JPH04215306A - アンテナシステム - Google Patents
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- JPH04215306A JPH04215306A JP3040527A JP4052791A JPH04215306A JP H04215306 A JPH04215306 A JP H04215306A JP 3040527 A JP3040527 A JP 3040527A JP 4052791 A JP4052791 A JP 4052791A JP H04215306 A JPH04215306 A JP H04215306A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
- H01Q3/46—Active lenses or reflecting arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
- H01Q15/0013—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective
- H01Q15/0033—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective used for beam splitting or combining, e.g. acting as a quasi-optical multiplexer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/2676—Optically controlled phased array
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも１つの能動
放射源と、該能動放射源によって発生する放射の少なく
とも一部に位置する反射面とを具えているアンテナシス
テムに関するものである。
放射源と、該能動放射源によって発生する放射の少なく
とも一部に位置する反射面とを具えているアンテナシス
テムに関するものである。
【０００２】本発明は、特に、ビーム幅、ビーム方向の
ようなビームパラメータを調整することのできるアンテ
ナシステムの反射面に関するものである。
ようなビームパラメータを調整することのできるアンテ
ナシステムの反射面に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】このような、ビーム幅、ビーム方向を調
整することのできるアンテナシステムは、米国特許第３
９７８４８４ 号明細書より既知である。このアンテナ
システムの反射面は、実質的に多くの副反射鏡によって
構成されている。その各々は、放射源が発する放射の一
部を反射し、その移相を、放射ビームが所望の方向、ビ
ーム幅となるように選択する。変換器、すなわち導波路
中の調整可能な平面によって移相が得られる。
整することのできるアンテナシステムは、米国特許第３
９７８４８４ 号明細書より既知である。このアンテナ
システムの反射面は、実質的に多くの副反射鏡によって
構成されている。その各々は、放射源が発する放射の一
部を反射し、その移相を、放射ビームが所望の方向、ビ
ーム幅となるように選択する。変換器、すなわち導波路
中の調整可能な平面によって移相が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このシステム
では、種々のパラメータを用いてビームを調整する場合
、多くの時間をロスしてしまうという欠点がある。その
理由は、機械的な手段を用いて、この調整を行なってい
るからである。本発明は、この欠点を解消することを目
的としている。
では、種々のパラメータを用いてビームを調整する場合
、多くの時間をロスしてしまうという欠点がある。その
理由は、機械的な手段を用いて、この調整を行なってい
るからである。本発明は、この欠点を解消することを目
的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
つの能動放射源と、該能動放射源によって発生する放射
の少なくとも一部に位置する反射面とを具えているアン
テナシステムにおいて、前記反射面に半導体面を設け、
且つ前記アンテナシステムに光発生手段を設け、この光
発生手段の光を用いて、前記半導体面を照射し、前記放
射源によって発生する放射が、前記反射半導体面で反射
した後、少なくとも１つの放射ビームが得られるように
構成していることを特徴としている。
つの能動放射源と、該能動放射源によって発生する放射
の少なくとも一部に位置する反射面とを具えているアン
テナシステムにおいて、前記反射面に半導体面を設け、
且つ前記アンテナシステムに光発生手段を設け、この光
発生手段の光を用いて、前記半導体面を照射し、前記放
射源によって発生する放射が、前記反射半導体面で反射
した後、少なくとも１つの放射ビームが得られるように
構成していることを特徴としている。
【０００６】本発明によれば、ビームパラメータを極め
て短時間に調整することができ有利であるが、更に、従
来不可能であると思われていた非常に短い波長に対して
も、ビーム幅やビーム方向を調整することのできるアン
テナシステムを開発することができる。
て短時間に調整することができ有利であるが、更に、従
来不可能であると思われていた非常に短い波長に対して
