JPH06105959B2 - 電子走査形アレイアンテナ装置 - Google Patents
電子走査形アレイアンテナ装置Info
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- JPH06105959B2 JPH06105959B2 JP1103650A JP10365089A JPH06105959B2 JP H06105959 B2 JPH06105959 B2 JP H06105959B2 JP 1103650 A JP1103650 A JP 1103650A JP 10365089 A JP10365089 A JP 10365089A JP H06105959 B2 JPH06105959 B2 JP H06105959B2
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- 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
- H01Q3/30—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 varying the relative phase between the radiating elements of an array
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0025—Modular arrays
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、目的とする対象に対して電波を送信又は受
信するアンテナ装置に関し、特に衛星通信あるいはレー
ダの分野で使用される電子走査形アレイアンテナ装置の
改良に関するものである。
信するアンテナ装置に関し、特に衛星通信あるいはレー
ダの分野で使用される電子走査形アレイアンテナ装置の
改良に関するものである。
第７図は従来の電子走査形アレイアンテナ装置の一構成
例であるスイッチングアレイアンテナ装置の一例を示す
ブロック図であり、図において、1ij（ｉ＝１〜m,j＝１
〜ｎ）は番号ｉの電子走査形アレイアンテナの番号ｊの
素子アンテナ、2ij（ｉ＝１〜m,j＝１〜ｎ）は素子アン
テナ1ijに励振する位相量を変えるための移相器、3i
（ｉ＝１〜ｍ）は番号ｉの電子走査形アレイアンテナの
素子アンテナ1ijへ励振信号を分配し又は素子アンテナ1
ijからの信号を合成するためのアンテナ素子合成分配回
路、4i（ｉ＝１〜ｍ）は素子アンテナ1,移相器２および
合成分配回路３から構成されるｍ個の電子走査形アレイ
アンテナ、６はｍ個の電子走査形アレイアンテナ４のう
ち１つを選択して信号を伝送する面選択回路、８は所望
の方向にビームを向けるために移相器２に与える位相量
を演算処理し、かつ、面選択回路６を選択制御するため
の制御回路、９は信号の入出力端子である。
例であるスイッチングアレイアンテナ装置の一例を示す
ブロック図であり、図において、1ij（ｉ＝１〜m,j＝１
〜ｎ）は番号ｉの電子走査形アレイアンテナの番号ｊの
素子アンテナ、2ij（ｉ＝１〜m,j＝１〜ｎ）は素子アン
テナ1ijに励振する位相量を変えるための移相器、3i
（ｉ＝１〜ｍ）は番号ｉの電子走査形アレイアンテナの
素子アンテナ1ijへ励振信号を分配し又は素子アンテナ1
ijからの信号を合成するためのアンテナ素子合成分配回
路、4i（ｉ＝１〜ｍ）は素子アンテナ1,移相器２および
合成分配回路３から構成されるｍ個の電子走査形アレイ
アンテナ、６はｍ個の電子走査形アレイアンテナ４のう
ち１つを選択して信号を伝送する面選択回路、８は所望
の方向にビームを向けるために移相器２に与える位相量
を演算処理し、かつ、面選択回路６を選択制御するため
の制御回路、９は信号の入出力端子である。
次に動作について、送信の場合を例にとって説明する。
ビーム方向を示す情報が制御回路８にて処理されると、
該制御回路８は面選択回路６を用いてｍ個の電子走査形
アレイアンテナ４のうちいずれか１つを選択する。入出
力端子９に入力された信号は面選択回路６により選択さ
れた電子走査形アレイアンテナ4iのアンテナ素子合成分
配回路3iに伝送され、このアンテナ素子合成分配回路3i
によりｎ個の素子アンテナ1i1〜1inに分配され空間に放
射される。この時、各素子の移相器2i1〜2inには制御回
路８からの制御信号により下記の（１）式で与えられる
位相量φi1〜φinが与えられており、素子アンテナ1i1
〜1inから放射された信号は空間合成されて所望の方向
に放射される。
ビーム方向を示す情報が制御回路８にて処理されると、
該制御回路８は面選択回路６を用いてｍ個の電子走査形
アレイアンテナ４のうちいずれか１つを選択する。入出
力端子９に入力された信号は面選択回路６により選択さ
れた電子走査形アレイアンテナ4iのアンテナ素子合成分
配回路3iに伝送され、このアンテナ素子合成分配回路3i
によりｎ個の素子アンテナ1i1〜1inに分配され空間に放
射される。この時、各素子の移相器2i1〜2inには制御回
路８からの制御信号により下記の（１）式で与えられる
位相量φi1〜φinが与えられており、素子アンテナ1i1
〜1inから放射された信号は空間合成されて所望の方向
に放射される。
ここで は第８図に示すようにそれぞれの素子アンテナ1ijの位
置を表わす位置ベクトル、 はビームの指向方向を示す単位ベクトルであり、（・）
はベクトルの内積を示す。又λは放射される電波の自由
空間波長である。
置を表わす位置ベクトル、 はビームの指向方向を示す単位ベクトルであり、（・）
はベクトルの内積を示す。又λは放射される電波の自由
空間波長である。
この時の放射電界Ei（θ，φ）は下記の式（２）で表さ
れる。
れる。
ここで、Ajはアンテナ素子合成分配回路3iによりｊ番目
の素子アンテナ1ijを励振する励振信号の振幅、gj
（θ，φ）はｊ番目の素子アンテナ1ijの指向性を表わ
す。
の素子アンテナ1ijを励振する励振信号の振幅、gj
（θ，φ）はｊ番目の素子アンテナ1ijの指向性を表わ
す。
ところで、素子アンテナの指向性gj（θ，φ）は近似的
にはcosのべき乗で表わされるが、広角度では、その振
幅が小さくなるため、１つの電子走査形アレイアンテナ
4iではそのビーム走査角度には限界があり、このため移
動体通信などのように広域にわたってビームを走査する
必要がある場合の従来の電子走査形アレイアンテナ装置
では第７図に示すように必要な指向範囲をカバーするよ
う複数個の電子走査形アレイアンテナから構成されてい
る。
にはcosのべき乗で表わされるが、広角度では、その振
幅が小さくなるため、１つの電子走査形アレイアンテナ
4iではそのビーム走査角度には限界があり、このため移
動体通信などのように広域にわたってビームを走査する
必要がある場合の従来の電子走査形アレイアンテナ装置
では第７図に示すように必要な指向範囲をカバーするよ
う複数個の電子走査形アレイアンテナから構成されてい
る。
第９図は、例えば移動体通信の場合のビームカバレージ
を示す一例であり、10i（ｉ＝１〜ｍ）はｍ個の電子走
査形アレイアンテナ4iの各ビームカバレージであり、12
は所要ビームカバレージである。図の例では所要ビーム
カバレージ12をカバーするために７個の電子走査形アレ
イアンテナ41〜47でカバーする必要がある。又は第10図
に示すように、電子走査形アレイアンテナの素子アンテ
ナ1ijの数を多くしてカバー領域を大きくし、６個の電
子走査形アレイアンテナ41〜46でカバーする必要があ
る。通常１つの電子走査形アレイアンテナは数十から場
合によっては数千個もの素子アンテナから構成されてお
り、移動体通信のように広いカバレージをカバーするに
はこのように複数の電子走査形アレイアンテナが必要と
なり、従って素子アンテナ１および移相器２の数が非常
に多く必要であり、又、これに伴って重量、体積共に大
きくなるなどの問題点があった。
を示す一例であり、10i（ｉ＝１〜ｍ）はｍ個の電子走
査形アレイアンテナ4iの各ビームカバレージであり、12
は所要ビームカバレージである。図の例では所要ビーム
カバレージ12をカバーするために７個の電子走査形アレ
イアンテナ41〜47でカバーする必要がある。又は第10図
に示すように、電子走査形アレイアンテナの素子アンテ
ナ1ijの数を多くしてカバー領域を大きくし、６個の電
子走査形アレイアンテナ41〜46でカバーする必要があ
る。通常１つの電子走査形アレイアンテナは数十から場
合によっては数千個もの素子アンテナから構成されてお
り、移動体通信のように広いカバレージをカバーするに
はこのように複数の電子走査形アレイアンテナが必要と
なり、従って素子アンテナ１および移相器２の数が非常
に多く必要であり、又、これに伴って重量、体積共に大
きくなるなどの問題点があった。
この発明は、上記のような従来のものの問題点を解消す
るためになされたもので、素子アンテナおよび移相器の
数を低減できるとともに、小形，軽量でかつ広域にわた
ってビームを走査することのできる電子走査形アレイア
ンテナ装置を得ることを目的とする。
るためになされたもので、素子アンテナおよび移相器の
数を低減できるとともに、小形，軽量でかつ広域にわた
ってビームを走査することのできる電子走査形アレイア
ンテナ装置を得ることを目的とする。
この発明に係る電子走査形アレイアンテナ装置は、複数
の電子走査形アレイアンテナのうちいずれか１つを選択
して信号を供給もしくは受信するための面選択回路と、
これら複数個の電子走査形アレイアンテナのうち任意の
複数個又は全部に励振信号を供給し、あるいはそれから
の受信信号を合成する合成分配切換回路とを設けること
によって、これら複数個の電子走査形アレイアンテナの
うち動作させるべき１個又は複数個又は全部の電子走査
形アレイアンテナを選択して放射パターンを形成し、所
望の方向にビームを走査するようにしたものである。
の電子走査形アレイアンテナのうちいずれか１つを選択
して信号を供給もしくは受信するための面選択回路と、
これら複数個の電子走査形アレイアンテナのうち任意の
複数個又は全部に励振信号を供給し、あるいはそれから
の受信信号を合成する合成分配切換回路とを設けること
によって、これら複数個の電子走査形アレイアンテナの
うち動作させるべき１個又は複数個又は全部の電子走査
形アレイアンテナを選択して放射パターンを形成し、所
望の方向にビームを走査するようにしたものである。
この発明における電子走査形アレイアンテナ装置は、複
数個の電子走査形アレイアンテナのうち、任意の１つを
動作させて放射パターンを形成するか、任意の複数個も
しくは全てのいずれかについても動作させるかを選択で
きるように回路を構成したので、少ない素子アンテナお
よび移相器で広域にわたって所望の方向にビームを走査
できる。
数個の電子走査形アレイアンテナのうち、任意の１つを
動作させて放射パターンを形成するか、任意の複数個も
しくは全てのいずれかについても動作させるかを選択で
きるように回路を構成したので、少ない素子アンテナお
よび移相器で広域にわたって所望の方向にビームを走査
できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例による電子走査形アレイアンテナ
装置を示し、図において、1ij（ｉ＝１〜m,j＝１〜ｎ）
は番号ｉの電子走査形アレイアンテナの番号ｊの素子ア
ンテナ、2ij（ｉ＝１〜m,j＝１〜ｎ）は素子アンテナ1i
jを励振する励振信号の位相量を変えるための移相器、3
i（ｉ＝１〜ｍ）は番号ｉの電子走査形アレイアンテナ
の素子アンテナ1ijへ励振信号を分配し又は素子アンテ
ナ1ijからの信号を合成するためのアンテナ素子合成分
配回路、4i（ｉ＝１〜ｍ）は素子アンテナ1,移相器２及
びアンテナ素子合成分配回路３から構成された電子走査
形アレイアンテナ、６はｍ個の電子走査形アレイアンテ
ナ４のうちいずれか１つを選択して信号を伝送する面選
択回路、26はｍ個の電子走査形アレイアンテナ４のうち
すべてを含む任意の複数個へ励振信号を分配供給し、若
しくはそれらからの受信信号を受信合成する合成分配切
換回路、７は面選択回路６または合成分配切換回路26の
いずれかを選択して接続するための選択切換回路、８は
所望の方向にビームを向けるために移相器２に与える位
相量を演算処理し、かつ面選択回路６および選択切換回
路７を切換制御するための制御回路、９は信号の入出力
端子である。
図は本発明の一実施例による電子走査形アレイアンテナ
装置を示し、図において、1ij（ｉ＝１〜m,j＝１〜ｎ）
は番号ｉの電子走査形アレイアンテナの番号ｊの素子ア
ンテナ、2ij（ｉ＝１〜m,j＝１〜ｎ）は素子アンテナ1i
jを励振する励振信号の位相量を変えるための移相器、3
i（ｉ＝１〜ｍ）は番号ｉの電子走査形アレイアンテナ
の素子アンテナ1ijへ励振信号を分配し又は素子アンテ
ナ1ijからの信号を合成するためのアンテナ素子合成分
配回路、4i（ｉ＝１〜ｍ）は素子アンテナ1,移相器２及
びアンテナ素子合成分配回路３から構成された電子走査
形アレイアンテナ、６はｍ個の電子走査形アレイアンテ
ナ４のうちいずれか１つを選択して信号を伝送する面選
択回路、26はｍ個の電子走査形アレイアンテナ４のうち
すべてを含む任意の複数個へ励振信号を分配供給し、若
しくはそれらからの受信信号を受信合成する合成分配切
換回路、７は面選択回路６または合成分配切換回路26の
いずれかを選択して接続するための選択切換回路、８は
所望の方向にビームを向けるために移相器２に与える位
相量を演算処理し、かつ面選択回路６および選択切換回
路７を切換制御するための制御回路、９は信号の入出力
端子である。
第２図は電子走査形アレイアンテナ装置のビームカバレ
ージの一例であり、10i（ｉ＝１〜ｍ）はｍ個の電子走
査形アレイアンテナ４の各ビームカバレージ、11i,j,k
…は電子走査形アレイアンテナ４i,４j,４k,…を動作さ
せて信号を合成した場合のビームカバレージ、12は所要
ビームカバレージである。なお、図はｍ＝４の場合の例
である。
ージの一例であり、10i（ｉ＝１〜ｍ）はｍ個の電子走
査形アレイアンテナ４の各ビームカバレージ、11i,j,k
…は電子走査形アレイアンテナ４i,４j,４k,…を動作さ
せて信号を合成した場合のビームカバレージ、12は所要
ビームカバレージである。なお、図はｍ＝４の場合の例
である。
次に動作について送信の場合を例にとって説明する。ま
ず、所望のビーム方向の情報を制御回路８にて演算処理
し、第２図に示すｍ個のビームカバレージのうちいずれ
か１つの電子走査形アレイアンテナ4iを動作させた場合
のビームカバレージ10i（ｉ＝１〜ｍ）,2つの電子走査
形アレイアンテナを動作させた場合のビームカバレージ
111,4及び112,3並びにｍ個のすべての電子走査形アレイ
アンテナ４を動作させた場合のビームカバレージ11
1,2,3,4のいずれかの範囲内にあるかを判定し、面選択
回路６及び選択切換回路7a,7bi（ｉ＝１〜ｍ）を動作さ
せる。
ず、所望のビーム方向の情報を制御回路８にて演算処理
し、第２図に示すｍ個のビームカバレージのうちいずれ
か１つの電子走査形アレイアンテナ4iを動作させた場合
のビームカバレージ10i（ｉ＝１〜ｍ）,2つの電子走査
形アレイアンテナを動作させた場合のビームカバレージ
111,4及び112,3並びにｍ個のすべての電子走査形アレイ
アンテナ４を動作させた場合のビームカバレージ11
1,2,3,4のいずれかの範囲内にあるかを判定し、面選択
回路６及び選択切換回路7a,7bi（ｉ＝１〜ｍ）を動作さ
せる。
まず、ｍ個のうちいずれか１つの電子走査形アレイアン
テナ4iを動作させた場合のビームカバレージ10i（ｉ＝
１〜ｍ）に所望の指向方向がある場合、入出力端子９に
入力された信号は、切換回路7aにより、ｍ個の電子走査
形アレイアンテナ４のうちいずれか１つを選択する面選
択回路６に伝送され、ここで制御回路８からの信号によ
り選択された１つの電子走査形アレイアンテナ4iに伝送
され、当該アレイアンテナ4iのアンテナ素子合成分配回
路3iでｍ個の移相器2i1〜2inに分配され、ｎ個の素子ア
ンテナ1i1〜1inを介して空間に放射される。この時、各
移相器2i1〜2inには制御回路８からの制御信号によりし
かるべき位相量が与えられ、ｎ個の素子アンテナ1i1〜1
inから放射された信号は、空間合成されて所望の方向に
放射される。
テナ4iを動作させた場合のビームカバレージ10i（ｉ＝
１〜ｍ）に所望の指向方向がある場合、入出力端子９に
入力された信号は、切換回路7aにより、ｍ個の電子走査
形アレイアンテナ４のうちいずれか１つを選択する面選
択回路６に伝送され、ここで制御回路８からの信号によ
り選択された１つの電子走査形アレイアンテナ4iに伝送
され、当該アレイアンテナ4iのアンテナ素子合成分配回
路3iでｍ個の移相器2i1〜2inに分配され、ｎ個の素子ア
ンテナ1i1〜1inを介して空間に放射される。この時、各
移相器2i1〜2inには制御回路８からの制御信号によりし
かるべき位相量が与えられ、ｎ個の素子アンテナ1i1〜1
inから放射された信号は、空間合成されて所望の方向に
放射される。
次に、２個の電子走査形アレイアンテナ4i及び4i+1を動
作させ合成した場合のビームカバレージ11i,11i+1（図
６では112,3及び114,1）に所望の指向方向がある場合、
入出力端子９に入力された信号は選択切換回路7aにより
合成分配切換回路26に伝送され、２個の選択切換回路7b
i及び7bi+1を介して２個の電子走査形アレイアンテナ4i
及び4i+1に分配される。分配された各信号は、電子走査
形アレイアンテナ4i及び4i+1内のアンテナ素子合成分配
回路3i及び3i+1により各々ｎ個の移相器2i1〜2in及び２
（ｉ＋１）１〜２（ｉ＋１）ｎを介して各々ｎ個のアン
テナ素子1i1〜1in及び１（ｉ＋１）１〜１（ｉ＋１）ｎ
から空間に夫々放射される。この時、2n個の各移相器2i
1〜2in及び２（ｉ＋１）１〜２（ｉ＋１）ｎには制御回
路８からの制御信号によりしかるべき移相量が与えられ
ており、2n個の各アンテナ素子1i1〜1in及び１
（ｉ＋１）１〜１（ｉ＋１）ｎから夫々放射される信号
は、空間合成されて所望の方向に放射される。
作させ合成した場合のビームカバレージ11i,11i+1（図
６では112,3及び114,1）に所望の指向方向がある場合、
入出力端子９に入力された信号は選択切換回路7aにより
合成分配切換回路26に伝送され、２個の選択切換回路7b
i及び7bi+1を介して２個の電子走査形アレイアンテナ4i
及び4i+1に分配される。分配された各信号は、電子走査
形アレイアンテナ4i及び4i+1内のアンテナ素子合成分配
回路3i及び3i+1により各々ｎ個の移相器2i1〜2in及び２
（ｉ＋１）１〜２（ｉ＋１）ｎを介して各々ｎ個のアン
テナ素子1i1〜1in及び１（ｉ＋１）１〜１（ｉ＋１）ｎ
から空間に夫々放射される。この時、2n個の各移相器2i
1〜2in及び２（ｉ＋１）１〜２（ｉ＋１）ｎには制御回
路８からの制御信号によりしかるべき移相量が与えられ
ており、2n個の各アンテナ素子1i1〜1in及び１
（ｉ＋１）１〜１（ｉ＋１）ｎから夫々放射される信号
は、空間合成されて所望の方向に放射される。
更に、ｍ個の電子走査形アレイアンテナ４をすべて動作
させて合成した場合のビームカバレージ111,2,3,…
,m（図６においては111,2,3,4）に所望の指向方向があ
った場合、入出力端子９に入力された信号は選択切換回
路7aにより合成分配切換回路26に伝送され、ｍ個の電子
走査形アレイアンテナ４全てに分配される。分配された
各信号は選択切換回路7bi（ｉ＝１〜ｍ）を介して各電
子走査形アレイアンテナ4iの合成分配回路3iに伝達さ
れ、該アンテナ素子合成分配回路3iにより分配されて移
相器2ijを介して素子アンテナ1ijより空間に夫々放射さ
れる。この時各移相器2ijには制御回路８からの制御信
号によりしかるべき位相量が与えられており、ｍ×ｎ個
の素子アンテナ１から放射された信号は空間合成されて
所望の方向に放射される。
させて合成した場合のビームカバレージ111,2,3,…
,m（図６においては111,2,3,4）に所望の指向方向があ
った場合、入出力端子９に入力された信号は選択切換回
路7aにより合成分配切換回路26に伝送され、ｍ個の電子
走査形アレイアンテナ４全てに分配される。分配された
各信号は選択切換回路7bi（ｉ＝１〜ｍ）を介して各電
子走査形アレイアンテナ4iの合成分配回路3iに伝達さ
れ、該アンテナ素子合成分配回路3iにより分配されて移
相器2ijを介して素子アンテナ1ijより空間に夫々放射さ
れる。この時各移相器2ijには制御回路８からの制御信
号によりしかるべき位相量が与えられており、ｍ×ｎ個
の素子アンテナ１から放射された信号は空間合成されて
所望の方向に放射される。
また、受信の場合はこれと逆の経路にて伝送され入出力
端子９に出力される。
端子９に出力される。
このように、本実施例によれば、１つの電子走査形アレ
イアンテナを選択する以外に任意の複数個及び全ての電
子走査形アレイアンテナを選択して送受信できるように
構成したので、より少ない素子アンテナおよび移相器で
（例えば第２図と第９図を比較すると、アンテナ素子及
び移相器の数は本実施例によると4/7に低減される）、
広域にわたってビームを走査することができる電子走査
形アレイアンテナ装置を実現することができる。
イアンテナを選択する以外に任意の複数個及び全ての電
子走査形アレイアンテナを選択して送受信できるように
構成したので、より少ない素子アンテナおよび移相器で
（例えば第２図と第９図を比較すると、アンテナ素子及
び移相器の数は本実施例によると4/7に低減される）、
広域にわたってビームを走査することができる電子走査
形アレイアンテナ装置を実現することができる。
なお、上記実施例では、合成分配切換回路26としてｍ個
の電子走査形アレイアンテナ４の中の２個及びすべてを
合成分配するものとして説明したが、任意の複数個の電
子走査形アレイアンテナ４を合成分配する回路を設ける
ようにしてもよい。
の電子走査形アレイアンテナ４の中の２個及びすべてを
合成分配するものとして説明したが、任意の複数個の電
子走査形アレイアンテナ４を合成分配する回路を設ける
ようにしてもよい。
また第３図は面選択回路６より伝送されてくるｍ個の電
子走査形アレイアンテナ４のうちいずれか１つの合成信
号，および合成分配切換回路26より伝送されてくるｍ個
の電子走査形アレイアンテナ４の任意の複数個及びすべ
てからの合成信号の各々の信号の一部を取り出す結合器
13a,13bと、これらの結合器13aおよび13bからの信号レ
ベルの大小を比較する判定回路14を設けたものである。
子走査形アレイアンテナ４のうちいずれか１つの合成信
号，および合成分配切換回路26より伝送されてくるｍ個
の電子走査形アレイアンテナ４の任意の複数個及びすべ
てからの合成信号の各々の信号の一部を取り出す結合器
13a,13bと、これらの結合器13aおよび13bからの信号レ
ベルの大小を比較する判定回路14を設けたものである。
第４図は上記第３図の装置による放射パターンの一例を
示している。ここで、ｍ個の電子走査形アレイアンテナ
４のうちいずれか１つの合成信号の放射パターン20aは
ｍ個の電子走査形アレイアンテナ４のすべての合成信号
の放射パターン20bに比べてビーム中心でのレベルは低
いがパターンの半値幅は広く、オフセット角度±θｃを
越える範囲ではむしろレベルは高くなる。
示している。ここで、ｍ個の電子走査形アレイアンテナ
４のうちいずれか１つの合成信号の放射パターン20aは
ｍ個の電子走査形アレイアンテナ４のすべての合成信号
の放射パターン20bに比べてビーム中心でのレベルは低
いがパターンの半値幅は広く、オフセット角度±θｃを
越える範囲ではむしろレベルは高くなる。
目標に対してビームを指向する場合、環境条件，あるい
はセンサの誤差等により角度誤差を持つため、角度誤差
がθｃより大きい時点ではｍ個の電子走査形アレイアン
テナ４のうちいずれか１つの合成信号の方を判定回路14
で選択し、制御回路18に入力することによって切換えを
行うようにすることにより、受信レベルが高い方の回路
構成を常に選択できるという効果がある。
はセンサの誤差等により角度誤差を持つため、角度誤差
がθｃより大きい時点ではｍ個の電子走査形アレイアン
テナ４のうちいずれか１つの合成信号の方を判定回路14
で選択し、制御回路18に入力することによって切換えを
行うようにすることにより、受信レベルが高い方の回路
構成を常に選択できるという効果がある。
又、第５図は面選択回路６により主信号とは別にｎ個の
電子走査形アレイアンテナ４のうちいずれか１つを選択
して補助信号を取出す構成とし、かつこの信号経路に制
御回路８からの制御信号によりそれぞれ通過減衰量およ
び通過位相量を変化できる可変減衰器16および可変位相
器17を設け、さらにこの補助信号を選択切換回路7aより
出力される主信号に結合する結合器13とを設けたもので
ある。
電子走査形アレイアンテナ４のうちいずれか１つを選択
して補助信号を取出す構成とし、かつこの信号経路に制
御回路８からの制御信号によりそれぞれ通過減衰量およ
び通過位相量を変化できる可変減衰器16および可変位相
器17を設け、さらにこの補助信号を選択切換回路7aより
出力される主信号に結合する結合器13とを設けたもので
ある。
第６図は、主信号の放射パターン20c、補助信号の放射
パターン20dおよび上述の補助信号を重畳した主信号の
放射パターン20eを示しており、例えば主信号のサイド
ローブが存在する角度θｄ方向に面選択回路６より取出
された補助信号の指向性が生じるように制御回路８より
移相器２を制御し、主信号の放射パターン20cの角度θ
ｄ方向のレベルと同一となるよう制御回路８より可変減
衰器16を制御し、角度θｄ方向の位相と180゜の位相差
をもつよう制御回路８により可変位相器17を制御し、補
助信号の放射パターン20dを形成する。ここで結合器13
を用いて主信号の放射パターン20cと補助信号の放射パ
ターン20dとを重畳することにより信号の入出力端子よ
り補助信号を重畳した主信号の放射パターン20eが出力
される。この時角度θｄ方向にはヌル点が形成されるた
めにサイドローブを低減でき、不要反射波を低減したり
擬似目標からの信号を除去できる効果がある。
パターン20dおよび上述の補助信号を重畳した主信号の
放射パターン20eを示しており、例えば主信号のサイド
ローブが存在する角度θｄ方向に面選択回路６より取出
された補助信号の指向性が生じるように制御回路８より
移相器２を制御し、主信号の放射パターン20cの角度θ
ｄ方向のレベルと同一となるよう制御回路８より可変減
衰器16を制御し、角度θｄ方向の位相と180゜の位相差
をもつよう制御回路８により可変位相器17を制御し、補
助信号の放射パターン20dを形成する。ここで結合器13
を用いて主信号の放射パターン20cと補助信号の放射パ
ターン20dとを重畳することにより信号の入出力端子よ
り補助信号を重畳した主信号の放射パターン20eが出力
される。この時角度θｄ方向にはヌル点が形成されるた
めにサイドローブを低減でき、不要反射波を低減したり
擬似目標からの信号を除去できる効果がある。
以上のように、この発明によれば、複数個の電子走査形
アレイアンテナのうちのいずれか１つ又は任意の複数個
若しくは全てを動作させるかのいずれかを選択して信号
を供給又は受信するように回路を構成したので、素子ア
ンテナおよび移相器の数を低減できるとともにこれによ
り小形，軽量でかつ広域にわたってビームを走査するこ
とのできる電子走査形アレイアンテナ装置が得られる効
果がある。
アレイアンテナのうちのいずれか１つ又は任意の複数個
若しくは全てを動作させるかのいずれかを選択して信号
を供給又は受信するように回路を構成したので、素子ア
ンテナおよび移相器の数を低減できるとともにこれによ
り小形，軽量でかつ広域にわたってビームを走査するこ
とのできる電子走査形アレイアンテナ装置が得られる効
果がある。
第１図はこの発明の一実施例による電子走査形アレイア
ンテナ装置を示すブロック図、第２図はこの発明の電子
走査形アレイアンテナ装置のビームカバレージを示す
図、第３図および第５図はこの発明の他の実施例による
電子走査形アレイアンテナ装置を示すブロック図、第４
図および第６図は第３図および第５図の放射パターンの
一例を示す図、第７図は従来の電子走査形アレイアンテ
ナ装置を示すブロック図、第８図は素子の位置を示すベ
クトルと指向方向を示すベクトルとを示す座標系図、第
９図および第10図は従来の電子走査形アレイアンテナ装
置のビームカバレージを示す図である。 図において、1ij（ｉ＝１〜m,j＝１〜ｎ）は素子アンテ
ナ、2ij（ｉ＝１〜m,j＝１〜ｎ）は移相器、3i（ｉ＝１
〜ｍ）はアンテナ素子合成分配回路、4i（ｉ＝１〜ｍ）
は電子走査形アレイアンテナ、５は面選択回路、７は選
択切換回路、８は制御回路、９は信号の入出力端子、10
i（ｉ＝１〜ｍ）は電子走査形アレイアンテナ4iのビー
ムカバレージ、11i,j,k,…は電子走査形アレイアンテナ
4iの合成走査形アレイアンテナ４のビームカバレージ、
12は所要ビームカバレージ、13,13a,13bは結合器、14は
判定回路、20a〜20eは放射パターン、16は可変減衰器、
17は可変位相器である。 なお図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
ンテナ装置を示すブロック図、第２図はこの発明の電子
走査形アレイアンテナ装置のビームカバレージを示す
図、第３図および第５図はこの発明の他の実施例による
電子走査形アレイアンテナ装置を示すブロック図、第４
図および第６図は第３図および第５図の放射パターンの
一例を示す図、第７図は従来の電子走査形アレイアンテ
ナ装置を示すブロック図、第８図は素子の位置を示すベ
クトルと指向方向を示すベクトルとを示す座標系図、第
９図および第10図は従来の電子走査形アレイアンテナ装
置のビームカバレージを示す図である。 図において、1ij（ｉ＝１〜m,j＝１〜ｎ）は素子アンテ
ナ、2ij（ｉ＝１〜m,j＝１〜ｎ）は移相器、3i（ｉ＝１
〜ｍ）はアンテナ素子合成分配回路、4i（ｉ＝１〜ｍ）
は電子走査形アレイアンテナ、５は面選択回路、７は選
択切換回路、８は制御回路、９は信号の入出力端子、10
i（ｉ＝１〜ｍ）は電子走査形アレイアンテナ4iのビー
ムカバレージ、11i,j,k,…は電子走査形アレイアンテナ
4iの合成走査形アレイアンテナ４のビームカバレージ、
12は所要ビームカバレージ、13,13a,13bは結合器、14は
判定回路、20a〜20eは放射パターン、16は可変減衰器、
17は可変位相器である。 なお図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】任意の面上に配列された複数のアンテナ素
子に、位相量可変の移相器を経由して信号を供給し、こ
の位相量を変化させることによって所望の指向性及び利
得を得る電子走査形アレイアンテナ装置において、 複数個のアンテナ素子と、各アンテナ素子への励振信号
の位相を制御する移相器と、送信時には各アンテナ素子
へ励振信号を分配して供給し、かつ受信時は各アンテナ
素子からの受信信号を合成する合成分配回路とを有する
複数個の電子走査形アレイアンテナと、 上記複数個の電子走査形アレイアンテナのうち選択した
１つの電子走査形アレイアンテナへ送信時には励振信号
を供給し受信時にはそれからの受信信号を受信する面選
択回路と、 上記複数個の電子走査形アレイアンテナのうち任意の複
数個へ励振信号を分配して供給し、又はそれらからの受
信信号を受信合成する合成分配切換回路と、 上記面選択回路からの信号と合成分配切換回路からの信
号を選択する選択切換回路と、 上記移相器，面選択回路及び合成分配切換回路を制御す
る制御回路とを備えたことを特徴とする電子走査形アレ
イアンテナ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1103650A JPH06105959B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 電子走査形アレイアンテナ装置 |
| US07/504,259 US5041835A (en) | 1989-04-24 | 1990-04-04 | Electronic scanning type array antenna device |
| GB9008010A GB2232536B (en) | 1989-04-24 | 1990-04-09 | Electronic scanning type array antenna device |
| FR9005071A FR2646563B1 (fr) | 1989-04-24 | 1990-04-20 | Dispositif d'antennes de reseau de type a balayage electronique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1103650A JPH06105959B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 電子走査形アレイアンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02281803A JPH02281803A (ja) | 1990-11-19 |
| JPH06105959B2 true JPH06105959B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=14359653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1103650A Expired - Fee Related JPH06105959B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 電子走査形アレイアンテナ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5041835A (ja) |
| JP (1) | JPH06105959B2 (ja) |
| FR (1) | FR2646563B1 (ja) |
| GB (1) | GB2232536B (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2356096B (en) * | 1991-03-12 | 2001-08-15 | Siemens Plessey Electronic | Method of operating a radar antenna system |
| US5128682A (en) * | 1991-04-24 | 1992-07-07 | Itt Corporation | Directional transmit/receive system for electromagnetic radiation with reduced switching |
| JP2642540B2 (ja) * | 1991-07-19 | 1997-08-20 | 三菱電機株式会社 | フェーズドアレーアンテナ |
| JP2702343B2 (ja) * | 1991-11-27 | 1998-01-21 | 三菱電機株式会社 | 電子ビーム走査アンテナ装置 |
| EP0546812B1 (en) * | 1991-12-10 | 1997-08-06 | Texas Instruments Incorporated | Wide field-of-view fixed body conformal antenna direction finding array |
| FR2751420B1 (fr) * | 1993-06-11 | 1998-12-18 | Le Centre Thomson D Applic Rad | Systeme radar de surveillance a impulsions a antenne fixe |
| AU699517B2 (en) | 1994-11-04 | 1998-12-03 | Andrew Llc | An antenna control system |
| GB2295524A (en) * | 1994-11-28 | 1996-05-29 | Northern Telecom Ltd | Beamed antenna system for a cellular radio base station |
| US5684491A (en) * | 1995-01-27 | 1997-11-04 | Hazeltine Corporation | High gain antenna systems for cellular use |
| US5581260A (en) * | 1995-01-27 | 1996-12-03 | Hazeltine Corporation | Angular diversity/spaced diversity cellular antennas and methods |
| US5729236A (en) * | 1995-04-28 | 1998-03-17 | Texas Instruments Incorporated | Identification system reader with multiplexed antennas |
| GB2306055B (en) * | 1995-10-06 | 2000-01-12 | Roke Manor Research | Improvements in or relating to antennas |
| FR2773661B1 (fr) * | 1998-01-12 | 2000-02-25 | Alsthom Cge Alcatel | Procede d'emission d'un signal de controle par une station de base d'un systeme de radiocommunication numerique cellulaire et station de base correspondante |
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| JP3326416B2 (ja) * | 1998-10-30 | 2002-09-24 | 三洋電機株式会社 | アダプティブアレー装置 |
| US6239744B1 (en) | 1999-06-30 | 2001-05-29 | Radio Frequency Systems, Inc. | Remote tilt antenna system |
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| US6366259B1 (en) | 2000-07-21 | 2002-04-02 | Raytheon Company | Antenna structure and associated method |
| US6573875B2 (en) | 2001-02-19 | 2003-06-03 | Andrew Corporation | Antenna system |
| JP2002271125A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 空間ダイバーシチアンテナ |
| DE10157109B4 (de) * | 2001-10-30 | 2011-01-13 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Richtantennenanordnung und Verfahren zum Messen der Einstrahlrichtung zumindest einer eingestrahlten elektromagnetischen Welle |
| US7298326B2 (en) * | 2004-03-30 | 2007-11-20 | Duong Minh H | Portable device and method employing beam selection to obtain satellite network positioning signals |
| US9091745B2 (en) * | 2012-02-20 | 2015-07-28 | Rockwell Collins, Inc. | Optimized two panel AESA for aircraft applications |
| JP6261209B2 (ja) * | 2013-07-04 | 2018-01-17 | キヤノン株式会社 | 複数の生産装置を備えるシステム |
| CN109638462B (zh) * | 2018-12-21 | 2021-09-14 | 深圳市万普拉斯科技有限公司 | 天线***、移动终端及天线***的切换方法 |
| EP3713014A1 (en) * | 2019-03-21 | 2020-09-23 | Nokia Solutions and Networks Oy | Configurable antenna arrangements |
| CN113437518B (zh) * | 2021-06-29 | 2022-08-05 | 中国西安卫星测控中心 | 一种基于抛物面统一测控天线的扫描捕获方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3737899A (en) * | 1971-02-01 | 1973-06-05 | Raytheon Co | Phased array antenna controller |
| US4667201A (en) * | 1983-11-29 | 1987-05-19 | Nec Corporation | Electronic scanning antenna |
| IT1179394B (it) * | 1984-07-09 | 1987-09-16 | Selenia Ind Elettroniche | Antenna multifascio in grado di realizzare posizioni di fascio diverse in funzione del settore angolare di interesse |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP1103650A patent/JPH06105959B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-04-04 US US07/504,259 patent/US5041835A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-09 GB GB9008010A patent/GB2232536B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-20 FR FR9005071A patent/FR2646563B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2646563B1 (fr) | 1994-02-18 |
| GB2232536B (en) | 1993-12-08 |
| GB2232536A (en) | 1990-12-12 |
| US5041835A (en) | 1991-08-20 |
| FR2646563A1 (fr) | 1990-11-02 |
| GB9008010D0 (en) | 1990-06-06 |
| JPH02281803A (ja) | 1990-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |