JP2851187B2 - アクティブアレイアンテナ - Google Patents
アクティブアレイアンテナInfo
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブアレイアン
テナに関し、更に詳しくいえば、各種レーダアンテナ、
ESM用及びECM用アンテナ等に使用されるアクティ
ブアレイアンテナに関する。
テナに関し、更に詳しくいえば、各種レーダアンテナ、
ESM用及びECM用アンテナ等に使用されるアクティ
ブアレイアンテナに関する。
【0002】アクティブアレイアンテナとは、電力分配
後、電力を増幅するアクティブ素子(増幅器等)を有す
る構成であり、電力を増幅するアクティブ素子を持たな
いパッシブアレイアンテナと区別している。
後、電力を増幅するアクティブ素子(増幅器等)を有す
る構成であり、電力を増幅するアクティブ素子を持たな
いパッシブアレイアンテナと区別している。
【0003】アクティブアレイアンテナの特徴は、多数
のアクティブ素子(増幅器等)を持ち、電力を空間で合
成することにより、進行波管等を使用せずに、高電力が
得られること、また、移相器を電気的にコントロールで
きるために、高速でビームスキャンが可能になることで
ある。
のアクティブ素子(増幅器等)を持ち、電力を空間で合
成することにより、進行波管等を使用せずに、高電力が
得られること、また、移相器を電気的にコントロールで
きるために、高速でビームスキャンが可能になることで
ある。
【0004】進行波管等は、寿命が短く信頼性に欠け、
また整備性が悪く、近年固体化が注目されている。この
ため、上記のようなアクティブアレイアンテナが注目さ
れている。
また整備性が悪く、近年固体化が注目されている。この
ため、上記のようなアクティブアレイアンテナが注目さ
れている。
【0005】
【従来の技術】図10は従来のアクティブアレイアンテ
ナ(送信側)を示した図であり、図中、1はアンテナエ
レメント、2Sは、送信側の増幅器(アンプ)、3は移
相器、4は電力分配器、Tは端子を示す。
ナ(送信側)を示した図であり、図中、1はアンテナエ
レメント、2Sは、送信側の増幅器(アンプ)、3は移
相器、4は電力分配器、Tは端子を示す。
【0006】従来の1例として、図10に示したような
8個のアンテナエレメントを有するアクテイブアレイア
ンテナ(送信側)について説明する。端子Tより入力し
た高周波信号は、複数の電力分配器4により8分配さ
れ、それぞれの信号は、移相器3に送られる。また、各
移相器3の出力は、それぞれ増幅器2Sにより電力増幅
した後、アンテナエレメント1によりビームとなって放
射される。
8個のアンテナエレメントを有するアクテイブアレイア
ンテナ(送信側)について説明する。端子Tより入力し
た高周波信号は、複数の電力分配器4により8分配さ
れ、それぞれの信号は、移相器3に送られる。また、各
移相器3の出力は、それぞれ増幅器2Sにより電力増幅
した後、アンテナエレメント1によりビームとなって放
射される。
【0007】この場合、各移相器3ではアンテナ面の信
号の出力移相を制御し、放射ビームの方向を変えてい
る。今アンテナエレメント1間の距離をS、アンテナか
ら放射する信号ビームの向き(鉛直方向に対する傾き
角)をθ、アンテナエレメント1から放射する信号の位
相をψ、その波長をλとした場合、前記位相ψは次式で
与えられる。 ψ=2π/λ・S・Sin θ(Rad)
号の出力移相を制御し、放射ビームの方向を変えてい
る。今アンテナエレメント1間の距離をS、アンテナか
ら放射する信号ビームの向き(鉛直方向に対する傾き
角)をθ、アンテナエレメント1から放射する信号の位
相をψ、その波長をλとした場合、前記位相ψは次式で
与えられる。 ψ=2π/λ・S・Sin θ(Rad)
【0008】そして、各アンテナエレメントから放射さ
れる放射電力の位相を、図示のように設定する。すなわ
ち、端部のアンテナエレメント1の位相を基準とし、順
次ψ、2ψ、3ψ、4ψ、5ψ、6ψ、7ψのように設
定する。
れる放射電力の位相を、図示のように設定する。すなわ
ち、端部のアンテナエレメント1の位相を基準とし、順
次ψ、2ψ、3ψ、4ψ、5ψ、6ψ、7ψのように設
定する。
【0009】このように、各位相を設定すれば、全体と
して図示の放射面から出力信号がビームとなって放射さ
れる。ところで、必要なアンテナエレメント数は、要求
された空中線利得と、放射電力によって決まる。空中線
利得は、アンテナエレメントの増加に伴ってビーム幅を
細かくできる。
して図示の放射面から出力信号がビームとなって放射さ
れる。ところで、必要なアンテナエレメント数は、要求
された空中線利得と、放射電力によって決まる。空中線
利得は、アンテナエレメントの増加に伴ってビーム幅を
細かくできる。
【0010】このため、例えばレーダのアンテナに使用
する場合は、ビーム幅を狭くする必要があり、多くの素
子数が必要となる。放射電力Pは、各増幅器2Sの出力
をP0 、増幅器2Sの数をNとし、合成損失を無視した
場合、P=P0 ×Nとなる。
する場合は、ビーム幅を狭くする必要があり、多くの素
子数が必要となる。放射電力Pは、各増幅器2Sの出力
をP0 、増幅器2Sの数をNとし、合成損失を無視した
場合、P=P0 ×Nとなる。
【0011】従って、仮りに、1W出力の増幅器2Sを
使い、1KWの進行波管と置き換えるためには、100
0個のアンテナエレメント1が必要になる。この場合、
アンテナエレメント1だけでなく、増幅器2と移相器3
もそれぞれ1000個必要となる。なお、図10は、送
信側の例であるが、受信側の場合は、増幅器の向きが逆
になるだけであり、他の構成は図10と同じである。
使い、1KWの進行波管と置き換えるためには、100
0個のアンテナエレメント1が必要になる。この場合、
アンテナエレメント1だけでなく、増幅器2と移相器3
もそれぞれ1000個必要となる。なお、図10は、送
信側の例であるが、受信側の場合は、増幅器の向きが逆
になるだけであり、他の構成は図10と同じである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。 (1)1つのアンテナエレメントに対し、1つの増幅器と
1つの移相器とを必要とする。しかし、増幅器や移相器
は高価なものであるから、全体として高価なアクティブ
アレイアンテナとなる。
のにおいては、次のような課題があった。 (1)1つのアンテナエレメントに対し、1つの増幅器と
1つの移相器とを必要とする。しかし、増幅器や移相器
は高価なものであるから、全体として高価なアクティブ
アレイアンテナとなる。
【0013】(2)アクティブアレイアンテナは、コスト
パフォ−マンスが非常に悪いという問題があり、製品化
が困難である。 (3)アンテナエレメントの間隔は、使用する周波数によ
り決まっている。通常、その間隔は、波長λ以下とな
る。例えば使用周波数が30GHzとすると、間隔Sは
最大10mmとなり、アクティブ素子が実装できないとい
う問題もあった。
パフォ−マンスが非常に悪いという問題があり、製品化
が困難である。 (3)アンテナエレメントの間隔は、使用する周波数によ
り決まっている。通常、その間隔は、波長λ以下とな
る。例えば使用周波数が30GHzとすると、間隔Sは
最大10mmとなり、アクティブ素子が実装できないとい
う問題もあった。
【0014】本発明は、このような従来の課題を解決
し、アクティブアレイアンテナの低価格化を実現すると
共に、使用周波数の高い領域でもアクティブアレイアン
テナが構成できるようにすることを目的とする。
し、アクティブアレイアンテナの低価格化を実現すると
共に、使用周波数の高い領域でもアクティブアレイアン
テナが構成できるようにすることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図で
あり、図1Aは原理図(1)、図1Bは原理図(2)で
ある。図中、図10と同符号は同一のものを示す。ま
た、2Rは受信側の増幅器、SWは送受切換スイッチを
示す。本発明は上記の課題を解決するため、次のように
構成した。
あり、図1Aは原理図(1)、図1Bは原理図(2)で
ある。図中、図10と同符号は同一のものを示す。ま
た、2Rは受信側の増幅器、SWは送受切換スイッチを
示す。本発明は上記の課題を解決するため、次のように
構成した。
【0016】(1)複数のアンテナエレメント1と、この
アンテナエレメント1に接続されて電力増幅を行う増幅
器2S、2Rと、各アンテナエレメント間の信号位相を
制御する位相器3と、電力の分配及び合成を行う電力分
配器4を具備したアクティブアレイアンテナにおいて、
各アンテナエレメント1に、それぞれ増幅器2S、2R
を接続すると共に、前記増幅器の内、隣り合う複数の増
幅器に、電力分配器4を介して1つの移相器3を接続し
た。
アンテナエレメント1に接続されて電力増幅を行う増幅
器2S、2Rと、各アンテナエレメント間の信号位相を
制御する位相器3と、電力の分配及び合成を行う電力分
配器4を具備したアクティブアレイアンテナにおいて、
各アンテナエレメント1に、それぞれ増幅器2S、2R
を接続すると共に、前記増幅器の内、隣り合う複数の増
幅器に、電力分配器4を介して1つの移相器3を接続し
た。
【0017】(2)複数のアンテナエレメント1と、前記
アンテナエレメント1に接続されて電力増幅を行う増幅
器2S、2Rと、各アンテナエレメント1間の信号位相
を制御する移相器3と、電力の分配及び合成を行う電力
分配器4を具備したアクティブアレイアンテナにおい
て、各アンテナエレメント1の内、隣り合う複数のアン
テナエレメントに、電力分配器4を介して1つの増幅器
2S、2Rを接続すると共に、前記増幅器2S、2R
に、移相器3を接続した。
アンテナエレメント1に接続されて電力増幅を行う増幅
器2S、2Rと、各アンテナエレメント1間の信号位相
を制御する移相器3と、電力の分配及び合成を行う電力
分配器4を具備したアクティブアレイアンテナにおい
て、各アンテナエレメント1の内、隣り合う複数のアン
テナエレメントに、電力分配器4を介して1つの増幅器
2S、2Rを接続すると共に、前記増幅器2S、2R
に、移相器3を接続した。
【0018】
【作用】上記構成に基づく本発明の作用を、図1を参照
しながら説明する。図1Aにおいて、送受切換スイッチ
SWを図示実線側に切り換えると送信モードになり、図
示点線側に切り換えると受信モードになる。
しながら説明する。図1Aにおいて、送受切換スイッチ
SWを図示実線側に切り換えると送信モードになり、図
示点線側に切り換えると受信モードになる。
【0019】送信モードでは、移相器3→電力分配器4
→増幅器2S→アンテナエレメント1の順で高周波信号
が送られる。また、受信モードでは、アンテナエレメン
ト1→増幅器2R→電力分配器4→移相器3の順で受信
信号が送られる。
→増幅器2S→アンテナエレメント1の順で高周波信号
が送られる。また、受信モードでは、アンテナエレメン
ト1→増幅器2R→電力分配器4→移相器3の順で受信
信号が送られる。
【0020】この場合、複数のアンテナエレメント1に
対して、1つの移相器3で位相調整をするので、複数
(例えば2つ)のアンテナエレメントを単位として位相
調整を行う。
対して、1つの移相器3で位相調整をするので、複数
(例えば2つ)のアンテナエレメントを単位として位相
調整を行う。
【0021】また、図1Bにおいても同様にして、送受
切換スイッチSWを制御することにより、送信モードと
受信モードとに切り換えられる。この場合も、複数(例
えば2つ)のアンテナエレメント1を単位として、1つ
の移相器3で位相調整を行う。
切換スイッチSWを制御することにより、送信モードと
受信モードとに切り換えられる。この場合も、複数(例
えば2つ)のアンテナエレメント1を単位として、1つ
の移相器3で位相調整を行う。
【0022】そして図1Aのように構成すると、移相器
3の数が、従来例とくらべて例えば1/2になる。ま
た、図1Bのように構成すると、増幅器2S、2Rと、
移相器3の数が例えば1/2になる。
3の数が、従来例とくらべて例えば1/2になる。ま
た、図1Bのように構成すると、増幅器2S、2Rと、
移相器3の数が例えば1/2になる。
【0023】このようにすれば、各アクティブ素子(増
幅器、移相器)は、2アンテナエレメント分のスペース
ができることになる。従って、周波数が高くても、素子
が実装できないということもなくなる。
幅器、移相器)は、2アンテナエレメント分のスペース
ができることになる。従って、周波数が高くても、素子
が実装できないということもなくなる。
【0024】なお、図1Bでは、アンテナエレメント出
力を同じにするために、増幅器出力は2P0 (図1Aで
はP0 )となっている。また、高価なアクティブ素子の
数を少なくできるので、その分価格を低くできる。
力を同じにするために、増幅器出力は2P0 (図1Aで
はP0 )となっている。また、高価なアクティブ素子の
数を少なくできるので、その分価格を低くできる。
【0025】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 (第1実施例の説明)図2〜図4は、本発明の第1実施