も、ビーム幅やビーム方向を調整することのできるアン
テナシステムを開発することができる。
【０００７】以下図面を参照して説明するに、図１は、
簡単な従来のアンテナシステムの断面図であり、フィー
ドホーン１を示している。このフィードホーン１は、反
射面２と向かい合って配置され、反射面２の方向に波長
λの電磁波を発生する。レーダに適用する場合、受信ホ
ーンをも組み込み、物体によって反射されるエコー信号
を受信する。反射面２は、この反射面２で反射された後
、実質的に平行、又はわずかに発散するビーム３が得ら
れるように、輪郭を形成している。このため、反射面２
は、実質的にパラボラ形状であり、フィードボーン１を
、焦平面上に配置するが、前記パラボラ形状の焦点付近
に配置することが好ましい。
簡単な従来のアンテナシステムの断面図であり、フィー
ドホーン１を示している。このフィードホーン１は、反
射面２と向かい合って配置され、反射面２の方向に波長
λの電磁波を発生する。レーダに適用する場合、受信ホ
ーンをも組み込み、物体によって反射されるエコー信号
を受信する。反射面２は、この反射面２で反射された後
、実質的に平行、又はわずかに発散するビーム３が得ら
れるように、輪郭を形成している。このため、反射面２
は、実質的にパラボラ形状であり、フィードボーン１を
、焦平面上に配置するが、前記パラボラ形状の焦点付近
に配置することが好ましい。
【０００８】反射後、表示されている方向の射出ビーム
ａとｂとの間の位相差△φ＝φａ −φｂ は、正確に
△φ＝０°である。このため、これらのビームは、この
方向で互いに強め合う。位相差が△φ＝φａ −φｂ
＝±Ｋ×３６０ °（ Ｋ＝１，２，…）の場合に、同
様のビームが得られること明らかである。このことは、
反射面の反射特性に影響を与えずに、反射点φａ とφ
ｂ とを、互いに入射ビームの方向に、±Ｋ×１／２λ
（Ｋ＝１，２，…）の距離だけ移相できることを意味し
ている。
ａとｂとの間の位相差△φ＝φａ −φｂ は、正確に
△φ＝０°である。このため、これらのビームは、この
方向で互いに強め合う。位相差が△φ＝φａ −φｂ
＝±Ｋ×３６０ °（ Ｋ＝１，２，…）の場合に、同
様のビームが得られること明らかである。このことは、
反射面の反射特性に影響を与えずに、反射点φａ とφ
ｂ とを、互いに入射ビームの方向に、±Ｋ×１／２λ
（Ｋ＝１，２，…）の距離だけ移相できることを意味し
ている。
【０００９】この原理を、引用した米国特許に適用する
。ここで、電磁波は、導波路に配置された機械的移相器
の２次元アレーで反射し、伝達ビームが移相される。 この移相は、実質的に、図１に示す伝達されるビームの
移相と等しい。
。ここで、電磁波は、導波路に配置された機械的移相器
の２次元アレーで反射し、伝達ビームが移相される。 この移相は、実質的に、図１に示す伝達されるビームの
移相と等しい。
【００１０】
【実施例】本発明による簡単な例を、図２に示す。ここ
で、フィードホーンは、参照番号１で示されている。参
照番号２で示されている反射面は、半導体面２．ｉ．ｊ
（ｉ＝１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，Ｍ）の２次元
アレーから成っている。数Ｎ及びＭは、アプリケーショ
ンに依存しており、垂直方向、水平方向それぞれにおけ
るアンテナシステムにおいて要求される最小ビーム幅が
減少するにつれて増大する。更に説明すると、半導体面
は、電磁波を反射することができる。伝達されるビーム
の移相が、実質的に図１に示す伝達されるビームの移相
と等しくなるように、反射波の位相を、光発生手段によ
って調整することがてきる。
で、フィードホーンは、参照番号１で示されている。参
照番号２で示されている反射面は、半導体面２．ｉ．ｊ
（ｉ＝１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，Ｍ）の２次元
アレーから成っている。数Ｎ及びＭは、アプリケーショ
ンに依存しており、垂直方向、水平方向それぞれにおけ
るアンテナシステムにおいて要求される最小ビーム幅が
減少するにつれて増大する。更に説明すると、半導体面
は、電磁波を反射することができる。伝達されるビーム
の移相が、実質的に図１に示す伝達されるビームの移相
と等しくなるように、反射波の位相を、光発生手段によ
って調整することがてきる。
【００１１】引用した米国特許と同様に、個々の半導体
面２．ｉ．ｊ（ｉ＝１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，
Ｍ）の反射波の位相を調整することによって、ビームパ
ラメータ、すなわち、ビーム幅、ビーム方向を選択する
ことができる。
面２．ｉ．ｊ（ｉ＝１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，
Ｍ）の反射波の位相を調整することによって、ビームパ
ラメータ、すなわち、ビーム幅、ビーム方向を選択する
ことができる。
【００１２】図２に示しているように、半導体面を実質
的に接触させて配置することができる。しかし、各々の
半導体表面を、分離した導波路に固定することもできる
。結局、本発明は、少なくとも外観に関して、引用した
米国特許に記載された発明と近似している。
的に接触させて配置することができる。しかし、各々の
半導体表面を、分離した導波路に固定することもできる
。結局、本発明は、少なくとも外観に関して、引用した
米国特許に記載された発明と近似している。
