JPH09260931A - Phased array antenna - Google Patents

Phased array antenna

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JPH09260931A
JPH09260931A JP8064717A JP6471796A JPH09260931A JP H09260931 A JPH09260931 A JP H09260931A JP 8064717 A JP8064717 A JP 8064717A JP 6471796 A JP6471796 A JP 6471796A JP H09260931 A JPH09260931 A JP H09260931A
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JP
Japan
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antenna
frequency
signal
dielectric
antenna element
Prior art date
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Pending
Application number
JP8064717A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Haga
健二 芳賀
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain diversified communication by realizing transmission and reception of plural signals with different frequencies while securing miniaturization. SOLUTION: Plural 2nd antenna elements 14 receiving a signal of a 2nd frequency are arranged to a 2nd dielectric at a prescribed interval and 1st antenna elements 13 sending a signal with a 1st frequency different from the 2nd frequency are arranged at a prescribed interval on the 2nd dielectric as a 1st dielectric 11, and the 1st and 2nd dielectric are stacked, the 1st antenna element 13 sends a signal with the 1st frequency and the 2nd antenna element 14 of the 2nd dielectric material 12 receives a signal with the 2nd frequency.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛星
等の宇宙航行体に搭載して通信に供するのに好適するフ
ェーズドアレーアンテナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phased array antenna suitable for mounting on a spacecraft such as an artificial satellite for communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、宇宙開発の分野においては、送
信用あるいは受信用で周波数の異なる電波を用いて地上
局等との通信が行われている。このような通信に供する
アンテナシステムとしては。周波数毎にパッチアレーと
称するアンテナ素子が配列されるフェーズドアレーアン
テナを送信用と受信用の2個を宇宙航行体にそれぞれ搭
載して、送信の場合には、送信用フェースどアレーアン
テナを使用し、受信の場合には、受信用フェーズドアレ
ーアンテナを使用して地上局との電波の送受が行われ
る。
2. Description of the Related Art Generally, in the field of space development, communication with ground stations and the like is performed using radio waves of different frequencies for transmission and reception. As an antenna system for such communication. A phased array antenna in which antenna elements called patch array are arranged for each frequency is mounted on a spacecraft with two transmitting antennas and one receiving antenna. In the case of transmitting, a transmitting face array antenna is used. In the case of reception, a phased array antenna for reception is used to transmit and receive radio waves to and from the ground station.

【0003】ところが、上記アンテナシステムでは、周
波数毎にフェーズドアレーアンテナを備えなければなら
ないことにより、システムが大形となり、人工衛星等の
宇宙航行体の大形化を招くという問題を有する。係る事
情は、特に、最近の宇宙開発の分野において要請されて
いる通信の多様化を図る場合に、重大な課題の一つとな
っている。
However, the above-mentioned antenna system has a problem that the system becomes large in size because a phased array antenna must be provided for each frequency, and the size of a spacecraft such as an artificial satellite is increased. Such a situation is one of the serious problems particularly in the case of diversifying communication required in the field of recent space development.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のフェーズドアレーアンテナでは、周波数の異なる電
波を用いて通信を行うアンテナシステムを構築すると、
大形となるという問題を有する。
As described above, in the conventional phased array antenna, when an antenna system for communicating using radio waves having different frequencies is constructed,
It has the problem of becoming large.

【0005】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、周波数の異なる複数の信号の送受を実現して、通
信の多様化を図り得るようにしたフェーズドアレーアン
テナを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a phased array antenna which realizes transmission and reception of a plurality of signals having different frequencies and enables diversification of communication. To do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、第1の周波
数の信号を送信する第1のアンテナ素子が所定の間隔に
配列される第1の誘電体と、この第1の誘電体に対して
積層配置され、前記第1の周波数と異なる第2の周波数
の信号を受信する第2のアンテナ素子が所定の間隔を有
して配列される第2の誘電体とを備えてフェーズドアレ
ーアンテナを構成したものである。
According to the present invention, there is provided a first dielectric body in which first antenna elements for transmitting a signal of a first frequency are arranged at a predetermined interval, and to the first dielectric body. And a second dielectric element in which second antenna elements that receive signals of a second frequency different from the first frequency are arranged with a predetermined interval, and a phased array antenna is provided. It is composed.

