JPS606124B2 - array antenna - Google Patents

array antenna

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JPS606124B2
JPS606124B2 JP9900877A JP9900877A JPS606124B2 JP S606124 B2 JPS606124 B2 JP S606124B2 JP 9900877 A JP9900877 A JP 9900877A JP 9900877 A JP9900877 A JP 9900877A JP S606124 B2 JPS606124 B2 JP S606124B2
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Japan
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power
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array antenna
switch
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JP9900877A
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Japanese (ja)
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JPS5432249A (en
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丕雄 水沢
誠 小野
清司 真野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24Arrangements 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 orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • H01Q3/245Arrangements 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 orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching in the focal plane of a focussing device

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は複数個の素子アンテナを配列して構成され、
かつ、上記各素子アンテナと電力分配合成器とが給電線
でつながれる給電方式をとるアレイアンテナに関するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] This invention is constructed by arranging a plurality of element antennas,
The present invention also relates to an array antenna that employs a power feeding system in which each of the above-mentioned element antennas and a power distribution/synthesizer are connected by a feeding line.

従来のこの種アレイアンテナにおいては、1台の電力分
配合成器を用いて各素子アンテナへの電力の分配合成を
行なっていたため、電力分配比は固定され、したがって
、アレイアンテナの放射特性は固定されたものであった
In conventional array antennas of this type, one power distribution combiner was used to distribute and combine the power to each element antenna, so the power distribution ratio was fixed, and therefore the radiation characteristics of the array antenna were fixed. It was something like that.

すなわち、一つのアレイアンテナを用いて目的に応じて
サイドローブや利得、ビーム幅などの放射特性を異なら
しめることはできなかった。この発明はこれらの欠点を
除去するために、2個以上の電力分配合成器とスイッチ
とを組み合わせたもので「以下図面について説明する。
That is, it has not been possible to use a single array antenna to vary radiation characteristics such as side lobes, gain, and beam width depending on the purpose. In order to eliminate these drawbacks, the present invention combines two or more power distribution combiners and switches.

第1図はこの発明の実施例であって、1は素子アンテナ
、2はスイッチ、3,3aは給電線、4a,4bは電力
分配器、5a,5bは給電線、6はスイッチ、7は送信
源である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which 1 is an element antenna, 2 is a switch, 3 and 3a are feed lines, 4a and 4b are power dividers, 5a and 5b are feed lines, 6 is a switch, and 7 is a power divider. is the transmission source.

電力分配器4aは6分配器であり、電力分配器4bは8
分配器である。また、電力分配器4aの電力分配比は均
一であり、電力分配器4bの電力分配比はサイドローブ
を小さく抑えるためにテーパ状分布となっている。すな
わち、送信源7から出た信号電力はスイッチ6に入り、
もし、スイッチ6が第1図の上側端子に接続されている
とすれば、上記信号は給電線5aを通って電力分配器4
aに入る。
The power divider 4a is a 6 divider, and the power divider 4b is an 8 divider.
It is a distributor. Further, the power distribution ratio of the power divider 4a is uniform, and the power distribution ratio of the power divider 4b has a tapered distribution in order to keep sidelobes small. That is, the signal power output from the transmission source 7 enters the switch 6,
If the switch 6 is connected to the upper terminal in FIG.
Enter a.

さらに、6個のスイッチ2は第1図において全て上側端
子に接続されているものとすれば、電力分配器4aによ
って分配された信号電力は給電線3、スイッチ2を通り
、6個の素子アンテナ1から空間に放射される。このと
き、電力分配器4aの電力分配比は均一であるから、上
記の6個の素子アンテナ1の励振振幅は均一となり、し
たがって指向性の鋭い放射が行なわれる。また、第1図
において全てのスイッチ2および6を図の下側端子に接
続した場合には送信源7からの信号電力はスイッチ6、
給電線5bを通って電力分配器4bに入った後、8分配
され、給電線3とスイッチ2、あるいは給電線3aを通
り、8個の素子アンテナ1から空間に放射される。
Furthermore, assuming that the six switches 2 are all connected to the upper terminal in FIG. 1 is radiated into space. At this time, since the power distribution ratio of the power divider 4a is uniform, the excitation amplitudes of the six element antennas 1 are uniform, so that radiation with sharp directivity is performed. In addition, in FIG. 1, if all switches 2 and 6 are connected to the lower terminals in the figure, the signal power from the transmission source 7 will be
After entering the power divider 4b through the feeder line 5b, it is divided into eight parts, passes through the feeder line 3 and the switch 2, or the feeder line 3a, and is radiated into space from the eight element antennas 1.

