JPS6282364A

JPS6282364A - 故障診断機構付４ア−ムスパイラルアンテナ

Info

Publication number: JPS6282364A
Application number: JP60223979A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Akaha; 赤羽　紀之; Osami Yoshizawa; 吉澤　修身
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd; Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency; Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1985-10-08
Publication date: 1987-04-15
Also published as: JPH054032B2

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】ａ、産業上の利用分野本発明・考案は、故障診断機構を有する４アームスパイ
ラルアンテナに関する。

ｂ、従来の技術第７図は従来技術による４アームスパイラルアンテナの
給電回路の概念図である。

第７図で、１はアンテナ素子であり、１）．１２．１３
゜１４で示したスパイラル巻線４本を有しており、１）
〜１４の外端は開放あるいは地導体へ短絡されている。

１）〜１４の巻線は、平面９円錐面あるいは角錐面上に
巻かれるが、ここでは平面の場合について示しである。

　（この形状の差は本発明に関して木質的な差異を発生
することはない。）２１．２２．２３．２４はアンテナ
素子からの４つの入力端子を示し、各端子には１）〜１
４の対応する巻線がそれぞれ接続されている。

図中の２で示した部分は、アンテナ素子の所望の振幅２
位相関係を持つ電流を給電する給電回路である。

給電回路２は４アームＳＰＡに対して２つのモードを同
時に励振するよう設計されており、Σモード用とΔモー
ド用の端子３１．３２を有している。

Σモード端子３１から入力された電流は、マジックＴ４
１で２波に分けられ、さらにその各々は第２．第３のハ
イブリッドカップラー４２．４３で分けられる。

都合４つに分けられた電流のうち２本はアンテナ端子２
Ｌ　２３にそのまま給電され、他の２本は、第１のハイ
ブリッドカップラー４４．及び固定移相器４５．４６を
通って端子２２．２４へ給電される。

Σモード端子３１はマジックＴ４１の１つの端子である
。他方３１と対をなす端子３３は別のモードの端子であ
るため、通常この端子は無反射終端器５１で終端されて
いる。

一方Δモード端子３２から入力された電流は電力分配器
４７で２波に分けられ、それぞれが４２．４３でさらに
２分され、前述のようにアンテナ端子に給電される。分
波をパワーデバイダ−で行なうことと、ハイブリッドカ
ップラーへの入力位置がΣモードの場合とは異なるため
、移相関係がΣモードとは異なる。

この結果、ΣモードとΔモードでは全く異なった輻射パ
ターンを形成し得る。

直流的に見ると、Σモード端子は巻線１２と接続されて
いるが、Δモード端子、及び他の巻線とは開放されてい
る。またΔモード端子は巻線１）．１３両方と接続され
ているが、巻線１２．１４及びΣモード端子とは開放で
ある。

以上がアンテナシステムの概略である。

このアンテナシステムを応用した装置においてしばしば
動作状態を監視するために故障診断を実行することが要
求される。特に故障の発生し易い構造が避けられない巻
線１）〜１４の中心部とアンテナ端子２１〜２４との接
続の保持の確認が重要である。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点４アームスパイラルアンテナにあっては、巻線１）〜１
４の外端が開放されている構造であれば直流的に故障診
断が行なえないことは明らかである。また巻線外端を接
地した場合には、第７図でＩＬ　１３がΔモード端子３
２に並列に入ることになるため、その片方のみの故障を
判定することは困難である。このため、非常に複雑かつ
高価な高周波発生器と反射測定器を用いて、入力反射係
数をΣ、Δモード端子３１．３２で測定する方法が従来
から採用されている。しかし４本の巻線中の１本のみの
断線を正確に測定することは困難である。また故障診断
装置が非常に複雑な装置であるため、それ自身の故障も
発生し易い上、寸法１重量の増加を招くという問題点（
欠点）があった。

