JPS61164302A - アレ−アンテナ - Google Patents
アレ−アンテナInfo
- Publication number
- JPS61164302A JPS61164302A JP528485A JP528485A JPS61164302A JP S61164302 A JPS61164302 A JP S61164302A JP 528485 A JP528485 A JP 528485A JP 528485 A JP528485 A JP 528485A JP S61164302 A JPS61164302 A JP S61164302A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- elements
- switch
- radiating elements
- radiation elements
- 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
Links
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
- H01Q3/24—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 orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は、放射素子切換え形アレーアンテナに関し、特
にビームの指向方向を制御するための改良に関する。
にビームの指向方向を制御するための改良に関する。
発明のＪ！要
本発明は、放射素子切換え形アレーアンテナにおいて、
励振する放射素子の励振位相を制御することによって放
射ビームの指向方向を細かく制御できるようにして、隣
接ビーム間のクロスレベルを上昇させ、または配列素子
数の低減を可能としたものである。
励振する放射素子の励振位相を制御することによって放
射ビームの指向方向を細かく制御できるようにして、隣
接ビーム間のクロスレベルを上昇させ、または配列素子
数の低減を可能としたものである。
従来技術
静止衛星または地上の基地局と、移動体との間で通信を
行なう場合は、移動体のアンテナには電子的追尾可能な
アンテナを使用する必要がある。
行なう場合は、移動体のアンテナには電子的追尾可能な
アンテナを使用する必要がある。
電子的追尾可能なアンテナとしては、従来から、第４図
に示すように、複数の放射素子ｌを配列し、各放射素子
１にはそれぞれ移相器２を通して給電分配回路３から給
電し、制御部６によって各移相器２の移相量を制御する
ことによってビーム走査を行なうようにしたフェイズド
アレイアンテナ、または第５図に示すように、多数の放
射素子１を任意曲面上に配列して、スイッチ５が制御部
６の制御により、所定の素子数を単位として放射素子を
選択して給電分配回路３に切替接続することにより、ビ
ーム走査を行なうスイッチングアレーアンテナとが使用
されている。なお、参照数字４は入出力端子を示す。
に示すように、複数の放射素子ｌを配列し、各放射素子
１にはそれぞれ移相器２を通して給電分配回路３から給
電し、制御部６によって各移相器２の移相量を制御する
ことによってビーム走査を行なうようにしたフェイズド
アレイアンテナ、または第５図に示すように、多数の放
射素子１を任意曲面上に配列して、スイッチ５が制御部
６の制御により、所定の素子数を単位として放射素子を
選択して給電分配回路３に切替接続することにより、ビ
ーム走査を行なうスイッチングアレーアンテナとが使用
されている。なお、参照数字４は入出力端子を示す。
第４図の７エイズドアレイアンテナは、放射素子１の数
に相当する移相器２が必要とされるため１価格が高いと
いう欠点がある。また、電気特性から見ても、例えば複
数の放射素子１を平面に配列したフェイズドアレイアン
テナでは、ブロードサイド（配列面に垂直な方向）から
約４５°以上のビーム走査に対しては、３ｄＢ以上利得
が低下するという欠点がある。広角走査を考慮して球面
上に放射素子１を配列した場合には、指向方向に対して
寄与しない放射素子ｌが生じるため、やはり周辺部での
利得低下をもたらす。
に相当する移相器２が必要とされるため１価格が高いと
いう欠点がある。また、電気特性から見ても、例えば複
数の放射素子１を平面に配列したフェイズドアレイアン
テナでは、ブロードサイド（配列面に垂直な方向）から
約４５°以上のビーム走査に対しては、３ｄＢ以上利得
が低下するという欠点がある。広角走査を考慮して球面
上に放射素子１を配列した場合には、指向方向に対して
寄与しない放射素子ｌが生じるため、やはり周辺部での
