JP2002217639A - フェーズドアレーアンテナ及びこれを用いた送・受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易・小型・高効率でコストパフォーマンス
がよく、グレーティングローブを発生させずに広い範囲
でビームの指向制御が行えるようにする。 【解決手段】 最上層の放射用スロット板１には、３つ
の放射用スロット２，３，４がｘ方向に一定の間隔で偏
波方向が一致するように配列されている。最下層の励振
用スロット板５には、放射用スロット２と３を励振する
ための励振用スロット６と、放射用スロット３と４を励
振するための励振用スロット７とがｘ方向に配置されて
いる。励振用スロット６，７はトリプレート線路８，９
により給電される。上側の両端の素子２，４には、下側
のスロットアンテナ素子から放射された電磁波の一部が
適当な結合度で電磁結合し、上側の中央のスロットアン
テナ素子３には、下側の２つのスロットアンテナ素子そ
れぞれから放射された電磁波の一部を空間的に合成した
ものが適当な結合度で電磁結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フェーズドアレー
アンテナに係り、特に電子追尾機能を持つ移動体からの
素材伝送装置用の送受信アンテナ、マルチビームや空間
的にビーム走査可能な衛星放送受信用アンテナ、衛星搭
載用の送受信アンテナ等に使用されるフェーズドアレー
アンテナに関する。

【０００２】［発明の概要］移動体用の素材伝送装置や
衛星搭載用などのアクティブアレーアンテナはなるべく
簡易・小型・高効率でコストパフォーマンスがよく、グ
レーティングローブを発生させずに広い追尾範囲が必要
である。

【０００３】そこで、本発明は、フェーズドアレーアン
テナの構成法に関し、スロットアンテナ素子を形成した
金属板をある一定の距離を隔てて積層し、下層側のスロ
ットアンテナ素子から放射した電磁波を空間的に分配・
合成して上層側の素子に適当な結合度で電磁結合させる
ことで、増幅器と移相器の数を減らし、かつスロットア
ンテナ素子毎に放射位相を制御することにより、低価格
・高精度のフェーズドアレーアンテナを実現すると共
に、広範囲にビームの指向方向制御ができるようにした
ものである。

【０００４】

【従来の技術】図６，図７は、従来のフェーズドアレー
アンテナの構造を示した図である。

【０００５】図６は、各アンテナ素子にストリップ線路
とピンで給電されている場合の構成例である（従来例
１）。

【０００６】図６において、ベース板８１上に、アース
板８２を介在させた誘電体基板８３が積層され、その最
上層のパッチアンテナ８４がアレー配置されている。ま
た、最下層には、入力端子Ｔ、ストリップ線路で構成さ
れた電力分配器８５、ストリップ線路で構成された送信
用給電線路８６、変換用の金属ピン８７が配置されてい
る。

【０００７】図６に示すように、入力端子Ｔから入力し
た高周波信号は、電力分配器８５により分配され、送信
用給電線路８６から金属ピン８７に給電され、ここで変
換されて、サブアレーを構成する各パッチアンテナ８４
に直接給電している。

【０００８】この構造では、給電線がプリント線路で構
成されているため、アンテナの構造を薄型化できる。ま
た、複数のアンテナ素子を１つの移相器で制御できるよ
うになっているため、増幅器と移相器の数を減らすこと
ができる。

【０００９】図７は、パッチアンテナの上側に複数のス
ロットを積層し、パッチアンテナをスロットアンテナの
励振素子として動作させた場合の構成例である（従来例
２）。

【００１０】図７において、特殊ポリエチレン基板９１
上には、励振素子として動作するパッチアンテナ９２が
配置されると共に、厚さｈのスペーサ（フォーム材）を
介してマルチスロット板９４が設けられている。マルチ
スロット板９４には、複数のクロススロット９５が、同
相の電磁波が放射できる間隔で配置されている。

【００１１】この構成により、パッチアンテナ９２から
放射した電磁波が、上側に配置されているマルチスロッ
ト板９４の複数のスロット素子を同時に励振し、複数の
スロット素子から同相の電磁波が放射されるようになっ
ている。

