JPS63109616A - フエ−ズドアレイアンテナ - Google Patents
フエ−ズドアレイアンテナInfo
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- JPS63109616A JPS63109616A JP25465886A JP25465886A JPS63109616A JP S63109616 A JPS63109616 A JP S63109616A JP 25465886 A JP25465886 A JP 25465886A JP 25465886 A JP25465886 A JP 25465886A JP S63109616 A JPS63109616 A JP S63109616A
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- JP
- Japan
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- reception
- transmission
- antenna
- antenna elements
- variable phase
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- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 40
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Transceivers (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】
(発明の技術分野)
本発明は電気的にビームを走査するフェーズドアレイア
ンテナに関するものである。
ンテナに関するものである。
(従来技術とその問題点)
フェーズドアレイアンテナの実用例としては、主にレー
ダ用アレイアンテナを挙げることができる。第1図はレ
ーダ用プレイアンテナの1構成例であり、1はアンテナ
素子、2は可変移相器、3は分配/合成器、4はスイッ
チまたはサーキュレータ、5は送信用高電力増幅器(H
PA) 、6は受信用低雑音増幅器(LNA)である。
ダ用アレイアンテナを挙げることができる。第1図はレ
ーダ用プレイアンテナの1構成例であり、1はアンテナ
素子、2は可変移相器、3は分配/合成器、4はスイッ
チまたはサーキュレータ、5は送信用高電力増幅器(H
PA) 、6は受信用低雑音増幅器(LNA)である。
4がスイッチの場合で説明する。ある時刻において、ス
イッチ4はUPへ5側にあり、パルス状の電波が送信さ
れ、ある時間後にスイッチ4はLNA6側にスイッチさ
れ、送信電波と同一の周波数の電波を受信する。また、
可変移相器2の位相量を制御することによりビーム走査
が行われる。このように、レーダ用アレイアンテナは同
一周波数の電波の送受信を時分割的に行うため、第1図
に示す構成が可能となる。
イッチ4はUPへ5側にあり、パルス状の電波が送信さ
れ、ある時間後にスイッチ4はLNA6側にスイッチさ
れ、送信電波と同一の周波数の電波を受信する。また、
可変移相器2の位相量を制御することによりビーム走査
が行われる。このように、レーダ用アレイアンテナは同
一周波数の電波の送受信を時分割的に行うため、第1図
に示す構成が可能となる。
しかるに、−iに無線通信システムにおいては、周波数
の異なる電波をそれぞれ同時に送受信する必要があり、
このシステムにおけるアレイアンテナの回路構成はレー
ダ用アンテナとは自ずと違った構成となる。
の異なる電波をそれぞれ同時に送受信する必要があり、
このシステムにおけるアレイアンテナの回路構成はレー
ダ用アンテナとは自ずと違った構成となる。
第2図は無線通信システムにおけるフェーズドアレイア
ンテナの構成例を示している。第2図において、7は送
受周波数を分離させるグイプレクサであり、1aは送信
及び受信周波数の両方で機能する送受共用アンテナ素子
である。第2図の構成が第1図と異なる点は、(1)ア
ンテナ素子1aが送受2つの周波数帯で用いられること
、(2)可変移相器2が送受2つの周波数帯で用いられ
ること、(3)連続波を扱うため送受の信号をスイッチ
で切換えられないことである。
ンテナの構成例を示している。第2図において、7は送
受周波数を分離させるグイプレクサであり、1aは送信
及び受信周波数の両方で機能する送受共用アンテナ素子
である。第2図の構成が第1図と異なる点は、(1)ア
ンテナ素子1aが送受2つの周波数帯で用いられること
、(2)可変移相器2が送受2つの周波数帯で用いられ
ること、(3)連続波を扱うため送受の信号をスイッチ
で切換えられないことである。
