JPS59135903A

JPS59135903A - 電子走査アンテナ

Info

Publication number: JPS59135903A
Application number: JP1012183A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Shiramatsu; 折目晋啓; Koichi Kitajima; 白松邦昭; Shinkei Orime; 北島耕一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-01-25
Filing date: 1983-01-25
Publication date: 1984-08-04

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、複数の移相器を用いた電子走査アンテナに
関するものである。

第１図は、従来の電子走査アンテナを示すもので、　　
（Ｉａ）〜（１ｎ）は素子アンテナ、　　（２ａ）〜（
２ｎ）は移相器、　　（３ａ）〜（５ｎ）は移相器駆動
回路、　（４ａ）〜（４ｎ）は給電用伝送線路、（５）
は制御回路、（６）は送受信切替器、（７）は送信機、
（８）は受信機である。

この電子走査アンテナは、制御回路（５）から制ｉ信号
を移相器駆動回路（６ａ）〜（３ｎ）に送９．移相器（
２ａ）〜（２ｎ）の各移相量を移相器（２ａ）〜（２ｎ
）の配列順序に従って、第２図（Ａ）のように、−次間
数的変化（点線）をなすように設定し、第２図（Ｂｌの
ように、ビーム方向θを制御するものである。

ところで、従来のこの種アンテナにおいて、ビーム走査
にあたっては、電子計算機を用いてＢ−２π／２ｐ（ｐ
：ビット数）なる位相角を最小単位として、ディジタル
的な位相変化を行なわしめるが、各アンテナ素子には、
第３図のような十Ｂ／２なる範囲の位相誤差（量子化位
相誤差）が生じ、このため、電子走査アンテナの放射ノ
くターンにおいて特定の方向に大きなサイドローブが生
ずる欠点があった。　　　□ この発明による電子走査アンテナは、前述の従来の欠点
を除去するだめ、特定の方向に大きなサイドローブを生
じさせる量子化位相誤差を分散させるよう給電用伝送線
路の電気長を変化せしめるものである。

また、実際には給電用伝送線路の電気長を連続的に変化
させて与えることはできないので、この発明のように階
段状にして与えることはハードウェアを実現する上に不
可欠なことである。

第４図はこの発明の実施例を示すもので以下詳細に説明
する。

第４図において、　　（１ａ）〜（１ｎ）は素子アンテ
ナ。

（２ａ）〜（２ｎ）は移相器、　　（３ａ）〜（６ｎ）
は移相器駆動回路、　　（４ａ）〜（４ｎ）は給電用伝
送線路、（５）は制御回路、（６）は送受信切替器、（
力は送信機、（８）は受信機、　　（９ａ）〜（９ｎ）
は位相調整器である。

このような構成において、ｉ番目の素子アンテナ（１１
）に係る移相器（２１）の入力信号の位相を１位相調整
器（９１）を用いて２例えば送信機出力端の位相を基準
として、（１）式のように階段状に調整する。

ただし、αは任意定数１　４＝＝１．２１　・・・、ｎ
、ｍは自然数（１，２，・・・）である。ただし、［Ｘ
″ｌＤなる記号はＸに一番近い、Ｄのステップ幅で階段
状にした時の値を意味している。

前記移相器（２１）の移相量を制御回路（５）からの制
御信号にて（２）式のように設定すると、素子アンテナ
（１１）に供給される信号の位相叫（３）式となる。

ただし、〔Ｘ〕ゎなる記号は、Ｘに一番近い、Ｂで量子
化されたディジタル位相量をとることを意味している。

βはビーム走査角に対応する定数。

これより、電子走査アンテナ全体としての放射パターン
Ｅ（θ）は、アンテナ素子間隔をｄ、伝搬定数をｋとす
れば（４）式で表わされ、（４）式が最大となる主ロー
ブ方向は（５）式で表わされる。

ただし、Ｉｉは１番目の素子アンテナの励振振幅。

である。

続性により生ずる量子化位相誤差（Ｂが０ならＤも０と
なる）である。これは、従来の量子化位相誤差と異なり
２周期性がなくなり分散された形となる。

さて、この原理を図を用いて説明する。

第５図はこの原理を説明するものであり、第５図におい
て、ａは階段状にする前の移相器（２ａ）〜（２ｎ）の
入力信号の位相分布、ｂは階段状にしだ後の↓相器（２
ａ）〜（２ｎ）の入力信号の位相分布、Ｃは移相器（２
ａ）〜（２ｎ）の入力信号の位相分布を打消す位相分布
、ｄはビーム走査の移相量、θは移相器（２ａ）〜（２
ｎ）の入力信号の位相分布を打消す位相分布Ｃとビーム
走査の移相量ｄを加えた位相分布、ｆはθをディジタル
化した位相分布である。

