JP3435916B2 - Phased array antenna device - Google Patents
Phased array antenna deviceInfo
- Publication number
- JP3435916B2 JP3435916B2 JP19185695A JP19185695A JP3435916B2 JP 3435916 B2 JP3435916 B2 JP 3435916B2 JP 19185695 A JP19185695 A JP 19185695A JP 19185695 A JP19185695 A JP 19185695A JP 3435916 B2 JP3435916 B2 JP 3435916B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- element antenna
- radome
- antenna substrate
- antenna
- electromagnetic wave
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、複数の素子アンテナ
を有するフェーズドアレーアンテナ装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phased array antenna device having a plurality of element antennas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のフェーズドアレーアンテナ装置に
ついて説明する。図１２は従来のフェーズドアレーアン
テナ装置を示す図であり、１は素子アンテナ、２は素子
アンテナ１を構成する素子アンテナ基板、３は移相器、
４は給電回路、５は素子アンテナ基板２と平行に配置さ
れたレドームである。2. Description of the Related Art A conventional phased array antenna device will be described. FIG. 12 is a diagram showing a conventional phased array antenna device, in which 1 is an element antenna, 2 is an element antenna substrate which constitutes the element antenna 1, 3 is a phase shifter,
Reference numeral 4 is a feeding circuit, and 5 is a radome arranged in parallel with the element antenna substrate 2.
【０００３】つぎに動作について説明する。アンテナは
送受信可逆であるのでアンテナが送信の場合について説
明する。給電回路４に入力された信号は給電回路４にて
素子数分に分配され、各移相器３により位相制御された
後、各素子アンテナ１より空間に放射される。Next, the operation will be described. Since the antenna is reciprocal for transmission and reception, the case where the antenna is transmitting will be described. The signal input to the power feeding circuit 4 is distributed to the number of elements by the power feeding circuit 4, the phase of each signal is controlled by each phase shifter 3, and then the signal is radiated into space from each element antenna 1.
【０００４】空間に放射された電磁波は、素子アンテナ
基板２に平行に配置されたレドーム５に入射する。The electromagnetic waves radiated into the space enter the radome 5 arranged in parallel with the element antenna substrate 2.
【０００５】図１３にレドーム５の断面図を示す。ｔは
レドーム５の厚み、εｒはレドームの比誘電率を示す。FIG. 13 shows a sectional view of the radome 5. t is the thickness of the radome 5, and εr is the relative dielectric constant of the radome.
【０００６】ここで、レドーム５の最適な厚みｔは使用
する波長λにより”数１”にて演算することにより求め
られる。Here, the optimum thickness t of the radome 5 can be obtained by calculating "equation 1" according to the wavelength λ used.
【０００７】[0007]
【数１】 [Equation 1]
【０００８】ここで、θは入射時の透過損失を最小にす
る角度であるが、フェーズドアレーアンテナにおいて
は、θはビーム走査角の中心とされるためビーム方向は
アンテナ正面すなわちレドーム５に対して垂直に入射す
る角度とされる。Here, θ is the angle that minimizes the transmission loss at the time of incidence, but in the phased array antenna, θ is the center of the beam scanning angle, so the beam direction is relative to the front of the antenna, that is, the radome 5. It is the angle of vertical incidence.
【０００９】”数１”から最適な厚みを求めることがで
きるが、厚みｔが一定なレドーム５の場合、レドーム５
への入射角に対してレドーム５の透過損失および反射損
失が変化する。Although the optimum thickness can be obtained from "Equation 1", in the case of the radome 5 having a constant thickness t, the radome 5
The transmission loss and the reflection loss of the radome 5 change depending on the angle of incidence on the.
【００１０】図１４にレドーム５の入射角に対する透過
損失および反射損失の一例を示す。図において、実線イ
はＥ面入射時の透過損失、破線ロはＨ面入射時の透過損
失、破線ハはＥ面入射時の反射損失、一点鎖線ニはＨ面
入射時の反射損失を示す。FIG. 14 shows an example of transmission loss and reflection loss with respect to the incident angle of the radome 5. In the figure, the solid line (a) shows the transmission loss when the E-plane is incident, the broken line (b) shows the transmission loss when the H-plane is incident, the broken line (c) shows the reflection loss when the E-plane is incident, and the alternate long and short dash line (d) shows the reflection loss when the H-plane is incident.
【００１１】素子アンテナ基板２上の素子アンテナ１か
らは非常にブロードな放射が行われるため、レドーム５
に対しても広い角度範囲で電磁波が入射することにな
る。Since the element antenna 1 on the element antenna substrate 2 radiates a very broad radiation, the radome 5
Also, electromagnetic waves are incident on a wide angle range.
【００１２】このような場合、レドーム５に対して大き
な入射角で入射した電磁波はレドーム５の反射が大きく
なるためアンテナ基板２へ反射される。In such a case, an electromagnetic wave incident on the radome 5 at a large incident angle is reflected on the antenna substrate 2 because the radome 5 is largely reflected.
【００１３】反射された電磁波は、アンテナ基板２にて
再び反射されレドーム５に入射する。The reflected electromagnetic wave is reflected again by the antenna substrate 2 and enters the radome 5.
【００１４】このとき、アンテナ基板２とレドーム５は
平行であるため、反射された電磁波とレドームを透過し
た電磁波の方向が一致し多重反射が発生する。At this time, since the antenna substrate 2 and the radome 5 are parallel to each other, the directions of the reflected electromagnetic wave and the electromagnetic wave transmitted through the radome coincide with each other, and multiple reflection occurs.