第2図に示す構成例を無線通信システムに適用する場合
、(1)送受信周波数帯でビーム方向がずれること、(
2)給電回路の回路損失による受信性能指数(G/T)
や実効放射電力(e、 i、r、p、)の劣化が著しい
こと、の2つの問題点がある。すなわち、フェーズドア
レイアンテナでは、各アンテナ素子の励振あるいは受信
位相を可変移相器2により変化させてビーム方向を変え
ている。この場合、ビーム方向は周波数によって変化し
、例えば、foなる周波数において、ビーム方向を45
°方向に向けるように可変移相器2の位相量を設定した
時、1.5f。
、(1)送受信周波数帯でビーム方向がずれること、(
2)給電回路の回路損失による受信性能指数(G/T)
や実効放射電力(e、 i、r、p、)の劣化が著しい
こと、の2つの問題点がある。すなわち、フェーズドア
レイアンテナでは、各アンテナ素子の励振あるいは受信
位相を可変移相器2により変化させてビーム方向を変え
ている。この場合、ビーム方向は周波数によって変化し
、例えば、foなる周波数において、ビーム方向を45
°方向に向けるように可変移相器2の位相量を設定した
時、1.5f。
の周波数ではビーム方向が28°となる。また、第2の
問題点については、例えば、給電回路の損失を3dBS
LNA6の等価雑音温度を100K、アンテナ雑音温度
を100にとすると、損失の無い場合に比べて、G/T
は約5dB劣化し、e、i、r、p、は3dBの劣化と
なる。特に、衛星通信システムのように、回線設計上の
制約が厳しいシステムにおいては、上記劣化は、アレイ
アンテナの適用に対する大きな障害となる。
問題点については、例えば、給電回路の損失を3dBS
LNA6の等価雑音温度を100K、アンテナ雑音温度
を100にとすると、損失の無い場合に比べて、G/T
は約5dB劣化し、e、i、r、p、は3dBの劣化と
なる。特に、衛星通信システムのように、回線設計上の
制約が厳しいシステムにおいては、上記劣化は、アレイ
アンテナの適用に対する大きな障害となる。
(発明の目的)
本発明は、ビーム方向のずれを防止し、受信性能指数と
実効放射電力の劣化を抑えることができるフェーズドア
レイアンテナを提供するものである。
実効放射電力の劣化を抑えることができるフェーズドア
レイアンテナを提供するものである。
(発明の構成と特@)
この目的を達成するために、本発明のフェーズドアレイ
アンテナは、送信周波数帯と受信周波数帯が異なるフェ
ーズドアレイアンテナにおいて、前記送信周波数帯に対
して複数の送信専用アンテナ素子のアレイを備えるとと
もに前記受信周波数帯に対して複数の受信専用アンテナ
素子のアレイを備え、該複数の送信専用アンテナ素子の
それぞれに対応して独立の送信用可変移相器が配置され
、該複数の受信専用アンテナ素子のそれぞれに対応して
独立の受信用可変移相器が配置されている構成を有して
いる。
アンテナは、送信周波数帯と受信周波数帯が異なるフェ
ーズドアレイアンテナにおいて、前記送信周波数帯に対
して複数の送信専用アンテナ素子のアレイを備えるとと
もに前記受信周波数帯に対して複数の受信専用アンテナ
素子のアレイを備え、該複数の送信専用アンテナ素子の
それぞれに対応して独立の送信用可変移相器が配置され
、該複数の受信専用アンテナ素子のそれぞれに対応して
独立の受信用可変移相器が配置されている構成を有して
いる。
(作 用)
このように、送受別々に可変移相器を配置することによ
り送受両周波数帯において、ビーム方向のずれを除去す
る作用を有している。また、各アンテナ素子に肝A 、
LNAを配置すること、及びアンテナを送受それぞれ配
置する構成により給電回路の損失によるG/Tやe、i
、r、p、の劣化を抑える作用をする。
り送受両周波数帯において、ビーム方向のずれを除去す
る作用を有している。また、各アンテナ素子に肝A 、
LNAを配置すること、及びアンテナを送受それぞれ配
置する構成により給電回路の損失によるG/Tやe、i
、r、p、の劣化を抑える作用をする。
(実施例)
以下、本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第3図は送受分離型アンテナ素子を用いた本発明におけ
るフェーズドアレイアンテナの第1の実施例であり、1
0は送受分離型アンテナ素子、10bは送信専用アンテ
ナ素子、10cは受信専用アンテナ素子、Ifは帯域フ
ィルタである。送受分離型アンテナ素子10を用いた同
図の構成では、送信ボートと受信ボートが分離されてい
るので、図に示すように、各アンテナ素子10b、10
cに直接に送信用可変移相器21及び受信用可変移相器
22がそれぞれ接続できるため、送受の異なった周波数
におけるビーム方向のずれは発生しない。帯域フィルタ
