JPS5940704A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
- Publication number
- JPS5940704A JPS5940704A JP15031382A JP15031382A JPS5940704A JP S5940704 A JPS5940704 A JP S5940704A JP 15031382 A JP15031382 A JP 15031382A JP 15031382 A JP15031382 A JP 15031382A JP S5940704 A JPS5940704 A JP S5940704A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- phased array
- beam scanning
- horizontal plane
- antenna device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
- H01Q3/46—Active lenses or reflecting arrays
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。
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、水平面内３６０゛を電子的にビーム走査す
るアンテナ装置に関するものである。
るアンテナ装置に関するものである。
甘ず、従来のこの種アンテナ装置を図面によって説明す
る。第１図において、（１）は複数個の素子アンテナを
平面上に配列して構成したアレーアンテナで、特に各素
子アンテナには可変の移相器がつ々がれ電子的にビーム
走査する。いわゆるフェーズドアレーアンテナ（ｐｈａ
ｓｅｄ ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ 。
る。第１図において、（１）は複数個の素子アンテナを
平面上に配列して構成したアレーアンテナで、特に各素
子アンテナには可変の移相器がつ々がれ電子的にビーム
走査する。いわゆるフェーズドアレーアンテナ（ｐｈａ
ｓｅｄ ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ 。
以下、フェーズドアレーと略す。）で６る。（２）ハ４
角錐台形状を示しだ構造体で、四つの側面に上記のフェ
ーズドアレー（１）が取付けられている。それぞれのフ
ェーズドアレー（１）は１面当り、水平面内の１／４角
度範囲、すなわち±４５°をビーム走査し、４台で３６
０°をカバーする。
角錐台形状を示しだ構造体で、四つの側面に上記のフェ
ーズドアレー（１）が取付けられている。それぞれのフ
ェーズドアレー（１）は１面当り、水平面内の１／４角
度範囲、すなわち±４５°をビーム走査し、４台で３６
０°をカバーする。
従来のアンテナ装置は以上のような構成であり。
水平面内３６０°をビーム走査するために４面のフェー
ズドアレーを用いており、高価な移相器を４面分用いる
ために、経済性の点で極めて大きな欠点を有していた。
ズドアレーを用いており、高価な移相器を４面分用いる
ために、経済性の点で極めて大きな欠点を有していた。
第２図は、従来の他のアンテナ装置の垂直断面図を示し
てお＃）、（３１はフェーズドアレー（１）を覆うよう
に投錯された球殻状のレンズである。幾何光学的に考え
ると第２図でフェーズドアレー（１１から出た光線Ｒ１
、Ｒ２けレンズ（３）の屈折作用によって第２図のよう
に例えば水平方向に進んでいく。第２図のアンテナ装置
は垂直軸イの１わりに回転対称な構造をしており、水平
面３６０°を１面のフェーズドアＬ／ −（１）のみで
ビーム走査することができる。
てお＃）、（３１はフェーズドアレー（１）を覆うよう
に投錯された球殻状のレンズである。幾何光学的に考え
ると第２図でフェーズドアレー（１１から出た光線Ｒ１
、Ｒ２けレンズ（３）の屈折作用によって第２図のよう
に例えば水平方向に進んでいく。第２図のアンテナ装置
は垂直軸イの１わりに回転対称な構造をしており、水平
面３６０°を１面のフェーズドアＬ／ −（１）のみで
ビーム走査することができる。
し、かじ、レンズ（３）の凹レンズ的屈折効果を利用す
