JPH0789604B2 - アレイアンテナの励振振幅設定方法 - Google Patents
アレイアンテナの励振振幅設定方法Info
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- JPH0789604B2 JPH0789604B2 JP61173207A JP17320786A JPH0789604B2 JP H0789604 B2 JPH0789604 B2 JP H0789604B2 JP 61173207 A JP61173207 A JP 61173207A JP 17320786 A JP17320786 A JP 17320786A JP H0789604 B2 JPH0789604 B2 JP H0789604B2
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アレイアンテナの励振振幅設定方法に係り、
特に複数のアンテナ素子を曲面配列してなるアレイアン
テナにおいて、所望の放射パターンを得るための各アン
テナ素子の励振振幅の設定方法に関する。
特に複数のアンテナ素子を曲面配列してなるアレイアン
テナにおいて、所望の放射パターンを得るための各アン
テナ素子の励振振幅の設定方法に関する。
（従来の技術） 複数のアンテナ素子を曲面配列してなるアレイアンテナ
には各種のものがあるが、各アンテナ素子の励振振幅の
設定方法の従来例を第３図を参照して説明する。第３図
（ａ）はｎ個のアンテナ素子♯1,同♯2,…，同♯ｎを円
周上に等間隔（間隔ｄ）に配列したサーキュラアレイア
ンテナを示し、第３図（ｂ）は各アンテナ素子の励振振
幅の設定方法を示している。即ち、第３図（ｂ）に示す
如く、まずサーキュラアレイアンテナをアンテナ素子間
隔を同一にしてリニアアレイアンテナに展開し、斯く展
開したリニアアレイアンテナにおいて設定した電力密度
分布に基づき各アンテナ素子の励振振幅を設定する。第
３図（ｂ）の例で言えば、アンテナ素子♯１の励振振幅
はP1に、アンテナ素子♯ｋの励振振幅はPkにそれぞれ設
定されるのである。
には各種のものがあるが、各アンテナ素子の励振振幅の
設定方法の従来例を第３図を参照して説明する。第３図
（ａ）はｎ個のアンテナ素子♯1,同♯2,…，同♯ｎを円
周上に等間隔（間隔ｄ）に配列したサーキュラアレイア
ンテナを示し、第３図（ｂ）は各アンテナ素子の励振振
幅の設定方法を示している。即ち、第３図（ｂ）に示す
如く、まずサーキュラアレイアンテナをアンテナ素子間
隔を同一にしてリニアアレイアンテナに展開し、斯く展
開したリニアアレイアンテナにおいて設定した電力密度
分布に基づき各アンテナ素子の励振振幅を設定する。第
３図（ｂ）の例で言えば、アンテナ素子♯１の励振振幅
はP1に、アンテナ素子♯ｋの励振振幅はPkにそれぞれ設
定されるのである。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、サーキュラアレイアンテナを主ビーム方向（指
向させたいビームの方向）から眺めると各アンテナ素子
は不等間隔配列となるので、各アンテナ素子にはその電
力密度にこの不等間隔配列による重み付けが生じている
ことになる。従って、サーキュラアレイアンテナをアン
テナ素子間隔を同一にしたリニアアレイアンテナに展開
する従来の励振振幅設定方法にあっては、アンテナ素子
の配列関係がサーキュラアレイアンテナとリニアアレイ
アンテナとで異なるので、リニアアレイアンテナにおい
て設定した電力密度分布に基づき設定した励振振幅でも
ってサーキュラアレイアンテナの対応するアンテナ素子
を励振しても、そこに形成される電力密度分布は所望の
放射パターンを得るための電力密度分布とならない。例
えば、第４図は、従来の励振振幅の設定方法による放射
パターンを設計サイドローブレベルが−30dBのテイラ分
布を用いてシミュレーションした例を示すが、同第４図
から明らかなように、第１図サイドローブレベルは−19
dBまで上昇している。このように、従来の設定方法で
は、主ビーム近傍のサイドローブのレベルが上昇するな
ど所望のサイドローブ性能が実現できないという問題点
がある。
向させたいビームの方向）から眺めると各アンテナ素子
は不等間隔配列となるので、各アンテナ素子にはその電
力密度にこの不等間隔配列による重み付けが生じている
ことになる。従って、サーキュラアレイアンテナをアン
テナ素子間隔を同一にしたリニアアレイアンテナに展開
する従来の励振振幅設定方法にあっては、アンテナ素子
の配列関係がサーキュラアレイアンテナとリニアアレイ
アンテナとで異なるので、リニアアレイアンテナにおい
て設定した電力密度分布に基づき設定した励振振幅でも
ってサーキュラアレイアンテナの対応するアンテナ素子
を励振しても、そこに形成される電力密度分布は所望の
放射パターンを得るための電力密度分布とならない。例
えば、第４図は、従来の励振振幅の設定方法による放射
パターンを設計サイドローブレベルが−30dBのテイラ分
布を用いてシミュレーションした例を示すが、同第４図
から明らかなように、第１図サイドローブレベルは−19
dBまで上昇している。このように、従来の設定方法で
は、主ビーム近傍のサイドローブのレベルが上昇するな
ど所望のサイドローブ性能が実現できないという問題点
がある。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、曲面配列からなるアレイアンテナの放射パタ
ーンが所望のサイドローブ特性を有したものとなるよう
に各アンテナ素子の励振振幅を設定できるアレイアンテ
ナの励振振幅設定方法を提供することにある。
の目的は、曲面配列からなるアレイアンテナの放射パタ
ーンが所望のサイドローブ特性を有したものとなるよう
に各アンテナ素子の励振振幅を設定できるアレイアンテ
ナの励振振幅設定方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明のアレイアンテナの
励振振幅設定方法は次の如き構成を有する。即ち、本発
明のアレイアンテナの励振振幅設定方法は、複数のアン
テナ素子を曲面配列してなるアレイアンテナにおいて；
前記アレイアンテナで形成する所望のビーム指向方向と
しての主ビーム方向を法線とする平面を設定して前記平
面上に前記アレイアンテナの放射開口の輪郭を投影した
放射開口の輪郭で囲まれた領域を投影開口として設定
し、前記投影開口上において投影した各アンテナ素子の
間隔及び実際の配列における各アンテナ素子の主ビーム
方向への指向特性に基づいて前記投影開口上における前
記各アンテナ素子の間隔の前記曲面配列における間隔か
らの縮小・増大に対応した前記各アンテナ素子の励振振
幅の減少・増大及び前記主ビーム方向によって異なる前
記各アンテナ素子の指向性関数の増減に対応した前記各
アンテナ素子の励振振幅の減少・増大を行って前記投影
開口上における電力密度分布が所望の放射パターンを得
るための電力密度分布となるように前記各アンテナ素子
の励振振幅を設定することを特徴とする。
励振振幅設定方法は次の如き構成を有する。即ち、本発
明のアレイアンテナの励振振幅設定方法は、複数のアン
テナ素子を曲面配列してなるアレイアンテナにおいて；
前記アレイアンテナで形成する所望のビーム指向方向と
しての主ビーム方向を法線とする平面を設定して前記平
面上に前記アレイアンテナの放射開口の輪郭を投影した
放射開口の輪郭で囲まれた領域を投影開口として設定
し、前記投影開口上において投影した各アンテナ素子の
間隔及び実際の配列における各アンテナ素子の主ビーム
方向への指向特性に基づいて前記投影開口上における前
記各アンテナ素子の間隔の前記曲面配列における間隔か
らの縮小・増大に対応した前記各アンテナ素子の励振振
幅の減少・増大及び前記主ビーム方向によって異なる前
記各アンテナ素子の指向性関数の増減に対応した前記各
アンテナ素子の励振振幅の減少・増大を行って前記投影
開口上における電力密度分布が所望の放射パターンを得
るための電力密度分布となるように前記各アンテナ素子
の励振振幅を設定することを特徴とする。
（作用） 次に、前記の如く構成される本発明のアレイアンテナの
励振振幅設定方法の作用を説明する。
励振振幅設定方法の作用を説明する。
本発明においては、曲面配列のアレイアンテナをそのア
ンテナ素子の配列間隔を同一にしてリニアアレイアンテ
ナに展開すると、主ビーム方向から眺めた両アンテナに
おけるアンテナ素子の配列間隔が同一とならない事実に
着目したものである。
ンテナ素子の配列間隔を同一にしてリニアアレイアンテ
ナに展開すると、主ビーム方向から眺めた両アンテナに
おけるアンテナ素子の配列間隔が同一とならない事実に
着目したものである。
即ち、本発明においては、主ビーム方向を法線とする平
面に当該アレイアンテナの放射開口の輪郭を投影して投
影開口を設定し、斯く設定した投影開口上において投影
した各アンテナ素子の間隔及び実際の配列における各ア
ンテナ素子の主ビーム方向への指向特性を考慮して各ア
ンテナ素子の励振振幅を設定する。
面に当該アレイアンテナの放射開口の輪郭を投影して投
影開口を設定し、斯く設定した投影開口上において投影
した各アンテナ素子の間隔及び実際の配列における各ア
ンテナ素子の主ビーム方向への指向特性を考慮して各ア
ンテナ素子の励振振幅を設定する。
このような各アンテナ素子の振幅設定によって、投影開
口上における電力密度分布が所望の放射パターンを得る
ための電力密度分布となる。
口上における電力密度分布が所望の放射パターンを得る
ための電力密度分布となる。
その結果、投影開口に投影した各アンテナ素子は、投影
開口上において電力密度分布が所望の放射パターンを得
るに必要な電力密度分布となるようにその励振振幅が設
定されることになる。
開口上において電力密度分布が所望の放射パターンを得
るに必要な電力密度分布となるようにその励振振幅が設
定されることになる。
このように、本発明のアレイアンテナの励振振幅設定方
法によれば、リニアアレイアンテナに展開した場合のア
ンテナ素子配列間隔の問題を投影技法によって解決した
ので、所望のサイドローブ性能が得られ、低サイドロー
ブアンテナを実現できる効果がある。
法によれば、リニアアレイアンテナに展開した場合のア
ンテナ素子配列間隔の問題を投影技法によって解決した
ので、所望のサイドローブ性能が得られ、低サイドロー
ブアンテナを実現できる効果がある。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は、本発明の一実施例に係るアレイアンテナの励振方
法を示す図である。
図は、本発明の一実施例に係るアレイアンテナの励振方
法を示す図である。
なお、第１図は、説明を簡単にするために、アンテナ素
子を円周上に等間隔に配列したサーキュラアレイアンテ
ナの場合について示してある。
子を円周上に等間隔に配列したサーキュラアレイアンテ
ナの場合について示してある。
即ち、このサーキュラアレイアンテナは、第１図に示す
ように、円周上にｎ個の素子を配列したもので、各アン
テナ素子には♯1,♯2,…，♯i,…，♯ｎと付番してあ
る。
ように、円周上にｎ個の素子を配列したもので、各アン
テナ素子には♯1,♯2,…，♯i,…，♯ｎと付番してあ
る。
今、ｎ個のアンテナ素子が配列される円の中心Ｏと指向
させたいビームの方向である主ビーム方向Ｂを結んだ直
線と直交する平面C-C′を定義する。つぎに、この平面C
-C′上への各アンテナ素子の投影点を♯１′，♯２′，
…，♯ｎ′とし、♯ｉ′と♯（ｉ＋１）′の中点を分割
点位置xi（ｉ＝1,2,…,n−１）とする。また、両端にお
いて、分割点位置x0は投影点♯１′に関して分割点位置
x1と対称な位置に、分割点位置xnは投影点♯ｎ′に関し
て分割点位置xn-1と対称な位置とする。
させたいビームの方向である主ビーム方向Ｂを結んだ直
線と直交する平面C-C′を定義する。つぎに、この平面C
-C′上への各アンテナ素子の投影点を♯１′，♯２′，
…，♯ｎ′とし、♯ｉ′と♯（ｉ＋１）′の中点を分割
点位置xi（ｉ＝1,2,…,n−１）とする。また、両端にお
いて、分割点位置x0は投影点♯１′に関して分割点位置
x1と対称な位置に、分割点位置xnは投影点♯ｎ′に関し
て分割点位置xn-1と対称な位置とする。
その結果、アンテナ素子♯１に対する分割点位置x0とア
ンテナ素子♯ｎに対する分割点位置xnとで囲まれる平面
C-C′上の領域が当該サーキュラアレイアンテナの放射
開口の輪郭を平面C-C′上へ投影した投影開口となる。
ンテナ素子♯ｎに対する分割点位置xnとで囲まれる平面
C-C′上の領域が当該サーキュラアレイアンテナの放射
開口の輪郭を平面C-C′上へ投影した投影開口となる。
さて、所望の放射パターンを得るための前記投影開口上
の電力密度分布関数をｐ（ｘ）とすると、各アンテナ素
子に給電すべき電力piは次の（１）式で示される。
の電力密度分布関数をｐ（ｘ）とすると、各アンテナ素
子に給電すべき電力piは次の（１）式で示される。
したがって、各アンテナ素子の相対励振振幅Aiは、piを
用いて次の（２）式で設定する。
用いて次の（２）式で設定する。
ここでαは比例定数、ｇ（θi）はアンテナ素子♯ｉの
主ビーム方向Ｂの指向性関数である。
主ビーム方向Ｂの指向性関数である。
この励振振幅Aiは、投影開口に投影した各アンテナ素子
の素子間隔と指向特性を考慮しているので、投影開口上
で近似的に所望の放射パターンを得るための電力密度分
布となる。即ち、従来の励振方法に比べ、素子間隔が狭
い領域では励振振幅の値は小さくなり、素子間隔が広い
領域では、励振振幅の値は大きくなる。このことは素子
間隔の違いを各アンテナ素子の励振振幅の値で補正して
いることにほかならない。
の素子間隔と指向特性を考慮しているので、投影開口上
で近似的に所望の放射パターンを得るための電力密度分
布となる。即ち、従来の励振方法に比べ、素子間隔が狭
い領域では励振振幅の値は小さくなり、素子間隔が広い
領域では、励振振幅の値は大きくなる。このことは素子
間隔の違いを各アンテナ素子の励振振幅の値で補正して
いることにほかならない。
第２図は各素子の励振振幅として（１）式および（２）
式で与えられるAiを用いた場合のシミュレーション例を
