(57)【要約】【課題】単一のアンテナで、低利得及び高利得の各アンテナの機能を実現する。【解決手段】複数の放射素子７を含むアレーアンテナにおいて、各放射素子７に移相・振幅調整器１９を設ける。移相・振幅調整器１９により、放射素子７を励振する位相と振幅を所望の値に設定する。位相・振幅調整器１９を調整して、位相のみ、あるいは位相と振幅を変化させることにより、アンテナビーム幅を任意に変化させることができる。例えば、位相分布を球面波状とすること、あるいは複数の平面波に対応する位相分布とすることにより、ビーム幅を広げることができる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放射素子を含むアレーアンテナであって、
前記放射素子のそれぞれは移相器を備え、
前記移相器により前記放射素子のそれぞれの位相が設定され、
前記複数の放射素子全体で球面波状の位相分布を有することを特徴とする広角ビームアレーアンテナ。
【請求項２】
複数の放射素子を含むアレーアンテナであって、
前記放射素子のそれぞれは移相器を備え、
前記アレーアンテナの後方または前方の等価的な位相中心に対して、前記アレーアンテナ全体を見込む角度が特定のビーム幅に等しくなるように、前記移相器により前記放射素子のそれぞれの位相が設定されることを特徴とする広角ビームアレーアンテナ。
【請求項３】
前記複数の放射素子全体で、複数平面波の組み合わせから成る位相分布を有することを特徴とする、請求項２記載の広角ビームアレーアンテナ。
【請求項４】
前記放射素子のそれぞれは、さらに、可変利得増幅器又は可変減衰器を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の広角ビームアレーアンテナ。
【請求項５】
前記放射素子に対応した前記可変利得増幅器又は可変減衰器のそれぞれの利得あるいは減衰量が設定され、前記複数の放射素子のうち周辺部の放射素子の放射は、中心部の放射素子の放射より低いことを特徴とする、請求項４記載の広角ビームアレーアンテナ。
【請求項６】
前記アレーアンテナは人工衛星に搭載され、発電した電力を送信するためのものであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の広角ビームアレーアンテナ。
【請求項７】
前記アレーアンテナは通信システムに用いられ、指向誤差が大きくても通信できるモードと大きい指向誤差は許されないが通信性能を高くできるモードで、位相分布を切り替えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の広角ビームアレーアンテナ。
【請求項８】
前記アレーアンテナはレーダに用いられ、初期捕捉モードと追尾モードで位相分布を切り替えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の広角ビームアレーアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信、レーダ、宇宙活動等に用いるアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アンテナから放射される電磁波のビーム幅が広いということは、アンテナ利得が低いことと等価である。
【０００３】
図１は、広いビームと狭いビームの使い方を示す説明図であり、（ａ）は広いビーム（広角ビーム）、（ｂ）は狭いビームを示す。
【０００４】
図１に示すように、送信機１に接続されたアンテナ２から、移動中の相手４に向けて電磁波を放射する場合を考える。図１（ａ）に示すアンテナ２は、例えば、ダイポールアンテナなどの指向性の弱いアンテナであり、ビームの使用境界３が広い。一方、図１（ｂ）に示すアンテナ２は、例えば、パラボラアンテナなどの指向性の強いアンテナであり、ビームの使用境界３が狭い。
【０００５】
通信やレーダシステムにおいて、初めに、移動中の相手４を捕捉する段階で、図１（ａ）に示すような幅の広い広角ビームを用いる。相手４を捕捉した後で、図１（ｂ）に示すような狭いビームに切り替える（すなわち、利得の高いアンテナに切り替える）。これにより、高い通信速度や計測精度を得ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２は、本発明の前提として検討した高利得用アレーアンテナの構成例を示す図であり、（ａ）は集中増幅型、（ｂ）は分散増幅型（能動型）を示す。図２に示すように、高利得アンテナは、増幅器１’、反射板６、複数の放射素子７などから構成される。送信機１から送信された信号（マイクロ波）は、増幅器１’で増幅されアンテナに給電される。このアンテナは複数の放射素子７を備えているため、マイクロ波は電力分配される（マイクロ波電力分配５）。このアンテナの場合は、アンテナ面を横切る座標８、位相又は振幅を表す座標９に対して、一様な位相分布１０を有する。また、アンテナ面を横切る座標８、位相又は振幅を表す座標９に対して、一様な振幅分布１１を有する。図２（ａ）は、増幅器１’が１つの場合、図２（ｂ）は、増幅器が複数かつ放射素子ごとに分散したものである。
