield plate 2010 shields radio waves, and this shield plate is moved by a drive unit 2011 and can be housed in a cover 2012. With such a configuration, it is possible to reduce the size and weight of the mechanical part that shields radio waves (shielding plate, drive part, cover, etc.). It is convenient when used as a portable antenna. Not limited to this example, the effect of the present invention is the same as long as it has a structure for shielding in the propagation path of the radio wave.

【0070】・実施例では、アンテナ開口の遮蔽を一方
向について行い、その方向でのビーム走査を行ったが、
もちろん2次元的なビーム走査は可能である。図18と
図19には2次元的なビーム走査を行う場合における遮
蔽板の構成例を示す。図18では、水平方向に遮蔽する
領域を変化させる遮蔽板2020と垂直方向に遮蔽する
領域を変化させる遮蔽板2021を別個に設けて、各々
を独立に制御する。この場合、先に水平面内でのビーム
方向制御を行い、次に垂直面内でのビーム方向制御を行
うように、水平と垂直で独立にビーム方向制御が行え
る。このような構成はどちらかの面での制御を頻繁に行
い、もう一方はある程度ビーム方向が既知であるような
場合有効である。例えば、静止衛星からの電波を受信す
るような場合には、衛星を見込む仰角(水平面からの角
度)はある程度既知であり、アンテナのビーム方向制御
は水平面内で重要になるが、このような場合には効率的
にビームポインティングが行える。図19に示す例で
は、丁度カメラのレンズの絞りと同じような構造で遮蔽
板2022およびその駆動部を設ける。このような構成
にすることにより、開口の大きさを徐々に変化させ、ビ
ーム幅を2次元的に変化させることができる。このよう
な構成は2次元のビームポインティングを行うための手
段として効果的である。
In the embodiment, the antenna aperture is shielded in one direction and the beam scanning is performed in that direction.
Of course, two-dimensional beam scanning is possible. 18 and 19 show a configuration example of the shielding plate in the case of performing two-dimensional beam scanning. In FIG. 18, a shield plate 2020 that changes the horizontally shielded region and a shield plate 2021 that changes the vertically shielded region are separately provided, and each is independently controlled. In this case, the beam direction control can be performed independently in the horizontal and vertical directions such that the beam direction control is first performed in the horizontal plane and then the beam direction control is performed in the vertical plane. Such a configuration is effective when the control is frequently performed on either side and the other direction is known to some extent. For example, when receiving radio waves from a geostationary satellite, the elevation angle (angle from the horizontal plane) looking into the satellite is known to some extent, and antenna beam direction control is important in the horizontal plane. Beam pointing can be done efficiently. In the example shown in FIG. 19, the shielding plate 2022 and its drive unit are provided in the same structure as the diaphragm of the lens of the camera. With such a configuration, the size of the aperture can be gradually changed and the beam width can be changed two-dimensionally. Such a configuration is effective as a means for performing two-dimensional beam pointing.

【0071】・実施例では、反射鏡アンテナの開口を遮
蔽板で覆い隠す構成により、ビームの鋭さ、利得を変化
させることを例として説明したが、本発明の構成は他の
方式のアンテナにも同様に適用でき、全く同じ効果を期
待できる。例えば、レンズアンテナやアレーアンテナの
表面を覆うような構成にできる。
In the embodiments, the description has been made by taking as an example that the sharpness and the gain of the beam are changed by the structure in which the opening of the reflecting mirror antenna is covered with the shielding plate, but the structure of the present invention is applicable to the antennas of other systems. It can be applied in the same way and the exact same effect can be expected. For example, the surface of the lens antenna or array antenna may be covered.

【0072】・実施例ではビーム方向制御のためにアン
テナ全体を動かす方法をとったが、この換わりにアンテ
ナの一部を動かすことによりビーム方向を変化させる方
法を用いてもよい。例えば、反射鏡のみを駆動できるよ
うにアンテナ駆動部に接続し、反射鏡を駆動することに
よりビーム方向を制御したり、反射鏡をカセグレンアン
テナなどのような2枚の反射鏡で構成し、その副反射鏡
を駆動する方法などが利用できる。このような場合、ア
ンテナ全体よりも小さな軽い部分を駆動するだけでよい
ので、アンテナ駆動部の構成を簡単化できる利点があ
る。
In the embodiment, the method of moving the entire antenna is used for controlling the beam direction, but a method of changing the beam direction by moving a part of the antenna may be used instead. For example, it is connected to an antenna driving unit so that only the reflecting mirror can be driven, and the beam direction is controlled by driving the reflecting mirror, or the reflecting mirror is composed of two reflecting mirrors such as a Cassegrain antenna. A method of driving the sub-reflector can be used. In such a case, it is only necessary to drive a lighter portion that is smaller than the entire antenna, which is an advantage that the configuration of the antenna drive unit can be simplified.

【0073】・実施例では、受信機のみを接続した構成
を示したが、この他に送信機を接続し、送受共用できる
構成にすることが可能である。この場合、アンテナビー
ム制御系には全くの変更がなく、送信機系統を付加する
だけでよく、送受のアンテナビームとも精度良く電波到
来(放射)方向に一致し、利得の高いアンテナを実現す
ることが可能であり、移動体用アンテナ、衛星通信・衛
星放送用アンテナなどの用途として有効である。
In the embodiment, the configuration is shown in which only the receiver is connected, but in addition to this, it is possible to connect a transmitter and make it possible to share transmission and reception. In this case, the antenna beam control system does not need to be changed at all, only a transmitter system needs to be added, and the antenna beam for transmission and reception can be accurately aligned with the direction of arrival (radiation) of the radio wave and a high gain antenna can be realized It is effective as a mobile antenna, a satellite communication / satellite broadcast antenna, and the like.