利得低下をもたらす。
一方、第５図のスイッチングアレイアンテナは、例えば
球面上に放射素子ｌを配置することにより、広角走査に
対して利得低下を生じないようにすることができるが、
ビーム走査を細かく行なうためには、放射素子ｌの数を
多くする必要があり、放射素子１の数が少ないときは、
隣接するビームとの間でのクロスレベルが低下するとい
う欠点がある。
球面上に放射素子ｌを配置することにより、広角走査に
対して利得低下を生じないようにすることができるが、
ビーム走査を細かく行なうためには、放射素子ｌの数を
多くする必要があり、放射素子１の数が少ないときは、
隣接するビームとの間でのクロスレベルが低下するとい
う欠点がある。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、放射素子を任意の曲面形状に配列したスイッ
チングアレイアンテナ構成とすることによって広角走査
に対する利得低下を防止し、その場合に生じるクロスレ
ベルの低下および配列素子数の増加を抑制しようという
ものである。
チングアレイアンテナ構成とすることによって広角走査
に対する利得低下を防止し、その場合に生じるクロスレ
ベルの低下および配列素子数の増加を抑制しようという
ものである。
発明の構成
本発明の７レイアンテナは、任意形状の面主に配列され
た複数個の放射素子と、 上記複数個の放射素子のうち任意の２個以上の放射素子
を選択して給電するためのスイッチ回路と。
た複数個の放射素子と、 上記複数個の放射素子のうち任意の２個以上の放射素子
を選択して給電するためのスイッチ回路と。
該スイッチ回路と入力端子との間に挿入された１個以上
の移相器と、 上記スイッチの選択動作および前記移相器の移相量を＃
Ｊｇｌするための制御部とを備えて。
の移相器と、 上記スイッチの選択動作および前記移相器の移相量を＃
Ｊｇｌするための制御部とを備えて。
励振する放射素子および励振位相の制御によってビーム
の指向方向を変化させることを特徴とする。
の指向方向を変化させることを特徴とする。
発明の実施例
次に１本発明について、図面を参照して詳細に説明する
。
。
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
すなわち、Ｎ（ｌの放射素子１を球面上に配列し、スイ
ッチ５によってＭ個ＣＭＡＮ）の放゛射素子ｌを選択接
続して励振する。スイッチ５と給電分配回路３間にはＭ
個の移相器２が挿入されており、入出力端子４から入力
された高周波電力は給電分配回路３で配分されてＭ分岐
され、それぞれ移相器２およびスイッチ回路５を通して
Ｍ個の放射素子１に供給される。スイッチ５の選択動作
および各移相器２の移相量は制御部６によって制御され
る。
ッチ５によってＭ個ＣＭＡＮ）の放゛射素子ｌを選択接
続して励振する。スイッチ５と給電分配回路３間にはＭ
個の移相器２が挿入されており、入出力端子４から入力
された高周波電力は給電分配回路３で配分されてＭ分岐
され、それぞれ移相器２およびスイッチ回路５を通して
Ｍ個の放射素子１に供給される。スイッチ５の選択動作
および各移相器２の移相量は制御部６によって制御され
る。
本実施例は、広角走査に対しては、最適なＭ個の放射素
子を選択して励振することにより、利得を低下させない
ようにすることができる。一方、Ｍ個の放射素子の励振
位相を制御することによって、ビーム方向を細かく調整
することが可能である。第２図は、スイッチの切換えお
よび励振位相の切換えによる放射ビームの方向変化を示
す図であり、スイッチ切換えのみによってはビーム７か
ら８に切換えられることにより、その指向方向がθ！か
ら０２に変化するが、励振位相を制御することによって
０１と０２の間に、７ａまたは７ｂで示すようなビーム
を得ることができる。この場合、隣接するビームのクロ
スレベルは、スイッチ選択のみによる場合のａｄＢから
１位相制御を併用した場合はｂｄＢに向上する。また、
ａｄＢのクロスレベルを維持するためには、θ工と０２
を離すことができるから、放射素子数を少なくすること
が可能である０本実施例の移相器の数は、フェイズドア
レイアンテナに比して格段に少なくて足りる（例えば２
個程度でよい）から、簡易化および低価格化が可能であ
り、しかもスイッチングアレーアンテナの欠点を解決し
てクロスレベルを向上し、または放射素子数を低減でき
るという効果がある。
子を選択して励振することにより、利得を低下させない
ようにすることができる。一方、Ｍ個の放射素子の励振
位相を制御することによって、ビーム方向を細かく調整
することが可能である。第２図は、スイッチの切換えお