【００１５】図１５に多重反射の様子を表わす図を示
す。FIG. 15 is a diagram showing the state of multiple reflection.
【００１６】図より、レドーム５を透過して直接放射さ
れる電磁波はＥｉの方向と、多重反射された後放射され
る電磁波Ｅｒの方向が一致することが分かる。From the figure, it can be seen that the direction of the electromagnetic wave transmitted through the radome 5 and directly emitted coincides with the direction of the electromagnetic wave Er emitted after being multiply reflected.
【００１７】このため、２つの電磁波の位相関係により
各素子パターンにリップルが発生する。Therefore, a ripple is generated in each element pattern due to the phase relationship between the two electromagnetic waves.
【００１８】図１６に、素子アンテナ基板２とレドーム
５に多重反射が存在する場合の素子アンテナ１の放射パ
ターンの例を示す。図において、実線ホはレドーム５が
有る場合のＥ面パターン、破線ヘはレドーム５が有る場
合のＨ面パターン、破線トはレドーム５が無い場合のＥ
面パターン、一点鎖線４はレドーム５が無い場合のＨ面
パターンである。FIG. 16 shows an example of the radiation pattern of the element antenna 1 when multiple reflections exist on the element antenna substrate 2 and the radome 5. In the figure, the solid line E is the E-plane pattern with the radome 5, the broken line F is the H-plane pattern with the radome 5, and the broken line G is the E-plane pattern without the radome 5.
The surface pattern and the alternate long and short dash line 4 are the H surface pattern when the radome 5 is not provided.
【００１９】ここで、素子アンテナ基板２とレドーム５
平行に置かれているため、すべての素子にて同じ素子パ
ターンとなる。Here, the element antenna substrate 2 and the radome 5
Since they are placed in parallel, the same element pattern is used for all the elements.
【００２０】このため、ビームを走査した場合の、アレ
ーアンテナの利得はビーム方向における素子パターンに
依存するため、利得は素子パターンの形状の従って変化
するものとなる。Therefore, when the beam is scanned, the gain of the array antenna depends on the element pattern in the beam direction, so that the gain changes according to the shape of the element pattern.
【００２１】[0021]
【発明が解決しようとする課題】従来のフェーズドアレ
ーアンテナ装置は、以上説明したように素子アンテナ基
板とレドーム間で多重反射が発生するため、ビーム走査
時のアレーアンテナ利得が素子パターンのリップルに伴
い大きく変動するという問題点があった。In the conventional phased array antenna apparatus, since multiple reflection occurs between the element antenna substrate and the radome as described above, the array antenna gain during beam scanning is accompanied by the ripple of the element pattern. There was a problem of large fluctuations.
【００２２】この発明は、上記のような課題を改善する
ためになされたもので、ビーム走査時のアレーアンテナ
利得の変化が滑らかなフェーズドアレーアンテナ装置を
得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a phased array antenna device in which the array antenna gain changes smoothly during beam scanning.
【００２３】[0023]
【課題を解決するための手段】この発明の実施例１によ
るフェーズドアレーアンテナ装置は、素子アンテナ基板
上の素子アンテナの存在しない部分で、かつ上記各素子
アンテナ間に電波吸収体を配置したものである。A phased array antenna apparatus according to a first embodiment of the present invention is a portion on an element antenna substrate where an element antenna does not exist and each element described above.
A radio wave absorber is arranged between the antennas .
【００２４】また、この発明の実施例２によるフェーズ
ドアレーアンテナ装置は、素子アンテナ基板上の素子ア
ンテナの存在しない部分に電波吸収体を配置するととも
に、直線偏波にて励振された素子アンテナから放射され
る電磁波の不要な偏波を反射するグリッドをレドーム上
にを配置したものである。Further, in the phased array antenna apparatus according to the second embodiment of the present invention, the electromagnetic wave absorber is arranged in a portion of the element antenna substrate where the element antenna does not exist, and the element antenna excited by linearly polarized wave radiates. The grid that reflects the unnecessary polarized waves of the electromagnetic wave is arranged on the radome.
【００２５】また、この発明の実施例３によるフェーズ
ドアレーアンテナ装置は、素子アンテナ基板上の素子ア
ンテナの存在しない部分に電波吸収体を配置するととも
に、レドームの形状を素子アンテナ基板と異なる形状に
したものである。Further, in the phased array antenna apparatus according to the third embodiment of the present invention, the electromagnetic wave absorber is arranged on a portion of the element antenna substrate where the element antenna does not exist, and the shape of the radome is different from that of the element antenna substrate. It is a thing.
【００２６】また、この発明の実施例４によるフェーズ
ドアレーアンテナ装置は、素子アンテナ基板上の素子ア
ンテナの存在しない部分の素子アンテナ基板を除去し、
除去された部分に電波吸収体を配置するようにしたもの
である。Further, in the phased array antenna apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, the element antenna substrate on a portion where the element antenna does not exist on the element antenna substrate is removed,
The electromagnetic wave absorber is arranged in the removed portion.
【００２７】また、この発明の実施例５によるフェーズ
ドアレーアンテナ装置は、素子アンテナ基板上の素子ア
ンテナの存在しない部分に抵抗膜と保護層を配置し、そ
の部分の素子アンテナ基板厚が１／４波長電波吸収体と
なるように構成したものである。Further, in the phased array antenna apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, the resistance film and the protective layer are arranged on a portion of the element antenna substrate where the element antenna does not exist, and the element antenna substrate thickness of the portion is 1/4. It is configured to be a wavelength wave absorber.
