JPH09326629A - Array antenna system - Google Patents
Array antenna systemInfo
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- JPH09326629A JPH09326629A JP14569396A JP14569396A JPH09326629A JP H09326629 A JPH09326629 A JP H09326629A JP 14569396 A JP14569396 A JP 14569396A JP 14569396 A JP14569396 A JP 14569396A JP H09326629 A JPH09326629 A JP H09326629A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、偏波を制御可能
なアレイ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 an array antenna device capable of controlling polarization.
【0002】[0002]
【従来の技術】図10は従来の偏波切り換え可能なクォ
ードリッジホーンアンテナの構成図であり、図11は従
来の偏波切り換え可能なクォードリッジホーンアンテナ
装置の構成図である。図10において、13は偏波を切
り換えて放射又は受信できるクォードリッジホーンアン
テナ、13aは垂直偏波を放射または受信するための第
1の給電点、13bは水平偏波を放射または受信するた
めの第2の給電点である。図11において、2は第1の
給電点13a及び第2の給電点13bに給電を行う給電
部、3は第1の給電点13aに給電を行う信号の位相を
変化させる移相器、5は信号を送信または受信する送信
機又は受信機である。2. Description of the Related Art FIG. 10 is a block diagram of a conventional polarization-switchable quadridge horn antenna, and FIG. 11 is a block diagram of a conventional polarization-switchable quadridge horn antenna device. In FIG. 10, 13 is a quad ridge horn antenna that can switch between polarized waves to radiate or receive, 13a is a first feeding point for radiating or receiving vertical polarization, and 13b is for radiating or receiving horizontal polarization. This is the second feeding point. In FIG. 11, 2 is a power feeding unit that feeds power to the first feeding point 13a and second feeding point 13b, 3 is a phase shifter that changes the phase of a signal that feeds power to the first feeding point 13a, and 5 is a phase shifter. A transmitter or receiver that transmits or receives signals.
【0003】次に、動作を図について説明する。従来の
偏波切り換え可能なアンテナは上記のように構成され、
送信をする場合には、送信機5から出力された電力は、
給電部2により第1の給電点13a及び第2の給電点1
3bに給電される。このとき第1の給電点13aに給電
される信号は、移相器3により位相制御されることによ
り、水平偏波,垂直偏波及び円偏波が切り換えて送信さ
れる。また、受信する場合には、クオードリッジホーン
アンテナ13で受信された電力は、給電部2により受信
機5に給電される。このとき、第1の給電点13aから
給電される信号は、位相器3により位相制御されること
により、水平偏波、垂直偏波及び円偏波が切り換えて受
信される。Next, the operation will be described with reference to the drawings. The conventional polarization switchable antenna is configured as described above,
When transmitting, the power output from the transmitter 5 is
The power feeding unit 2 allows the first power feeding point 13a and the second power feeding point 1
Power is supplied to 3b. At this time, the signal fed to the first feeding point 13a is phase-controlled by the phase shifter 3 so that horizontal polarization, vertical polarization, and circular polarization are switched and transmitted. When receiving, the power received by the quad ridge horn antenna 13 is supplied to the receiver 5 by the power supply unit 2. At this time, the signal fed from the first feeding point 13a is phase-controlled by the phase shifter 3 so that the horizontally polarized wave, the vertically polarized wave, and the circularly polarized wave are switched and received.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の偏波切り換え可
能なアンテナは上記のように構成されているので、図1
0に示すように開口面が長方形の場合、水平偏波と垂直
偏波の電力にアンバランスが生じ、また楕円偏波率が大
きくなるという問題点がある。Since the conventional polarization switchable antenna is constructed as described above, the antenna shown in FIG.
When the opening surface is rectangular as shown in 0, there is a problem that the electric power of the horizontal polarization and the electric power of the vertical polarization are unbalanced and the elliptic polarization rate becomes large.
【0005】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、長方形の開口面から、水平偏波
と垂直偏波の電力のアンバランスの小さい直線偏波及び
楕円偏波率の小さい円偏波を送信または受信するアレイ
アンテナ装置を得ることを目的としている。また、位相
制御により直線偏波の偏波面を可変にするアレイアンテ
ナ装置を得ることを目的としている。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a linear polarization and an elliptic polarization rate with a small unbalance of the power of the horizontal polarization and the vertical polarization from the rectangular aperture. It is an object of the present invention to obtain an array antenna device that transmits or receives a circularly polarized wave having a small value. Another object of the present invention is to obtain an array antenna device that makes the plane of polarization of a linearly polarized wave variable by controlling the phase.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明に係るアレイア
ンテナ装置は、長方形の開口面を複数の正方形に分割
し、それぞれの正方形内に、垂直偏波に対して右斜め4
5°直線偏波及び左斜め45°直線偏波を放射し、給電
点を有するアンテナ素子を直交して配設した複数の直交
アンテナ素子と、前記アンテナ素子の一方に前記給電点
を介して第1の信号を給電する第1の給電部と、前記ア
ンテナ素子の他方に前記給電点を介して第2の信号を給
電する第2の給電部と、前記アンテナ素子の放射波に対
応する送信信号を送出する送信機と、前記送信信号の位
相を変化して前記第1の信号として前記第1の給電部に
出力する第1の移相器と、前記送信信号の位相を変化し
て前記第2信号として前記第2の給電部に出力する第2
の移相器と、前記第1及び第2の移相器を制御して前記
第1と第2の信号の位相差を、0、π、π/2、−π/
2の4通りに制御する位相制御器とを備えたものであ
る。In the array antenna device according to the present invention, a rectangular aperture plane is divided into a plurality of squares, and in each of the squares, there is a diagonal 4 to the right with respect to vertical polarization.
A plurality of orthogonal antenna elements that radiate a 5 ° linearly polarized wave and a 45 ° linearly polarized wave to the left and have orthogonally arranged antenna elements having a feeding point, and one of the antenna elements via the feeding point. A first power feeding unit that feeds a signal of 1, a second power feeding unit that feeds a second signal to the other of the antenna elements via the feeding point, and a transmission signal corresponding to a radiation wave of the antenna element. Transmitting a signal, a first phase shifter that changes the phase of the transmission signal and outputs the first signal to the first power supply unit, and a phase shifter that changes the phase of the transmission signal to change the phase of the transmission signal. A second signal output to the second power supply unit as two signals
Control the first and second phase shifters, and the phase difference between the first and second signals is 0, π, π / 2, −π /
It is provided with a phase controller for controlling in four ways (2).
【0007】また、次の発明に係るアレイアンテナ装置
は、長方形の開口面を複数の正方形に分割し、それぞれ
の正方形内に、垂直偏波に対して右斜め45°直線偏波
及び左斜め45°直線偏波を受信し、給電点を有するア
ンテナ素子を直交して配設した複数の直交アンテナ素子
と、前記アンテナ素子の一方が受信した第1の信号を前
記給電点を介して給電する第1の給電部と、前記アンテ
ナ素子の他方が受信した第2の信号を前記給電点を介し
て給電する第2の給電部と、前記第1の信号を入力して
位相を変化する第1の移相器と、前記第2の信号を入力
して位相を変化する第2の移相器と、前記第1及び第2
の移相器を制御して前記第1と第2の信号の位相差を、
0、π、π/2、−π/2の4通りに制御する位相制御
器と、前記第1及び第2の移相器が出力する信号を受信
する受信機とを備えたものである。In the array antenna device according to the next invention, the rectangular aperture plane is divided into a plurality of squares, and each square has 45 ° to the right polarization with respect to the vertical polarization and 45 ° to the left polarization with respect to the vertical polarization. ° A plurality of orthogonal antenna elements receiving linearly polarized waves and orthogonally arranging antenna elements having feed points, and feeding a first signal received by one of the antenna elements via the feed points No. 1 feeding unit, a second feeding unit feeding the second signal received by the other of the antenna elements via the feeding point, and a first feeding unit receiving the first signal and changing the phase. A phase shifter, a second phase shifter that changes the phase by inputting the second signal, and the first and second
To control the phase difference between the first and second signals by
It is provided with a phase controller for controlling in four ways of 0, π, π / 2, and -π / 2, and a receiver for receiving the signals output from the first and second phase shifters.
