JPH0659007B2 - アレーアンテナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、アンテナ素子がマトリックス形状で配置され
たアレーアンテナ装置に関する。

[従来の技術] 第３図は、移動体通信システム等で用いられる第１の従
来例のフェーズド・アレーアンテナ装置のブロック図で
あり、第４図は第３図の４個のアンテナ素子９aないし
９dの配置を示す平面図である。

第３図及び第４図において、アンテナ素子９aないし９d
が１列に互いに一定間隔離れて設けられる。送信機１は
マイクロ波帯の変調信号（以下、マイクロ波信号とい
う。）を分配器２０に出力し、これに応答して分配器２
０は入力されたマイクロ波信号を４分配し、各分配され
た信号をそれぞれ移相器２１aないし２１dを介してアン
テナ素子９aないし９dに出力する。

以上のように構成されたフェーズド・アレーアンテナに
おいて、第４図に示すように、マイクロ波信号をアンテ
ナ素子９aないし９dの列に対して垂直な方向の前方方向
３０に放射する場合、移相器２１aないし２１dにおける
移相量をそれぞれ同一とすることによって、アンテナ素
子９aないし９dから放射されるマイクロ波信号は同相と
なり、該マイクロ信号が前方方向３０に放射させること
ができる。また、マイクロ波信号をアンテナ素子９aな
いし９dの列に対して右前方方向３１に放射する場合、
移相器２１aないし２１dにおける移相量を移相器２１a
ないし２１dの順で大きくすることによって、例えばア
ンテナ素子９aから放射されるマイクロ波信号はアンテ
ナ素子９dから放射されるマイクロ波信号と比較して速
い移相で放射され、該マイクロ信号を右前方方向３１に
放射させることができる。さらに、マイクロ波信号をア
ンテナ素子９aないし９dの列に対して左前方方向３２に
放射する場合、移相器２１aないし２１dにおける移相量
を移相器２１aないし２１dの順で小さくすることによっ
て、例えばアンテナ素子９a から放射されるマイクロ波
信号はアンテナ素子９dから放射されるマイクロ波信号
と比較して遅い移相で放射され、該マイクロ信号が左前
方方向３２に放射させることができる。

従って、４個のアンテナ素子を用いて水平面約１５０度
の角度で指向性を変化させることができるフェーズド・
アレーアンテナを構成することができる。

第５図は、第２の従来例であるフェーズド・アレーアン
テナのブロック図であり、第６図は第５図のアンテナ素
子９aないし９pの配置を示す図である。

第６図において、１６個のアンテナ素子９aないし９pが
４行４列のマトリックス形状で互いに一定間隔離れて配
置される。送信機１は１．６ＧＨz帯のマイクロ波信号
を分配器２２に出力し、これに応答して分配器２２は入
力されたマイクロ波信号を２５分配し、分配された各信
号を２５個の半導体レーザダイオード２３aないし２３y
に出力する。各半導体レーザダイオード２３aないし２
３yは、第７図に示すように、入力されたマイクロ波信
号で例えば０．８５μｍの波長を有する光を強度変調し
て、それぞれ光分配器２４aないし２４yに出力する。従
って、半導体レーザダイオード２３aないし２３yにおい
て、マイクロ波信号は電気／光交換(以下、Ｅ／Ｏ変換
という。)されて、光信号となる。

光分配器２４aないし２４yは、入力された光信号を１６
分配して、該分配された各信号を、所定長の光ファイバ
・ケーブル２５aaないし２５ap、２５baないし２５bp、
…、２５yaないし２５ypを介して光合成器２６aないし
２６pに出力する。光合成器２６aないし２６pはそれぞ
れ、入力された２５個の光信号を合成して光検波器７a
ないし７pに出力する。光検波器７aないし７pはそれぞ
れ、第８図に示すように、入力された光信号を検波して
マイクロ波信号に交換する。該マイクロ波信号は高出力
増幅器８aないし８pを介してアンテナ素子９aないし９p
に出力されて放射される。ここで、光検波器７aないし
７pにおいては、光信号が光／電気変換(以下、Ｏ／Ｅ変
換という。)されて１．６ＧＨz帯のマイクロ波信号に変
換され、高出力増幅器８aないし８pにおいて所定の送信
電力に増幅されアンテナ素子９aないし９pから送信され
る。なお、２５個の各半導体レーザダイオード２３a な
いし２３yは、所望の放射ビーム方向と１対１に対応し
ており、各光ファイバ・ケーブル２５aaないし２５ap、
２５baないし２５bp、…、２５yaないし２５ypの長さ
は、所望のビーム方向に対して各アンテナ素子９aない
し９pから放射される送信信号が同相となるように設定
される。

