JPS62224102A

JPS62224102A - アレ−アンテナ

Info

Publication number: JPS62224102A
Application number: JP6766286A
Authority: JP
Inventors: Seiji Mano; 真野　清司; Yoshihiko Konishi; 善彦小西; Isamu Chiba; 勇千葉; Tadashi Numazaki; 正沼崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1987-10-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、素子アンテナの配列面内で任意の方向に放
射ビームを向けた場合にも、利得の低下を生じないアレ
ーアンテナに関するものである。

〔従来の技術〕

第７図は例えば電子通信学会論文誌第Ｊ６６−Ｂ巻第８
号第１ａ４３頁〜第１０５０頁に示された従来のこの種
のアレーアンテナの構成図であり。

図において（１）は曲面状の反射板、（２１〜（２りは
この反射板＋１）の上方、高さＨに一列に配列された素
子アンテナ、（３１〜（３りは上記素子アンテナ（２１
〜（２りに接続された給電線路、　　（４ａ）〜（４り
はこの給電線路（３Ｂ）〜（３１）に接続された可変移
相器、（５）は上記可変移相器（４１〜（４りにつなが
れ、この可変移相器に信号電力を分配する電力分配器、
（６）はこの電力分配器に接続された送信源。

（７）はこのアレーアンテナから空間に放射された放射
ビームの方向である。第８図は、第１図に示した素子ア
ンテナ（２１〜（２りの各々の詳細構成図であり１図に
おいて（１）は反射板、　（３１Ｆｉ第６図の給電線路
（３１〜（３りに対応する給電線路、（８）は上記反射
板（１）に垂直な７Ｚ平面内の上記反射板（１）から距
離Ｈの位置に反射板（１）と平行に置かれた板状のダイ
ポール、（９）は上記ダイポール（８）に接続された平
衡給を線路、（ＩＩは上記給電線路（３）と上記平衡給
電組路（９）全接続させる平衡−不平衡変換器、　＋Ｉ
ｌ＋は上記ダイポール（８）から空間に放射される信号
の最大の方向を示すダイポールの最大放射方向であり、
矢印の向きは１反射板（１）に鉛直な方向である。

次に動作について説明する。送信源（６）より送信され
た信号は電力分配器（５）により分配され、各可変移相
器（４１〜（４りに送られる。各可変移相器（４１〜（
４りでは、この信号にあらかじめ設定した位相を与える
。次にこの信号は、給電線路（３ａ）〜（５りを介して
素子アンテナ（２ａ）〜（２リヘ送られる。各素子アン
テナ（２ａ）〜（２りでは、給電線路（３）から来た信
号は、平衡−不平衡変換器ａａ、平衡給電線路（９）を
通って、ダイポール（８）に給電される。ダイポール（
８）は、この信号を空間へ放射する。

反射板（１）はこのダイポール（８）から空間に放射さ
れた信号の最大方向を、ダイポールの最大放射方向ａＤ
にするためのものである。また各可変移相器（４ａ）〜
（４りがこの信号に与える位相の大きさは。

各素子アンテナ（２１〜（２りがら空間に放射された信
号を合成した信号の方向、すなわちこのアレーアンテナ
の放射ビームの方向が、化６図の放射ビームの方向（７
）となるように設定する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のアレーアンテナは以上のように構成されているの
で、各素子アンテナ（２１〜（２りの放射する信号の最
大放射方向ｕ１）は同一方向とはならず。

このアレーアンテナの放射ビームの方向（７）と素子ア
ンテナの最大放射方向Ｃｕ１ｌが一致しない素子アンテ
ナ（２１〜（２りが存在する。そのため、放射ビームの
方向（７）とすべての素子アンテナ（２ａ）〜（２リ　
の最大放射方向ａυが一致している場合と比べ、アレー
アンテナの利得が低下してしまうという問題点があった
。

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、素子アンテナの配列面の任意の方向に放射ビ
ームを向けた場合にも、利得の低下を生じないアレーア
ンテナを得ることを目的とするＯ〔問題点を解決するための手段〕この発明に係るアレーアンテナは、素子アンテナとして
、互いに異なる方向に放射する二つの単一指向性アンテ
ナを組み合わせたものを用い、この二つの単一指向性ア
ンテナを可変電力分配器を介して給電し、この二つの単
一指向性アンテナの合成した指向性の方向を可変できる
ようにしたものである。また素子アンテナとして、二つ
のダイポールアンテナを用いる場合には、導波器及び反
射器を付け、八木アンテナとすることによって。

最大放射方向の異なる二つの単一指向性アンテナを得る
ようにしたものである。

〔作用〕

この発明におけるアレーアンテナは、可変電力分配器に
より素子アンテナである互いに異なる方向に放射する二
つの単一指向性アンテナへ給電する信号電力の電力分配
比を変化させ、アレーアンテナの放射ビームの方向と、
各素子アンテナから空間に放射する信号電力の最大放射
方向とを一致させることによりアレーアンテナの利得が
低下しないようにする。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの実施例の構成図であり１図においてｆｌｌ、　
　（２ａ）　〜（２す、（３１〜（＋ｉ）、　　（４す
〜（４す、（５）〜（７）は上記従来装置と同一のもの
であり、（１）は曲面状の反射板、　　（２ａ）〜（２
りはこの反射板（１）の上方、７Ｚ平面内の高さＨの位
置に一列に配列された素子アンテナ、　　（３ａ）〜（
３１）は給電ｄ路、　　（４ａ）　〜（４りはこの給ｔ
ＷＡ路（３１〜（３１）に接続された可変移相器、（５
）は上記可変移相器　　　　　。

（４す〜（４りにつながれた電力分配器、（６）は電力
分配器（５）に接続された送信源、（７）はこの実施例
のアレーアンテナから空間に放射された放射ビームの方
向である。（＋２ａ）〜（１２りは上記素子アンテナ（
２８）〜（２りと上記給電線路（釦）〜（３りの間に接
続された可変電力分配器である。第２図は。

第１図の各素子アンテナ（２ｆｉ）〜（２り及び各可変
電力分配器（＋２ａ）〜（１２りの詳細構成図であり。

図において（１）は反射板、（３）は第１図の給電線路
（３ａ）　〜（５りに対応する給電線路、（８す、　（
ａｂ）は上記反射板（１）に垂直な７Ｚ平面内で、上記
反射板（りから高さＨの位置に、互いに接触しないよう
に角度αで交差して配置された板状のダイポール。

（９す、　（９ｂ）　　はこのダイポール（８す、　（
８１））　に接続された平衡給電線路、　　（＋Ｏａ）
、（ｔａｂ）　はこの平衡給′ｔＩＬｓ路（９す、　（
９ｂ）　　に接続された平衡−不平衡変換器、　Ｑ２は
第１図の可変電力分配器（＋２ａ）〜（１２ｉ）に対応
する上記給電線路（３）に接続された可変電力分配器、
（１３す、　（＋３ｂ）　は上記ダイポール（８ａ）　
、　（８ｂ）　　と同じｙｇ平面内で、上記ダイポール
（８す、　（８ｂ）　　から距離Ｈ５の位置に上記ダイ
ポール（８す、（８ｂ）と平行に、各々接触しないよう
に置かれたダイポールであり、上記ダイポール（８ａ）
と上記導波器（＋５８）、及び上記ダイポール（８ｂ）
と上記導波器（＋３ｂ）により、各々八木アンテナを構
成する。（１４す、　（＋４ｂ）　ｔｄ、上記平衡−不
平衡変換器（１０す、　（ｔａｂ）　　と上記可変電力
分配器σ２を接続する不平衡給電線路、　　（＋５ａ）
　、　（＋５ｂ）は上記ダイポール（８ａ）、　（８ｂ
）　　と上記導波器（１３ａ）。

（Ｉｎ）から構成される二つの八木アンテナから空間に
放射される信号の最大の方向を示す八木アンテナの最大
放射方向であり、その方向は７Ｚ平面内で上記ダイポー
ル（８す、　（ａｂ）　　と垂直な方向である。ａｔｉ
はこの素子アンテナ（２１〜（２りの最大放射方向であ
る。