【0074】・実施例では鏡面形状の固定された反射鏡
アンテナの場合について説明したが、本発明は鏡面形状
を何らかの方法で可変できるようなアンテナに対しても
適用できる。その一例として、展開アンテナの場合の実
施例を図20〜図22で説明する。展開アンテナは、衛
星搭載用などのアンテナとして提案されている方式のア
ンテナであり、打ち上げロケットのフェアリング内にあ
るときには小さくたたむか収納しておき、軌道上に来た
ときに広げるようなものである。具体的な方式として、
傘のように広げる方式、風船のように中にある気体など
を挿入して膨らます方式、トラス構造(骨組み構造)に
より折り畳んだものを広げる方式などがある。これらの
全ての方式の展開アンテナにおいて、アンテナを展開す
る過程で反射鏡として動作する部分を徐々に広げていく
ようなことを行うことで本発明の実施例で示した反射鏡
アンテナと全く同様の機能をもたせることができる。例
えば、図20〜図22では展開トラスアンテナの断面を
示し、徐々にアンテナを広げていく様子を示す。図20
において、トラス構造体2025で形成されているアン
テナは一部を広げ、その他はまだ折り畳んだ状態にして
おく。一次放射器2024からの電波はメッシュ202
6(電波を反射させるものであれば何で形成されていて
も構わない)により反射される。この場合、反射鏡とし
て動作するのはメッシュにより反射鏡が形成されている
部分のみであり、アンテナのビームは広い。トラス構造
体の中にはトラスの形状を機械的に変化させるための駆
動部(アクチュエータ2023)を設け、これを駆動し
反射鏡全体の形状を変化させることによりビーム方向を
制御できる。従って、最初にビーム幅が広い段階でアク
チュエータを動かすことで電波到来方向にだいたいビー
ムを向けるように反射鏡の形状を求め、次の段階(図2
1)ではさらにアンテナの一部を展開し、その部分のア
クチュエータを動作させることでビーム方向を更に制御
する。この段階でビーム幅は初期状態より狭く、利得が
高くなっている。最終的に、アンテナを全て展開し、開
いた部分のアクチュエータを動作させることで、利得を
最も高く、ビーム方向も最も精度良く一致させた状態に
もってくる。この実施例においても受信電波の強度は常
にCPUでモニタしており、ここで発生する制御信号
は、アンテナの展開および形状変化のためにアクチュエ
ータを動作させるものである。また、ここでビーム方向
を変化させるために、反射鏡鏡面の形状を変化させる換
わりに、アンテナ全体の形状を変化させるようにしても
よい。以上のような構成により、展開アンテナのビーム
方向制御が簡単かつ短時間に行うことが可能である。ま
た、このような衛星搭載用の展開アンテナでは熱や振動
などの影響でアンテナの形状が変化してしまうことがあ
るが、本発明の構成を用いることにより熱や振動などの
影響があっても、アクチュエータによりアンテナの形状
を変化させて受信電波の最大値となる状態を捜し出す操
作を行うことでこれらの影響を吸収してしまうことがで
き、衛星搭載用アンテナとして非常に有効である。
In the embodiment, the case of a fixed reflector antenna having a mirror surface shape has been described, but the present invention can be applied to an antenna whose mirror surface shape can be changed by some method. As an example thereof, an embodiment in the case of a deployable antenna will be described with reference to FIGS. The deployable antenna is a type of antenna that has been proposed as an antenna for mounting on a satellite.It is a small antenna that can be folded or stowed when it is inside the fairing of a launch vehicle, and then unfolded when it is in orbit. is there. As a concrete method,
There are methods such as unfolding like an umbrella, inflating by inserting the gas inside it like a balloon, and unfolding something that is folded by a truss structure (frame structure). In all of these types of deployable antennas, in the process of deploying the antenna, by gradually expanding the portion that operates as a reflector, the reflector antenna shown in the embodiment of the present invention is exactly the same. It can have a function. For example, FIGS. 20 to 22 show cross sections of the deployable truss antenna and show how the antenna is gradually expanded. FIG.
In, the antenna formed by the truss structure body 2025 is partially expanded, and the other antennas are still folded. Radio waves from the primary radiator 2024 are mesh 202
6 (which may be formed of anything that reflects radio waves). In this case, only the portion where the reflecting mirror is formed by the mesh operates as the reflecting mirror, and the beam of the antenna is wide. A driving unit (actuator 2023) for mechanically changing the shape of the truss is provided in the truss structure, and the beam direction can be controlled by driving this and changing the shape of the entire reflecting mirror. Therefore, first, the shape of the reflecting mirror is obtained by moving the actuator in the stage where the beam width is wide so that the beam is roughly directed in the direction of arrival of the radio wave, and the next stage (see FIG. 2).
In 1), a part of the antenna is further developed, and the actuator in that part is operated to further control the beam direction. At this stage, the beam width is narrower than the initial state and the gain is high. Finally, by deploying all the antennas and operating the actuator in the open part, the gain is maximized and the beam directions are matched with the highest precision. Also in this embodiment, the intensity of the received radio wave is constantly monitored by the CPU, and the control signal generated here operates the actuator for expanding and changing the shape of the antenna. Further, in order to change the beam direction here, instead of changing the shape of the reflecting mirror surface, the shape of the entire antenna may be changed. With the above configuration, the beam direction of the deployable antenna can be controlled easily and in a short time. Further, in such a deployable antenna mounted on a satellite, the shape of the antenna may change due to the influence of heat or vibration. However, even if the configuration of the present invention is used, even if the influence of heat or vibration occurs. It is possible to absorb these influences by changing the shape of the antenna with the actuator to find the maximum value of the received radio wave, and it is very effective as a satellite antenna.

【0075】・実施例では、徐々にアンテナ利得を上げ
て、最終的にはそのアンテナの出し得る最大の利得まで
もってくるようにCPUが制御する例について説明し
た。しかし、この制御において、アンテナ受信系(もし
くは送信系)が必要とするレベルに達した段階でビーム
方向制御、利得上昇を止めるようにすることも可能であ
る。例えば、受信レベルをCPUでモニタしておき、C
PUでは受信強度やS/N比などが所望レベルに達した
と判断し、この段階でアンテナ開口を広げてビーム幅を
狭くして利得を上げることを止めるようにする。このよ
うにすることにより、必要以上にビームを鋭くすること
を防ぐ。この場合、アンテナのビーム方向のポインティ
ング精度の許容誤差を最大にすることができ、アンテナ
の位置変動や熱による影響などでビーム方向がずれて利
得が下がってしまうことを防ぐことができる。これは実
用上重要であり、特に移動体などの搭載アンテナなどで
外因からの影響によりポインティングがずれることが考
えられる場合に有効である。
In the embodiment, the example has been described in which the CPU controls so that the antenna gain is gradually increased and finally the maximum gain that the antenna can output is obtained. However, in this control, it is possible to stop the beam direction control and stop the gain increase when the level reaches the level required by the antenna reception system (or transmission system). For example, the reception level is monitored by the CPU, and C
The PU determines that the reception intensity, the S / N ratio, etc. have reached the desired level, and at this stage the antenna aperture is widened to narrow the beam width and stop increasing the gain. By doing so, it is possible to prevent the beam from being sharpened more than necessary. In this case, the tolerance of pointing accuracy in the beam direction of the antenna can be maximized, and it is possible to prevent the beam direction from being deviated and the gain being lowered due to the position variation of the antenna or the influence of heat. This is important for practical use, and is particularly effective when it is considered that the pointing may be displaced due to the influence from an external factor such as an antenna mounted on a mobile body.

【0076】・実施例では単調増加的にアンテナ利得を
上げていくようにアンテナビームを形成する例を示し
た。これに対して、状況に応じ、アンテナ利得を下げる
(ビーム幅を広げる)ような動作モードを加えることで
新たな効果が期待できる。例えば、ビーム方向が電波の
到来方向に一致していた状態が何らかの要因によりずれ
てしまった場合には、再度ビームを捕捉するためにここ
まで示してきた実施例での動作を最初から行うことにな
る。しかし、この場合、全く初期状態から始めるのでは
なく、ビームがある程度鋭く、利得も高いある段階から
始めた方が効率的にビーム捕捉ができる。従って、ビー
ムがずれてしまったとCPUが判断した場合(例えば受
信強度が低くなったとき)に、今度は逆にアンテナ開口
を徐々に狭くしてビーム幅を広げていき、電波到来方向
を捕捉したと判断した段階(例えば、最初のビーム捕捉
の一連の過程において受信強度を記憶しておき、ビーム
幅を広げていく段階でその各段階でのビーム捕捉時の受
信強度と同等レベルになったときに電波到来方向を捕捉
したと判断できる)でビーム幅を広げる動作を終了し、
この段階から実施例に示したビーム捕捉の動作を行うよ
うにする。以上のような制御をCPUが行うことで、ビ
ーム方向がずれた場合に効率的にビーム方向捕捉の再復
帰が可能となる。これは、例えば、移動体搭載アンテナ
などの用途で、移動中など電波の到来方向が刻々と変化
するような場合に非常に有効である。
In the embodiment, an example is shown in which the antenna beam is formed so that the antenna gain is increased monotonically. On the other hand, depending on the situation, a new effect can be expected by adding an operation mode that lowers the antenna gain (widens the beam width). For example, when the state where the beam direction coincides with the arrival direction of the radio wave is deviated due to some factor, the operation in the embodiment shown so far is performed from the beginning in order to capture the beam again. Become. However, in this case, it is possible to efficiently capture the beam by starting from a certain stage where the beam is rather sharp and the gain is high, rather than starting from the initial state at all. Therefore, when the CPU determines that the beam has been deviated (for example, when the reception intensity is low), the antenna opening is gradually narrowed to widen the beam width, and the radio wave arrival direction is captured. (For example, when the reception intensity is memorized in the series of processes for the first beam capture and the beam intensity is at the same level as the beam capture intensity at each stage in the process of expanding the beam width) It can be judged that the direction of arrival of the radio wave has been captured)
From this stage, the beam capturing operation shown in the embodiment is performed. By performing the above control by the CPU, it is possible to efficiently regain the capture of the beam direction when the beam direction is deviated. This is very effective, for example, in an application such as a mobile-mounted antenna, when the arrival direction of radio waves changes momentarily such as during movement.

【0077】次にリフレクトアレーを用いた場合の本発
明の実施例を示す。
Next, an example of the present invention using a reflect array will be described.

【0078】図23にはリフレクトアレーを用いた携帯
用送受装置の外観を示す。携帯用送受装置は箱型に収納
が可能であり、リフレクトアレーを形成した蓋2031
を開けて固定することにより送受信機として動作が可能
となる。受信の場合を例にとり説明すると、電波はリフ
レクトアレーにおいて反射し、このとき反射波の位相分
布が変化し、一次放射器2032に受信電波が集中す
る。一次放射器2032は送受信機2033に接続さ
れ、送受信装置として機能する。このような送受信装置
は携帯用として持ち運び自由である。図24にはこの送
受信装置の構成図を示す。送受信機2033において受
信強度レベルを把握し、CPU2035がこのレベルを
モニタする。CPU2035では制御信号を発生させリ
フレクトアレー2036に伝達し、この制御信号に基づ
いてリフレクトアレーで反射する電波の位相分布を変化
させる。この位相分布の変化によりビーム方向が変化す
る。リフレクトアレー2036の具体的な構成例を図2
5に示す。リフレクトアレーは一方に地導体を形成した
誘電体基板もしくはハニカム構造体で形成された基板2
041の上面に、パッチアンテナ2042〜2054、
各パッチアンテナに接続されるマイクロストリップ線路
2056およびモジュール2055、各モジュールに接
続され一方が開放もしくは短絡されたマイクロストリッ
プ線路、一方が抵抗体2058で終端されたマイクロス
トリップ線路2057を形成して構成される。ここで各
モジュールは次のような二つの動作をCPUから発する
制御信号をもとに行うものとする。
FIG. 23 shows the external appearance of a portable transmission / reception device using a reflect array. The portable transmission / reception device can be stored in a box shape, and a lid 2031 having a reflect array is formed.
It can be operated as a transceiver by opening and fixing. Taking the case of reception as an example, the radio wave is reflected by the reflect array, the phase distribution of the reflected wave changes at this time, and the received radio wave is concentrated on the primary radiator 2032. The primary radiator 2032 is connected to the transceiver 2033 and functions as a transceiver. Such a transmitting / receiving device is portable and can be carried around freely. FIG. 24 shows a block diagram of this transmitting / receiving apparatus. The transceiver 2033 grasps the reception intensity level, and the CPU 2035 monitors this level. The CPU 2035 generates a control signal, transmits it to the reflect array 2036, and changes the phase distribution of the radio wave reflected by the reflect array based on this control signal. The beam direction changes due to the change in the phase distribution. FIG. 2 shows a specific configuration example of the reflect array 2036.
5 shows. The reflect array is a dielectric substrate having a ground conductor formed on one side or a substrate 2 made of a honeycomb structure.
On the upper surface of 041, patch antennas 2042 to 2054,
A microstrip line 2056 and a module 2055 connected to each patch antenna, a microstrip line connected to each module, one of which is open or short-circuited, and one of which is terminated by a resistor 2058. It Here, it is assumed that each module performs the following two operations based on a control signal issued from the CPU.

【0079】パッチアンテナを抵抗体に接続された線
路側に接続する。この場合、パッチアンテナで受信した
電波は抵抗体に吸収され、パッチアンテナから電波は再
放射されない。従って、このような動作のパッチアンテ
ナ部分は反射板のように動作しない。
The patch antenna is connected to the line side connected to the resistor. In this case, the electric wave received by the patch antenna is absorbed by the resistor, and the electric wave is not re-emitted from the patch antenna. Therefore, the patch antenna portion having such an operation does not operate like a reflector.

【0080】パッチアンテナを一方が短絡もしくは開
放された線路側に接続する。この場合、パッチアンテナ
で受信した電波は終端で全反射されるので、パッチアン
テナから電波は再放射される。このときに、再放射され
る電波の位相を可変する手段を有する。このような動作
のパッチアンテナ部分は反射板のように動作し、位相を
可変する手段による設定された位相量により位相分布が
変化する。この位相分布をCPUからの制御信号により
制御することにより、リフレクトアレーによって反射し
た電波のビーム方向を自由に制御することが可能とな
る。
The patch antenna is connected to the line side where one side is short-circuited or open. In this case, since the radio wave received by the patch antenna is totally reflected at the terminal, the radio wave is re-radiated from the patch antenna. At this time, it has means for varying the phase of the re-radiated radio wave. The patch antenna portion of such operation operates like a reflector, and the phase distribution changes according to the phase amount set by the means for changing the phase. By controlling this phase distribution by the control signal from the CPU, it becomes possible to freely control the beam direction of the radio wave reflected by the reflect array.