示す。ここで、設定した電力密度分布ｐ（ｘ）は、設計
サイドローブ−30dBのTaylor分布である。本シミュレー
ション例より明らかなように、放射パターンの第１サイ
ドローブレベルは、−29dBとなり、第４図に示した従来
技術によるサイドローブレベルに比べ、10dB改善されて
いることが判る。なお、アンテナ素子の励振位相は、も
ちろん投影開口上で共相となるように設定している。
式で与えられるAiを用いた場合のシミュレーション例を
示す。ここで、設定した電力密度分布ｐ（ｘ）は、設計
サイドローブ−30dBのTaylor分布である。本シミュレー
ション例より明らかなように、放射パターンの第１サイ
ドローブレベルは、−29dBとなり、第４図に示した従来
技術によるサイドローブレベルに比べ、10dB改善されて
いることが判る。なお、アンテナ素子の励振位相は、も
ちろん投影開口上で共相となるように設定している。
また、本実施例では、分割点位置xiを投影開口上の♯
ｉ′と♯（ｉ＋１）′の中点として与えたが、この他円
周上の素子♯ｉと♯（ｉ＋１）の中点の投影開口上への
投影点を分割点として与えても、励振振幅Aiは、投影開
口上で近似的に所望の放射パターンを得るための電力密
度分布が得られる。
ｉ′と♯（ｉ＋１）′の中点として与えたが、この他円
周上の素子♯ｉと♯（ｉ＋１）の中点の投影開口上への
投影点を分割点として与えても、励振振幅Aiは、投影開
口上で近似的に所望の放射パターンを得るための電力密
度分布が得られる。
なお、上述した実施例において、第１図に示す主ビーム
方向Ｂを変える場合には、投影開口上における電力密度
分布を、変えるべき主ビーム方向に対応して各アンテナ
素子の指向性関数の増減に対応した励振振幅の増減に基
づいて変化させる。
方向Ｂを変える場合には、投影開口上における電力密度
分布を、変えるべき主ビーム方向に対応して各アンテナ
素子の指向性関数の増減に対応した励振振幅の増減に基
づいて変化させる。
以上、サーキュラアレイアンテナの場合について実施例
を述べたが、本発明はサーキュラアレイアンテナに限ら
ず、円筒面上に複数のアンテナ素子を配列したシリンド
リカルアレイアンテナ、あるいはもっと一般的に任意の
曲面上に複数のアンテナ素子を配列したコンフォーマル
アレイアンテナに対しても適用できることはもちろんで
ある。
を述べたが、本発明はサーキュラアレイアンテナに限ら
ず、円筒面上に複数のアンテナ素子を配列したシリンド
リカルアレイアンテナ、あるいはもっと一般的に任意の
曲面上に複数のアンテナ素子を配列したコンフォーマル
アレイアンテナに対しても適用できることはもちろんで
ある。
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明のアレイアンテナの励振振
幅設定方法によれば、リニアアレイアンテナに展開した
場合のアンテナ素子配列間隔の問題を投影技法によって
解決したので、所望のサイドローブ性能が得られ、低サ
イドローブアンテナを実現できる効果がある。
幅設定方法によれば、リニアアレイアンテナに展開した
場合のアンテナ素子配列間隔の問題を投影技法によって
解決したので、所望のサイドローブ性能が得られ、低サ
イドローブアンテナを実現できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例としてサーキュラアレイアン
テナの励振方法を説明する図、第２図は本発明方法で設
定した励振振幅によって得られる放射パターンのシミュ
レーション例を示す放射パターン図、第３図は従来の励
振方法を示す図、第４図は従来方法で設定した励振振幅
によって得られる放射パターンのシミュレーション例を
示す放射パターン図である。 C-C′……投影開口が設定される平面、♯１〜♯ｎ……
円周上のアンテナ素子、♯１′〜♯ｎ′……平面C-C′
上へのアンテナ素子の投影点、xi……平面C-C′上の分
割点位置、Ｏ……円の中心、Ｂ……主ビーム方向、pi…
…xi-1とxi間の相対電力、ｐ（ｘ）……所望の放射パタ
ーンを得るための電力密度分布、ｄ……素子間隔、θi
……アンテナ素子の法線方向から主ビーム方向への角
度、ｇ（θi）……アンテナ素子の指向性関数。
テナの励振方法を説明する図、第２図は本発明方法で設
定した励振振幅によって得られる放射パターンのシミュ
レーション例を示す放射パターン図、第３図は従来の励
振方法を示す図、第４図は従来方法で設定した励振振幅
によって得られる放射パターンのシミュレーション例を
示す放射パターン図である。 C-C′……投影開口が設定される平面、♯１〜♯ｎ……
円周上のアンテナ素子、♯１′〜♯ｎ′……平面C-C′
上へのアンテナ素子の投影点、xi……平面C-C′上の分
割点位置、Ｏ……円の中心、Ｂ……主ビーム方向、pi…
…xi-1とxi間の相対電力、ｐ（ｘ）……所望の放射パタ
ーンを得るための電力密度分布、ｄ……素子間隔、θi
……アンテナ素子の法線方向から主ビーム方向への角
度、ｇ（θi）……アンテナ素子の指向性関数。
Claims (1)
- 【請求項１】複数のアンテナ素子を曲面配列してなるア
レイアンテナにおいて；前記アレイアンテナで形成する
所望のビーム指向方向としての主ビーム方向を法線とす
る平面を設定して前記平面上に前記アレイアンテナの放
射開口の輪郭を投影した放射開口の輪郭で囲まれた領域
を投影開口として設定し、前記投影開口上において投影
した各アンテナ素子の間隔及び実際の配列における各ア
ンテナ素子の主ビーム方向への指向特性に基づいて前記
投影開口上における前記各アンテナ素子の間隔の前記曲
面配列における間隔からの縮小・増大に対応した前記各
アンテナ素子の励振振幅の減少・増大及び前記主ビーム
方向によって異なる前記各アンテナ素子の指向性関数の
増減に対応した前記各アンテナ素子の励振振幅の減少・
増大を行って前記投影開口上における電力密度分布が所
望の放射パターンを得るための電力密度分布となるよう
に前記各アンテナ素子の励振振幅を設定することを特徴
とするアレイアンテナの励振振幅設定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61173207A JPH0789604B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | アレイアンテナの励振振幅設定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61173207A JPH0789604B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | アレイアンテナの励振振幅設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6330007A JPS6330007A (ja) | 1988-02-08 |
| JPH0789604B2 true JPH0789604B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=15956099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61173207A Expired - Lifetime JPH0789604B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | アレイアンテナの励振振幅設定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789604B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0770903B2 (ja) * | 1988-03-10 | 1995-07-31 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| JPH0682968B2 (ja) * | 1988-11-16 | 1994-10-19 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| JP5208005B2 (ja) * | 2009-01-29 | 2013-06-12 | 日本無線株式会社 | パッチアレイアンテナ |
| FR3101435B1 (fr) * | 2019-09-30 | 2021-10-29 | Uwinloc | système d’aide à l’orientation d’une antenne d’une balise au regard d’une position cible |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60163505A (ja) * | 1984-02-03 | 1985-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | アレーアンテナ間引き方法 |
-
1986
- 1986-07-23 JP JP61173207A patent/JPH0789604B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6330007A (ja) | 1988-02-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |