JPS62144406A

JPS62144406A - アンテナ装置

Info

Publication number: JPS62144406A
Application number: JP28443585A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kaneko; 洋一金子
Original assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Current assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Priority date: 1985-12-19
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1987-06-27
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPH0728173B2

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】［発明の技術分野］この発明は無線通信又はレーダによる探知の為、ビーム
を所望の方向へ出して電波を送受信したり、受信の際妨
害波に対し指向性の零点を作ったりする指向方向の可変
制御されるアンテナ装置に関するものである。

［従来技術とその欠点］指向特性を有するアンテナ装置は、例えば第５図に示す
ように構成される。このアンテナ装置は、通常のフェー
ズドアレーアンテナ装置の構成を示すもので、複数例え
ば４個のアンテナ素子１１〜１４はそれぞれ位相器１５
〜１８に接続され、この位相器１５〜１８はそれぞれ中
間周波信号線路１９〜２２を介して合成／分配器２３に
接続されるようになっている。

上記位相器１５〜１８は、各アンテナ素子１１〜１４で
合成されたビーム２４ａの指向性を制御するためのもの
であり、制御装置２５によって位相器１５〜１８を制御
することにより、この位相器１５〜１８を通過する信号
の一部、あるいは全部の位相を相互に変化することで、
例えばビーム　２４ｂで示すように指向性を変化させる
ことができる。

フェーズドアレーアンテナは、その位相を電子的に変え
ることにより走査するものであるが、このような構成の
アンテナ装置では、広帯域の信号周波数を取り扱う場合
、位相器１５〜１８においての周波数による位相変化量
が大きくなり、指向性が周波数によって変化するという
問題があった。また位相量はアンテナインピーダンスの
変化によっても大幅に変化するので、高精度な指向性制
御を行なうことは困難であった。

［発明の目的］この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、構成
が容易であり、周波数による指向性の変化を防ぎ、広帯
域にわたって高精度な指向性制御ができるアンテナ装置
を提供するものである。

［発明の要点］すなわちこの発明は、アンテナ素子からの信号線路にミ
クサを挿入し、局発位相信号発生装置で発生された信号
を上記ミクサに供給して、アンテナ素子に位置される信
号の位相を制御するようにしたものであり、特に位相制
御をデジタル回路によって構成される局発位相器によっ
て処理することができるようにしているものである。

［発明の実施例］以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
１図は、この発明に係るアンテナ装置の構成を示すもの
で、アンテナ素子１１〜１４はフィルタ２６〜２９を介
してミクサ３０〜３３に接続されている。

そして、このミクサ３０〜３３から中間周波信号線路３
４〜３７を介して、合成／分配回路３８に接続されてい
る。そして、上記ミクサ３０〜３３それぞれには、局発
位相信号発生装置３９からの局発信号を局発位相線路４
０〜４３を介して加えられる。この局発位相信号発生装
置３９には入力端子４４からの矩形波状の一部が供給さ
れている。

第２図は、第１図における局発位相信号発生装置を示し
たもので、入力端子４４に局発信号として第３図の（Ａ
）に示すデユーティ比「１」の矩形波信号（波形ａ）が
加えられる。上記入力端子４４にはトリガーフリップフ
ロップ回路４５と、インバータ４６を介してトリガーフ
リップフロップ回路４７が接続されている。そして、こ
れらのトリガーフリップフロップ回路４５．４７の出力
側はそれぞれ途中で分岐されており、それぞれの片方の
出力線にはインバータ４８、および４９が接続されてい
る。

このようにして４種類の波形が得られるように分岐され
た上記トリガーフリップフロップ回路４５．４７の出力
線は、それぞれスイッチ回路５０に接続される。そして
、このスイッチ回路５０で選択された、信号がバッファ
アンプ５１を通って出力端子５２から得られるようにな
っているものである。

第２図は上記局発位相信号発生装置３９の具体的な構成
例を示すもので、局発位相器３９１の入力端子４４に局
発信号として例えば第３図（Ａ）に示す波形ａを入力す
ると、局発位相器３９１内で次の４種類の出力波形が得
られる。まず波形ａをトリガーフリップフロップ回路４
５に入力すると、その出力として波形ａを１／２分周し
た第３図（Ｂ）に示す波形すが得られる。さらにこの波
形すを一部分岐してインバータ４８に入力すると、波形
すから位相が１８０’変化した第３図（Ｃ）に示される
波形Ｃを出力する。

一方、波形ａはトリガーフリップフロップ回路４５とは
別にインバータ４６にも入力され、このインバータ４６
によって位相か反転され、第３図（Ｄ）に示すように波
形ｄか出力される。そして上述の波形すと同様にトリガ
ーフリップフロップ回路４７に波形ｄを人力し、これを
１／２分周した第３図（Ｅ）に示される波形ｅを出力す
る。この出力された波形ｅを一部分岐して、波形すと同
様にインバータ４９へ入力すると、波形ｅから位相が１
８０゜変化して第３図（Ｆ）に示される波形ｆが得られ
る。すなわち、これらの出力波形ｂＳｃ、ｅ、ｆは局発
入力波形ａを１／２分周したものであり、その位相は各
々９０°ずつ異なったものとなっている。

スイッチ回路５０ではこれらの波形す、ｃ、ｅ。

ｆのうち、何れか一つの波形を選択するようになってお
り、選択された波形はバッファアンプ５１に入力される
。スイッチ回路５０によって位相を切り替えられた信号
出力は、バッファアンプ５１で増幅されて出力端子５２
から得られ、局発位相線路４０〜４３に供給されるよう
になる。

このように構成されるアンテナ装置を受信用として動作
させた場合、到来する電波を複数のアンテナ素子１１〜
１４で受信し、受信した電波をそれぞれフ、イルタ２６
〜２９により選択し、ミクサ３０〜３３に伝送する。一
方、局発位相信号発生装置３９において、入力端子４４
から入力された局発信号を受け、所望する位相に変えた
信号を局発位相線路４０〜４３を介してミクサ３０〜３
３に出力する。ここで、それぞれのミクサ３０〜３３に
対して局発位相信号発生装置３９からの局発電力の位相
が等しいとき、アンテナ素子１１〜１４側の受信信号の
相互間の位相差は、合成／分配回路３８側の相互間の位
相差と同じに保たれる。そして、その関係は周波数によ
って変わることはない。また局発位相信号発生装置３９
によって局発電力の位相をそれぞれ変化させたとき、中
間周波信号線路３４〜３７を介した合成／分配回路３８
側の位相は、局発位相信号発生装置３９における位相変
化量と等しい位相変化を生じることになる。

このように構成されたアンテナ装置では、等価な位相制
御を行なうことができる。ここで局発位相信号発生装置
３９の瞬時帯域幅が狭帯域であっても、ミクサ３０〜３
３を広帯域にすればアンテナ装置全体としては広帯域に
わたる指向性制御ができることになる。また、このアン
テナ装置を送信用として動作させた場合についても、同
様に位相制御ができるものである。

なお、上記局発位相器３９１において、位相切替え量を
さらに細かく分けるには、トリガーフリップフロップ回
路等の数を増やせばよい。例えば位相切替え量を第３図
の例よりさらに１／２に細かくするには、トリガーフリ
ップフロップ回路と、その出力のインバータを４組追加
し、局発入力信号の周波数を２倍にすればよい。これら
の回路を用いた局発位相器３９１は、局発側でデジタル
回路による信号処理ができ、局発の信号周波数を変化し
ても位相の変化がなく、接続される負荷のインピーダン
スの変化によっても位相は変化しないので、高精度の位
相制御ができる。

また一般のデジタル回路で用いられている遅延時間要素
回路を用い、より微細な位相調整をしく４す、位相の局
発周波数依存性を作ることで、それを全体の周波数対位
相特性の補正に利用することも可能である。

さらにアンテナ装置は、必要によりアンテナ素子１１〜
１４とミクサ３０〜３３の間に送信用の増幅器や、受信
用低雑音増幅器を挿入したり、指向性制御の可変減衰器
を挿入することも可能である。

第４図は局発位相信号発生装置３９の他の例を示したも
のである。この装置は第２図で示した局発位相器３９１
と同様に作用するデジタル局発位相器５４を備え、例え
ばｔｏｏＭＨ２以下の第１の局発信号を、入力端子５３
から上記デジタル局発位相器５４に入力する。このデジ
タル局発位相器５４は選択された位相の信号をミクサ５
５に出力する。一方、別に設けられた入力端子５６には
第１の局発信号に比べて高い、例えばＩＧＨｚの第２の
局発信号が入力され、上記入力端子５６からミクサ５５
へ送られる。そして、このミクサ５５において所望の周
波数の混合出力が帯域増幅器５７に入力され、増幅され
た信号が出力端子５８から得られるものである。このよ
うに構成された局発位相信号発生装置３９では、分周器
の動作周波数より高い周波数の局発信号が容易に得られ
るようになる。

［発明の効果コ以上説明したように、このアンテナ装置によれば、簡単
な回路構成でアンテナ素子の位相制御を広帯域に行なう
ことができる。また局発の位相制御をデジタル回路で行
なうことによって、低コスト化が可能であるばかりでな
く、その指向性の制御を非常に正確にすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るアンテナ装置の構成
図、第２図は第１図における局発位相信号発生装置の回
路構成図、第３図は第２図における局発位相器のタイム
チャートの一例を示す図、第４図はこの発明の他の実施
例である局発位相信号発生装置の回路構成図、第５図は
従来のアンテナ装置の構成図である。１１〜１４・・・アンテナ素子、１５〜１８・・・位相
器、２５・・・制御装置、３０〜３３．５５・・・ミク
サ、３Ｂ・・・合成／分配回路、３９・・・局発位相信
号発生装置、３９１・・・局発位相器、４５．４７・・
・トリガーフリップフロップ回路、４６．４８．４９・
・・インバータ、ａ〜ｆ・・・波形。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第　１　図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電波を送受信する複数個のアンテナ素子と、このアンテナ素子それぞれからの受信信号が供給される
ミクサと、上記ミクサの一部または全部に対し選択された位相の信
号を供給する局発位相信号発生装置とを具備し、この局発位相信号発生装置から発生された信号を合成す
ることによって上記複数のアンテナ素子それぞれの指向
性が可変制御されるようにしたことを特徴とするアンテ
ナ装置。
（２）上記局発位相信号発生装置は分周器を用いて構成
したデジタルフェィズシフタを使用することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のアンテナ装置。