【0081】ここで、CPUから発する制御信号には2
種類あることに注意する。その一つは二つの線路を切り
替えるための制御を行うものであり、もう一方は電波を
受信した再放射するときの位相量を所定の値に設定する
ものである。モジュールの具体的な構成例を図26およ
び図27に示す。図26の例では、アンテナ2060は
モジュール2055内に形成されたスイッチ2061に
接続される。スイッチ2061では、線路を抵抗体20
58が接続された線路2057側か、終端が短絡もしく
は開放された線路2056側かの選択を行う。抵抗体2
058が接続された線路2057側に選択された場合に
は、アンテナで受信した電波は抵抗体2058で吸収さ
れ(線路の特性インピーダンスと抵抗体の抵抗の値を同
じにする)ので、アンテナ側へ電波が再放射されること
はない。終端が短絡もしくは開放された線路2056側
に選択された場合、電波は終端で完全反射して再放射さ
れる。このとき、電波の経路途中に位相を変化させる手
段として移相器2062を形成する。移相器の位相量を
調整することにより、再放射される電波の位相量を自由
に設定できる。この他に図27のような構成も考えられ
る。図26と違う部分は、電波を再放射する場合の電波
の経路途中に増幅器を設けている点である。増幅器は、
受信経路用の増幅器2065と送信経路用の増幅器20
66の二つがあり、サーキュレータ2063,2064
により各々の経路が選ばれる。すなわち、アンテナで受
信した電波は、サーキュレータ2063により受信用の
増幅器2065側に流れ増幅される。この電波はサーキ
ュレータ2064により移相器2062へ入力され、所
定の位相量が設定される。この電波は線路2056の終
端により全反射され、線路を逆方向に伝搬していく。こ
こで移相器2062により再度位相量が変化し、サーキ
ュレータ2064により今度は送信用の増幅器2066
の方向へ電波が流れる。増幅器2066で増幅さた電波
は、サーキュレータ2063によりアンテナ2060方
向へ伝搬し、アンテナより再放射される。図27の特徴
は、電波の再放射の過程において電波の増幅を行ってい
ることであり、この経路途中での電力損失を補償した
り、雑音特性が劣化することを防止する上で効果があ
る。以上のような構成により、リフレクトアレーに利用
するモジュールが実現できる。このモジュールをMMI
C(モノリシック化マイクロ波集積回路)技術により小
型化することが可能であり、リフレクトアレー全体を薄
型・小型にする場合に有効である。
Here, the control signal issued from the CPU is 2
Note that there are different types. One of them is for performing control for switching between two lines, and the other is for setting a phase amount at the time of re-radiation of a received radio wave to a predetermined value. 26 and 27 show specific configuration examples of the module. In the example of FIG. 26, the antenna 2060 is connected to the switch 2061 formed in the module 2055. The switch 2061 connects the line to the resistor 20.
The line 2057 side to which 58 is connected or the line 2056 side whose terminal is short-circuited or opened is selected. Resistor 2
When 058 is selected to the connected line 2057 side, the electric wave received by the antenna is absorbed by the resistor 2058 (the characteristic impedance of the line and the resistance value of the resistor are made the same), so Radio waves are never re-emitted. When the terminal is selected on the side of the line 2056 where the terminal is short-circuited or opened, the radio wave is completely reflected at the terminal and re-radiated. At this time, the phase shifter 2062 is formed as a means for changing the phase on the way of the radio wave. By adjusting the phase amount of the phase shifter, the phase amount of the re-radiated radio wave can be freely set. In addition to this, a configuration as shown in FIG. 27 is also conceivable. The difference from FIG. 26 is that an amplifier is provided in the path of the radio wave when reradiating the radio wave. The amplifier is
Amplifier 2065 for reception path and amplifier 20 for transmission path
There are two of 66, and circulators 2063, 2064
Each route is selected by. That is, the radio wave received by the antenna flows to the receiving amplifier 2065 side by the circulator 2063 and is amplified. This radio wave is input to the phase shifter 2062 by the circulator 2064 and a predetermined phase amount is set. This radio wave is totally reflected by the end of the line 2056 and propagates in the reverse direction on the line. Here, the phase amount is changed again by the phase shifter 2062, and this time by the circulator 2064, an amplifier 2066 for transmission.
Radio waves flow in the direction of. The radio wave amplified by the amplifier 2066 propagates toward the antenna 2060 by the circulator 2063 and is re-radiated from the antenna. The characteristic of FIG. 27 is that the radio wave is amplified in the process of re-radiation of the radio wave, which is effective in compensating for power loss in the middle of this path and preventing deterioration of noise characteristics. . With the above configuration, a module used for the reflect array can be realized. This module is MMI
It is possible to reduce the size by C (monolithic microwave integrated circuit) technology, and it is effective in reducing the thickness and size of the entire reflectarray.

【0082】さて、以上のような構成により、どのよう
な方法により電波の到来方向へビームを精度良く向け、
利得を上げていくかについて説明する。この方法は、C
PUでどのような制御信号を発生するかに関係する。以
下に、時間的な経過する各ステップにおける説明をす
る。
Now, with the above configuration, by any method, the beam can be accurately directed in the arrival direction of the radio wave,
Explain how to increase the gain. This method is
It relates to what kind of control signal is generated by the PU. The following is a description of each step that elapses with time.

【0083】ステップ1:反射した電波を再放射する
アンテナは図25に示したパッチアンテナ2048のみ
として、他のパッチアンテナからの再放射がないように
CPUは制御信号を発生し、伝達する。具体的には、各
モジュール内のスイッチをパッチアンテナ2048に対
応するもののみ、電波を再放射させる経路に選択する。
このときのアンテナパターンは図28に示すビーム1の
ような広角な指向性をもつ。また、この場合の受信電波
の強度をCPUはモニタし、記憶しておく。
Step 1: Only the patch antenna 2048 shown in FIG. 25 is used as the antenna for re-radiating the reflected radio wave, and the CPU generates and transmits the control signal so that there is no re-radiation from the other patch antennas. Specifically, only the switch in each module corresponding to the patch antenna 2048 is selected as a path for reradiating radio waves.
The antenna pattern at this time has wide-angle directivity like the beam 1 shown in FIG. Further, the CPU monitors and stores the intensity of the received radio wave in this case.

【0084】ステップ2:次にパッチアンテナ204
8の周りにあるパッチアンテナ2045,2046,2
050,2051を、パッチアンテナ2048と同様に
反射した電波を再放射するように制御信号で制御する。
この場合、図28に示すビーム2のようにビーム1より
も鋭くかつ利得の高いビームを形成できる。また、各モ
ジュール内にある位相を変化する手段を制御することに
よりそのビーム方向を変化させることができる。そこ
で、例えば各モジュール内の移相器の位相量を順次変化
させていき、ビームをある範囲内で走査していく。この
各ビーム方向において、受信電波の強度をモニタし、受
信強度が最大となるビーム方向を捜しだし、最終的にそ
の方向にビームを向けるように各移相器の位相量を固定
する。この場合、パッチアンテナ2048の再放射する
電波の位相量を基準位相として考えれば、この位相量を
可変する必要は無い。言い換えれば、パッチアンテナ2
048に関しては移相器を設ける必要はない。従って、
周りの4つのアンテナに関して位相量の制御を行うだけ
でよい。
Step 2: Next, the patch antenna 204
Patch antennas 2045, 2046, 2 around 8
050 and 2051 are controlled by a control signal so as to re-radiate the reflected radio waves similarly to the patch antenna 2048.
In this case, a beam having a sharper and higher gain than the beam 1 can be formed like the beam 2 shown in FIG. Further, the beam direction can be changed by controlling the means for changing the phase in each module. Therefore, for example, the phase amount of the phase shifter in each module is sequentially changed, and the beam is scanned within a certain range. The intensity of the received radio wave is monitored in each beam direction, the beam direction in which the received intensity is maximized is searched for, and the phase amount of each phase shifter is fixed so that the beam is finally directed in that direction. In this case, considering the phase amount of the radio wave re-radiated by the patch antenna 2048 as the reference phase, it is not necessary to change this phase amount. In other words, patch antenna 2
Regarding 048, it is not necessary to provide a phase shifter. Therefore,
It is only necessary to control the amount of phase for the four surrounding antennas.