ｄ、　問題点を解決するための手段上記問題点は、４アームスパイラルアンテナの各巻線外
端と地導体の間に、給電回路内及びアンテナ巻線の直流
抵抗値に比べて大きい抵抗値を有する固定抵抗器を接続
し、故障診断時に給電回路のΣモード入力部のマジック
Ｔ回路の再入力端子を直流的に接続し、Σモード入力端
子とΔモード端子の間の抵抗値を測定することができる
スパイラルアンテナによって解決された。

ｅ、　作用第２図は本発明に係る４アームスパイラルアンテナの、
故障診断時における直流電流に対する等価回路である。

？ｆ抗６Ｌ　６２．６３．６４は、スパイラルアンテナ
の外端と地導体の間に接続された抵抗器で、抵抗値は全
てＲである。

抵抗６５は、給電回路及び巻線の抵抗で、抵抗値はｒで
ある。

給電回路及びアンテナが正常な場合には、Σモード入力
端子３１とΔモード端子３２間の抵抗値は（Ｒ＋ｒ）Ω
となる。１本の線が断線した場合には（３／２　Ｒ＋ｒ
）Ωとなり、Ｒはｒに比べて大きく選ばれているから、
この差は通常の抵抗値測定手段により容易に測定するこ
とができる。複数の線が断線した場合には、抵抗値の正
常値からの変化がさらに大きくなるため、判定はさらに
容易となる。

なお固定抵抗値は必ずしも等しくする必要はない。

このように、本発明によれば、安価な手段で確実に故障
診断を行なうことができる。

「、　実施例第１図）よ本発明に係る４アームスパイラルアンテナと
その給電回路からなるアンテナ回路の好ましい実施例の
概念図である。

このアンテナ回路は、平面または円錐面または角錐面上
の４条のらせん形状を有する巻線１）．１２．１３゜１
４によって構成され、巻線の中心部に於て各々の巻線に
接続された４個の端子を有するアンテナ素子１と、アン
テナ素子に所望の励振状態を与える給電回路２から成る
。給電回路２は、３個の９０°ハイブリッド回路４２．
４３．４４と２個の固定移相器４５．４６と１個のマジ
ックＴ回路４１と１個の電力分配器４７で構成されてい
る。

アンテナ端子の対をなす２Ｍｉの端子のうち一方の対を
構成する２個の端子２２．２４は各々固定移相器４５゜
４６を介して第１の９０″ハイブリッド回路４４の１ｍ
の互いに絶縁された端子対に接続されている。第１の９
０″ハイブリッド回路４４の他の端子対のうち一方の端
子は第２の９０°ハイブリッド回路４２の１つの端子に
、他方は第３の９０″ハイブリッド回路４３の１つの端
子に接続されている。第２．第３の９０″ハイブリッド
回路４２．４３の第１のハイブリッド回路４４へ接続さ
れた端子と絶縁された端子対を構成する端子が、アンテ
ナ端子の他方の対をなす端子２３．２１にそれぞれ接続
されている。第２の９０’ハイブリッド回路の残る絶縁
された端子対のうち、巻線に直結された端子２３と直流
的に結合している端子は電力分配器４７の分配出力端子
の１つに接続され、第２の９０″ハイブリッド回路の残
る絶縁端子対の他の端子は、マジックＴ回路４１の絶縁
端子対をなす端子のうちの一方に接続されている。第３
の９０″ハイブリッド回路４３の残る絶縁端子対のうち
巻線に直結された端子２１と直接的に結合している端子
は電力分配器４７の分配出力端子の他の端子に接続され
、第３の９０″ハイブリッド回路４３の残る絶縁端子対
の他の端子は、マジックＴ回路４１の第２の９０″ハイ
ブリッド回路回路４２と接続された端子と対をなす他方
の端子と接続されている。

アンテナとして動作させるときは、マジックＴ回路４１
の第２．第３の９０°ハイブリッド回路４２．４３に接
続されていない端子対３１．３３の一方の端子３３を無
反射終端で終端し、他方の端子３１をΣモード用のアン
テナ系入出力端子となし、電力分配器４７の電力合成出
力端子をΔモード用アンテナ系入出力端子とする。

６Ｌ　６２．６３．６４は巻線１）．１２．１３．１４
の外端に接続された固定抵抗器で、その値は、給電回路
２及び巻線１）．１２．１３．１４の直流抵抗値より大
きく選ばれている。

５０で示したワタ内がマジックＴ４１の２つの端子を直
流的に結合するための手段の１実施例であり、この例で
はスイッチ５２によって回路の切替えを行なっている。

５５は端子３１．３２を直流的に結合し、かつ附加した
回路がアンテナ動作に影響しないように挿入したコイル
である。

故障診断時には抵抗値を測定する手段６０が切替スイッ
チ５３．５４を介して接続されている。５３．５４は５
２と連動して作動するスイッチで、故障診断時と動作時
の接続を変換するものである。アンテナの高周波入出力
端子は３１’　、　３２’である。

第３図、第４図は本発明に係る４アームスパイラルアン
テナの好ましい他の実施例の入力部の回路である。第１
図の実施例と共通の部分は同一の参照番号を付し、説明
を省略する。

第３図の実施例では５０の直流短絡手段を図示のものと
したのでアンテナ動作時には端子３１．３３間の分離が
保証される。

第４図は、抵抗値測定手段を２個用いた例である。

この例では断線以外に短絡状態も検出できる。

第５図は、他の構成を有する給電回路を用いた例である
。給電回路は、第１．２図のものと比べて、第１のハイ
ブリッド回路４４と、固定移相器４５．４６の接続が変
換されている。第２のハイブリッドカップラー４２．第
３のハイブリッドカップラー４３．マジックＴ４１．電
力分配回路４７等の接続と第１図のものと同一である。

この回路の場合でも、５０は前述の回路を用いることが
可能である。従って、第３図、第４図と同様の構成も可
能である。

第４図〜第５図の切換スイッチ５１．５２．５３は、直
流的には接続されているが、高周波的には絶縁されてい
る素子、例えばバイアス１回路やローパスフィルタによ
って代替することも可能である。この例としてバイアス
１回路を用いた例を第６図に示す。第６図で７１７２は
バイアス１回路、７３はローパスフィルターまたはコイ
ルを示す。他の番号は、第５図迄と同じ。

第６図では、無反射終端器５１が故障診断時にも接続さ
れたままである。通常、無反射終端器は、直流に於ても
、伝送線路インピーダンスに等しい抵抗値（例えば５０
Ω）を示すため、故障診断用に巻線に設けた抵抗値を適
切な値に選ばなければならない。しかし無反射終端器と
して高周波的には反射がなく直流的には開放しているも
のを製作することは可能であり、この種の終端器を用い
ることによって上記の制限は解消する。

ｇ９発明の効果ｉ）直流で故障診断ができる。

ｉｉ）巻線の断線を確実に検出できる。

ｉｉｉ　）装置が安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る４アームスパイラルアンテナとそ
の給電回路からなるアンテナ回路の好ましい実施例の概
念図、第２図は本発明に係る４アームスパイラルアンテ
ナの故障診断時における直流電流に対する等価回路、第
３図、第４図は本発明に係る４アームスパイラルアンテ
ナの好ましい他の実施例の入力部の回路、第５図は他の
構成を有する給電回路を用いた、本発明に係る４アーム
スパイラルアンテナとその給電回路からなるアンテナ回
路の実施例の概念図、第６図は本発明の他の好ましい実
施例のブロックダイヤグラム、第７図は従来技術による
アンテナとその給電回路からなるアンテナ回路の一例の
概念図である。１・・・アンテナ素子、　　　　２・・・給電回路、Ｌ
Ｌ　１２．１３．１４・・・アンテナ巻線、２１、２２
．２３．２４・・・アンテナ端子、３１・・・Σモード
用端子、　　３２・・・Δモード端子、３３・・・Σモ
ード入力端子と対をなす端子、４１・・・マジックＴ回
路、４２・・・第２のハイブリッドカップラー、４３・・・
第３のハイブリッドカップラー、４４・・・第１のハイ
ブリッドカップラー、４５、４６・・・固定移相器、　
　４７・・・電力分配器。５６・・・無反射終端器、　　　５２・・・スイッチ、
５３、５４・・・切替スイッチ、　６０・・・抵抗値測
定手段、６１、６２．６３．６４・・・抵抗器、７１、
７２・・・バイアスＴ回！、７３・・・ローパスフィル
タ。第１図Ｍ　２　図第３図　　　第４図１）１５図第６図第７因

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Δモード送受信とΣモード送受信が可能である給
電回路を備える４アームスパイラルアンテナにおいて、アンテナの素子の各巻線外端と地導体の間に接続された
、給電回路内及びアンテナ巻線の直流抵抗値に比べて大
きい抵抗値を有する抵抗体と、直流的にはアンテナ素子
の２巻線の給電点に結合されているΔモード端子３２に
アンテナの高周波信号を入出力する端子３２ａと故障診
断用端子７２を切り換えて接続するスイッチ５４と、直
流的にはアンテナ素子の残りの２巻線の中の１巻線の給
電点に結合されているΣモード端子３１にアンテナの高
周波信号を入出力する端子３１′と故障診断用端子７１
を切り換えて接続するスイッチ５３と、無反射終端器で
終端され直流的にはアンテナ素子の残りの１巻線の給電
点に接続されΣモード端子３１と対をなす端子３３に上
記Σモード端子３１を直流電流に対しては短絡する直流
短絡手段を備えることを特徴とする故障診断機構付４ア
ームスパイラルアンテナ。
（２）上記直流短絡手段が、直流に対しては短絡、高周
波信号に対しては開放となるコイルであることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項記載の故障診断機構付４
アームスパイラルアンテナ。
（３）上記直流短絡手段が、上記Σモード端子３１と対
をなす端子３３に上記無反射終端器と上記故障診断用端
子７１を切り換えて接続するスイッチ５２であることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の故障診断機
構付４アームスパイラルアンテナ。
（４）上記給電回路が、上記Δモード端子３２に結合さ
れた電力分配器と、上記Σモード端子３１とそれと対を
なす端子３３を２入力とするマジックＴと、電力分配器
の２出力の中の１出力とマジックＴの２出力の中の１出
力を２入力としその２出力の中の１出力がアンテナ素子
の１巻線に結合されている第３のハイブリッドカップラ
ーと、電力分配器の他の１出力とマジックＴの他の１出
力を２入力としその２出力の中の１出力がアンテナ素子
の他の１巻線に結合されている第２のハイブリッドカッ
プラーと、第２のハイブリッドカップラーの他の１出力
と第３のハイブリッドカップラーの他の１出力を２入力
とする第１のハイブリッドカップラーと、第１のハイブ
リッドカップラーの２出力をそれぞれ入力とし、その出
力がアンテナ素子の残りの巻線にそれぞれ結合されてい
る２個の固定移相器からなることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載の故障診断機構付４アームスパイ
ラルアンテナ。
（５）上記給電回路が、上記Δモード端子３２に結合さ
れた電力分配器と、上記Σモード端子３１とそれと対を
なす端子３３を２入力とするマジックＴと、電力分配器
の２出力の中の１出力とマジックＴの２出力の中の１出
力を２入力としその２出力の中の１出力がアンテナ素子
の１巻線に結合されている第３のハイブリッドカップラ
ーと、電力分配器の他の１出力とマジックＴの他の１出
力を２入力としその２出力の中の１出力がアンテナ素子
の他の１巻線に結合されている第２のハイブリッドカッ
プラーと、第２のハイブリッドカップラーの他の１出力
を入力とする第１の固定移相器と、第３のハイブリッド
カップラーの他の１出力を入力とする第２の固定位相器
と、第１の位相器と第２の移相器の出力を２入力としそ
の２出力がアンテナ素子の残りの２巻線に結合されてい
る第１のハイブリッド回路からなることを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項記載の故障診断機構付４アーム
スパイラルアンテナ。
（６）上記無反射終端器が、高周波的には反射がなく直
流的には開放していることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の故障診断機構付４アームスパイラルア
ンテナ。