位相器ｉａは２式（１）の〔〕の中の式で表わされるも
のであり、ｂはａを階段状にしたもので式（１）を表わ
す位相分布である。位相調整器にはとのｂの位相分布を
与える。

Ｃは移相器（２ａ）〜（２ｎ）の入力信号の位相分布を
打消す位相分布で式（２）の〔〕の中の第１項ビーム走
査の移相量で式（２）の〔〕の中のβｉを示している。

θはＣの位相分布とｄの位相分布を加えた分布であり２
式（２）の〔〕の中の式を表わすものである。

ｆはｅの分布をディジタル化したもので９式（２）を表
わしている。よって２曲線ｆとｂの合成が素子アンテナ
（１ａ）〜（１ｎ）に与えられる位相分布である。

以上で述べたように、給電用伝送線路の電気長を階段状
に変化させて与えることができるので。

ハードウェアの実現を可能にしている。

第６図はこの発明の一実施例を示すもので、第４図に示
した位相調整器（９ａ）〜（９ｎ）として２位相調整用
ディジタル移相器（９ａ）〜（９ｎ）を用いたものであ
り、原理は前記のものと同様である。

第７図にこの発明の他の実施例を示すもので。

第４図に示した移相調整器（９ａ）〜（９ｎ）として半
固定移相器（９ａ）〜（９ｎ）を用いたものである。第
８図にそれぞれの半固定移相器に与える移相量を示す図
である。第８図において、　　（９ａ）〜（９ｎ）が半
固定移相器、φ。〜φ３は移相量を示す。第８図に示す
ように移相量は素子位置に対応して、ステップ状の移相
量φ、〜φ３が与えられる。しだがって、各半固定移相
器にはその素子位置に対応しだ移相量が与えられるため
、ブロック毎に移相量を変化させて与えることになる。

まだ、この原理は前述のものと同様である。

第９図にこの発明の他の実施例を示すもので。

第９図に示した位相調整器（９ａ）〜（９ｎ）として固
定位相器（９ａ）〜（９ｎ）を用いたものである。各固
定位相器に与える位相量がブロック化されるのは第７図
に示したものと同じであシ、この原理は前述のものと同
様である。また、この固定位相器は電気長を変化させる
ことができるものならば良く。

例えば同軸線路や導波管の長さを変化させたものでも良
い。

このように、この発明によれば量子化位相誤差によるサ
イドロープは、特定の方向から分散され小さくなり、特
定の方向に生ずる大きなサイドロープを低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子走査アンテナを示す概略図。第２図はこの指向特性を説明するもので、同図（Ａ）は
各移相器の移相量を示す図、同図ＣＢ）は電子走査アン
テナの指向特性図２第３図は従来のアンテナにおける量
子化位相誤差を示す図、第４図はこの発明によるアンテ
ナの一実施例を示す概略図、第５図はこの発明の原理を
示す図、第６図はこの発明の一実施例を示す概略図、第
７図は、この発明の他の実施例を示す概略図、第８図は
移相器に与える移相量を示す図、第９図はこの発明の他
の実施例を示す概略図であり、　　（Ｉａ）〜（１ｎ）
は素子アンテナ、　　（２ａ）〜（２ｎ）は移相器、　
　（５ａ）〜（３ｎ）は移相器駆動回路、　　（４ａ）
〜（４ｎ）は給電用伝送線路。（５）は制御回路、（６）は送受信切替器、（７）は送
信機。（８）は受信機、　　（９ａ）〜（９ｎ）は位相調整器
である。なお２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− 第３図第４図第６図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の素子アンテナと、複数の素子アンテナそれ
ぞれに対応して設けられた複数の移相器と。上記複数の移相器それぞれに対応して設けられた移相器
駆動回路と、上記移相器駆動回路にビーム方向に対応す
る制御信号を与える制御回路とを備え、送信機から送ら
れてくるマイクロ波信号に所要量の位相偏位な生じさせ
て主ビーム方向を制御するようにした電子走査アンテナ
において、前記移相器の入力信号位相を〔−α（ｉ　＜
ｎ＋１月２０〕。のように階段状にして与え２位相調整器で調整し。かつ階段状に与える前の位相を用いて各移相器のするこ
とにより、ビーム走査時の量子化位箱誤差によって生ず
るサイドロープを低減するようにしたことを特徴とする
電子走査アンテナ。
（２）位相調整器として位相調整用テイジタル移相器を
用いた特許請求の範囲第（１）項記載の電子走査アンテ
ナ。
（３）位相調整器としても固定移相器を用いた特許請求
の範囲第（１１項記載の電子走査アンテナ。
（４）位相調整器として固定移相器を用いた特許請求の
範囲第（１）項記載の電子走査アンテナ。