上記のように構成されたアレーアンテナの動作をまず素
子アンテナの動作から説明する。第２図において給電線
路（３）から可変電力分配器ｒｉｚのａ端子に入力した
信号は、可変電力分配器ａＺで分配されＡ端子及びＢ端
子から出力され、不平衡給ｔｌＥｉ路（１４す、（＋４
ｂ）ｉ通って平衡−不平衡変換器へ送られる。平衡−不
平衡変換器（１４す、　（＋４ｂ）　　では不変前姿態
で送られてきた信号を平衡姿態に変換し、平衡給電線路
（９ａ）　、　（９ｂ）へ信号を送る。

平衡給電線路（９す、　（９１））　　を通った信号は
ダイポール（８８）　、　（８ｂ）　　に入力し、各ダ
イポール（８日）。

（８ｂ）から空間に放射される。この時、導波器（１３
り及び（＋ｓｂ）は各々ダイポール（８ａ）　、　（８
ｂ）から放射された信号の指向性が単一指向性となり。

信号の最大方向が八木アンテナの最大放射方向（４５ａ
）　、　（＋５ｂ）　　となるように働く。

可変電力分配器ａＺの電力分配比、すなわち可変電力分
配器α２のＡ端子とＢ端子に出力される信号電力の比は
任意に設定することができる。そしてこの電力分配比を
変化させることにより、ダイポール（８リ　及び（８ｂ
）から空間に放射された信号を合成した信号の最大放射
方向、すなわち素子アンテナの最大放射方向ｔｕ；＋１
−八木アンテナの最大放射方向（＋５ａ）と（＋ｓｂ）
の間の任意の方向に変化できる。上記の構成のアレーア
ンテナでは、第１図において送信源（６１より送信され
た信号は電力分配器（５）により分配され可変移相器（
４ｓ）〜（４１）に送られる。各可変移相器Ｃ４１））
−Ｃ４ｉ）では各素子アンテナ（２ａ）〜（２Ｌ）から
空間に放射される位相が放射ビームの方向（７）で共相
となるように信号の位相を設定する。位相を設定された
信号は給電線路（３ＩＳ）−＜３１）　ｅ通って可変電
力分配器（１２ａト（１２りに送られる。

各可変電力分配器（１２１〜（１２りでは、各素子アン
テナ（２８）〜（２１）から放射する信号の最大放射方
向ｔｔ１Ｇが放射ビームの方向（７）と一致するように
。

また放射ビームの方向（７）が素子アンテナの最大放射
方向ａ［ｉｌの可変範囲外の時には素子アンテナの最大
放射方向ａｅが放射ビームの方向（７）に最も近づ（よ
うに信号電力を分配し、信号を各素子アンテナ（２１〜
（２りへ送る。各素子アンテナ（２ａ）〜（２リ　は、
この信号を空間へ放射する。このアレーアンテナでは、
放射ビームの方向（７１ｆ　ｙ　ｚ平面内で任意の方向
に設定しても、可変電力分配器（１２１〜（＋２１）及
び互いに異なる方向を指向する八木アンテナにより、各
素子アンテナ（２ａ）〜（２りの最大放射方向ｔｔ６１
’ｌ放射ビームの方向（７）又は放射ビームの方向（７
）に最も近い方向にすることができるので、広い角度範
囲に放射ビームを走査した場合にも利得が低下しないア
レーアンテナが得られる。

この実施例においては、各素子アンテナ（２１〜（２リ
　のダイボー／ｌ／　（ａａ）　、　（８ｔ））　、導
波器（＋５８）　。

（１３ｂ）として板状の素子を用いたが、棒状のダイポ
ール、ｎ状の導波器としてもかまわない。

またこの実施例における平衡−不平衡変換器（１０す、
　（ｔａｂ）　　については、その形式を一切問わない
。

また、素子アンテナ（２１〜（２りとして、第３図に示
すようなプリント基板上にエツチング加工したものを用
いることもできる。第３図において。

ａＤはプリント基板、（１８す、　（＋８ｂ）　　はこ
のプリント基板ａηの表と裏にエツチングしたダイポー
ル。

（１９す、　（＋９ｂ）　　は上記プリント基板鰭の表
と裏にエツチングした導波器、（２０す、　（２０ｔ＋
）　は上記プリント基板αηの表と裏にエツチングした
ダイポール（＋８ａ）　、　（＋８’ｂ）　　に接続す
るようにエツチングした平衡給１を線路、　　（２１Ｂ
）、（２ｂ）　は上記プリント基板ａηの表裏をつなぐ
スルーホールメッキ、（２２す（２２ｂ）は上記エツチ
ングした平衡給電線路（２０Ｂ）　。

（２０ｂ）に接続されたマイクロストリップ線路、（ハ
）は上記プリント基板αηの裏面の地導体である。

第２図の導波器（１３ａ）　、　（＋３ｂ）　　ｃ７）
代わりニ、第４図に示すように反射器（２４ａ）　、　
（２４ｔ））を用いて。

ダイポール（８す、　（８ｂ）とこの反射ｉ　（２４Ｂ
）　、　（２４ｂ）により単一指向性アンテナである八
木アンテナを構成してもよい。また、導波器（１３ａ）
　、　（＋５ｂ）　　と反射器（２４ａ）、（２４ｂ）
　　’ｔ”併用しても同様の動作が期待できる。

第５図は素子アンテナ（２ａ）〜（２りとしてｔ　７ｚ
平面内で互い違いに配置した二つの角錐ホーン（２５す
、、　（２５ｂ）を用いた場合であり、角錐ホーン（２
５す、　（２５１））　　の最大放射方向が各々角錐ホ
ーンの最大放射方向（２６ａ）　、　（２６ｂ）　　と
なり、可変電力分配器σ２の分配比を変化させることに
より、素子アンテナの最大放射方向ｕｅ’６角錐ホーン
の最大放射方向（２６ａ）と（２６ｂ）の間で変化させ
ることができ、第２図のダイポール（８ａ）　、　（８
ｂ）　　と導波器（＋３ａ）　、　（＋３ｂ）　　によ
る八木アンテナを用いた場合と同様の動作が期待できる
。

第６図は素子アンテナ（２ａ）〜（２りとしてｔ　７ｚ
平面内において角度αで（の字形に配置した諌電体基板
（２７す、　（２７ｔ））　　上の二つのパンチアンテ
ナ（２８ａ）、　（２８ｂ）　　ｉ用いたものである。

パンチアンテナの最大放射方向（２９ａ）　、　（２９
ｂ）　　は各パンチアンテナ（２８ａ）　、　（２８ｍ
））　　の鉛直方向であり、可変電力分配器α２により
二つのバッチアンテナ（２８ａ）　。

（２８ｂ）に入力する信号の比を変化させることにより
筒様の動作が期待できる。

尚、第１図の実施例では素子アンテナ数を９素子とした
が、素子アンテナ数、素子配列間隔は一切問わない。さ
らに可変移相器、電力分配器、可変電力分配器の形式１
棟類も一切問わない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明のアレーアンテナでは。

ひとつの素子アンテナとして、二つの互いに異なる方向
に放射する単一指向性アンテナを用い、可変電力分配器
により、この二つの単一指向性アンテナに給電する信号
電力の比を制御することにより素子アンテナの最大放射
方向をアレーアンテナの放射ビームの方向と一致するよ
うにしたので。

広角度にビーム走査した場合にも利得が低下しないとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の１）１成図、第２図は素
子アンテナ及び可変電力分配器の詳細構成図。第３図はプリント板にエツチング加工した素子アンテナ
の構成図、第４図は反射器を持つ八木アンテナを素子ア
ンテナとした場合の構成図、第５図は角錐ホーンを素子
アンテナとした場合の構成図。第６図はバッチアンテナを素子アンテナとした場合の構
成図、第７図は従来のアレーアンテナの構成図、第８図
は従来の素子アンテナの詳細構成図で・ある。図において（１）は反射板、（２１〜（２りは素子アン
テナ、　＋３１．　　（３１〜（３りは給電線路、　　
（４ａ）〜（４リ　は可変移相器、（５）は電力分配器
、（６１は送信源、（７）は放射ビームの方向、　＋ｓ
）、　　（８ａ）　、　（８ｂ）　　はダイポール、　
ｆ９）、　　（９ａ）、　（９１））　　は平衡給電線
路。Ｑ（１，（＋ｏａ）、（＋ｏｂ）　は平衡−不平衡変換
器、０υはダイポールの最大放射方向、　０２．　　（
＋２ａ）〜（１２１）は可変電力分配器、　　（１３ａ
）　、　（＋３ｂ）　　は導波器。（＋４ａ）、　（１４ｂ）／ｉ不平衡給電線路、（１５
す、　（＋５ｂ）は八木アンテナの最大放射方向、αｅ
は素子アンテナの最大放射方向、（Ｉηはプリント基板
＊　　（１８ａ）＊（＋８ｂ）は工７チングしたダイポ
ー／Ｌ／、　　（１９ａ）。（＋９１））はエツチングした導波器、（２０す、（２
０ｂ）はエツチングした平衡給電線路、（２１す、　（
２１ｂ）はスルーホールメッキ、（２２す、　（２２１
））　　はマイクロストリップ線路、Ｇｄ地導体、　　
（２４ｇ）　、　（２４ｂ）は反射器、（２５す、　（
２５ｔ））　　は角錐ホーン、　　（２６Ｂ）（２６１
））は角錐ホーンの最大放射方向、（２７す。（２７１））は誘電体基板、　　（２８ａ）、（２８１
））　　はパッチアンテナ、　　（２９ａ）、（２９ｂ
）　　はパッチアンテナの最大放射方向である。なお９図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 −・９　・ψ　”Ｑ　　＜〜　勺　　オ第２図第　３　　図第４図ｇα　　ｇｂ　　　・　　タ゛イ寸ζ−）し？＾、’ｔ
ｂ４′−衝玲ｔ、舶鮎１０α、１ｏｔ）　“乎衡−不＋ｔｉ７月Ｐｋ１４α、
１４ｂ　　　４手（訂玲を縛ｊドｚ４ａ、２４ｂ　：　
　Ｌｔｔ＆第　　３　　図手続補正８（自発）昭和　６１年６Ｆ、４１）０ ↑−？許庁長官殿３、補正をする者名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者　志　岐
　守　哉４、代理人５、補正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄。　　、　　　。！’＋　１．　ｒｃ＋　１２　′ ６、補正の内容（１）明細書の第３頁第５行目に「第６図の」とあるの
を「第７図の」と補正する。（２）同第４頁第１）行に「第６図の」とあるのを「第
７図の」と補正する。（３）同第８頁第２行目に「ダイポールであり、」とあ
るのを「導波器であり、」と補正する。（４）同第９頁第２行目に「不変衡姿態で」とあるのを
「不平衡姿態で」と補正する。以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）曲面状に配列した複数の素子アンテナ、各素子ア
ンテナにつながれた可変移相器、および電力分配器から
成るアレーアンテナにおいて、上記素子アンテナとして
、互いに異なる方向に放射する二つの単一指向性アンテ
ナを組み合わせたものを用い、この二つの単一指向性ア
ンテナを可変電力分配器を介して給電し、この二つの単
一指向性アンテナの合成した指向性を可変するようにし
たことを特徴とするアレーアンテナ。
（２）単一指向性アンテナとして、棒状あるいは板状の
ダイポールと、同じく棒状あるいは板状の導波器及び反
射器の一方あるいは両方で構成された八木アンテナを用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
アレーアンテナ。
（３）単一指向性アンテナとして、角錐ホーンを用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のアレ
ーアンテナ。
（４）単一指向性アンテナとして、誘電体基板上に形成
したパッチアンテナを用いたことを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載のアレーアンテナ。