るために、第２図にも斥しているＪ：うに、レンズ通過
後の光線Ｒ１とＲ２の間隔はフェーズドアレー（１）の
開口直径より狭くなり、この結果、アンテナとしての利
得が低下し、ビーム幅が広くなり、レーダなどに用いた
とき探知距離が減少し、角度分解能力が劣化する。又、
マイクロ波帯の周波数で用いる場合、レンズ（３）は光
学的レンズでは実現できず、遅波線路による位相差を利
用したレンズ素子から構成する。いわゆる拘束形レンズ
（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｌｅｎｓ ）を用いることに
なる。しかし、Ｘ帯以上の波長の比較的短い場合には挿
入損や漏洩損の小さいレンズ素子の実現が難しく、又、
レンズ（３）とフェーズドアレー（、Ｉ）の間で偏波が
ずれる問題もある。。
るために、第２図にも斥しているＪ：うに、レンズ通過
後の光線Ｒ１とＲ２の間隔はフェーズドアレー（１）の
開口直径より狭くなり、この結果、アンテナとしての利
得が低下し、ビーム幅が広くなり、レーダなどに用いた
とき探知距離が減少し、角度分解能力が劣化する。又、
マイクロ波帯の周波数で用いる場合、レンズ（３）は光
学的レンズでは実現できず、遅波線路による位相差を利
用したレンズ素子から構成する。いわゆる拘束形レンズ
（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｌｅｎｓ ）を用いることに
なる。しかし、Ｘ帯以上の波長の比較的短い場合には挿
入損や漏洩損の小さいレンズ素子の実現が難しく、又、
レンズ（３）とフェーズドアレー（、Ｉ）の間で偏波が
ずれる問題もある。。
この発明はこれら従来の欠点を除去するだめに。
第２図のレンズ（３）の代わりに構成が簡単で、且つ。
電子的に反射機能と透過機能とを切換えられる金属スト
リップ平板を用いたもので、以下２図面によってこの発
明の詳細な説明する。
リップ平板を用いたもので、以下２図面によってこの発
明の詳細な説明する。
第３図はこの発明の実施例の概略構成図であり。
４枚の金属ストリップ平板（４ａ）〜（４ｄ）が互いに
組合わされて構成され、フェーズドアレー（１）を覆っ
ている。上記平板（４ａ）〜（４ｄ）はフェーズドアレ
ー（１）の開口面ａの中心における上記開口面ａの法線
を中心軸としてそのまわシの回転対称な位置に配置され
ている。Ｒは稜線である。
組合わされて構成され、フェーズドアレー（１）を覆っ
ている。上記平板（４ａ）〜（４ｄ）はフェーズドアレ
ー（１）の開口面ａの中心における上記開口面ａの法線
を中心軸としてそのまわシの回転対称な位置に配置され
ている。Ｒは稜線である。
この金属ストリップ平板（４ａ）〜（４ｄ）の構成を第
４図で説明する。
４図で説明する。
第４図は１枚の金属ストリップ平板（４ａ）の概略構成
図であり、 （５ａ）、（５ｂ）は細い金続導体が薄
い誘電体板（６）上に縦方向にプリントされた金属スト
リップ（５ｔｒｉｐ ）であシ、薄い誘電体板（６）の
上に等間隔ｄで構成されている。又、金属ス） ＩＪツ
ブ（５ａ）には縦方向に一定の間隔Ｐでダイオード（７
）が取付けられている。１本の金属ストリップ（５ａ）
に付いている全てのダイオード（７）に順バイアスの電
圧を印加すると、金属ストリップ（５ａ）は１本の金属
ストリップ線とな勺、又、同じく全てのダイオード（７
）に逆バイアス電圧を印加すると、金属ストリップ（５
ａ）はダイオード（７）の付いている点で電気的に寸断
され、多数の長さＰの金属ストリップ線に分けられる。
図であり、 （５ａ）、（５ｂ）は細い金続導体が薄
い誘電体板（６）上に縦方向にプリントされた金属スト
リップ（５ｔｒｉｐ ）であシ、薄い誘電体板（６）の
上に等間隔ｄで構成されている。又、金属ス） ＩＪツ
ブ（５ａ）には縦方向に一定の間隔Ｐでダイオード（７
）が取付けられている。１本の金属ストリップ（５ａ）
に付いている全てのダイオード（７）に順バイアスの電
圧を印加すると、金属ストリップ（５ａ）は１本の金属
ストリップ線とな勺、又、同じく全てのダイオード（７
）に逆バイアス電圧を印加すると、金属ストリップ（５
ａ）はダイオード（７）の付いている点で電気的に寸断
され、多数の長さＰの金属ストリップ線に分けられる。
この金属ストリップ平板（４ａ）に平面波の電波が入射
したときの作用を次の第５図を用いて説明する。すなわ