【００２８】[0028]
【作用】この発明の実施例１によれば、素子アンテナ基
板上の素子アンテナの存在しない部分に電波吸収体を配
置したので、素子アンテナ基板とレドーム間の多重反射
を無くし、ビーム走査時のアレーアンテナ利得の変化を
滑らかにすることができる。According to the first embodiment of the present invention, since the electromagnetic wave absorber is arranged in the portion on the element antenna substrate where the element antenna does not exist, multiple reflection between the element antenna substrate and the radome is eliminated, and the array during beam scanning is eliminated. The change in antenna gain can be smoothed.
【００２９】また、この発明の実施例２によれば、素子
アンテナ基板上の素子アンテナの存在しない部分に電波
吸収体を配置するとともに、直線偏波にて励振された素
子アンテナから放射される電磁波の不要な偏波を反射す
るグリッドをレドーム上にを配置したので、ビーム走査
時のアレーアンテナ利得の変化を滑らかにすることがで
きるとともに、素子アンテナから放射される交叉偏波を
抑えることができる。Further, according to the second embodiment of the present invention, the electromagnetic wave radiated from the element antenna excited by the linearly polarized wave is arranged while the radio wave absorber is arranged in the portion on the element antenna substrate where the element antenna does not exist. Since the grid that reflects the unnecessary polarized wave of is arranged on the radome, the change of the array antenna gain during beam scanning can be smoothed and the cross polarized wave radiated from the element antenna can be suppressed. .
【００３０】また、この発明の実施例３によれば、素子
アンテナ基板上の素子アンテナの存在しない部分に電波
吸収体を配置するとともに、レドームの形状を素子アン
テナ基板と異なる形状にしたので、素子アンテナ基板と
レドーム間の多重反射の影響を素子アンテナ毎に変える
ことができ、ビーム走査時のアレーアンテナ利得の変化
を滑らかにすることができるとともに、レドームの機械
的強度を向上することができる。Further, according to the third embodiment of the present invention, since the radio wave absorber is arranged in the portion on the element antenna substrate where the element antenna does not exist, and the shape of the radome is different from the element antenna substrate, The influence of multiple reflection between the antenna substrate and the radome can be changed for each element antenna, the change in the array antenna gain during beam scanning can be smoothed, and the mechanical strength of the radome can be improved.
【００３１】また、この発明の実施例４によれば、素子
アンテナ基板上の素子アンテナの存在しない部分の素子
アンテナ基板を除去し、除去された部分に電波吸収体を
配置するようにしたので、ビーム走査時のアレーアンテ
ナ利得の変化を滑らかにすることができるとともに、電
波吸収体の高さが低くなり、電波放射時のブロッキング
の影響を無くすことができる。Further, according to the fourth embodiment of the present invention, the element antenna substrate of the element antenna substrate where the element antenna does not exist is removed, and the electromagnetic wave absorber is arranged in the removed portion. The change in the array antenna gain during beam scanning can be smoothed, and the height of the radio wave absorber can be reduced, so that the blocking effect during radio wave radiation can be eliminated.
【００３２】また、この発明の実施例５によれば、素子
アンテナ基板上の素子アンテナの存在しない部分の素子
アンテナ基板表面に抵抗膜と保護層を配置し、抵抗膜と
保護層と素子アンテナ基板地導体により１／４波長電波
吸収体を構成するようにしたので、ビーム走査時のアレ
ーアンテナ利得の変化を滑らかにすることができるとと
もに、電波放射時のブロッキングの影響を無くすことが
でき、しかも、容易に工作することができる。According to the fifth embodiment of the present invention, the resistive film and the protective layer are arranged on the surface of the element antenna substrate where the element antenna is not present on the element antenna substrate, and the resistive film, the protective layer and the element antenna substrate are arranged. Since the quarter-wave absorber is constituted by the ground conductor, the change in the array antenna gain during beam scanning can be smoothed, and the blocking effect at the time of radio wave emission can be eliminated. , Can be easily crafted.
【００３３】[0033]
実施例１．図１はこの発明の実施例１の構成を示す図、
図２はこの発明の各機器の接続関係を示す図である。Example 1. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing the connection relationship of each device of the present invention.
【００３４】図において、１は素子アンテナ、２は素子
アンテナを構成する素子アンテナ基板、３は素子アンテ
ナ１に接続された移相器、４は給電回路、５は素子アン
テナ基板２と平行なレドーム、６は素子アンテナ基板２
の素子アンテナ１を除く部分に配置された電波吸収体で
ある。In the figure, 1 is an element antenna, 2 is an element antenna substrate constituting the element antenna, 3 is a phase shifter connected to the element antenna 1, 4 is a feeding circuit, and 5 is a radome parallel to the element antenna substrate 2. , 6 are element antenna substrates 2
2 is a radio wave absorber arranged in a portion excluding the element antenna 1.
【００３５】次に動作について説明する。給電回路４に
入力された電磁波は、給電回路４にて各素子アンテナに
分配され、移相器３にて位相制御され、素子アンテナ１
より空間に放射される。Next, the operation will be described. The electromagnetic wave input to the power feeding circuit 4 is distributed to each element antenna by the power feeding circuit 4, and the phase is controlled by the phase shifter 3.
More radiated into space.
【００３６】空間に放射される電磁波は、素子アンテナ
基板２に平行に配置されたレドーム５に入射する。The electromagnetic wave radiated into the space is incident on the radome 5 arranged in parallel with the element antenna substrate 2.
【００３７】ここで、素子アンテナ１は非常にブロード
な放射が行われるため、レドーム５に対しても非常に大
きな入射角まで電磁波が入射することになる。Here, since the element antenna 1 radiates a very broad radiation, electromagnetic waves are incident on the radome 5 up to a very large incident angle.
【００３８】レドーム５の入射特性は、図に示すように
入射角が大きくなると反射が大きくなるため、素子アン
テナ１から広角に放射される電磁波はレドーム５にて反
射される。As for the incident characteristic of the radome 5, as the incident angle increases, the reflection increases, so that the electromagnetic wave radiated from the element antenna 1 in a wide angle is reflected by the radome 5.
【００３９】一方、素子アンテナ基板２の前面には、素
子アンテナ１を除く部分に電波吸収体６が配置されてい
るので、レドームにて反射された電磁波はアンテナ基板
２にて反射されることなく電波吸収体６にて吸収され
る。On the other hand, since the electromagnetic wave absorber 6 is arranged on the front surface of the element antenna substrate 2 except the element antenna 1, the electromagnetic wave reflected by the radome is not reflected by the antenna substrate 2. It is absorbed by the radio wave absorber 6.
【００４０】これにより、素子アンテナ１の素子パター
ンは、素子アンテナ基板２とレドーム５間の多重反射の
影響を受けることはなく、リップルのない素子パターン
が得られる。As a result, the element pattern of the element antenna 1 is not affected by the multiple reflection between the element antenna substrate 2 and the radome 5, and an element pattern having no ripple can be obtained.
【００４１】ビームを走査した場合のアレーアンテナの
利得は、ビーム方向における素子パターンに依存してい
るので、ビームを走査しても利得の変化は滑らかなもの
となる。Since the gain of the array antenna when the beam is scanned depends on the element pattern in the beam direction, the gain change is smooth even when the beam is scanned.
【００４２】実施例２．図３はこの発明の実施例２の構
成を示す図、図４はこの発明の各機器の接続関係を示す
図である。Example 2. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a connection relation of each device of the present invention.
【００４３】図において、１ａは直線偏波にて励振され
た素子アンテナ、７は素子アンテナ基板２に平行なレド
ーム５上に配置されたグリッドである。In the figure, 1a is an element antenna excited by linearly polarized waves, and 7 is a grid arranged on a radome 5 parallel to the element antenna substrate 2.
【００４４】次に動作について説明する。給電回路４に
入力された信号は給電回路４にて素子数分に分配され、
各移相器３にて位相制御された後、各素子アンテナ１に
より空間に放射される。Next, the operation will be described. The signal input to the power feeding circuit 4 is distributed by the power feeding circuit 4 to the number of elements,
After the phase is controlled by each phase shifter 3, it is radiated into space by each element antenna 1.
【００４５】放射された電磁波は、レドーム５に入射し
入射角の大きな方向では大きな反射が発生するが、反射
された電磁波はアンテナ基板２の前面の素子アンテナ１
を除く部分に配置された電波吸収体６にて吸収されるの
は実施例１と同じである。The radiated electromagnetic wave is incident on the radome 5 and is largely reflected in a direction having a large incident angle. The reflected electromagnetic wave is the element antenna 1 on the front surface of the antenna substrate 2.
It is the same as in the first embodiment that it is absorbed by the radio wave absorber 6 disposed in a portion other than.
【００４６】一方、素子アンテナ１からは、励振してい
る直線偏波の偏波方向に直交する交叉偏波の電磁波が放
射されレドームに入射する。On the other hand, from the element antenna 1, an electromagnetic wave of cross polarization orthogonal to the polarization direction of the excited linear polarization is radiated and enters the radome.
【００４７】一方、レドーム上には、励振している直線
偏波の偏波方向に直交する方向のグリッド７が配置され
ている。On the other hand, a grid 7 is arranged on the radome in a direction orthogonal to the polarization direction of the linearly polarized wave being excited.
【００４８】図５にグリッド７を配置したレドーム５の
断面図を示す。図において、Ｗはグリッドの幅、Ｓはグ
リッドの間隔である。FIG. 5 shows a sectional view of the radome 5 in which the grid 7 is arranged. In the figure, W is the grid width and S is the grid spacing.
【００４９】このグリッド７の、グリッド７に平行な偏
波の電磁波の透過係数は”数２”により、また、グリッ
ド７に直交する偏波の電磁波の透過係数は”数３”によ
り求められる。The transmission coefficient of the electromagnetic wave of the polarized wave parallel to the grid 7 of this grid 7 is obtained by "Equation 2", and the transmission coefficient of the electromagnetic wave of the polarized wave orthogonal to the grid 7 is obtained by "Equation 3".
【００５０】[0050]
【数２】 [Equation 2]
【００５１】[0051]
【数３】 [Equation 3]
【００５２】”数２”および”数３”より、グリッド７
に平行な偏波の電磁波の透過係数が小さくなり、グリッ
ド７に直交する偏波の電磁波の透過係数が大きくなるよ
うなグリッド７の幅Ｗおよび間隔Ｓを選ぶことにより、
グリッド７に平行な偏波の電磁波を反射し、グリッド７
に直交な偏波の電磁波を透過するように構成できる。From the "number 2" and the "number 3", the grid 7
By selecting the width W and the spacing S of the grid 7 such that the transmission coefficient of the electromagnetic wave of the polarized wave parallel to the grid becomes small and the transmission coefficient of the electromagnetic wave of the polarized wave orthogonal to the grid 7 becomes large,
The electromagnetic waves of the polarization parallel to the grid 7 are reflected and the grid 7
It can be configured to transmit an electromagnetic wave having a polarization orthogonal to the.