【００１３】図３は、スペーサ５，前面４に用いられる
半導電性材料の薄い層及び後面６に用いられる半導電性
材料の薄い層から成る半導体面２．ｉ．ｊの断面図を示
している。例えば、半導電性材料の層の厚さは、１００
μｍ であり、ガラスのような基板材料の上に堆積さ
せることができる。スペーサ５は、合成フォームのよう
な、比誘電率がちょうど１である材料から成っている。 スペーサの長さは、λ／４＋Ｋ・λ／２，Ｋ＝０，１，
２，…である。このような半導体面が、放射源によって
生じる波長λの放射によって、放射の伝播方向に対して
ほぼ直角に露光されると、概して誘電率が大きい２つの
半導体材料の層は、特に、放射の一部を反射する。これ
ら２つの層の間の距離を適切に選択しているので、両反
射波は、お互いによって、実質的に相殺される。
半導電性材料の薄い層及び後面６に用いられる半導電性
材料の薄い層から成る半導体面２．ｉ．ｊの断面図を示
している。例えば、半導電性材料の層の厚さは、１００
μｍ であり、ガラスのような基板材料の上に堆積さ
せることができる。スペーサ５は、合成フォームのよう
な、比誘電率がちょうど１である材料から成っている。 スペーサの長さは、λ／４＋Ｋ・λ／２，Ｋ＝０，１，
２，…である。このような半導体面が、放射源によって
生じる波長λの放射によって、放射の伝播方向に対して
ほぼ直角に露光されると、概して誘電率が大きい２つの
半導体材料の層は、特に、放射の一部を反射する。これ
ら２つの層の間の距離を適切に選択しているので、両反
射波は、お互いによって、実質的に相殺される。
【００１４】前面４が、半導電性材料に電子を放出する
ことのできるフォトンによって照射される場合、前面４
において、追加的な反射が生じる。特に、１つのフォト
ンが少なくとも１つの自由電子を発生するような波長の
光である場合、実質的に、すべての光は、１００ μｍ
厚の半導電性材料の薄い層によって吸収されるととも
に、完全に自由電子に変換される。結果的には、半導電
性材料が導電性となり、放射源が発する追加的な反射が
生じる。更に正確には、 の場合に、著しい反射が起こる、ここで、σは、半導電
性材料の導電率、Ｃは、光速、εは、半導電性材料の誘
電率、λは、入射電磁放射の波長である。適切な光強度
及び導電率を選択することによって、放射源によって発
生する放射が著しく反射する。一方、大きさが数オーダ
小さい波長の光の反射は、特に変化が生じない。
ことのできるフォトンによって照射される場合、前面４
において、追加的な反射が生じる。特に、１つのフォト
ンが少なくとも１つの自由電子を発生するような波長の
光である場合、実質的に、すべての光は、１００ μｍ
厚の半導電性材料の薄い層によって吸収されるととも
に、完全に自由電子に変換される。結果的には、半導電
性材料が導電性となり、放射源が発する追加的な反射が
生じる。更に正確には、 の場合に、著しい反射が起こる、ここで、σは、半導電
性材料の導電率、Ｃは、光速、εは、半導電性材料の誘
電率、λは、入射電磁放射の波長である。適切な光強度
及び導電率を選択することによって、放射源によって発
生する放射が著しく反射する。一方、大きさが数オーダ
小さい波長の光の反射は、特に変化が生じない。
【００１５】同様に、後面６における反射は、この後面
６の照射によって、調整することができる。前面４での
反射を、複素平面上の正の実軸に沿って投写すると、後
面６での反射は、負の実軸に沿って投写される。
６の照射によって、調整することができる。前面４での
反射を、複素平面上の正の実軸に沿って投写すると、後
面６での反射は、負の実軸に沿って投写される。
【００１６】図４は、２つの半導体面７，８を示してお
り、その各々は、図３に示す半導体表面と完全に同一の
ものである。半導体面７において、反射が生じる。この
反射を複素平面上の、正及び負の実軸に沿って投写する
。しかし、半導体面８は、放射源によって発生する、波
長λの放射の伝播方向にλ／８の距離だけシフトしてい
る。この結果、半導体面７の前面及び後面における反射
は、複素平面上の正及び負の虚軸に沿って投写される。 このことから所望の反射を、実軸及び虚軸上に投写でき
る光強度で、半導体面７の前面又は後面と、半導体面８
の前面又は後面とを照射することによって、一次結合に
基づき所望の反射を起こさせることができる。
り、その各々は、図３に示す半導体表面と完全に同一の
ものである。半導体面７において、反射が生じる。この
反射を複素平面上の、正及び負の実軸に沿って投写する
。しかし、半導体面８は、放射源によって発生する、波
長λの放射の伝播方向にλ／８の距離だけシフトしてい
る。この結果、半導体面７の前面及び後面における反射
は、複素平面上の正及び負の虚軸に沿って投写される。 このことから所望の反射を、実軸及び虚軸上に投写でき
る光強度で、半導体面７の前面又は後面と、半導体面８
の前面又は後面とを照射することによって、一次結合に
基づき所望の反射を起こさせることができる。
【００１７】図５は、実現可能な、アンテナシステムの
反射面の一実施例を示している。図３に示す半導体面と
同一の半導体面９の各々を、方形導波路１０中に配置す
る。この導波路１０の縦は、数波長であり、横は、約半
波長である。半導体面を有する導波路を積み重ねること
によって、反射面を形成する。所望の位相を反射できる
ようにするために、半数の半導体面を、他の半数に対し
てλ／８シフトさせて、反射面全体に亘って配置する。 従って、例えば、これらの半導体面２．ｉ．ｊ．（ｉ＝
