JPH05129822A - 成形ローブを有する高利得アンテナ - Google Patents
成形ローブを有する高利得アンテナInfo
- Publication number
- JPH05129822A JPH05129822A JP11376992A JP11376992A JPH05129822A JP H05129822 A JPH05129822 A JP H05129822A JP 11376992 A JP11376992 A JP 11376992A JP 11376992 A JP11376992 A JP 11376992A JP H05129822 A JPH05129822 A JP H05129822A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- busbar
- conformed
- axis
- antenna
- symmetry
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/20—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
- H01Q21/205—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path providing an omnidirectional coverage
-
- 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
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成形ローブを有する高利得アンテナ。
【構成】 本発明は、任意のプロフィルの回転表面上の
コンフォームドアレイを含み、前記表面は、回転軸
（Δ）を通る平面内に存在し放射素子（１３）から成る
複数の母線（１２）を含み、同一母線の全部の放射素子
が単一制御点に接続されている成形ローブを有する高利
得アンテナに関する。本発明は特に宇宙通信の分野で使
用される。
コンフォームドアレイを含み、前記表面は、回転軸
（Δ）を通る平面内に存在し放射素子（１３）から成る
複数の母線（１２）を含み、同一母線の全部の放射素子
が単一制御点に接続されている成形ローブを有する高利
得アンテナに関する。本発明は特に宇宙通信の分野で使
用される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は成形ローブを有する高利
得アンテナに関する。
得アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のアンテナは、宇宙の分野で極め
て有用である。例えば、低軌道移動衛星は、地上観測の
ために極めて広角のコーンを有しており、高度８００ｋ
ｍでコーンの頂半角は６３゜である。衛星からコーン内
部の１つのステーションまでの距離は、８００ｋｍ（天
底）〜２３００ｋｍ（コーンの縁端）の範囲の種々の値
である。この衛星とこのステーションとの間でテレメト
リまたはテレコマンドなどのミッションを行なう場合に
は、コーン内部のこのステーションの相対位置にかかわ
りなく、等ビームリンクを確保する必要がある。従って
このようなミッションに使用されるアンテナは、ＥＩＲ
Ｐ（等価等方放射電力）の標準モデルがコーンの縁端に
最大値を有し天底に向かって漸減していくような指向性
図を有していなければならない。この場合、ダイナミッ
クレンジは約１２ｄＢである。このような標準モデルは
更に、低レベル用準備（天底では、ダイナミックレンジ
が約１０ｄＢに減少する）、または逆に、（距離に比例
した）大気的減衰の補償を含むことができ、ダイナミッ
クレンジは１３ｄＢを上回る値になる。これらの標準モ
デルは方位に基づく回転体であり、凹状容器の形状を有
する。従って、成形ローブを有するアンテナを使用する
必要がある。
て有用である。例えば、低軌道移動衛星は、地上観測の
ために極めて広角のコーンを有しており、高度８００ｋ
ｍでコーンの頂半角は６３゜である。衛星からコーン内
部の１つのステーションまでの距離は、８００ｋｍ（天
底）〜２３００ｋｍ（コーンの縁端）の範囲の種々の値
である。この衛星とこのステーションとの間でテレメト
リまたはテレコマンドなどのミッションを行なう場合に
は、コーン内部のこのステーションの相対位置にかかわ
りなく、等ビームリンクを確保する必要がある。従って
このようなミッションに使用されるアンテナは、ＥＩＲ
Ｐ（等価等方放射電力）の標準モデルがコーンの縁端に
最大値を有し天底に向かって漸減していくような指向性
図を有していなければならない。この場合、ダイナミッ
クレンジは約１２ｄＢである。このような標準モデルは
更に、低レベル用準備（天底では、ダイナミックレンジ
が約１０ｄＢに減少する）、または逆に、（距離に比例
した）大気的減衰の補償を含むことができ、ダイナミッ
クレンジは１３ｄＢを上回る値になる。これらの標準モ
デルは方位に基づく回転体であり、凹状容器の形状を有
する。従って、成形ローブを有するアンテナを使用する
必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような標準モデル
を得るための公知のいくつかの技術は、２つのグルー
プ、即ち、コンフォームド反射鏡及びアレイアンテナに
大別できる。
を得るための公知のいくつかの技術は、２つのグルー
プ、即ち、コンフォームド反射鏡及びアレイアンテナに
大別できる。
【０００４】−コンフォームド反射鏡：コンフォームド
反射鏡は、仰角に基づいて形成された標準モデルに従う
ように最適化されたプロフィルを有する回転体から成
る。この種の反射鏡の問題は、コーン全体のリンクを確
保する必要があるので回転指向性図を有していなければ
ならないことである。従って、妥当な寸法を有する反射
鏡によって高利得を得ることが難しい。この種の反射鏡
は、Ｂｒｉｄｇｅｓ、Ｓｈａｆａｉ ＆ Ｋｉｓｈｋの
論文、「キャビティ給電成形ビームリフレクタアンテナ
のモーメント分析方法（Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｏｍｅ
ｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ ｃａｖｉｔｙ−ｆ
ｅｄ ｓｈａｐｅｄ ｂｅａｍｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ａ
ｎｔｅｎｎａ」（Ａｎｔｅｎｎ´９０ ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、Ａｕｇｕｓｔ １５
〜１７、１９９１、Ｗｉｎｎｉｐｅｇ、Ｃａｎａｄａ）
に分析されている。
反射鏡は、仰角に基づいて形成された標準モデルに従う
ように最適化されたプロフィルを有する回転体から成
る。この種の反射鏡の問題は、コーン全体のリンクを確
保する必要があるので回転指向性図を有していなければ
ならないことである。従って、妥当な寸法を有する反射
鏡によって高利得を得ることが難しい。この種の反射鏡
は、Ｂｒｉｄｇｅｓ、Ｓｈａｆａｉ ＆ Ｋｉｓｈｋの
論文、「キャビティ給電成形ビームリフレクタアンテナ
のモーメント分析方法（Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｏｍｅ
ｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ ｃａｖｉｔｙ−ｆ
ｅｄ ｓｈａｐｅｄ ｂｅａｍｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ａ
ｎｔｅｎｎａ」（Ａｎｔｅｎｎ´９０ ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、Ａｕｇｕｓｔ １５
〜１７、１９９１、Ｗｉｎｎｉｐｅｇ、Ｃａｎａｄａ）
に分析されている。
【０００５】−アレイアンテナ：前記のごとき認識に基
づいて、指向性アンテナローブを有する高利得の電子走
査形アレイアンテナを使用し、このアンテナを電子制御
によって移動させるという構想が生まれた。このような
アンテナは、文献「Ａｎｔｅｎｎａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ ｈａｎｄｂｏｏｋ」、（Ｒ．Ｃ．Ｊｏｈｎｓｏ
ｎ ＆ Ｈ．Ｊａｓｉｋ、ＭａｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ；
ｃｈａｐｉｔｒｅ ２０“ＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙｓ”
Ｒ．Ｔａｎｇ ＆ Ｒ．Ｗ．Ｂｕｒｎｓ、Ｐａｇｅｓ２
０−１〜２０−５）に記載されている。コーン全体のリ
ンクを同時に確保する必要がなく、標的ステーションの
方向のリンクだけを確保すればよい。このアンテナを更
に２つのグループ、即ち平面アレイとコンフォームドア
レイに分類する。
づいて、指向性アンテナローブを有する高利得の電子走
査形アレイアンテナを使用し、このアンテナを電子制御
によって移動させるという構想が生まれた。このような
アンテナは、文献「Ａｎｔｅｎｎａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ ｈａｎｄｂｏｏｋ」、（Ｒ．Ｃ．Ｊｏｈｎｓｏ
ｎ ＆ Ｈ．Ｊａｓｉｋ、ＭａｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ；
ｃｈａｐｉｔｒｅ ２０“ＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙｓ”
Ｒ．Ｔａｎｇ ＆ Ｒ．Ｗ．Ｂｕｒｎｓ、Ｐａｇｅｓ２
０−１〜２０−５）に記載されている。コーン全体のリ
ンクを同時に確保する必要がなく、標的ステーションの
方向のリンクだけを確保すればよい。このアンテナを更
に２つのグループ、即ち平面アレイとコンフォームドア
レイに分類する。
【０００６】−平面アレイ：ピッチ即ち隣合う２つのソ
ース間の間隔に基づいてアレイ寸法を決定する従来技術
によるアレイのローブを問題を解決することができれ
ば、同様の寸法で、成形反射鏡で得られた指向性よりも
はるかに優れた指向性を得ることができる。各ソースの
給電位相は移相器によって制御されるので、これらの位
相を変更することによって指向性図を移動させる。この
解決方法には２つの重大な欠点がある。
ース間の間隔に基づいてアレイ寸法を決定する従来技術
によるアレイのローブを問題を解決することができれ
ば、同様の寸法で、成形反射鏡で得られた指向性よりも
はるかに優れた指向性を得ることができる。各ソースの
給電位相は移相器によって制御されるので、これらの位
相を変更することによって指向性図を移動させる。この
解決方法には２つの重大な欠点がある。
【０００７】−高度が極めて低い場合にも仰角に基づく
ローブを約±６０゜以上修正する必要が生じる。このた
め、ソースを極めて接近させる必要がある。
ローブを約±６０゜以上修正する必要が生じる。このた
め、ソースを極めて接近させる必要がある。
【０００８】−約６０゜に放射最大値及び軸に最小値を
得ることが極めて難しい。このため、ソースの指向性図
が標準モデルの形状を有するとき、即ち６０゜に放射最
大値を有しているときでも（例えばヘリックス）、６０
゜に高い指向性を有するソースを使用する必要がある。
その結果として、高利得（例えば＞２０ｄＢｉ）を得る
ことが望まれる場合には、比較的大きい寸法が必要であ
り、従って、多数のソース及び移相器（６０゜の基本指
向性次第で５０〜１００個）が必要である。従ってこの
種のアンテナは、多数の制御点を必要とする。
得ることが極めて難しい。このため、ソースの指向性図
が標準モデルの形状を有するとき、即ち６０゜に放射最
大値を有しているときでも（例えばヘリックス）、６０
゜に高い指向性を有するソースを使用する必要がある。
その結果として、高利得（例えば＞２０ｄＢｉ）を得る
ことが望まれる場合には、比較的大きい寸法が必要であ
り、従って、多数のソース及び移相器（６０゜の基本指
向性次第で５０〜１００個）が必要である。従ってこの
種のアンテナは、多数の制御点を必要とする。
【０００９】−コンフォームドアレイ：６０゜のコーン
の放射最大値を得るためには、コンフォームド表面（例
えば半球状）にソースを配置する。各ソースを１つの移
相器で制御することによって、仰角及び方位に基づいて
ローブを走査する。しかしながらこのようなアレイを用
いる場合には、 −全部のソースを同時に使用できない、 −０゜に指向性最大値を有する放射素子を使用し得る
が、更に６０゜に方向修正可能でなければならない。
の放射最大値を得るためには、コンフォームド表面（例
えば半球状）にソースを配置する。各ソースを１つの移
相器で制御することによって、仰角及び方位に基づいて
ローブを走査する。しかしながらこのようなアレイを用
いる場合には、 −全部のソースを同時に使用できない、 −０゜に指向性最大値を有する放射素子を使用し得る
が、更に６０゜に方向修正可能でなければならない。
【００１０】本発明の目的は、これらの欠点を是正し得
るアンテナ、即ち、前記アンテナの制御点の数を減らす
ことができ、同時に所望のミッションを有効に確保する
アンテナを提供することである。
るアンテナ、即ち、前記アンテナの制御点の数を減らす
ことができ、同時に所望のミッションを有効に確保する
アンテナを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、成
形ローブを有する高利得アンテナを提供する。本発明の
アンテナの特徴は、対称軸を有する任意のプロフィルの
コンフォームド表面上のコンフォームドアレイを含み、
前記表面がアンテナの対称軸を通る平面内に存在する複
数の母線を含み、該母線に放射素子が配置されており、
同一母線の全部の放射素子が位相及び振幅の単一制御点
に接続されており、成形ローブの地点及び方位の走査
が、これらの制御点による母線の位相の制御のみに基づ
いて得られることである。
形ローブを有する高利得アンテナを提供する。本発明の
アンテナの特徴は、対称軸を有する任意のプロフィルの
コンフォームド表面上のコンフォームドアレイを含み、
前記表面がアンテナの対称軸を通る平面内に存在する複
数の母線を含み、該母線に放射素子が配置されており、
同一母線の全部の放射素子が位相及び振幅の単一制御点
に接続されており、成形ローブの地点及び方位の走査
が、これらの制御点による母線の位相の制御のみに基づ
いて得られることである。
【００１２】好ましくは、同一母線の全部の放射素子
が、受動分配器及び制御可能な移相器に接続されてい
る。各母線の放射素子の振幅及び位相の定律は、各母線
の受動分配器の無電特性値によって決定される。前記移
相器を制御することによって前記アンテナの高度指向性
図を調整する。方位の走査は母線のスイッチングによっ
て確保される。
が、受動分配器及び制御可能な移相器に接続されてい
る。各母線の放射素子の振幅及び位相の定律は、各母線
の受動分配器の無電特性値によって決定される。前記移
相器を制御することによって前記アンテナの高度指向性
図を調整する。方位の走査は母線のスイッチングによっ
て確保される。
【００１３】本発明のコンフォームドアレイが、好まし
くは対称軸を有する任意のプロフィルのコンフォームド
表面に存在するので、プロフィルは母線の放射指向性図
の形状を決定するように最適化される。このために、対
称軸を通る平面内の母線に対する法線の向きは、母線上
の位置次第で可変であり、その結果として、母線の上に
存在する放射素子は種々の方向を有するであろう。言い
換えると、対称軸に対する放射素子の勾配は、所望の形
態の母線の放射指向性図が得られるように最適化され
る。
くは対称軸を有する任意のプロフィルのコンフォームド
表面に存在するので、プロフィルは母線の放射指向性図
の形状を決定するように最適化される。このために、対
称軸を通る平面内の母線に対する法線の向きは、母線上
の位置次第で可変であり、その結果として、母線の上に
存在する放射素子は種々の方向を有するであろう。言い
換えると、対称軸に対する放射素子の勾配は、所望の形
態の母線の放射指向性図が得られるように最適化され
る。
【００１４】このようなアンテナは、方位面内に分布し
た単指向性制御だけを使用して２つの平面を走査できる
という重要な利点を有する。更に、放射素子１つあたり
１つの制御を要した従来のアンテナに比べて制御の必要
数を（母線あたり１つに）減らす。
た単指向性制御だけを使用して２つの平面を走査できる
という重要な利点を有する。更に、放射素子１つあたり
１つの制御を要した従来のアンテナに比べて制御の必要
数を（母線あたり１つに）減らす。
【００１５】更に、受動分配器及び対称軸に対する放射
素子の可変勾配を調整することによって、放射ローブの
形状を最適化し得る。
素子の可変勾配を調整することによって、放射ローブの
形状を最適化し得る。
【００１６】このようにして、同一母線に存在する１列
の放射素子の処理に第３の自由度が得られる。このため
に、放射素子を作用方向で有効に利用し得る。このこと
は、走査範囲が広くなり、方向修正が大きくなるほど重
要であり、例えば方向修正が±６０゜以上になると重要
である。本発明のこの能力は、大きい移動範囲を確保
し、且つ高い地点で方向効率の損失が生じる平面状の解
（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｌａｎａｉｒｅ）に比べて顕著
な利点である。
の放射素子の処理に第３の自由度が得られる。このため
に、放射素子を作用方向で有効に利用し得る。このこと
は、走査範囲が広くなり、方向修正が大きくなるほど重
要であり、例えば方向修正が±６０゜以上になると重要
である。本発明のこの能力は、大きい移動範囲を確保
し、且つ高い地点で方向効率の損失が生じる平面状の解
（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｌａｎａｉｒｅ）に比べて顕著
な利点である。
【００１７】
【実施例】添付図面に示す非限定実施例に基づく以下の
記載より本発明の特徴及び利点がより十分に理解されよ
う。
記載より本発明の特徴及び利点がより十分に理解されよ
う。
【００１８】本発明のアンテナは、対称軸を有し且つ任
意のプロフィル（円錐状、球状、楕円状、放物線状、双
曲線状、など）を有するコンフォームド表面１１に配置
されたコンフォームドアレイ１０を含む。このアレイ
は、複数のソース即ち放射素子１３を含む母線１２から
構成されている。各母線１２は、コンフォームド表面１
１と対称軸Δ（例えば天底の軸）を通る平面との交差線
である。図１において、表面１１は円錐状表面であり、
母線１２の各々は３つの放射素子１３を含む。
意のプロフィル（円錐状、球状、楕円状、放物線状、双
曲線状、など）を有するコンフォームド表面１１に配置
されたコンフォームドアレイ１０を含む。このアレイ
は、複数のソース即ち放射素子１３を含む母線１２から
構成されている。各母線１２は、コンフォームド表面１
１と対称軸Δ（例えば天底の軸）を通る平面との交差線
である。図１において、表面１１は円錐状表面であり、
母線１２の各々は３つの放射素子１３を含む。
【００１９】図１の実施例のアンテナは、母線１２あた
り１つの移相器１４を含み、信号の振幅及び位相を各ソ
ース間に分割する受動分配器１５が移相器１４の出力と
各ソース１３の入力との間に配置されている。この分配
器１５は、各母線で同様であり、従って、図１の実施例
のアンテナの幾何学的形態は完全に回転体である。この
分配器１５は、各母線１２のソース１３によって放出さ
れる放射のいくつかの指向性図が得られるように、また
アンテナの全部のソース１３を合成した１つの指向性図
が作成されるように計算されている。
り１つの移相器１４を含み、信号の振幅及び位相を各ソ
ース間に分割する受動分配器１５が移相器１４の出力と
各ソース１３の入力との間に配置されている。この分配
器１５は、各母線で同様であり、従って、図１の実施例
のアンテナの幾何学的形態は完全に回転体である。この
分配器１５は、各母線１２のソース１３によって放出さ
れる放射のいくつかの指向性図が得られるように、また
アンテナの全部のソース１３を合成した１つの指向性図
が作成されるように計算されている。
【００２０】十分な指向性を得るために、１つまたは隣
合う複数の母線の放射を同時に行なう。母線の回転は放
射の位相に対して２つの効果を与える。
合う複数の母線の放射を同時に行なう。母線の回転は放
射の位相に対して２つの効果を与える。
【００２１】−第１の効果は、偏波面を回転軸Δの回り
でψだけ回転させることである。この回転は一定であ
る。この回転は図２に示すようにアレイの幾何学的形態
に関係する。
でψだけ回転させることである。この回転は一定であ
る。この回転は図２に示すようにアレイの幾何学的形態
に関係する。
【００２２】−第２の効果は、照準方向に垂直な標準モ
デル面Ｐに対するソースの相対距離に比例して伝播遅延
が生じることである。所与の標準モデル面Ｐに対して、
同一母線のソースから該面までの距離は種々の値であ
る。
デル面Ｐに対するソースの相対距離に比例して伝播遅延
が生じることである。所与の標準モデル面Ｐに対して、
同一母線のソースから該面までの距離は種々の値であ
る。
【００２３】移相器の機能は、これらの効果を補償する
ことである。しかしながら、母線あたり１つの移相器し
かなく、またこの伝播遅延の補償が全部のソースに対し
て同じでなければならないので、遅延の平均を計算しな
ければならない。この伝播遅延は照準仰角方向に依存す
る。即ち、標準モデル面Ｐの傾斜に依存する。図３にお
いては、例えば天底の軸Δに対応する方向で、全部の母
線が位相合わせされている（θ＝０゜）。移相器は、偏
波面の方位回転だけを補償すればよい。逆に、照準軸が
６０゜（θ＝６０゜）のときは、変動が大きい。従っ
て、仰角の全範囲で隣合う複数の母線の位相を同時に合
計することはできない。従って、照準方向の外側の指向
性図が劣化する。
ことである。しかしながら、母線あたり１つの移相器し
かなく、またこの伝播遅延の補償が全部のソースに対し
て同じでなければならないので、遅延の平均を計算しな
ければならない。この伝播遅延は照準仰角方向に依存す
る。即ち、標準モデル面Ｐの傾斜に依存する。図３にお
いては、例えば天底の軸Δに対応する方向で、全部の母
線が位相合わせされている（θ＝０゜）。移相器は、偏
波面の方位回転だけを補償すればよい。逆に、照準軸が
６０゜（θ＝６０゜）のときは、変動が大きい。従っ
て、仰角の全範囲で隣合う複数の母線の位相を同時に合
計することはできない。従って、照準方向の外側の指向
性図が劣化する。
【００２４】従って、１つの母線１２の指向性図が標準
モデルに完全に合致していても、例えば６０゜の方向の
伝播遅延を補償すると、θ＝６０゜の場合には正しい指
向性図が得られるが、それ以外の場合には正しい指向性
図が得られない。特にθ＝０゜の場合には得られる指向
性図が標準モデルを顕著に下回る。
モデルに完全に合致していても、例えば６０゜の方向の
伝播遅延を補償すると、θ＝６０゜の場合には正しい指
向性図が得られるが、それ以外の場合には正しい指向性
図が得られない。特にθ＝０゜の場合には得られる指向
性図が標準モデルを顕著に下回る。
【００２５】この劣化を補償するために、母線の寸法を
拡大する、即ち、予定の標準モデルを顕著に上回る指向
性図を得るために、該母線のソースに供給されるエネル
ギを増加することが可能である。
拡大する、即ち、予定の標準モデルを顕著に上回る指向
性図を得るために、該母線のソースに供給されるエネル
ギを増加することが可能である。
【００２６】また、指向性図を変形し、これを照準ステ
ーションの仰角に適応させるように移相器を調整するこ
とも可能である。照準ステーションがθ＝６０゜に存在
するとき、この方向の伝播遅延は補償される。仰角が小
さくなると、移相器を調整することによって指向性図を
変形する。例えば実際には、ステーションがθ＝３０゜
に存在するときは、６０°の指向性図が下にあるとして
も、３０°の指向性図は標準モデルよりも上にあり、０
゜まで同様である。０゜になると指向性図は６０゜の標
準モデルに全く対応しない。
ーションの仰角に適応させるように移相器を調整するこ
とも可能である。照準ステーションがθ＝６０゜に存在
するとき、この方向の伝播遅延は補償される。仰角が小
さくなると、移相器を調整することによって指向性図を
変形する。例えば実際には、ステーションがθ＝３０゜
に存在するときは、６０°の指向性図が下にあるとして
も、３０°の指向性図は標準モデルよりも上にあり、０
゜まで同様である。０゜になると指向性図は６０゜の標
準モデルに全く対応しない。
【００２７】幾何学的に回転体の形状を有しているの
で、方位の走査は、母線の単なるスイッチングによって
確保される。
で、方位の走査は、母線の単なるスイッチングによって
確保される。
【００２８】このような実施態様においては、従来のコ
ンフォームド構造に比べて、移相器の数を母線上のソー
スと同じ数に減らすことができる。極めて少数の制御点
によって母線１２の移相器を同時に励起し、アンテナの
方位及び仰角の走査を実行し得る。従って、弱い指向性
を有し且つ小さい寸法を有する母線を使用して、方位を
スイッチングするだけで、仰角に基づく指向性図が標準
モデルに従うコンフォームド解（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃ
ｏｎｆｏｒｍｅｅ）が得られる。
ンフォームド構造に比べて、移相器の数を母線上のソー
スと同じ数に減らすことができる。極めて少数の制御点
によって母線１２の移相器を同時に励起し、アンテナの
方位及び仰角の走査を実行し得る。従って、弱い指向性
を有し且つ小さい寸法を有する母線を使用して、方位を
スイッチングするだけで、仰角に基づく指向性図が標準
モデルに従うコンフォームド解（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃ
ｏｎｆｏｒｍｅｅ）が得られる。
【００２９】例えば１つの応用例では、図４（最大値曲
線１６及び最小値曲線１７）のＥＩＲＰ（等価等方放射
電力）の標準モデルに従ってテレメトリのミッションを
行なう。図４は、ＴＭＣＵ（光またはレーダ観測衛星用
テレメトリ有効負荷）の標準モデルを示す。この応用例
の目的は、最小放射電力でＥＩＲＰの標準モデルを維持
することである。例えば、放射電力１０Ｗで、利得最大
値２１ｄＢｉを得る必要がある。１ｄＢの損失を考慮す
ると、指向性は２２ｄＢｉであろう。擬コニカル形アン
テナ２０の寸法を図５のように決定する。このアンテナ
は、各々が４つのソース２２を有する３６個の母線２１
を有する。ソース２２の各々は、プリントテクノロジイ
で作製されている。直線状プロフィルでなく上端から第
１ソースまでがα＝１０゜傾斜したプロフィルを有する
擬コニカル表面を与えるコンフォームド誘電性基板の上
に銅ブロックがプリントされている。同一母線の４つの
ソース２２の間、及びこれらのソースと同じ基板の上
に、銅トラックの形態の分配器がプリントされている。
分配器は移相器に接続されている。３６の母線のうちの
９個の母線だけが同時に励起される。従って全部の放射
が一度に９個の移相器によって制御される。
線１６及び最小値曲線１７）のＥＩＲＰ（等価等方放射
電力）の標準モデルに従ってテレメトリのミッションを
行なう。図４は、ＴＭＣＵ（光またはレーダ観測衛星用
テレメトリ有効負荷）の標準モデルを示す。この応用例
の目的は、最小放射電力でＥＩＲＰの標準モデルを維持
することである。例えば、放射電力１０Ｗで、利得最大
値２１ｄＢｉを得る必要がある。１ｄＢの損失を考慮す
ると、指向性は２２ｄＢｉであろう。擬コニカル形アン
テナ２０の寸法を図５のように決定する。このアンテナ
は、各々が４つのソース２２を有する３６個の母線２１
を有する。ソース２２の各々は、プリントテクノロジイ
で作製されている。直線状プロフィルでなく上端から第
１ソースまでがα＝１０゜傾斜したプロフィルを有する
擬コニカル表面を与えるコンフォームド誘電性基板の上
に銅ブロックがプリントされている。同一母線の４つの
ソース２２の間、及びこれらのソースと同じ基板の上
に、銅トラックの形態の分配器がプリントされている。
分配器は移相器に接続されている。３６の母線のうちの
９個の母線だけが同時に励起される。従って全部の放射
が一度に９個の移相器によって制御される。
【００３０】図６は、標準モデル最小値２５及び６２゜
の方向の伝播遅延を補償することによって得られた指向
性図２６を示す。図７は、同じ標準モデル最小値２７と
得られた指向性図２８とを示す。仰角５゜の方向の遅延
を補償するために９個の移相器の値を調整するだけでよ
い（図６及び図７は指向性ＤｉをｄＢｉで示す）。
の方向の伝播遅延を補償することによって得られた指向
性図２６を示す。図７は、同じ標準モデル最小値２７と
得られた指向性図２８とを示す。仰角５゜の方向の遅延
を補償するために９個の移相器の値を調整するだけでよ
い（図６及び図７は指向性ＤｉをｄＢｉで示す）。
【００３１】上記では本発明の好ましい実施例を図面に
基づいて説明したが、本発明の範囲内で記載の素子を等
価の素子で代替できることは勿論理解されよう。
基づいて説明したが、本発明の範囲内で記載の素子を等
価の素子で代替できることは勿論理解されよう。
【００３２】特に、コンフォームド表面は、任意の対称
軸を有する任意のプロフィルでよい。
軸を有する任意のプロフィルでよい。
【００３３】記載の実施例では、表面が回転対称軸を含
むが、表面が、楕円、放物線または双曲線のように２次
の対称性（平面内の反射）を有していてもよく、あるい
は、より複雑な表面を与えるより高次の対称性を有して
いてもよい。
むが、表面が、楕円、放物線または双曲線のように２次
の対称性（平面内の反射）を有していてもよく、あるい
は、より複雑な表面を与えるより高次の対称性を有して
いてもよい。
【図１】本発明のアンテナの実施例の概略図である。
【図２】図１のアンテナのいくつかの特性値を示す説明
図である。
図である。
【図３】図１のアンテナのいくつかの特性値を示す説明
図である。
図である。
【図４】本発明のアンテナの別の実施態様の説明図であ
る。
る。
【図５】本発明のアンテナの別の実施態様の説明図であ
る。
る。
【図６】本発明のアンテナの別の実施態様の説明図であ
る。
る。
【図７】本発明のアンテナの別の実施態様の説明図であ
る。
る。
１０ コンフォームドアレイ １１ コンフォームド表面 １２ 母線 １３ 放射素子 １４ 移相器 １５ 分配器
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも１つの対称軸を有する任意の
プロフィルのコンフォームド表面上のコンフォームドア
レイを含み、前記コンフォームド表面が、該表面に対し
て垂直に前記表面と交差し且つ前記対称軸を含んでいる
１つの平面とコンフォームド表面との交差によって規定
される複数の母線を含み、各母線が複数の放射素子を含
み、同一母線の全部の放射素子は、該母線に属する位相
及びスイッチング用の単一制御点に接続されており、前
記対称軸に垂直な平面内の地点の走査及び方位の走査
が、各母線の前記単一制御点を介した前記母線の位相制
御のみに基づいて得られることを特徴とする成形ローブ
を有する高利得アンテナ。 - 【請求項２】 更に各母線毎に１つの受動分配器を含
み、同一母線の前記放射素子が前記受動分配器によって
前記単一制御点に接続されており、前記母線の前記素子
間の振幅及び位相の定律が前記受動分配器の無電特性値
によって決定されていることを特徴とする請求項１に記
載のアンテナ。 - 【請求項３】 前記母線を含む前記平面内の母線に対す
る法線が、任意のプロフィルのコンフォームド表面の形
状次第で、同一母線の全部の素子に対して一定または可
変の方向を有しており、前記法線の方向が、前記母線の
放射指向性図の形状を決定し、且つ所望の放射指向性図
の形状を得るように最適化されていることを特徴とする
請求項１または２に記載のアンテナ。 - 【請求項４】 任意のプロフィルの前記コンフォームド
表面が、軸の回りの回転表面から成り、前記軸が前記成
形ローブの平均軸方向に平行であることを特徴とする請
求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ。 - 【請求項５】 任意のプロフィルの前記コンフォームド
表面が、軸の回りの回転表面の１部分だけから成り、前
記軸が前記成形ローブの前記平均軸方向に平行であるこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の
アンテナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9105510A FR2676310B1 (fr) | 1991-05-06 | 1991-05-06 | Antenne a lobe forme et grand gain. |
| FR9105510 | 1991-05-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129822A true JPH05129822A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=9412540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11376992A Pending JPH05129822A (ja) | 1991-05-06 | 1992-05-06 | 成形ローブを有する高利得アンテナ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0512487B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05129822A (ja) |
| CA (1) | CA2067932A1 (ja) |
| DE (1) | DE69212378T2 (ja) |
| FR (1) | FR2676310B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722829A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Nec Corp | アレイアンテナ |
| JP2015029266A (ja) * | 2013-07-16 | 2015-02-12 | タイコ エレクトロニクス アンプ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハウツンク | 無線通信用アンテナ部材 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2121675A1 (en) * | 1991-11-08 | 1993-05-13 | Asu Ram Jha | Terrestrial antennas for satellite communication system |
| FR2698212B1 (fr) * | 1992-11-16 | 1994-12-30 | Alcatel Espace | Source élémentaire rayonnante pour antenne réseau et sous-ensemble rayonnant comportant de telles sources. |
| US6049305A (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Qualcomm Incorporated | Compact antenna for low and medium earth orbit satellite communication systems |
| FR2788171A1 (fr) * | 1998-12-31 | 2000-07-07 | Thomson Multimedia Sa | Dispositif de reception de signaux a reseaux a balayage electronique dans un systeme de communication par satellites a defilement |
| FR2989843B1 (fr) | 2012-04-20 | 2015-02-27 | Thales Sa | Reseau de formation de faisceau d'antenne a faible encombrement pour reseau antennaire circulaire ou tronc-conique |
| WO2014099079A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-06-26 | Raytheon Company | Methods and apparatus for fragmented phased array radar |
| CN104969414B (zh) | 2013-02-08 | 2019-02-19 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于线性天线阵列的集成带状线馈送网络 |
| US9728855B2 (en) * | 2014-01-14 | 2017-08-08 | Honeywell International Inc. | Broadband GNSS reference antenna |
| CN111916912B (zh) * | 2020-06-30 | 2021-07-27 | 电子科技大学 | 低剖面三维分布式共形大范围扫描阵列天线 |
| FR3136601A1 (fr) | 2022-06-14 | 2023-12-15 | Thales | Antenne active dont les éléments rayonnants sont montés sur une surface conique |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2490024B1 (fr) * | 1980-09-05 | 1985-06-07 | Thomson Csf | Antenne pour missile et missile comprenant une telle antenne |
| US4816836A (en) * | 1986-01-29 | 1989-03-28 | Ball Corporation | Conformal antenna and method |
| US4980692A (en) * | 1989-11-29 | 1990-12-25 | Ail Systems, Inc. | Frequency independent circular array |
-
1991
- 1991-05-06 FR FR9105510A patent/FR2676310B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-05-04 CA CA 2067932 patent/CA2067932A1/fr not_active Abandoned
- 1992-05-06 DE DE1992612378 patent/DE69212378T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-06 EP EP19920107598 patent/EP0512487B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-06 JP JP11376992A patent/JPH05129822A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722829A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Nec Corp | アレイアンテナ |
| JP2015029266A (ja) * | 2013-07-16 | 2015-02-12 | タイコ エレクトロニクス アンプ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハウツンク | 無線通信用アンテナ部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0512487A1 (fr) | 1992-11-11 |
| EP0512487B1 (fr) | 1996-07-24 |
| FR2676310A1 (fr) | 1992-11-13 |
| DE69212378T2 (de) | 1996-11-28 |
| CA2067932A1 (fr) | 1992-11-07 |
| FR2676310B1 (fr) | 1993-11-05 |
| DE69212378D1 (de) | 1996-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1337569C (en) | Radar system for determining angular position utilizing a linear phased array antenna | |
| US7710346B2 (en) | Heptagonal antenna array system | |
| US5276452A (en) | Scan compensation for array antenna on a curved surface | |
| US5038149A (en) | Antenna with three-dimensional coverage and electronic scanning, of the random spare volume array type | |
| EP2697865B1 (en) | Array antenna having a radiation pattern with a controlled envelope, and method of manufacturing it | |
| EP1020952A1 (en) | Gregorian antenna system | |
| US6661388B2 (en) | Four element array of cassegrain reflector antennas | |
| US9054414B2 (en) | Antenna system for low-earth-orbit satellites | |
| US10566698B2 (en) | Multifocal phased array fed reflector antenna | |
| US20180053994A1 (en) | Electronically Compensated Radome Using Frequency Selective Surface Compensation | |
| JPH05129822A (ja) | 成形ローブを有する高利得アンテナ | |
| US4535338A (en) | Multibeam antenna arrangement | |
| US12015202B2 (en) | Multisegment reflector antenna directing beams | |
| US5923302A (en) | Full coverage antenna array including side looking and end-free antenna arrays having comparable gain | |
| US5233356A (en) | Low sidelobe solid state array antenna apparatus and process for configuring an array antenna aperture | |
| US4675681A (en) | Rotating planar array antenna | |
| IE45314B1 (en) | Improvements in or relating to satellite communications transmission systems | |
| US8314748B2 (en) | Heptagonal antenna array | |
| US7151498B2 (en) | System and method for preferentially controlling grating lobes of direct radiating arrays | |
| EP0275303A1 (en) | SEMICONDUCTOR PHASE-CONTROLLED GROUP ANTENNA WITH SMALL SUB-LOBS. | |
| US8159410B2 (en) | Reflective antenna assembly | |
| JP2000216624A (ja) | 隣接した高利得アンテナ・ビ―ムを提供するコンパクト折り畳み型光学アンテナ装置 | |
| CN111817027A (zh) | 载车平台异形曲面共形阵天线设计方法 | |
| US20030025644A1 (en) | Multibeam antenna | |
| RU2713159C1 (ru) | Способ формирования круговой зоны электронного сканирования цилиндрической фазированной антенной решетки с увеличенным темпом обзора |