【００５３】これにより、素子アンテナ１より放射され
た交叉偏波は、レドーム５上のグリッド７にて反射さ
れ、アンテナ基板２の前面の素子アンテナ１の部分以外
の配置された電波吸収体６にて吸収されるため、交叉偏
波レベルの小さな放射パターンが得られる。As a result, the cross-polarized waves radiated from the element antenna 1 are reflected by the grid 7 on the radome 5, and are reflected by the electromagnetic wave absorber 6 arranged on the front surface of the antenna substrate 2 other than the element antenna 1 portion. And is absorbed, a radiation pattern with a small cross polarization level is obtained.
【００５４】実施例３．図６はこの発明の実施例３の構
成を示す図、図７はこの発明の各機器の接続関係を示す
図である。Example 3. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a connection relation of each device of the present invention.
【００５５】図において、８は素子アンテナ基板２と異
なる形状の曲面を持つレドームである。In the figure, numeral 8 is a radome having a curved surface different from that of the element antenna substrate 2.
【００５６】次に動作について説明する。各素子アンテ
ナ１から電磁波が放射されるまでの動作は実施例１と同
じである。Next, the operation will be described. The operation until the electromagnetic wave is radiated from each element antenna 1 is the same as that in the first embodiment.
【００５７】各素子アンテナ１から放射された電磁波は
レドーム８に入射するが、レドーム８の形状が素子アン
テナ基板２に平行な面ではないため、各素子アンテナか
ら放射された電磁波は、それぞれ異なる角度でレドーム
８に入射する。The electromagnetic waves radiated from each element antenna 1 enter the radome 8. However, since the shape of the radome 8 is not a plane parallel to the element antenna substrate 2, the electromagnetic waves radiated from each element antenna have different angles. Then, it enters the radome 8.
【００５８】レドーム８に入射した電磁波は、各入射角
に対応した反射率をもって反射される。The electromagnetic wave incident on the radome 8 is reflected with a reflectance corresponding to each incident angle.
【００５９】このとき、レドーム８にて反射された電磁
波は、アンテナ基板２上の電波吸収体６にて吸収され
る。At this time, the electromagnetic wave reflected by the radome 8 is absorbed by the radio wave absorber 6 on the antenna substrate 2.
【００６０】ここで、電波吸収体６も完全に電磁波を吸
収することはできないため、微弱な電磁波は再び放射さ
れる。Since the radio wave absorber 6 cannot completely absorb the electromagnetic wave, the weak electromagnetic wave is emitted again.
【００６１】このとき、レドーム８にて反射される電磁
波の方向は、図８に示すように、素子アンテナ１の位置
によって異なる。図において、Ｅ１ｉ，Ｅ２ｉは１番目
および２番目の素子アンテナ１からレドーム８を透過し
て放射される電磁波、Ｅ１ｒ，Ｅ２ｒは１番目および２
番目の素子アンテナ１から放射されレドーム８と素子ア
ンテナ基板または電波吸収体６との間で多重反射された
後放射される電磁波を示す。At this time, the direction of the electromagnetic wave reflected by the radome 8 differs depending on the position of the element antenna 1, as shown in FIG. In the figure, E1i and E2i are electromagnetic waves emitted from the first and second element antennas 1 through the radome 8, and E1r and E2r are first and second electromagnetic waves.
An electromagnetic wave emitted from the second element antenna 1 and radiated after being multiple-reflected between the radome 8 and the element antenna substrate or the radio wave absorber 6 is shown.
【００６２】これにより、それぞれの素子アンテナに影
響する多重反射の影響を分散させることができ、アレー
アンテナとして合成した場合の利得のビーム走査時の変
化を滑らかにすることができる。As a result, it is possible to disperse the influence of multiple reflections that affect the respective element antennas, and it is possible to smooth the change in gain during beam scanning when combined as an array antenna.
【００６３】また、レドーム８の形状を曲面化すること
で機械的強度の改善が望める。Further, by improving the shape of the radome 8, it is possible to improve the mechanical strength.
【００６４】実施例４．図９はこの発明の実施例４の構
成を示す図である。Example 4. FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention.
【００６５】図において、電波吸収体６は素子アンテナ
１を除いた部分の素子アンテナ基板２を削除し、その部
分に配置されている。In the figure, the electromagnetic wave absorber 6 is arranged in the portion excluding the element antenna 1 with the element antenna substrate 2 removed.
【００６６】この実施例によるフェーズドアレーアンテ
ナは、配置された電波吸収体６によりレドーム５による
反射波を吸収し、素子アンテナ１の素子パターンのリッ
プルが改善されるのは実施例１と同じである。The phased array antenna according to this embodiment absorbs the reflected wave from the radome 5 by the arranged wave absorber 6 and the ripple of the element pattern of the element antenna 1 is improved as in the case of the first embodiment. .
【００６７】ここで、素子アンテナ１から放射される電
磁波は、電波吸収体６が素子アンテナ基板２にはめ込ま
れているため、電波吸収体６にブロッキングされること
なく、広角まで放射される。The electromagnetic wave radiated from the element antenna 1 is radiated up to a wide angle without being blocked by the electromagnetic wave absorber 6 because the electromagnetic wave absorber 6 is fitted in the element antenna substrate 2.