電力分配器4bの電力分配比は中央で大きく両端に近い
ほど小さいテーパ状であり、したがって、8個の素子ァ
ンテナーの振幅分布もテーパ状となり、その放射パター
ンのサイドローブレベルの低いものが得られる。第1図
の例では電力分配器4bを用いる場合は電力分配器4a
を用いる場合より使用する素子数を多くして、テーバ状
振幅分布によるアレイアンテナ関口能率の低下分をアレ
イアンテナ関口長の増大による指向性利得の増加によっ
て橘なっている。
The power distribution ratio of the power divider 4b is tapered to be larger at the center and smaller toward both ends.Therefore, the amplitude distribution of the eight element antennas is also tapered, resulting in a radiation pattern with a low sidelobe level. . In the example of FIG. 1, when using the power divider 4b, the power divider 4a
By using a larger number of elements than in the case of using the antenna, the decrease in the efficiency of the array antenna Sekiguchi due to the tapered amplitude distribution is offset by the increase in the directivity gain due to the increase in the length of the array antenna Sekiguchi.

このような励振分布を切換えて使用できる本発明のアレ
イアンテナは、単体で用いる場合に有効であるばかりで
なく、これを反射鏡アンテナやレンズアンテナにおける
一次放射器として用いても効果が大きい。
The array antenna of the present invention, which can be used by switching such excitation distribution, is not only effective when used alone, but also highly effective when used as a primary radiator in a reflector antenna or lens antenna.

このような場合の実施例を第2図を用いて説明する。第
2図において、8は垂直断面(第1図の紙面)曲線が放
物線である反射鏡であり、これに対向して素子アンテナ
1が配列され「反対鏡アンテナの1次放射器としてのア
レイアンテナを構成している。
An embodiment in such a case will be explained using FIG. 2. In Fig. 2, reference numeral 8 is a reflector whose vertical cross-section (plane of the paper in Fig. 1) is a parabola, and the element antennas 1 are arranged opposite to it. It consists of

各素子アンテナ1には可変移相器9およびスイッチ2が
接続され、上記スイッチ2の二つの端子はそれぞれ電力
分配器10a,10bに接続される。上記二つの電力分
配器10a,10bはスイッチ6と結ばれる。第2図に
示すように電力分配器10a,10bはともに5分配器
であるが、電力分配器10aは均一な電力分配比をもち
、電力分配器10bは電力分布が中心でレベルの高い山
型テーパ状になるような分配比をもっている。また、第
2図では各素子アンテナ1に可変移相器9がつながれて
いるためにアレイアンテナの位相分布を制御してビーム
を走査する、いわゆるフエイズドアレイ(phased
amay)アンテナを構成しており、第2図の反射鏡ア
ンテナはフェィズドァレイ給電反射鏡アンテナを示して
いる。本発明によるアレイアンテナを用いた反射鏡アン
テナは以上のように構成されているために、例えば各ス
イッチ2とスイッチ6を全て電力分配器10aの側に接
続したとすれば反射鏡8の閉口面上の電力分布は比較的
均一分布に近い分布となるため開□能率の高いアンテナ
が得られ、かつ、この高能率を保ったまま垂直面内でビ
ーム走査が行なわれる。また、各スイッチ2とスイッチ
6を全て電力分配器10bの側に接続したとすれば、関
口面上の電力分布は山型テーパ状となり、したがって低
サイドロープをもつ反射鏡アンテナが実現され、この状
態は垂直面内のビーム走査にわたってほぼ同様に保たれ
る。すなわち、第2図のような構成を用いることにより
、反射鏡アンテナは高能率形としても、また低サイドロ
ーブ形としても使用することができ、実用上のメリット
が大きい。
A variable phase shifter 9 and a switch 2 are connected to each element antenna 1, and two terminals of the switch 2 are connected to power dividers 10a and 10b, respectively. The two power dividers 10a and 10b are connected to a switch 6. As shown in FIG. 2, the power dividers 10a and 10b are both 5-way dividers, but the power divider 10a has a uniform power distribution ratio, and the power divider 10b has a high-level mountain-shaped power distribution in the center. It has a distribution ratio that is tapered. In addition, in FIG. 2, a variable phase shifter 9 is connected to each element antenna 1, so the phase distribution of the array antenna is controlled to scan the beam, which is a so-called phased array.
The reflector antenna in FIG. 2 shows a phased array feeding reflector antenna. Since the reflector antenna using the array antenna according to the present invention is configured as described above, for example, if each switch 2 and switch 6 are all connected to the power divider 10a side, the closed surface of the reflector 8 Since the above power distribution is relatively close to a uniform distribution, an antenna with high opening efficiency can be obtained, and beam scanning can be performed in the vertical plane while maintaining this high efficiency. Moreover, if each switch 2 and switch 6 are all connected to the power divider 10b side, the power distribution on the Sekiguchi surface becomes a mountain-shaped taper shape, thus realizing a reflector antenna with a low side rope. The conditions remain approximately the same across the beam scan in the vertical plane. That is, by using the configuration shown in FIG. 2, the reflector antenna can be used both as a high-efficiency type and as a low sidelobe type, which has great practical advantages.

なお、以上は送信について説明したが「受信に用いても
何らさしつかえない。
Although the above explanation was about transmission, there is no harm in using it for reception as well.

なお、受信では電力分配器は電力合成器として働く。Note that during reception, the power divider works as a power combiner.

また、素子アンテナ数「スイッチ2の数、電力分配器数
は実施例に限定されるものではなく、また、各電力分配
器のもつ分配比は目的に応じて任意でよいことはこれま
での説明から明らかである。また、素子アンテナの配列
を直線状に限らず、平面状、曲曲状にしても本発明は全
く同様に実施できるものである。第2図の実施例では反
射鏡の代わりにレンズを用いても構わない。この発明に
係るアレイアンテナでは複数個のスイッチと複数個の電
力分配合成器を用いることにより、振幅分布を種々変え
ることができるから、このアレイアンテナを単体、ある
いは閉口面アンテナの1次放射器として用い、レーダ用
や通信用のアンテナに利用した場合にはシステムの要求
する種々の目的を同時に満足させることができるなど、
実用上の効果が大きい。
In addition, as explained above, the number of element antennas, the number of switches 2, and the number of power dividers are not limited to those in the embodiment, and the distribution ratio of each power divider may be arbitrary depending on the purpose. It is clear from the above.Furthermore, the present invention can be carried out in exactly the same way even if the arrangement of element antennas is not limited to a linear arrangement, but a planar arrangement or a curved arrangement.In the embodiment shown in FIG. In the array antenna according to the present invention, the amplitude distribution can be varied in various ways by using a plurality of switches and a plurality of power distribution/synthesizers. When used as the primary radiator of a closed-surface antenna, and when used in radar or communication antennas, it can simultaneously satisfy various purposes required by the system.
It has great practical effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の概略構成図、第2図はこ
の発明によるアレイアンテナを用いた反射鏡アンテナの
概略構成図である。 図中、1は素子アンテナ「 2,6はスイッチ、4a,
4b,10a,10bは電力分配器、9は可変移相器で
ある。 なお、図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示してある。多1図 髭Z図
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a reflector antenna using an array antenna according to the present invention. In the figure, 1 is an element antenna, 2 and 6 are switches, 4a,
4b, 10a, 10b are power dividers, and 9 is a variable phase shifter. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. Multi-figure beard Z-diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複数個の素子アンテナと、上記各素子アンテナに電
力を分配、あるいは上記各素子アンテナからの電力を合
成する電力分配合成器とから構成されるアレイアンテナ
において、複数個の電力分配合成器を用い、上記素子ア
ンテナの全て、あるいは一部にスイツチを設け、上記ス
イツチによつて上記電力分配合成器を撰択的に切換えて
用いることを特徴とするアレイアンテナ。
1. In an array antenna consisting of a plurality of element antennas and a power distribution/synthesizer that distributes power to each of the element antennas or combines the power from each of the element antennas, the plurality of power distribution/synthesizers are used. . An array antenna characterized in that all or some of the element antennas are provided with a switch, and the power distribution/synthesizer is selectively switched and used by the switch.
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JPS5896315U (en) * 1981-12-23 1983-06-30 三菱電機株式会社 radar device
JP2646857B2 (en) * 1991-01-30 1997-08-27 日本電気株式会社 Patch antenna array
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