１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，Ｍ）を、ｉ＋ｊが偶
数の場合に、シフトさせる。
反射面の一実施例を示している。図３に示す半導体面と
同一の半導体面９の各々を、方形導波路１０中に配置す
る。この導波路１０の縦は、数波長であり、横は、約半
波長である。半導体面を有する導波路を積み重ねること
によって、反射面を形成する。所望の位相を反射できる
ようにするために、半数の半導体面を、他の半数に対し
てλ／８シフトさせて、反射面全体に亘って配置する。 従って、例えば、これらの半導体面２．ｉ．ｊ．（ｉ＝
１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，Ｍ）を、ｉ＋ｊが偶
数の場合に、シフトさせる。
【００１８】図６は、反射面の他の一例を示している。
反射面の寸法を有し、厚さがλ／４＋Ｋ・λ／２，Ｋ＝
０，１，２，…，である合成フォームプレート１１を製
造し、区分２．ｉ．ｊ（ｉ＝１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，
２，…Ｍ）を、ｉ＋ｊが偶数のときに、λ／８の距離シ
フトさせ、構成する。このことは、図７において、ライ
ンＡＡ′に沿った平面の断面図によって示されている。 ラインＢＢ′に沿った断面図は、全く同一である。各区
分の前後を半導電性材料で覆い、結果的には、図３及び
図４に関連する説明と同一の、半導体面から成る反射面
となる。
０，１，２，…，である合成フォームプレート１１を製
造し、区分２．ｉ．ｊ（ｉ＝１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，
２，…Ｍ）を、ｉ＋ｊが偶数のときに、λ／８の距離シ
フトさせ、構成する。このことは、図７において、ライ
ンＡＡ′に沿った平面の断面図によって示されている。 ラインＢＢ′に沿った断面図は、全く同一である。各区
分の前後を半導電性材料で覆い、結果的には、図３及び
図４に関連する説明と同一の、半導体面から成る反射面
となる。
【００１９】図８は、フィードホーン１及び、図５又は
図６に関連する上記説明の一つによる反射面１２を具え
るアンテナシステムと、光発生手段１３，１４ として
の偏向手段を加えた２つのレーザとを示している。反射
面１２には、Ｎ×Ｍ半導体面２．ｉ．ｊ（ｉ＝１，２，
…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，Ｍ）を設け、このうちの半数
は、λ／８の距離だけシフトされている。一方がシフト
され、他方がシフトされていない半導体面の隣接する対
によって、移相器が構成される。コンピュータは、所定
のパラメータにおいて、ビームを発生するのに、両半導
体面の前面と後面とにおける反射がどのようなものであ
るべきかを計算する。テレビジョンの画像において行な
われるのと同様に、偏向手段を加えた２つのレーザは、
反射面全体に亘ってラスタースキャンを行う、レーザが
照射される各半導体面において、レーザ強度を、所望の
反射が得られるように調整する。
図６に関連する上記説明の一つによる反射面１２を具え
るアンテナシステムと、光発生手段１３，１４ として
の偏向手段を加えた２つのレーザとを示している。反射
面１２には、Ｎ×Ｍ半導体面２．ｉ．ｊ（ｉ＝１，２，
…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，Ｍ）を設け、このうちの半数
は、λ／８の距離だけシフトされている。一方がシフト
され、他方がシフトされていない半導体面の隣接する対
によって、移相器が構成される。コンピュータは、所定
のパラメータにおいて、ビームを発生するのに、両半導
体面の前面と後面とにおける反射がどのようなものであ
るべきかを計算する。テレビジョンの画像において行な
われるのと同様に、偏向手段を加えた２つのレーザは、
反射面全体に亘ってラスタースキャンを行う、レーザが
照射される各半導体面において、レーザ強度を、所望の
反射が得られるように調整する。
【００２０】この例では、レーザ物理の分野においては
よく知られていることであるが、ブラッグ回折に基づく
音響光学的偏向システムを有するＮｄ− Ｙａｇ レー
ザと、半導電性材料としてシリコンを有する半導体面と
の組み合わせが好適である。使用されるシリコン中のキ
ャリアの寿命よりも短い時間で、完全なラスタースキャ
ンが行なわれることが重要である。結果的には、極めて
純粋なシリコンを使用する必要がある。すべての電荷が
シリコン面に発生するので、このシリコン面を、表面再
結合を防止できるように処理する必要がある。この処理
は、半導体技術の分野においては、よく知られているこ
とである。
よく知られていることであるが、ブラッグ回折に基づく
音響光学的偏向システムを有するＮｄ− Ｙａｇ レー
ザと、半導電性材料としてシリコンを有する半導体面と
の組み合わせが好適である。使用されるシリコン中のキ
ャリアの寿命よりも短い時間で、完全なラスタースキャ
ンが行なわれることが重要である。結果的には、極めて
純粋なシリコンを使用する必要がある。すべての電荷が
シリコン面に発生するので、このシリコン面を、表面再
結合を防止できるように処理する必要がある。この処理
は、半導体技術の分野においては、よく知られているこ
とである。
【００２１】半導体材料のメモリ効果のために、図８に
おいて示されている光発生手段は役立つ。この半導体材