11は受信系へ漏洩した送信周波数帯の信号によりLN
A6が飽和しないように設けられるものである。
るフェーズドアレイアンテナの第1の実施例であり、1
0は送受分離型アンテナ素子、10bは送信専用アンテ
ナ素子、10cは受信専用アンテナ素子、Ifは帯域フ
ィルタである。送受分離型アンテナ素子10を用いた同
図の構成では、送信ボートと受信ボートが分離されてい
るので、図に示すように、各アンテナ素子10b、10
cに直接に送信用可変移相器21及び受信用可変移相器
22がそれぞれ接続できるため、送受の異なった周波数
におけるビーム方向のずれは発生しない。帯域フィルタ
11は受信系へ漏洩した送信周波数帯の信号によりLN
A6が飽和しないように設けられるものである。
第4図は、送受分離型アンテナ素子10を用いた本発明
における第2の実施例である。送受分離型アンテナ素子
10においては、送信専用アンテナ素子10bからの送
信信号が受信専用アンテナ素子10cの受信ボートに漏
洩する電力は送信電力に対してかなり低減される(送信
電力に対するこの漏洩電力の比を以下、送受分離度と呼
ぶ)。例えば昭和57年度電子通信学会総合全国大会、
643 r 2周波共用マイクロストリップアンテナ」
にて提案された如き、2Nマイクロストリツプアンテナ
素子を円偏波素子として用いた場合、送受分離度は30
dB以上という報告がある(電子通信学会アンテナ伝搬
研究会資料AP86−60 i航空移動用マイクロスト
リップアレーアンテナの試作)。従って、第4図の帯域
フィルタllaに必要とされる電力抑圧量は第2図のグ
イプレクサ7に比べて、上記の送受分離比の分だけ少な
くて良いため、帯域フィルタllaの低損失化、小型化
が期待できる。
における第2の実施例である。送受分離型アンテナ素子
10においては、送信専用アンテナ素子10bからの送
信信号が受信専用アンテナ素子10cの受信ボートに漏
洩する電力は送信電力に対してかなり低減される(送信
電力に対するこの漏洩電力の比を以下、送受分離度と呼
ぶ)。例えば昭和57年度電子通信学会総合全国大会、
643 r 2周波共用マイクロストリップアンテナ」
にて提案された如き、2Nマイクロストリツプアンテナ
素子を円偏波素子として用いた場合、送受分離度は30
dB以上という報告がある(電子通信学会アンテナ伝搬
研究会資料AP86−60 i航空移動用マイクロスト
リップアレーアンテナの試作)。従って、第4図の帯域
フィルタllaに必要とされる電力抑圧量は第2図のグ
イプレクサ7に比べて、上記の送受分離比の分だけ少な
くて良いため、帯域フィルタllaの低損失化、小型化
が期待できる。
ここで第2図の従来から無線通信システムに適用されて
いる構成例と第4図の本発明における構成例について、
G/Tの定量的な比較を行う。アンテナ利得を12dB
i 、アンテナ雑音温度を100K、LNA等価雑音
温度を100にとし、可変移相器2、合成/分配回路3
、グイプレクサ7及び゛帯域フィルタllaの損失を、
それぞれ2.5dB、0.5dB、0.3dB、0.4
d13とする。このとき、第2図の構成例では、G
/ T = −16,1dBKとなるが、第4図の構成
例では、G / T = −11,8dBKとなり、同
じ利得のアンテナを用いた場合でも、本発明による第4
図の構成ではG/Tが4.3dB(2,7倍)も良くな
る。
いる構成例と第4図の本発明における構成例について、
G/Tの定量的な比較を行う。アンテナ利得を12dB
i 、アンテナ雑音温度を100K、LNA等価雑音
温度を100にとし、可変移相器2、合成/分配回路3
、グイプレクサ7及び゛帯域フィルタllaの損失を、
それぞれ2.5dB、0.5dB、0.3dB、0.4
d13とする。このとき、第2図の構成例では、G
/ T = −16,1dBKとなるが、第4図の構成
例では、G / T = −11,8dBKとなり、同
じ利得のアンテナを用いた場合でも、本発明による第4
図の構成ではG/Tが4.3dB(2,7倍)も良くな
る。
さらに、第5図は本発明におけるフェーズドアレイアン
テナの第3の実施例である。同図において、送信専用ア
ンテナ素子10bと受信専用アンテナ素子10cは送受
分離度が十分大きくとれるように離れて配置されている
ものとする。この構成の場合、送信電力の漏洩電力が十
分小さいため、第4図に示した帯域フィルタ11aは不
要となり、給電回路の小型化が図れるとともに、よりG
/Tやe、i、r、p、の劣化も抑えることができるも
のである。
テナの第3の実施例である。同図において、送信専用ア
ンテナ素子10bと受信専用アンテナ素子10cは送受
分離度が十分大きくとれるように離れて配置されている
ものとする。この構成の場合、送信電力の漏洩電力が十
分小さいため、第4図に示した帯域フィルタ11aは不
