(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個の出力端子と、２個の入力端子を有し、一方の出力端子は、一方の入力端子から９０°、他方の入力端子から０°、他方の出力端子は、一方の入力端子から０°、他方の入力端子から９０°の通過位相で信号を受け取る４個の９０度ハイブリッド回路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと、等間隔に配置された４個のアレーアンテナを備え、
９０度ハイブリッド回路Ａの一方の入力端子に-67.5°、他方の入力端子に-247.5°の励振位相を、９０度ハイブリッド回路Ｂの一方の入力端子に-247.5°、他方の入力端子に-67.5°の励振位相を与え、
９０度ハイブリッド回路Ｃの一方の入力端子は、９０度ハイブリッド回路Ａの一方の出力端子に-45°の遅延線を介し、他方の入力端子には、９０度ハイブリッド回路Ｂの一方の出力端子に接続され、
９０度ハイブリッド回路Ｄの一方の入力端子は、９０度ハイブリッド回路Ａの他方の出力端子に、他方の入力端子は、９０度ハイブリッド回路Ｂの他方の出力端子に-45°の遅延線を介して接続され、
９０度ハイブリッド回路Ｃ、Ｄの各出力端子は４個のアレーアンテナに夫々交互に接続されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
９０度ハイブリッド回路Ａ、Ｂの入力端子に励振位相を与えるため、その位相遅延に相当する遅延線を設けたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
９０度ハイブリッド回路Ａ、Ｂの入力端子に与える励振位相は各々−67.5°と−247.5°の位相遅れを持つ各送信機により行うことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は直線状に配列されたアレーアンテナにおいて複数のビームを合成する給電回路を有するアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアンテナ装置においてはハイブリッド回路と45°遅延線によって位相が等間隔で変化するような機能を持たせ、入力端子を給電することにより各々、方向の異なるビームが形成される構成になっていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−２３２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のアンテナ装置においては各端子毎に位相が等間隔になるような位相が励振されるがアンテナの中心位相が0°とならずかつ給電端子毎に中心位相が異なるという問題点があった。そのためにこのアンテナを通信に用いる場合、端子切り替えによって位相スリップが起こり通信品質が悪化する。あるいは方向探知に用いる場合、方向誤差が生じる原因となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係るアンテナ装置は、
２個の出力端子と、２個の入力端子を有し、一方の出力端子は、一方の入力端子から９０°、他方の入力端子から０°、他方の出力端子は、一方の入力端子から０°、他方の入力端子から９０°の通過位相で信号を受け取る４個の９０度ハイブリッド回路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと、等間隔に配置された４個のアレーアンテナを備え、
９０度ハイブリッド回路Ａの一方の入力端子に-67.5°、他方の入力端子に-247.5°の励振位相を、９０度ハイブリッド回路Ｂの一方の入力端子に-247.5°、他方の入力端子に-67.5°の励振位相を与え、
９０度ハイブリッド回路Ｃの一方の入力端子は、９０度ハイブリッド回路Ａの一方の出力端子に-45°の遅延線を介し、他方の入力端子は、９０度ハイブリッド回路Ｂの一方の出力端子に接続され、
９０度ハイブリッド回路Ｄの一方の入力端子は、９０度ハイブリッド回路Ａの他方の出力端子に、他方の入力端子は、９０度ハイブリッド回路Ｂの他方の出力端子に-45°の遅延線を介して接続され、
９０度ハイブリッド回路Ｃ、Ｄの各出力端子は等間隔に配置された４個のアレーアンテナに夫々交互に接続されるものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明のアンテナ装置によれば、アンテナの中心位相が0°となり、かつ給電端子毎に中心位相がずれることがなくなる。そのためにこのアンテナ装置を通信に用いる場合、端子切り替えによって位相スリップが起こり通信品質が悪化することが無くなる。また、方向探知に用いる場合、方向誤差が無くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す図である。１は#1，#2，#3，#4の順に4個が等間隔に配列された素子アンテナ、２は2個の出力端子と、2個の入力端子を有する4端子90度ハイブリッド回路であり、この実施の形態１では、90度ハイブリッド回路をA，B，C，Dの4個備え、夫々の端子をA1〜A4，B1〜B4，C1〜C4，D1〜D4とし、かつ、A1,A2、B1,B2、C1,C2、D1,D2 を入力端子、A3,A4、B3,B4、C3,C4、D3,D4 を出力端子とする。
【０００８】
90度ハイブリッド回路２のAは、入力端子A1から出力端子A4、入力端子A2から出力端子A3への通過位相を０°、入力端子A1から出力端子A3、入力端子A2から出力端子A4への通過位相を９０°と構成する。
90度ハイブリッド回路２のBは、入力端子B1から出力端子B4、入力端子B2から出力端子B3への通過位相を０°、入力端子B1から出力端子B3、入力端子B2から出力端子B4への通過位相を９０°と構成する。
【０００９】
同様に90度ハイブリッド回路２のCは、入力端子C1から出力端子C4、入力端子C2から出力端子C3への通過位相を０°、入力端子C1から出力端子C3、入力端子C2から出力端子C4への通過位相を９０°、90度ハイブリッド回路２のDは、入力端子D1から出力端子D4、入力端子D2から出力端子D3への通過位相を０°、入力端子D1から出力端子D3、入力端子D2から出力端子D4への通過位相を９０°と構成される。
【００１０】
90度ハイブリッド回路２のAの出力端子A3と入力端子C1が−45°の遅延線を介して接続され、出力端子A4と90度ハイブリッド回路２のD の入力端子D1とが直接接続される。
同様に、90度ハイブリッド回路２のBの出力端子B3と90度ハイブリッド回路２のCの入力端子C2が直接接続され、出力端子B4と90度ハイブリッド回路２のD の入力端子D2を−45°の遅延線を介して接続される。
【００１１】
90度ハイブリッド回路２のCの出力端子C3は、等間隔に配列された素子アンテナ１の#1に接続され、出力端子C4は、等間隔に配列された素子アンテナ１の#3に接続される。
また、90度ハイブリッド回路２のD の出力端子D3は、等間隔に配列された素子アンテナ１の#2に接続され、出力端子D4は、等間隔に配列された素子アンテナ１の#4に接続され、アンテナ#1，#3，#2，#4に給電する。
【００１２】
また各入力端子A1に−67.5°、A2に−247.5°、B1に−247.5°、B21に−67.5°の固定の励振位相が与えられている。
【００１３】
このような構成のアンテナ装置にあって、次に動作について説明する。90度ハイブリッド回路２のAにおける入力端子A1を励振すると、素子アンテナ１である＃1には、A1に−67.5°の励振位相を与えられており、A1−A3の通過位相は90°、A3−C1の通過位相は−45°、C1−C3の通過位相は90°であるから、−67.5°＋90°−45°＋90°＝67.5°、＃3の素子アンテナ１には、A1に−67.5°の励振位相を与えられており、A1−A3の通過位相は90°、A3−C1の通過位相は−45°、C1−C4の通過位相は0°であるから、−67.5°＋90°−45°＋0°＝−22.5°、＃2の素子アンテナ１には、A1に−67.5°の励振位相を与えられており、A1−A4の通過位相は0°、A4−D1の通過位相は0°、D1−D3の通過位相は90°であるから、−67.5°＋0°＋0°＋90°＝22.5°、＃4の素子アンテナ１には、A1に−67.5°の励振位相を与えられており、A1−A4の通過位相は0°、A4−D1の通過位相は0°、D1−D4の通過位相は0°であるから、−67.5°＋0°＋0°＋0°＝−67.5°の位相が励振される。そして、例えば半波長間隔でアンテナ素子が配列されていた場合、14.5°の方向にアンテナの主ビームが向けられ、かつアンテナの位相中心の位相は0°となる。
【００１４】
90度ハイブリッド回路２のAにおける入力端子A2を励振すると、素子アンテナ１である＃1には、A2に−247.5°の励振位相を与えられており、A2−A3の通過位相は0°、A3−C1の通過位相は−45°、C1−C3の通過位相は90°であるから、−247.5°＋0°−45°＋90°＝−202.5°、＃3の素子アンテナ１には、A2に−247.5°の励振位相を与えられており、A2−A3の通過位相は0°、A3−C1の通過位相は−45°、C1−C4の通過位相は0°であるから、−247.5°＋0°−45°＋0°＝−292.5°、＃2の素子アンテナ１には、A2に−247.5°励振位相を与えられており、A2−A4の通過位相は90°、A4−D1の通過位相は0°、D1−D3の通過位相は90°であるから、−247.5°＋90°＋0°＋90°＝−67.5°、＃4の素子アンテナ１には、A2に−247.5°の励振位相を与えられており、A2−A4の通過位相は90°、A4−D1の通過位相は0°、D1−D4の通過位相は0°であるから、−247.5°＋90°＋0°＋0°＝−157.5°の位相が励振される。ここにおいて、＃3の素子アンテナ１への励振位相は−292.5°であるから、360°−292.5°＝67.5°と看倣すことができ、また、＃4の素子アンテナ１への励振位相は−157.5°であるから、360°−157.5°＝202.5°と看倣すことができる。
また、半波長間隔でアンテナ素子が配列されていた場合、−48.5°の方向にアンテナの主ビームが向けられ、かつアンテナの位相中心の位相は0°となる。
【００１５】
90度ハイブリッド回路２のBにおける入力端子B1を励振すると、素子アンテナ１の＃1には、B1に−247.5°の励振位相を与えられており、B1−B3の通過位相は90°、B3−C2の通過位相は0°、C2−C3の通過位相は0°であるから、−247.5°＋90°＋0°＋0°＝−157.5°、＃3の素子アンテナ１には、B1に−247.5°の励振位相を与えられており、B1−B3の通過位相は90°、B3−C2の通過位相は0°、C2−C4の通過位相は90°であるから、−247.5°＋90°＋0°＋90°＝−67.5°、＃2の素子アンテナ１には、B1に−247.5°の励振位相を与えられており、B1−B4の通過位相は0°、B4−D2の通過位相は−45°、D2−D3の通過位相は0°であるから、−247.5°＋0°−45°＋0°＝−292.5°、＃4の素子アンテナには、B1に−247.5°の励振位相を与えられており、B1−B4の通過位相は0°、B4−D2の通過位相は−45°、D2−D4の通過位相は90°であるから、−247.5°＋0°−45°＋90°＝−202.5°の位相が励振される。ここにおいて、＃1の素子アンテナへの励振位相は−157.5°であるから、360°−157.5°＝202.5°と看倣すことができ、また、＃2の素子アンテナ１への励振位相は−292.5°であるから、360°−292.5°＝67.5°と看倣すことができる。
また、半波長間隔でアンテナ素子が配列されていた場合、48.5°の方向にアンテナの主ビームが向けられ、かつアンテナの位相中心の位相は0°となる。
【００１６】
90度ハイブリッド回路２のBにおける入力端子B2を励振すると、素子アンテナ１である＃1には、B2に−67.5°の励振位相を与えられており、B2−B3の通過位相は0°、B3−C2の通過位相は0°、C2−C3の通過位相は0°であるから、−67.5°＋0°＋0°＋0°＝−67.5°、＃3の素子アンテナ１には、B2に−67.5°の励振位相を与えられており、B2−B3の通過位相は0°、B3−C2の通過位相は0°、C2−C4の通過位相は90°であるから、−67.5°＋0°＋0°＋90°＝22.5°、＃2の素子アンテナ１には、B2に−67.5°の励振位相を与えられており、B2−B4の通過位相は90°、B4−D2の通過位相は−45°、D2−D3の通過位相は0°であるから、−67.5°＋90°−45°＋0°＝−22.5°、＃4の素子アンテナ１には、B2に−67.5°の励振位相を与えられており、B2−B4の通過位相は90°、B4−D2の通過位相は−45°、D2−D4の通過位相は90°であるから、−67.5°＋90°−45°＋90°＝67.5°の位相が励振される。そして、例えば半波長間隔でアンテナ素子が配列されていた場合、−14.5°の方向にアンテナの主ビームが向けられ、かつアンテナの位相中心の位相は0°となる。
【００１７】
以上のようにこの実施の形態１によれば、アンテナ装置の中心位相が0°となり、かつ給電端子毎に中心位相が異なることがなくなる。そのためにこのアンテナ装置を通信に用いる場合端子切り替えによって位相スリップが起こり通信品質が悪化することが無くなる。また、方向探知に用いる場合、方向誤差が無くなる。
【００１８】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では90度ハイブリッド回路２のA,Bにおける入力端子に固定の励振位相を与えていたが、上記励振位相の与え方として固定の電気長の遅延線３を用いても同様の動作を行なわせることができる。図２はこの実施の形態を示す図でL1は−67.5°の位相遅れに相当する電気長の遅延線路３で、90度ハイブリッド回路２のAにおける入力端子A1と、90度ハイブリッド回路２のBにおける入力端子B2に設けられ、L2は−247.5°の位相遅れに相当する電気長の遅延線路３であり、90度ハイブリッド回路２のAにおける入力端子A2と、90度ハイブリッド回路２のBにおける入力端子B1に設けられる。この図２によれば図１で示した固定励振位相を遅延線路で実現していることになり、実施の形態１と同様な効果が安価な遅延線路で実現できる。
【００１９】
実施の形態３．
また、上記実施の形態１では90度ハイブリッド回路２のA,Bにおける入力端子に固定の励振位相を与えていたが、上記励振位相の与え方として送信の場合各端子につながる送信機の入力信号の位相を上記励振位相に相当する分だけ変化させても同様の動作を行なわせることができる。図３はこの実施の形態を示す図でS1は−67.5°の位相遅れを持った送信機４、S2は−247.5°の位相遅れを持った送信機４、S3は−247.5°の位相遅れを持った送信機４、S4は−67.5°の位相遅れを持った送信機４である。図３によれば図１で示した固定励振位相を送信機の入力位相で実現している。
【００２０】
ところで上記実施の形態１、２、３の説明では簡単のために4個の素子アンテナの場合について説明していたがこの4個を単位とした例えば８，１２，１６，…個の素子アンテナの場合でもこの発明が利用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
この発明は、通信用のアンテナ装置に適用されることで、アンテナの中心位相が0°となり、かつ給電端子毎に中心位相が異なることがないために端子切り替えによって位相スリップが起こり品質が悪化することのない通信が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１におけるアンテナ装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２におけるアンテナ装置を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３におけるアンテナ装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  素子アンテナ、２  ９０°ハイブリッド回路、３  遅延線、４  位相遅れを持つ送信機。
【図１】
0004437788.tif 000002
【図２】
0004437788.tif 000003
【図３】
0004437788.tif 000004