【００１２】この構造では、単純な構成でアレーを作成
することができるので、低コスト化が期待できる。ま
た、空間的に各アンテナ素子に給電できるので、給電線
路の損失を低減することができる。さらに、従来例１と
同様にサブアレー構成になっているので、増幅器と移相
器の数を減らすこともできる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例１，２には、次のような問題がある。

【００１４】従来例１では、送信用給電線路８６がスト
リップ線路で構成されている。さらにストリップ線路か
ら金属ピン８７を介してパッチアンテナ８４に接続され
ているため、周波数が高くなると給電損失が増加し、効
率が悪くなる。また、各アンテナ素子に金属ピン８７で
接続しているため、平面上にアレー化する場合、製造上
複雑な工程が必要となりコストがかかるという問題があ
る。

【００１５】また、従来例２では、複数のアンテナ素子
からなるサブアレーを１つの移相器で制御するとき、位
相中心の間隔が大きいため、ビームを大きく振った場
合、メインローブ以外にレベルの大きなグレーティング
ローブが発生するという問題がある。

【００１６】本発明は、このような従来の事情に鑑みて
なされたものであり、簡易・小型・高効率でコストパフ
ォーマンスがよく、グレーティングローブを発生させず
に広い範囲でビームの指向制御を行うことができるフェ
ーズドアレーアンテナを提供することを目的としてい
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のフェーズドアレーアンテナは、最上層の金
属板に、ｎ個（ｎはｎ≧２なる任意の自然数）のスロッ
トアンテナ素子を所定間隔で、かつ偏波方向が一致する
ように１方向に配列し、その下層側に、上層側よりも１
つ少ない素子数（ｉ段目の素子数：ｎ−ｉ＋１）のスロ
ットアンテナ素子が上層側と同様に形成された金属板を
ｍ段（ｍはｍ≧２なる任意の自然数）まで積層して多層
構造とし、下層側のスロットアンテナ素子がその放射し
た電磁波が空間的に分配あるいは合成されて、適当な結
合度で上層側のスロットアンテナ素子に電磁結合するよ
うに配置されていることを特徴とする。

【００１８】この構成によれば、最上層の金属板に、例
えば、３つのスロットアンテナ素子が１方向に配列され
ているとすれば、その下側には２つのスロットアンテナ
素子が１方向に配置される。

【００１９】このとき、上側の両端の素子には、下側の
スロットアンテナ素子から放射された電磁波の一部が適
当な結合度で電磁結合し、上側の中央のスロットアンテ
ナ素子には、下側の２つのスロットアンテナ素子それぞ
れから放射された電磁波の一部を空間的に合成したもの
が適当な結合度で電磁結合する。

【００２０】つまり、上側では、中央のスロットアンテ
ナ素子の放射位相が両側のスロットアンテナ素子の放射
位相の和のほぼ１／２になるので、これを利用すること
により、増幅器と移相器の数を減らすことができる。

【００２１】また、このことは、スロットアンテナ素子
毎に位相が制御されることと等価になるため、アンテナ
素子間隔を小さくすることにより、グレーティングロー
ブを抑えて広範囲なビーム指向制御が可能となる。

【００２２】さらに、構造が簡単なため、低コストでア
ンテナを製造することができ、高い周波数でも高精度に
所望のアンテナ特性が得られる。加えて、空間的に分配
・合成により励振できるので、給電損失が低減でき、高
効率なアンテナが実現できる。

【００２３】また、本発明のフェーズドアレーアンテナ
の形態としては、各階層の金属板にスロットアンテナ素
子が１次元的に配置される場合に、前記最上層の金属板
に形成されるスロットアンテナ素子は、一部がその配置
方向と直交する向きにずれた位置に配置されている構成
とすることができる。

【００２４】この構成によれば、１次元フェーズドアレ
ーアンテナにおいて、最上層の各スロットアンテナ素子
の振幅制御が行えるようになる。

【００２５】また、本発明のフェーズドアレーアンテナ
の他の形態としては、各階層の金属板にスロットアンテ
ナ素子が１次元的に配置される場合に、前記最下層の金
属板に形成されるスロットアンテナ素子は、その上層側
の電磁結合する２つのスロットアンテナ素子に対する結
合度を互いに異ならせる位置に配置されている構成とす
ることができる。

