JPH05283924A - Array antenna - Google Patents
Array antennaInfo
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- JPH05283924A JPH05283924A JP7644692A JP7644692A JPH05283924A JP H05283924 A JPH05283924 A JP H05283924A JP 7644692 A JP7644692 A JP 7644692A JP 7644692 A JP7644692 A JP 7644692A JP H05283924 A JPH05283924 A JP H05283924A
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 無線通信で用いられるアレーアンテナに関
し、利得を低下せしめることなく主ビーム幅を狭くする
ことのできるアレーアンテナの実現を目的とする。
【構成】 指向性合成を行なう場合の目標値となる各極
大値のうち全角度範囲で最大となる位置を中心としてい
ずれか一方の側の角度範囲における最も近い2つの極大
点の少なくとも一方がその最大値に対して−10dB以
上0dB以下のレベルであり、他のすべての極大点のレ
ベルがこの極大点のレベルより低く、かつ、同一素子数
で励振電流の振幅と位相を一定としたアレーアンテナの
アレーファクタにおける各極大点の包絡値より高いレベ
ルとなるような値となるように各極大値を決めて得られ
た励振電流の振幅、位相を放射素子1上に与えるように
構成する。
(57) [Summary] (Modified) [Objective] Regarding an array antenna used in wireless communication, an object of the present invention is to realize an array antenna capable of narrowing the main beam width without lowering the gain. [Structure] At least one of the two local maximal points closest to each other in the angular range on either side with respect to the maximum position in the entire angular range among the maximal values serving as the target values when performing directivity synthesis An array antenna in which the level is -10 dB or more and 0 dB or less with respect to the maximum value, the levels of all other maximum points are lower than the level of this maximum point, and the amplitude and phase of the excitation current are constant with the same number of elements. The amplitude and phase of the excitation current obtained by deciding each local maximum value so as to have a value higher than the envelope value of each local maximum point in the array factor of are given to the radiating element 1.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は固定無線通信方式や移動
無線通信方式に用いられるアレーアンテナにおいて、干
渉波による影響を軽減することをねらいとした主ビーム
幅が狭いアレーアンテナの実現方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for realizing an array antenna having a narrow main beam width in an array antenna used in a fixed wireless communication system or a mobile wireless communication system, in order to reduce the influence of interference waves. Is.
【0002】[0002]
【従来の技術】固定無線通信や移動無線通信等の無線通
信方式用アレーアンテナは図5(a)で示すような構成
となっている。同図において、1は放射素子、2は給電
回路、3は入力端子、4は主ビーム方向を表わしてい
る。アンテナは図に示すように、放射素子が直線上に一
定間隔dで#1から#NまでのN素子が配列されてい
る。一般にこのようなアレーアンテナの放射パターンf
(θ)は“数6”で表わされる。2. Description of the Related Art An array antenna for a wireless communication system such as fixed wireless communication and mobile wireless communication has a structure shown in FIG. In the figure, 1 is a radiating element, 2 is a feeding circuit, 3 is an input terminal, and 4 is a main beam direction. As shown in the drawing, the antenna has N radiating elements # 1 to #N arranged in a straight line at regular intervals d. Generally, the radiation pattern f of such an array antenna is
(Θ) is represented by “Equation 6”.
【0003】[0003]
【数6】 [Equation 6]
【0004】ここで、θは角度、λは波長、g(θ)は
放射素子の放射指向性である。また、In 、φn はそれ
ぞれアンテナ素子上の励振電流の振幅値と位相値であ
る。この式におけるΣIn exp(2πd/λsinθ
+φn )はアレーファクタと呼ばれる。アレーファクタ
は放射素子の指向性が等方性である時(g(θ)=1)
のアレーアンテナの放射パターンf(θ)に相当する。Here, θ is the angle, λ is the wavelength, and g (θ) is the radiation directivity of the radiating element. In addition, I n and φ n are the amplitude value and the phase value of the excitation current on the antenna element, respectively. ΣI n exp (2πd / λsin θ in this equation
+ Φ n ) is called the array factor. The array factor is when the directivity of the radiating element is isotropic (g (θ) = 1)
Corresponds to the radiation pattern f (θ) of the array antenna.
【0005】従来はアンテナの利得を最大とするために
放射素子上の励振電流の振幅In 、位相φn が一定とな
るように設定されている。図5(b)は素子数14、素
子間隔が0.5波長となる均一分布アレーアンテナのア
レーファクタの例を示す図である。Conventionally, in order to maximize the gain of the antenna, the amplitude I n and phase φ n of the excitation current on the radiating element are set to be constant. FIG. 5B is a diagram showing an example of an array factor of a uniformly distributed array antenna having 14 elements and an element spacing of 0.5 wavelength.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このようなアレーアン
テナを用いて固定マイクロ波通信や移動通信を行なう場
合、図6で示すように周囲の環境によって生ずる反射や
他の局からの同一周波数の電波による干渉が生ずる。干
渉波が数字符号11で示すように主ビームから離れた方
向から来る場合には、サイドローブ9を抑えればよい。
一方、図6に数字符号12で示すように干渉波が主ビー
ムに近い方向から来る場合には、数字符号8.2で示す
ように主ビームの幅を狭くして干渉レベルを低減する必
要がある。When performing fixed microwave communication or mobile communication using such an array antenna, as shown in FIG. 6, reflections caused by the surrounding environment and radio waves of the same frequency from other stations. Cause interference. When the interference wave comes from the direction away from the main beam as indicated by numeral symbol 11, the side lobe 9 may be suppressed.
On the other hand, when the interference wave comes from the direction close to the main beam as shown by numeral reference 12 in FIG. 6, it is necessary to narrow the width of the main beam to reduce the interference level as shown by numeral reference 8.2. is there.
【0007】このように主ビームを狭くする簡単な方法
としては図7のようにサイドローブレベルが一定のアレ
ーアンテナ(以下チェビシェフ分布アレーアンテナとも
言う)のサイドローブレベルを引き上げる方法が考えら
れる。As a simple method of narrowing the main beam in this way, a method of raising the side lobe level of an array antenna (hereinafter also referred to as Chebyshev distributed array antenna) having a constant side lobe level as shown in FIG. 7 can be considered.
【0008】しかし、チェビシェフ分布アレーアンテナ
でサイドローブ全体を引き上げると、サイドローブに電
力が分散するため均一分布アレーに比べて利得が大きく
低下するという欠点があった。However, when the Chebyshev array antenna is used to raise the entire side lobe, the power is dispersed in the side lobe, so that the gain is greatly reduced as compared with the uniform distribution array.
【0009】本発明は、利得を大幅に低下させることな
く、主ビームの幅を狭くすることのできるアレーアンテ
ナを提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide an array antenna capable of narrowing the width of the main beam without significantly reducing the gain.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は前述した問題を
解決するために、指向性合成を行なう場合の目標値とな
る各極大値のうち全角度範囲で最大となる位置を中心と
していずれか一方の側の角度範囲における最も近い2つ
の極大点の少なくとも一方がその最大値に対して−10
dB以上0dB以下のレベルであり、さらに−10dB
以上0dB以下のレベルとなる極大点以外のすべての極
大点のレベルがこの−10dB以上0dB以下のレベル
となる極大点のレベルより低く、かつ、同一素子数で励
振電流の振幅と位相を一定としたアレーアンテナのアレ
ーファクタにおける各極大点の包絡値より高いかあるい
は該最大点のレベルに対して−15dBより高いレベル
となるような値となるように各極大値を決めて得られた
励振電流の振幅、位相を放射素子上に与えているもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention focuses on the maximum position in the entire angular range among the maximum values that are the target values when performing directivity synthesis. At least one of the two closest local maxima in the angular range on one side is -10 with respect to its maximum value.
The level is above dB and below 0 dB, and further below -10 dB.
The levels of all local maxima other than the maxima of 0 dB or less are lower than the maxima of the levels of -10 dB or more and 0 dB or less, and the amplitude and phase of the excitation current are constant with the same number of elements. The excitation currents obtained by deciding the respective maximum values so that the values are higher than the envelope value of the respective maximum points in the array factor of the array antenna or higher than −15 dB with respect to the level of the maximum points. The amplitude and phase of are given on the radiating element.
【0011】[0011]
【作用】本発明の励振係数を与えたアレーアンテナでは
主ビーム幅に最も影響を与える第1および第2サイドロ
ーブだけを高くして主ビーム幅を狭くしている。このよ
うにすると、チェビシェフ分布アレーに比べてサイドロ
ーブに分散する電力が小さくなるために、主ビーム幅を
狭くしながら利得低下量を軽減できる。In the array antenna provided with the excitation coefficient of the present invention, only the first and second side lobes that most affect the main beam width are increased and the main beam width is narrowed. By doing so, the power dispersed in the side lobes becomes smaller than that in the Chebyshev distribution array, so that the gain reduction amount can be reduced while narrowing the main beam width.
【0012】[0012]
【実施例】図1に本願の発明の一実施例を示す。同図
(a)は本発明のアレーアンテナの構造を示している。
同図において、1は放射素子を表わしている。放射素子
としては、ダイポールアンテナや、パッチアンテナ、ス
ロットアンテナなどの平面アンテナが用いられる。2は
給電回路であり、アンテナ素子上の励振電流の振幅、位
相が所定の値となるように調整されている。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1A shows the structure of the array antenna of the present invention.
In the figure, 1 represents a radiating element. As the radiating element, a plane antenna such as a dipole antenna, a patch antenna or a slot antenna is used. Reference numeral 2 is a feeding circuit, which is adjusted so that the amplitude and phase of the excitation current on the antenna element have predetermined values.
【0013】また、3は入力端子、4は主ビーム方向、
5.1〜5.3は放射パターンを成形するための位相差
を与える給電線路、6は電力分配器を表わしている。図
において破線で示した給電回路によって励振電流分布を
調整している。励振振幅分布は電力分配器の整合線路の
特性インピーダンスを変えることで与えている。3 is an input terminal, 4 is a main beam direction,
Reference numerals 5.1 to 5.3 denote feed lines that give a phase difference for shaping a radiation pattern, and 6 denotes a power distributor. The excitation current distribution is adjusted by the power supply circuit shown by the broken line in the figure. The excitation amplitude distribution is given by changing the characteristic impedance of the matching line of the power distributor.
【0014】一方、励振位相分布は数字符号5.1〜
5.3で示す給電線路の長さを変えることで与えてい
る。位相分布については給電線路でなく、一般的な位相
器を用いてもよい。On the other hand, the excitation phase distribution is represented by numeral symbols 5.1 to 5.1.
It is given by changing the length of the feeder line shown in 5.3. Regarding the phase distribution, a general phase shifter may be used instead of the feed line.
【0015】また同図(b)はアレーファクタの例を示
す図である。ここで構造パラメータは前述の図5の場合
と同じ素子数N=14、素子間隔d=0.5波長であ
る。図中の斜線部分は第1サイドローブだけを引き上げ
る場合についての本発明の請求範囲で規定する各サイド
ローブレベルの範囲である。図5の実線で示すアレーフ
ァクタは片側の第1サイドローブ−5dBまで引き上
げ、他のサイドローブレベルを−12dB一定となるよ
うにした場合の例である。FIG. 1B is a diagram showing an example of the array factor. Here, the structural parameters are the same number of elements N = 14 and the element spacing d = 0.5 wavelength as in the case of FIG. 5 described above. The shaded area in the figure is the range of each side lobe level defined in the claims of the present invention when only the first side lobe is raised. The array factor shown by the solid line in FIG. 5 is an example in the case where the first side lobe on one side is raised to −5 dB and the other side lobe levels are kept constant at −12 dB.
【0016】このパターンは本発明で規定するサイドロ
ーブレベル範囲内に収まる。図における主ビームのピー
ク点から第1ヌル点Aまでの角度をここではビーム幅と
定義する。図1(b)においてビーム幅は6.2°であ
り、図6(b)で示す均一分布アレーのビーム幅の76
%まで狭くなることがわかる。This pattern falls within the side lobe level range defined by the present invention. The angle from the peak point of the main beam to the first null point A in the figure is defined as the beam width here. In FIG. 1B, the beam width is 6.2 °, and the beam width of the uniform distribution array shown in FIG.
You can see that it becomes as narrow as%.
【0017】実際に図1(b)で示す放射パターンを合
成する手順について以下に述べる。素子数N、素子間隔
dのアレーファクタは一般に“数7”のように表わすこ
とができる。A procedure for actually synthesizing the radiation patterns shown in FIG. 1B will be described below. The array factor of the number N of elements and the element spacing d can be generally expressed as "Equation 7".
【0018】[0018]
【数7】 [Equation 7]
【0019】ただし、uは正規化角度でu=2πd/λ
sinθと表わされる。λは波長、ui はi番目のヌル
点の角度、Cは複素定数である。この式からわかるよう
にヌル点の位置が決まると放射パターンの形状は一意に
決まる。そこで、m番目のサイドローブの目標値をfm
p として、成形されたパターンがこの目標値に一致する
ように各ヌル点の位置を調整する方法が考えられる。However, u is a normalized angle u = 2πd / λ
It is expressed as sin θ. λ is the wavelength, u i is the angle of the i-th null point, and C is a complex constant. As can be seen from this equation, the shape of the radiation pattern is uniquely determined when the position of the null point is determined. Therefore, the target value of the m-th side lobe is f m
As p , a method of adjusting the position of each null point so that the formed pattern matches the target value can be considered.
【0020】まず、初期値として均一分布アレーアンテ
ナやチェビシェフ分布アレーアンテナなどのようにヌル
点の位置と各サイドローブのレベルが既知の放射パター
ンを選択する。今、n番目のヌル点位置をun 、m番目
のサイドローブのレベルをf 1,m p 、ピーク点の角度を
um p とする。ここで、“数8”,“数9”とおく。First, a uniform distribution array antenna is used as an initial value.
Null like Chebyshev array antenna
Radial pattern with known point position and level for each sidelobe
Select the option. Now, the nth null point position is un, Mth
The side lobe level of f 1, m p, The angle of the peak point
um pAnd Here, “Equation 8” and “Equation 9” are set.
【0021】[0021]
【数8】 [Equation 8]
【0022】[0022]
【数9】 [Equation 9]
【0023】d=0.5λの場合、サイドローブ数は主
ビームも含めてN−1個存在する。従って、uN-1 の位
置のヌル点を固定して、各根の位置を微小量δu1,δu
2,…,δuN-2 だけずらした場合のBm とAmnの関係は
“数10”となり、δC,δu1,δu2,…, δuN-2 を
未知数とする(N−1)元連立方程式の形で表わされ
る。When d = 0.5λ, there are N−1 sidelobe numbers including the main beam. Therefore, the null point at the position of u N-1 is fixed, and the position of each root is set to a small amount δu 1, δu.
The relationship between B m and A mn when shifted by 2, ..., δu N-2 is “Equation 10”, and δC, δu 1, δu 2, ... , δu N-2 are unknowns (N−1). It is expressed in the form of simultaneous equations.
【0024】[0024]
【数10】 [Equation 10]
【0025】この式を解いて得られたδu1,δu2,…,
δuN-2 だけ各ヌル点を偏位させた場合に得られる放射
パターンの各サイドローブのレベルf2,m p を求める。
このレベルが目標値からずれている場合にはさらに“数
8”でf1,m p をf2,m p に置き換え、“数9”のun
をun +δun とすることで再度計算する。この手順を
繰り返して各サイドローブ値が目標値に一致した時のヌ
ル点の角度を求める。このヌル点の角度を“数7”に代
入して展開した場合の(eju) n 項の複素係数の振幅値
と偏角がn番目の素子の励振電流の振幅と位相になる。Δu 1, δu 2, ..., Obtained by solving this equation
The level f 2, m p of each side lobe of the radiation pattern obtained when each null point is deviated by δu N-2 is obtained.
When this level deviates from the target value, f 1, m p is further replaced by f 2, m p in “Equation 8”, and u n in “Equation 9” is calculated.
Is calculated again as u n + δu n . By repeating this procedure, the angle of the null point when each sidelobe value matches the target value is obtained. The amplitude value and the argument of the complex coefficient of the (e ju ) n term when the angle of the null point is substituted into "Equation 7" and expanded are the amplitude and phase of the excitation current of the n-th element.
【0026】この方法により図1(b)の放射パターン
を与える励振電流振幅、位相分布を求めると図2
(a)、(b)で示すような分布が得られる。なお、励
振係数を求める際にはd=0.5λとして“数7”〜
“数10”を計算する必要があるが、励振係数さえ求ま
れば実際のアレーアンテナの素子間隔は任意の値に設定
できる。When the excitation current amplitude and phase distribution giving the radiation pattern of FIG. 1B is obtained by this method,
The distributions shown in (a) and (b) are obtained. When calculating the excitation coefficient, d = 0.5λ and
It is necessary to calculate “Equation 10”, but the actual element spacing of the array antenna can be set to an arbitrary value as long as the excitation coefficient is obtained.
【0027】図3は主ビーム近傍の2つのサイドローブ
を−5dBまで引き上げ、他のサイドローブを−12d
Bとした場合のアレーファクタを示す図である。図中の
斜線部分は第1サイドローブと第2サイドローブを引き
上げる場合についての本発明の請求範囲で規定する各サ
イドローブレベルの範囲である。この場合のビーム幅は
6.11°となり、図5(b)で示す均一分布アレーの
ほぼ75%まで狭くなる。なお、第1、第2サイドロー
ブのレベルが等しくなくても同様の特性が得られる。In FIG. 3, the two side lobes near the main beam are raised to -5 dB and the other side lobes are set to -12 d.
It is a figure which shows the array factor when it is set to B. The shaded area in the figure is the range of each side lobe level defined in the claims of the present invention when the first side lobe and the second side lobe are raised. In this case, the beam width is 6.11 °, which is narrowed to about 75% of the uniform distribution array shown in FIG. Note that similar characteristics can be obtained even if the levels of the first and second side lobes are not equal.
【0028】図4を用いて利得とビーム幅の関係から本
アンテナの効果を説明する。●印でプロットしてある曲
線は図1(b)のように1個のサイドローブを引き上
げ、他のサイドローブのレベルを−12dBとした場合
の特性、○印でプロットしてある曲線は均一分布アレー
アンテナの放射パターンにおいて第1サイドローブだけ
を引き上げた場合の特性、▲印でプロットしてある曲線
はチェビシェフ分布アレーアンテナのサイドローブレベ
ルを変えた場合の特性を示している。The effect of this antenna will be described from the relationship between gain and beam width with reference to FIG. The curve plotted with ● is characteristic when one side lobe is raised and the level of other side lobe is -12 dB as shown in Fig. 1 (b), and the curve plotted with ○ is uniform. In the radiation pattern of the distributed array antenna, the characteristics when only the first side lobes are raised, and the curve plotted with ▴ shows the characteristics when the side lobe levels of the Chebyshev distributed array antenna are changed.
【0029】ここで放射素子としてはダイポールアンテ
ナを使用するものとする。この場合、アレーファクタと
ダイポールの指向性の積で得られるパターンを積分する
ことで利得が計算できる。図中、利得は均一分布アレー
アンテナの利得を0dBとした時の相対値で表わしてい
る。また、括弧内の数値は第1サイドローブのレベルを
表わしている。●印でプロットした曲線上にある◎印は
図1(b)で示す放射パターンのビーム幅と利得を示し
ている。Here, a dipole antenna is used as the radiating element. In this case, the gain can be calculated by integrating the pattern obtained by the product of the array factor and the directivity of the dipole. In the figure, the gain is represented by a relative value when the gain of the uniform distribution array antenna is 0 dB. Also, the numerical value in the parentheses represents the level of the first side lobe. The ⊚ mark on the curve plotted with the ● marks indicates the beam width and gain of the radiation pattern shown in FIG. 1 (b).
【0030】◎印で示すようにビーム幅を均一分布アレ
ーアンテナの77%まで狭くした場合の利得について比
較すると、チェビシェフ分布アレーで−1.04dBで
あるのに対して、●印の曲線では−0.56dBと0.
48dB高くなる。このように本アンテナは同じビーム
幅でチェビシェフ分布アレーアンテナよりも高い利得が
得られるという利点がある。図3で示すように2つのロ
ーブを引き上げた場合にも同程度のデータとなる。Comparing the gains when the beam width is narrowed to 77% of the uniform distribution array antenna as shown by ⊚, it is −1.04 dB in the Chebyshev distribution array, while in the curve of ●, −. 0.56 dB and 0.
48 dB higher. As described above, this antenna has an advantage that a higher gain can be obtained than the Chebyshev array antenna with the same beam width. Similar data are obtained when the two lobes are pulled up as shown in FIG.
【0031】第1、第2サイドローブを引き上げて主ビ
ーム幅を狭くする場合、利得の低下を抑えるためにでき
るだけ電力の分散を小さくする必要がある。そこで引き
上げられたサイドローブ以外のサイドローブは引き上げ
られたサイドローブより低く抑える必要がある。サイド
ローブレベルの下限値については以下の根拠に基づく。
図4において均一分布アレーのデータは相対利得0d
B、ビーム幅1の点であり、この場合に利得最大となっ
ている。When the main beam width is narrowed by raising the first and second side lobes, it is necessary to make the power dispersion as small as possible in order to suppress the decrease in gain. Therefore, the side lobes other than the raised side lobes must be kept lower than the raised side lobes. The lower limit of the sidelobe level is based on the following grounds.
In FIG. 4, the data of the uniform distribution array has a relative gain of 0d.
B, the beam width is 1 and the gain is maximum in this case.
【0032】−15dBチェビシェフ分布アレーもほぼ
均一分布アレーと同じ利得とビーム幅となることがわか
る。図4の○印でプロットした曲線は均一分布アレーア
ンテナにおいて第1サイドローブだけを引き上げた場合
の特性であり、これは−15dBチェビシェフ分布アレ
ーの第1サイドローブを引き上げた場合とほぼ同じ傾向
である。It can be seen that the -15 dB Chebyshev distribution array has substantially the same gain and beam width as the uniform distribution array. The curve plotted with a circle in FIG. 4 is the characteristic when only the first side lobe is raised in the uniform distribution array antenna, and this is almost the same tendency as when the first side lobe of the −15 dB Chebyshev distribution array is raised. is there.
【0033】この特性を▲印でプロットしたチェビシェ
フ分布アレーアンテナの特性と比較するとビーム幅が
0.85以上でほぼ同じとなる。そのため、第1、第2
サイドローブ以外が−15dBより低い場合には利得の
改善効果はなくなることになる。同様に、第1、第2サ
イドローブ以外が均一分布アレーのサイドローブレベル
より低い場合にも利得は改善されない。従って、第1、
第2サイドローブ以外のサイドローブレベルは−15d
B以上か均一分布アレーのサイドローブレベル以上に設
定されなければならない。When this characteristic is compared with the characteristic of the Chebyshev distributed array antenna plotted by ▴, it becomes almost the same when the beam width is 0.85 or more. Therefore, the first and second
If the components other than the side lobes are lower than -15 dB, the gain improving effect is lost. Similarly, the gain is not improved when the side lobes other than the first and second side lobes are lower than the side lobe level of the uniform distribution array. Therefore, the first
Side lobe level other than the second side lobe is -15d
It must be set above B or above the sidelobe level of a uniformly distributed array.
【0034】一般に均一分布アレーアンテナの第1サイ
ドローブは−15dBより高くなるので、図1(b)の
斜線で示すように引き上げられない側の第1サイドロー
ブの下限はほぼ−15dBとなり、それ以外のサイドロ
ーブは均一分布アレーのサイドローブレベルが下限とな
る。Generally, the first side lobe of a uniformly distributed array antenna is higher than -15 dB, so that the lower limit of the first side lobe on the unpulled side is about -15 dB as shown by the slanted line in FIG. 1 (b). For the side lobes other than, the side lobe level of the uniform distribution array is the lower limit.
【0035】このようにして、同じビーム幅でチェビシ
ェフ分布アレーアンテナよりも高い利得が得られるサイ
ドローブの範囲が規定される。In this way, the side lobe range in which the gain is higher than that of the Chebyshev distributed array antenna with the same beam width is defined.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、利得
を低下させることなく主ビームの幅を狭くすることので
きるアレーアンテナを実現できる。そして、主ビーム近
傍の干渉波を抑圧できるから、主ビーム方向の近傍に反
射物が密集した地域でもアンテナを設置することができ
るので、アンテナの配置の自由度が高くなる。また、同
一周波数の局を近くに配置できるため、回線容量を大幅
に増やすことができる利点がある。As described above, according to the present invention, it is possible to realize an array antenna in which the width of the main beam can be narrowed without lowering the gain. Since the interference wave in the vicinity of the main beam can be suppressed, the antenna can be installed even in the area where the reflectors are dense in the vicinity of the main beam direction, so that the degree of freedom in arranging the antenna increases. Also, since stations of the same frequency can be placed close to each other, there is an advantage that the line capacity can be greatly increased.
【図1】本発明の一実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1(b)で示す放射特性を与えるためのアレ
ーアンテナの励振電流振幅、位相を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the excitation current amplitude and phase of the array antenna for giving the radiation characteristic shown in FIG. 1 (b).
【図3】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
【図4】主ビーム幅と利得の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a main beam width and a gain.
【図5】従来の均一分布アレーアンテナの構成と放射特
性の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a configuration and a radiation characteristic of a conventional uniform distribution array antenna.
【図6】従来のアレーアンテナを通信用として用いた場
合に生ずる問題点を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a problem that occurs when a conventional array antenna is used for communication.
【図7】従来のチェビシェフ分布アレーアンテナの放射
パターンの例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a radiation pattern of a conventional Chebyshev distributed array antenna.
1 放射素子 2 給電回路 3 入力端子 4 主ビーム方向 5.1〜5.3 位相差を与えるための給電線路 6 電力分配器 7.1,7.2 無線通信用アンテナ 8.1,8.2 主ビーム 9 サイドローブ 10 直接波 11 サイドローブ方向からの干渉波 12 主ビーム方向からの干渉波 1 Radiating Element 2 Feeding Circuit 3 Input Terminal 4 Main Beam Direction 5.1-5.3 Feeding Line for Providing Phase Difference 6 Power Distributor 7.1, 7.2 Radio Communication Antenna 8.1, 8.2 Main beam 9 Sidelobe 10 Direct wave 11 Interference wave from sidelobe direction 12 Interference wave from main beam direction
Claims (1)
線上に配列したアレーアンテナで、任意の複素数Cにつ
いて、任意のN−1個の実数ui を“数1”に代入した
時に得られるN−1個の極大値f1,m p (m=1,2,
…,N−1)と該極大値の角度um p 、および所定の極
大値fm p について、“数2”,“数3”とおいた場合
に“数4”を満足するδc,δu1 ,…δuN-2 を、
“数5”に代入して式を展開した場合の各(eju) n 項
の複素係数の振幅値と偏角をそれぞれn番目のアンテナ
素子の励振電流の振幅値、位相値となるように設定した
アレーナンテナにおいて、 【数1】 ただし、u=2πd/λsinθ、λは波長、θは角度 【数2】 【数3】 【数4】 【数5】 所定の極大値fm p のうち全角度範囲で最大となる位置
を中心としていずれか一方の側の角度範囲において最も
近い2つの極大点の少なくとも一方が最大値に対して−
10dB以上0dB以下のレベルであり、 さらに、上記−10dB以上0dB以下のレベルとなる
極大点以外のすべての極大点のレベルが該−10dB以
上0dB以下のレベルとなる極大点のレベルより低く、
かつ、同一素子数で励振電流の振幅と位相を一定とした
アレーアンテナのアレーファクタにおける各極大点の包
絡値より高いかあるいは最大点のレベルに対して−15
dBより高いレベルとなるような値となるように該極大
値fm pを設定したことを特徴とするアレーアンテナ。1. An array antenna in which arbitrary N radiating elements are arranged on a straight line at a constant interval d, and for arbitrary complex number C, arbitrary N-1 real numbers u i are substituted into "Equation 1". N-1 maximum values f 1, m p (m = 1, 2,
, N-1), the angle u m p of the maximum value, and the predetermined maximum value f m p , δc, δu 1 satisfying “Expression 4” when “Expression 2” and “Expression 3” are set. , ... δu N-2 ,
The amplitude value and the deflection angle of the complex coefficient of each (e ju ) n term when the equation is expanded by substituting it into “Equation 5” become the amplitude value and the phase value of the excitation current of the n-th antenna element, respectively. In the set array antenna, Where u = 2πd / λ sin θ, λ is the wavelength, and θ is the angle [Equation 3] [Equation 4] [Equation 5] At least one of the two local maximal points closest to one of the predetermined maxima f m p in the angular range on either side with respect to the maximum is −
It is a level of 10 dB or more and 0 dB or less, and further, the levels of all the maximum points other than the maximum points of the level of -10 dB or more and 0 dB or less are lower than the levels of the maximum points of the level of -10 dB or more and 0 dB or less,
Moreover, it is higher than the envelope value of each maximum point in the array factor of the array antenna in which the amplitude and phase of the excitation current are constant with the same number of elements, or −15 with respect to the level of the maximum point.
An array antenna, wherein the maximum value f m p is set so as to have a value higher than dB.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7644692A JPH05283924A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Array antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7644692A JPH05283924A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Array antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283924A true JPH05283924A (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=13605384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7644692A Pending JPH05283924A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Array antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283924A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000209017A (en) * | 1999-01-20 | 2000-07-28 | Fujitsu Ltd | Wireless base station |
| JP2007329666A (en) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Ntt Docomo Inc | Array antenna device |
| JP2008532437A (en) * | 2005-03-02 | 2008-08-14 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | Radiated power control for multi-antenna transmission |
| CN101107015B (en) | 2005-01-19 | 2013-01-23 | 日本全药工业株式会社 | Injections for mastitis |
| JP2016057208A (en) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 株式会社東芝 | Antenna pattern generation device and antenna pattern generation method |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7644692A patent/JPH05283924A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000209017A (en) * | 1999-01-20 | 2000-07-28 | Fujitsu Ltd | Wireless base station |
| CN101107015B (en) | 2005-01-19 | 2013-01-23 | 日本全药工业株式会社 | Injections for mastitis |
| JP2008532437A (en) * | 2005-03-02 | 2008-08-14 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | Radiated power control for multi-antenna transmission |
| JP2007329666A (en) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Ntt Docomo Inc | Array antenna device |
| JP2016057208A (en) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 株式会社東芝 | Antenna pattern generation device and antenna pattern generation method |
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