【0085】ステップ3:最終段階として、全てのパ
ッチアンテナにおいて、反射した電波を再放射するよう
に制御信号で制御する。このときのアンテナパターン
は、図28のビーム3のように最もビーム幅が狭く、利
得の高いものとなる。ステップ3と同様に、各モジュー
ル内にある位相を変化する手段を制御することによりそ
のビーム方向を変化させ、ビームをある範囲内で走査
し、この中で受信電波の強度をモニタし、受信強度が最
大となるビーム方向を捜しだし、最終的にその方向にビ
ームを向ける。このときに、ステップ2までの段階であ
る程度ビーム方向は明確になっているのでビーム走査す
る範囲は狭くて済む。また、ステップ2までで制御した
パッチアンテナの位相を変化させる手段における位相量
は固定しておいて構わなく、このステップで新たに加わ
った部分の位相量だけを調整するだけでよい。従って、
位相量の制御、受信強度最大の方向の探索などが短時間
で効率良く行える。
Step 3: As a final step, all patch antennas are controlled by a control signal so that the reflected radio waves are re-radiated. At this time, the antenna pattern has the narrowest beam width and the highest gain as the beam 3 in FIG. Similar to step 3, by controlling the means for changing the phase in each module, the beam direction is changed, the beam is scanned within a certain range, and the intensity of the received radio wave is monitored in this to obtain the received intensity. Finds the maximum beam direction and finally directs the beam in that direction. At this time, since the beam direction has been clarified to some extent up to step 2, the beam scanning range can be narrowed. Also, the phase amount in the means for changing the phase of the patch antenna controlled up to step 2 may be fixed, and only the phase amount of the part newly added in this step may be adjusted. Therefore,
It is possible to efficiently control the phase amount and search for the direction of maximum reception intensity in a short time.

【0086】以上のような構成により、次のような効果
が期待できる。
With the above configuration, the following effects can be expected.

【0087】・高利得のアンテナにおいてビームポイン
ティングが精度良く、しかも簡単かつ迅速に行うことが
可能である。特に、全く電子的にビーム走査、ビーム探
査を行うことができるので、これらの動作を非常に高速
に行うことができる。また、移動体用もしくは可搬型の
アンテナとして利用する上で有効であり、アンテナを設
置する場所を頻繁に変更することが多いような場合に頻
度の高いアンテナポインティングの煩わしさを解消でき
る。
Beam pointing can be performed accurately, easily and quickly in a high gain antenna. In particular, since beam scanning and beam exploration can be performed completely electronically, these operations can be performed at extremely high speed. In addition, it is effective for use as a mobile or portable antenna, and the annoyance of frequent antenna pointing can be eliminated when the place where the antenna is installed is often changed.

【0088】・徐々に電波到来方向を絞っていく方法で
あるので、電波方向をサイドローブ方向と一致させてし
まうようなポインティングでのミスを生じることが少な
く、実用上有効である。また、ここで全ての再放射アン
テナの位相量を全部同時に制御してビーム方向を探査す
るのではなく、順次動作させるアンテナを広げて制御し
ているので、制御、ビーム探査が非常に効率的かつ短時
間に行える。
Since this is a method of gradually narrowing the direction of arrival of the radio wave, it is practically effective since there are few pointing errors that would cause the direction of the radio wave to coincide with the side lobe direction. Further, here, instead of controlling the phase amounts of all the re-radiating antennas at the same time to search the beam direction, the antennas that are sequentially operated are expanded and controlled, so control and beam searching are very efficient and It can be done in a short time.

【0089】・電子的な制御をCPUで行う構成であ
り、制御のアルゴリズムを変更するだけの簡単な修整で
新たな機能を付加することができる。例えば、反射鏡ア
ンテナを用いた場合の例で示したような、アンテナ利得
を必要最少限のレベルに止どめることやビームを再捕捉
する場合に利得を下げていくモードを加えることなどの
変更が容易に行える。当然、その場合と同様の効果も期
待できる。
The electronic control is performed by the CPU, and a new function can be added with a simple modification by changing the control algorithm. For example, as shown in the example using the reflector antenna, the antenna gain can be kept to the minimum required level, and a mode for reducing the gain when re-acquiring the beam is added. Easy to change. Naturally, the same effect as that case can be expected.

【0090】なお、実施例では再放射させるアンテナを
真ん中から徐々に外側に広げていく場合の例を示した
が、再放射させるアンテナを増やしていく方法はこの限
りではない。例えば、端のアンテナから徐々に広げるよ
うな方法でもよいし、列毎に動作させる領域を増やして
いく方法でもよい。ここで重要な点は、徐々にアンテナ
のビーム幅を狭くし、利得を上げていくようにすること
ができるように、動作するアンテナの増やし方(選択方
法)をアンテナの開口が広がっていくように選択してい
くことである。
In the embodiment, the example in which the re-radiating antennas are gradually expanded from the center to the outer side is shown, but the method of increasing the re-radiating antennas is not limited to this. For example, a method of gradually expanding from the antenna at the end may be used, or a method of increasing the operating area for each row may be used. The important point here is that the aperture of the antenna should be expanded so that the number of operating antennas can be increased (selection method) so that the beam width of the antenna can be gradually narrowed and the gain can be increased. Is to choose.

【0091】以下に給電回路として導波管もしくはラジ
アル導波路を用いた場合の本発明の実施例について図面
を用いて説明する。
An embodiment of the present invention in which a waveguide or a radial waveguide is used as a power supply circuit will be described below with reference to the drawings.