要となり、給電回路の小型化が図れるとともに、よりG
/Tやe、i、r、p、の劣化も抑えることができるも
のである。
以上、本発明は送信用及受信用可変移相器を独立に設け
、かつ、各アンテナ素子に送信用高電力増幅器(HPA
)や受信用低雑音増幅器(L N A )を配置するこ
とにより、従来の構成では送受のビーム方向が異なり、
G/Tやe、i、r、p、の劣化が著しいという欠点を
解決し、無線通信システムへのフェーズドアレイアンテ
ナの適用を可能にしたものである。
、かつ、各アンテナ素子に送信用高電力増幅器(HPA
)や受信用低雑音増幅器(L N A )を配置するこ
とにより、従来の構成では送受のビーム方向が異なり、
G/Tやe、i、r、p、の劣化が著しいという欠点を
解決し、無線通信システムへのフェーズドアレイアンテ
ナの適用を可能にしたものである。
なお、以上の説明では、各アンテナ素子にHPAとLN
Aの両者を配置する構成例について述べたが、G/Tの
余裕のある場合には、合成器9の後段に1個のLNA6
のみを配置する構成、あるいはe、i、r。
Aの両者を配置する構成例について述べたが、G/Tの
余裕のある場合には、合成器9の後段に1個のLNA6
のみを配置する構成、あるいはe、i、r。
p、に余裕のある場合には分配器8の前段に1個のHP
A5のみを配置する構成ももちろん可能である。
A5のみを配置する構成ももちろん可能である。
(発明の効果)
以上詳細に説明のように、本発明におけるフェーズドア
レイアンテナは、送受別々に可変移相器を配置し、送受
各々の周波数帯に合せい位相量を調整することによりビ
ーム方向のずれを無くし、かつ、各アンテナ素子の近傍
にHPA及びLNAを配置すること、及びアンテナ素子
を送受別々にすることにより、給電回路及び受信回路の
回路素子数を減らすことができ、受信回路及び給電回路
の損失によるG/Tやe、i、r、p、の劣化を抑える
ことができるという効果をもたらすものである。
レイアンテナは、送受別々に可変移相器を配置し、送受
各々の周波数帯に合せい位相量を調整することによりビ
ーム方向のずれを無くし、かつ、各アンテナ素子の近傍
にHPA及びLNAを配置すること、及びアンテナ素子
を送受別々にすることにより、給電回路及び受信回路の
回路素子数を減らすことができ、受信回路及び給電回路
の損失によるG/Tやe、i、r、p、の劣化を抑える
ことができるという効果をもたらすものである。
衛星通信システムのように、回線設計上の制約が厳しい
システムにおいては、前記G/Tやe、i。
システムにおいては、前記G/Tやe、i。
r、p、の劣化を押さえることは、アレイアンテナの衛
星通信システムへの適用に大きな効果となる。
星通信システムへの適用に大きな効果となる。
第1図はレーダ用フェーズドアレイアンテナの構成例を
示すブロック図、第2図は従来の無線通信用フェーズド
アレイアンテナの構成例を示すブロック図、第3図は本
発明における送受分離型アンテナ素子を用いたフェーズ
ドアレイアンテナの第1の実施例を示すブロック図、第
4図は本発明の第2の実施例を示すブロック図、第5図
は本発明の第3の実施例を示すブロック図である。 1・・・アンテナ素子、1a・・・は送受共用アンテナ
素子、2・・・可変移相器、21・・・送信用可変移相
器、22・・・受信用可変移相器、3・・・合成/分配
回路、4・・・スイッチまたはサーキュレータ、5・・
・送信用高電力増幅器(HPA) 、6・・・受信用低
雑音増幅器(LNA) 、7・・・ダイプレクサ、8・
・・分配回路、9・・・合成回路、10・・・送受分離
型アンテナ素子、10b・・・送信専用アンテナ素子、
10c・・・受信専用アンテナ素子、11. lla・
・・帯域フィルタ。
示すブロック図、第2図は従来の無線通信用フェーズド
アレイアンテナの構成例を示すブロック図、第3図は本
発明における送受分離型アンテナ素子を用いたフェーズ
ドアレイアンテナの第1の実施例を示すブロック図、第
4図は本発明の第2の実施例を示すブロック図、第5図
は本発明の第3の実施例を示すブロック図である。 1・・・アンテナ素子、1a・・・は送受共用アンテナ
素子、2・・・可変移相器、21・・・送信用可変移相
器、22・・・受信用可変移相器、3・・・合成/分配
回路、4・・・スイッチまたはサーキュレータ、5・・
・送信用高電力増幅器(HPA) 、6・・・受信用低
雑音増幅器(LNA) 、7・・・ダイプレクサ、8・
・・分配回路、9・・・合成回路、10・・・送受分離
型アンテナ素子、10b・・・送信専用アンテナ素子、
10c・・・受信専用アンテナ素子、11. lla・
・・帯域フィルタ。
Claims (3)
- (1)送信周波数帯と受信周波数帯が異なるフェーズド
アレイアンテナにおいて、前記送信周波数帯に対して複
数の送信専用アンテナ素子のアレイを備えるとともに前
記受信周波数帯に対して複数の受信専用アンテナ素子の
アレイを備え、該複数の送信専用アンテナ素子のそれぞ
れに対応して独立の送信用可変移相器が配置され、該複
数の受信専用アンテナ素子のそれぞれに対応して独立の
受信用可変移相器が配置されていることを特徴とするフ
ェーズドアレイアンテナ。 - (2)送信周波数帯と受信周波数帯が異なるフェーズド
アレイアンテナにおいて、前記送信周波数帯に対して複
数の送信専用アンテナ素子のアレイを備えるとともに前
記受信周波数帯に対して複数の受信専用アンテナ素子の
アレイを備え、該複数の送信専用アンテナ素子のそれぞ
れに対応して独立の送信用可変移相器が配置され、該複
数の受信専用アンテナ素子のそれぞれに対応して独立の
低雑音増幅器及び受信用可変移相器が配置されているこ
とを特徴とするフェーズドアレイアンテナ。 - (3)送信周波数帯と受信周波数帯が異なるフェーズド
アレイアンテナにおいて、前記送信周波数帯に対して複
数の送信専用アンテナ素子のアレイを備えるとともに前
記受信周波数帯に対して複数の受信専用アンテナ素子の
アレイを備え、該複数の送信専用アンテナ素子のそれぞ
れに対応して独立の送信用可変移相器および高電力増幅
器が配置され、該複数の受信専用アンテナ素子のそれぞ
れに対応して独立の受信用可変移相器が配置されている
ことを特徴とするフェーズドアレイアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25465886A JPS63109616A (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | フエ−ズドアレイアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25465886A JPS63109616A (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | フエ−ズドアレイアンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63109616A true JPS63109616A (ja) | 1988-05-14 |
Family
ID=17268065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25465886A Pending JPS63109616A (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | フエ−ズドアレイアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63109616A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0750610A (ja) * | 1993-05-27 | 1995-02-21 | Nec Corp | 移動体衛星通信用送受信装置 |
JP2008178125A (ja) * | 2001-11-14 | 2008-07-31 | Quintel Technology Ltd | アンテナ・システム |
WO2010114064A1 (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | マスプロ電工株式会社 | 変換システム、変換装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5411604A (en) * | 1977-06-27 | 1979-01-27 | Fujitsu Ltd | Mobile station |
JPS61167885A (ja) * | 1985-01-21 | 1986-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | 方位探知回路 |
JPS61237502A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-22 | Nec Corp | 送信装置 |
JPS6157611B2 (ja) * | 1982-11-26 | 1986-12-08 | Olympus Optical Co |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP25465886A patent/JPS63109616A/ja active Pending
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