JPH09232863A - 移動体ｓｎｇ用グレーティングローブキャンセルアンテナ - Google Patents
移動体ｓｎｇ用グレーティングローブキャンセルアンテナInfo
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- JPH09232863A JPH09232863A JP3793796A JP3793796A JPH09232863A JP H09232863 A JPH09232863 A JP H09232863A JP 3793796 A JP3793796 A JP 3793796A JP 3793796 A JP3793796 A JP 3793796A JP H09232863 A JPH09232863 A JP H09232863A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 移動体ＳＮＧ装置で使用するアレイアンテナ
において、できるだけ大きな回線マージンを確保しつ
つ、簡易な方法でグレーティングローブの上昇を抑えた
い。 【解決手段】 複数の放射素子からなるサブアレイを複
数個配列したアレイアンテナ（１）において、当該アレ
イアンテナがさらにグレーティングローブキャンセル用
の補助サブアレイ（３）を具え、該補助サブアレイの励
振をビームチルトを行うための所定の位相とは逆相で行
うことで、グレーティングローブの角度方向で前記補助
サブアレイからの電波と他の前記サブアレイからの電波
が逆相で電力合成されるようにしてグレーティングロー
ブを抑制するとともに、この補助サブアレイが他の前記
サブアレイに比べて充分に広いビーム幅で、少なくとも
第１のグレーティングローブの方向においてグレーティ
ングローブレベルを規定の電力密度以下に抑制するため
に必要な電力の電波を放射できる利得を有するよう構成
する。
において、できるだけ大きな回線マージンを確保しつ
つ、簡易な方法でグレーティングローブの上昇を抑えた
い。 【解決手段】 複数の放射素子からなるサブアレイを複
数個配列したアレイアンテナ（１）において、当該アレ
イアンテナがさらにグレーティングローブキャンセル用
の補助サブアレイ（３）を具え、該補助サブアレイの励
振をビームチルトを行うための所定の位相とは逆相で行
うことで、グレーティングローブの角度方向で前記補助
サブアレイからの電波と他の前記サブアレイからの電波
が逆相で電力合成されるようにしてグレーティングロー
ブを抑制するとともに、この補助サブアレイが他の前記
サブアレイに比べて充分に広いビーム幅で、少なくとも
第１のグレーティングローブの方向においてグレーティ
ングローブレベルを規定の電力密度以下に抑制するため
に必要な電力の電波を放射できる利得を有するよう構成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、移動体ＳＮＧ
（Satellite News Gathering) 装置で使用する平面アン
テナに関し、ビームがチルトしたときに発生するグレー
ティングローブのレベルを補助の平面アンテナにより抑
制するグレーティングローブキャンセル用アンテナに関
するものである。
（Satellite News Gathering) 装置で使用する平面アン
テナに関し、ビームがチルトしたときに発生するグレー
ティングローブのレベルを補助の平面アンテナにより抑
制するグレーティングローブキャンセル用アンテナに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にアレイアンテナでは、放射素子の
励振位相を抑制することにより、アンテナから放射され
る電波の指向方向を可変できる。このとき、放射素子の
間隔が１波長より大きい場合には、グレーティングロー
ブと呼ばれるアンテナ利得が大きい部分がメインビーム
から一定の角度間隔で存在し、その方向に比較的強い電
波が放射される。位相制御が１個の放射素子単位ではな
く、複数個の放射素子で構成されたサブアレイ単位の場
合には、サブアレイの間隔が通常１波長より大きくなる
ため、わずかな指向方向の変化によっても大きなグレー
ティングローブが発生する。
励振位相を抑制することにより、アンテナから放射され
る電波の指向方向を可変できる。このとき、放射素子の
間隔が１波長より大きい場合には、グレーティングロー
ブと呼ばれるアンテナ利得が大きい部分がメインビーム
から一定の角度間隔で存在し、その方向に比較的強い電
波が放射される。位相制御が１個の放射素子単位ではな
く、複数個の放射素子で構成されたサブアレイ単位の場
合には、サブアレイの間隔が通常１波長より大きくなる
ため、わずかな指向方向の変化によっても大きなグレー
ティングローブが発生する。
【０００３】従来のＳＮＧ用平面アンテナは、マイクロ
ストリップ放射素子を複数個使用したサブアレイを単位
として位相制御を行っているため、ビームチルト角度に
対応したグレーティングローブの発生が避けられない。
衛星通信においてアンテナから放射される不要放射は、
軸外放射電力密度として法令により厳しく制限されてい
るが、従来の固定局ＳＮＧ用アンテナでは正方形の開口
面の対角線の方向を静止衛星の軌道に合わせる等の工夫
により、ビームチルトを行ってもグレーティングローブ
レベルが法令の規格（ＩＴＵ−Ｒ勧告５２４）を満足す
るような構造になっている（詳細は、文献、T. Murata
et al. "Portable Digital Satellite News Gathering
(SNG) RF Terminal Using a Flat Antenna," IEICE Tra
ns. on Commun., Vol. E-77-B, No.12, Dec. 1994, P.1
501 を参照されたい) 。
ストリップ放射素子を複数個使用したサブアレイを単位
として位相制御を行っているため、ビームチルト角度に
対応したグレーティングローブの発生が避けられない。
衛星通信においてアンテナから放射される不要放射は、
軸外放射電力密度として法令により厳しく制限されてい
るが、従来の固定局ＳＮＧ用アンテナでは正方形の開口
面の対角線の方向を静止衛星の軌道に合わせる等の工夫
により、ビームチルトを行ってもグレーティングローブ
レベルが法令の規格（ＩＴＵ−Ｒ勧告５２４）を満足す
るような構造になっている（詳細は、文献、T. Murata
et al. "Portable Digital Satellite News Gathering
(SNG) RF Terminal Using a Flat Antenna," IEICE Tra
ns. on Commun., Vol. E-77-B, No.12, Dec. 1994, P.1
501 を参照されたい) 。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】移動体ＳＮＧ装置では
周波数割り当てが二次業務であるため、従来の固定局Ｓ
ＮＧ装置に適用されている値よりも軸外放射電力が１３
ｄＢから１６ｄＢほど低く制限されており（無線設備規
則第４９条の１８）、従来のように静止軌道方向にアン
テナの対角線の方向を合わせるだけでは法令を満たすこ
とが困難である。位相制御によるビームチルトの角度範
囲を縮小せずに、軸外放射電力密度の規定値を満足する
ための方法としては、第１にアンテナの放射電力を下
げ、送信e.i.r.p.(equivalent isotropically radiated
power :等価等方放射電力）を低下することが考えられ
る。しかしこの方法では充分なレベルの回線マージンが
取れなくなってしまう欠点がある。第２の方法として
は、アレイアンテナの分割数を増やす方法、すなわち１
つのサブアレイを小さくして数多くのサブアレイでアレ
イアンテナを構成し、サブアレイ間隔をできるだけ小さ
くする方法がある。この方法では、原理的にグレーティ
ングローブレベルの上昇を抑えることが可能であるが、
制御するサブアレイの数が飛躍的に増加するために装置
の規模が大きくなり、また装置が複雑な構成となってし
まう欠点がある。そこで本発明の目的は、できるだけ大
きな回線マージンを確保しつつ、簡易な方法でグレーテ
ィングローブの上昇を抑えることの可能な移動体ＳＮＧ
用グレーティングローブキャンセルアンテナを提供せん
とするものである。
周波数割り当てが二次業務であるため、従来の固定局Ｓ
ＮＧ装置に適用されている値よりも軸外放射電力が１３
ｄＢから１６ｄＢほど低く制限されており（無線設備規
則第４９条の１８）、従来のように静止軌道方向にアン
テナの対角線の方向を合わせるだけでは法令を満たすこ
とが困難である。位相制御によるビームチルトの角度範
囲を縮小せずに、軸外放射電力密度の規定値を満足する
ための方法としては、第１にアンテナの放射電力を下
げ、送信e.i.r.p.(equivalent isotropically radiated
power :等価等方放射電力）を低下することが考えられ
る。しかしこの方法では充分なレベルの回線マージンが
取れなくなってしまう欠点がある。第２の方法として
は、アレイアンテナの分割数を増やす方法、すなわち１
つのサブアレイを小さくして数多くのサブアレイでアレ
イアンテナを構成し、サブアレイ間隔をできるだけ小さ
くする方法がある。この方法では、原理的にグレーティ
ングローブレベルの上昇を抑えることが可能であるが、
制御するサブアレイの数が飛躍的に増加するために装置
の規模が大きくなり、また装置が複雑な構成となってし
まう欠点がある。そこで本発明の目的は、できるだけ大
きな回線マージンを確保しつつ、簡易な方法でグレーテ
ィングローブの上昇を抑えることの可能な移動体ＳＮＧ
用グレーティングローブキャンセルアンテナを提供せん
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明移動体ＳＮＧ用グレーティングローブキャン
セルアンテナは、複数の放射素子からなるサブアレイを
複数個配列したアレイアンテナにおいて、当該アレイア
ンテナがさらにグレーティングローブキャンセル用の補
助サブアレイを具え、該補助サブアレイの励振をビーム
チルトを行うための所定の位相とは逆相で行うことで、
グレーティングローブの角度方向で前記補助サブアレイ
からの電波と他の前記サブアレイからの電波が逆相で電
力合成されるようにしてグレーティングローブを抑制す
るとともに、この補助サブアレイが他の前記サブアレイ
に比べて充分に広いビーム幅で、少なくとも第１のグレ
ーティングローブの方向においてグレーティングローブ
レベルを規定の電力密度以下に抑制するために必要な電
力の電波を放射できる利得を有するよう構成されたこと
を特徴とするものである。
め、本発明移動体ＳＮＧ用グレーティングローブキャン
セルアンテナは、複数の放射素子からなるサブアレイを
複数個配列したアレイアンテナにおいて、当該アレイア
ンテナがさらにグレーティングローブキャンセル用の補
助サブアレイを具え、該補助サブアレイの励振をビーム
チルトを行うための所定の位相とは逆相で行うことで、
グレーティングローブの角度方向で前記補助サブアレイ
からの電波と他の前記サブアレイからの電波が逆相で電
力合成されるようにしてグレーティングローブを抑制す
るとともに、この補助サブアレイが他の前記サブアレイ
に比べて充分に広いビーム幅で、少なくとも第１のグレ
ーティングローブの方向においてグレーティングローブ
レベルを規定の電力密度以下に抑制するために必要な電
力の電波を放射できる利得を有するよう構成されたこと
を特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明では、グレーティングロー
ブが各サブアレイの位相条件が同相となる角度方向に生
じるという原理に着目し、サブアレイのビーム幅に比べ
て充分に広いビーム幅を持つ小型の補助サブアレイを設
置し、補助サブアレイにはビームチルトを行うための所
定の位相と逆相で励振することでグレーティングローブ
の位置で逆相の電力合成を行い、放射レベルを抑制する
方法を用いているので、容易な構成で、従来の平面アン
テナを用いたＳＮＧ装置と比べグレーティングローブレ
ベルを大幅に低減できるため、要求された軸外放射電力
密度の規定値に対して充分な送信レベルで移動体ＳＮＧ
の送信が可能となる。
ブが各サブアレイの位相条件が同相となる角度方向に生
じるという原理に着目し、サブアレイのビーム幅に比べ
て充分に広いビーム幅を持つ小型の補助サブアレイを設
置し、補助サブアレイにはビームチルトを行うための所
定の位相と逆相で励振することでグレーティングローブ
の位置で逆相の電力合成を行い、放射レベルを抑制する
方法を用いているので、容易な構成で、従来の平面アン
テナを用いたＳＮＧ装置と比べグレーティングローブレ
ベルを大幅に低減できるため、要求された軸外放射電力
密度の規定値に対して充分な送信レベルで移動体ＳＮＧ
の送信が可能となる。
【０００７】
【実施例】以下添付図面を参照し実施例により本発明の
実施の態様を詳細に説明する。本発明による移動体ＳＮ
Ｇ用グレーティングローブキャンセルアンテナの第１の
実施例を図１に示す。このアンテナ１は放射素子にマイ
クロストリップ素子を使用した平面アンテナで、従来の
固定局ＳＮＧ用平面アンテナ２（６４素子を８×８素子
の正方形に配列したサブアレイを１６個（♯１〜♯１
６）で構成）に、１６素子を長方形（２×８素子）に配
列した補助サブアレイ３（♯１７）を付加して構成され
ている。サブアレイ♯１〜♯１６は、方形配列の対角線
方向の放射指向性が低サイドローブ特性を有することを
利用して隣接衛星への干渉電波の放射を抑えるため、対
角線を静止衛星軌道方向４に合わせるよう配置されてい
る。♯１７の補助サブアレイ３は、補助サブアレイを付
加したことによる静止衛星軌道方向４の放射パターンの
乱れを極力抑えるために静止衛星軌道方向に直交する対
称軸５上に設置し、さらに静止衛星軌道方向４に広い放
射パターンを有するようにその短辺を静止衛星軌道方向
に合わせて置かれている。この実施例の補助サブアレイ
３は、広い静止衛星軌道方向の放射パターンと比較的高
いアンテナ利得を兼ね備えるため、２×８素子の配列を
用いているが、グレーティングローブの抑制に必要なe.
i.r.p.を確保できる高出力電力増幅器を使用することに
よって、より素子数の少ないアンテナ、たとえば２×４
素子などを用いることもできる。
実施の態様を詳細に説明する。本発明による移動体ＳＮ
Ｇ用グレーティングローブキャンセルアンテナの第１の
実施例を図１に示す。このアンテナ１は放射素子にマイ
クロストリップ素子を使用した平面アンテナで、従来の
固定局ＳＮＧ用平面アンテナ２（６４素子を８×８素子
の正方形に配列したサブアレイを１６個（♯１〜♯１
６）で構成）に、１６素子を長方形（２×８素子）に配
列した補助サブアレイ３（♯１７）を付加して構成され
ている。サブアレイ♯１〜♯１６は、方形配列の対角線
方向の放射指向性が低サイドローブ特性を有することを
利用して隣接衛星への干渉電波の放射を抑えるため、対
角線を静止衛星軌道方向４に合わせるよう配置されてい
る。♯１７の補助サブアレイ３は、補助サブアレイを付
加したことによる静止衛星軌道方向４の放射パターンの
乱れを極力抑えるために静止衛星軌道方向に直交する対
称軸５上に設置し、さらに静止衛星軌道方向４に広い放
射パターンを有するようにその短辺を静止衛星軌道方向
に合わせて置かれている。この実施例の補助サブアレイ
３は、広い静止衛星軌道方向の放射パターンと比較的高
いアンテナ利得を兼ね備えるため、２×８素子の配列を
用いているが、グレーティングローブの抑制に必要なe.
i.r.p.を確保できる高出力電力増幅器を使用することに
よって、より素子数の少ないアンテナ、たとえば２×４
素子などを用いることもできる。
【０００８】サブアレイ♯１〜♯１７各系統用送信機６
の出力は位相制御回路７に入力される。位相制御回路７
では、通信衛星から送信されてくるビーコン波を受信
し、それを信号処理して作られた位相制御信号８を用い
て、主ビームが常に通信衛星の方向に向くように個々の
信号の位相を制御する。ただし、ここで補助サブアレイ
に給電する♯１７の系統だけは、所定の位相に対してさ
らに１８０°のオフセットφをつけて位相を制御するよ
うにしている。このようにすることで、補助サブアレイ
３はグレーティングローブの方向において常に他のサブ
アレイとは逆相の関係が成り立ち、グレーティングロー
ブキャンセル用サブアレイとして動作する。このとき、
グレーティングローブ方向と主ビーム方向から見た各サ
ブアレイの位相条件は全く同一であるので、補助サブア
レイの放射電波は主ビームに対しても打ち消すように働
く。しかし、補助サブアレイの放射電波レベルは主ビー
ムのレベルと比べて非常に低いため、主ビームに与える
影響は小さくe.i.r.p.の低下はごくわずかである。位相
制御回路７の出力は、そえぞれ固体電力増幅器（ＳＳＰ
Ａ）９に加えられ、その出力は個々のサブアレイに供給
される。
の出力は位相制御回路７に入力される。位相制御回路７
では、通信衛星から送信されてくるビーコン波を受信
し、それを信号処理して作られた位相制御信号８を用い
て、主ビームが常に通信衛星の方向に向くように個々の
信号の位相を制御する。ただし、ここで補助サブアレイ
に給電する♯１７の系統だけは、所定の位相に対してさ
らに１８０°のオフセットφをつけて位相を制御するよ
うにしている。このようにすることで、補助サブアレイ
３はグレーティングローブの方向において常に他のサブ
アレイとは逆相の関係が成り立ち、グレーティングロー
ブキャンセル用サブアレイとして動作する。このとき、
グレーティングローブ方向と主ビーム方向から見た各サ
ブアレイの位相条件は全く同一であるので、補助サブア
レイの放射電波は主ビームに対しても打ち消すように働
く。しかし、補助サブアレイの放射電波レベルは主ビー
ムのレベルと比べて非常に低いため、主ビームに与える
影響は小さくe.i.r.p.の低下はごくわずかである。位相
制御回路７の出力は、そえぞれ固体電力増幅器（ＳＳＰ
Ａ）９に加えられ、その出力は個々のサブアレイに供給
される。
【０００９】図２は、本発明の補助サブアレイを動作さ
せないときの放射パターンの計算値と、法令で定められ
た軸外放射電力密度の規格１１との関係を示した図で、
アンテナの指向方向を静止衛星軌道方向に２°チルトし
たときの例である。ここでは、主ビームのピーク点を離
軸角０°として表している。このときの中心軸上の送信
電力密度は約２８．５ｄＢＷ／４０ｋＨｚ（送信e.i.r.
p.＝５２．５ｄＢＷ、シンボルレート＝８．６４ＭＨ
ｚ、ＱＰＳＫ変調、ビームチルトによる利得低下＝０．
６９ｄＢ）で、ディジタルテレビジョン画像を衛星電送
するのに充分な電力密度である。この図から、主ビーム
から約−１２°の方向に法令で定められた電力密度を
４．６ｄＢほど上回るグレーティングローブが発生して
いるのがわかる。ちなみに無線設備規則第４９条の１８
によって定められた軸外放射電力密度の規定値１１は｜
２．５°｜≦θ＜｜１１°｜で２６−２５ｌｏｇθ（ｄ
ＢＷ／４０ｋＨｚ）、｜１１°｜≦θで０（ｄＢＷ／４
０ｋＨｚ）である。
せないときの放射パターンの計算値と、法令で定められ
た軸外放射電力密度の規格１１との関係を示した図で、
アンテナの指向方向を静止衛星軌道方向に２°チルトし
たときの例である。ここでは、主ビームのピーク点を離
軸角０°として表している。このときの中心軸上の送信
電力密度は約２８．５ｄＢＷ／４０ｋＨｚ（送信e.i.r.
p.＝５２．５ｄＢＷ、シンボルレート＝８．６４ＭＨ
ｚ、ＱＰＳＫ変調、ビームチルトによる利得低下＝０．
６９ｄＢ）で、ディジタルテレビジョン画像を衛星電送
するのに充分な電力密度である。この図から、主ビーム
から約−１２°の方向に法令で定められた電力密度を
４．６ｄＢほど上回るグレーティングローブが発生して
いるのがわかる。ちなみに無線設備規則第４９条の１８
によって定められた軸外放射電力密度の規定値１１は｜
２．５°｜≦θ＜｜１１°｜で２６−２５ｌｏｇθ（ｄ
ＢＷ／４０ｋＨｚ）、｜１１°｜≦θで０（ｄＢＷ／４
０ｋＨｚ）である。
【００１０】軌道方向に直交する方向にビームをチルト
した場合にも図２と同様な放射パターンとなるが、法令
で定められた電力密度の規格がこの方向では±３°と狭
い範囲であるため、図２から明らかなようにこの範囲に
は規格を上回るグレーティングローブは存在せず、軸外
放射電力密度の規格を満足している。
した場合にも図２と同様な放射パターンとなるが、法令
で定められた電力密度の規格がこの方向では±３°と狭
い範囲であるため、図２から明らかなようにこの範囲に
は規格を上回るグレーティングローブは存在せず、軸外
放射電力密度の規格を満足している。
【００１１】図３は、図１に示した２×８素子の補助サ
ブアレイ３の短辺方向（静止軌道方向）の放射パターン
の計算値１３（実線）と、他の８×８素子の１つのサブ
アレイの対角線方向（静止軌道方向）の放射パターンの
計算値１４（破線）とを示した図である。１つのサブア
レイの放射パターンと、図２に示したアンテナ全体の放
射パターンとを比べると、法令の規格を上回っているグ
レーティングローブは、サブアレイの放射パターンの−
１０°方向１５に相当し、各々のサブアレイの主ビーム
の一部が合成されて形成されていることがわかる。よっ
て、補助サブアレイを使用し、補助サブアレイの放射電
波自体も法令の規格を越えないレベルでグレーティング
ローブと逆相の電波を放射してグレーティングローブを
抑制し、法令の規格を満たすようにするために、補助サ
ブアレイには、１つのサブアレイのビーム幅より十分に
広く、少なくとも第１のグレーティングローブの方向に
おいて、グレーティングローブレベルを規定の電力密度
以下に抑制するために必要な電力の電波を放射できる利
得を持つ放射パターンが要求される。
ブアレイ３の短辺方向（静止軌道方向）の放射パターン
の計算値１３（実線）と、他の８×８素子の１つのサブ
アレイの対角線方向（静止軌道方向）の放射パターンの
計算値１４（破線）とを示した図である。１つのサブア
レイの放射パターンと、図２に示したアンテナ全体の放
射パターンとを比べると、法令の規格を上回っているグ
レーティングローブは、サブアレイの放射パターンの−
１０°方向１５に相当し、各々のサブアレイの主ビーム
の一部が合成されて形成されていることがわかる。よっ
て、補助サブアレイを使用し、補助サブアレイの放射電
波自体も法令の規格を越えないレベルでグレーティング
ローブと逆相の電波を放射してグレーティングローブを
抑制し、法令の規格を満たすようにするために、補助サ
ブアレイには、１つのサブアレイのビーム幅より十分に
広く、少なくとも第１のグレーティングローブの方向に
おいて、グレーティングローブレベルを規定の電力密度
以下に抑制するために必要な電力の電波を放射できる利
得を持つ放射パターンが要求される。
【００１２】図３より、補助サブアレイの半値幅（−３
ｄＢ幅）は３４°、１つのサブアレイの半値幅は８°
と、補助サブアレイのビーム幅は１つのサブアレイと比
較して充分に広くなっており、ビーム中心から−１０°
（図２に示した規格を上回るグレーティングローブの角
度）の角度におけるビーム中心からの利得の低下は１ｄ
Ｂと僅かで、グレーティングローブキャンセル用のアン
テナとして適していることがわかる。なお、長辺方向の
放射パターンは非常に鋭く、この補助サブアレイでは軌
道方向に直交する方向のグレーティングローブをキャン
セルすることはできないが、前述の理由により規格上の
問題はない。
ｄＢ幅）は３４°、１つのサブアレイの半値幅は８°
と、補助サブアレイのビーム幅は１つのサブアレイと比
較して充分に広くなっており、ビーム中心から−１０°
（図２に示した規格を上回るグレーティングローブの角
度）の角度におけるビーム中心からの利得の低下は１ｄ
Ｂと僅かで、グレーティングローブキャンセル用のアン
テナとして適していることがわかる。なお、長辺方向の
放射パターンは非常に鋭く、この補助サブアレイでは軌
道方向に直交する方向のグレーティングローブをキャン
セルすることはできないが、前述の理由により規格上の
問題はない。
【００１３】図４は、図２で示した補助サブアレイなし
の場合の放射パターンに、図３の補助サブアレイのパタ
ーンを重ねて示した図で、補助サブアレイによるグレー
ティングローブキャンセルの効果を説明するための図で
ある。ここで、補助サブアレイの給電電力は他のサブア
レイと同じ電力としており、このときのピーク点での電
力密度は−０．９ｄＢＷ／４０ｋＨｚ（e.i.r.p.＝２
２．４ｄＢＷ）で、補助サブアレイ単体からの放射電波
は法令の規格を越えないレベルであることがわかる。規
格を上回るグレーティングローブが放射されている−１
２°方向に着目すると、この点でグレーティングローブ
の電力密度は４．６ｄＢＷ／４０ｋＨｚ、また補助サブ
アレイの電力密度は−１．９ｄＢＷ／４０ｋＨｚである
から、補助サブアレイの位相を反転して両者を合成した
ときのレベルは、
の場合の放射パターンに、図３の補助サブアレイのパタ
ーンを重ねて示した図で、補助サブアレイによるグレー
ティングローブキャンセルの効果を説明するための図で
ある。ここで、補助サブアレイの給電電力は他のサブア
レイと同じ電力としており、このときのピーク点での電
力密度は−０．９ｄＢＷ／４０ｋＨｚ（e.i.r.p.＝２
２．４ｄＢＷ）で、補助サブアレイ単体からの放射電波
は法令の規格を越えないレベルであることがわかる。規
格を上回るグレーティングローブが放射されている−１
２°方向に着目すると、この点でグレーティングローブ
の電力密度は４．６ｄＢＷ／４０ｋＨｚ、また補助サブ
アレイの電力密度は−１．９ｄＢＷ／４０ｋＨｚである
から、補助サブアレイの位相を反転して両者を合成した
ときのレベルは、
【数１】 となり、５．６ｄＢほどグレーティングローブレベルが
下がることになる。この位置における法令で定められて
いる軸外放射電力密度は０ｄＢＷ／４０ｋＨｚであるか
ら、１ｄＢの余裕で規格を満たすことができる。なお、
図４で明らかなようにこのアンテナには多くのグレーテ
ィングローブが存在するが、すべてのグレーティングロ
ーブは同相であるので、補助アンテナからの放射電界と
は逆相の関係が成り立っている。また、主ビームもグレ
ーティングローブとまったく同じ位相条件であるので補
助サブアレイの影響を受けるが、両者に約３０ｄＢのレ
ベル差があるため、合成時の主ビーム電力密度の低下は
約０．３ｄＢとごく小さい。
下がることになる。この位置における法令で定められて
いる軸外放射電力密度は０ｄＢＷ／４０ｋＨｚであるか
ら、１ｄＢの余裕で規格を満たすことができる。なお、
図４で明らかなようにこのアンテナには多くのグレーテ
ィングローブが存在するが、すべてのグレーティングロ
ーブは同相であるので、補助アンテナからの放射電界と
は逆相の関係が成り立っている。また、主ビームもグレ
ーティングローブとまったく同じ位相条件であるので補
助サブアレイの影響を受けるが、両者に約３０ｄＢのレ
ベル差があるため、合成時の主ビーム電力密度の低下は
約０．３ｄＢとごく小さい。
【００１４】図５は、グレーティングローブキャンセル
アンテナの静止軌道方向の放射パターンの計算値で、図
４に示した両者の放射パターンを合成したものである。
図より、図４に現れていたグレーティングローブが抑制
され、すべての角度で法令上の規格１１を満たしている
ことがわかる。
アンテナの静止軌道方向の放射パターンの計算値で、図
４に示した両者の放射パターンを合成したものである。
図より、図４に現れていたグレーティングローブが抑制
され、すべての角度で法令上の規格１１を満たしている
ことがわかる。
【００１５】図６は、本発明によるグレーティングロー
ブキャンセルアンテナの第２の実施例である。ここで第
１の実施例と同一の作用をする部品には同一の参照番号
を符した。補助サブアレイの形状および設置の位置は第
１の実施例と全く同じであるが、♯１６のＳＳＰＡ出力
を電力分配器１０を用いて適当な分配比で分配したの
ち、一方を♯１６のサブアレイへ、もう一方を１８０°
の位相器φで位相を反転して補助サブアレイに給電す
る。このようにして、♯１６サブアレイと補助サブアレ
イの励振位相は常に逆相の関係となるように給電してい
る。ここで、位相器φは１８０°の固定位相なので、適
当な長さの同軸ケーブル等で代用することが可能であ
る。このように、補助サブアレイの給電系を隣接する♯
１６の給電系と共有することで、補助サブアレイの給電
系の簡素化を図っている。
ブキャンセルアンテナの第２の実施例である。ここで第
１の実施例と同一の作用をする部品には同一の参照番号
を符した。補助サブアレイの形状および設置の位置は第
１の実施例と全く同じであるが、♯１６のＳＳＰＡ出力
を電力分配器１０を用いて適当な分配比で分配したの
ち、一方を♯１６のサブアレイへ、もう一方を１８０°
の位相器φで位相を反転して補助サブアレイに給電す
る。このようにして、♯１６サブアレイと補助サブアレ
イの励振位相は常に逆相の関係となるように給電してい
る。ここで、位相器φは１８０°の固定位相なので、適
当な長さの同軸ケーブル等で代用することが可能であ
る。このように、補助サブアレイの給電系を隣接する♯
１６の給電系と共有することで、補助サブアレイの給電
系の簡素化を図っている。
【００１６】補助サブアレイと♯１６サブアレイは、静
止軌道方向に直交するアンテナの対称軸上に位置するの
で、補助サブアレイの放射電波は静止軌道方向に現れる
グレーティングローブと逆相の関係が成り立ち、適当な
電力分配比を選ぶことで、第１の実施例と同じ原理でグ
レーティングローブを抑制することができる。静止軌道
と直交する方向については、補助サブアレイの位相が♯
１６サブアレイと連動して動くために所定の位相条件を
与えられず、グレーティングローブキャンセラーとして
は動作しないが、前にも述べたように、この方向の軸外
放射電力密度の規格は±３°なのでアレー本体の放射特
性が規格を満足しておりグレーティングローブの抑制の
必要はなく、また補助サブアレイによる放射パターンの
乱れもごくわずかであるため、合成した放射パターンは
規格を満足できる。
止軌道方向に直交するアンテナの対称軸上に位置するの
で、補助サブアレイの放射電波は静止軌道方向に現れる
グレーティングローブと逆相の関係が成り立ち、適当な
電力分配比を選ぶことで、第１の実施例と同じ原理でグ
レーティングローブを抑制することができる。静止軌道
と直交する方向については、補助サブアレイの位相が♯
１６サブアレイと連動して動くために所定の位相条件を
与えられず、グレーティングローブキャンセラーとして
は動作しないが、前にも述べたように、この方向の軸外
放射電力密度の規格は±３°なのでアレー本体の放射特
性が規格を満足しておりグレーティングローブの抑制の
必要はなく、また補助サブアレイによる放射パターンの
乱れもごくわずかであるため、合成した放射パターンは
規格を満足できる。
【００１７】図７に第２の実施例のグレーティングロー
ブキャンセルアンテナの軌道方向の放射パターンの計算
値を示す。ここで、♯１６サブアレイと補助サブアレイ
の電力分配比は１：２としている。図２で示した補助サ
ブアレイなしのときの放射パターンと比べて、グレーテ
ィングローブが抑制され、すべての角度で法令上の規格
を満たしていることがわかる。
ブキャンセルアンテナの軌道方向の放射パターンの計算
値を示す。ここで、♯１６サブアレイと補助サブアレイ
の電力分配比は１：２としている。図２で示した補助サ
ブアレイなしのときの放射パターンと比べて、グレーテ
ィングローブが抑制され、すべての角度で法令上の規格
を満たしていることがわかる。
【００１８】以上２つの実施例により本発明に係る実施
の形態について詳細に説明してきたが、本発明はこれに
限定されることなく請求項に規定された発明の要旨内で
各種の変形変更の可能なことは自明である。
の形態について詳細に説明してきたが、本発明はこれに
限定されることなく請求項に規定された発明の要旨内で
各種の変形変更の可能なことは自明である。
【図１】ＳＮＧ用グレーティングローブキャンセルアン
テナの本発明第１の実施例を示す図。
テナの本発明第１の実施例を示す図。
【図２】補助サブアレイがないときの静止軌道方向の放
射パターンの計算値と軸外放射電力密度の規格を示す
図。
射パターンの計算値と軸外放射電力密度の規格を示す
図。
【図３】補助サブアレイと１つのサブアレイの静止軌道
方向の放射パターンを示す図。
方向の放射パターンを示す図。
【図４】補助サブアレイなしの場合の放射パターンと、
補助サブアレイの放射パターンとの関係を示す図。
補助サブアレイの放射パターンとの関係を示す図。
【図５】第１の実施例によるグレーティングローブキャ
ンセルアンテナの静止軌道方向の放射パターンの計算値
を示す図。
ンセルアンテナの静止軌道方向の放射パターンの計算値
を示す図。
【図６】ＳＮＧ用グレーティングローブキャンセルアン
テナの本発明第２の実施例を示す図。
テナの本発明第２の実施例を示す図。
【図７】第２の実施例によるグレーティングローブキャ
ンセルアンテナの静止軌道方向の放射パターンの計算値
を示す図。
ンセルアンテナの静止軌道方向の放射パターンの計算値
を示す図。
１ 本発明に係るアンテナ ２ 従来形のアレイアンテナ（サブアレイ♯１〜♯１６
の集合） ３ 補助サブアレイ ４ 静止衛星軌道方向 ５ ４と直交する対稱軸 ６ 送信機 ７ 位相制御回路 ８ 位相制御信号 ９ 固体電力増幅器（ＳＳＰＡ） １０ 電力分配器 １１ 法令により定められた軸外放射電力密度の規定値
の集合） ３ 補助サブアレイ ４ 静止衛星軌道方向 ５ ４と直交する対稱軸 ６ 送信機 ７ 位相制御回路 ８ 位相制御信号 ９ 固体電力増幅器（ＳＳＰＡ） １０ 電力分配器 １１ 法令により定められた軸外放射電力密度の規定値
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の放射素子からなるサブアレイを複
数個配列したアレイアンテナにおいて、当該アレイアン
テナがさらにグレーティングローブキャンセル用の補助
サブアレイを具え、該補助サブアレイの励振をビームチ
ルトを行うための所定の位相とは逆相で行うことで、グ
レーティングローブの角度方向で前記補助サブアレイか
らの電波と他の前記サブアレイからの電波が逆相で電力
合成されるようにしてグレーティングローブを抑制する
とともに、この補助サブアレイが他の前記サブアレイに
比べて充分に広いビーム幅で、少なくとも第１のグレー
ティングローブの方向においてグレーティングローブレ
ベルを規定の電力密度以下に抑制するために必要な電力
の電波を放射できる利得を有するよう構成されたことを
特徴とする移動体ＳＮＧ用グレーティングローブキャン
セルアンテナ。 - 【請求項２】 前記アレイアンテナの開口面が正方形の
平面アンテナで、このアレイアンテナの開口面の２つの
対角線のうちの一方の対角線の延長線上でこのアレイア
ンテナに隣接する位置に、開口面が長方形の平面アンテ
ナのグレーティングローブキャンセル用前記補助サブア
レイを、長方形の長辺方向が前記一方の対角線に一致す
るよう配置されたことを特徴とする請求項１記載の移動
体ＳＮＧ用グレーティングローブキャンセルアンテナ。 - 【請求項３】 前記補助サブアレイに隣接する前記サブ
アレイ用の送信機出力を分岐し、その出力を前記サブア
レイの励振位相と逆相になるようにして前記サブアレイ
に給電したことを特徴とする移動体ＳＮＧ用グレーティ
ングローブキャンセルアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03793796A JP3634047B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 移動体ｓｎｇ用グレーティングローブキャンセルアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03793796A JP3634047B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 移動体ｓｎｇ用グレーティングローブキャンセルアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232863A true JPH09232863A (ja) | 1997-09-05 |
| JP3634047B2 JP3634047B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=12511481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03793796A Expired - Fee Related JP3634047B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 移動体ｓｎｇ用グレーティングローブキャンセルアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3634047B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107946743A (zh) * | 2016-10-13 | 2018-04-20 | 波音公司 | 使用适应性菱形相控阵列天线系统进行无线通信的系统和方法 |
| US10923813B2 (en) | 2016-01-29 | 2021-02-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Antenna device and method for reducing grating lobe |
| KR20230108098A (ko) * | 2022-01-10 | 2023-07-18 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 그레이팅 로브를 억제할 수 있는 송신 스위칭 레이다 시스템 및 송신 스위칭 레이다 시스템의 그레이팅 로브 억제 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101890352B1 (ko) * | 2015-12-11 | 2018-08-21 | 주식회사 만도 | 차량용 레이더 장치 및 그의 고스트 제거 방법 |
-
1996
- 1996-02-26 JP JP03793796A patent/JP3634047B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US10923813B2 (en) | 2016-01-29 | 2021-02-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Antenna device and method for reducing grating lobe |
| CN107946743A (zh) * | 2016-10-13 | 2018-04-20 | 波音公司 | 使用适应性菱形相控阵列天线系统进行无线通信的系统和方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3634047B2 (ja) | 2005-03-30 |
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