ち、第５図は、第４図の金属ストリップ平板（４ａ）に
金属ストリップ（５ａ）。
したときの作用を次の第５図を用いて説明する。すなわ
ち、第５図は、第４図の金属ストリップ平板（４ａ）に
金属ストリップ（５ａ）。
（５ｂ）と平行な電界が入射したときの、相隣シ合う１
組の金属ス） ＩＪツブ（５ａ）と（５ｂ）の等価回路
を示しており、第５図（ａ）はダイオード（７）に順バ
イアス電圧を印加したとき、第５図（ｂ）は同じく逆バ
イアス電圧を印加したときに相当する。第５図の等価回
路のＬは１本の金属ストリップ（５ｂ）の呈するインダ
クタンス、同じくＣは間隔Ｐで寸断された金属ストリッ
プ（５ａ）の呈するキャパシタンステする。従って、ダ
イオード（７）の印加電圧が全て順バイアスのときに、
第５図のインダクタンスＬが十分小さくなるように金属
ストリップ（５ａ）と（５ｂ）の太さとの間隔ｄを選べ
ば、第５図（ａ）の等価回路はほとんど短絡状態となり
、金属ストリップ（４）は入射電波に対して反射板とし
て働く８一方、ダイオード（７）の印加電圧が全て逆バ
イアス時に呈する第５図（１））のキャパシタンスＣが
、上記のインダクタンスＬに対してωＬＯ−１（並列共
振、但し、ωは角周波数）となるように、金属ストリッ
プ（５ａ）の寸断の間隔Ｐを選べば、第５図価）の等価
回路は開放となシ、金属ストリップ平板（４）は入射電
波をそのまま透過させる透過板となる。
組の金属ス） ＩＪツブ（５ａ）と（５ｂ）の等価回路
を示しており、第５図（ａ）はダイオード（７）に順バ
イアス電圧を印加したとき、第５図（ｂ）は同じく逆バ
イアス電圧を印加したときに相当する。第５図の等価回
路のＬは１本の金属ストリップ（５ｂ）の呈するインダ
クタンス、同じくＣは間隔Ｐで寸断された金属ストリッ
プ（５ａ）の呈するキャパシタンステする。従って、ダ
イオード（７）の印加電圧が全て順バイアスのときに、
第５図のインダクタンスＬが十分小さくなるように金属
ストリップ（５ａ）と（５ｂ）の太さとの間隔ｄを選べ
ば、第５図（ａ）の等価回路はほとんど短絡状態となり
、金属ストリップ（４）は入射電波に対して反射板とし
て働く８一方、ダイオード（７）の印加電圧が全て逆バ
イアス時に呈する第５図（１））のキャパシタンスＣが
、上記のインダクタンスＬに対してωＬＯ−１（並列共
振、但し、ωは角周波数）となるように、金属ストリッ
プ（５ａ）の寸断の間隔Ｐを選べば、第５図価）の等価
回路は開放となシ、金属ストリップ平板（４）は入射電
波をそのまま透過させる透過板となる。
このような構成と働きを持つ金属ストリップ平板（４ａ
）〜（４ｄ）を用いた第３図のこの発明の実施例のビー
ム走査の機構を第６１図をもって説明する。
）〜（４ｄ）を用いた第３図のこの発明の実施例のビー
ム走査の機構を第６１図をもって説明する。
第６図は第３図の稜線Ｒを通る断面図である。
第６図の左側の金属ストリップ平板（４ａ）は、その持
っているダイオード（７）が全て順バイアス電圧が印加
され、平面反射板として働く。一方、第６図の右側の金
属ストリップ平板（４ｂ）は、その持っているダイオー
ド（７）が全て逆バイアス電圧が印加され。
っているダイオード（７）が全て順バイアス電圧が印加
され、平面反射板として働く。一方、第６図の右側の金
属ストリップ平板（４ｂ）は、その持っているダイオー
ド（７）が全て逆バイアス電圧が印加され。
透過板として働く。従って、フェーズドアレー（１１か
ら出た光線ＰＩ、Ｐ２は金属ストリップ平板（４ａ）で
反射され、金属ストリップ平板（４ｂ）をそのまま通過
していく。フェーズドアレー（１）の持つ電子的ビーム
走査機能によって、フェーズドアレー＋１１から出る光
線Ｐｉ、Ｐ２の方向も変り、垂直面内の走査ができる。
ら出た光線ＰＩ、Ｐ２は金属ストリップ平板（４ａ）で
反射され、金属ストリップ平板（４ｂ）をそのまま通過
していく。フェーズドアレー（１）の持つ電子的ビーム
走査機能によって、フェーズドアレー＋１１から出る光
線Ｐｉ、Ｐ２の方向も変り、垂直面内の走査ができる。
又、垂直面内での走査角は一定として、水平面内でもビ
ーム走査するようにフェーズドアレー（１）からの光線
ＰＩ、Ｐ２の方向を制御することもでき１反射板として
の金属ストリップ平板（４０の水平方向の大きさを十分
にしておけば。
ーム走査するようにフェーズドアレー（１）からの光線
ＰＩ、Ｐ２の方向を制御することもでき１反射板として
の金属ストリップ平板（４０の水平方向の大きさを十分
にしておけば。
水平面内で±４５°のビーム走査が可能である。第６図
で、右側の金属ストリップ平板（４ｂ）を反射板として
機能させ、左側の金属ストリップ平板（４ａ）を透過板
として機能させれば、明らかに第６図の左側の空間領域
をビーム走査できる。更に第３図において、４面の金属
ストリップ平板（４ａ）〜（４ｄ）を用い２反射板と透
過板の機能を切換えていけば。
で、右側の金属ストリップ平板（４ｂ）を反射板として
機能させ、左側の金属ストリップ平板（４ａ）を透過板
として機能させれば、明らかに第６図の左側の空間領域
をビーム走査できる。更に第３図において、４面の金属
ストリップ平板（４ａ）〜（４ｄ）を用い２反射板と透
過板の機能を切換えていけば。
水平面内３６０゛のビーム走査が可能となる。
なお、第４図に示すダイオード（７）は単に電流のＯＮ
とＯＦＦを切換えるだけであるから、安価なダイオード
で充分であり、又、１枚の金属ストリップ平板０υ又は
（４２１又は（４′３又は（４４）に付いているダイオ
ード（力は全て、同時に順バイアスが逆バイアスの電圧
印加されるため、その切換えの制御は（０，＋）の１ビ
ツトで用が足ｐる。
とＯＦＦを切換えるだけであるから、安価なダイオード
で充分であり、又、１枚の金属ストリップ平板０υ又は
（４２１又は（４′３又は（４４）に付いているダイオ
ード（力は全て、同時に順バイアスが逆バイアスの電圧
印加されるため、その切換えの制御は（０，＋）の１ビ
ツトで用が足ｐる。
なお２以上は４枚の金属ストリップ平板を用いる場合に
ついて説明したが、この発明はこれに限らず、３枚でも
或いは５枚でも構わない。又、水平方向の９０°毎の四
つの方向に単にビーム方向を切換えるためにもこの発明
は実施することができ。
ついて説明したが、この発明はこれに限らず、３枚でも
或いは５枚でも構わない。又、水平方向の９０°毎の四
つの方向に単にビーム方向を切換えるためにもこの発明
は実施することができ。
この場合は当然ながらフェーズドアレーの代ゎシに電子
走査しない固定ビームのホーンアンテナ。
走査しない固定ビームのホーンアンテナ。
パラボラアンテナ、アレーアンテナなどを用いればよい
。更に、第３図の実施例で、天頂方向のビーム走査が必
要な場合は、当然ながら全ての金属ストリップ平板Ｃ４
υ〜（４４）を透過板として動作させればよい。
。更に、第３図の実施例で、天頂方向のビーム走査が必
要な場合は、当然ながら全ての金属ストリップ平板Ｃ４
υ〜（４４）を透過板として動作させればよい。
以上のように、この発明によれば、安価なダイオードを
用いた簡単な構造の金属ストリップ平板によって電波の
反射又は透過を電子的に制御することができ、これによ
って、１面のみの７エーズドアレーで水平面内３６００
をビーム走査することができるから、これを捜索、追尾
用のレーダアンテナとし７て用いたときの効果は、性能
および経済性の点で著しく大きい。
用いた簡単な構造の金属ストリップ平板によって電波の
反射又は透過を電子的に制御することができ、これによ
って、１面のみの７エーズドアレーで水平面内３６００
をビーム走査することができるから、これを捜索、追尾
用のレーダアンテナとし７て用いたときの効果は、性能
および経済性の点で著しく大きい。
第１図は従来の４面の７二−ズドアレーを用いたアンテ
ナ装置の概略構成図、第２図は従来の１面の７エーズド
アレーを球殻状レンズから成るアンテナ装置の概略断面
図、第３図はこの発明の実施例の概略構成図、第４図は
この発明に用いられる金属ストリップ平板の概略構成図
、第５図は金属ストリップ平板の等価回路図、第６図は
この発明の実施例における電波の反射と透過の説明図で
ある。 図中、（１）はフェーズドアレーアンテナ、 （４ａ）
〜（４ｄ）は金属ストリップ平板ｅ （５ａ）、（ｓ
ｂ）は金属ストリップ、（６）は誘電体板、（７）はダ
イオード、ａはアンテナの開［］面である。 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−
ナ装置の概略構成図、第２図は従来の１面の７エーズド
アレーを球殻状レンズから成るアンテナ装置の概略断面
図、第３図はこの発明の実施例の概略構成図、第４図は
この発明に用いられる金属ストリップ平板の概略構成図