以上のように構成されたフェーズド・アレーアンテナに
おいては、一般に、上記所望のビーム方向数に等しい数
の半導体レーザダイオードが必要である。この従来例に
おいては、フェーズド・アレーアンテナとして、アンテ
ナ素子がマイクロ波信号を放射する垂直面で±６０度走
査する場合を考え、各放射ビーム幅を約３０度とし、第
１０図に示すように、放射ビームのピーク点のレベルか
ら３dＢだけ低下したレベルの位置で各放射ビームが互
いに重なるように放射ビームを走査し、１走査方向当た
り５本の放射ビームを用いているので、２次元の全方位
を走査するためには、２５本の放射ビームが必要とな
り、それ故、２５個の半導体レーザダイオード２３aな
いし２３yが用いられている。

第５図のように構成することにより、４行４列の１６個
のアンテナ素子９aないし９pを用い、２５本の放射ビー
ムを用いて、水平面においてほぼ全方位の指向特性を有
している。

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述の第１の従来例においては、分配器
２０と各移相器２１aないし２１d間及び各移相器２１a
ないし２１dと各アンテ素子９aないし９d間を、多数本
の同軸ケーブル又は導波管を用いて配線する必要があ
り、従って該装置が大型になり全体の重量が非常に重く
なるとともに、上記同軸ケーブル又は導波管の伝送損失
が大きいという問題点があった。この問題点を解決する
ために、分配器２０及び移相器２１aないし２１dの回路
を、いわゆるＭＭＩＣと呼ばれるモノリシック・マイク
ロ波集積回路を用いて構成する方法が提案されている。
これによって、該装置を小型・軽量化するとともに、給
電系の低損失化を図ることができるが、小さい面積の基
板内に多くの素子を形成しているため、各素子間及び各
線路間で電磁干渉が生じ、これによって、新たにアンテ
ナ素子から放射されるビーム間においてクロストークが
生じるという問題点があった。

これらの問題点を解決するために、上記アンテナ装置の
給電系の回路を光デバイスを用いて構成する上述の第２
の従来例が提案されている。しかしながら、上記第２の
従来例においては、２５個の半導体レーザダイオード２
４aないし２４yが用いられ、各半導体レーザダイオード
２４aないし２４yの変調特性において互いにバラツキが
存在するため、上述の第７図に示すように、光信号をマ
イクロ波信号で変調した時の変調周波数、振幅レベル、
及び位相の光出力特性が異なり、さらにこの光出力特性
は周囲の環境条件で変化するために、各半導体レーザダ
イオード間の光出力特性は互いに大きく異なることにな
る。これによって、第９図に示すように、サイドローブ
・レベルが上昇するとともに、主ビームの利得の劣化、
及び放射ビーム間での周波数の相違が生じ、この結果、
隣接ビーム間に干渉が生じ、信号対雑音比が劣化して、
所定の伝送容量のマイクロ波信号を伝送することができ
なくなるという問題点があった。

この問題点を解決するために、各半導体レーザダイオー
ドの光出力特性をそろえるという方法も考えられるが、
上述のように必要な半導体レーザダイオードの個数が多
いため、該半導体レーザダイオードの単価が非常に高く
なり、これによって、アンテナ装置全体も非常に高価に
なるという問題点があった。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来例に比較し
て小型・軽量化並びに給電系の低損失化を行うことがで
き、かつ半導体レーザダイオード等の電気／光変換手段
の個数を大幅に減少させ安価となるアレーアンテナ装置
を提供することにある。

[問題点を解決するための手段] 本発明に係るアレーアンテナ装置は、少なくとも１行複
数列に配置される複数Ｍ個のアンテナ素子（９ａ−９
ｐ）を備えたアレーアンテナ装置において、 入力される無線信号に従って所定波長の光信号を強度変
調して変調された光信号を発生する光信号発生手段
（２）と、 上記光信号発生手段（２）によって発生された光信号
を、複数Ｍ個の光信号に分配する光分配手段（１２）
と、 上記光分配手段（１２）に接続される１個の入力端子
と、上記アレーアンテナ装置において設定される放射ビ
ーム方向の数と同一の複数Ｎ個の出力端子とをそれぞれ
有し、上記１個の入力端子に上記光分配手段（１２）か
ら入力される光信号を選択的に切り換えて上記複数Ｎ個
の出力端子のうちの１つにそれぞれ出力する複数Ｍ個の
第１の切り換え手段（１３ａ−１３ｐ）と、 複数Ｎ個の入力端子と、１個の出力端子とをそれぞれ有
し、上記複数Ｎ個の入力端子に入力される光信号のうち
の１つを選択的に切り換えて上記１個の出力端子にそれ
ぞれ出力する複数Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−６
ｐ）と、 上記複数Ｍ個の第１の切り換え手段（１３ａ−１３ｐ）
の複数（Ｍ×Ｎ）個の出力端子と、上記複数Ｍ個の第２
の切り換え手段（６ａ−６ｐ）の複数（Ｍ×Ｎ）個の入
力端子との間にそれぞれ接続され、上記複数Ｎ個の放射
ビーム方向の各々に対して１組のＭ本の光ファイバーケ
ーブルが対応するように設けられた複数（Ｍ×Ｎ）本の
光ファイバーケーブル（１４ａａ−１４ｐｙ）と、 上記複数Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−６ｐ）から
それぞれ出力される複数Ｍ個の光信号をそれぞれ複数Ｍ
個の無線信号に返還してそれぞれ上記複数Ｍ個のアンテ
ナ素子（９ａ−９ｐ）に出力する複数Ｍ個の光検波手段
（７ａ−７ｐ）と、 上記アレーアンテナ装置において設定される複数Ｎ個の
放射ビーム方向のうち１つを選択することを示す入力信
号に応答して、上記複数（Ｍ×Ｎ）本の光ファイバーケ
ーブル（１４ａａ−１４ｐｙ）のうちの上記選択された
１つの放射ビーム方向に対応する１組のＭ本の光ファイ
バーケーブルが、上記複数Ｍ個の第１の切り換え手段
（１３ａ−１３ｐ）の複数Ｍ個の入力端子と、上記複数
Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−６ｐ）の複数Ｍ個の
出力端子との間に接続されるように、上記複数Ｍ個の第
１の切り換え手段（１３ａ−１３ｐ）と上記複数Ｍ個の
第２の切り換え手段（６ａ−６ｐ）とを連動して切り換
えるように制御する制御手段とを備え、 上記複数（Ｍ×Ｎ）本の光ファイバーケーブル（１４ａ
ａ−１４ｐｙ）のうちの各組のＭ本の光ファイバーケー
ブルは、複数Ｍ個の無線信号が上記複数Ｍ個のアンテナ
素子（９ａ−９ｐ）から互いに同相となりかつ上記複数
Ｎ個の放射ビーム方向のうちの対応する１つの放射ビー
ム方向で放射されるようにそれぞれ所定の長さを有する
ことを特徴とする。

[作用] 以上のように構成されたアレーアンテナ装置において
は、上記制御手段は、上記アレーアンテナ装置において
設定される複数Ｎ個の放射ビーム方向のうち１つを選択
することを示す入力信号に応答して、上記複数（Ｍ×
Ｎ）本の光ファイバーケーブル（１ａａ−１４ｐｙ）の
うちの上記選択された１つの放射ビーム方向に対応する
１組のＭ本の光ファイバーケーブルが、上記複数Ｍ個の
第１の切り換え手段（１３ａ−１３ｐ）の複数Ｍ個の入
力端子と、上記複数Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−
６ｐ）の複数Ｍ個の出力端子との間に接続されるよう
に、上記複数Ｍ個の第１の切り換え手段（１３ａ−１３
ｐ）と上記複数Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−６
ｐ）とを連動して切り換えるように制御する。一方、上
記複数（Ｍ×Ｎ）本の光ファイバーケーブル（１４ａａ
−１４ｐｙ）のうちの各組のＭ本の光ファイバーケーブ
ルは、複数Ｍ個の無線信号が上記複数Ｍ個のアンテナ素
子（９ａ−９ｐ）から互いに同相となりかつ上記複数Ｎ
個の放射ビーム方向のうちの対応する１つの放射ビーム
方向で放射されるようにそれぞれ所定の長さを有する。

従って、上記アレーアンテナ装置において設定される複
数Ｎ個の放射ビーム方向のうち１つを選択することを示
す入力信号に応答して、複数Ｍ個の無線信号が上記複数
Ｍ個のアンテナ素子（９ａ−９ｐ）から互いに同相とな
りかつ上記複数Ｎ個の放射ビーム方向のうちの対応する
１つの放射ビーム方向で放射される。

[実施例] 第１の実施例 第１図は本発明の第１の実施例であるアレーアンテナ装
置のブロック図であり、第１図において上述の図面と同
一のものについては同一の符号を付している。

この第１の実施例のアレーアンテナ装置が、第５図の第
２の従来例と異なるのは、 (１)送信機１から出力されるマイクロ波信号を１個の半
導体レーザダイオード２によってのみＥ／Ｏ変換したこ
と、 (２)上記半導体レーザダイオード２と各光分配器４aな
いし４y間に２５接点の光スイッチ３を設けたこと、 (３)光分配器４aないし４yにおいて１６分配した各光信
号を所定長の光ファイバ・ケーブル及び２５接点の光ス
イッチ６aないし６pを介して光検波器７aないし７pに出
力するようにしたこと、並びに、 (４)キーボード１０に入力されるデータに応答してスイ
ッチ制御回路１１が、光スイッチ３及び６aないし６pの
切り換えを制御するようにしたことである。

この第１の実施例において、１６個のアンテナ素子９a
ないし９pが第２の従来例と同様に、第６図に示すよう
に、４行４列のマトリックス形状で高いに一定間隔離れ
て配置される。送信機１は１．６ＧＨz帯のマイクロ波
信号を半導体レーザダイオード２に出力し、これに応答
して半導体レーザダイオード２は入力されたマイクロ波
信号で波長０．８５μｍの光信号を強度変調し、これに
よってＥ／Ｏ変換された光信号を光スイッチ３の共通側
に出力する。光スイッチ３のa側ないしy側は光分配器４
aないし４yの入力端子に接続される。

光分配器４aは入力された光信号を１６分配して、該分
配される各信号をそれぞれ、所定長の光ファイバ・ケー
ブル５aaないし５apを介して光スイッチ６aないし６pの
各a側に出力する。また、光分配器４bないし４yはそれ
ぞれ、同様に入力された光信号を１６分配して、該分配
された各信号を、所定長の光ファイバ・ケーブル５baな
いし５bp、…、５yaないし５ypを介して光スイッチ６a
ないし６pの各b側ないしy側に出力する。光スイッチ６a
ないし６pの各共通側はそれぞれ光検波器７aないし７p
の入力端子に接続される。光検波器７aないし７pはそれ
ぞれ、第８図に示すように、入力された光信号をＯ／Ｅ
変換して１．６ＧＨz帯のマイクロ波信号に変換する。
該マイクロ波信号は、高出力増幅器８aないし８pを介し
てアンテナ素子９aないし９pに出力されて放射される。

ここで、光スイッチ３及び６aないし６pは、２５接点の
公知の光スイッチであり、該光スイッチ３及び６aない
し６pは、可動ファイバと接点数の本数の固定ファイバ
の組み合わせで構成される可動ファイバ方式の光スイッ
チ、もしくは１本の固定ファイバと接点数の本数の固定
ファイバの間に可動プリズムが設けられた可動プリズム
方式の光スイッチにてなる。また、光分配器４aないし
４yはそれぞれ、１個の入力端子と１６個の出力端子を
有する公知のスターカプラ方式の光分配器である。

操作者が、第２の従来例と同様の２５本の放射ビームの
うち放射したい所望の１本の放射ビームを選択し、該放
射ビームをキーボード１０を用いて例えば対応する番号
を入力する。キーボード１０に入力されたデータはスイ
ッチ制御回路１１に入力され、これに応答してスイッチ
制御回路１１は、スイッチ３及び６aないし６pを制御す
る。ここで、スイッチ制御回路１１は、スイッチ３をa
側に切り換えたときスイッチ６aないし６pをそれぞれ各
a側に切り換え、同様に、スイッチ３をb側ないしy側に
切り換えたときそれぞれスイッチ６aないし６pをそれぞ
れ各b側ないしy側に切り換える。

スイッチ３によって選択される２５個の各光分配器４a
ないし４yは、所望のビーム方向と１対１に対応してお
り、各光ファイバ・ケーブル５aaないし５ap、５baない
し５bp、…、５yaないし５ypの長さは、所望のビーム方
向に対して各アンテナ素子９aないし９pから放射される
送信信号が同相となるように設定される。

この第１の実施例においては、上述の第２の従来例と同
様に、フェーズド・アレーアンテナとして、アンテナ素
子がマイクロ波信号を放射する垂直面で±６０度走査す
る場合を考え、各放射ビーム幅を約３０度とし、第１０
図に示すように、放射ビームのピーク点のレベルから３
dＢだけ低下したレベルの位置で各放射ビームが互いに
重なるように放射ビームを走査し、１走査方向当たり５
本の放射ビームを用い、合計２５本の放射ビームを用い
て２次元の全方位を走査することを可能にしている。

従って、以上のように構成されたアレイアンテナ装置に
おいて、操作者がキーボード１０を用いて、２５本の放
射ビームのうちの放射したい所望の放射ビームを選択す
ることによって、スイッチ制御回路１１がスイッチ３及
びスイッチ６aないし６pを上述のように同一名の接点側
に切り換える。ここで、送信機１がマイクロ波信号を出
力することにより、アンテナ素子９aないし９pから所望
の上記選択された放射ビーム方向に対して同相で上記マ
イクロ波信号が放射される。

以上説明したように、１個の半導体レーザダイオード２
のみを使用し、かつこの実施例で使用される光スイッチ
３及び６aないし６pの切り換え時の伝送特性等の電気的
特性のバラツキは十分に小さいので、第２の従来例のよ
うな半導体レーザダイオードの光出力特性のバラツキに
よる上述の種々の問題点を解決することができる。すな
わち、第９図に示すようなサイドローブ・レベルの上昇
を防止することができるとともに、主ビームの利得の劣
化、及び放射ビーム間での周波数の相違を防止すること
ができるという利点がある。また、１個の半導体レーザ
ダイオードのみを用いているので、安価なアレイアンテ
ナ装置を提供することができる。さらに、以上のような
構成において、半導体レーザダイオード２から高出力増
幅器８a ないし８pまでの回路部分を集積回路化するこ
とができるので、該アレイアンテナ装置を小型・軽量化
することができるとともに、信頼性が高い装置を実現す
ることができる。

第２の実施例 第２図は本発明の第２の実施例であるアレイアンテナ装
置のブロック図であり、第２図において上述の図面と同
一のものについては同一の符号を付している。

この第２の実施例のアレイアンテナ装置が第１の実施例
のアレイアンテナ装置と異なるのは、 (１)第１の実施例の光スイッチ３、光分配器４aないし
４y、並びに光ファアバ・ケーブル５aaないし５ap、５b
aないし５bp、…、５yaないし５ypが、光分配器１２、
光スイッチ１３aないし１３p、並びに光ファイバ・ケー
ブル１４aaないし１４ap、１４baないし１４bp、…、１
４yaないし１４ypにとって代わったこと、並びに、 (２)スイッチ制御回路１１が、光スイッチ１３aないし
１３p及び６aないし６pを切り換え制御するスイッチ制
御回路６aないし６pにとって代わったことである。以
下、上記相違点について説明する。

半導体レーザダイオード２は入力されたマイクロ波信号
で強度変調された光信号を光分配器１２に出力する。光
分配器１２は入力される光信号を１６分配して、該分配
される各信号をそれぞれ、２５接点の光スイッチ１３a
ないし１３pの各共通側に出力する。光スイッチ１３aな
いし１３pの各a側ないしy側はそれぞれ、所定長の光フ
ァイバ・ケーブル１４aaないし１４ap、１４baないし１
４bp、…、１４yaないし１４ypを介して光スイッチ６a
ないし６pの各a側ないしy側に接続される。

ここで、光スイッチ１３aないし１３pは光スイッチ６a
ないし６pと同様に、２５接点の公知の光スイッチであ
る。

操作者が、第１の実施例と同様の２５本の放射ビームの
うち放射したい所望の１本の放射ビームを選択し、該放
射ビームをキーボード１０を用いて例えば対応する番号
を入力する。キーボード１０に入力されたデータはスイ
ッチ制御回路１１a に入力され、これに応答してスイッ
チ制御回路１１aは、スイッチ１３aないし１３p及び６a
ないし６pを制御する。ここで、スイッチ制御回路１１a
は、スイッチ１３aないし１３pをそれぞれ各a側に切り
換えたときスイッチ６aないし６pをそれぞれ各a側に切
り換え、同様に、スイッチ１３ないし１３pをb側ないし
y側に切り換えたときそれぞれ、スイッチ６aないし６p
をそれぞれ各b側ないしy側に切り換える。

スイッチ１３aないし１３p及び６aないし６pによって選
択される光ファイバ・ケーブルは、所望のビーム方向と
１対１に対応しており、各光ファイバ・ケーブル１４aa
ないし１４ap、１４baないし１４bp、…、１４yaないし
１４ypの長さはそれぞれ、第１の実施例における各光フ
ァイバ・ケーブル５aaないし５ap、５baないし５bp、
…、５yaないし５ypと同一のケーブル長であり、上記所
望の放射ビーム方向に対して各アンテナ素子９aないし
９pから放射される送信信号が同相となるように設定さ
れる。

以上のように構成されたアレイアンテナ装置は、上述の
第１の実施例と同様に動作し、第１の実施例と同様の作
用及び効果を有する。

他の実施例 以上の第１及び第２の実施例においては、４行４列のマ
トリックス形状で設けられた１６個のアンテナを用いて
２５本の放射ビームを有するアレイアンテナ装置につい
て説明したが、これに限らず、アンテナ素子の個数、及
び走査角度を変更して、ほぼ全方位に対して放射ビーム
を有するアレイアンテナ装置、もしくは一部の方位に対
して放射ビームを有するアレイアンテナ装置を実現でき
る。この場合、もちろん、アンテナ素子以外の素子及び
回路の個数並びに光スイッチの接点数が変更になること
は言うまでもない。

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、少なくとも１行複
数列に配置される複数Ｍ個のアンテナ素子（９ａ−９
ｐ）を備えたアレーアンテナ装置において、 入力される無線信号に従って所定波長の光信号を強度変
調して変調された光信号を発生する光信号発生手段
（２）と、 上記光信号発生手段（２）によって発生された光信号
を、複数Ｍ個の光信号に分配する光分配手段（１２）
と、 上記光分配手段（１２）に接続される１個の入力端子
と、上記アレーアンテナ装置において設定される放射ビ
ーム方向の数と同一の複数Ｎ個の出力端子とをそれぞれ
有し、上記１個の入力端子に上記光分配手段（１２）か
ら入力される光信号を選択的に切り換えて上記複数Ｎ個
の出力端子のうちの１つにそれぞれ出力する複数Ｍ個の
第１の切り換え手段（１３ａ−１３ｐ）と、 複数Ｎ個の入力端子と、１個の出力端子とをそれぞれ有
し、上記複数Ｎ個の入力端子に入力される光信号のうち
の１つを選択的に切り換えて上記１個の出力端子にそれ
ぞれ出力する複数Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−６
ｐ）と、 上記複数Ｍ個の第１の切り換え手段（１３ａ−１３ｐ）
の複数（Ｍ×Ｎ）個の出力端子と、上記複数Ｍ個の第２
の切り換え手段（６ａ−６ｐ）の複数（Ｍ×Ｎ）個の入
力端子との間にそれぞれ接続され、上記複数Ｎ個の放射
ビーム方向の各々に対して１組のＭ本の光ファイバーケ
ーブルが対応するように設けられた複数（Ｍ×Ｎ）本の
光ファイバーケーブル（１４ａａ−１４ｐｙ）と、 上記複数Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−６ｐ）から
それぞれ出力される複数Ｍ個の光信号をそれぞれ複数Ｍ
個の無線信号に変換してそれぞれ上記複数Ｍ個のアンテ
ナ素子（９ａ−９ｐ）に出力する複数Ｍ個の光検波手段
（７ａ−７ｐ）と、 上記アレーアンテナ装置において設定される複数Ｎ個の
放射ビーム方向のうち１つを選択することを示す入力信
号に応答して、上記複数（Ｍ×Ｎ）本の光ファイバーケ
ーブル（１４ａａ−１４ｐｙ）のうちの上記選択された
１つの放射ビーム方向に対応する１組のＭ本の光ファイ
バーケーブルが、上記複数Ｍ個の第１の切り換え手段
（１３ａ−１３ｐ）の複数Ｍ個の入力端子と、上記複数
Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−６ｐ）の複数Ｍ個の
出力端子との間に接続されるように、上記複数Ｍ個の第
１の切り換え手段（１３ａ−１３ｐ）と上記複数Ｍ個の
第２の切り換え手段（６ａ−６ｐ）とを連動して切り換
えるように制御する制御手段とを備え、 上記複数（Ｍ×Ｎ）本の光ファイバーケーブル（１４ａ
ａ−１４ｐｙ）のうちの各組のＭ本の光ファイバーケー
ブルは、複数Ｍ個の無線信号が上記複数Ｍ個のアンテナ
素子（９ａ−９ｐ）から互いに同相となりかつ上記複数
Ｎ個の放射ビーム方向のうちの対応する１つの放射ビー
ム方向で放射されるようにそれぞれ所定の長さを有す
る。これによって、例えば半導体レーザダイオードにて
なる１個の上記光信号発生手段のみでアレイアンテナ装
置を構成でき、しかも上記第１と第２の切り換え手段の
切り換え時の伝送特性等の電気的特性のバラツキは一般
に十分に小さいので、第２の従来例のようなサイドロー
ブ・レベルの上昇を防止することができるとともに、主
ビームの利得の劣化、及び放射ビーム間での周波数の相
違を防止することができるという利点がある。

また、１個の光信号発生手段のみを用いているので、安
価なアレイアンテナ装置を提供することができる。

さらに、以上のような構成において、上記光発生手段か
ら上記光電変換手段までの回路部分を集積回路化するこ
とができるので、該アレイアンテナ装置を小型・軽量化
することができるとともに、信頼性が高い装置を実現す
ることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例であるアレイアンテナ装
置のブロック図、 第２図は本発明の第２の実施例であるアレイアンテナ装
置のブロック図、 第３図は第１の従来例であるアレイアンテナ装置のブロ
ック図、 第４図は第３図のアレイアンテナ装置のアンテナ素子の
配置を示す平面図、 第５図は第２の従来例であるアレイアンテナ装置のブロ
ック図、 第６図は第１図、第２図及び第５図の各アンテナ素子の
配置を示す平面図、 第７図は第１図、第２図及び第５図の各半導体レーザダ
イオードの光出力特性を示すグラフ、 第８図は第１図、第２図及び第５図の各光検波器の検波
特性を示すグラフ、 第９図は従来例における所望パターンと劣化パターンを
示す放射特性を示すグラフ、 第１０図は実施例及び従来例における放射ビーム特性を
示すグラフである。 １……送信機、 ２……半導体レーザダイオード、 ３，６aないし６p,１３aないし１３p……光スイッチ、 ４aないし４y,１２……光分配器、 ５aaないし５ap,５baないし５bp,…,５yaないし５yp,１
４aaないし１４ap,１４baないし１４bp,…,１４yaない
し１４yp,……光ファイバ・ケーブル、 ７aないし７p……光検波器、 ８aないし８p……高出力増幅器、 ９aないし９p……アンテナ素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１行複数列に配置される複数Ｍ
   個のアンテナ素子（９ａ−９ｐ）を備えたアレーアンテ
   ナ装置において、 入力される無線信号に従て所定波長の光信号を強度変調
   して変調された光信号を発生する光信号発生手段（２）
   と、 上記光信号発生手段（２）によって発生された光信号
   を、複数Ｍ個の光信号に分配する光分配手段（１２）
   と、 上記光分配手段（１２）に接続される１個の入力端子
   と、上記アレーアンテナ装置において設定される放射ビ
   ーム方向の数と同一の複数Ｎ個の出力端子とをそれぞれ
   有し、上記１個の入力端子に上記光分配手段（１２）か
   ら入力される光信号を選択的に切り換えて上記複数Ｎ個
   の出力端子のうちの１つにそれぞれ出力する複数Ｍ個の
   第１の切り換え手段（１３ａ−１３ｐ）と、 複数Ｎ個の入力端子と、１個の出力端子とをそれぞれ有
   し、上記複数Ｎ個の入力端子に入力される光信号のうち
   の１つを選択的に切り換えて上記１個の出力端子にそれ
   ぞれ出力する複数Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−６
   ｐ）と、 上記複数Ｍ個の第１の切り換え手段（１３ａ−１３ｐ）
   の複数（Ｍ×Ｎ）個の出力端子と、上記複数Ｍ個の第２
   の切り換え手段（６ａ−６ｐ）の複数（Ｍ×Ｎ）個の入
   力端子との間にそれぞれ接続され、上記複数Ｎ個の放射
   ビーム方向の各々に対して１組のＭ本の光ファイバーケ
   ーブルが対応するように設けられた複数（Ｍ×Ｎ）本の
   光ファイバーケーブル（１４ａａ−１４ｐｙ）と、 上記複数Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−６ｐ）から
   それぞれ出力される複数Ｍ個の光信号をそれぞれ複数Ｍ
   個の無線信号に返還してそれぞれ上記複数Ｍ個のアンテ
   ナ素子（９ａ−９ｐ）に出力する複数Ｍ個の光検波手段
   （７ａ−７ｐ）と、 上記アレーアンテナ装置において設定される複数Ｎ個の
   放射ビーム方向のうち１つを選択することを示す入力信
   号に応答して、上記複数（Ｍ×Ｎ）本の光ファイバーケ
   ーブル（１４ａａ−１４ｐｙ）のうちの上記選択された
   １つの放射ビーム方向に対応する１組のＭ本の光ファイ
   バーケーブルが、上記複数Ｍ個の第１の切り換え手段
   （１３ａ−１３ｐ）の複数Ｍ個の入力端子と、上記複数
   Ｍ個の第２の切り換え手段（６ａ−６ｐ）の複数Ｍ個の
   出力端子との間に接続されるように、上記複数Ｍ個の第
   １の切り換え手段（１３ａ−１３ｐ）と上記複数Ｍ個の
   第２の切り換え手段（６ａ−６ｐ）とを連動して切り換
   えるように制御する制御手段とを備え、 上記複数（Ｍ×Ｎ）本の光ファイバーケーブル（１４ａ
   ａ−１４ｐｙ）のうちの各組のＭ本の光ファイバーケー
   ブルは、複数Ｍ個の無線信号が上記複数Ｍ個のアンテナ
   素子（９ａ−９ｐ）から互いに同相となりかつ上記複数
   Ｎ個の放射ビーム方向のうちの対応する１つの放射ビー
   ム方向で放射されるようにそれぞれ所定の長さを有する
   ことを特徴とするアレーアンテナ装置。