【０００７】
従来の広角ビームアンテナとしては、低利得アンテナ（ＬＧＡ；Low Gain Antenna）のダイポールアンテナや、パッチアンテナ等が用いられてきた。したがって、パラボラアンテナや多素子アレーアンテナ（図２）のような高利得アンテナ（ＨＧＡ；High Gain Antenna）が含まれているシステムにおいては、それとは別に低利得アンテナを装着することになる（図３）。
【０００８】
図３は、高利得アンテナの他に低利得アンテナを装着した人工衛星の構成例を示す図である。図３に示すように、衛星構体１２は、パラボラアンテナなどの高利得アンテナ１３、パッチアンテナなどの低利得アンテナ１４，１４’，１４’’を備えている。低利得アンテナ１４，１４’，１４’’は、全方向に対して電波を送受信できるように３箇所に分散して配置されている。
【０００９】
したがって、複数の低利得アンテナを装着することは、余分なアンテナを積むことになり、結果としてシステムの重量が増し、システムの設計も複雑になり得策ではない。また、大形の高利得アンテナに遮へいされないように、低利得アンテナを設置する事が難しい場合も多い。
【００１０】
また、複数のダイポールアンテナ素子やパッチアンテナ素子を配列したアレーアンテナを高利得アンテナとして用いる場合、図４のようにその放射素子を切り離して低利得アンテナとして用いることもできる。図４は、高利得アレーアンテナの１放射素子を低利得アンテナとして用いる場合の構成例を示す図である。図４に示すように、図２に示した複数の放射素子７のうち、１つを活用する。
【００１１】
しかし、送信機が単一で大型の場合、全送信電力を分割して各素子に供給しているため、その素子分の電力しか供給されず、全放射電力が著しく少なくならざるを得ない。もし、分割される前の電力を、当該放射素子に集中させようとすると、マイクロ波供給回路を全面的に組み変えることになる。
【００１２】
また、図２（ｂ）のような能動型アレーアンテナのように、各放射素子に電力増幅器（ＨＰＡ）が装着されている場合、全放射電力を大きく保つには、当該放射素子の電力増幅器を全放射電力分だけ増力しなければならない。これは増幅器のダイナミックレンジを極端に広くすることになり、得策ではない。
【００１３】
また、アンテナ近傍にある散乱体の影響という点では、ダイポールアンテナ等は寸法が小さいため、影響を受け易い。そのため、衛星では、ダイポールアンテナ等の低利得アンテナの周辺にわざわざスペーサを入れて、低利得アンテナを設置しているのが現状である。
【００１４】
そこで、本発明の１つの目的は、単一のアンテナで、低利得及び高利得の各アンテナの機能を実現できる技術を提供することにある。
【００１５】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１７】
すなわち、本発明による広角ビームアレーアンテナは、複数の放射素子を含むアレーアンテナであって、前記放射素子のそれぞれは移相器を備え、前記移相器により前記放射素子のそれぞれの位相が設定され、前記複数の放射素子全体で球面波状の位相分布を有するものである。
【００１８】
また、本発明による広角ビームアレーアンテナは、複数の放射素子を含むアレーアンテナであって、前記放射素子のそれぞれは移相器を備え、前記アレーアンテナの後方または前方の等価的な位相中心に対して、前記アレーアンテナ全体を見込む角度が特定のビーム幅に等しくなるように、前記移相器により前記放射素子のそれぞれの位相が設定されるものである。
【００１９】
また、本発明による広角ビームアレーアンテナは、前記等価的な位相中心から放射される球面波を、複数の平面波で近似することにより特定のビーム幅を実現するように、前記移相器により前記放射素子のそれぞれの位相が設定されるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）単一のアンテナで、低利得及び高利得の各アンテナの機能を実現できる。
（２）アンテナに備えられる増幅器のダイナミックレンジを大きくしなくて済み、システム設計が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２３】