【００２６】この構成によれば、１次元フェーズドアレ
ーアンテナにおいて、上層側のスロットアンテナ素子へ
の結合度を変えることができるので、各スロットアンテ
ナ素子の放射位相を制御することができ、広範囲にビー
ムの方向を制御することができるようになる。

【００２７】さらに、本発明のフェーズドアレーアンテ
ナのさらに他の形態としては、各階層の金属板にスロッ
トアンテナ素子がｘ方向及びｙ方向に２次元的に配置さ
れる場合に、前記最上層の金属板に形成されるスロット
アンテナ素子は、ｘ方向またはｙ方向のいずれかの方向
において、一部がその配置方向と直交する向きにずれた
位置に配置されている構成とすることができる。

【００２８】この構成によれば、２次元フェーズドアレ
ーアンテナにおいて、最上層の各スロットアンテナ素子
の振幅制御が行えるようになる。

【００２９】さらに、本発明のフェーズドアレーアンテ
ナのさらに他の形態としては、各階層の金属板にスロッ
トアンテナ素子がｘ方向及びｙ方向に２次元的に配置さ
れる場合に、前記最下層の金属板に形成されるスロット
アンテナ素子は、その上層側の電磁結合する４つまたは
２つのスロットアンテナ素子に対する結合度を互いに異
ならせる位置に配置されている構成とすることができ
る。

【００３０】この構成によれば、２次元フェーズドアレ
ーアンテナにおいて、上層側のスロットアンテナ素子へ
の結合度を変えることができるので、各スロットアンテ
ナ素子の放射位相を制御することができ、広範囲にビー
ムの方向を制御することができるようになる。

【００３１】一方、請求項２に記載のように、請求項１
に記載のフェーズドアレーアンテナを平面上に配列した
送・受信装置を構成することもできる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態１に
係るフェーズドアレーアンテナの構成を示す図である。
なお、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は平面図であ
る。

【００３３】図１に示すように、本実施の形態１に係る
フェーズドアレーアンテナは、最上層のアンテナ素子数
が３個（ｎ＝３）、多層構造の段数が２段（ｍ＝２）、
最下層のアンテナ素子数が２個（ｎ−ｍ＋１＝２）の場
合に相当する１次元フェーズドアレーアンテナに関す
る。

【００３４】図１において、最上層の放射用スロット板
１には、３つの放射用スロット２，３，４が、ｘ方向に
一定の間隔で偏波方向が一致するように配置されてい
る。３つの放射用スロット２，３，４は、それぞれｙ方
向に長くｘ方向に短い矩形穴形状に形成されている。

【００３５】また、最下層の励振用スロット板５には、
放射用スロット２及び放射用スロット３を励振するため
の励振用スロット６と、放射用スロット３及び放射用ス
ロット４を励振するための励振用スロット７とがｘ方向
に配置されている。励振用スロット６，７は、それぞれ
ｙ方向に長くｘ方向に短い矩形穴形状に形成されてい
る。

【００３６】なお、図１では、励振用スロット６，７
は、ｙ方向の長さは放射用スロット２，３，４のそれよ
りも短く、そのｙ方向の中心位置と放射用スロット２，
３，４の中心位置がほぼ同一となるように配置されてい
るが、必ずしもこのようにする必要はない。

【００３７】また、ｘ方向においては、励振用スロット
６が放射用スロット２と３のほぼ中央に位置し、励振用
スロット７が放射用スロット３と４のほぼ中央に位置す
るようになっているが、必ずしもこのようにする必要は
ない。

【００３８】さらに、この最下層の励振用スロット板５
の下面には、励振用スロット６を給電するためのトリプ
レート線路８と、励振用スロット７を給電するためのト
リプレート線路９とが設けられている。

【００３９】トリプレート線路８は、入力端子Ｔ１が設
けられるストリップ導体１０とその上下にある励振用ス
ロット板５及び地導体板１１とで構成される。トリプレ
ート線路９は、入力端子Ｔ２が設けられるストリップ導
体１２とその上下にある励振用スロット板５及び地導体
板１３とで構成される。

【００４０】次に、このように構成される実施の形態１
に係るフェーズドアレーアンテナの動作を説明する。

【００４１】入力端子Ｔlと入力端子Ｔ２のそれぞれか
ら入力された高周波信号は、給電用のトリプレート線路
８，９を伝送して励振用スロット板５に形成された励振
用スロット６，７に電磁結合し、励振用スロット６，７
からそれぞれ放射される。