【0007】上記構成によれば、積重配置される第1の
誘電体の第1のアンテナ素子か、第1の周波数の信号を
送信し、第2の誘電体の第2のアンテナ素子が、第2の
周波数の信号を受信することにより、異なる第1及び第
2の周波数の信号の送受が行われる。従って、通信の多
様化に寄与される周波数の異なる信号を送受するアンテ
ナシステムを、同一周波数の信号を送受するアンテナシ
ステムと略同様の小形化を確保して実現される。
According to the above structure, the first antenna element of the first dielectric body arranged in a stack or the second antenna element of the second dielectric body for transmitting a signal of the first frequency is By receiving the signal of the second frequency, transmission and reception of signals of different first and second frequencies are performed. Therefore, the antenna system that transmits and receives signals of different frequencies, which contributes to the diversification of communication, can be realized by ensuring the same size reduction as the antenna system that transmits and receives signals of the same frequency.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。図1は、この発
明の一実施の形態に係るフェーズドアレーアンテナの要
部を示すもので、アンテナ構体10は、ハニカム構造の
第1及び第2の誘電体11,12が積重されて形成さ
れ、図示しない人工衛星等の宇宙航行体に搭載される。
このアンテナ構体10は、例えば図2に示すように外形
が略円形状に成形される。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a main part of a phased array antenna according to an embodiment of the present invention. An antenna structure 10 is formed by stacking first and second dielectric bodies 11 and 12 having a honeycomb structure. It is mounted on a spacecraft such as an artificial satellite (not shown).
The antenna structure 10 is formed in a substantially circular outer shape as shown in FIG. 2, for example.

【0009】上記第1の誘電体11上には、円形状のパ
ッチアレーと称する送信用の第1のアンテナ素子13が
指向方向に対応して所定の間隔に形成される。この第1
のアンテナ素子13は、送信周波数(例えば2.48G
Hz (帯域幅2.5MHz ))と第1及び第2の誘電体
11,12の厚さ寸法に応じて、その形状寸法D(例え
ば32.5mm)、配置間隔が設定される。
First antenna elements 13 for transmission, which are called circular patch arrays, are formed on the first dielectric 11 at predetermined intervals corresponding to the directivity direction. This first
The antenna element 13 has a transmission frequency (for example, 2.48G).
The shape dimension D (for example, 32.5 mm) and the arrangement interval are set according to Hz (bandwidth 2.5 MHz) and the thickness dimensions of the first and second dielectrics 11 and 12.

【0010】また、上記第2の誘電体12上には、その
指向方向に対応した一方面に円形状のパッチアレーと称
する受信用の第2のアンテナ素子14が所定の間隔に形
成され、その他方面側には、地導体15が設けられる。
この地導体15には、上記第1及び第2のアンテナ素子
13,14が電気的に接続されており、図3に示すよう
に送信機(Tx )16、受信機(Rx )17、交換機
(Ex )18が順に接続される。
A second receiving antenna element 14, which is called a circular patch array, is formed on the one surface of the second dielectric 12 corresponding to its directivity direction at predetermined intervals. The ground conductor 15 is provided on the direction side.
The first and second antenna elements 13 and 14 are electrically connected to the ground conductor 15, and as shown in FIG. 3, a transmitter (Tx) 16, a receiver (Rx) 17, a switch ( Ex) 18 are connected in order.

【0011】上記第2のアンテナ素子12は、受信周波
数(例えば1.61GHz (帯域幅2.5MHz ))と
第1及び第2の誘電体11,12の厚さ寸法に応じて形
状寸法d(例えば49.7mm)、配置間隔t1 ,t2
が設定され、選択的に第1のアンテナ素子に対して同軸
的に配置される(図1及び図2参照)。
The second antenna element 12 has a geometrical dimension d (corresponding to the receiving frequency (for example, 1.61 GHz (bandwidth 2.5 MHz)) and the thickness dimensions of the first and second dielectric bodies 11 and 12. For example, 49.7 mm), the arrangement intervals t1 and t2
Are set and selectively arranged coaxially with the first antenna element (see FIGS. 1 and 2).

【0012】上記構成において、送信モードは、第1の
周波数の送信信号が交換機18を介して送信機16に導
かれ、送信機16より第1のアンテナ素子13を介して
通信局方向に送信される。この際、第2のアンテナ素子
14は、送信信号の第1の周波数と異なる第2の周波数
の信号に対応するように設定されていることで、送信信
号の送信に供することはない。
In the above configuration, in the transmission mode, the transmission signal of the first frequency is guided to the transmitter 16 via the exchange 18 and transmitted from the transmitter 16 to the communication station via the first antenna element 13. It At this time, since the second antenna element 14 is set so as to correspond to the signal of the second frequency different from the first frequency of the transmission signal, the second antenna element 14 is not used for transmission of the transmission signal.

【0013】そして、受信モードは、第2のアンテナ素
子14で送信信号と異なる第2の周波数の受信信号を受
信して該受信信号が受信機17に導かれ、交換機18を
介して図示しない内部機器に導かれる。この際、第2の
アンテナ素子14は、そのうち第1のアンテナ素子13
が同軸上に配置されているものは、第1のアンテナ素子
13が存在しない周囲部で受信信号を受信する。
In the reception mode, the second antenna element 14 receives a reception signal having a second frequency different from the transmission signal, the reception signal is guided to the receiver 17, and the internal signal (not shown) is passed through the exchange 18. Guided by equipment. At this time, the second antenna element 14 includes the first antenna element 13 among them.
In which the first antenna element 13 does not exist, the received signal is received by the antennas arranged on the same axis.

【0014】なお、第1のアンテナ素子13は、受信信
号の第2の周波数と異なる第1の周波数の信号に対応す
るように設定されていることで、受信信号を受信するこ
とはない。
Since the first antenna element 13 is set so as to correspond to the signal having the first frequency different from the second frequency of the received signal, it does not receive the received signal.

【0015】このように、上記フェーズドアレーアンテ
ナは、第2の周波数の信号を受信する複数の第2のアン
テナ素子14を第2の誘電体12に所定の間隔を有して
配列し、この第2の誘電体12上に、第2の周波数と異
なる第1の周波数の信号を送信する第1のアンテナ素子
13が所定の間隔に配列された第1の誘電体11を積重
配置して、第1のアンテナ素子13で、第1の周波数の
信号を送信し、第2の誘電体12の第2のアンテナ素子
14で、第2の周波数の信号を受信するように構成し
た。
As described above, in the phased array antenna, the plurality of second antenna elements 14 for receiving the signal of the second frequency are arranged on the second dielectric 12 at a predetermined interval, and A first dielectric element 11 in which first antenna elements 13 for transmitting a signal of a first frequency different from the second frequency are arranged on the second dielectric material 12 at a predetermined interval is stacked and arranged, The first antenna element 13 is configured to transmit the signal of the first frequency, and the second antenna element 14 of the second dielectric 12 is configured to receive the signal of the second frequency.

【0016】これによれば、積重配置される第1及び第
2のアンテナ素子13,14で周波数の異なる信号を送
受することが可能となり、同一周波数の信号を送受する
場合と、略同様までの小形化が実現される。
According to this, it becomes possible to transmit and receive signals having different frequencies by the first and second antenna elements 13 and 14 that are arranged in a stack, and to the same extent as when transmitting and receiving signals of the same frequency. The miniaturization of is realized.

【0017】なお、上記実施の形態では、宇宙航行体に
搭載するように構成した場合で説明したが、これに限る
ことなく、地上局等の固定局に搭載するように構成して
もよい。
Although the above embodiment has been described with respect to the case of being mounted on a spacecraft, the present invention is not limited to this, and it may be mounted on a fixed station such as a ground station.

【0018】また、上記実施の形態では、第1及び第2
のアンテナ素子13,14を円形状に形成した場合で説
明したが、これに限ることなく、各種の形状に構成する
ことが可能である。そして、第2のアンテナ素子14と
しては、第1のアンテナ素子13と同軸的に配置される
場合には、第2のアンテナ素子14として、第1のアン
テナ素子13に対向される部分を切欠いた枠形状に形成
するように構成してもよい。これによると、アンテナ素
子の信号の受信に供しない無駄な部分がなくなり、アン
テナ素子の有効利用が可能となる。よって、この発明
は、上記実施の形態に限ることなく、その他、この発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ること
は勿論のことである。
Further, in the above embodiment, the first and second
Although the case where the antenna elements 13 and 14 are formed in a circular shape has been described, the present invention is not limited to this and can be formed in various shapes. When the second antenna element 14 is arranged coaxially with the first antenna element 13, the portion facing the first antenna element 13 is cut out as the second antenna element 14. It may be configured to have a frame shape. According to this, the useless part of the antenna element not used for receiving the signal is eliminated, and the antenna element can be effectively used. Therefore, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the gist of the present invention.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、周波数の異なる複数の信号の送受を実現して、通信
の多様化を図り得るようにしたフェーズドアレーアンテ
ナを提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a phased array antenna capable of transmitting and receiving a plurality of signals having different frequencies and diversifying communication. .

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

【図1】この発明の一実施の形態に係るフェーズドアレ
ーアンテナの一部詳細を示した図。
FIG. 1 is a diagram showing a partial detail of a phased array antenna according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の第1及び第2のアンテナ素子の配列状態
を示した図。
FIG. 2 is a diagram showing an arrangement state of first and second antenna elements of FIG.

【図3】図1の第1及び第2のアンテナ素子の配置構成
を示した図。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement configuration of first and second antenna elements in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…アンテナ構体。 11,12…第1及び第2の誘電体。 13,14…第1及び第2のアンテナ素子。 15…地導体。 16…送信機。 17…受信機。 18…交換機。 10 ... Antenna structure. 11, 12 ... First and second dielectrics. 13, 14 ... First and second antenna elements. 15 ... Ground conductor. 16 ... Transmitter. 17 ... Receiver. 18 ... Exchange.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の周波数の信号を送信する第1のア
ンテナ素子が所定の間隔に配列される第1の誘電体と、 この第1の誘電体に対して積層配置され、前記第1の周
波数と異なる第2の周波数の信号を受信する第2のアン
テナ素子が所定の間隔を有して配列される第2の誘電体
とを具備したフェーズドアレーアンテナ。
1. A first dielectric body in which first antenna elements for transmitting a signal of a first frequency are arranged at a predetermined interval, and a first dielectric body is laminated and arranged on the first dielectric body. And a second dielectric element in which second antenna elements for receiving a signal of a second frequency different from the above frequency are arranged with a predetermined interval.
【請求項2】 前記第1のアンテナ素子あるいは前記第
2のアンテナ素子は、一方が他方に比して径大に形成さ
れることを特徴とする請求項1記載のフェーズドアレー
アンテナ。
2. The phased array antenna according to claim 1, wherein one of the first antenna element and the second antenna element is formed to be larger in diameter than the other.
【請求項3】 前記第1のアンテナ素子あるいは前記第
2のアンテナ素子のうち径大な他方が枠形状に形成され
ることを特徴とする請求項2記載のフェーズドアレーア
ンテナ。
3. The phased array antenna according to claim 2, wherein the other of the first antenna element and the second antenna element having the larger diameter is formed in a frame shape.
【請求項4】 前記第1及び第2のアンテナ素子は、略
円形状に形成されることを特徴とする請求項1乃至3の
いずれかに記載のフェーズドアレーアンテナ。
4. The phased array antenna according to claim 1, wherein the first and second antenna elements are formed in a substantially circular shape.
【請求項5】 前記第1のアンテナで送信に供する信号
の第1の周波数は、第2のアンテナ素子で受信に供する
信号の第2の周波数に比して周波数が高いことを特徴と
する請求項1乃至4のいずれかに記載のフェーズドアレ
ーアンテナ。
5. The first frequency of the signal used for transmission by the first antenna is higher than the second frequency of the signal used for reception by the second antenna element. Item 5. The phased array antenna according to any one of items 1 to 4.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002026647A (en) * 2000-06-09 2002-01-25 Thomson Licensing Sa Enhanced source antenna to send/receive electromagnetic wave for satellite telecommunication system
JP2012161070A (en) * 2011-02-01 2012-08-23 Raytheon Co Multi-band electronically scanned array antenna
CN108666742A (en) * 2017-03-31 2018-10-16 华为技术有限公司 Multi-frequency antenna and communication equipment
CN108682960A (en) * 2017-03-31 2018-10-19 华为技术有限公司 Multi-frequency array antenna and communication system

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