JPS59107605A

JPS59107605A - アレイアンテナ装置

Info

Publication number: JPS59107605A
Application number: JP21655382A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ushigome; 牛込　博
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1982-12-10
Publication date: 1984-06-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明はマイクロ波およびミリ波帯などにおいて９通
信、放送、レーダーなどに用いられるアレイアンテナ装
置の改良に関する。

まず、従来のこの種のアレイアンテナ装置について、第
１図、第２図、および第３図を用いて説明する。

図中、（１）はアレイアンテナ装置、（２）はプリント
ダイポール、（３）は接続ケーブル、（４）は給電回路
網。

（５）はレドーム、（６）は金楓棒、（７）は止め枠、
（８）は取付金具、（９）は可変電力分配器、　（ＩＱ
はブランチライン・カップラー、　Ｃｌ１ｌはダミーロ
ード、　（１３は移相用ケーブル、　（＋１はコネクタ
である。

第１図で、この種のアレイアンテナ装置（１）は。

一般にシリンドカル・アレイと称されるものであり２反
射板としての機能をもつ金属棒（６）の格子間に、放射
素子であるプリントダイポール（２）をアレイ半径Ｒで
放射状に配列し、電力の分配もしくは合成を行なう給電
回路網（４）と各プリントダイポール（２）を接続ケー
ブル（３）で接続して構成される。プリントダイポール
（２）は所定の直径の止め枠（７）に取付金具（８）を
用いて固定される。レドーム（５）は各プリントダイポ
ール（２）を雨や風から守るものであシ。

波長に比べて薄い誘電体板などが用いられる。シリンド
リカル・アレイは主として、アンテナ断面を含む水平面
内における指向性合成に適した方式のアレイアンテナ装
置であシ、所望の放射特性もしくは成形ビームを得るた
めに給電回路網（４）で各プリントダイポール（２）の
励振振幅、励振移相を制御する。

第２図は、給電回路網（４）の構成要素である可変電力
分配器（９）の一実施例を示したもので、プリント基板
上に配置された２つのブランチライン・カップラー（１
０ａ）　、　　（１０’ｂ）　、に８つのコネクタ峙を
取り付け、ブランチライン・カップラー（１０ａ）およ
び（１０ｂ）の間に２本の移相量ケーブル（１２ａ）。

（１２ｂ）を取り付けて構成される。ダミーロード０υ
は不平衝成分吸収用の無反射終端であシ、コネクタ（１
３ａ）を入力端子とし、移相用ケーブル（１２ａ）に＋
ψ゛なる移相量を、移相量ケーブル（１２ｂ）に−ψ°
なる移相量を与えた場合、コネクタ（１５ｂ）にωＳψ
なる出力が、コネクタ（１３ｃ）にｓｉｎψなる出力が
取シ出せる。

第２図に示す可変電力分配器（９）を多段接続して構成
された給電回路網（４）で、アレイアンテナ装置（１）
を駆動した例を第３図に示す。

第３図は、水平面内における成形ビームの一例で、第４
図は垂直面の座標系である。

第４図の座標系にもとづいて垂直面の放射特性の一例を
示したのが第５図である。

以上説明したように、従来のアレイアンテナ装置によれ
ば、アンテナ断面を含む水平面内において、所望の放射
特性もしくは成形ビームを得ることができ、移動無線用
の基地局アンテナや放送サービスを行なうアンテナとし
て有効であった。しかし、垂直面内の放射特性における
ＮｕＬＬは、上記した移動無線用基地局アンテナとして
使用する場合、移動機と基地局間の回線断や雑音の増加
をまねき、また、放送サービスを行なうアンテナとして
使用する場合、受信場所によって品質の悪い信号を受信
するなどの欠点があった。

この発明は上述した欠点を除去するために、縦方向の励
振回路に所定の位相分布を与え、垂直面内の放射特性の
Ｎ　ｕ　Ｌ　Ｌを埋めて、基地局と移動機との間の回線
断をなくすように、また、サービス・エリア内での受信
信号の均一化をはかるように改良したもので、以下、こ
の発明の一実施例について図面を用いて詳しく説明する
。

この発明のアレイアンテナ装置の説明には第１図、第２
図、第３図、第４図、第６図、第７図が必要であるが１
周方向の構成については従来のものと基本的には変らな
いため、補足説明のみとし。

縦方向の構成について第４図、第６図、第７図を用いて
説明する。

第１図、第２図、第３図において、（１）けアレイアン
テナ装置、（２）はプリントダイポール、（３）は接続
ケーブル、（４）は給電回路網、（５）はレドーム、（
６）は金属棒、（７）は止め枠、（８）は取付金具、（
９）は可変電力分配器、Ｏｎはブランチライン・カップ
ラー。

αυはダミーロード、ａａは移相用ケーブル、＋＋３Ｆ
ｉコネクタである。

この発明のアレイアンテナ装置の周方向の構成は、前述
したよりな３２素子構成の場合、可変電力分配器（９）
は３１個必要になる。給電回路網（４）は。

上記した可変電力分配器（９）を５段に連結接続して構
成される。

第３図に示すような成形ビームの形状は、可変電力分配
器（９）の移相量ケープ７１ｚ　（１２ａ）、　（１２
ｂ）の移相量で可変でき、３２素子構成の場合は、３１
対の移相量が励振振幅を制御する。

第４図は、垂直面内の放射特性を説明するための座標系
であるが、垂直面の放射特性は近似的に縦方向の素子数
、素子の放射特性、素子の励振振幅、励振位相に依存す
る。

第６図は、この発明のアレイアンテナ装置の縦方向の構
成例る示すものであり２図中、（２）はプリントダイポ
ール、（３）は接続ケーブル、α４は信号分配器である
。図では給電回路網（４）からの信号を２つの信号分配
器（１４ａ）、（１４ｂ）を用い、２分配器４分配をへ
て８分配し、各プリント・ダイポール（２ａ）　、　（
２ｂ）　、　（２ｃ）　、　（２（１）　、　（２ｅ）
　、　（２ｆ）　、　（２ｇ）　、　（２ｈ）を励振す
る例を示す。接続ケーブル（３ｋ）は給電回路網（４）
と信号分配器（１４１））の２分配部を接続し、接続ケ
ーブル（３１）ｌ（３ｊ）はそれぞれ、信号分配器（１
４ａ）、（１４ｂ）の４分配部と信号分配器（１４ｂ）
の２分配部とを接続する。接続ケーブル（３ａ）　、　
（！＋ｂ）。

（３ｃ）、（３ｄ、）はプリントダイポール（２ａ）、
（２ｂ）、（２ｃ）。

（２ｄ）と、また、接続ケーブル（３ｅ）、（５ｆ）、
（５ｇ）。

（３ｈ）はプリントダイポール（２θ）　、　（２ｔ）
　、　（２ｇ）　、（２ｈ）と信号分配器（１４ａ）、
（１４ｂ）の４分配部とを接続する。

素子数をＮ、素子間隔をｄ。とすれば、開口長２ｄは。

２ｄ＝ｄｏ・（Ｎ−１）　　　　　　　　　（１）で与
えられ、上から１番目の素子の位置ｄ１は。

ｄ１＝　　ｄ　＋ｒＪ。・（１−１）　　　　　　Ｔ２
１となる。像面わん曲収差の係数をＫとすれば、１番目
の素子に与える移相量φｊは。

となる。したがって、接続ケーブル（３ａ）　、　（５
ｂ）　。

（３ｃ）、（３ｄ）、（５θ）　＋　（３ｆ）　、　（
３ｇ）　、　（ｓｈ）の長さを（３）式で与えられる移
相量に対応させることにより、プリントダイポール（２
ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）、（２ｄ）、（２ｅ）、（２
ｆ）。

（２ｇ＞　、　（２ｈ）を異った移相量で励振すること
ができる。

第７図は第６図に示す８素子のリニア・アレイについて
、垂直面内の放射特性を求めた例である。

この例から、開口の両端で所定の角度となる像面わん曲
収差を与えることによ５．　　ＮｕＬＬを埋められるこ
とが明らかである。

なお２図中においては縦方向が８素子で構成される例に
ついて、また、２つの信号分配器を用いて８分配を行な
う例について説明を行なったが。

この発明はこれらに限らず、素子数が変った場合でも、
信号の分配の方法が変った場合であっても同様の効果が
得られる。

又、接続ケーブルに相当する給電線路を信号分配器及び
放射素子とともに同一のプリント基板に配置しても良い
。

以上説明したように、この発明によるアレイアンテナ装
置では、水平面内においてサービスエリアの形状に合わ
せて成形ビームを実現するとともに、垂直面内において
放射パターンのＮｕＬＬを埋めることができる。したが
って、電力の有効利用がはかれるとともに、基地局と移
動機との間の回線断を減少させることができ、極めて実
用性が高いと云える。また、サービスエリア内での受信
信号が場所によって悪化する割合も小さくなり、極めて
実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアレイアンテナ装置の構造を説明するだ
めの図、第２図は従来のアレイアンテナ装置の給電回路
網の実施例を説明するだめの図。第３図は従来のアレイアンテナ装置の水平面内の放射特
性を説明するための図、第４図は垂直面の座標系を示す
図、第５図は従来のアレイアンテナ装置の垂直面内の放
射特性を説明するだめの図。第６図はこの発明のアレイアンテナ装置の縦方向の構成
を説明するための図、第７図はこの発明のアレイアンテ
ナ装置の垂直面内の放射特性を説明するだめの図である
。（９）図中、（１）はアレイアンテナ装置、（２）はプリント
ダイポール、（３）は接続ケーブル、（４）は給電回路
網。（５）はレドーム、　ｆ６）ｔｉ金属棒、（７）は止め
枠、（８）は取付金具、（９）は可変電力分配器、　（
ＩＩはブランチライン・カップラー、０υはダミーロー
ド、θ邊は移相用ケーブル、α罎はコネクタ、　（１４
は信号分配器である。なお１図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示しである。代理人　葛野信− （１０）１１　い ± 峯３　色１　色ネ４へネ５　色

Claims

【特許請求の範囲】

所定の半径の円周上に所定の間隔で放射状に配列された
２”（ｎは自然数）個の放射素子を、縦方向に一段もし
くは複数段積重ねて構成した放射部と、上記放射部を所
定の放射特性に応じて励振するための給電回路網とから
構成されるアレイアンテナ装置において９周方向の放射
特性を制御するだめの給電回路網として、可変電力分配
器を多段接続して構成した可変電力分配器ネットワーク
を用い、″また。縦方向の放射特性を制御するだめの給
電回路網として、信号分配器と、所定の像面筒９曲収査
係数にもとづく移相量を有し、上記放射素子と上記電力
分配器の間を接続する接続ケーブルとを用いて構成した
ことを特徴とするアレイアンテナ装置。