、第５図は金属ストリップ平板の等価回路図、第６図は
この発明の実施例における電波の反射と透過の説明図で
ある。 図中、（１）はフェーズドアレーアンテナ、 （４ａ）
〜（４ｄ）は金属ストリップ平板ｅ （５ａ）、（ｓ
ｂ）は金属ストリップ、（６）は誘電体板、（７）はダ
イオード、ａはアンテナの開［］面である。 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−
Claims (3)
- （１）電波を送受信するアンテナと、電波を反射する平
面板とから成るアンテナ装置において、複数本のワイヤ
状の金属導体を平行に並べ、且つ。 一本ないし数本おきの上記ワイヤ状の金属導体に一定の
間隔でダイオードをつなぎ、上記ダイオードに印加する
電圧を順方向か逆方向かに切換えることによって、電波
を反射するかあるいは透過するように構成した平面板を
用い、上記アンテナの開［１面となす角度の等しい複数
個の上記平面板を。 上記開口面の中心における上記開口面の法線を中心４１
として、その廿わりの回転対称な位置に配置し、水平面
内の異なる方向に電波ビームを切換えて放射することを
特徴とするアンテナ装置。 - （２） アンテナとして、複数個の素子アンテナから
成り、電子的にビーム走査を行うフェーズドアレーアン
テナを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第ｆｌ）
項記載のアンテナ装置。 - （３） ワイヤ状の金属導体として、誘電体基板上に
プリントされた金属ストリップを用いたことをｔ￥ｆ徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載のアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15031382A JPS5940704A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15031382A JPS5940704A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5940704A true JPS5940704A (ja) | 1984-03-06 |
Family
ID=15494285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15031382A Pending JPS5940704A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5940704A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62161653U (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | ||
| JPH02299303A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-11 | Nec Corp | アンテナ装置 |
| JP2012199733A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Toshiba Corp | 電子機器、電子機器の制御方法 |
-
1982
- 1982-08-30 JP JP15031382A patent/JPS5940704A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62161653U (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | ||
| JPH02299303A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-11 | Nec Corp | アンテナ装置 |
| JP2012199733A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Toshiba Corp | 電子機器、電子機器の制御方法 |
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