図５は、本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナの概念を示す図である。図５において、１０は各素子の位相、１５はアレーアンテナ、１５’は位相中心、１６は波面、１７はアレー見込み角θｍを示す。
【００２４】
本発明のアレーアンテナでは、各放射素子と送信機との接続形態は変えない。その代わり、各放射素子に移相器と可変利得増幅器あるいは減衰器を挿入し、放射素子を励振する位相と振幅を所望の値に設定する。まず、高利得アンテナで一様になっていた位相分布を、所望のビーム幅に対応させて、図５のように球面波状に変える。更にサイドローブ等のパターン形状を改善したい場合、振幅分布にテーパをつけた形状に変える。
【００２５】
位相分布がアンテナ面上で一様であれば、その放射パターンは次式のアレー係数で表される。
ＡＦ＝｛sin（Ｎ・ｋ・ｄ・sinθ）／２｝／｛Ｎ・sin（ｋ・ｄ・sinθ）／２｝｝
≒sin（Ｎ・Ψ／２）／（Ｎ・Ψ／２）
ここに、Ψ＝ｋ・ｄ・sinθ≒ｋ・ｄ・θ
上式は、いわゆるｓｉｎｃパターン（典型的なアンテナ放射パターン）である。なお、上式において、ＡＦはアレー係数、Ｎは素子数、ｋは波数、ｄは放射素子の間隔である。
【００２６】
図６は、本発明の一実施の形態において、一様位相分布からの位相のずれΔφの算出方法を示す図である。なお、図６において、一様位相分布からの位相差をＰＱとすると、位相のずれΔφ＝ｋ・ＰＱ＝（２π／λ）・ＰＱとなる。図７は、広角ビームアレーアンテナの放射パターンの形成方法を示す図であり、（ａ）は本発明の前提として検討した一様位相分布からの放射（Ｒpc＝∞）、（ｂ）は本発明の一実施の形態における球面波状位相分布からの放射を示す。
【００２７】
各素子の位相１０が、図５のように球面波状の位相分布を与えられると、アレーアンテナ１５全体の放射パターンは各素子からの放射波の和で与えられる。これは図７（ｂ）のようになり、ビームの第１ヌル２９はほぼ見込み角θｍだけ広がる。
【００２８】
図８は、本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナの構成を示す図であり、（ａ）は集中増幅型、（ｂ）は分散増幅型を示す。図８に示すように、本実施の形態による広角ビームアレーアンテナは、増幅器１’、マイクロ波電力分配５、反射板６、複数の放射素子７、位相・振幅調整器１９などから構成される。送信機１から送信された信号（マイクロ波）は、増幅器１’で増幅されアンテナに給電される。このアンテナの場合は、各放射素子７に設けられた位相・振幅調整器１９により、放射素子７ごとに位相・振幅が調整される。図８（ａ）は、増幅器１’が１つの場合、図８（ｂ）は、増幅器が複数かつ放射素子７ごとに分散したものである。
【００２９】
図９は、本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナにおいて、位相・振幅調整器１９の構成を示す図である。図９に示すように、本実施の形態による位相・振幅調整器１９は、位相器（ＰＳ）２０、可変利得増幅器又は可変減衰器（Ａ）２１などから構成される。位相器２０により、各放射素子７の位相が調整される。また、アレーアンテナ１５の後方または前方の等価的な位相中心に対して、アレーアンテナ１５全体を見込む角度が特定のビーム幅に等しくなるように、移相器２０により放射素子７のそれぞれの位相が設定される。
【００３０】
また、可変利得増幅器又は可変減衰器２１により、各放射素子７の振幅が調整される。また、可変利得増幅器又は可変減衰器２１により放射素子７のそれぞれの利得が設定され、必要に応じて複数の放射素子７のうち周辺部の放射素子の利得は、中心部の放射素子の利得より低く設定される。なお、位相・振幅調整器１９は、位相器２０のみであっても、本発明の所定の効果は得られる。すなわち、振幅の調整を省いて、位相分布のみの調整であってもよい。なお、可変利得増幅器又は可変減衰器２１は、その動作に電力を必要とするため、できれば省いた方が良い。図８及び図９のような構成により、球面波状等の所望の位相分布を得ることができる。
【００３１】
次に、図１０〜図１９により、本実施の形態による広角ビームアレーアンテナのシミュレーション結果を説明する。
【００３２】
図１０は、本発明の前提として検討した一様位相分布での放射パターンを示す図である。図１０に示すように、一様位相分布でのビーム幅（半値幅）は約０．１度である。
【００３３】
図１１は、本実施の形態による広角ビームアレーアンテナの球面波状位相分布（最大角度：２０度）を示す図である。図１１は、等方性放射体（反射板なし）、放射素子数が１００１素子、素子間隔がλ／２、位相分布が球面波状、等価半径がＲｐ、周波数が２．４５ＧＨｚの場合のシミュレーション結果を示している。なお、縦軸の位相は、図６のＰＱの値（ｍ）を表している。また、横軸の素子番号は、中央の放射素子が１個、左右にそれぞれ５００個ずつ、合計１００１個の放射素子を表している。
【００３４】
図１２は、図１１に対応する放射パターンを示す図である。図１２に示すように、球面波状位相分布の場合は、ビーム幅が約４０度と拡がっている。
【００３５】
図１３は、本実施の形態による広角ビームアレーアンテナの球面波状位相分布（最大角度：６０度）を示す図である。図１３も図１１と同様に、等方性放射体（反射板なし）、放射素子数が１００１素子、素子間隔がλ／２、位相分布が球面波状、等価半径がＲｐ、周波数が２．４５ＧＨｚの場合のシミュレーション結果を示している。
【００３６】
図１４は、図１３に対応する放射パターンを示す図である。図１４に示すように、球面波状位相分布の場合は、ビーム幅がさらに約１２０度と拡がっている。
【００３７】
図１５は、本実施の形態による広角ビームアレーアンテナにおいて、最大角度を変化させた時のアンテナ特性を示す図である。図１５において、縦軸は利得又は最大見込み角実測値を示し、横軸は最大見込み角を示す。図１５に示すように、最大見込み角は計算値（横軸）と実測値（縦軸）とがよく一致している。また、ボアサイト（角度０度、正面）における放射利得は、最大見込み角が増加するに従い、減少している。このことは、図１２及び図１４を比較しても分かる。また、ビームエッジ（ピークの値）における放射利得は、最初は最大見込み角が増加するに従い減少しているが、約５０度から逆に増加している。このことは、図１２及び図１４を比較してもある程度分かる。このように、ボアサイトとビームエッジとで放射利得の差が多き過ぎるのが、好ましくない場合がある。そこで、次に述べる複数平面波の位相分布を組み合わせることにより、ピークを抑制することができる。
【００３８】
図１６は、本実施の形態による広角ビームアレーアンテナの複数平面波の位相分布（３平面波、角度；−４０度、０度、４０度）を示す図である。図１６は、等方性放射体（反射板なし）、放射素子数が２１素子、素子間隔がλ／２、位相分布が平面波の組み合わせ、周波数が２．４５ＧＨｚの場合のシミュレーション結果を示している。なお、縦軸の位相は、図６のＰＱの値を表している。また、横軸の素子番号は、中央の放射素子が１個、左右にそれぞれ１０個ずつ、合計２１個の放射素子を表している。
【００３９】
図１７は、図１６に対応する放射パターンを示す図である。図１７に示すように、３つの平面波を組み合わせることにより、ビームエッジにおけるピークの値を抑制することができる。
【００４０】
図１８は、本実施の形態による広角ビームアレーアンテナの複数平面波の位相分布（５平面波、角度；−４０度、−２０度、０度、２０度、４０度）を示す図である。図１８も図１６と同様に、等方性放射体（反射板なし）、放射素子数が２１素子、素子間隔がλ／２、位相分布が平面波の組み合わせ、周波数が２．４５ＧＨｚの場合のシミュレーション結果を示している。
【００４１】
図１９は、図１８に対応する放射パターンを示す図である。図１９に示すように、５つの平面波を組み合わせることにより、ビームエッジにおけるピークの値を抑制することができる。
【００４２】
なお、以上の説明において、３平面波及び５平面波の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数であればいくつでもよい。複数の平面波を組み合わせることにより、放射パターンの調整が可能となる。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態の広角ビームアレーアンテナによれば、図８（ａ）の集中増幅器の場合、位相・振幅調整器１９を調整して、位相のみ、あるいは位相と振幅を変化させることにより、アンテナビーム幅を任意に変化させることができる。この時、アレーアンテナの各素子へのマイクロ波給電系を組み替える必要はない。位相・振幅調整器１９は、図９のように構成できる。移相器２０により位相を、可変利得増幅器又は可変減衰器２１により振幅を各々変える。
また、図８（ｂ）の分散増幅型の場合、アレーアンテナ全体の放射電力は高利得アンテナの値と同じなので、各増幅器１’の性能は変えなくて良い。この時、アレーアンテナの各素子へのマイクロ波給電系を組み替える必要は無い。
【００４４】
寸法が大きいアレーアンテナは、人工衛星に搭載する場合、衛星構体や太陽電池パドル等より外側に張り出すことになる。従って、大きいアレーアンテナから広いビームを出すことができれば、散乱等による悪い影響を受けにくくなる。
【００４５】
もし、当該アレーアンテナが、ビームを振るための位相アレーアンテナであれば、位相・振幅調整の機能が必要である。すなわち元々、図８（ｂ）の構成をしているので、ハードウェアを追加する必要は無い。従って、本発明の効果は、さらに大きい。
【００４６】
また、当該アレーアンテナは、通常狭いビームで電波電力を集中させているシステムにおいて、異常時に電力を分散させるために使うことがある。例えばマイクロ波電力伝送システムの異常対策として、有効である。
【００４７】
例えば、１０００素子のアレーを考える。１次元モデルで角度を求め、次に２次元モデルに拡張する。一様分布の場合は、ペンシルビームになる（ｓｉｎｃパターン）。このとき、電力半値ビーム幅θ≒λ／Ｄ＝１／５００〔ｒａｄ．〕＝０．１１５度となる。
ここに、Ｄはアレーアンテナ全体の寸法である。
【００４８】
球面波状位相分布の場合は、実際は矩形に近いが端で跳ね上がった放射パターンになるが、簡単のため矩形の放射パターンとして計算する。
ここで、２次元的角度の広がりを、角度拡散と定義する。最大角度＝２０度とすると次の角度拡散値を得る。
角度拡散＝（矩形パターンの最大角度×２倍／ペンシルビームの電力半値ビーム幅）2
＝（２０×２／０．１１５）2 ＝１．２１×１０5
【００４９】
例えば、ＮＡＳＡのＳＰＳ規準システムでは、２３ｍＷ／ｃｍ2の電力を地表で受ける。異常時に角度拡散の運用を行なえば、エネルギー密度を以下の値に減少できる。
２３ｍＷ／ｃｍ2／１．２１×１０5＝１．９０×１０-4  ｍＷ／ｃｍ2
【００５０】
現在、電波に対する人体への保護規準は、１ｍＷ／ｃｍ2である。上の値はそれより４桁も低い値であり、ＳＰＳシステムの異常時にも十分低い電力を実現できることになる。
【００５１】
図２０は、本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナを人工衛星に応用した場合の一例を示す図である。例えば、マイクロ波電力伝送システムに応用したもので、発電した電力を送信するためのものである。図２０に示すように、人工衛星の衛星構体１２に、本実施の形態によるアレーアンテナ１５を搭載する。また、衛星構体１２は、推進器２３を備えている。太陽電池パドル２２は太陽の方向を向く。アンテナ機械軸方向（衛星構体方向）２４は所望の軌道から決まる推進方向であり、各素子の位相を同一にした時、アンテナビーム軸と一致する。従って、通信で重要な方向（アンテナ機械軸方向２４）が必ずしも相手局（地球２５上の地球局２６）に向けられるとは限らない。この場合、本実施の形態による広角ビームアレーアンテナを利用して、アレーアンテナ１５を高利得アンテナ（ＨＧＡ）状態ではなく、低利得アンテナ（ＬＧＡ）状態にすれば、電波を地球局２６方向に放射することができる。ただし、地球局２６への到達レベルは、高利得アンテナ状態でアンテナ機械軸方向２４へ向ける場合より当然低くなる。この運用法は、人工衛星が何らかのトラブルに陥って、姿勢が乱れた場合、特に有用である。
【００５２】
図２１は、本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナをレーダに応用した場合の一例を示す図である。図２１に示すように、目標物体が、位置２７（低利得アンテナ状態での粗進尾）に有る時、アレーアンテナ１５のビームを広くして捕捉する（初期捕捉モード）。補捉した後は、アレーアンテナ１５のビームを細くして、位置２８（高利得アンテナ状態での精進尾）におけるように、測定精度を良くする（追尾モード）。
【００５３】
また、本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナを、通信システムに用いることもできる。例えば、指向誤差が大きくても通信できるモードと大きい指向誤差は許されないが通信性能を高くできるモードで、位相分布を切り替えて使用する。
【００５４】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５５】
例えば、前記実施の形態においては、送信アンテナと送信機の場合について説明が、これに限定されるものではなく、送信パターンと受信パターンは基本的に同一になるので、受信アンテナと受信機の場合についても適用可能であり、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】広いビームと狭いビームの使い方を示す説明図であり、（ａ）は広いビーム（広角ビーム）、（ｂ）は狭いビームを示す。
【図２】本発明の前提として検討した高利得用アレーアンテナの構成例を示す図であり、（ａ）は集中増幅型、（ｂ）は分散増幅型（能動型）を示す。
【図３】高利得アンテナの他に低利得アンテナを装着した人工衛星の構成例を示す図である。
【図４】高利得アレーアンテナの１放射素子を低利得アンテナとして用いる場合の構成例を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナの概念を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態において、一様位相分布からの位相のずれΔφの算出方法を示す図である。
【図７】広角ビームアレーアンテナの放射パターンの形成方法を示す図であり、（ａ）は本発明の前提として検討した一様位相分布からの放射（Ｒpc＝∞）、（ｂ）は本発明の一実施の形態における球面波状位相分布からの放射を示す。
【図８】本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナの構成を示す図であり、（ａ）は集中増幅型、（ｂ）は分散増幅型を示す。
【図９】本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナにおいて、位相・振幅調整器の構成を示す図である。
【図１０】本発明の前提として検討した一様位相分布での放射パターンを示す図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナの球面波状位相分布（最大角度：２０度）を示す図である。
【図１２】図１１に対応する放射パターンを示す図である。
【図１３】本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナの球面波状位相分布（最大角度：６０度）を示す図である。
【図１４】図１３に対応する放射パターンを示す図である。
【図１５】本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナにおいて、最大角度を変化させた時のアンテナ特性を示す図である。
【図１６】本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナの複数平面波の位相分布（３平面波、角度；−４０度、０度、４０度）を示す図である。
【図１７】図１６に対応する放射パターンを示す図である。
【図１８】本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナの複数平面波の位相分布（５平面波、角度；−４０度、−２０度、０度、２０度、４０度）を示す図である。
【図１９】図１８に対応する放射パターンを示す図である。
【図２０】本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナを人工衛星に応用した場合の一例を示す図である。
【図２１】本発明の一実施の形態による広角ビームアレーアンテナをレーダに応用した場合の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  送信機
１’  増幅器
２  アンテナ
３  ビームの使用境界
４  相手
５  マイクロ波電力分配
６  反射板
７  放射素子
８  アンテナ面を横切る座標
９  位相又は振幅を表す座標
１０  位相分布
１１  振幅分布
１２  衛星構体
１３  高利得アンテナ
１４，１４’，１４’’  低利得アンテナ
１５  アレーアンテナ
１５’  位相中心
１６  波面
１７  アレー見込み角θｍ
１９  位相・振幅調整器
２０  位相器
２１  可変利得増幅器又は可変減衰器
２２  太陽電池パドル
２３  推進器
２４  アンテナ機械軸方向
２５  地球
２６  地球局
２９  第１ヌル
【図１】
2010068378.tif 000003
【図２】
2010068378.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010068378.tif 000006
【図５】
2010068378.tif 000007
【図６】
2010068378.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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