【0092】図29は本発明の実施例を示すアンテナの
断面図である。ここで導波管もしくはラジアル導波路3
001は上下の地導体3002,3003により構成さ
れており、電波の分配、合成および伝達が行われる。導
波管もしくはラジアル導波路3001は導体ピン300
4によりの電波の変換が行われる。導体ピン3004
は、可変移相器3009、アンプ3008、RFスイッ
チ3007に順次接続され、最終端にはアンテナ素子3
006が接続されている。ここで可変移相器3009、
アンプ3008、RFスイッチ3007はMMIC化、
MIC化により、モジュール化することができる。RF
スイッチ3007はアンテナ素子を動作させるか非動作
とするかの選択を行い、動作時には受信の場合、アンテ
ナ素子3006により入射した電波はアンプ3008に
より増幅され、可変移相器3009により適当な位相量
を設定することができる。この電波は、導波管もしくは
ラジアル導波路3001に伝達されて動作するアンテナ
素子からの寄与が合成される。送信の場合には、これと
は逆向きに電波が伝達されるだけで基本的な動作は同じ
である。このような構成にすることにより、複数のアン
テナの中の幾つかのアンテナ素子だけを任意に動作さ
せ、その送受信する電波に所望の位相(場合によっては
振幅も)を設定することができる。この構成を利用し
て、第一の実施例で示したように、アンテナのビームを
徐々に鋭くし、利得を上げて、最終的に電波の到来方向
に所望の利得のビームを向けることが可能となる。その
動作手順については、第一の実施例で示した全ての方法
がこの場合にも適用でき、その効果も同様である。図2
9のような構成にすることによるその他の効果として、
給電回路の低損失化があげられる。マイクロストリップ
線路などと比較して、導波管による線路は損失が小さ
く、合成器などを含めた給電回路を簡単かつ低損失に実
現できることがメリットであり、特に損失による熱の発
生などが問題になる宇宙用のアンテナなどには非常に有
効である。
FIG. 29 is a sectional view of an antenna showing an embodiment of the present invention. Here, the waveguide or radial waveguide 3
001 is composed of upper and lower ground conductors 3002 and 3003, and performs distribution, combination and transmission of radio waves. The waveguide or radial waveguide 3001 is a conductor pin 300.
The conversion of the radio wave by 4 is performed. Conductor pin 3004
Are sequentially connected to the variable phase shifter 3009, the amplifier 3008, and the RF switch 3007, and the antenna element 3 is provided at the final end.
006 is connected. Here, the variable phase shifter 3009,
The amplifier 3008 and the RF switch 3007 are MMIC,
It can be modularized by MIC. RF
The switch 3007 selects whether to operate or not operate the antenna element, and when receiving during operation, the radio wave incident from the antenna element 3006 is amplified by the amplifier 3008, and an appropriate amount of phase is set by the variable phase shifter 3009. Can be set. This radio wave is transmitted to the waveguide or radial waveguide 3001 and the contribution from the antenna element that operates is combined. In the case of transmission, the basic operation is the same except that radio waves are transmitted in the opposite direction. With such a configuration, it is possible to arbitrarily operate only some of the antenna elements of the plurality of antennas and set a desired phase (and in some cases, amplitude) to the radio waves transmitted and received. By using this configuration, as shown in the first embodiment, it is possible to gradually sharpen the beam of the antenna, increase the gain, and finally direct the beam of the desired gain in the arrival direction of the radio wave. Becomes Regarding the operation procedure, all the methods shown in the first embodiment can be applied in this case as well, and the effect is the same. Figure 2
Other effects of the configuration such as 9 are:
The loss of the power supply circuit can be reduced. Compared with microstrip lines, the waveguide line has less loss, and the advantage is that it is possible to realize a power supply circuit including a combiner easily and with low loss. It is very effective as an antenna for space.

【0093】導波管およびラジアル導波路を用いた場合
には、その給電回路を工夫することによりアンテナの動
作する実効的な開口径を変化させることもできる。図3
0には、その場合のアンテナ給電系の断面図を示す。図
30(a)には、図29と同様に、導波管もしくはラジ
アル導波路3100が地導体3101により形成され、
その上部の地導体にスロット3301が形成されてい
る。このような構成において、導波管を伝搬する電波は
スロットに結合し、電波の送受信が行える。ここで動作
するスロットの範囲を変化させるために、機械的な方法
により導波管もしくはラジアル導波路の動作する範囲を
変化させることができる。その方法として、図に示すよ
うに駆動装置(モーター)3500により導体板もしく
は電波吸収体3150を動かす。ここで駆動装置と導体
板もしくは電波吸収体は伝達装置3151で接続されて
いる。図30(b)には、機械的な方法により導波管も
しくはラジアル導波路の動作する範囲を変化させる方法
として別の方式について示したものである。ここでは、
導波管もしくはラジアル導波路の下部に設置される導体
板もしくは電波吸収体3150が駆動装置3500によ
り導波管もしくはラジアル導波路の内部に突出するよう
になっている。このような構成は、図30(b)に示す
ようにアンテナ素子と給電導波路の結合に導体ピン31
03を使用している場合に有効である。図30(b)の
構成例では、アンテナ素子としてヘリカルアンテナ33
02を用いた例を示すが、この他にマイクロストリップ
アンテナ、クロスダイポールアンテナなどあらゆる方式
のアンテナ素子が利用できる。以上のような構成によ
り、アンテナの実効開口の大きさを制御して、アンテナ
のビーム幅および利得を変化させることができる。この
構成に、図30(c)に示すようなアンテナ駆動装置3
600を設けて、アンテナ全体を駆動してビーム方向を
変化させることができるようにすることにより、ビーム
を電波の到来方向に徐々に成長させていくことができ
る。その動作手順は、反射鏡アンテナを用いた場合の本
発明の実施例で示した方法と全く同様なものが利用で
き、その効果も同じである。
When the waveguide and the radial waveguide are used, the effective aperture diameter at which the antenna operates can be changed by devising the feeding circuit. FIG.
0 shows a cross-sectional view of the antenna feeding system in that case. 30 (a), as in FIG. 29, a waveguide or radial waveguide 3100 is formed by a ground conductor 3101,
A slot 3301 is formed in the ground conductor above it. In such a configuration, the electric wave propagating through the waveguide is coupled to the slot, and the electric wave can be transmitted and received. In order to change the range of slots operated here, the range of operation of the waveguide or radial waveguide can be changed by a mechanical method. As a method, a conductor plate or a radio wave absorber 3150 is moved by a driving device (motor) 3500 as shown in the figure. Here, the driving device and the conductor plate or the electromagnetic wave absorber are connected by a transmission device 3151. FIG. 30B shows another method as a method of changing the operating range of the waveguide or the radial waveguide by a mechanical method. here,
A conductor plate or a radio wave absorber 3150 installed below the waveguide or the radial waveguide is projected into the waveguide or the radial waveguide by a driving device 3500. Such a structure has a structure in which the conductor pin 31 is provided for coupling the antenna element and the feeding waveguide as shown in FIG.
Effective when using 03. In the configuration example of FIG. 30B, the helical antenna 33 is used as the antenna element.
However, other types of antenna elements such as a microstrip antenna and a crossed dipole antenna can be used. With the above configuration, the size of the effective aperture of the antenna can be controlled to change the beam width and gain of the antenna. In this configuration, the antenna driving device 3 as shown in FIG.
By providing 600 to allow the entire antenna to be driven so that the beam direction can be changed, the beam can be gradually grown in the arrival direction of the radio wave. The operation procedure can be the same as the method shown in the embodiment of the present invention when the reflector antenna is used, and the effect is the same.

【0094】[0094]

【発明の効果】以上のような構成により、高利得アンテ
ナのビームポインティングが簡単な構成および制御の方
法により実現でき、アンテナの低コスト化にも有効であ
る。これは、アンテナを利用する場所を頻繁に変更する
ような携帯用のアンテナやビームの追尾が必要な移動体
用のアンテナにおいて、アンテナ設置やビーム追尾の手
順が大幅に簡単化され、ビームポインティングが短時間
で行えるので有効である。また、アンテナのビーム幅を
徐々に狭くしながらビーム捕捉を行っているので、間違
った方向にビームを向けたりする動作ミスが少なくなる
利点がある。
With the above structure, beam pointing of a high gain antenna can be realized by a simple structure and control method, and it is also effective for cost reduction of the antenna. This is because the antenna installation and beam tracking procedures are greatly simplified for portable antennas that frequently change the location where the antenna is used and mobile antennas that require beam tracking, and beam pointing is easy. It is effective because it can be done in a short time. Further, since the beam is captured while the beam width of the antenna is gradually narrowed, there is an advantage that operation mistakes such as directing the beam in the wrong direction are reduced.

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

【図1】本発明のアンテナの第一の実施例を示す構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an antenna of the present invention.

【図2】本発明のアンテナの第一の実施例における動作
手順の例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an operation procedure in the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図3】本発明のアンテナの第一の実施例におけるアン
テナパターンの変化の様子を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing how the antenna pattern changes in the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図4】本発明のアンテナの第一の実施例における動作
手順の他の例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing another example of the operation procedure in the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図5】本発明のアンテナの第一の実施例における動作
手順の他の例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing another example of the operation procedure in the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図6】本発明のアンテナの第一の実施例における動作
手順の他の例におけるアンテナパターンの変化を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing changes in the antenna pattern in another example of the operation procedure in the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図7】本発明のアンテナの第一の実施例における他の
構成例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing another configuration example in the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図8】本発明のアンテナの第一の実施例における他の
構成例を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing another configuration example in the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図9】本発明のアンテナの第一の実施例における他の
構成例を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図10】本発明のアンテナの第一の実施例における他
の構成例を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図11】本発明のアンテナの第一の実施例における他
の構成例を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing another configuration example in the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図12】本発明のアンテナの第一の実施例において動
作させるアンテナ素子の選択方法の例を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a method of selecting an antenna element to be operated in the first embodiment of the antenna of the present invention.

【図13】本発明のアンテナの他の実施例を示す反射鏡
アンテナの断面図。
FIG. 13 is a sectional view of a reflector antenna showing another embodiment of the antenna of the present invention.

【図14】本発明のアンテナの他の実施例におけるアン
テナパターンを示す図。
FIG. 14 is a diagram showing an antenna pattern in another embodiment of the antenna of the present invention.

【図15】本発明のアンテナの他の実施例におけるアン
テナパターンを示す図。
FIG. 15 is a diagram showing an antenna pattern in another embodiment of the antenna of the present invention.

【図16】本発明のアンテナの他の実施例におけるアン
テナパターンを示す図。
FIG. 16 is a diagram showing an antenna pattern in another embodiment of the antenna of the present invention.

【図17】本発明のアンテナの他の実施例における反射
鏡アンテナの他の例を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing another example of a reflector antenna in another embodiment of the antenna of the present invention.

【図18】本発明のアンテナの他の実施例における反射
鏡アンテナの開口を遮蔽する方法を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing a method of shielding an opening of a reflector antenna in another embodiment of the antenna of the present invention.

【図19】本発明のアンテナの他の実施例における反射
鏡アンテナの開口を遮蔽する方法を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing a method of shielding an opening of a reflector antenna in another embodiment of the antenna of the present invention.

【図20】本発明のアンテナの他の実施例における展開
型反射鏡アンテナの構成および動作の様子を示す図。
FIG. 20 is a diagram showing the configuration and operation of a deployable reflector antenna in another embodiment of the antenna of the present invention.

【図21】本発明のアンテナの他の実施例における展開
型反射鏡アンテナの構成および動作の様子を示す図。
FIG. 21 is a diagram showing the configuration and operation of a deployable reflector antenna in another embodiment of the antenna of the present invention.

【図22】本発明のアンテナの他の実施例における展開
型反射鏡アンテナの構成および動作の様子を示す図。
FIG. 22 is a diagram showing a configuration and an operation state of a deployable reflector antenna in another embodiment of the antenna of the present invention.

【図23】本発明のアンテナの他の実施例を示すリフレ
クトアレーを用いたアンテナの外観図。
FIG. 23 is an external view of an antenna using a reflectarray showing another embodiment of the antenna of the present invention.

【図24】本発明のアンテナの他の実施例を示すリフレ
クトアレーを用いたアンテナの外観図。
FIG. 24 is an external view of an antenna using a reflect array showing another embodiment of the antenna of the present invention.

【図25】本発明のアンテナの他の実施例を示すリフレ
クトアレーを用いたアンテナにおけるリフレクトアレー
の構成を示す図。
FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a reflect array in an antenna using a reflect array showing another embodiment of the antenna of the present invention.

【図26】本発明のアンテナの他の実施例を示すリフレ
クトアレーを用いたアンテナにおけるリフレクトアレー
の構成を示す図。
FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a reflect array in an antenna using a reflect array showing another embodiment of the antenna of the present invention.

【図27】本発明のアンテナの他の実施例を示すリフレ
クトアレーを用いたアンテナにおけるリフレクトアレー
の構成を示す図。
FIG. 27 is a diagram showing a configuration of a reflect array in an antenna using a reflect array showing another embodiment of the antenna of the present invention.

【図28】本発明のアンテナの他の実施例を示すリフレ
クトアレーを用いたアンテナにおけるアンテナパターン
の変化の様子を示す図。
FIG. 28 is a diagram showing how an antenna pattern changes in an antenna using a reflectarray showing another embodiment of the antenna of the present invention.

【図29】本発明のアンテナの他の実施例を示す導波管
もしくはラジアル導波路を用いたアンテナの断面図。
FIG. 29 is a sectional view of an antenna using a waveguide or a radial waveguide showing another embodiment of the antenna of the present invention.

【図30】本発明のアンテナの他の実施例を示す導波管
もしくはラジアル導波路を用いたアンテナの断面図およ
び外観構成図。
30A and 30B are a sectional view and an external configuration view of an antenna using a waveguide or a radial waveguide showing another embodiment of the antenna of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1000,1001,1002,1021,1022,
1023,1033,1034,1035,1201,
1202,1203,2060,3006 アンテナ素
子 1003,1004,1005,1204,1205,
1206,2065,3008 LNA 1006,1007,1008,1027,1028,
1029,2062,3009 可変移相器 1009,1010,1011,2061,3007
スイッチ 1012 合成器 1013,1020,1030 制御回路 1014,2009 受信装置(受信機) 1015,2008,2035 CPU 1039 無反射終端 1024,1025,1026,2066 HPA 1031 分配器 1032 送信装置 1036,1037,1038 分波器 1207,1208,1209 周波数変換器 1210,1211,1212 A/D変換器 2001,2010,2020,2021,2022
遮蔽板 2002,2011,3500 駆動部 2003,2012 カバー 2004 反射鏡 2005,2024,2032 一次放射器 2007,3600 アンテナ駆動部 2023 アクチュエータ 2025 トラス構造体 2026 メッシュ 2033 送受信機 2031 蓋 2036 リフレクトアレー 2042,2043,2044,2045,2046,
2047,2048,2049,2050,2051,
2052,2053,2054 パッチアンテナ 2055,3005 モジュール 2063 サーキュレータ 3004,3103 導体ピン 3001,3100 導波管もしくはラジアル導波路 3002,3003,3101 地導体 3150 電波吸収体もしくは短絡板 3151 伝達装置 3301 スロット 3302 ヘリカルアンテナ
1000,1001,1002,1021,1022
1023, 1033, 1034, 1035, 1201,
1202, 1203, 2060, 3006 Antenna element 1003, 1004, 1005, 1204, 1205
1206, 2065, 3008 LNA 1006, 1007, 1008, 1027, 1028,
1029,2062,3009 Variable phase shifter 1009,1010,1011,2061,3007
Switch 1012 Combiner 1013, 1020, 1030 Control circuit 1014, 2009 Receiver (receiver) 1015, 2008, 2035 CPU 1039 Non-reflective termination 1024, 1025, 1026, 2066 HPA 1031 Distributor 1032 Transmitter 1036, 1037, 1038 min. Wave filters 1207, 1208, 1209 Frequency converters 1210, 1211, 1212 A / D converters 2001, 2010, 2020, 2021, 2022
Shielding plate 2002, 2011, 3500 Driving unit 2003, 2012 Cover 2004 Reflecting mirror 2005, 2024, 2032 Primary radiator 2007, 3600 Antenna driving unit 2023 Actuator 2025 Truss structure 2026 Mesh 2033 Transceiver 2031 Lid 2036 Reflect array 2042, 2043 2044, 2045, 2046
2047, 2048, 2049, 2050, 2051,
2052, 2053, 2054 Patch antenna 2055, 3005 Module 2063 Circulator 3004, 3103 Conductor pin 3001, 3100 Waveguide or radial waveguide 3002, 3003, 3101 Ground conductor 3150 Radio wave absorber or short-circuit plate 3151 Transmission device 3301 Slot 3302 Helical antenna

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 内田 裕康 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Osamu Shibata 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research & Development Center (72) Inventor Hiroyasu Uchida Komukai-Toshiba, Kawasaki-shi, Kanagawa 1 Incorporated Toshiba Research and Development Center

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 段階的もしくは連続的に指向性利得を徐
々に高くするように放射指向性を変化させる手段を有す
ることを特徴とするアンテナ。
1. An antenna comprising means for changing radiation directivity so as to gradually increase directivity gain stepwise or continuously.
【請求項2】 前記段階的もしくは連続的に指向性利得
を徐々に高くするように放射指向性を変化させる手段と
して、複数のアンテナ素子で構成され、前記アンテナ素
子には電波の合成もしくは分配するための給電回路が接
続され、前記アンテナ素子と前記給電回路の間にはこの
間の電波の伝達、遮断を行うためのスイッチおよび可変
移相器を設け、前記スイッチおよび前記可変移相器をC
PUにより制御することを特徴とする請求項1記載のア
ンテナ。
2. A plurality of antenna elements are provided as means for changing the radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously, and the antenna elements combine or distribute radio waves. Is connected to the antenna element and the power feeding circuit, and a switch and a variable phase shifter for transmitting and blocking a radio wave between the antenna element and the power feeding circuit are provided.
The antenna according to claim 1, which is controlled by a PU.
【請求項3】 前記段階的もしくは連続的に指向性利得
を徐々に高くするように放射指向性を変化させる手段と
して、複数のアンテナ素子で構成され、前記アンテナ素
子には電波の合成もしくは分配するための給電回路が接
続され、前記アンテナ素子と前記給電回路の間には可変
増幅器および可変移相器を設け、前記可変増幅器および
前記可変移相器をCPUにより制御することを特徴とす
る請求項1記載のアンテナ。
3. A plurality of antenna elements are provided as means for changing the radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously, and radio waves are combined or distributed to the antenna elements. And a variable amplifier and a variable phase shifter are provided between the antenna element and the power feeding circuit, and the variable amplifier and the variable phase shifter are controlled by a CPU. 1. The antenna according to 1.
【請求項4】 前記段階的もしくは連続的に指向性利得
を徐々に高くするように放射指向性を変化させる手段と
して、反射鏡アンテナにおいて、反射鏡で反射する電波
の一部を遮断する遮蔽板を有し、前記遮蔽板は駆動部に
より電波を遮断する領域を変化させることができる構造
とし、アンテナ全体もしくは鏡面系の一部を駆動するア
ンテナ駆動部を有し、前記駆動部およびアンテナ駆動部
はCPUにより制御されていることを特徴とする請求項
1記載のアンテナ。
4. A shield plate for shielding part of radio waves reflected by a reflector in a reflector antenna as a means for changing radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously. The shield plate has a structure capable of changing a region for blocking radio waves by a drive unit, and has an antenna drive unit for driving the entire antenna or a part of a mirror surface system, and the drive unit and the antenna drive unit. 2. The antenna according to claim 1, wherein is controlled by a CPU.
【請求項5】 前記段階的もしくは連続的に指向性利得
を徐々に高くするように放射指向性を変化させる手段と
して、リフレクトアレーを用いたアンテナにおいて、前
記リフレクトアレーは一次放射器に対向して配置され、
複数のアンテナ素子、前記アンテナ素子に各々接続され
たスイッチおよび可変移相器により構成され、CPUに
より前記スイッチおよび前記可変移相器の制御を行い、
前記スイッチはOFFの場合には前記アンテナ素子を無
反射終端側へ接続し、ONの場合には前記アンテナ素子
を前記可変移相器が接続されて終端が開放もしくは短絡
された線路側に接続することを特徴とする請求項1記載
のアンテナ。
5. An antenna using a reflect array as a means for changing the radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously, wherein the reflect array faces the primary radiator. Placed,
A plurality of antenna elements, a switch and a variable phase shifter respectively connected to the antenna element, the CPU controls the switch and the variable phase shifter,
When the switch is OFF, the antenna element is connected to the non-reflection terminal side, and when the switch is ON, the antenna element is connected to the line side where the variable phase shifter is connected and the terminal is opened or shorted. The antenna according to claim 1, wherein:
【請求項6】 前記段階的もしくは連続的に指向性利得
を徐々に高くするように放射指向性を変化させる手段と
して、複数のアンテナ素子により構成されるアレーアン
テナにおいて、各アンテナ素子の合成、分配を行う給電
回路を有し、前記給電回路を導波管もしくはラジアル導
波路を用いて形成し、前記導波管もしくはラジアル導波
路の内部に電波吸収体もしくは短絡板を挿入するか、位
置を変更させるための駆動部を有し、アンテナ全体を駆
動するためのアンテナ駆動部を有することを特徴とする
請求項1記載のアンテナ。
6. In an array antenna composed of a plurality of antenna elements, as a means for changing the radiation directivity so as to gradually increase the directivity gain stepwise or continuously, the synthesis and distribution of each antenna element is performed. Has a power supply circuit for performing the above, and the power supply circuit is formed by using a waveguide or a radial waveguide, and a radio wave absorber or a short-circuit plate is inserted inside the waveguide or the radial waveguide, or the position is changed. The antenna according to claim 1, further comprising a driving unit for driving the antenna, and an antenna driving unit for driving the entire antenna.
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