例を示した図であり、図2はアクティブアレイアンテナ
(送受信側)、図3はアクティブアレイアンテナ(送信
側)、図4はアクティブアレイアンテナの位相関係説明
図である。
する。 (第1実施例の説明)図2〜図4は、本発明の第1実施
例を示した図であり、図2はアクティブアレイアンテナ
(送受信側)、図3はアクティブアレイアンテナ(送信
側)、図4はアクティブアレイアンテナの位相関係説明
図である。
【0026】図中、図1と同符号は同一のものを示す。
第1実施例は、移相器3の数を半分に減らした例であ
り、図1Aに相当する。先ず、アクティブアレイアンテ
ナの送受信側の例を図2について説明する。図2に示し
たように、1つのアンテナエレメント1に対して、1つ
の送信用の増幅器2Sと1つの受信側の増幅器2Rを接
続する。
第1実施例は、移相器3の数を半分に減らした例であ
り、図1Aに相当する。先ず、アクティブアレイアンテ
ナの送受信側の例を図2について説明する。図2に示し
たように、1つのアンテナエレメント1に対して、1つ
の送信用の増幅器2Sと1つの受信側の増幅器2Rを接
続する。
【0027】この場合、送信時と受信時の切り換えを行
うために、増幅器2S、2Rの前後には送受切換スイッ
チSWを設け、スイッチコントロール信号SW CNT
によって制御できるようになっている。
うために、増幅器2S、2Rの前後には送受切換スイッ
チSWを設け、スイッチコントロール信号SW CNT
によって制御できるようになっている。
【0028】また、この実施例では、隣り合う2つの増
幅器2S、2R、2S、2Rを一組とし、この一組の増
幅器に1つの移相器3を接続する。使用時には、スイッ
チコントロール信号SW CNTにより、送受切換スイ
ッチSWを送信側に切り換えると、アンテナエレメント
1に送信側の増幅器2Sが接続され、受信側に切り換え
ると、アンテナエレメント1に受信側の増幅器2Rが接
続される。
幅器2S、2R、2S、2Rを一組とし、この一組の増
幅器に1つの移相器3を接続する。使用時には、スイッ
チコントロール信号SW CNTにより、送受切換スイ
ッチSWを送信側に切り換えると、アンテナエレメント
1に送信側の増幅器2Sが接続され、受信側に切り換え
ると、アンテナエレメント1に受信側の増幅器2Rが接
続される。
【0029】また、電力分配器4は、送信時には電力の
分配を行い、受信時には電力の合成を行う。なお、以後
の説明では、説明を簡単にするため、送信側の例につい
て説明するが、受信側についても同様に実施できる。
分配を行い、受信時には電力の合成を行う。なお、以後
の説明では、説明を簡単にするため、送信側の例につい
て説明するが、受信側についても同様に実施できる。
【0030】次に、図3に示した送信側のアクティブア
レイアンテナの例について説明する。図3に示したよう
に、各アンテナエレメント1には、それぞれ増幅器2S
を接続し、隣接する2つの増幅器2Sを1組として、電
力分配器4を介し、1つの移相器3に接続している。
レイアンテナの例について説明する。図3に示したよう
に、各アンテナエレメント1には、それぞれ増幅器2S
を接続し、隣接する2つの増幅器2Sを1組として、電
力分配器4を介し、1つの移相器3に接続している。
【0031】即ち、アンテナエレメント1と増幅器2S
は、1対1の関係で接続すると共に、2つの増幅器2S
に対して、1つの移相器3を接続する。この場合、各移
相器3への電力分配は、各電力分配器4(上記の分配器
とは別のもの)により行う。
は、1対1の関係で接続すると共に、2つの増幅器2S
に対して、1つの移相器3を接続する。この場合、各移
相器3への電力分配は、各電力分配器4(上記の分配器
とは別のもの)により行う。
【0032】図3に示したアクティブアレイアンテナで
問題となるのは、多数のアンテナエレメント1から放射
する信号が同位相で放射されるため、サイドローブレベ
ル及びビーム設定精度に悪影響を与えることである。
問題となるのは、多数のアンテナエレメント1から放射
する信号が同位相で放射されるため、サイドローブレベ
ル及びビーム設定精度に悪影響を与えることである。
【0033】そこで、各アンテナエレメント1から放射
する位相関係について検討した。以下、検討結果を図3
に基づいて説明する。図3の横軸はアンテナエレメント
の位置、縦軸は移相量を示す。図3の上側はビームの向