【0008】また、次の発明に係るアレイアンテナ装置
は、第1の移相器をアンテナ素子の給電点に対応して複
数設け、位相制御器は第1と第2の信号の位相差を0と
するグループの数と前記移相差をπとするグループの数
を可変となるように複数の第1の移相器及び第2の移相
器を制御するものである。In the array antenna device according to the next invention, a plurality of first phase shifters are provided corresponding to the feeding points of the antenna elements, and the phase controller sets the phase difference between the first and second signals to zero. The plurality of first phase shifters and the second phase shifters are controlled so that the number of groups and the number of groups having the phase shift difference of π are variable.
【0009】また、次の発明に係るアレイアンテナ装置
は、第1の移相器と第2の移相器を各々のアンテナ素子
の給電点に対応して複数設け、位相制御器は各々のアン
テナ素子の給電点に対応する第1と第2の信号の位相差
を、0、π、π/2、−π/2の4通りに制御するとと
もに、隣接する直交アンテナ素子の給電位相差が同一と
なるように制御するものである。In the array antenna device according to the next invention, a plurality of first phase shifters and second phase shifters are provided corresponding to the feeding points of the respective antenna elements, and the phase controller is provided for each antenna. The phase difference between the first and second signals corresponding to the feeding point of the element is controlled in four ways of 0, π, π / 2, and -π / 2, and the feeding phase difference between adjacent orthogonal antenna elements is the same. It is controlled so that
【0010】また、次の発明に係るアレイアンテナ装置
は、第1の移相器と第2の移相器を各々のアンテナ素子
の給電点に対応して複数設け、位相制御器は各々のアン
テナ素子の給電点に対応する第1と第2の信号の位相差
を0とするグループの数と前記移相差をπとするグルー
プの数を制御するとともに、隣接する直交アンテナ素子
の給電位相差が同一となるように制御するものである。In the array antenna device according to the next invention, a plurality of first phase shifters and second phase shifters are provided corresponding to the feeding points of the respective antenna elements, and the phase controller is provided for each antenna. The number of groups in which the phase difference between the first and second signals corresponding to the feeding point of the element is 0 and the number of groups in which the phase difference is π is controlled, and the feeding phase difference between the adjacent orthogonal antenna elements is controlled. The control is performed so as to be the same.
【0011】また、次の発明に係るアレイアンテナ装置
は、アンテナ素子を直交して配設することに代えて、ア
ンテナ素子を90°の角度をもって配設したものであ
る。Further, in the array antenna device according to the next invention, instead of arranging the antenna elements orthogonally, the antenna elements are arranged at an angle of 90 °.
【0012】更に、次の発明に係るアレイアンテナ装置
は、直交アンテナ素子に代えて、長方形の開口面を複数
の正方形に分割し、それぞれの正方形内に、垂直偏波に
対して右斜め45°直線偏波及び左斜め45°直線偏波
を放射又は受信する一対の給電点を有する複数のクオー
ドリッジホーンアンテナ素子を備えたものである。Further, in the array antenna device according to the next invention, instead of the orthogonal antenna element, a rectangular aperture plane is divided into a plurality of squares, and each square has a right angle of 45 ° with respect to vertical polarization. It is provided with a plurality of quad ridge horn antenna elements having a pair of feeding points that radiate or receive a linearly polarized wave and a 45 ° left diagonally polarized wave.
【0013】[0013]
実施の形態1.以下、この発明のアレイアンテナ装置の
一実施の形態を図について説明する。図1はこの発明の
実施の形態1によるアレイアンテナ装置を構成する直交
アンテナ素子の開口面の構成図であり、図2はこの発明
の実施の形態1によるアレイアンテナ装置の構成図であ
る。図1において、1は長方形の開口面を複数の正方形
に分割し、それぞれの正方形内に、垂直偏波に対して右
斜め45゜直線偏波(以後、右斜め45゜直線偏波と称
す。)及び垂直偏波に対して左斜め45゜直線偏波(以
後、左斜め45゜直線偏波と称す。)を放射または受信
するアンテナ素子を直交させて構成した、直交アンテナ
素子、1aは、右斜め45゜直線偏波を送信または受信
するための第1の給電点、1bは、左斜め45゜直線偏
波を送信または受信するための第2の給電点である。図
2において、2は複数のアンテナ素子のそれぞれの第1
の給電点1a及び第2の給電点1bに給電を行う給電
部、3aは第1の給電点1aに給電を行う信号の位相を
変化させる第1の移相器、3bは第2の給電点1bに給
電を行う信号の位相を変化させる第2の移相器、4は第
1の移相器3a及び第2の移相器3bの位相量の差を
0,π,π/2,−π/2の4通りの何れかに制御する
位相制御器、5は信号を送信または受信する送信機また
は受信機である。Embodiment 1. An embodiment of the array antenna device of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a configuration diagram of an opening surface of an orthogonal antenna element forming an array antenna device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of an array antenna device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a rectangular aperture plane divided into a plurality of squares, and each square has a right-angled 45 ° linear polarization (hereinafter referred to as a right-angled 45 ° linear polarization) with respect to vertical polarization. ) And a vertical polarized wave with respect to the left polarized 45 ° linear polarized wave (hereinafter referred to as a left polarized 45 ° linear polarized wave). A first feeding point 1b for transmitting or receiving a 45 ° linear polarized wave to the right is a second feeding point for transmitting or receiving a 45 ° linear polarized wave to the left. In FIG. 2, 2 is the first of each of the plurality of antenna elements.
Of the power feeding point 1a and the second power feeding point 1b, 3a is a first phase shifter for changing the phase of the signal feeding the first power feeding point 1a, and 3b is a second power feeding point The second phase shifter 4 that changes the phase of the signal that feeds power to 1b is 0, π, π / 2, −, which is the difference in the phase amounts of the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b. A phase controller 5 that controls one of four types of π / 2 is a transmitter or a receiver that transmits or receives a signal.
【0014】ここで、第1の移相器3a及び第2の移相
器3bのどちらか一方があれば、第1の給電点1a及び
第2の給電点1bに給電される信号の位相差を0、π、
π/2、−π/2の4通りの何れかに制御することがで
きるが、次の理由により第1の移相器3a及び第2の移
相器3bとして双方に同様な移相器を挿入して構成す
る。各直交アンテナ素子1により広帯域にわてって楕円
偏波率の小さい円偏波を放射または受信するためには第
1の給電点1a及び第2の給電点1bに給電される信号
の経路の損失の差を広帯域にわたって補償する必要があ
る。このためには、双方の経路に広帯域にわたって挿入
損失の周波数特性が同様な部品を挿入する必要があり、
双方の経路に同様な移相器を挿入して構成することによ
り経路の損失の差を広帯域にわたって補償することがで
きる。なお、直交アンテナ素子1を構成するアンテナ素
子として、スロットアンテナ又はノッチアンテナ等を用
いることにより、直交の配列が可能となる。Here, if either the first phase shifter 3a or the second phase shifter 3b is provided, the phase difference between the signals fed to the first feeding point 1a and the second feeding point 1b. 0, π,
It is possible to control in any of four ways of π / 2 and −π / 2, but for the following reason, the same phase shifter is used as both the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b. Insert and configure. In order to radiate or receive a circularly polarized wave having a small elliptic polarization rate by each orthogonal antenna element 1 over a wide band, in order to radiate or receive a circularly polarized wave having a small elliptic polarization rate, The loss difference needs to be compensated over a wide band. For this purpose, it is necessary to insert components with similar frequency characteristics of insertion loss in both paths over a wide band.
By inserting a similar phase shifter in both paths, it is possible to compensate for the difference in path loss over a wide band. By using a slot antenna, a notch antenna, or the like as an antenna element forming the orthogonal antenna element 1, orthogonal arrangement is possible.
【0015】次に、動作を図について説明する。送信を
する場合には、送信機5から出力された電力は、給電部
2により第1の移相器3a及び第2の移相器3bに給電
され、位相制御器4により第1の移相器3a及び第2の
移相器3bの位相量の差が0、π、π/2、−π/2の
4通りの何れかに制御され、第1の移相器で位相制御さ
れた信号は給電部2により直交アンテナ素子1の第1の
給電点1aに、第2の移相器で位相制御された信号は給
電部2により直交アンテナ素子1の第2の給電点1bに
給電され、偏波合成されて送信される。このとき、第1
の移相器3a及び第2の移相器3bの位相量の差を0、
π、π/2、−π/2の4通りの何れかに切り換えるこ
とにより、水平偏波、垂直偏波、右旋円偏波及び左旋円
偏波を切り換えて送信できる。ここで、制御される位相
量の差と合成される偏波との対応関係を、図3を用いて
説明する。図3は水平偏波、垂直偏波、右旋円偏波及び
左旋円偏波の合成のし方の説明図である。図3におい
て、右斜め45゜直線偏波14aに対する左斜め45゜
直線偏波の位相差が0の場合には、垂直偏波15が合成
される。位相差がーπの場合には水平偏波16が合成さ
れる。 同様に位相差がπ/2、ーπ/2の場合には、
それぞれ右旋円偏波、左旋円偏波が合成されることが示
されている。Next, the operation will be described with reference to the drawings. When transmitting, the power output from the transmitter 5 is fed to the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b by the power feeding unit 2, and the first phase shifter 3 is fed by the phase controller 4. Of phase difference between the phase shifter 3a and the second phase shifter 3b is controlled to any one of 0, π, π / 2, and -π / 2, and the phase is controlled by the first phase shifter. Is fed to the first feeding point 1a of the orthogonal antenna element 1 by the feeding portion 2, and the signal whose phase is controlled by the second phase shifter is fed to the second feeding point 1b of the orthogonal antenna element 1 by the feeding portion 2. The polarized waves are combined and transmitted. At this time, the first
The phase difference between the phase shifter 3a and the second phase shifter 3b is 0,
By switching to any of four ways of π, π / 2, and -π / 2, horizontal polarization, vertical polarization, right-hand circular polarization and left-hand circular polarization can be switched and transmitted. Here, the correspondence between the controlled phase difference and the combined polarization will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of how to combine horizontal polarization, vertical polarization, right-hand circular polarization and left-hand circular polarization. In FIG. 3, when the phase difference between the left diagonal 45 ° linear polarized wave 14a and the left diagonal 45 ° linear polarized wave 14a is 0, the vertical polarized wave 15 is combined. When the phase difference is −π, the horizontally polarized wave 16 is combined. Similarly, when the phase difference is π / 2 and -π / 2,
It is shown that right-handed circular polarization and left-handed circular polarization are combined, respectively.
【0016】また、受信をする場合には、直交アンテナ
素子1により受信された電力は、第1の給電点1a及び
第2の給電点1bから給電部2により第1の移相器3a
及び第2の移相器3bに給電される。このとき、位相制
御器4により第1の移相器3a及び第2の移相器3bの
位相量の差が0、π、π/2、−π/2の4通りの何れ
かに制御されることにより、水平偏波、垂直偏波、右旋
円偏波及び左旋円偏波を切り換えて受信できる。制御さ
れる位相量の差と合成される偏波との対応関係は送信を
する場合と同じである。When receiving, the electric power received by the quadrature antenna element 1 is fed from the first feeding point 1a and the second feeding point 1b by the feeding section 2 to the first phase shifter 3a.
And the second phase shifter 3b. At this time, the phase controller 4 controls the phase difference between the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b to be one of 0, π, π / 2, and −π / 2. As a result, horizontal polarization, vertical polarization, right-hand circular polarization and left-hand circular polarization can be switched and received. The correspondence between the controlled phase difference and the combined polarization is the same as when transmitting.
【0017】上述のようにアレイアンテナ装置を、長方
形の開口面を複数の正方形に分割し、それぞれの正方形
内に、垂直偏波に対して右斜め45°直線偏波及び左斜
め45°直線偏波を放射し、給電点を有するアンテナ素
子を直交して配設した複数の直交アンテナ素子1により
構成し、位相制御器4により第1の移相器3a及び第2
の移相器3bの位相量の差が0、π、π/2、−π/2
の4通りの何れかにに制御すると、各アンテナ素子から
は、水平偏波と垂直偏波の電力のアンバランスの小さい
直線偏波及び楕円偏波率の小さい円偏波が送信または受
信され、それらが合成された結果、長方形の開口面か
ら、水平偏波と垂直偏波の電力のアンバランスの小さい
直線偏波及び楕円偏波率の小さい円偏波が送信または受
信される。As described above, the array antenna device is divided into a plurality of squares with a rectangular opening face, and in each of the squares, a linear polarization of 45 ° to the right and a linear polarization of 45 ° to the left with respect to the vertical polarization. A plurality of orthogonal antenna elements 1 that radiate waves and have feeding points are arranged orthogonally, and the phase controller 4 includes a first phase shifter 3a and a second phase shifter 3a.
The phase difference of the phase shifter 3b is 0, π, π / 2, -π / 2
When controlled in any of four ways, each antenna element transmits or receives a linear polarization with a small unbalance of the power of the horizontal polarization and the vertical polarization and a circular polarization with a small elliptic polarization ratio, As a result of combining them, a linear polarization with a small power imbalance between horizontal polarization and vertical polarization and a circular polarization with a small elliptic polarization rate are transmitted or received from the rectangular aperture.
【0018】実施の形態2.次に、実施の形態1では、
右斜め45゜直線偏波及び左斜め45゜直線偏波を放射
または受信するアンテナ素子を直交させて構成したが、
アンテナ素子をT字状又はL字状に配置して構成するこ
とにより、ログペリアンテナ等、中心に同軸ケーブルの
あるアンテナ素子でも構成が可能となる。Embodiment 2. Next, in the first embodiment,
The antenna elements that radiate or receive the 45 ° linearly polarized waves diagonally to the right and the 45 ° linearly polarized waves to the left are made orthogonal to each other.
By arranging the antenna elements in a T shape or an L shape, an antenna element having a coaxial cable in the center, such as a log-peri antenna, can be used.
【0019】以下、この実施の形態2によるアレイアン
テナ装置を図により説明する。図4はこの実施の形態2
によるアレイアンテナ装置を構成する90゜配置のアン
テナ素子の開口面の構成図である。図4において、6は
長方形の開口面を複数の正方形に分割し、それぞれの正
方形内に、右斜め45゜直線偏波及び左斜め45゜直線
偏波を放射または受信するアンテナ素子をT字状又はL
字状に構成した、90゜配置のアンテナ素子、6aは、
右斜め45゜直線偏波を送信または受信するための第1
の給電点、6bは、左斜め45゜直線偏波を送信するた
めの第2の給電点である。実施の形態2におけるアレイ
アンテナ装置の構成は、アンテナ素子の配置を除いて図
2と同一であり、動作も実施の形態1と同様である。The array antenna device according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 shows the second embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of an opening surface of an antenna element arranged at 90 ° which constitutes an array antenna device according to FIG. In FIG. 4, reference numeral 6 is a rectangular aperture plane divided into a plurality of squares, and each square has a T-shaped antenna element for radiating or receiving a 45 ° linear polarized wave to the right and a 45 ° linear polarized wave to the left. Or L
The antenna element with a 90-degree arrangement, 6a
First for transmitting or receiving 45 ° right-angled linear polarization
, 6b is a second feeding point for transmitting a left-handed 45 ° linearly polarized wave. The configuration of the array antenna device in the second embodiment is the same as that in FIG. 2 except for the arrangement of the antenna elements, and the operation is the same as in the first embodiment.
【0020】上述のようにアレイアンテナ装置を、長方
形の開口面を複数の正方形に分割し、それぞれの正方形
内に、垂直偏波に対して右斜め45°直線偏波及び左斜
め45°直線偏波を放射し、給電点を有するアンテナ素
子をT字状又はL字状に配置して複数の90゜配置のア
ンテナ素子6により構成し、位相制御器4により第1の
移相器3a及び第2の移相器3bの位相量の差が0、
π、π/2、−π/2の4通りの何れかにに制御する
と、各アンテナ素子からは、水平偏波と垂直偏波の電力
のアンバランスの小さい直線偏波及び楕円偏波率の小さ
い円偏波が送信または受信され、それらが合成された結
果、長方形の開口面から、水平偏波と垂直偏波の電力の
アンバランスの小さい直線偏波及び楕円偏波率の小さい
円偏波が送信または受信される。As described above, the array antenna device is divided into a plurality of squares with a rectangular opening face, and in each square, a 45 ° linear polarization to the right and a 45 ° linear polarization to the left are polarized with respect to the vertical polarization. An antenna element that radiates a wave and has a feeding point is arranged in a T-shape or an L-shape to form a plurality of 90-degree-arranged antenna elements 6, and the phase controller 4 controls the first phase shifter 3a and The phase difference of the phase shifter 3b of 2 is 0,
When controlled in any of four ways of π, π / 2, and -π / 2, the linear polarization and the elliptic polarization ratio with a small unbalance of the power of the horizontal polarization and the vertical polarization are obtained from each antenna element. As a result of transmitting or receiving small circular polarized waves and combining them, linear polarized waves with a small power imbalance of horizontal polarized waves and vertical polarized waves and circular polarized waves with a small elliptic polarization rate from the rectangular aperture plane. Is sent or received.
【0021】実施の形態3.次に、実施の形態1では、
右斜め45゜直線偏波及び左斜め45゜直線偏波を放射
または受信するアンテナ素子を直交させて構成したが、
この実施の形態3では、アンテナ素子にクォードリッジ
ホーンアンテナ素子を用いている。クォードリッジホー
ンアンテナはノッチアンテナ、ログペリアアンテナ等に
比較して供給電力に対する耐電力が大きいため、より大
きな電力を供給することが可能である。Embodiment 3 Next, in the first embodiment,
The antenna elements that radiate or receive the 45 ° linearly polarized waves diagonally to the right and the 45 ° linearly polarized waves to the left are made orthogonal to each other.
In the third embodiment, a quad ridge horn antenna element is used as the antenna element. The quad ridge horn antenna has higher withstand power than the notch antenna, the log-pelia antenna, etc., and thus can supply a larger amount of power.
【0022】以下、この実施の形態3によるアレイアン
テナ装置を図により説明する。図5はこの実施の形態3
によるアレイアンテナ装置を構成するクォードリッジホ
ーンアンテナ素子の開口面の構成図である。図5におい
て、7は長方形の開口面を複数の正方形に分割し、それ
ぞれの正方形内に、右斜め45゜直線偏波及び左斜め4
5゜直線偏波を放射または受信するための一対の給電点
を有するクォードリッジホーンアンテナ素子であり、対
向するリッジを結ぶ線が偏波面となる。7aは、右斜め
45゜直線偏波を送信または受信するための第1の給電
点、7bは、左斜め45゜直線偏波を送信または受信す
るための第2の給電点である。実施の形態3におけるア
レイアンテナ装置の構成は、アンテナ素子の構成を除い
て図2と同一であり、動作も実施の形態1と同様であ
る。The array antenna device according to the third embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 shows the third embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of an opening surface of a quad ridge horn antenna element that constitutes an array antenna device according to the above. In FIG. 5, 7 is a rectangular aperture plane divided into a plurality of squares, and in each square, a 45 ° right-polarized linearly polarized wave and a left-oblique 4 °
This is a quad ridge horn antenna element having a pair of feeding points for radiating or receiving 5 ° linearly polarized wave, and a line connecting the opposing ridges is the plane of polarization. Reference numeral 7a is a first feeding point for transmitting or receiving 45 ° linear polarized waves to the right, and 7b is a second feeding point for transmitting or receiving 45 ° linear polarized waves to the left. The configuration of the array antenna device according to the third embodiment is the same as that of FIG. 2 except for the configuration of the antenna element, and the operation is the same as that of the first embodiment.
【0023】上述のようにアレイアンテナ装置を、長方
形の開口面を複数の正方形に分割し、それぞれの正方形
内に、垂直偏波に対して右斜め45゜直線偏波及び左斜
め45゜直線偏波を放射または受信する複数のクォード
リッジホーンアンテナ素子を設けることにより、各クォ
ードリッジホーンアンテナ素子からは、水平偏波と垂直
偏波の電力のアンバランスの小さい直線偏波及び楕円偏
波率の小さい円偏波が送信または受信され、それらが合
成された結果、アレイアンテナ装置の長方形の開口面か
ら、水平偏波と垂直偏波の電力のアンバランスの小さい
直線偏波及び楕円偏波率の小さい円偏波が送信または受
信される。As described above, the array antenna device is divided into a plurality of squares with a rectangular aperture surface, and in each square, a 45 ° linear polarization to the right and a 45 ° linear polarization to the left are polarized with respect to the vertical polarization. By providing a plurality of quad ridge horn antenna elements that radiate or receive waves, each quad ridge horn antenna element can reduce the linear polarization and elliptic polarization ratio of the horizontal and vertical polarization power imbalances. As a result of transmitting or receiving small circular polarized waves and synthesizing them, from the rectangular aperture surface of the array antenna device, the linear polarization and the elliptic polarization ratio of the horizontal polarization and the vertical polarization with a small power imbalance A small circular polarization is transmitted or received.
【0024】実施の形態4.次に、実施の形態1、実施
の形態2及び実施の形態3では、複数の第1の給電点1
a、6a、7aに給電を行う信号の位相を一括して1つ
の第1の移相器3aにより制御するが、この実施の形態
4では、複数の第1の給電点1a、6a、7aに給電を
行う信号の位相をそれぞれ独立に変化させる複数の第1
の移相器3aを設け、位相制御器により、全アンテナ素
子の中で、水平偏波に励振するアンテナ素子数と、垂直
偏波に励振するアンテナ素子数の割合を変化させること
により、直線偏波の偏波面を可変にする。Embodiment 4 Next, in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the plurality of first feeding points 1
The phases of the signals for feeding a, 6a, and 7a are collectively controlled by one first phase shifter 3a. However, in the fourth embodiment, a plurality of first feeding points 1a, 6a, and 7a are provided. A plurality of first units that independently change the phase of a signal for power feeding
The phase shifter 3a is provided, and the phase controller changes the ratio of the number of antenna elements excited in the horizontal polarization to the number of antenna elements excited in the vertical polarization among all the antenna elements. Make the polarization plane of the wave variable.
【0025】以下、この実施の形態4を図について説明
する。図6はこの発明の実施の形態4によるアレイアン
テナ装置の構成図であり、図2と基本的に同じ構成であ
るが、複数の第1の給電点1aに給電を行う信号の位相
をそれぞれ独立に変化させる複数の第1の移相器3aが
設けてある点が異なる。図6において、8は位相制御器
であり、第1の移相器3a及び第2の移相器3bの位相
量の差が、0となる第1の移相器と、πとなる第1の移
相器の数の組み合わせを制御する機能を更に有する。The fourth embodiment will be described below with reference to the drawings. 6 is a block diagram of an array antenna device according to a fourth embodiment of the present invention, which has basically the same configuration as that of FIG. 2, but the phases of signals for feeding a plurality of first feeding points 1a are independent of each other. It is different in that a plurality of first phase shifters 3a for changing to In FIG. 6, reference numeral 8 is a phase controller, and the first phase shifter having a difference in phase amount between the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b is 0 and the first phase shifter is π. It also has the function of controlling the combination of the number of phase shifters.
【0026】次に、動作を図について説明する。図7は
直線偏波の電界の振幅ベクトルの説明図である。図7に
おいて、9は直線偏波の水平方向の電界の振幅ベクト
ル、10は直線偏波の垂直方向の電界の振幅ベクトル、
11は水平方向の電界の振幅ベクトル9に対して角度θ
1を有する合成電界の振幅ベクトルである。この実施の
形態4の動作は基本的に実施の形態1と同様であるが、
位相制御器8により、第1の移相器3a及び第2の移相
器3bの位相量の差を0とする第1の移相器3aの数を
m個に、同じく位相量の差をπとする第1の移相器3a
の数をn個に制御することにより、図7に示す水平方向
の電界の振幅ベクトル9の大きさと、垂直方向の電界の
振幅ベクトル10の大きさが可変になり、その結果、こ
れらのベクトルの合成ベクトルである合成電界の振幅ベ
クトル11の方向すなわち直線偏波の偏波面を制御でき
るようになる。Next, the operation will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is an explanatory diagram of the amplitude vector of the linearly polarized electric field. In FIG. 7, 9 is the amplitude vector of the linearly polarized electric field in the horizontal direction, 10 is the amplitude vector of the linearly polarized electric field in the vertical direction,
11 is an angle θ with respect to the amplitude vector 9 of the electric field in the horizontal direction.
Is the amplitude vector of the combined electric field with 1 . The operation of the fourth embodiment is basically the same as that of the first embodiment,
By the phase controller 8, the number of the first phase shifters 3a whose difference between the phase amounts of the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b is 0 is set to m, and the difference between the phase amounts is also changed. First phase shifter 3a with π
By controlling the number of n to n, the magnitude of the amplitude vector 9 of the electric field in the horizontal direction and the magnitude of the amplitude vector 10 of the electric field in the vertical direction shown in FIG. 7 are made variable. As a result, It becomes possible to control the direction of the amplitude vector 11 of the combined electric field which is the combined vector, that is, the plane of polarization of the linearly polarized wave.
【0027】上述のようにアレイアンテナ装置を、長方
形の開口面を複数の正方形に分割し、それぞれの正方形
内に、垂直偏波に対して右斜め45゜直線偏波及び左斜
め45゜直線偏波を放射または受信する複数の直交アン
テナ素子1により構成し、各アンテナ素子の第1及び第
2の給電点の位相差が、0となる第1の給電点と、πと
なる第1の給電点の数の組み合わせを制御することによ
り、送信または受信される直線偏波の水平方向の電界成
分と垂直方向の電界成分の比を制御し、直線偏波の偏波
面を可変にできる。As described above, the array antenna device is divided into a plurality of squares with a rectangular opening face, and in each square, a 45 ° linear polarization to the right and a 45 ° linear polarization to the left with respect to the vertical polarization. It is configured by a plurality of orthogonal antenna elements 1 that radiate or receive waves, and the first and second feed points at which the phase difference between the first and second feed points of each antenna element is 0 and the first feed point is π. By controlling the combination of the number of points, the ratio of the electric field component in the horizontal direction to the electric field component in the vertical direction of the linearly polarized wave transmitted or received can be controlled, and the polarization plane of the linearly polarized wave can be made variable.
【0028】実施の形態5.実施の形態1では、水平偏
波、垂直偏波、右旋円偏波及び左旋円偏波を切り換えて
送信または受信することを目的として位相制御を行う
が、この実施の形態5では、複数の第1の給電点1a及
び複数の第2の給電点1bに給電を行う信号の位相をと
もに、それぞれの給電点の信号の位相を独立に変化させ
る複数の第1の移相器3a及び複数の第2の移相器3b
を設け、位相制御器により各直交アンテナ素子1の励振
位相を独立に制御することにより、任意の方向にビーム
を指向することができる。Embodiment 5 In the first embodiment, phase control is performed for the purpose of transmitting or receiving by switching between horizontal polarization, vertical polarization, right-hand circular polarization and left-hand circular polarization, but in the fifth embodiment, phase control is performed. A plurality of first phase shifters 3a and a plurality of first phase shifters 3a that independently change the phases of the signals that feed power to the first feeding point 1a and the plurality of second feeding points 1b, respectively. Second phase shifter 3b
Is provided and the excitation phase of each orthogonal antenna element 1 is independently controlled by the phase controller, so that the beam can be directed in any direction.
【0029】以下、この実施の形態5を図について説明
する。図8はこの発明の実施の形態5よるアレイアンテ
ナ装置の構成図であり、図2と基本的に同じ構成である
が、複数の第1の給電点1a及び複数の第2の給電点1
bの全てに対応して、複数の第1の移相器3a及び複数
の第2の移相器3bが設けてある。図8において、12
は位相制御器であり、第1の移相器3a及び第2の移相
器3bの位相量の差を、0、π、π/2、−π/2の4
通りの何れかに制御する機能と、任意の方向にビームを
走査するための第1及び第2の移相器の位相量を制御す
る機能を有する。The fifth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a configuration diagram of an array antenna device according to a fifth embodiment of the present invention, which basically has the same configuration as that of FIG. 2, but has a plurality of first feeding points 1a and a plurality of second feeding points 1a.
A plurality of first phase shifters 3a and a plurality of second phase shifters 3b are provided corresponding to all b. In FIG. 8, 12
Is a phase controller, and the difference between the phase amounts of the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b is 0, π, π / 2, −π / 2.
It has a function of controlling any one of the above, and a function of controlling the phase amount of the first and second phase shifters for scanning the beam in an arbitrary direction.
【0030】次に、動作を図について説明する。図9は
隣り合う直交アンテナ素子1の給電位相差とビーム指向
方位との説明図である。図9において、φは隣り合う直
交アンテナ素子1の給電位相差、θ2は直交アンテナ素
子1の開口面の法線に対するビーム指向方位の角度、λ
は給電信号の波長、dは隣り合う直交アンテナ素子1間
の距離である。位相制御器12は複数の第1の給電点1
a及び複数の第2の給電点1bの信号の位相差を0、
π、π/2、−π/2の4通りの何れかに保ちながら、
隣り合う直交アンテナ素子1の第1の給電点1a同士及
び第2の給電点1b同士の位相差が同一の給電位相差φ
(φ=2π・dsinθ2/λ)となるように第1の移
相器3a及び第2の移相器3bを制御することにより、
任意の方位にビームの指向方位θ2を制御することがで
きる。Next, the operation will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is an explanatory diagram of the feeding phase difference and the beam orientation of the adjacent orthogonal antenna elements 1. In FIG. 9, φ is the feeding phase difference between adjacent orthogonal antenna elements 1, θ 2 is the angle of the beam pointing azimuth with respect to the normal to the opening surface of the orthogonal antenna element 1, and λ
Is the wavelength of the feed signal, and d is the distance between adjacent orthogonal antenna elements 1. The phase controller 12 includes a plurality of first feeding points 1
a and the phase difference between the signals at the plurality of second feeding points 1b is 0,
While keeping in any of 4 ways of π, π / 2, -π / 2,
Feeding phase difference φ with the same phase difference between the first feeding points 1a and the second feeding points 1b of the adjacent orthogonal antenna elements 1.
By controlling the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b so that (φ = 2π · dsin θ 2 / λ),
The directional direction θ 2 of the beam can be controlled to any direction.
【0031】実施の形態6.実施の形態4では、水平偏
波、垂直偏波、右旋円偏波及び左旋円偏波を切り換えて
送信すること、また直線偏波の偏波面を制御することを
目的として位相制御を行うが、この実施の形態6では、
複数の第1の給電点1a及び複数の第2の給電点1bに
給電を行う信号の位相をともに、それぞれ独立に変化さ
せる複数の第1の移相器3a及び複数の第2の移相器3
bを設け、位相制御器により各アンテナ素子の励振位相
を独立に制御することにより、水平偏波に励振するアン
テナ素子数と、垂直偏波に励振するアンテナ素子数の割
合を変化させることにより、直線偏波の偏波面を可変に
するとともに、任意の方向にビームを指向する。Embodiment 6 FIG. In the fourth embodiment, phase control is performed for the purpose of switching between horizontal polarization, vertical polarization, right-hand circular polarization and left-hand circular polarization for transmission, and controlling the plane of polarization of linear polarization. In the sixth embodiment,
A plurality of first phase shifters 3a and a plurality of second phase shifters that independently change both the phases of signals for feeding the plurality of first feeding points 1a and the plurality of second feeding points 1b. Three
By providing b and independently controlling the excitation phase of each antenna element by the phase controller, by changing the ratio of the number of antenna elements excited in horizontal polarization to the number of antenna elements excited in vertical polarization, The polarization plane of the linearly polarized wave is made variable and the beam is directed in an arbitrary direction.
【0032】以下、この実施の形態6によるアレイアン
テナ装置を図について説明する。この実施の形態6によ
るアレイアンテナ装置の構成は図8と同一であるが、位
相制御器12の動作が異なる。 この実施の形態6によ
る位相制御器12は、第1移相器3a及び第2の移相器
3bの位相量の差が0となる第1の移相器と、πとなる
第1の移相器の数の組み合わせを制御する機能と、任意
の方向にビームを走査するための第1移相器3a及び第
2の移相器3bの位相量を制御する機能を有し、指定し
た方位に対してビームを指向するための位相制御をする
機能とを有している。The array antenna device according to the sixth embodiment will be described below with reference to the drawings. The configuration of the array antenna device according to the sixth embodiment is the same as that of FIG. 8, but the operation of the phase controller 12 is different. The phase controller 12 according to the sixth embodiment includes a first phase shifter having a phase difference of 0 between the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b, and a first phase shifter having a phase difference of π. It has a function of controlling the combination of the number of phase shifters and a function of controlling the phase amount of the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b for scanning the beam in an arbitrary direction, It has a function of controlling the phase for directing the beam with respect to.
【0033】次に、動作を図について説明する。この実
施の形態8による位相制御器12は複数の第1の給電点
1a及び複数の第2の給電点1bの信号の位相差を0と
なる第1の移相器と、同じく位相差がπとなる第1の移
相器の数の組み合わせを制御するとともに、図9に示す
ように、隣り合う直交アンテナ素子1の第1の給電点1
a同士及び第2の給電点1b同士の位相差が同一の給電
位相差φとなるように第1の移相器3a及び第2の移相
器3bを制御することにより、全アンテナ素子の中で、
水平偏波に励振するアンテナ素子数と、垂直偏波に励振
するアンテナ素子数の割合を変化させて直線偏波の偏波
面を可変にし、更に、任意の方位にビームの指向方位θ
2を制御することができる。Next, the operation will be described with reference to the drawings. The phase controller 12 according to the eighth embodiment has the same phase difference as that of the first phase shifter in which the phase difference between the signals at the plurality of first feeding points 1a and the plurality of second feeding points 1b becomes 0. While controlling the combination of the number of the first phase shifters, the first feeding point 1 of the adjacent orthogonal antenna elements 1 as shown in FIG.
By controlling the first phase shifter 3a and the second phase shifter 3b so that the phase difference between a and the second feeding point 1b becomes the same feeding phase difference φ, so,
The polarization plane of the linearly polarized wave is made variable by changing the ratio of the number of antenna elements that excite horizontally polarized waves and the number of antenna elements that excite vertically polarized waves.
2 can be controlled.
【0034】尚、この実施の形態4、5、6では直交ア
ンテナ素子1を用いた例を示したが、直交アンテナ素子
1に代わって、90゜配置のアンテナ素子6、クォード
リッジホーンアンテナ素子7を用いてもよい。In the fourth, fifth and sixth embodiments, the orthogonal antenna element 1 is used. However, instead of the orthogonal antenna element 1, the antenna element 6 arranged at 90 ° and the quad ridge horn antenna element 7 are arranged. May be used.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上のように、この発明によればアレイ
アンテナ装置を、複数の直交アンテナ素子を、長方形の
開口面を複数の正方形に分割し、それぞれの正方形内
に、垂直偏波に対して右斜め45°直線偏波及び左斜め
45°直線偏波を放射し、給電点を有するアンテナ素子
を直交して配設し、第1の移相器が、送信機が送出する
送信信号の位相を変化して第1の信号として第1の給電
部に出力し、第2の移相器が、送信信号の位相を変化し
て第2信号として第2の給電部に出力し、位相制御器
が、第1及び第2の移相器を制御して第1と第2の信号
の位相差を、0、π、π/2、−π/2の4通りに制御
するようにすると、各アンテナ素子からは、水平偏波と
垂直偏波の電力のアンバランスの小さい直線偏波及び楕
円偏波率の小さい円偏波が送信または受信され、それら
が合成された結果、長方形の開口面から、水平偏波と垂
直偏波の電力のアンバランスの小さい直線偏波及び楕円
偏波率の小さい円偏波が送信される効果を奏する。As described above, according to the present invention, the array antenna device is configured such that a plurality of orthogonal antenna elements are divided into a plurality of square aperture planes, and each square is provided with vertical polarization. The antenna element radiating a right-angled 45 ° linearly polarized wave and a left-angled 45 ° linearly polarized wave and arranging the antenna elements having a feeding point orthogonally to each other, and the first phase shifter transmits the transmission signal transmitted by the transmitter. The phase is changed and output as the first signal to the first power feeding unit, and the second phase shifter changes the phase of the transmission signal and outputs as the second signal to the second power feeding unit for phase control. The first and second phase shifters to control the phase difference between the first and second signals in four ways: 0, π, π / 2, -π / 2, From each antenna element, a linear polarization with a small power imbalance between horizontal polarization and vertical polarization and a circular polarization with a small elliptic polarization ratio are generated. The effect of transmitting or receiving, and as a result of combining them, a linear polarization with a small power imbalance between horizontal polarization and vertical polarization and a circular polarization with a small elliptic polarization rate from the rectangular aperture. Play.
【0036】また、次の発明によればアレイアンテナ装
置を、複数の直交アンテナ素子を、長方形の開口面を複
数の正方形に分割し、それぞれの正方形内に、垂直偏波
に対して右斜め45°直線偏波及び左斜め45°直線偏
波を受信し、給電点を有するアンテナ素子を直交して配
設し、前記アンテナ素子の一方が受信した第1の信号を
前記給電点を介して給電する第1の給電部と、第1の移
相器が、アンテナ素子の他方が受信した第2の信号を前
記給電点を介して給電する第2の給電部と、第1の移相
器が、第1の信号を入力して位相を変化し、第2の移相
器が、第2の信号を入力して位相を変化し、位相制御器
が、第1及び第2の移相器を制御して第1と第2の信号
の位相差を、0、π、π/2、−π/2の4通りに制御
し、受信機が、第1及び第2の移相器が出力する信号を
受信するようにすると、各アンテナ素子からは、水平偏
波と垂直偏波の電力のアンバランスの小さい直線偏波及
び楕円偏波率の小さい円偏波が受信され、それらが合成
された結果、長方形の開口面から、水平偏波と垂直偏波
の電力のアンバランスの小さい直線偏波及び楕円偏波率
の小さい円偏波が受信される効果を奏する。According to the next invention, in the array antenna device, a plurality of orthogonal antenna elements are divided into a plurality of rectangular aperture planes, and each square has a right angle of 45 with respect to vertical polarization. ° Linearly polarized waves and diagonally 45 ° to the left are received, antenna elements having feed points are arranged orthogonally, and the first signal received by one of the antenna elements is fed through the feed points. And a first phase shifter that supplies the second signal received by the other of the antenna elements to the second signal via the feeding point. , The first signal is input to change the phase, the second phase shifter inputs the second signal to change the phase, and the phase controller controls the first and second phase shifters. The phase difference between the first and second signals is controlled in four ways of 0, π, π / 2, and −π / 2, and the receiver controls the first and second phases. And the signals output by the second phase shifter are received, the linear polarization and the circular polarization with a small elliptic polarization ratio are obtained from each antenna element with a small power imbalance between the horizontal polarization and the vertical polarization. Waves are received, and as a result of combining them, a linear polarization with a small power imbalance between horizontal polarization and vertical polarization and a circular polarization with a small elliptic polarization rate are received from the rectangular aperture. Play.
【0037】また、次の発明によればアレイアンテナ装
置を、第1の移相器をアンテナ素子の給電点に対応して
複数設け、位相制御器は第1と第2の信号の位相差を0
とするグループの数と前記移相差をπとするグループの
数を可変となるように複数の第1の移相器及び第2の移
相器を制御するようにすると、長方形の開口面から、水
平偏波と垂直偏波の電力のアンバランスの小さい直線偏
波が送信または受信されるとともに、送信または受信さ
れる直線偏波の水平方向の電界成分と垂直方向の電界成
分の比を制御し、直線偏波の偏波面を可変にできる効果
を奏する。According to the next invention, the array antenna device is provided with a plurality of first phase shifters corresponding to the feeding points of the antenna elements, and the phase controller controls the phase difference between the first and second signals. 0
When the plurality of first phase shifters and the second phase shifters are controlled so that the number of groups and the number of groups having the phase shift difference of π can be made variable, from the rectangular opening surface, Controls the ratio of the horizontal electric field component to the vertical electric field component of the transmitted or received linearly polarized wave as well as the linearly polarized wave with a small power imbalance between the horizontally and vertically polarized waves is transmitted or received. The effect that the plane of polarization of the linearly polarized wave can be changed is obtained.
【0038】また、次の発明によればアレイアンテナ装
置を、第1の移相器と第2の移相器を各々のアンテナ素
子の給電点に対応して複数設け、位相制御器が、各々の
アンテナ素子の給電点に対応する第1と第2の信号の位
相差を、0、π、π/2、−π/2の4通りに制御する
とともに、隣接する直交アンテナ素子の給電位相差が同
一となるように制御するようにすると、長方形の開口面
から、水平偏波と垂直偏波の電力のアンバランスの小さ
い直線偏波及び楕円偏波率の小さい円偏波が送信または
受信されるとともに、任意の方位にビームの指向方位を
制御することができる効果を奏する。Further, according to the next invention, the array antenna device is provided with a plurality of first phase shifters and second phase shifters corresponding to the feeding points of the respective antenna elements, and the phase controllers are provided respectively. Control the phase difference between the first and second signals corresponding to the feeding point of the antenna element of 4 in four ways of 0, π, π / 2, and -π / 2, and feed the phase difference between adjacent orthogonal antenna elements. If they are controlled so that they are the same, a linear polarization with a small power imbalance between horizontal polarization and vertical polarization and a circular polarization with a small elliptic polarization ratio are transmitted or received from the rectangular aperture. In addition, the azimuth of the beam can be controlled in any direction.
【0039】また、次の発明によればアレイアンテナ装
置を、第1の移相器と第2の移相器を各々のアンテナ素
子の給電点に対応して複数設け、位相制御器が、各々の
アンテナ素子の給電点に対応する第1と第2の信号の位
相差を0とするグループの数と前記移相差をπとするグ
ループの数を制御するとともに、隣接する直交アンテナ
素子の給電位相差が同一となるように制御するようにす
ると、長方形の開口面から、水平偏波と垂直偏波の電力
のアンバランスの小さい直線偏波の偏波面を可変にして
送信または受信されるとともに、任意の方位にビームの
指向方位を制御することができる効果を奏する。Further, according to the next invention, the array antenna device is provided with a plurality of first phase shifters and second phase shifters corresponding to the feeding points of the respective antenna elements, and the phase controllers are provided respectively. Control the number of groups having a phase difference of 0 between the first and second signals and the number of groups having a phase shift difference of π corresponding to the feeding point of the antenna element of By controlling so that the phase difference becomes the same, while transmitting or receiving by changing the polarization plane of the linear polarization with a small unbalance of the power of the horizontal polarization and the vertical polarization from the rectangular aperture plane, The effect that the directivity of the beam can be controlled in an arbitrary direction is achieved.
【0040】また、次の発明によればアレイアンテナ装
置を、アンテナ素子を直交して配設することに代えて、
アンテナ素子を90°の角度をもって配設するようにす
ると、中心に同軸ケーブルのあるアンテナ素子でも構成
が可能となる効果を奏する。According to the next invention, instead of arranging the antenna elements orthogonally in the array antenna device,
By arranging the antenna elements at an angle of 90 °, it is possible to construct an antenna element having a coaxial cable at the center.
【0041】更に、次の発明によればアレイアンテナ装
置を、直交アンテナ素子に代えて、長方形の開口面を複
数の正方形に分割し、それぞれの正方形内に、垂直偏波
に対して右斜め45°直線偏波及び左斜め45°直線偏
波を放射又は受信する一対の給電点を有する複数のクオ
ードリッジホーンアンテナ素子を備えるようにすると、
供給電力に対する耐電力が大きいため、より大きな電力
を供給することが可能となる効果を奏する。Further, according to the next invention, instead of the orthogonal antenna element, the array antenna device is divided into a plurality of square openings, and each square has a right angle 45 with respect to vertical polarization. When a plurality of quad ridge horn antenna elements having a pair of feeding points that radiate or receive a linear polarized wave and a 45 ° linear polarized wave to the left are provided,
Since the power withstanding power is large, it is possible to supply a larger amount of power.
【0042】[0042]
【図1】 この発明の実施の形態1によるアレイアンテ
ナ装置を構成する直交アンテナ素子の開口面の構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram of an opening surface of an orthogonal antenna element that constitutes an array antenna device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 この発明の実施の形態1によるアレイアンテ
ナ装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an array antenna device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】 この発明の実施の形態1による水平偏波、垂
直偏波、右旋円偏波及び左旋円偏波の合成のし方の説明
図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of how to combine horizontal polarization, vertical polarization, right-hand circular polarization and left-hand circular polarization according to the first embodiment of the present invention.
【図4】 この実施の形態2による90゜配置のアンテ
ナ素子の開口面の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an opening surface of an antenna element arranged at 90 ° according to the second embodiment.
【図5】 この発明の実施の形態3によるクォードリッ
ジホーンアンテナ素子の開口面の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an opening surface of a quadridge horn antenna element according to a third embodiment of the present invention.
【図6】 この発明の実施の形態4によるアレイアンテ
ナ装置の構成図であFIG. 6 is a configuration diagram of an array antenna device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】 図6に示すアレイアンテナ装置が扱う直線偏
波の電界の振幅ベクトルの説明図である。7 is an explanatory diagram of an amplitude vector of a linearly polarized electric field handled by the array antenna device shown in FIG.
【図8】 この発明の実施の形態5よるアレイアンテナ
装置の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of an array antenna device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】 図8に示すアレイアンテナ装置による隣り合
う直交アンテナ素子の給電位相差とビーム指向方位との
関係の説明図である。9 is an explanatory diagram of a relationship between a feeding phase difference between adjacent orthogonal antenna elements and a beam pointing direction by the array antenna device shown in FIG.
【図10】 従来の偏波切り換え可能なクォードリッジ
ホーンアンテナの構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional polarization-switchable quad ridge horn antenna.
【図11】 従来の偏波切り換え可能なクォードリッジ
ホーンアンテナ装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional quad ridge horn antenna device capable of switching polarization.
1 直交アンテナ素子、 1a、6a、7
a 第1の給電点、1b、6b、7b 第2の給電点、
2 給電部、3a 第1の移相器、3b 第2の移
相器、4 位相制御器、5 送信機または受信機、6
90゜配置のアンテナ素子、7 クォードリッジホーン
アンテナ素子1 orthogonal antenna element, 1a, 6a, 7
a first feeding point, 1b, 6b, 7b second feeding point,
2 feeding part, 3a first phase shifter, 3b second phase shifter, 4 phase controller, 5 transmitter or receiver, 6
90 degree antenna element, 7 quad ridge horn antenna element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野々山 徹 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Tohru Nonoyama 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation
Claims (7)
し、それぞれの正方形内に、垂直偏波に対して右斜め4
5°直線偏波及び左斜め45°直線偏波を放射し、給電
点を有するアンテナ素子を直交して配設した複数の直交
アンテナ素子と、前記アンテナ素子の一方に前記給電点
を介して第1の信号を給電する第1の給電部と、前記ア
ンテナ素子の他方に前記給電点を介して第2の信号を給
電する第2の給電部と、前記アンテナ素子の放射波に対
応する送信信号を送出する送信機と、前記送信信号の位
相を変化して前記第1の信号として前記第1の給電部に
出力する第1の移相器と、前記送信信号の位相を変化し
て前記第2信号として前記第2の給電部に出力する第2
の移相器と、前記第1及び第2の移相器を制御して前記
第1と第2の信号の位相差を、0、π、π/2、−π/
2の4通りに制御する位相制御器とを備えたアレイアン
テナ装置。1. A rectangular aperture plane is divided into a plurality of squares, and each square is divided by 4 diagonally to the right with respect to vertical polarization.
A plurality of orthogonal antenna elements that radiate a 5 ° linearly polarized wave and a 45 ° linearly polarized wave to the left and have orthogonally arranged antenna elements having a feeding point, and one of the antenna elements via the feeding point. A first power feeding unit that feeds a signal of 1, a second power feeding unit that feeds a second signal to the other of the antenna elements via the feeding point, and a transmission signal corresponding to a radiation wave of the antenna element. Transmitting a signal, a first phase shifter that changes the phase of the transmission signal and outputs the first signal to the first power supply unit, and a phase shifter that changes the phase of the transmission signal to change the phase of the transmission signal. A second signal output to the second power supply unit as two signals
Control the first and second phase shifters, and the phase difference between the first and second signals is 0, π, π / 2, −π /
An array antenna device comprising a phase controller for controlling in four ways (2).
し、それぞれの正方形内に、垂直偏波に対して右斜め4
5°直線偏波及び左斜め45°直線偏波を受信し、給電
点を有するアンテナ素子を直交して配設した複数の直交
アンテナ素子と、前記アンテナ素子の一方が受信した第
1の信号を前記給電点を介して給電する第1の給電部
と、前記アンテナ素子の他方が受信した第2の信号を前
記給電点を介して給電する第2の給電部と、前記第1の
信号を入力して位相を変化する第1の移相器と、前記第
2の信号を入力して位相を変化する第2の移相器と、前
記第1及び第2の移相器を制御して前記第1と第2の信
号の位相差を、0、π、π/2、−π/2の4通りに制
御する位相制御器と、前記第1及び第2の移相器が出力
する信号を受信する受信機とを備えたアレイアンテナ装
置。2. A rectangular aperture plane is divided into a plurality of squares, and each square is divided by 4 diagonally to the right with respect to vertical polarization.
A plurality of orthogonal antenna elements that receive a 5 ° linearly polarized wave and a 45 ° linearly polarized left diagonally and orthogonally arrange antenna elements having a feeding point, and a first signal received by one of the antenna elements are provided. A first power feeding unit that feeds power through the feeding point, a second power feeding unit that feeds a second signal received by the other of the antenna elements through the power feeding point, and the first signal is input. And a first phase shifter for changing the phase, a second phase shifter for changing the phase by inputting the second signal, and a first phase shifter for controlling the first and second phase shifters. A phase controller that controls the phase difference between the first and second signals in four ways of 0, π, π / 2, and −π / 2, and a signal output by the first and second phase shifters. An array antenna device comprising a receiver for receiving.
対応して複数設け、位相制御器は第1と第2の信号の位
相差を0とするグループの数と前記移相差をπとするグ
ループの数を可変となるように複数の第1の移相器及び
第2の移相器を制御することを特徴とする 請求項1又
は2に記載のアレイアンテナ装置。3. A plurality of first phase shifters are provided corresponding to the feeding point of the antenna element, and the phase controller sets the number of groups in which the phase difference between the first and second signals is 0 and the phase shift difference. The array antenna device according to claim 1 or 2, wherein the plurality of first phase shifters and the second phase shifters are controlled so that the number of groups of π is variable.
ンテナ素子の給電点に対応して複数設け、位相制御器は
各々のアンテナ素子の給電点に対応する第1と第2の信
号の位相差を、0、π、π/2、−π/2の4通りに制
御するとともに、隣接する直交アンテナ素子の給電位相
差が同一となるように制御することを特徴とする 請求
項1又は2に記載のアレイアンテナ装置。4. A plurality of first phase shifters and second phase shifters are provided corresponding to the feeding points of the respective antenna elements, and the phase controller is provided with the first and second phase shifters corresponding to the feeding points of the respective antenna elements. The phase difference of the second signal is controlled in four ways of 0, π, π / 2, and −π / 2, and the feeding phase difference between adjacent orthogonal antenna elements is controlled to be the same. The array antenna device according to claim 1 or 2.
ンテナ素子の給電点に対応して複数設け、位相制御器は
各々のアンテナ素子の給電点に対応する第1と第2の信
号の位相差を0とするグループの数と前記移相差をπと
するグループの数を制御するとともに、隣接する直交ア
ンテナ素子の給電位相差が同一となるように制御するこ
とを特徴とする 請求項1又は2に記載のアレイアンテ
ナ装置。5. A plurality of first phase shifters and second phase shifters are provided corresponding to the feeding points of the respective antenna elements, and the phase controller is provided with the first and second phase shifters corresponding to the feeding points of the respective antenna elements. The number of groups in which the phase difference of the second signal is 0 and the number of groups in which the phase difference is π are controlled, and the feeding phase difference between adjacent orthogonal antenna elements is controlled to be the same. The array antenna device according to claim 1 or 2.
代えて、アンテナ素子を90°の角度をもって配設した
ことを特徴とする 請求項1乃至4の何れかに記載のア
レイアンテナ装置。6. The array antenna device according to claim 1, wherein the antenna elements are arranged at an angle of 90 ° instead of being arranged orthogonally.
口面を複数の正方形に分割し、それぞれの正方形内に、
垂直偏波に対して右斜め45°直線偏波及び左斜め45
°直線偏波を放射又は受信する一対の給電点を有する複
数のクオードリッジホーンアンテナ素子を備えたことを
特徴とする 請求項1乃至4の何れかに記載のアレイア
ンテナ装置。7. A rectangular aperture surface is divided into a plurality of squares in place of the orthogonal antenna element, and each square is
45 ° to the right with respect to vertically polarized waves and 45 ° to the left with linearly polarized waves
5. The array antenna device according to claim 1, further comprising a plurality of quad ridge horn antenna elements having a pair of feeding points that radiate or receive linearly polarized waves.
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