(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した信号を増幅する複数のアンプと、前記複数のアンプで増幅された信号をそれぞれ放射する複数の素子アンテナと、を備え、
前記複数の素子アンテナは、略均等に分割された配置の素子アンテナ群に分類され、
前記複数のアンプは、前記素子アンテナ群にそれぞれ属する素子アンテナのうちの１つずつに、増幅率が高い順番に接続されたことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項２】
前記複数の素子アンテナは、アレー中心から略均等に分割された配置の前記素子アンテナ群に分類され、
前記複数のアンプは、前記素子アンテナ群にそれぞれ属する素子アンテナのうちの１つずつに、アレー中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、増幅率が高い順番に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項３】
入力した信号を増幅する複数のミッドアンプと、前記複数のミッドアンプで増幅された信号をそれぞれ分配し、この分配した信号を前記複数のアンプにそれぞれ入力させる複数の分配器と、を備え、
前記複数のミッドアンプは、前記素子アンテナ群にそれぞれ属する素子アンテナにアンプを介して接続された分配器のうちの１つずつに、増幅率が高い順番に接続されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項４】
入力した信号を増幅する複数のアンプと、前記複数のアンプで増幅された信号をそれぞれ放射する複数の素子アンテナと、を備えたアレーアンテナ装置において、
前記複数の素子アンテナを、略均等に分割された配置の素子アンテナ群に分類し、
前記複数のアンプを、前記素子アンテナ群にそれぞれ属する素子アンテナのうちの１つずつに、増幅率が高い順番に接続することを特徴とするアレーアンテナ装置のアンプの配置方法。
【請求項５】
入力した信号を増幅する複数のアンプと、前記複数のアンプで増幅された信号をそれぞれ放射する複数の素子アンテナと、を備え、
前記複数の素子アンテナは、アレー中心から略均等に分割された配置の素子アンテナ群に分類され、
前記複数のアンプは、前記素子アンテナ群毎の相似位置の素子アンテナに、アレー中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの周方向を交互に、増幅率が高い順番に接続され、内周側から外周側に向かうときはアレー中心から略２等分に前記素子アンテナ群を分割する線に沿って配置された素子アンテナを起点として接続されたことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項６】
前記複数のアンプは、前記複数の素子アンテナに電気的に略等長にそれぞれ接続されたことを特徴とする請求項１、請求項２および請求項５のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項７】
前記複数のミッドアンプは、前記複数の分配器に電気的に略等長にそれぞれ接続され、
前記複数の分配器は、前記複数のアンプに電気的に略等長にそれぞれ接続され、
前記複数のアンプは、前記複数の素子アンテナに電気的に略等長にそれぞれ接続された
ことを特徴とする請求項３に記載のアレーアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アレーアンテナ装置に関し、特に、アレーアンテナ装置の素子アンテナに接続するアンプの配置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、信号を入力するポートの位置によって出力側における隣接ポート間の位相差が変化するマトリクス回路を用いて、異なる方向に指向したビームを形成可能なフェーズドアレーアンテナにおいて、マトリクス回路を構成するハイブリット間に配置された各増幅器を通過する信号強度を平坦化することが可能な増幅器配置方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２−８４１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された従来のアレーアンテナ装置は、異なる方向に指向したビームを形成するためのフェーズドアレーアンテナであることから、従来の増幅器配置方法においては、例えば放射イミュニティ試験に適用する場合に求められるような照射電界ビームの空間分布の均一性に関しては配慮されていないという問題点があった。