【００４２】励振用スロット６から放射された高周波信
号の一部は、放射用スロット２に電磁結合し、放射用ス
ロット２から自由空間へ放射される。

【００４３】同様に励振用スロット７から放射された高
周波信号の一部は、放射用スロット４に電磁結合し、放
射用スロット４から自由空間へ放射される。

【００４４】同様に励振用スロット６，７から放射され
た高周波信号の残りは、それぞれ空間合成されて放射用
スロット３に電磁結合し、放射用スロット３から自由空
間へ放射される。

【００４５】このとき、ｙ方向において励振用スロット
６，７の中心と放射用スロット２，３，４の中心位置が
ほぼ同一であるので、励振用スロット６から放射した高
周波信号の約１／２は、励振用スロット２へ流れてい
く。そして、残りの１／２は、励振用スロット３へ流れ
る。励振用スロット７から放射される高周波信号につい
ても同様で、励振用スロット３，４へ流れる。

【００４６】ここで、放射位相は、次のようになる。入
力端子Ｔ１に入力する高周波信号の位相をφ１、入力端
子Ｔ２に入力する高周波信号の位相をφ２とする。ま
た、給電線路の入力端子Ｔ１，Ｔ２から放射用スロット
２、３，４までのそれぞれの路長に対応する位相変化量
をδφ’とする。

【００４７】ｘ方向において、励振用スロット６が放射
用スロット２と３のほぼ真ん中に配置され、励振用スロ
ット７が放射用スロット３と４のほぼ中央に配置されて
いる。したがって、放射用スロット２からの放射位相は
φ１＋δφ’となり、放射用スロット４からの放射位相
はφ２＋δφ’となる。

【００４８】また、放射用スロット３の放射位相は、励
振用スロット６，７から放射された高周波信号のそれぞ
れ１／２が空間的にベクトル合成されて放射用スロット
３へ電磁結合するため、（φ１＋φ２）／２＋δφ’と
なる。

【００４９】したがって、１つの移相器を使って、励振
用スロット６，７から放射される位相を制御すること
で、３つのアンテナ素子（放射用スロット２、放射用ス
ロット３、放射用スロット４）の放射位相を制御できる
ことが解る。

【００５０】図２は、周波数を１４．１５ＧＨｚ、素子
間隔を０．５λとした場合の指向特性（計算結果）を示
す説明図である。なお、図２において、縦軸は、相対出
力（Relative Power）であり、横軸は、ビームの振れ角
度（Angle）である。

【００５１】図２では、入力端子Ｔ１と入力端子Ｔ２の
位相差を、０度、３０度、６０度、９０度と変化させた
６つの指向特性を示してある。

【００５２】図２に示すように、位相差９０度のとき、
ビームは２４度まで振れており、グレーティングローブ
などによる影響のない良好な特性となっている。

【００５３】次に、図３は、本発明の実施の形態２に係
るフェーズドアレーアンテナの構成を示す図である。な
お、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は平面図である。

【００５４】図３に示すように、本実施の形態２に係る
フェーズドアレーアンテナは、図１に示す構成におい
て、放射用スロット２と４の位置をｙ方向、例えば＋ｙ
方向にシフトしたものである。

【００５５】このように、放射用スロット２と４の位置
をシフトさせると、励振用スロット６，７からの放射電
磁界の結合度が変わるので、シフト量に応じた分だけ放
射用スロット２と４からの放射振幅を制御することがで
きる。

【００５６】したがって、各アンテナ素子に振幅テーパ
をかけることができるので、パターン合成やサイドロー
ブ抑制などを簡単な構造で実現できる。

【００５７】次に、図４は、本発明の実施の形態３に係
るフェーズドアレーアンテナの構成を示す図である。な
お、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は平面図である。

【００５８】図４に示すように、本実施の形態３に係る
フェーズドアレーアンテナは、最上層のアンテナ素子数
が３個（ｎ＝３）、多層構造の段数が３段（ｍ＝３）、
最下層のアンテナ素子数が１個（ｎ−ｍ＋１＝１）の場
合に相当する１次元フェーズドアレーアンテナに関す
る。