よび励振位相の切換えによる放射ビームの方向変化を示
す図であり、スイッチ切換えのみによってはビーム７か
ら８に切換えられることにより、その指向方向がθ！か
ら０２に変化するが、励振位相を制御することによって
０１と０２の間に、７ａまたは７ｂで示すようなビーム
を得ることができる。この場合、隣接するビームのクロ
スレベルは、スイッチ選択のみによる場合のａｄＢから
１位相制御を併用した場合はｂｄＢに向上する。また、
ａｄＢのクロスレベルを維持するためには、θ工と０２
を離すことができるから、放射素子数を少なくすること
が可能である０本実施例の移相器の数は、フェイズドア
レイアンテナに比して格段に少なくて足りる（例えば２
個程度でよい）から、簡易化および低価格化が可能であ
り、しかもスイッチングアレーアンテナの欠点を解決し
てクロスレベルを向上し、または放射素子数を低減でき
るという効果がある。
例えば、第３図（Ａ）に示すように、鉛直軸から３５°
の円環上に４つの放射素子■〜■を鉛直軸回りの角度が
２２．５°、 １１２．５°、２０２．５’および２９
２．５°の位置に配置し、鉛直軸から８０°の円環上に
８つの放射素子■〜＠を鉛直軸回りの角度が００から４
５°間隔の位置に配置し、各素子の指向特性をＣｏ１ｔ
θとし、同じ円環上の２素子を同時に選択励振した場
合に得られる放射ビームの２次元パターンを計算すると
、同図（Ｂ）に示すようになる。ただし、鉛直軸から３
５°の円環上の４つの放射素子■〜■のうちの２つを励
振するときの位相差は、Ｏまたは±９０°であり、鉛直
軸から８０″の円環上の８つの放射素子■〜Ｏのうちの
２つを励振するときの位相差は、０．±４５″または±
９０’のいずれかとする。
の円環上に４つの放射素子■〜■を鉛直軸回りの角度が
２２．５°、 １１２．５°、２０２．５’および２９
２．５°の位置に配置し、鉛直軸から８０°の円環上に
８つの放射素子■〜＠を鉛直軸回りの角度が００から４
５°間隔の位置に配置し、各素子の指向特性をＣｏ１ｔ
θとし、同じ円環上の２素子を同時に選択励振した場
合に得られる放射ビームの２次元パターンを計算すると
、同図（Ｂ）に示すようになる。ただし、鉛直軸から３
５°の円環上の４つの放射素子■〜■のうちの２つを励
振するときの位相差は、Ｏまたは±９０°であり、鉛直
軸から８０″の円環上の８つの放射素子■〜Ｏのうちの
２つを励振するときの位相差は、０．±４５″または±
９０’のいずれかとする。
同図は、指向性利得が９ｄＢｆの位置を結んだ曲線を図
示したものであり、各曲線で囲まれた領域は指向性利得
が９ｄＢｆ以上の領域であり、指向性利得のピーク値は
１０．２ ｄＢｉである０例えば、放射素子■と（Φを
同相で励振したときは、同図の曲線ａの閉領域が９ｄＢ
ｆ以上の領域となり、放射素子■と■を同相励振したと
きは、曲線すの領域が得られる。また、放射素子■と■
を４５°の位相差で励振すると、図中曲線ａ′で示す領
域が得られ。
示したものであり、各曲線で囲まれた領域は指向性利得
が９ｄＢｆ以上の領域であり、指向性利得のピーク値は
１０．２ ｄＢｉである０例えば、放射素子■と（Φを
同相で励振したときは、同図の曲線ａの閉領域が９ｄＢ
ｆ以上の領域となり、放射素子■と■を同相励振したと
きは、曲線すの領域が得られる。また、放射素子■と■
を４５°の位相差で励振すると、図中曲線ａ′で示す領
域が得られ。
９０″の位相差で励振したときは、ａ″の領域を得る。
また、放射素子■と■を一８０°の位相差で励振すると
、曲線ｂ”が、−４５°の位相差では曲線ｂ゛が得られ
る。他の隣接する２つの放射素子を励振した場合におい
ても同様に曲線ｃ、ｄで示す領域またはこれらが少しず
つずれた領域を照射することができる。
、曲線ｂ”が、−４５°の位相差では曲線ｂ゛が得られ
る。他の隣接する２つの放射素子を励振した場合におい
ても同様に曲線ｃ、ｄで示す領域またはこれらが少しず
つずれた領域を照射することができる。
一方、放射素子■と■を同相励振したときの指向性利得
９ｄＢｉの位置は曲線ｅで示され、放射素子■と■を同
相励振したときの指向性利得９ ｄＢｉの位置は曲線ｆ
で示される。また、放射素子■と■を±３０″の位相差
で励振したときは、曲線ｅ゛またはｅ”となり、放射素
子（ｊと■を９０°の位相差で励振すると曲！Ｊｉｔｆ
”が得られる。
９ｄＢｉの位置は曲線ｅで示され、放射素子■と■を同
相励振したときの指向性利得９ ｄＢｉの位置は曲線ｆ
で示される。また、放射素子■と■を±３０″の位相差
で励振したときは、曲線ｅ゛またはｅ”となり、放射素
子（ｊと■を９０°の位相差で励振すると曲！Ｊｉｔｆ
”が得られる。
同図から、鉛直軸から３５°の位置に配置された放射素
子■〜■の隣接する２素子を励振することによって、鉛
直軸からほぼ３５°までの領域をカバーすることができ
、鉛直軸から６０°の位置に配置された放射素子■〜＠
のうち隣接する２素子を励振することによって、鉛直軸
からほぼ３４°〜８０°の領域を９．２ ｄＢｉ以上の
指向性利得で照射することができることが理解される。
子■〜■の隣接する２素子を励振することによって、鉛
直軸からほぼ３５°までの領域をカバーすることができ
、鉛直軸から６０°の位置に配置された放射素子■〜＠
のうち隣接する２素子を励振することによって、鉛直軸
からほぼ３４°〜８０°の領域を９．２ ｄＢｉ以上の
指向性利得で照射することができることが理解される。
すなわち、１２素子と、２個の２ビツト移相器（４５６
と８０６）を用いるだけで、隣接ビームのクロスレベル
をピークから１ｄＢ以内の低下に抑えることができる。
と８０６）を用いるだけで、隣接ビームのクロスレベル
をピークから１ｄＢ以内の低下に抑えることができる。
ちなみに、従来のスイッチングアレーアンテナの励振素
子を２素子とした場合に、ビームのクロスレベルの低下
をピークからｌｄＢ以内に収めようとすれば、配列素子
数を２５〜３０素子としなければならない、すなわち、
本実施例は、配列素子数を削減することができるという
効果がある。
子を２素子とした場合に、ビームのクロスレベルの低下
をピークからｌｄＢ以内に収めようとすれば、配列素子
数を２５〜３０素子としなければならない、すなわち、
本実施例は、配列素子数を削減することができるという
効果がある。
上述のように、鉛直軸から８０’内の領域を２素子で照
射する場合に限らず、任意の照射領域を２またはそれ以
上の放射素子で照射する場合においても、上述と同様に
、励振する放射素子およびその励振位相を制御すること
によって、上述と同様の効果を得ることは勿論である。
射する場合に限らず、任意の照射領域を２またはそれ以
上の放射素子で照射する場合においても、上述と同様に
、励振する放射素子およびその励振位相を制御すること
によって、上述と同様の効果を得ることは勿論である。
発明の効果
以上のように、本発明においては、任意の曲面に配置し
た複数の放射素子のうち、所定数を選択して励振し、か
つ励振位相を制御することによってビーム方向を変化で
きるように構成したから。
た複数の放射素子のうち、所定数を選択して励振し、か
つ励振位相を制御することによってビーム方向を変化で
きるように構成したから。
等化的に選択できるビームの数が増加し、そのクロスレ
ベルを高くするか、放射素子数を減少することができる
という効果がある。なお、上記励振位相制御に必要とさ
れる移相器は少なくてよいから、従来のフエイズドアレ
ーアンテナに比して格段に簡易化され、低コストで高利
得を得ることが可能である。
ベルを高くするか、放射素子数を減少することができる
という効果がある。なお、上記励振位相制御に必要とさ
れる移相器は少なくてよいから、従来のフエイズドアレ
ーアンテナに比して格段に簡易化され、低コストで高利
得を得ることが可能である。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
上記実施例の動作を説明するための図、第３図（Ａ）は
上記実施例の放射素子配列の一例を示す図、同図（Ｂ）
はその指向性利得の２次元パターンを示す図、第４図は
従来のフエイズドアレイアンテナの一例を示すブロック
図、第５図は従来のスイッチングアレイアンテナの一例
を示すブロック図である。 図において、１：放射素子、２：移相器、３：給電分配
回路、４二人出力端子、５：スイッチ、６：制御部、７
、８ 、７ａ、７ｂ：放射ビーム。
上記実施例の動作を説明するための図、第３図（Ａ）は
上記実施例の放射素子配列の一例を示す図、同図（Ｂ）
はその指向性利得の２次元パターンを示す図、第４図は
従来のフエイズドアレイアンテナの一例を示すブロック
図、第５図は従来のスイッチングアレイアンテナの一例
を示すブロック図である。 図において、１：放射素子、２：移相器、３：給電分配
回路、４二人出力端子、５：スイッチ、６：制御部、７
、８ 、７ａ、７ｂ：放射ビーム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 任意形状の面上に配列された複数個の放射素子と、 上記複数個の放射素子のうち任意の２個以上の放射素子
を選択して給電するためのスイッチ回路と、 該スイッチ回路と入力端子との間に挿入された１個以上
の移相器と、 上記スイッチの選択動作および前記移相器の移相量を制
御するための制御部とを備えて、 励振する放射素子および励振位相の制御によつてビーム
の指向方向を変化させることを特徴とするアレーアンテ
ナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP528485A JPS61164302A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | アレ−アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP528485A JPS61164302A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | アレ−アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61164302A true JPS61164302A (ja) | 1986-07-25 |
Family
ID=11606941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP528485A Pending JPS61164302A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | アレ−アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61164302A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203403A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-08 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | アレイアンテナの給電回路 |
| JPH05152826A (ja) * | 1991-11-27 | 1993-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 電子ビーム走査アンテナ装置 |
| JPH08340209A (ja) * | 1995-06-14 | 1996-12-24 | Jisedai Eisei Tsushin Hoso Syst Kenkyusho:Kk | アレーアンテナ |
| JP2004088547A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Hitachi Cable Ltd | アンテナ装置 |
| JP2015013329A (ja) * | 2013-07-04 | 2015-01-22 | キヤノン株式会社 | 生産装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57123704A (en) * | 1981-01-22 | 1982-08-02 | Mitsubishi Electric Corp | Curved-surface array antenna |
-
1985
- 1985-01-16 JP JP528485A patent/JPS61164302A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57123704A (en) * | 1981-01-22 | 1982-08-02 | Mitsubishi Electric Corp | Curved-surface array antenna |
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH05152826A (ja) * | 1991-11-27 | 1993-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 電子ビーム走査アンテナ装置 |
| JPH08340209A (ja) * | 1995-06-14 | 1996-12-24 | Jisedai Eisei Tsushin Hoso Syst Kenkyusho:Kk | アレーアンテナ |
| JP2004088547A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Hitachi Cable Ltd | アンテナ装置 |
| JP2015013329A (ja) * | 2013-07-04 | 2015-01-22 | キヤノン株式会社 | 生産装置 |
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