さらに、この従来のアレーアンテナ装置においては、位相差を変化させるためのマトリクス回路が複数の移相器を含むことから、部品点数が増え、装置が大きくなる上に、移相器の周波数特性の制限により、例えば放射イミュニティ試験に適用する場合に求められるような電界の広帯域化が困難な場合があるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、比較的に小出力な増幅器（以下、アンプと呼ぶ）を複数使ったアレーアンテナ装置において、例えば放射イミュニティ試験に好適な照射電界の空間分布の均一性の向上と広帯域化を可能とするとともに、簡易で小型な構成を可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るアレーアンテナ装置は、入力した信号を増幅する複数のアンプと、前記複数のアンプで増幅された信号をそれぞれ放射する複数の素子アンテナと、を備え、前記複数の素子アンテナは、略均等に分割された配置の素子アンテナ群に分類され、前記複数のアンプは、前記素子アンテナ群にそれぞれ属する素子アンテナのうちの１つずつに、増幅率が高い順番に接続されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、複数のアンプを使ったアレーアンテナ装置において、電界の空間分布の均一性の向上と電界の広帯域化を可能とするとともに、簡易で小型な構成を可能とするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置を示す構成図
【図２】この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置を説明するための説明図
【図３】この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置を説明するための説明図
【図４】この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置を示す構成図
【図５】この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置を説明するための説明図
【図６】この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置を説明するための説明図
【図７】この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置は、信号発生器、分配器、複数のアンプ、および、複数の素子アンテナを接続して構成され、複数の素子アンテナは、略中心の位置の素子アンテナを含むとともに略均等に分割された配置の素子アンテナ群に分類され、複数のアンプは、素子アンテナ群にそれぞれ属する素子アンテナのうちの１つずつに、略中心の位置から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、増幅率が高い順番に接続されたものである。これにより、例えば放射イミュニティ試験に好適な照射電界ビームの空間分布の均一性の向上と照射電界の広帯域化を可能とするとともに、移相器を使わない簡易で小型な構成を可能とするという効果を奏する。
【００１０】
図１は、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図１において、１はアレーアンテナ装置、２は信号発生器、３は分配器、４は複数のアンプ、５は複数の素子アンテナである。なお、信号発生器２と４個の分配器３、（１個の分配器３と１６個のアンプ４とを組とした４組としての）４個の分配器３と６４個のアンプ４、６４個のアンプ４と６４個の素子アンテナ５のそれぞれは、図１に示すように電気ケーブル等を介して電気的に接続されている。アレーアンテナ装置１は、例えばリッジホーンアンテナである６４個の素子アンテナ５が平面上の８×８の格子状に２次元的に配置されて６４素子平面アレーアンテナを構成している。
【００１１】
また、図２は、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法を説明するための説明図であり、アンプの配置をアレーアンテナのボアサイト方向から見た配置図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図２において、６４個の素子アンテナ５を、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとして配置を分類し、６４個の素子アンテナ５に６４個のアンプ４をそれぞれ接続した例を示している。ここで、６４個のアンプ４には、増幅率が高いものから増幅率が低いものの順番に４−１から４−６４までの符号をつけている。
【００１２】
図２において、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法においては、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの１つずつに順番に、中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、アンプ４−１からアンプ４−６４までの順番に、つまり増幅率が高い順番に各アンプ４を接続して行く。なお、時計周りと反時計回りの方向は、中心からどちらの方向から始めて交互に繰り返しても良い。
【００１３】