きがθの場合であり、下側はθ=30度の場合を示す。
また、実線Aは理想的な移相量を示し、点線Bは本発明
で設定可能な移相量を示す。
する位相関係について検討した。以下、検討結果を図3
に基づいて説明する。図3の横軸はアンテナエレメント
の位置、縦軸は移相量を示す。図3の上側はビームの向
きがθの場合であり、下側はθ=30度の場合を示す。
また、実線Aは理想的な移相量を示し、点線Bは本発明
で設定可能な移相量を示す。
【0034】アンテナエレメント1から放射する信号の
位相関係は、ビームの向きθによって決まる。特に、θ
が小さい時、移相設定誤差は少なくなり問題はない。
今、ビームの向きがθの時のアンテナアレイ間の位相ス
テップをψ−STEPとすると、ψ−STEP=2π/
λ・2S・Sinθ(rad)となる。
位相関係は、ビームの向きθによって決まる。特に、θ
が小さい時、移相設定誤差は少なくなり問題はない。
今、ビームの向きがθの時のアンテナアレイ間の位相ス
テップをψ−STEPとすると、ψ−STEP=2π/
λ・2S・Sinθ(rad)となる。
【0035】従って、本発明で設定可能な移相量と、理
想的な移相量との誤差は、各アンテナエレメントに対
し、△ψ=2π/λ・0.5S・Sinθ(rad)とな
る。今、仮りに、アンテナエレメント1の間隔Sを、S
=15mm、周波数f=10GHz(λ=30mm)、ビー
ムの角度θ=30度とした場合、図4の下図のような特
性になる。
想的な移相量との誤差は、各アンテナエレメントに対
し、△ψ=2π/λ・0.5S・Sinθ(rad)とな
る。今、仮りに、アンテナエレメント1の間隔Sを、S
=15mm、周波数f=10GHz(λ=30mm)、ビー
ムの角度θ=30度とした場合、図4の下図のような特
性になる。
【0036】図示のように、この例では、ψ−STEP
=180度(3.14rad)、△ψ=45度(0.785
rad)となる。すなわち、図2に示した構成のアクテ
ィブアレイアンテナでは、理想的な移相量と最大45度
離れることになる。
=180度(3.14rad)、△ψ=45度(0.785
rad)となる。すなわち、図2に示した構成のアクテ
ィブアレイアンテナでは、理想的な移相量と最大45度
離れることになる。
【0037】この移相設定誤差は、サイドローブレベル
及びビーム設定精度に悪影響を与えることになるが、ア
ンテナエレメント数が多い場合、設定誤差の平均化によ
り、この影響がほとんど問題にならなくなる。
及びビーム設定精度に悪影響を与えることになるが、ア
ンテナエレメント数が多い場合、設定誤差の平均化によ
り、この影響がほとんど問題にならなくなる。
【0038】(第2実施例の説明)図5は第2実施例に
おけるアクティブアレイアンテナ(送信側)を示した
図、図6は第2実施例におけるアンテナエレメントの配
置図、(トライアンギュラーアレイの正面図)である。
図中、図1〜図3と同符号は同一のものを示す。
おけるアクティブアレイアンテナ(送信側)を示した
図、図6は第2実施例におけるアンテナエレメントの配
置図、(トライアンギュラーアレイの正面図)である。
図中、図1〜図3と同符号は同一のものを示す。
【0039】第2実施例は、増幅器と移相器の数を半分
に減らした例である。図5に示したように、隣り合う2
つのアンテナエレメント1を1組として、電力分配器4
を介して1つの増幅器2Sに接続すると共に、該増幅器
2Sを移相器3に接続する。
に減らした例である。図5に示したように、隣り合う2
つのアンテナエレメント1を1組として、電力分配器4
を介して1つの増幅器2Sに接続すると共に、該増幅器
2Sを移相器3に接続する。
【0040】この場合、2つのアンテナエレメントに対
し、1つの増幅器と1つの移相器とを必要とするから、
全体では、増幅器2Sの数と、移相器3の数が半分に減
少する。なお、第2実施例の位相関係も、図3に示した
第1実施例と同じであり、実用上位相の設定誤差は問題
にならない。
し、1つの増幅器と1つの移相器とを必要とするから、
全体では、増幅器2Sの数と、移相器3の数が半分に減
少する。なお、第2実施例の位相関係も、図3に示した
第1実施例と同じであり、実用上位相の設定誤差は問題
にならない。
【0041】また、送受信側のアクティブアレイアンテ
ナとするには、第1実施例と同様にして構成できる。す
なわち、送信側の増幅器2Sと並列に、受信側の増幅器
を設け、これらの増幅器を、送受切換スイッチで切り換