料は、照射後かなり長時間、自由電荷を保持している。 このため、アンテナシステムが本来的に遅くなってしま
うという欠点がある。高速で調整可能なビームパラメー
タを有するアンテナシステムは、別の半導電性材料、例
えば、キャリアの寿命がより短い、純度の低いシリコン
を用いて、得ることができる。この場合、偏向手段を有
するレーザは、Ｎ×Ｍ半導体面において、格子状のラス
ター走査を行う必要がある。偏向システムの限界スピー
ドは、正しい機能を妨害する要因となる。これを解決す
るために、各行、各列毎に、一次元偏向システムを有す
るレーザを用い、アナログ的な方法で振幅の変調を行う
。従って、２つのレーザの代わりに、２Ｎ又は２Ｍ個の
レーザが必要とされる。
おいて示されている光発生手段は役立つ。この半導体材
料は、照射後かなり長時間、自由電荷を保持している。 このため、アンテナシステムが本来的に遅くなってしま
うという欠点がある。高速で調整可能なビームパラメー
タを有するアンテナシステムは、別の半導電性材料、例
えば、キャリアの寿命がより短い、純度の低いシリコン
を用いて、得ることができる。この場合、偏向手段を有
するレーザは、Ｎ×Ｍ半導体面において、格子状のラス
ター走査を行う必要がある。偏向システムの限界スピー
ドは、正しい機能を妨害する要因となる。これを解決す
るために、各行、各列毎に、一次元偏向システムを有す
るレーザを用い、アナログ的な方法で振幅の変調を行う
。従って、２つのレーザの代わりに、２Ｎ又は２Ｍ個の
レーザが必要とされる。
【００２２】図９は、極めて高速の調整ビームを有する
アンテナシステムを示している。反射面１２は、面１６
を介して直接、フィードホーン１によって照射される。 この面１６は、放射源が発する放射を透過するも、レー
ザビームに対しては、優れた反射板となっている。この
ために、誘電体ミラーを用いることができる。光発生手
段１３，１４ は、各々Ｎ×Ｍレーザである、２つのア
レーから成っている。従って、各半導体面２．ｉ．ｊ（
ｉ＝１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，Ｍ）は、２つの
レーザによって照射される。すなわち、一方の半導体面
は、光発生手段１３によって、誘電体ミラー１５を介し
て照射され、他方の半導体面は、光発生手段１４によっ
て、誘電体ミラー１６を介して照射される。１つの半導
体表面２．ｉ．ｊにおける反射は、関連する２つのレー
ザの強度を制御することによって調整することができる
。
アンテナシステムを示している。反射面１２は、面１６
を介して直接、フィードホーン１によって照射される。 この面１６は、放射源が発する放射を透過するも、レー
ザビームに対しては、優れた反射板となっている。この
ために、誘電体ミラーを用いることができる。光発生手
段１３，１４ は、各々Ｎ×Ｍレーザである、２つのア
レーから成っている。従って、各半導体面２．ｉ．ｊ（
ｉ＝１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，Ｍ）は、２つの
レーザによって照射される。すなわち、一方の半導体面
は、光発生手段１３によって、誘電体ミラー１５を介し
て照射され、他方の半導体面は、光発生手段１４によっ
て、誘電体ミラー１６を介して照射される。１つの半導
体表面２．ｉ．ｊにおける反射は、関連する２つのレー
ザの強度を制御することによって調整することができる
。
【００２３】この例の半導体材料として、シリコンを使
用することができる。このシリコンの寿命を、不純物の
ために、実質的に任意の短い時間とし、この結果、任意
に調整することのできる高速アンテナシステムを実現す
ることができる。レーザを、波長が約１μｍ の半導体
レーザとすることができる。
用することができる。このシリコンの寿命を、不純物の
ために、実質的に任意の短い時間とし、この結果、任意
に調整することのできる高速アンテナシステムを実現す
ることができる。レーザを、波長が約１μｍ の半導体
レーザとすることができる。
【００２４】図５に示すような反射面を、発光ダイオー
ド又はレーザで照射し、各導波路の半導体面の一方の側
に、少なくとも１つの発光ダイオード又はレーザを固定
し、半導体面を照射することもできる。発光ダイオード
又はレーザを導波路の外側に固定することもできる。こ
の場合、光は、光ファイバを介して、関連する半導体面
を通過する。
ド又はレーザで照射し、各導波路の半導体面の一方の側
に、少なくとも１つの発光ダイオード又はレーザを固定
し、半導体面を照射することもできる。発光ダイオード
又はレーザを導波路の外側に固定することもできる。こ
の場合、光は、光ファイバを介して、関連する半導体面
を通過する。
【００２５】ここに示されている例では、半導電性材料
から成る２つの薄い層を用いた。しかし、３つ以上の薄
い層を用いることもできる。図５，６，７に示されてい
るような、隣接する半導体面９の間のシフトが必ずしも
必要ではない点において有利である。
から成る２つの薄い層を用いた。しかし、３つ以上の薄
い層を用いることもできる。図５，６，７に示されてい
るような、隣接する半導体面９の間のシフトが必ずしも
必要ではない点において有利である。
【００２６】図１０は、３つの薄い半導体層４，６，１
７及び２つのスペーサ５を有する半導体面の一例を示す
図である。スペーサ５の長さは、λ／６＋Ｋ・λ／２，
Ｋ＝０，１，２，…である。このことは、層４，６，１
７からの反射が、複素平面上のｅｘｐ（０），ｅｘｐ（
２／３πｉ）， ｅｘｐ（４／３ πｉ）の方向に投写
されることを示している。一次結合の原理に基づき、層
４，６， １７を各々の光発生手段によってそれぞれ照
射することによって、いかなる反射をも作り出すことが
できる。
７及び２つのスペーサ５を有する半導体面の一例を示す
図である。スペーサ５の長さは、λ／６＋Ｋ・λ／２，
Ｋ＝０，１，２，…である。このことは、層４，６，１
７からの反射が、複素平面上のｅｘｐ（０），ｅｘｐ（
２／３πｉ）， ｅｘｐ（４／３ πｉ）の方向に投写
されることを示している。一次結合の原理に基づき、層
４，６， １７を各々の光発生手段によってそれぞれ照
射することによって、いかなる反射をも作り出すことが
できる。
【００２７】しかし、層４又は１７を介して、層６を照
射する必要がある。このことは、種々の種類の半導電性
材料を用いることで達成できる。
射する必要がある。このことは、種々の種類の半導電性
材料を用いることで達成できる。
【００２８】実際の例では、シリコンを層４及び１７に
用い、ゲルマニウムを層６に用いることもできる。層４
及び１７と相俟って、光発生手段を、シリコンのバンド
ギャップ（１．２１ｅＶ）に整合させる。層６と相俟っ
て、光発生手段を、ゲルマニウムのバンドギャップ（０
．７８ｅＶ）に整合させる。後者の種類の光によって、
ゲルマニウム中に自由キャリアが発生する。シリコンは
、この光に対して透明である。
用い、ゲルマニウムを層６に用いることもできる。層４
及び１７と相俟って、光発生手段を、シリコンのバンド
ギャップ（１．２１ｅＶ）に整合させる。層６と相俟っ
て、光発生手段を、ゲルマニウムのバンドギャップ（０
．７８ｅＶ）に整合させる。後者の種類の光によって、
ゲルマニウム中に自由キャリアが発生する。シリコンは
、この光に対して透明である。
【図１】パラボラ形状の反射面を有する従来のアンテナ
システムを示す略図である。
システムを示す略図である。
【図２】半導体面を設けた反射面を有するアンテナシス
テムを示す略図である。
テムを示す略図である。
【図３】半導体面を示す断面図である。
【図４】２つの半導体面の結合を示す図である。
【図５】反射面の一例を示す図である。
【図６】反射面の他の一例を示す図である。
【図７】図６のラインＡ−Ａ′に沿った断面図である。
【図８】２つのレーザと、偏向手段とを有するアンテナ
システムを示す図である。
システムを示す図である。
【図９】各々Ｎ×Ｍレーザを設けている２つのレーザア
レーを有するアンテナシステムを示す図である。
レーを有するアンテナシステムを示す図である。
【図１０】他の半導体面の断面図である。
１ フィードホーン
２ 反射面
３ 発散ビーム
４ 前面
５ スペーサ
６ 後面
７， ８， ９ 半導体面
１０ 方形導波路
１１ 合成フォームプレート
１２ 反射面
１３， １４ 光発生手段
１５， １６ 誘電体ミラー
１７ 半導体層
Claims (18)
- 【請求項１】 少なくとも１つの能動放射源と、該能
動放射源によって発生する放射の少なくとも一部に位置
する反射面とを具えているアンテナシステムにおいて、
前記反射面に半導体面を設け、且つ前記アンテナシステ
ムに光発生手段を設け、この光発生手段の光を用いて、
前記半導体面を照射し、前記放射源によって発生する放
射が、前記反射半導体面で反射した後、少なくとも１つ
の放射ビームが得られるように構成していることを特徴
とするアンテナシステム。 - 【請求項２】 多くの実質的に接触している半導体面
によって、前記反射面を構成することを特徴とする請求
項１に記載のアンテナシステム。 - 【請求項３】 前記反射面に導波路を設けている請求
項１に記載のアンテナシステムにおいて、前記半導体面
を、前記導波路中に固定していることを特徴とするアン
テナシステム。 - 【請求項４】 概ね、前記半導体面のまず半分を第１
平面に配置し、残りの半導体面を第２平面に配置し、且
つ、λを、前記放射源が前記半導体面に発する放射の波
長とすると、前記第１平面と前記第２平面との間の距離
が、λ／８＋Ｋ・λ／２，Ｋ＝０，１，２，…であるこ
とを特徴とする請求項２又は３に記載のアンテナシステ
ム。 - 【請求項５】 半導体面に、２つの半導電性材料の層
と、スペーサとを設けていることを特徴とする請求項１
〜４のいづれか一項に記載のアンテナシステム。 - 【請求項６】 λを、前記放射源が前記スペーサ物体
中に発する放射の波長とすると、前記２つの半導電性材
料の層間の距離がλ／４＋Ｋ・λ／２，Ｋ＝０，１，２
，…であることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ
システム。 - 【請求項７】 前記半導電性材料をシリコンとするこ
とを特徴とする請求項１〜６のいづれか一項に記載のア
ンテナシステム。 - 【請求項８】 半導体面に、３つの半導電性材料層と
、２つのスペーサとを設けていることを特徴とする請求
項１〜３のいづれか一項に記載のアンテナシステム。 - 【請求項９】 λを、前記放射源が前記スペーサ物体
中に発する放射の波長とすると、２つの順次の半導電性
材料層間の距離が、λ／６＋Ｋ・λ／２，Ｋ＝０，１，
２…であることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ
システム。 - 【請求項１０】 前記半導電性材料に、前記光発生手
段からの光に対する反射防止コーティングを施こしてい
ることを特徴とする請求項１〜９のいづれか一項に記載
のアンテナシステム。 - 【請求項１１】 前記光発生手段に、少なくとも一つ
のレーザを設けていることを特徴とする請求項１〜１０
のいづれか一項に記載のアンテナシステム。 - 【請求項１２】 前記レーザを、Ｎｄ− Ｙａｇ レ
ーザとすることを特徴とする請求項１１に記載のアンテ
ナシステム。 - 【請求項１３】 前記レーザを半導体レーザとするこ
とを特徴とする請求項１１に記載のアンテナシステム。 - 【請求項１４】 前記光発生手段に、少なくとも１つ
の発光ダイオードを設けていることを特徴とする請求項
１〜１０のいづれか一項に記載のアンテナシステム。 - 【請求項１５】 前記光発生手段からの光を、光ファ
イバを介して、前記半導体面に通過させることを特徴と
する請求項１〜１４のいづれか一項に記載のアンテナシ
ステム。 - 【請求項１６】 前記能動放射源からの放射が、実質
的にマイクロ波のエネルギーから成っていることを特徴
とする請求項１〜１５のいづれか一項に記載のアンテナ
システム。 - 【請求項１７】 前記光発生手段が、赤外線放射のみ
を発生することを特徴とする請求項１〜１６のいづれか
一項に記載のアンテナシステム。 - 【請求項１８】 コンピュータが前記光発生手段を制
御し、前記能動放射源が発する放射の少なくとも一部が
前記半導体面で反射することによって、ビーム方向とビ
ーム幅とを調整可能な少なくとも１つのレーダビームを
発生させることを特徴とする、請求項１〜１７のいづれ
か一項に記載のアンテナシステムを具えるレーダ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9000369A NL9000369A (nl) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | Antennesysteem met variabele bundelbreedte en bundelorientatie. |
| NL9000369 | 1990-02-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215306A true JPH04215306A (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=19856608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3040527A Pending JPH04215306A (ja) | 1990-02-16 | 1991-02-13 | アンテナシステム |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0442562B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04215306A (ja) |
| AU (1) | AU638546B2 (ja) |
| CA (1) | CA2035599C (ja) |
| DE (1) | DE69112093T2 (ja) |
| NL (1) | NL9000369A (ja) |
| NO (1) | NO910595L (ja) |
| TR (1) | TR24873A (ja) |
Families Citing this family (12)
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|---|---|---|---|---|
| US5360973A (en) * | 1990-02-22 | 1994-11-01 | Innova Laboratories, Inc. | Millimeter wave beam deflector |
| NL9001477A (nl) * | 1990-06-28 | 1992-01-16 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Microgolf vectormodulator en inrichting voor het aanpassen van een microgolfbelasting. |
| FR2678112B1 (fr) * | 1991-06-18 | 1993-12-03 | Thomson Csf | Antenne hyperfrequence a balayage optoelectronique. |
| NL9400863A (nl) * | 1994-05-26 | 1996-01-02 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Instelbare microgolfantenne. |
| DE69523976T2 (de) * | 1994-04-29 | 2002-05-29 | Thales Nederland B.V., Hengelo | Mikrowellenantenne mit einstellbarer Strahlungscharakteristik |
| US5428360A (en) * | 1994-06-28 | 1995-06-27 | Northrop Grumman Corporation | Measurement of radar cross section reduction |
| US5680142A (en) * | 1995-11-07 | 1997-10-21 | Smith; David Anthony | Communication system and method utilizing an antenna having adaptive characteristics |
| US5835058A (en) * | 1997-07-02 | 1998-11-10 | Trw Inc. | Adaptive reflector constellation for space-based antennas |
| US6621459B2 (en) | 2001-02-02 | 2003-09-16 | Raytheon Company | Plasma controlled antenna |
| IL176000A (en) | 2006-05-30 | 2013-01-31 | Kilolambda Tech Ltd | Optically driven antenna |
| GB0706301D0 (en) | 2007-03-30 | 2007-05-09 | E2V Tech Uk Ltd | Reflective means |
| US10084239B2 (en) | 2015-03-16 | 2018-09-25 | Vadum, Inc. | RF diffractive element with dynamically writable sub-wavelength pattern spatial definition |
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|---|---|---|---|---|
| DE1090728B (de) * | 1956-02-08 | 1960-10-13 | Telefunken Gmbh | Anordnung zur Veraenderung des Rueckstrahlvermoegens von Reflektoren fuer ultrakurze Wellen, vorzugsweise des Zentimetergebietes, mit Hilfe einer optischen Lichtquelle |
| US3979750A (en) * | 1975-06-20 | 1976-09-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Optical pump power distribution feed |
| FR2597621A1 (fr) * | 1986-04-22 | 1987-10-23 | Thomson Csf | Reseau d'elements diffusants d'energie electromagnetique a commande optique |
| FR2614136B1 (fr) * | 1987-04-14 | 1989-06-09 | Thomson Csf | Dispositif de commande optique d'une antenne a balayage |
| US4929956A (en) * | 1988-09-10 | 1990-05-29 | Hughes Aircraft Company | Optical beam former for high frequency antenna arrays |
-
1990
- 1990-02-16 NL NL9000369A patent/NL9000369A/nl not_active Application Discontinuation
-
1991
- 1991-02-04 CA CA002035599A patent/CA2035599C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-05 EP EP91200230A patent/EP0442562B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-05 DE DE69112093T patent/DE69112093T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-08 US US07/653,593 patent/US5084707A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-13 JP JP3040527A patent/JPH04215306A/ja active Pending
- 1991-02-13 AU AU71014/91A patent/AU638546B2/en not_active Ceased
- 1991-02-14 NO NO91910595A patent/NO910595L/no unknown
- 1991-02-14 TR TR91/0151A patent/TR24873A/xx unknown
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|---|---|
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| NO910595D0 (no) | 1991-02-14 |
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