【００５９】図４において、最上層の放射用スロット板
４１には、３つの放射用スロット４２，４３，４４が、
ｘ方向に所定の間隔を置いて横一列に配置されている。
３つの放射用スロット４２，４３，４４は、それぞれｙ
方向に長くｘ方向に短い矩形穴形状に形成されている。

【００６０】中間層の励振用スロット板４５には、放射
用スロット４２と４３を励振するための励振用スロット
４６と、放射用スロット４３と４４を励振するための励
振用スロット４７とが配置されている。励振用スロット
４６，４７は、それぞれｙ方向に長くｘ方向に短い矩形
穴形状に形成されている。

【００６１】なお、図４では、励振用スロット４６，４
７は、ｙ方向の長さは放射用スロット４２，４３，４４
のそれよりも短く、そのｙ方向の中心位置と放射用スロ
ット４２，４３，４４の中心位置がほぼ同一となるよう
に配置されているが、必ずしもこのようにする必要はな
い。

【００６２】また、ｘ方向においては、図示例では、励
振用スロット４６が放射用スロット４２と４３のほぼ中
央に位置し、励振用スロット４７が放射用スロット４３
と４４のほぼ中央に位置するようになっているが、必ず
しもこのようにする必要はない。

【００６３】また、最下層の励振用スロット板４８には
励振用スロット４６，４７を励振するための励振用スロ
ット４９が配置されている。励振用スロット４９は、励
振用スロット４６，４７と同様の矩形穴形状に形成さ
れ、ｘ方向において、励振用スロット４６，４７のほぼ
中央に位置するようになっている。つまり、励振用スロ
ット４３の直下に位置している。

【００６４】さらに、この最下層の励振用スロット板４
８の下面には、励振用スロット４９を給電するためのト
リプレート線路５０が設けられている。トリプレート線
路５０は、入力端子Ｔ１が設けられるストリップ導体５
１とその上下にある励振用スロット板４８及び地導体板
５２とで構成される。

【００６５】次に、このように構成される実施の形態３
に係るフェーズドアレーアンテナの動作を説明する。

【００６６】入力端子Ｔlから入力された高周波信号
は、給電用トリプレート線路５０を伝送して励振スロッ
ト板４８に形成された励振用スロット４９に電磁結合
し、励振用スロット４９から放射され、また励振用スロ
ット板４５に形成された励振用スロット４６，４７に電
磁結合し、励振用スロット４６，４７からそれぞれ放射
される。

【００６７】励振用スロット４６から放射された高周波
信号の一部は、放射用スロット４２に電磁結合し、自由
空間へ放射される。

【００６８】同様に励振用スロット４７から放射された
高周波信号の一部は放射用スロット４４に電磁結合し、
自由空間へ放射される。

【００６９】励振用スロット４６，４７から放射された
高周波信号の残りはそれぞれ空間合成され、放射用スロ
ット４３に電磁結合し、自由空間へ放射される。

【００７０】このとき、ｙ方向において励振用スロット
４６，４７の中心と放射用スロット４２，４３，４４の
中心位置が同一であるので、励振用スロット４６から放
射した高周波信号の約１／２は、励振用スロット４２へ
流れていく。そして、残りの１／２は、励振用スロット
４３へ流れる。励振用スロット４７から放射される高周
波信号についても同様で、放射用スロット４３，４４に
流れる。

【００７１】そして、励振用スロット４９がｘ方向にお
いて励振用スロット４６と４７のほぼ中央に配置されて
いるので、励振用スロット４６，４７の励振位相は等し
くなる。その結果、放射用スロット４２，４３，４４の
放射位相も等しくなり、ビームは正面方向（放射用スロ
ット板４１に垂直な方向）に向く。

【００７２】励振用スロット４９がｘ方向にシフトした
場合、励振用スロット４９と励振用スロット４６との路
長差、及び励振用スロット４９と励振用スロット４７と
の路長差により、励振用スロット４６，４７の励振位相
に差が出るので、実施の形態１と同様に各放射用スロッ
トの放射位相をそれぞれ制御することができる。

【００７３】このように、励振用スロット４９の位置を
ｘ方向へ移動するだけで、各アンテナ素子の位相が制御
できるので、実施の形態１よりもさらに移相器や増幅器
の数を削減することができる。

【００７４】次に、図５は、本発明の実施の形態４に係
るフェーズドアレーアンテナの構成を示す図である。な
お、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は側面図である。

【００７５】図５に示すように、本実施の形態４に係る
フェーズドアレーアンテナは、ｘ方向及びｙ方向におい
て、最上層のアンテナ素子数がそれぞれ３個（ｎ＝
３）、多層構造の段数が２段（ｍ＝２）、最下層のアン
テナ素子数がそれぞれ２個（ｎ−ｍ＋１＝２）の場合に
相当する２次元フェーズドアレーアンテナに関する。

【００７６】図５において、最上層の放射用スロット板
６０には、ｘ方向に３つ、ｙ方向に３つ、合計９つの放
射用スロット６１〜６９が、所定の間隔を置いて２次元
配置されている。９つの放射用スロット６１〜６９は、
それぞれｙ方向に長くｘ方向に短い矩形穴形状に形成さ
れている。９つの放射用スロット６１〜６９は、以下、
適宜、放射用スロットアレーともいう。

【００７７】また、最下層の励振用スロット板７０に
は、放射用スロットアレーを励振するための励振用スロ
ット７１〜７４がそれぞれ配置されている。励振用スロ
ット７１〜７４は、それぞれｙ方向に長くｘ方向に短い
矩形穴形状に形成されている。

【００７８】このとき、励振用スロット７１は、放射用
スロット６１，６２，６４，６５の間の中央位置に配置
されているが、必ずしもこのようにする必要はない。

【００７９】また、励振用スロット７２は、放射用スロ
ット６２，６３，６５，６６の間の中央位置に配置され
ているが、必ずしもこのようにする必要はない。

【００８０】また、励振用スロット７３は、放射用スロ
ット６４，６５，６７，６８の間の中央位置に配置され
ているが、必ずしもこのように配置する必要はない。

【００８１】また、励振用スロット７４は、放射用スロ
ット６５，６６，６８，６９の間の中央位置に配置され
ているが、必ずしもこのようにする必要はない。

【００８２】さらに、この最下層の励振用スロット板７
０の下面には、励振用スロット７１に給電するためのト
リプレート線路７５と、励振用スロット７２に給電する
ためのトリプレート線路７６と、励振用スロット７３に
給電するためのトリプレート線路７７と、励振用スロッ
ト７４に給電するためのトリプレート線路７８とが設け
られている。

【００８３】トリプレート線路７５は、入力端子Ｔ１が
設けられるストリップ導体７９とその上下にある励振用
スロット板７０及び地導体板８０とで構成される。トリ
プレート線路７６は、入力端子Ｔ２が設けられるストリ
ップ導体８１とその上下にある励振用スロット板７０及
び地導体板８２とで構成される。

【００８４】トリプレート線路７７は、入力端子Ｔ３が
設けられるストリップ導体８３とその上下にある励振用
スロット板７０及び地導体板８４とで構成される。トリ
プレート線路７８は、入力端子Ｔ４が設けられるストリ
ップ導体８５とその上下にある励振用スロット板７０及
び地導体板８６とで構成される。

【００８５】次に、このように構成される実施の形態４
に係るフェーズドアレーアンテナの動作を説明する。

【００８６】入力端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４から入力
した高周波信号は、給電用トリプレート線路７５，７
６，７７，７８をそれぞれ伝送して励振用スロット板７
０に形成された励振用スロット７１，７２，７３，７４
に電磁結合する。結合した高周波信号は、励振用スロッ
ト７１，７２，７３，７４から放射用スロット板６０に
向かってそれぞれ放射される。

【００８７】励振用スロット７０、７１、７２、７３か
ら放射された高周波信号は、それぞれ空間的にベクトル
合成及び分配され、放射用スロットアレーの各素子に電
磁結合し、その放射用スロットアレーから自由空間へ放
射される。

【００８８】本実施の形態４においても実施の形態１と
同様に入力端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の入力位相をそ
れぞれ変えることにより放射用スロットアレーの各素子
の放射位相が変化させ得るので、ビームを２次元的に振
ることができる。

【００８９】このように、本発明の各実施の形態によれ
ば、アレーの給電構造により増幅器や移相器の数を削減
することができるので、アンテナ全体をコンパクトにす
ることができる。

【００９０】また、アンテナ素子毎に放射位相が制御で
きるので、グレーティングローブを抑えながら広範囲に
ビームの指向制御が行えると共に、増幅器や移相器の数
が減らせるので、アンテナ素子間隔を狭くすることも可
能となる。

【００９１】さらに、アレーの構造が非常に単純なため
低コストでアンテナが製造することができ、高い周波数
でも高精度に所望のアンテナ特性が得られる。

【００９２】加えて、アレーの給電構造が空間的に分配
・合成できるようになっているため、高い周波数でも、
給電損失が低減できることから、高効率なアンテナが実
現できる。

【００９３】なお、以上説明した各実施の形態におい
て、ＳＳＰＡ（送信用増幅器）をトリプレート線路７
５，７６，７７，７８にそれぞれ一体化実装することに
より送信用アクティブフェーズドアレーアンテナとして
用いることができる。

【００９４】また、トリプレート線路７５，７６，７
７，７８にＬＮＡ（低雑音増幅器）をそれぞれ一体化実
装することにより受信用アクティブフェーズドアレーア
ンテナとして用いることができる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡易・小型・高効率でコストパフォーマンスがよく、グ
レーティングローブを発生させずに広い範囲でビームの
指向制御が行えるようになる。したがって、電子追尾機
能を持つ移動体からの素材伝送装置用の送受信アンテ
ナ、マルチビームや空間的にビーム走査可能な衛星放送
受信用アンテナ、衛星搭載用の送受信アンテナ等への使
用に好適なフェーズドアレーアンテナを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るフェーズドアレー
アンテナの構成を示す図である。（Ａ）は側面図であ
る。（Ｂ）は平面図である。

【図２】実施の形態１に係るフェーズドアレーアンテナ
の指向特性を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係るフェーズドアレー
アンテナの構成を示す図である。（Ａ）は側面図であ
る。（Ｂ）は平面図である。

【図４】本発明の実施の形態３に係るフェーズドアレー
アンテナの構成を示す図である。（Ａ）は側面図であ
る。（Ｂ）は平面図である。

【図５】本発明の実施の形態４に係るフェーズドアレー
アンテナの構成を示す図である。（Ａ）は平面図であ
る。（Ｂ）は側面図である。

【図６】従来のフェーズドアレーアンテナの構成例を示
す図である（従来例１）。

【図７】従来のフェーズドアレーアンテナの構成例を示
す図である（従来例２）。

【符号の説明】

１，４１，６０ 放射用スロット板 ２〜４，４２〜４４，６１〜６９ 放射用スロット ５，４５，４８，７０ 励振用スロット板 ６，７，４６，４７，４９，７１〜７４ 励振用スロッ
ト ８，９，５０，７５〜７８ トリプレート線路 １０，１２，５１，７９，８１，８３，８５ ストリッ
プ導体 １１，１３，５２，８０，８２，８４，８６ 導体板 Ｔ１〜Ｔ４ 入力端子

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J021 AA03 AA09 AB05 CA06 DB02 DB03 FA26 GA05 GA08 HA05 HA10 5J045 AA21 AA26 AB05 AB06 DA03 EA07 FA02 HA02 MA07 NA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最上層の金属板に、ｎ個（ｎはｎ≧２な
   る任意の自然数）のスロットアンテナ素子を所定間隔
   で、かつ偏波方向が一致するように１方向に配列し、そ
   の下層側に、上層側よりも１つ少ない素子数（ｉ段目の
   素子数：ｎ−ｉ＋１）のスロットアンテナ素子が上層側
   と同様に形成された金属板をｍ段（ｍはｍ≧２なる任意
   の自然数）まで積層して多層構造とし、下層側のスロッ
   トアンテナ素子がその放射した電磁波が空間的に分配あ
   るいは合成されて、適当な結合度で上層側のスロットア
   ンテナ素子に電磁結合するように配置されていることを
   特徴とするフェーズドアレーアンテナ。
2. 【請求項２】 平面上に配列された請求項１に記載のフ
   ェーズドアレーアンテナを備えて成ることを特徴とする
   送・受信装置。