えるようにすればよい。
ナとするには、第1実施例と同様にして構成できる。す
なわち、送信側の増幅器2Sと並列に、受信側の増幅器
を設け、これらの増幅器を、送受切換スイッチで切り換
えるようにすればよい。
【0042】前記アクティブアレイアンテナにおけるア
ンテナエレメント1を、トライアンギュラーアレイ(t
riangular array)とした例を図6に示す。図6は、トラ
イアンギュラーアレイを正面から見た図であり、多数の
アンテナエレメント1が縦横に配置してある。
ンテナエレメント1を、トライアンギュラーアレイ(t
riangular array)とした例を図6に示す。図6は、トラ
イアンギュラーアレイを正面から見た図であり、多数の
アンテナエレメント1が縦横に配置してある。
【0043】これらのアンテナエレメント1は、隣り合
う2つのアンテナエレメントを1組としており、各組の
アンテナエレメントは、1つの移相器3により制御され
ている。
う2つのアンテナエレメントを1組としており、各組の
アンテナエレメントは、1つの移相器3により制御され
ている。
【0044】前記1組のアンテナエレメントは、図の横
方向へ配列してあるが、縦方向の配列をずらすことによ
り、全体として、3つのアンテナエレメントが三角形状
に配列された形状になっている。
方向へ配列してあるが、縦方向の配列をずらすことによ
り、全体として、3つのアンテナエレメントが三角形状
に配列された形状になっている。
【0045】(第3実施例の説明)図7〜図9は第3実
施例を示した図であり、図7はアクティブアレイアンテ
ナ(送信側)を示した図、図8はアンテナエレメントの
配置図(スクエアアレイの正面図)、図9はアクティブ
アレイアンテナの詳細図である。
施例を示した図であり、図7はアクティブアレイアンテ
ナ(送信側)を示した図、図8はアンテナエレメントの
配置図(スクエアアレイの正面図)、図9はアクティブ
アレイアンテナの詳細図である。
【0046】図中、図1〜図5と同符号は同一のものを
示す。また、6は移相制御器、7は増幅器電源、8は移
相器電源、9はアイソレータ、2は増幅器を示す。第3
実施例は、4つのアンテナエレメント1に対して、1つ
の増幅器2Sと1つの移相器3を用いた例であり、第2
実施例のアンテナよりも、更に増幅器2と移相器3の数
を減少させたものである。(ただし、図は送信側のみ)
示す。また、6は移相制御器、7は増幅器電源、8は移
相器電源、9はアイソレータ、2は増幅器を示す。第3
実施例は、4つのアンテナエレメント1に対して、1つ
の増幅器2Sと1つの移相器3を用いた例であり、第2
実施例のアンテナよりも、更に増幅器2と移相器3の数
を減少させたものである。(ただし、図は送信側のみ)
【0047】この例では、隣り合う4つのアンテナエレ
メント1を1組として、電力分配器4を介して1つの増
幅器2Sに接続すると共に、該増幅器2Sを1つの移相
器3に接続した。
メント1を1組として、電力分配器4を介して1つの増
幅器2Sに接続すると共に、該増幅器2Sを1つの移相
器3に接続した。
【0048】この場合、移相量の設定誤差は大きくなる
が、アンテナエレメントの数が多ければ、実用上問題に
ならない。前記アンテナエレメントを、スクエアアレイ
(Square Array) とした例を図8に示す。図8は、スク
エアアレイの正面図であり、縦横に多数のアンテナエレ
メントが配置してある。
が、アンテナエレメントの数が多ければ、実用上問題に
ならない。前記アンテナエレメントを、スクエアアレイ
(Square Array) とした例を図8に示す。図8は、スク
エアアレイの正面図であり、縦横に多数のアンテナエレ
メントが配置してある。
【0049】このスクエアアレイでは、図7に示したよ
うに、4個のアンテナエレメントを1組とし、この1組
のアンテナエレメントを1つの移相器3で制御してい
る。前記1組のアンテナエレメントは、正面から見る
と、四角形状に配列されており、全体としても四角形状
に配列されている。次に、第3実施例のアクティブアレ
イアンテナの詳細な構造を図9に基づいて説明する。図
9は、32素子アクティブフェーズアレイアンテナの例
である。
うに、4個のアンテナエレメントを1組とし、この1組
のアンテナエレメントを1つの移相器3で制御してい
る。前記1組のアンテナエレメントは、正面から見る
と、四角形状に配列されており、全体としても四角形状
に配列されている。次に、第3実施例のアクティブアレ
イアンテナの詳細な構造を図9に基づいて説明する。図
9は、32素子アクティブフェーズアレイアンテナの例
である。
【0050】このアンテナは、図7に示したように、4
個のアンテナエレメント1を1組とし、この1組のアン
テナアレイに対し、電力分配器4を介して1つの増幅器
2と1つの移相器3に接続している。この場合、アンテ
ナエレメント1と増幅器2との間の電力分配器として
は、4電力分配器を使用し、前記4電力分配器4と増幅
器2との間には、アイソレータ9を設ける。
個のアンテナエレメント1を1組とし、この1組のアン
テナアレイに対し、電力分配器4を介して1つの増幅器
2と1つの移相器3に接続している。この場合、アンテ
ナエレメント1と増幅器2との間の電力分配器として
は、4電力分配器を使用し、前記4電力分配器4と増幅
器2との間には、アイソレータ9を設ける。
【0051】また、増幅器2と移相器3との間にもアイ
ソレータ9を設ける。前記移相器3には、移相制御器6
が接続され、この移相制御器からの制御信号により、移
相器3の移相量を制御するようになっている。前記移相
器3へ入力する高周波信号は、8電力分配器4により、
8系統に分けて分配される。
ソレータ9を設ける。前記移相器3には、移相制御器6
が接続され、この移相制御器からの制御信号により、移
相器3の移相量を制御するようになっている。前記移相
器3へ入力する高周波信号は、8電力分配器4により、
8系統に分けて分配される。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 (1)高価な増幅器や移相器の数を減少させることができ
るので、アクティブアレイアンテナの価格を低くするこ
とができる。
のような効果がある。 (1)高価な増幅器や移相器の数を減少させることができ
るので、アクティブアレイアンテナの価格を低くするこ
とができる。
【0053】(2)増幅器や移相器の数を減少できるの
で、アクティブアレイアンテナの信頼性も向上する。ま
た、スペース的に不可能であった高周波数領域において
も、アクティブアレイアンテナを構成することが可能と
なる。
で、アクティブアレイアンテナの信頼性も向上する。ま
た、スペース的に不可能であった高周波数領域において
も、アクティブアレイアンテナを構成することが可能と
なる。
【0054】(3)特にアンテナエレメント数が多い場合
に有利であり、アンテナエレメント数は従来と同じであ
るために、空中線利得を変えずにアクティブ素子数を減
らすことが可能となる。
に有利であり、アンテナエレメント数は従来と同じであ
るために、空中線利得を変えずにアクティブ素子数を減
らすことが可能となる。
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の第1実施例にけるアクティブアレイア
ンテナ(送受信側)を示した図である。
ンテナ(送受信側)を示した図である。
【図3】第1実施例のアクティブアレイアンテナ(送信
側)を示した図である。
側)を示した図である。
【図4】第1実施例の位相関係説明図である。
【図5】第2実施例におけるアクティブアレイアンテナ
(送信側)を示した図である。
(送信側)を示した図である。
【図6】第2実施例におけるアンテナエレメントの配置
図(トライアンギュラーアレイの正面図)である。
図(トライアンギュラーアレイの正面図)である。
【図7】第3実施例におけるアクティブアレイアンテナ
(送信側)を示した図である。
(送信側)を示した図である。
【図8】第3実施例におけるアンテナエレメントの配置
図(スクエアアレイの正面図)である。
図(スクエアアレイの正面図)である。
【図9】第3実施例におけるアクティブアレイアンテナ
の詳細図である。
の詳細図である。
【図10】従来のアクティブアレイアンテナ(送信側)
を示した図である。
を示した図である。
1 アンテナエレメント 2S 送信用の増幅器 2R 受信用の増幅器 3 移相器 4 電力分配器 SW 送受切換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−284484(JP,A) 特開 平3−236611(JP,A) 特開 平4−54708(JP,A) 特開 平3−220475(JP,A) 実開 昭59−140560(JP,U) 実開 平4−38102(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 7/02 G01S 7/28 H01Q 23/00
Claims (2)
- 【請求項1】 複数のアンテナエレメント(1)と、前
記アンテナエレメント(1)に接続されて電力増幅を行
う増幅器(2S、2R)と、 各アンテナエレメント間の信号位相を制御する移相器
(3)と、 電力の分配及び合成を行う電力分配器(4)を具備した
アクティブアレイアンテナにおいて、 各アンテナエレメント(1)に、それぞれ増幅器(2
S、2R)を接続すると共に、 前記増幅器の内、隣り合う複数の増幅器(2S、2R、
2S、2R)に、 電力分配器(4)を介して1つの移相器(3)を接続し
たことを特徴とするアクティブアレイアンテナ。 - 【請求項2】 複数のアンテナエレメント(1)と、 前記アンテナエレメント(1)に接続されて電力増幅を
行う増幅器(2S、2R)と、 各アンテナエレメント(1)間の信号位相を制御する移
相器(3)と、 電力の分配及び合成を行う電力分配器(4)を具備した
アクティブアレイアンテナにおいて、 各アンテナエレメント(1)の内、隣り合う複数のアン
テナエレメントに、 電力分配器(4)を介して1つの増幅器(2S、2R)
を接続すると共に、 前記増幅器(2S、2R)に、移相器(3)を接続した
ことを特徴とするアクティブアレイアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3204060A JP2851187B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | アクティブアレイアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3204060A JP2851187B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | アクティブアレイアンテナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0527007A JPH0527007A (ja) | 1993-02-05 |
JP2851187B2 true JP2851187B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=16484092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3204060A Expired - Fee Related JP2851187B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | アクティブアレイアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2851187B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4521440B2 (ja) * | 2007-12-18 | 2010-08-11 | 株式会社東芝 | アレイアンテナ装置及びその送受信モジュール |
JP2009200950A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Toshiba Corp | アレイアンテナとその送信電力分配方法 |
RU2697662C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-08-16 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Способ измерения угловых координат целей радиолокационной станцией с цифровой антенной решеткой |
-
1991
- 1991-07-18 JP JP3204060A patent/JP2851187B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0527007A (ja) | 1993-02-05 |
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