【００６８】実施例５．図１０はこの発明の実施例５の
構成を示す図である。Example 5. FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the fifth embodiment of the present invention.
【００６９】図において、９は素子アンテナ１を除いた
部分の素子アンテナ基板２上に付けられた抵抗膜、１０
は抵抗膜９を保護する保護層である。In the figure, 9 is a resistance film attached on the element antenna substrate 2 except the element antenna 1.
Is a protective layer for protecting the resistance film 9.
【００７０】次に動作について説明するが、素子アンテ
ナ１から放射した電磁波がレドーム５によって反射され
るのは実施例１と同じである。Next, the operation will be described. The electromagnetic wave radiated from the element antenna 1 is reflected by the radome 5 as in the first embodiment.
【００７１】本実施例では、素子アンテナ１を除いた部
分に抵抗膜９と保護層１０を付けている。In this embodiment, the resistance film 9 and the protective layer 10 are attached to the portion excluding the element antenna 1.
【００７２】ここで、抵抗膜９の面抵抗および、保護層
１０の比誘電率と厚みを選択することにより１／４波長
吸収体が構成される。Here, the quarter-wave absorber is constructed by selecting the sheet resistance of the resistance film 9 and the relative dielectric constant and thickness of the protective layer 10.
【００７３】図１１に断面図を示す。図において、Ｄ１
厚みおよびεｒ１は素子アンテナ基板２の厚みおよび比
誘電率、Ｄ３およびεｒ３は保護層１０の厚みおよび比
誘電率である。FIG. 11 shows a sectional view. In the figure, D1
The thickness and εr1 are the thickness and relative permittivity of the element antenna substrate 2, and D3 and εr3 are the thickness and relative permittivity of the protective layer 10.
【００７４】このとき、入射した電磁波の反射量は”数
４”、”数５”、”数６”、”数７”により求められ
る。At this time, the reflection amount of the incident electromagnetic wave can be obtained by "Equation 4", "Equation 5", "Equation 6", and "Equation 7".
【００７５】[0075]
【数４】 [Equation 4]
【００７６】[0076]
【数５】 [Equation 5]
【００７７】[0077]
【数６】 [Equation 6]
【００７８】[0078]
【数７】 [Equation 7]
【００７９】ここで、Ｚｏは自由空間のインピーダン
ス、Ｒｓは抵抗膜９の面抵抗を示す。Here, Zo is the impedance of free space, and Rs is the surface resistance of the resistance film 9.
【００８０】これらの式により、適切なパラメータを決
めることにより、入射した電磁波を反射しない１／４波
長電波吸収体を構成できる。By determining appropriate parameters from these equations, it is possible to construct a 1/4 wavelength electromagnetic wave absorber that does not reflect incident electromagnetic waves.
【００８１】これにより、レドーム５によって反射され
た電磁波を吸収し多重反射を除去することができる。Thus, the electromagnetic waves reflected by the radome 5 can be absorbed and the multiple reflections can be removed.
【００８２】また、抵抗膜９および保護層１０を薄く構
成できるので、素子アンテナ１から放射された電磁波の
ブロッキングが防止できるとともに、工作性が向上す
る。Further, since the resistance film 9 and the protective layer 10 can be made thin, blocking of electromagnetic waves radiated from the element antenna 1 can be prevented and workability is improved.
【００８３】[0083]
【発明の効果】この発明の実施例１によれば、素子アン
テナ基板の前面の素子アンテナを除く部分で、かつ上記
各素子アンテナ間に電波吸収体を配置したので、レドー
ムとの多重反射を抑圧し、ビーム走査時のアンテナ利得
と変化を滑らかにすることができるという効果がある。According to the first embodiment of the present invention, in the portion of the front surface of the element antenna substrate excluding the element antenna , and
Since the radio wave absorber is arranged between the element antennas, there is an effect that the multiple reflection with the radome can be suppressed and the antenna gain and change at the time of beam scanning can be smoothed.
【００８４】この発明の実施例２によれば、素子アンテ
ナ基板の前面の素子アンテナを除く部分で、かつ上記各
素子アンテナ間に電波吸収体を配置するとともに、レド
ーム上に交叉偏波より抑圧するグリッドを配置したの
で、レドームとの多重反射を抑圧し、ビーム走査時のア
ンテナ利得と変化を滑らかにすることができるととも
に、交叉偏波レベルの発生を抑圧できるという効果があ
る。According to the second embodiment of the present invention, the portion of the front surface of the element antenna substrate excluding the element antenna , and
Since a radio wave absorber is placed between the element antennas and a grid that suppresses cross-polarized waves is placed on the radome, it is possible to suppress multiple reflections with the radome and smooth the antenna gain and changes during beam scanning. In addition to that, there is an effect that the generation of the cross polarization level can be suppressed.
【００８５】また、この発明の実施例３によれば、素子
アンテナ基板の前面の素子アンテナを除く部分で、かつ
上記各素子アンテナ間に電波吸収体を配置するととも
に、レドーム形状を素子アンテナ基板と異なる曲面とし
たので、レドームとの多重反射を抑圧し、ビーム走査時
のアンテナ利得と変化をさらに滑らかにすることができ
るとともに、レドームの機械的強度を向上することがで
きるという効果がある。Further, according to the third embodiment of the present invention, in a portion excluding the element antenna on the front surface of the element antenna substrate , and
A radio wave absorber is placed between the above element antennas , and the radome shape is a curved surface different from that of the element antenna substrate, so multiple reflections with the radome are suppressed, and the antenna gain and changes during beam scanning are further smoothed. In addition to that, the mechanical strength of the radome can be improved.
