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    公开号:WO1991003846A1
    申请号:PCT/JP1990/000881
    申请日:1990-07-09
    公开日:1991-03-21
    发明作者:Toshikiyo Hirata；Yujiro Taguchi
    申请人:Toyo Communication Equipment Co., Ltd.；
    IPC主号:H01Q21-00
    专利说明:
    [0001] 曰月 糸田 ¾
    [0002] マイクロス 卜 リ ップアンテナシステム
    [0003] 技術分野
    [0004] 本発明は全方向に対しほぼ均一なァンテナ利得を ることができるマイク ロス 卜 リ ップアンテナシステムに関する。
    [0005] ft景技術
    [0006] 航空機や陸上移動車両に搭載する通信システムにおいては、 人工衛星を中 継 J3と して通信を行なう システムが研究されているが、 その際使用するアン テナと してはマイクロス 卜 リ ツブアンテナが小型軽 S:等々の利点から有 視 されている。
    [0007] 第 9図はこのようなシステムで使用されるマイ クロス 卜 リ ツプアンテナの
    [0008] ―例を示す斜視図である。
    [0009] この図に示すマイクロス ト リ 、ソブアンテナは例えば航空機の機体上に搭載 されて使用されるものであり、 基部 1 0 1 上に取り付けられたフェア リ ング (レ ドーム） 1 0 2内に配置されるフ レーム 1 0 3 と、 このフ レーム 1 0 3 上に取り付けられる 2枚のマイクロス 卜 リ ップア レイ板 1 0 4、 1 0 5を備 えている。
    [0010] 各マイクロス ト リ 'ソプアレイ板 1 0 4、 1 0 5は、 各々低誘電体によって 構成される基板 1 0 6 と、 この基板 1 0 6の裏面に形成されるグラン ド面 1 0 7 と、 前記基板 1 0 6の表面に形成される複数の励振素子 〗 0 8 とを備え ている。
    [0011] そして、 各励振素子 1 0 8に供給する ί3 又は該励振素子 1 0 8にて受 ί3 した は図示を省略した移相器によって所定量移相されて夫々のマイクロ ス 卜 リ ッ プア レイ板が面する方向の 1 8 0度の範囲において指向性を^杏 し、 左右 2つのマイクロス ト リ ップァレィ板によ り全方向の通 を可能にし ている。
    [0012] しかしながらこのように 2つのアレイアンテナを 中合せにしたマイクロ ス ト リ ップアンテナにおいては， 第 1 0図に示す如く各マイクロス ト リ ップ アレイ板 1 0 4、 1 0 5の垂直方向から走査角が小さい領域に対しては+分 な利得を得ることができるものの、 走査角が大きく なると利得が 卜分確保で きないため、 該方向の通信が困難となる欠点があった。
    [0013] 従って、 本発明は上記の如き従来のマイクロス 卜 リ ツブアンテナの冇する 欠点を解決し、 各方向に対して十分な利得を確保することができるマイクロ ス ト リ ヅブアンテナシステムを提供することを目的としている。
    [0014] 発明の開示
    [0015] 上 の目的を逹成するために本発明によるマイクロス 卜 リ ップアンテナシ ステムにおいては、 前後、 左右の少なく とも 4方向に対向して配置される複 数のマイクロス ト リ ップアレイ板と、 これら各マイクロス ト リ 、ソブアレイ板 のいずれか 1つ又は複数を選択して動作させる選択回路とを備えた。
    [0016] 従って、 本発明によれば、 全方向に対しほぼ均一且つ充分なアンテナ利得 を得ることができる。
    [0017] 図面の簡単な説明
    [0018] 第 1 図は本発明によるマイクロス 卜 リ ツプアンテナシステムの一突施例を 示す側面図、 第 2図は第 1図に示すマイクロス ト リ ップアンテナシステムの 正面図、 第 3図は第 1図に示すフレームの詳細を示す斜視図、 第 4図は第 1 図に示すマイクロス ト リ ップアレイ板の^細を示す斜視図、 第 5図は同実施 例の回路例を示すブロック図、 第 6図は^ ¾施例で使用される各マイクロス ト リ ップアレイ板の放射特性図、 第 7図は同突施例の放射特性を説明するた めの校式図、 第 8図は同実施例の放射特性を説明するための校式図、 第 9図 は従来から知られているマイクロスト リ 、ソプアンテナの一例を示す斜視図、 第 1 0図は第 9図に示すマイクロス 卜 リ ップアンテナの特性を説明するため の校式図である。 '
    [0019] 発明を芙施するための最良の形態
    [0020] 以下、 本発明を図面に示した 施例に ¾づいて詳細に説明する。
    [0021] 第 1 図は本発明の--実施例を示す側面図、 第 2図は同実施例の正面図であ る。
    [0022] これらの図に示すマイクロス 卜 リ ツプアンテナは例えば航空機等の胴休の 上面に取り付けられるもので、 基部 1 とその上に取り付けたフヱァリ ング 2 との間に収納して使用されるもので、 基部 I に取り付けられる三角柱状フレ —ム 3 と、 このフレーム 3の側面に固定される 2枚のマイクロス 卜 リ ップア レイ板 4 、 5と、 前記フレーム 3の前部及び後部に固定されるマイクロス 卜 リ 、ソ プアレイ板 6、 7を備えている。
    [0023] フレーム 3は第 3図に示す如く前 ¾ 胴体上部 1 に固定される底枠 8と、 こ の底枠上に斜め上方へ向けて突設される 4つの取付け枠 9〜 1 2 とを備え、 各取付け枠 9〜 1 2に前記各マイクロス 卜 リ ップアレイ板 4〜 7が夫々取り 付けられて固定される。 なお、 側方に位置する取付け枠 9、 1 0は内部が打 抜かれた台形、 前後に位置する取付け枠 1 1 、 1 2は内部が打抜かれた三角 形状を有している。
    [0024] マイクロス ト リ ップアレイ板 4、 5、 6、 7は、 第 4図に示す如く低誘電 体などによって構成される基板 1 3と、 この基板 1 3の襄面に形成されるグ ラ ン ド面 1 4と、 前記基板 1 3の表面上に形成される複数の励振素子 1 5と を備えている。
    [0025] 尚、 前後に配設されるマイクロス ト リ ップアレイ板 6、 7は前^側部マイ クロス ト リ ップアレイ板 4 、 5と面積及び励振素子数が異なっている。 そ して、 これらのマイクロス ト リ 、ソブァレィ板は例えば前記第 1 図及び第 2図 に示す如く、 家屋の屋根状に四方に若下傾斜して配置したものである。
    [0026] これら各マイクロス ト リ ツプアレイ板 4〜 7の各励振素子 1 5およびグラ ン ド面 1 4は第 5図に示す分配 · 合成回路に接続される。
    [0027] 同図に示す分配 · 合成回路は前 il各マイクロス 卜 リ ッブアレイ板 4〜 7に 各々対応して左部分配結合回路 1 8、 右部分配結合回路 1 9、 前部分配結合 回路 2 0、 後部分配結合回路 2 〗 を備え、 これらは選択回路 2 2とを介して 図示を省略した送受信機と接続されている。
    [0028] 分配結合回路 1 8乃至 2 1 は前記マイクロス ト リ ップアレイ板の各励振紊 に接続される複数の移相器 2 3と、 これらの各移相器 2 3に接続される分 配結合器 2 4と、 この分配結合器 2 4の入出力^ の移相を調整する、 固定 移相器 2 5と、 この半固定移相器 2 5に接続される切換スィ ッチ 2 6 と、 こ の切換スィ ツチ 2 6と前記選択回路 2 2 とに接続される分配結合器 2 7とを 備えている。 各移相器 2 3は前記マイクロス 卜 リ ツプアレイ板の各励振素 了-に対して入出力される送受信信号の位相を調整してアンテナ全休の指向性 を制御する部分であり、 前記分配結合器 2 4から複数の送信 が供給され たときこれらの位相を調整して前記各励振素子 1 5に各々供給し、 またこれ ら各励振素子 1 5からの受 β'信号の位相を調整して前 η¾分配結合器 2 4に供 給する。
    [0029] 分配結合器 2 4は前記半固定移相器 2 5から送信 ί 号が供給されたときこ れを前記各移相器 2 3に分配し、 またこれら各移相器 2 3から受 ィ S-が供 給されたときこれを合成して -つの受 βί3 として前記半固定移相器 2 5に 供給する。
    [0030] この 施例では、 上 II各マイクロス ト リ ップアンテナ各々を用いて夫々に 直交する方向を中心として左右に指向性を走杏するものであるが、 各アンテ ナの^査領域の境界部分、 即ち第 7図の平面図から兌れば底部方形中心から 各頂角方向においては、 互いに隣接するアンテナを用い、 両方の指向特性を 合成して用いることにしている。
    [0031] :固定移相器 2 5はこの場合に両アンテナの方向の違い等による夫々の位 相ズレを補うもので、 前記マイクロス 卜 リ ップァレィ板の位相とこれに隣接 するマイクロス 卜 リ ップアレイ板 （例えば、 アレイ 6に対しては 4或は 5 ) の位相とを調整して、 各マイクロス ト リ ップァレィ板の各励振素了- 1 Bによ つて受 βされた信号を合成するとき、 位相のずれに起因する利得低下を防止 し、 ί ΰ切換スィ ッチ 2 6から送 号が供給されたときこの送^ の位 相をシフ ト して前記分配結合器 2 4に ½給し、 またこの分配結合器 2 4から 受信信 が供給されたときこの受信^ の位相をシフ 卜 して前^切換スィ ッ チ 2 6に供給する。
    [0032] 切換スィ ツチ 2 6は前記半固定移相器 2 5に接続される共通端子 2 6 a と、 前記選択回路 2 2に接続される端子 2 6 bと、 例えば前部分配結合回路 2 0内の分配結合器 2 7に接続される端 : F 2 6 c と、 右部分配結合回路 1 9 内の分配結合器 2 7に接続される端子 2 6 d とを備え、 アンテナの指向性 方向に応じて共通端子 2 6 aを各端了- 2 6 b〜 2 6 dのいずれかと接続す る。
    [0033] また、 分配結合器 2 7は上記 2つのマイクロス ト リ ップアレイ板の隣接方 向に対して指向性を向けるとき送受信信 の分配結合を行なう部分であり、 隣接するアレイ同志の入出力信 の合成分配を行うためのものである。
    [0034] また、 選択回路 2 2は前記送受 機に接続される共通端 7 2 2 aと、 前 ¾ 左右及び前後部分配結合回路 1 8乃至 2 1の切換スイ ッチ 2 6に接続される 前部選択端子 3 0 、 3 2 、 3 4 、 3 6と、 分配結合器 2 7に接続される選択 端子 3 1 、 3 3、 3 5 、 3 7を備え、 指 性方向に応じて共通端子 2 2 aを 各端子 3 0 ~ 3 7のいずれかと接続する。 次に、 第 6図乃至第 8図を参照しながらこの実施例の動作原理と、 β体的 な動作とを説明する。
    [0035] まず、 各マイクロス 卜 リ ッブアレイ板 4〜 7は第 6図のビーム走査特性に 示す如く各々励振素 F〗 5に対向する方向に最も大きな利得を持ち、 この方 と直交する方向 （横方向） のビーム走査に対しては利得が低いという特性 を持っている。
    [0036] このため、 各マイクロスト リ ッブアレイ板 4〜 7のいずれかを選択的に使 用した場合、 第 7図に示す如く各マイクロス 卜 リ ップアレイ板 4 ~ 7の隣接 する方向、 即ち、 切換点方向の利得が低下する。
    [0037] そこでこの突施例においては、 各切換点方向の領域については、 これらの 各領域に関与する 2枚のマイクロス 卜 リ ップアレイ板、 β|3ち右前領域に対し てはマイクロス 卜 リ ップアレイ板 5、 6、 右後領域に対してはマイクロス ト リ ップアレイ板 5、 Ί、 左後領域に対してはマイクロス 卜 リ ツプアレイ板 4、 7、 左前領域に対してはマイクロス ト リ ップアレイ板 4、 6の如く組合 わせて、 関与する 2つのアンテナアレイを協働させて、 第 8図に示す如く こ れらの領域における利得低下を補っている。
    [0038] 次に、 上述した本実施例の動作を具体的に説明する。
    [0039] まず、 いずれかの方向、 例えば右側面方向を選択してこの方向に信^を送 受^する場合には、 選択回路 2 2内のスイ ッチが切り換えられて共通端子 2 2 aと右部選択端子 3 2 とが接続されるとともに、 右部分配結合回路 1 9の 切換スィ ツチ 2 6が切り換えられて共通端子 2 6 a と端子 2 6 bとが接続さ れる。
    [0040] またこのとき、 右部分配結合回路 1 9内にある各移相器 2 3の位相が指向 性方向に対応して調整される。
    [0041] これによつて、 送受信機が選択回路 2 2、 右部分配結合回路 1 9の切換ス イ ッチ 2 6及び半固定移相器 2 5、 分配結合器 2 4、 各移相器 2 3なる経路 を経てマイクロス 卜 リ ツプアレイ板 5の各励振素子 1 5に接続される。
    [0042] また、 例えばマイクロス ト リ ップアレイ板 5 、 6の切換点方向 （右前方向 ) に対して送受信する場合には、 選択回路 2 2内のスィ ッチが切り換えられ て共通端子 2 2 a と右前部選択端子 3 3 とが接続されると ともに、 右部分配 結合回路 1 9の切換スィ ツチ 2 6が切り換えられて共通端子 2 6 a と端 7 2 6 c とが接続され、 かつ前部分配結合回路 2 0の切換スィ ッチ 2 6が切り換 えられて共通端子 2 6 a と端子 2 6 d とが接続される。
    [0043] またこのとき、 右部分配結合回路 1 9内にある各移相器 2 3の位相と、 前 部分配結合回路 2 0内にある各移相器 2 3の位相とが通 β方向に対応して調 整される。
    [0044] これによつて、 送受信機入力信号は送信の場合は選択回路 2 2を介して右 部分配結合回路 1 9の分配結合器 2 7に供給され、 ここで 2方向に分岐さ れ、 方の送信信号は前部分配結合回路 2 0のスィ ッチ 2 6、 半固定移相器 2 5、 分配結合器 2 4及び各移相器 2 3なる経路でマイクロス 卜 リ 、ソプアレ ィ板 6の各励振素子 1 5に供給される。
    [0045] また、 前記右部分配結合回路 1 9の分配結合器 2 7にて分岐された他方の 送信信号は同プロック 1 9のスィ ッチ 2 6、 半固定移相器 2 5、 分配結合器 2 4及び各移相器 2 3なる経路でマイクロス ト リ 、ソブアレイ板 5の各励振素 子 1 5に供給される。
    [0046] そして、 これらの各マイクロス ト リ ップアレイ板 5 、 6の各励振素子 1 5 から電波となって出射され、 その結果、 両者の制御位相によって指向性が決 ^される。
    [0047] また、 この状態における受信動作は上記送 の場合と全く逆となり、 マイ クロス 卜 リ ップアレイ板 5 と 6に受 した信 が右部分配結合回路 Γ 9の分 配結合器 2 7において合成され、 これが選択回路 2 2を介して図示を省略し た前記送受信機に供給される。
    [0048] このようにこの実施例においては、 各マイクロス 卜 リ ッブアレイ板 4〜 7 の切換点方向にビームを形成するときこの切換点に関 ^する 2つのマイクロ ス 卜 リ 、ソ ブアレイ板を用るとともに、 両者の配置等による位相ズレを半固定 移相器 2 5によって補正するようにしているので、 従来著しく利得が小さく なっていたアンテナァレイの各部の境界方向を含む全ての方向に対して十分 な利得を確保することができる。
    [0049] また、 上述した実施例においては、 4つの半固定移相器 2 5を用いて各マ イクロス ト リ ップアレイ板 4〜 7に対する送受信信 の位相を補正するよう にしているが、 これら半固定移相器 2 5に代えて可変移相器を用い、 通信方 向に応じて細かく位相制御を行い、 常に鼓適な値になるようにしても良い。
    [0050] このために C P Uを含めた制御を行うと有効であろう。
    [0051] 産業上の利用可能性
    [0052] 以上説明したように本発明によれば、 -つのマイクロス ト リ ツブァレイァ ンテナにてはカバーし得ない領域を互いに隣接する 2つの又はそれ以上のァ ンテナを協働させて力パーするものであるから、 各方向に対して十分な利得 を確保することができる。
    权利要求:
    Claims請求 の範囲
    ( 1 ) 前後、 左右の各方向と対向して配置される複数のマイクロス ト リ ップ アレイ板と、 これら各マイクロス 卜 リ ップアレイ板のいずれか -つ又は複数 を選択する選択回路とを備え、 この選択回路によって選択されているマイク ロス ト リ ッブアレイ板を用いて通信を行なう こ とを特徴とするマイクロス 卜 リ ヅ プア ンテナシステム。
    ( 2 ) 前記選択回路は隣合う 2枚のマイクロス 卜 リ 、ソ ブアレイ板を選択し、 これら各マイクロス 卜 リ ツブアレイ板の境界方向に対して !1該方向の利得を 向上した請求頃 1 記載のマイクロス 卜 リ ツプアンテナシステム。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    US10367262B2|2019-07-30|Architectures and methods for novel antenna radiation optimization via feed repositioning
    CA2813362C|2019-08-13|Directional mobile antenna with polarization switching by displacement of radiating panels
    US5874915A|1999-02-23|Wideband cylindrical UHF array
    AU732084B2|2001-04-12|A planar dual-frequency array antenna
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    US6388631B1|2002-05-14|Reconfigurable interleaved phased array antenna
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    JP4698121B2|2011-06-08|機械的ステアリング可能なアレイアンテナ
    US5861845A|1999-01-19|Wideband phased array antennas and methods
    US6653985B2|2003-11-25|Microelectromechanical phased array antenna
    US4188578A|1980-02-12|Satellite communication system which concurrently transmits a scanning spot beam and a plurality of fixed spot beams
    US7224246B2|2007-05-29|Apparatus for steering an antenna system
    US5821908A|1998-10-13|Spherical lens antenna having an electronically steerable beam
    US6218987B1|2001-04-17|Radio antenna system
    US3993999A|1976-11-23|Amplitude modulation scanning antenna system
    DE69729344T2|2004-10-28|Radarmodul und MMIC-Anordnung dafür
    AU614041B2|1991-08-15|An antenna which is electronically reconfigurable in transmission
    EP0361417B1|1994-03-16|Microstrip antenna system with multiple frequency elements
    US5936588A|1999-08-10|Reconfigurable multiple beam satellite phased array antenna
    US6314305B1|2001-11-06|Transmitter/receiver for combined adaptive array processing and fixed beam switching
    CN100416917C|2008-09-03|天线装置
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    GB2243492A|1991-10-30|
    CA2037911A1|1991-03-09|
    JPH0396105A|1991-04-22|
    CA2037911C|1996-03-05|
    AU5937190A|1991-04-08|
    GB9107099D0|1991-06-05|
    JP2939561B2|1999-08-25|
    AU637119B2|1993-05-20|
    GB2243492B|1994-08-10|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPS52660B2|1971-10-12|1977-01-10|||
    JPS60117802A|1983-11-29|1985-06-25|Nec Corp|Electronic scan antenna|
    JPS60249401A|1984-05-25|1985-12-10|Mitsubishi Electric Corp|Radar equipment|
    JPS6154703A|1984-08-24|1986-03-19|Nec Corp|Electron scanning antenna|JP2014093599A|2012-11-01|2014-05-19|Mitsubishi Electric Corp|アレーアンテナ装置およびその制御方法|AU477857B2|1973-02-01|1975-07-03|Amalgamated Wireless Limited|Scanning antenna arrangement|
    US4667201A|1983-11-29|1987-05-19|Nec Corporation|Electronic scanning antenna|
    WO1988006295A1|1987-02-13|1988-08-25|Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha|Holographic radar|
    EP0371133B1|1987-02-13|1994-04-13|Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha|Holographic radar|
    JP2629219B2|1987-12-18|1997-07-09|ソニー株式会社|衛星放送用のダイバシティ受信装置|JPH07321534A|1994-05-25|1995-12-08|Nec Corp|アンテナシステム|
    US5552798A|1994-08-23|1996-09-03|Globalstar L.P.|Antenna for multipath satellite communication links|
    DE19845868A1|1998-10-05|2000-04-06|Pates Tech Patentverwertung|Doppelfokusplanarantenne|
    US7307579B2|2004-11-03|2007-12-11|Flight Safety Technologies, Inc.|Collision alerting and avoidance system|
    CN101589510A|2006-12-18|2009-11-25|艾利森电话股份有限公司|机载雷达系统的微波功率分配系统|
    CN101584083B|2006-12-18|2012-11-14|艾利森电话股份有限公司|前视/后视机载雷达|
    法律状态:
    1991-03-21| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU CA GB US |
    1991-03-26| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 2037911 Country of ref document: CA |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP1233856A|JP2939561B2|1989-09-08|1989-09-08|マイクロストリップアンテナシステム|
    JP1/233856||1989-09-08||CA 2037911| CA2037911C|1989-09-08|1990-07-09|Microstrip antenna system|
    GB9107099A| GB2243492B|1989-09-08|1991-04-04|Microstrip antenna system|
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