すなわち、まず、素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうち、中心に位置する１つずつに時計周りにアンプ４−１〜４−４をそれぞれ接続する。全てのアンテナ群で素子アンテナ１つずつに接続し終えたら、次に、最後のアンプ４−４を接続したアンテナ群６ｄに属し、アンプ４−４を接続した素子アンテナ５に隣接する素子アンテナ５の１つから始め、素子アンテナ群６ｃ、６ｂ、６ａに属する素子アンテナ５のうち、相似に位置する１つずつに反時計周りにアンプ４−５〜４−８をそれぞれ接続する。さらに、最後のアンプ４−８を接続したアンテナ群６ａに属し、アンプ４−８を接続した素子アンテナ５に隣接する素子アンテナ５の１つから始め、素子アンテナ群６ｂ、６ｃ、６ｄに属する素子アンテナ５のうち、相似の位置の１つずつに時計周りにアンプ４−９〜４−１２をそれぞれ接続する。以下、同様な繰り返しで内周側から外周側に向かって最後のアンプ４−６４までを接続することにより、図２に示したようなアレーアンテナ装置１全体のアンプ４の配置を完了させる。
【００１４】
次に動作について説明する。図１、２において、アレーアンテナ装置１の信号発生器２は、電磁ノイズである試験信号（電界）を発生する。分配器３は、信号発生器２から試験信号を受けると、その試験信号を分配して、その試験信号を複数のアンプ４に出力する。複数のアンプ４は、分配器３から試験信号を受けると、その試験信号を増幅して、増幅後の試験信号を複数の素子アンテナ５にそれぞれ出力する。複数の素子アンテナ５は、複数のアンプ４から増幅後の試験信号を受けると、その試験信号を電波としてそれぞれ空中に放射する。
【００１５】
複数の素子アンテナ５はアレーアンテナを構成しており、複数の素子アンテナ５から放射された試験信号の電界が放射パターンとして重ね合わされて、図示しない被試験機器が置かれる位置において略均一な電界分布となるように所定の広さの電界均一面が形成される。
【００１６】
なお、放射イミュニティ試験は、電磁ノイズである試験信号（電界）を照射することにより、被試験機器が誤動作する状況を評価するものである。例えば、国際標準ＳＡＥ  Ｊ１１１３−２１に規定された自動車に搭載する電子機器の放射イミュニティ試験では、１００Ｖ／ｍ以上の強い電界を照射する場合があり、この照射された強い電界には、被試験機器が置かれる距離における垂直面内の振幅分布が、均一であることが望まれる。
【００１７】
上述のように、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置１は、複数のアンプ４で増幅し複数の素子アンテナ５で放射した試験信号の電界を重ね合わせて強い電界を形成するので、例えば１００Ｖ／ｍ以上の強い電界を照射する場合であっても、アンプ４として小出力なもの、例えば高信頼で小型かつ安価な半導体アンプを使用することが可能である。しかも、このアレーアンテナ装置１は、電界ビームを振るためのフェーズドアレーアンテナではないことから移相器が不要なため、移相器により照射電界の広帯域化を制限されることがなく、このように、移相器が不要で、かつ小型な半導体アンプも使用可能なので、簡易で小型な装置構成が可能となっている。
【００１８】
また、上述のように、特許文献１に開示された従来のアレーアンテナ装置は、フェーズドアレーアンテナであることから、アンプの配置において照射電界ビームの空間分布の均一性に関して配慮されていない。このため、従来のアンプの配置においては、アンプの増幅率の個体差等に起因する各素子アンテナからの放射電界強度の凹凸としてのバラツキが、放射イミュニティ試験に不適な程度に不均一となる場合が問題となる。特に、増幅率が高いアンプまたは増幅率が低いアンプばかりが近い位置に局在してしまった場合には、照射電界ビームの空間分布の均一性がさらに悪化するという問題がある。
【００１９】
これに対し、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置１のアンプの配置においては、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの１つずつに、増幅率が高い順番に各アンプ４を接続することにより、各素子アンテナ群６にアンプ４の増幅率の個体差が分散し、増幅率が高いアンプ４や増幅率が低いアンプ４ばかりが同一の素子アンテナ群６内の近い位置に局在してしまうことがないため、電界ビームの空間分布の均一性が向上するという効果を奏する。さらに、このアレーアンテナ装置１のアンプの配置においては、各素子アンテナ群６の中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、増幅率が高い順番に各アンプ４を接続することにより、隣接するアンプ同士の増幅率の個体差が低減し、隣接する素子アンテナ５からの放射電界強度の凹凸が小さくなるため、電界ビームの空間分布の均一性がより良く向上するという効果を奏するのである。
【００２０】
以上のように、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置においては、信号発生器２、分配器３、アンプ４、および、素子アンテナ５を接続して構成するとともに、このアレーアンテナ装置のアンプの配置方法においては、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６にそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの１つずつに順番に、中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、増幅率が高い順番に各アンプ４を接続して行くようにしている。これにより、各素子アンテナ５に接続されるアンプ４をアレーアンテナ全体に偏りなく配置することが可能になる。また、各素子アンテナ５を９０度回転させて垂直偏波と水平偏波を切替えても、またはアレーアンテナ１全体を９０度回転させて垂直偏波と水平偏波を切替えても，偏波によらず出力の偏りを減らすことも可能である。さらに、例えば放射イミュニティ試験に好適な照射電界ビームの空間分布の均一性の向上と照射電界の広帯域化を可能とするとともに、移相器を使わない簡易で小型な構成を可能とするという効果を奏する。
【００２１】
なお、上述のように、この発明の実施の形態１によるアレーアンテナ装置では、平面アレーを「田の字」型の四角形の素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに分割した場合を示したが、素子アンテナ群の分割方法は、これに限られるものではなく、例えば、図３に示すような三角形の素子アンテナ群６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈに分割するようにしても良い。また、４分割以外の分割方法でも良く、要するに略等分割であれば、素子アンテナ群６の形状はどのようなものでも良く、同様の効果を奏するのである。
【００２２】
また、上述の実施の形態１によるアレーアンテナ装置において、複数の素子アンテナ５の配置は、平面上の８×８の格子状の２次元的な配置に限られるものではなく、例えば、六角形状の２次元的な配置でも良いし、素子アンテナ間の間隔が一定でなくても良いし、曲面上に配置しても良いし、６４個より多い個数または少ない個数でも良く、要するに、試験条件等に応じて、所望の広さの面内に対して所望の電界強度を照射できるように、どのように設計しても良い。また、複数の素子アンテナ５の素子構造は、リッジホーンアンテナに限られるものではなく、試験条件等に応じて、どのようなものを採用しても良い。
【００２３】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置は、実施の形態１と同様の構成に加え、複数のアンプの前段に設けるアンプ（以下、ミッドアンプと呼ぶ）とその後段の分配器を接続して構成され、複数のミッドアンプは、素子アンテナ群にそれぞれ属する素子アンテナにアンプを介して接続された分配器のうちの１つずつに、増幅率が高い順番に接続されたものである。これにより、実施の形態１と同様の効果に加え、最終段のアンプへの入力レベルはアレーアンテナ全体に偏りが少なくなるため、さらに電界の空間分布の均一性が向上するという効果を奏する。
【００２４】
図４は、この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置を示す構成図であり、各アンテナ群の中でミッドアンプを使う場合の接続図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図４において、７は複数のミッドアンプであり、複数のミッドアンプ７とその後段の分配器３を追加して電気的に接続し、試験信号の増幅段数を増やすように構成した以外は、図１に示した実施の形態１によるアレーアンテナ装置と同様の構成である。なお、素子アンテナ群６ｂ、６ｃ、６ｄについては、素子アンテナ群６ａと同様の接続であり、その詳細な図示は省略している。
【００２５】
また、図５は、この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法を説明するための説明図であり、アンプの配置をアレーアンテナのボアサイト方向から見た配置図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図５において、素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとして配置を分類した６４個の素子アンテナ５にそれぞれ接続された６４個のアンプ４のうちの格子状の４個ずつの前段に分配器３を介して各ミッドアンプ７を接続した例を示している。ここで、１６個のミッドアンプ７には、増幅率が高いものから増幅率が低いものの順番に７−１から７−１６までの符号をつけている。
【００２６】
図５において、この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法は、実施の形態１と同様のアンプの配置方法を複数のミッドアンプ７の配置に適用するものである。すなわち、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの格子状の４つずつにアンプ４を介して接続された分配器３の１つずつに順番に、中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、ミッドアンプ７−１からミッドアンプ７−１６までの順番に、つまり増幅率が高い順番に各ミッドアンプ７を接続して行く。なお、時計周りと反時計回りの方向は、中心からどちらの方向から始めて交互に繰り返しても良い。
【００２７】
詳述すると、まず、素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの４つずつにアンプ４を介して接続された後段の分配器３のうち、中心に位置する１つずつに時計周りにミッドアンプ７−１〜７−４をそれぞれ接続する。全てのアンテナ群で後段の分配器１つずつに接続し終えたら、次に、最後のミッドアンプ７−４を接続したアンテナ群６ｄに属する素子アンテナ５にアンプ４を介して接続され、ミッドアンプ７−４を接続した後段の分配器３に隣接する後段の分配器３の１つから始め、素子アンテナ群６ｃ、６ｂ、６ａに属する素子アンテナ５にアンプ４を介して接続された後段の分配器３のうち、相似に位置する１つずつに反時計周りにミッドアンプ７−５〜７−８をそれぞれ接続する。さらに、最後のミッドアンプ７−８を接続したアンテナ群６ａに属する素子アンテナ５にアンプ４を介して接続され、ミッドアンプ７−８を接続した後段の分配器３に隣接する後段の分配器３の１つから始め、素子アンテナ群６ｂ、６ｃ、６ｄに属する素子アンテナ５にアンプ４を介して接続された後段の分配器３のうち、相似の位置の１つずつに時計周りにミッドアンプ７−９〜７−１２をそれぞれ接続する。以下、同様な繰り返しで内周側から外周側に向かって最後のミッドアンプ７−１６までを接続することにより、図５に示したようなアレーアンテナ装置全体のミッドアンプ７の配置を完了させる。
【００２８】
次に動作について説明する。各部の動作も、複数のミッドアンプ７に関する動作以外は、実施の形態１における動作と同様である。そこで、複数のミッドアンプ７に関する動作について説明する。図４、５において、複数のミッドアンプ７は、前段の分配器３から試験信号を受けると、その試験信号を増幅して、増幅後の試験信号を後段の分配器３にそれぞれ出力する。
【００２９】
このとき、各素子アンテナ５に直接接続されるアンプ４の前段に実装されるミッドアンプ７に対しても、上述のアンプ４と同様の配置方法により、アレーアンテナ全体に増幅率の個体差を偏りなく配置することが可能となっている。この結果、素子アンテナ５に直接接続される最終段のアンプ４の入力レベルはアレーアンテナ全体に偏りが少なくなるため、その先の最終段のアンプ４の配列による電界の空間分布の均一化の効果に加えて、さらに電界の空間分布の均一性を向上させて配置することが可能になる。
【００３０】
以上のように、この発明の実施の形態２によるアレーアンテナ装置は、実施の形態１と同様の最終段のアンプ４の構成に加え、複数のミッドアンプ７とその後段の分配器３を追加して増幅段数を増やすように構成し、このミッドアンプの配置方法においては、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの格子状の４つずつにアンプ４を介して接続された分配器３の１つずつに順番に、中心から外周側に向かって、時計周りと反時計回りの方向を交互に、増幅率が高い順番に各ミッドアンプ７を接続して行くようにしたものである。これにより、実施の形態１と同様の効果に加え、最終段のアンプ４への入力レベルはアレーアンテナ全体に偏りが少なくなるため、さらに電界の空間分布の均一性が向上するという効果を奏する。
【００３１】
なお、上述の実施の形態２によるアレーアンテナ装置においては、素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの６４個の素子アンテナ５にそれぞれ接続された６４個のアンプ４のうちの格子状の４個ずつの前段に分配器３を介して各ミッドアンプ７を接続した場合を示したが、分配器３とアンプ４を介するミッドアンプ７と素子アンテナ５の接続の仕方は、これに限られるものではなく、例えば、線状の４個ずつに接続しても良いし、４個より多い個数または少ない個数に接続しても良く、要するに略等分割であれば、同様の効果を奏するのである。
【００３２】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置は、実施の形態１と同様に平面アレーを「田の字」型の四角形の素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに分割した構成において、アンプの配置方法の別の実施例を適用するものである。
【００３３】
図６は、この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法を説明するための説明図であり、アンプの配置をアレーアンテナのボアサイト方向から見た配置図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図６において、６４個の素子アンテナ５を、これらの中心の位置であるアレー中心から「田の字」型に略４等分に分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃおよび６ｄとして配置を分類し、６４個の素子アンテナ５に６４個のアンプ４をそれぞれ接続した例を示している。ここで、６４個のアンプ４には、増幅率が高いものから増幅率が低いものの順番に４−１から４−６４までの符号をつけている。また、８は各素子アンテナ群６をアレー中心から略２等分する直線を示す破線であり、図６に示したアンプの配置以外は、図１に示した実施の形態１によるアレーアンテナ装置と同様の構成であり、その説明は省略する。
【００３４】
図６において、この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置のアンプの配置方法においては、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうちの１つずつに順番に、アレー中心から外周側に向かって、時計周りと反時計周りの周方向を交互に、アンプ４−１からアンプ４−６４までの順番に、つまり増幅率の高い順番に各アンプ４を接続して行く。なお，時計周りと反時計周りの方向は、アレー中心からどちらの方向から始めて交互に繰り返しても良い。
【００３５】
詳述すると、まず、図６において、「田の字」型に４分割した素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ属する素子アンテナ５のうち、アレーアンテナの中心部に配置された素子アンテナの４つのうちの１つから時計周りにアンプ４−１〜４−４を接続して配置する。全ての素子アンテナ群６に１つずつ配置し終えたら、最後のアンプ４−４を配置した素子アンテナ群６ｄに属し、アレー中心から素子アンテナ群６ｄを略２等分に分割する破線８に沿って位置する素子アンテナ５を起点として始め、素子アンテナ群６ｃ，６ｂ、６ａに属する相似に位置する素子アンテナ５の１つずつに反時計回りにアンプ４−５〜４−８をそれぞれ接続して配置する。
【００３６】
次に、全ての素子アンテナ群６に各アンプ４を配置し終えたら、最後のアンプ４−８を配置したアンテナ群６ａにおいて、最後に接続された素子アンテナ５と同周で隣接する素子アンテナ５から始めて素子アンテナ群６ｂ、６ｃ、６ｄ内の相似位置の素子アンテナ５に時計周りに各アンプ４−９〜４−１２をそれぞれ接続して配置する。
【００３７】
そして、全ての素子アンテナ群６に各アンプ４を配置し終えたら、最後のアンプ４−１２を配置した素子アンテナ群６ｄにおいて、破線８を軸に略対称となる位置にある素子アンテナ５から始め、素子アンテナ群６ｃ、６ｂ、６ａに属する相似に位置する素子アンテナ５の１つずつに反時計回りにアンプ４−１３〜４−１６をそれぞれ接続して配置する。
【００３８】
さらに、全ての素子アンテナ群６に各アンプ４を配置し終えたら、最後のアンプ４−１６を配置した素子アンテナ群６ａにおいて、一周分だけ外周側に位置し、アレー中心を通り最後の素子アンテナ５が属する素子アンテナ群６ａを略２等分に分割する破線８上に位置する素子アンテナ５から始め、素子アンテナ群６ｂ、６ｃ，６ｄに属する相似に位置する素子アンテナ５の１つずつに反時計回りにアンプ４−１７〜４−２０をそれぞれ接続して配置する。以下、同様の順番で、アレーアンテナ装置１の各素子アンテナ５に各アンプ４を接続して配置して行くことで、図６に示すように、アレーアンテナ全体の配置を完了させる。
【００３９】
次に動作について説明する。各部の動作も、実施の形態１における動作と同様であり、同様の作用効果を奏する。
【００４０】
このとき、図６において、各素子アンテナ群６に対する各アンプ４の配置に関し、各素子アンテナ５に接続されるアンプ４を、アレー中心から素子アンテナ群６を略２等分する軸に対称に、増幅率を略２等分して配置することになっており、これにより、素子アンテナ群６内でもアンプ４の性能の個体差が分散し、例えば増幅率の大きなアンプや小さなアンプばかりが局在することがなくなるため、電界ビームの空間分布の均一性向上が可能になる。
【００４１】
ひいては、実施の形態１に比べて、各素子アンテナ群６内も含め、さらにアレーアンテナ全体の出力の偏りを小さくすることが可能になる。また、アレーアンテナ全体を９０度回転させて垂直偏波と水平偏波を切換えても、偏波によらず出力の偏りを減らすことも可能である。
【００４２】
また、図６においては、破線８に沿って、すなわちアレー中心を通る水平面から略４５度に位置する素子アンテナ５を起点としてアンプ４を接続した後は、これに隣接する素子アンテナ５を起点として選択しているが、同周における最遠に位置する素子アンテナ５でも良いし、同周に配置されている素子アンテナ５であれば、どれを選択しても良い。ただし、全ての素子アンテナ群６について、相似に位置する素子アンテナ５を一周配置し終えた後は、アレー中心を通る水平面から略４５度の軸の対称の位置にある素子アンテナ５を起点として同周の相似位置の素子アンテナ５に各アンプ４を配置するようにする。
【００４３】
以上のように、この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置によれば、実施の形態１と同様の作用効果に加え、アレー中心を通りアンテナ群６を略２等分する軸に対称に、増幅率を略２等分してアンプ４を配置するようにしたので、実施の形態１に比べて、さらに電界ビームの空間分布の均一性向上が可能になるのである。
【００４４】
なお、上述のように、この発明の実施の形態３によるアレーアンテナ装置では、平面アレーを「田の字」型の四角形の素子アンテナ群６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを略２等分する軸に対称に、増幅率を略２等分してアンプ４を配置する場合を示したが、素子アンテナ群の形状は、これに限られるものではなく、例えば、図３に示すような三角形の素子アンテナ群６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈを略２等分する軸に対称に、増幅率を略２等分してアンプ４を配置するようにしても良い。要するにアレー中心から略等分割なものであれば、素子アンテナ群６の形状はどのようなものでも良く、素子アンテナ群６をアレー中心から略２等分する軸に対称に、増幅率を略２等分してアンプ４を配置するようにすれば、同様の作用効果を奏するのである。
【００４５】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置は、実施の形態２と同様にミッドアンプを設けた構成に加え、同段に位置するＲＦ部品間の接続ケーブルを実質的に等長で配線するようにしたものである。これにより、実施の形態２と同様の作用効果に加え、配線による損失を全素子アンテナについて実質的に同等にすることが可能になるため、さらに電界の空間分布の均一性が向上するという効果を奏する。
【００４６】
図７は、この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置を示す構成図であり、同段に位置するＲＦ部品間の接続ケーブルが実質的に全て等長で配線されることを示す接続図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図７において、９は接続ケーブルであり、接続ケーブル９の配線以外は、図４に示した実施の形態２によるアレーアンテナ装置と同様の構成である。なお、素子アンテナ群６ｂ、６ｃ、６ｄについては、素子アンテナ群６ａと同様の接続であり、その詳細な図示は省略している。
【００４７】
次に動作について説明する。各部の動作も、実施の形態２における動作と同様であり、同様の作用効果を奏する。
【００４８】
このとき、図７において、同段に位置するＲＦ部品、すなわち、分配器３、アンプ４、素子アンテナ５、ミッドアンプ７の間の接続ケーブル９を実質的に全て等長で配線することにより、信号源２から素子アンテナ５までの配線による電気的損失を全素子アンテナ５について実質的に同等にすること、すなわち、配線損失の差異を実用上無視できる程度に小さくすることが可能になる。
【００４９】
これにより、アンプ４を増幅率が大きいものから小さいものの順番に配置するだけで、容易に、各素子アンテナ５から放射される試験信号の電界が、図示しない被試験機器が置かれる位置において略均一な電界分布となる。
【００５０】
以上のように、この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置によれば、実施の形態２と同様の作用効果に加え、ＲＦ部品間の接続ケーブル９を実質的に等長にすることにより、接続ケーブル９による損失をアレーアンテナ装置１全体で一定に保つようにしたので、アレーアンテナ装置１が放射する電界ビームの空間分布の均一性向上がケーブル長の影響を受けないという作用効果を奏し、これにより、実施の形態２に比べて、さらに電界ビームの空間分布の均一性向上が可能になるのである。
【００５１】
なお、上述のように、この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置では、実施の形態２と同様のミッドアンプ７を設けた構成において、同段間の接続ケーブル９を実質的に等長で配線する場合を示したが、アレーアンテナ装置の構成は、これに限られるものではなく、例えば、図１に示す実施の形態１や図６に示す実施の形態３によるアレーアンテナ装置と同様の接続構成において、同段間の接続ケーブルを実質的に等長で配線するようにしても良い。また、アレーアンテナ装置の構成はどのようなものでも良く、要するに同段間で電気的に略等長に接続すれば、同様の作用効果を奏するのである。
【００５２】
また、上述のように、この発明の実施の形態１〜４によるアレーアンテナ装置では、アンプの増幅率が高い順番に接続された場合を示したが、アンプの性能は、これに限られるものではなく、例えば、アンプの増幅出力電力が大きい順番に接続するようにしても良く、同様の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００５３】
１  アレーアンテナ装置
３  分配器
４  複数のアンプ
５  複数の素子アンテナ
６  素子アンテナ群
７  複数のミッドアンプ
８  素子アンテナ群を略２等分する破線
９  接続ケーブル
【図１】
0005494198.tif 000002
【図２】
0005494198.tif 000003
【図３】
0005494198.tif 000004
【図４】
0005494198.tif 000005
【図５】
0005494198.tif 000006
【図６】
0005494198.tif 000007
【図７】
0005494198.tif 000008