【００８６】この発明の実施例４によれば、素子アンテ
ナ基板の前面の素子アンテナを除く部分で、かつ上記各
素子アンテナ間を除去し、その部分に電波吸収体を配置
したので、レドームとの多重反射を抑圧し、ビーム走査
時のアンテナ利得と変化を滑らかにすることができると
ともに、電波吸収体によるブロッキングの影響を無くす
ことができるという効果がある。According to the fourth embodiment of the present invention, a portion of the front surface of the element antenna substrate excluding the element antenna and each of the above
Since the space between the element antennas is removed and the electromagnetic wave absorber is placed in that area, multiple reflections with the radome can be suppressed, the antenna gain and changes during beam scanning can be smoothed, and the blocking by the electromagnetic wave absorber can be suppressed. There is an effect that the influence can be eliminated.
【００８７】この発明の実施例５によれば、素子アンテ
ナ基板の前面の素子アンテナを除く部分で、かつ上記各
素子アンテナ間に抵抗膜と保護層を配置し素子アンテナ
基板と併せて１／４波長電波吸収体を構成するようにし
たので、レドームとの多重反射を抑圧し、ビーム走査時
のアンテナ利得と変化を滑らかにすることができるとと
もに、電波吸収体によるブロッキングの影響を無くすこ
とができ、容易に工作することができるという効果があ
る。According to the fifth embodiment of the present invention, a portion of the front surface of the element antenna substrate excluding the element antenna and
Since a resistance film and a protective layer are arranged between the element antennas to form a 1/4 wavelength electromagnetic wave absorber together with the element antenna substrate, multiple reflection with the radome is suppressed, and the antenna gain during beam scanning changes. In addition to smoothing, the effect of blocking by the electromagnetic wave absorber can be eliminated, and there is an effect that it can be easily machined.
【図１】 この発明の実施例１によるフェーズドアレー
アンテナ装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a phased array antenna device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の実施例１の接続関係を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a connection relationship according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施例２の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施例２の接続関係を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a connection relationship according to a second embodiment of the present invention.
【図５】 グリッドを有するレドームの断面を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing a cross section of a radome having a grid.
【図６】 この発明の実施例３の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.
【図７】 この発明の実施例３の接続関係を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing a connection relationship according to a third embodiment of the present invention.
【図８】 実施例４における素子アンテナ基板とレドー
ム間の反射を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing reflection between an element antenna substrate and a radome in Example 4.
【図９】 この発明の実施例４の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.
【図１０】 この発明の実施例５の構成を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.
【図１１】 この発明の実施例５の断面を示す図であ
る。FIG. 11 is a diagram showing a cross section of embodiment 5 of the present invention.
【図１２】 従来のフェーズドアレーアンテナ装置の接
続関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a connection relationship of a conventional phased array antenna device.
【図１３】 レドームの断面を示す図である。FIG. 13 is a view showing a cross section of a radome.
【図１４】 レドームの入射角に体する透過損失および
反射損失の一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an example of transmission loss and reflection loss depending on an incident angle of a radome.
【図１５】 従来のフェーズドアレーアンテナにおける
素子アンテナ基板とレドーム間の反射を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing reflection between an element antenna substrate and a radome in a conventional phased array antenna.
【図１６】 従来のフェーズドアレーアンテナにおける
素子アンテナの放射パターンの一例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of a radiation pattern of an element antenna in a conventional phased array antenna.
１ 素子アンテナ、２ 素子アンテナ基板、３ 移相
器、４ 給電回路、５レドーム、６ 電波吸収体、７
グリッド、８ 素子アンテナ基板と異なる形状を持つレ
ドーム、９ 抵抗膜、１０ 保護層。1 element antenna, 2 element antenna substrate, 3 phase shifter, 4 feeding circuit, 5 radome, 6 radio wave absorber, 7
Grid, radome with different shape from 8 element antenna substrate, 9 resistance film, 10 protective layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−75338（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−140905（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−120903（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−15224（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−299931（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−4609（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−125110（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 21/06 H01Q 1/42 H01Q 17/00 H01Q 15/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-75338 (JP, A) JP-A-4-140905 (JP, A) JP-A-4-120903 (JP, A) JP-A-7- 15224 (JP, A) JP-A-5-299931 (JP, A) Actual development 5-5609 (JP, U) Actual development Sho 59-125110 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01Q 21/06 H01Q 1/42 H01Q 17/00 H01Q 15/24
Claims (5)
アンテナ基板と、 上記素子アンテナに接続された移相器と、 上記素子アンテナに給電する給電回路と、 上記素子アンテナ基板の前方に上記素子アンテナ基板と
平行に配置されたレドームと、 上記素子アンテナ基板上の上記素子アンテナを除く部分
で、かつ上記各素子アンテナ間に配置された電波吸収体
とを備えたフェーズドアレーアンテナ装置。1. An element antenna substrate on which a plurality of element antennas are arranged, a phase shifter connected to the element antenna, a feeding circuit for feeding the element antenna, and the element in front of the element antenna substrate. A radome arranged in parallel with the antenna board, and a portion of the element antenna board excluding the element antenna
And a phased array antenna device including a radio wave absorber disposed between the element antennas .
前方に上記素子アンテナ基板と平行に配置され、上記素
子アンテナから放射される電磁波の偏波方向に直交する
方向のグリッドを有することを特徴とする請求項１記載
のフェーズドアレーアンテナ装置。 2. The radome is arranged in front of the element antenna substrate in parallel with the element antenna substrate, and has a grid in a direction orthogonal to a polarization direction of an electromagnetic wave radiated from the element antenna. The phased array antenna device according to claim 1.
前方に配置され素子アンテナ基板と異なる形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載のフェーズドアレーアン
テナ装置。 3. The phased array antenna device according to claim 1, wherein the radome is arranged in front of the element antenna substrate and has a shape different from that of the element antenna substrate.
上の上記素子アンテナを除く部分で、かつ上記各素子ア
ンテナ間の上記素子アンテナ基板を除去し、上記の除去
された部分に配置したことを特徴とする請求項１〜請求
項３のいずれか１項に記載のフェーズドアレーアンテナ
装置。 Wherein said electromagnetic wave absorber in the portion except for the element antenna on the element antenna substrate, and the respective elements A
The phased array antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein the element antenna substrate between antennas is removed, and the element antenna substrate is arranged in the removed portion.
上の上記素子アンテナを除く部分に配置された抵抗膜
と、上記抵抗膜を保護する保護層とを備えたを特徴とす
る請求１〜請求項４のいずれか１項に記載のフェーズド
アレーアンテナ装置。 5. The electromagnetic wave absorber comprises a resistance film arranged on a portion of the element antenna substrate excluding the element antenna, and a protective layer for protecting the resistance film. Item 5. The phased array antenna device according to any one of items 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19185695A JP3435916B2 (en) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Phased array antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19185695A JP3435916B2 (en) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Phased array antenna device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0946129A JPH0946129A (en) | 1997-02-14 |
| JP3435916B2 true JP3435916B2 (en) | 2003-08-11 |
Family
ID=16281651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19185695A Expired - Fee Related JP3435916B2 (en) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Phased array antenna device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3435916B2 (en) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003110351A (en) | 2001-07-25 | 2003-04-11 | Denso Corp | Antenna apparatus |
| WO2005055366A1 (en) * | 2003-11-14 | 2005-06-16 | Hitachi, Ltd. | Vehicle-mounted radar |
| JP4504090B2 (en) * | 2004-05-11 | 2010-07-14 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | Microwave distance measuring device |
| BRPI0607700A2 (en) * | 2005-02-28 | 2010-03-16 | Ericsson Telefon Ab L M | antenna structure, and method for improving the scattering properties of an antenna |
| JP4113202B2 (en) * | 2005-05-09 | 2008-07-09 | 三菱電線工業株式会社 | Radio wave absorption structure |
| JP4651700B2 (en) * | 2008-08-21 | 2011-03-16 | 三菱電機株式会社 | Radar equipment |
| JP5230359B2 (en) * | 2008-10-31 | 2013-07-10 | 三菱電機株式会社 | Antenna device |
| JP5650409B2 (en) * | 2010-01-07 | 2015-01-07 | 日本無線株式会社 | Triplate type planar antenna |
| JP6349916B2 (en) * | 2014-04-25 | 2018-07-04 | 三菱電機株式会社 | Antenna diagnostic device |
| CN105490005A (en) * | 2015-11-17 | 2016-04-13 | 西安电子工程研究所 | Ku band circular polarization dielectric antenna unit and array |
| JP6981592B2 (en) * | 2017-08-24 | 2021-12-15 | 株式会社デンソーテン | Antenna device |
-
1995
- 1995-07-27 JP JP19185695A patent/JP3435916B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0946129A (en) | 1997-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7427949B2 (en) | System and method of using absorber-walls for mutual coupling reduction between microstrip antennas or brick wall antennas | |
| US4724436A (en) | Depolarizing radar corner reflector | |
| JP5227820B2 (en) | Radar system antenna | |
| JP2862265B2 (en) | Planar antenna | |
| JP3435916B2 (en) | Phased array antenna device | |
| US4665405A (en) | Antenna having two crossed cylindro-parabolic reflectors | |
| WO2021033447A1 (en) | Antenna apparatus and communication apparatus | |
| JP2002043838A (en) | Antenna apparatus | |
| US4733244A (en) | Polarization separating reflector, especially for microwave transmitter and receiver antennas | |
| US5434587A (en) | Wide-angle polarizers with refractively reduced internal transmission angles | |
| Ranjbar Naeini et al. | Ka-band frequency scanning antenna with wide-angle span | |
| JP3810366B2 (en) | Horn antenna device and azimuth detecting antenna device using the same | |
| JP3113331B2 (en) | Slot waveguide antenna | |
| JPH0645820A (en) | Plane antenna | |
| CA2178122A1 (en) | Moderately high gain microstrip patch cavity antenna | |
| JP4027775B2 (en) | Slot array antenna | |
| US11728570B2 (en) | Electromagnetic bandgap isolation systems and methods | |
| Tyroller et al. | A new wideband and passive Tx & Rx SatCom antenna module for beam steering in the K-and Ka-Band | |
| JPH06237119A (en) | Shared plane antenna for polarized waves | |
| Tsandoulas | Unidimensionally scanned phased arrays | |
| JP2981087B2 (en) | Beam antenna | |
| JP7452472B2 (en) | antenna device | |
| US11482795B2 (en) | Segmented patch phased array radiator | |
| US20230335920A1 (en) | Frequency re-configurable orbital angular momentum (oam) antenna with in s band and frequency reconfiguration method | |
| US20230198151A1 (en) | Elementary microstrip antenna and antenna array |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080606 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080606 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090606 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100606 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100606 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120606 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130606 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |