(57)【要約】本発明は、マイクロ波の照射を受けるアンテナを構成することができる、動的電子スキャンマイクロ波リフレクタに関する。本発明に係るリフレクタは、表面上に互いに並列に設けられた１組の基本セル、位相シフトマイクロ波回路とマイクロ波回路に実質的に平行に設けられた導体平面を有し、位相シフト回路は少なくとも２つの半位相シフタ（５０）を有する。半位相シフタは、少なくとも１つの誘電性支持部と、所定の方向Ｏｙに実質的に平行で支持部上に設けられてそれぞれが少なくとも２状態半導体エレメント（Ｄ１、Ｄ２）を支持する少なくとも２つの導電性ワイヤ（４２）とを有し、各ワイヤは半導体エレメントを制御する半導体（４３、４４、４５）に接続され、当該導体は実質的にワイヤに対して直行しており、セルの周辺近傍に設けられた２つの導体領域（４８）は、制御導体に実質的に平行である。各半位相シフタには制御導体は少なくとも３つ以上存在し、全ての半導体エレメントの状態を互いに独立に制御するために、半位相シフタから電気的に絶縁されている。半位相シフタの形状及び電気的な特徴は、セルに反射される電磁気的な波動の所定の位相シフトの大きさ（ｄψ１，ｄψｓ）が半導体の各状態に対応する点である。リフレクタは，さらに半導体エレメントの状態を制御する電子回路（３８）を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の所定の方向（Ｏｙ）に線形偏向した電磁波（３）を受信することができる動的マイクロ波リフレクタであって、表面上に互いに並列配置された１郡の基本セル（１０）を有し、各セルは位相シフトマイクロ波回路（３１）と該マイクロ波回路と実質的に平行に配置された導体面（３２）とを有し、該位相シフト回路（３１）は少なくとも２つの半位相シフタ（５０）を有し、
半位相シフタ（５０）は少なくとも１つの誘電体からなる支持部（３３）と、前記の方向（Ｏｙ）と実質的に平行に当該支持部上に配置され、それぞれが２つの状態を有する少なくとも１つの半導体エレメント（Ｄ１、Ｄ２）を支持する少なくとも２つの導電性ワイヤ（４２）を有し、各ワイヤは半導体を制御する導体（４３、４４、４５）に接続され、当該導体はワイヤと実質的に直交しており、セルの周縁部には制御導体と実質的に平行に導電性領域（４９）が設けられ、
各半位相シフタには半位相シフタから電気的に絶縁されて、互いに独立に全ての半導体エレメントの状態を制御する少なくとも３つの制御導体が設けられ、
半位相シフタの幾何学的特長と電気的特長は、セルが反射する電磁波の位相シフトの値（ｄψ１、・・・、ｄψ８）が半導体エレメントの各状態に対応することを特徴とする動的マイクロ波リフレクタ。
【請求項２】
前記２つの位相シフタは、２つの状態を有する半導体エレメント（Ｄ３）によって接続された２つの導電性領域（７１、７２）により互いに分離されており、当該導電性領域のうちの少なくとも一方（７１）は半導体の状態を制御するために電子制御回路（３６）に接続されており、半位相シフタ、導電性領域（７１、７２）、及びシフタの半導体エレメントの幾何学的特長と電気的特長はセルによって反射された電磁波の位相シフトの値（ｄψ１、・・・、ｄψ１６）が半導体エレメントの各状態に対応することを特徴とする請求項１に記載のリフレクタ。
【請求項３】
導体面と共に波動が伝播することのできないガイドされた空間を形成する、所定の方向（Ｏｙ）と平行に各セルの間に設けられた導電性ストリップ（４８）を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のリフレクタ。
【請求項４】
グリッドセル（８１）によって構成された金属グリッドを有し、金属グリッドの壁（８２）はリフレクタの平面と直行する方向（Ｏｚ）を向いており、グリッドセルの基部はセル（１０）を取り囲んでいることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のリフレクタ。
【請求項５】
前記誘電性の支持部（３３）は積層印刷回路であり、その第１の表面（３４）はマイクロ波回路を支持し、その第１の中間層は導電性平面（３２）を支持し、その第２の表面（３５）は制御回路の構成要素を支持することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のリフレクタ。
【請求項６】
前記誘電性の支持部（３３）はさらに、制御回路との接続部を支持する少なくとも１つの中間層（３７）を有することを特徴とする請求項５に記載のリフレクタ。
【請求項７】
リフレクタの平面（Ｏｘｙ）と直行する方向（Ｏｚ）に、相互に電磁波の波長に比較して格段に小さい距離をおいて形成された貫通孔（４０、４６）を有し、当該貫通孔のうちの少なくともいくつかは制御回路と制御導体との間の接続を実現することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のリフレクタ。
【請求項８】
前記貫通孔（４０、４６）はセルの周辺部に配設された導電性ストリップ（４８，４９）と繋がっていることを特徴とする請求項３又は７のいずれかに記載のリフレクタ。
【請求項９】
前記半導体エレメントはダイオードであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のリフレクタ。
【請求項１０】
前記請求項１ないし９のいずれかに記載のリフレクタ（４）と、当該リフレクタを照射するマイクロ波源（１）を有することを特徴とする、電子スキャニングを有するマイクロ波アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、アンテナ形成のためにマイクロ波源による照射を受けることができる、電子スキャニングを有する動的マイクロ波リフレクタに関する。
【０００２】
動的マイクロ波リフレクタを有するアンテナを製造する技術は既に存在する。そのようなリフレクタは「リフレクトアレイ」とも呼ばれ、電気的制御が可能な位相シフタのアレイである。このアレイは同一面上に配設された、位相制御エレメントのアレイ又はフェイズドアレイからなっており、例えば接地面を形成する接地された金属面からなる反射手段の正面に配設されている。リフレクトアレイは特に、それぞれが反射と位相シフトをつくり出し、受け取るマイクロ波を電気制御により変化させることができる基本セルを有している。この種類のアンテナの発振ビームは非常に速い。リフレクトアレイの正面に配設された第一次発信源、例えばホーンは、アレイの方向へマイクロ波を発する。
【０００３】
基本セルにより生じる位相シフトは様々である。位相シフトは均等に分布するため、ビット数に従って、デジタル制御される。この数をＮとすると、位相シフトステップは２π／２Ｎとなる。従って、位相シフトはせいぜい１位相シフトステップしか精度を有しない。この精度の欠落は、特に比較的高い２次ローブやアンテナの位置決めの不正確さといった欠点に繋がるものである。
【０００４】
本発明の１つの目的は特に、前記欠点を多少なりとも改善することである。このため、本発明は、第１の所定の方向Ｏｙへ線形偏向させた電磁波を受け取ることが可能な動的マイクロ波リフレクタを目的とする。本発明によるリフレクタは、表面上に横に並べて配列された１群の基本セルを有しており、該セルのそれぞれは位相シフトマイクロ波回路と該マイクロ波回路と実質的に平行に配設された導体面を有し、位相シフト回路は少なくとも２つの半位相シフタからなる。半位相シフタは少なくとも１つの誘電体からなる支持部と、所定の方向Ｏｙと実質的に平行に前記支持部上に配設され、それぞれが２つの状態を有する少なくとも１つの半導体エレメントを有する少なくとも２つの導電ワイヤを有し、各ワイヤは半導体エレメントを制御する導体に接続され、これらの導体は導電ワイヤにほぼ直交であり、セルの周縁部には、前記制御導体と実質的に平行に導電性領域が設けられている。各半位相シフタは、それぞれ独立に全ての半導体エレメントの状態を制御するために半位相シフタから電気的に絶縁絶縁された少なくとも３つの制御導体を有する。半位相シフタの幾何学的特長と電気的特長は、セルが反射する電磁波の所定の位相シフト値（ｄψ１・・・ｄψ８）が半導体エレメントの各状態に対応することである。リフレクタはさらに、半導体エレメントの状態を制御するための電子回路（３６）を有する。
【０００５】
本発明はまた、そのようなリフレクタに取り付けられるアンテナにも関する。
【０００６】
本発明の主な利点は、様々なタイプのアンテナに適用できる、容積の小さい軽量のリフレクタの製造が可能になり、リフレクタ回路と外部の熱交換が向上し、製品の信頼性が向上し、また経済的になる点である。
【０００７】
本発明の他の特徴と利点について、添付の図表を参照しながら以下でさらに説明する。
【０００８】
図１は、マイクロ波動的リフレクトアレイを有する電子スキャニングアンテナの例示的実施形態を図解しており、ここではマイクロ波の分布が、例えば光学型で、つまりリフレクトアレイを照射する第一次照射源を使用して供給される。この目的のために、アンテナは第１次照射源１、例えばホーン、を有する。第１次照射源１は、面Ｏｘｙ上に配設された動的リフレクトアレイ４に向かってマイクロ波３を発する。このリフレクトアレイ４は、受け取ったマイクロ波に反射及び位相シフトをつくり出す一群の基本セルを有している。従って、各セルが受け取ったマイクロ波に印加された位相シフトを制御することによって、既に知られているように、所望の方向にマイクロ波のビームを形成することが可能である。リフレクタを２つ以上の照射源から照射することも可能である。特に、例えば逆円形偏向を持つ２つの基本照射源から照射することも可能である。
【０００９】
図２はＯｘｙ面上のリフレクトアレイ４の一部をＦに沿って見た平面図である。リフレクタは、横に並べて配置され、領域２０により分離された、セルのマイクロ波分離に使用される、一群の基本セル１０から構成される。これらのセル１０は、受け取ったマイクロ波に反射及び位相シフトをつくり出す。基本セル１０は、導体面の正面に配設された位相シフトマイクロ波回路を有す。さらに詳細には、以下に明らかにするように、マイクロ波回路はそれを横断する２つの位相シフタを有し、該位相シフタそれぞれが一つの線形偏向に対応している。
【００１０】
図３は動的リフレクタの可能な例示的実施形態を、面Ｏｘｚで切った断面図である。リフレクタ４は、基本セル１０に配置されたマイクロ波回路３１と、該マイクロ波回路３１と実質的に平行に所定の距離ｄをおいて配設された導体面３２を有している。このマイクロ波回路は第１次照射源１が発した入射波を受ける。
【００１１】
導体面３２は特にマイクロ波を反射する機能を有する。該面３２は、十分に閉じているか又は連続した面である、例えば平行ワイヤやラチスなどの既知の手段でよい。マイクロ波回路３１及び導体面３２は、好適には、例えば印刷回路型の誘電体からなる支持部３３の２つの面上につくられる。リフレクタ４はさらに、位相値の制御に必要な電子回路を、好ましくは同じ印刷回路３３上に有する（この場合印刷回路は積層回路となる）。図３は積層回路を示しており、その前面３４はマイクロ波回路３１を支持し、背面３５は前記電子制御回路の部品３６を支持し、そして中間層は導体面３２及び例えば部品３６とマイクロ波回路３１を相互接続するための２つの面３７を形成している。
【００１２】
図４は、本発明によるリフレクタのマイクロ波回路３１の、例示的実施形態の平面図を示している。さらに詳細には、図４はマイクロ波回路の基本的位相シフタ３１を示す。各位相シフタは互いに、例えば方向Ｏｙに設けられた導電性ストリップ４８と方向Ｏｘに設けられた導電性ストリップ４９を有する分離領域２０により分離されている。従って、各位相シフタは、例えばその周縁部に、方向Ｏｙに設けられた２つの導電性ストリップ４８と、方向Ｏｘに設けられた２つの導電性ストリップ４９を持つことになる。各基本位相シフタ３１は、導体面３２の対応する部分と組み合わさって、図２の基本セル１０を形成している。
【００１３】
位相シフタ３１のマイクロ波回路は、Ｏｙの方向と実質的に平行に設けられた幾つかの導電性ワイヤ４２を有し、該導電性ワイヤのそれぞれは２つの状態を有する例えばダイオードなどの半導体エレメントＤ１、Ｄ２を支持している。位相シフト回路はさらに、ダイオードを基準電位及び制御回路に接続する導電性領域を有する。さらに詳細には、基本的位相シフタ３１は、以下で半位相シフタと呼ぶ２つの回路５０からなる。半位相シフタについてまず説明する。
【００１４】
半位相シフタ５０は、誘電体からなる支持部３３と、それぞれがＤ１とＤ２を支持している２つのワイヤ４２を有する。該２つのワイヤは、導線４３を介して接地電位又はその他いずれかの基準電位に接続されている。この導線４３は、例えばスクリーン印刷技術により、例えば誘電体からなる支持部３３の前面を覆う金属により生成される、マイクロストリップのタイプである。従って、ダイオードＤ１及びＤ２は、例えばそれらの陽極がこの導線４３を介して接地電位と接続されるように、反対に繋がれている。このため、導線４３は、例えば分離体である導電性ストリップ４８に接続している。ダイオードＤ１及びＤ２の電圧供給は、制御導体４４によって行われる。ダイオードの陽極は接地電位に接続されているため、制御導体はダイオードの陰極に接続される。これらの導体によって供給される電圧は、例えば、−１５ボルトである。制御導体は、少なくとも２つの電圧状態を供給するよう制御される。第１の状態では、それらの電圧は例えば、供給された電圧と同一で、ダイオードのスイッチをオンにする。すなわち、順バイアスを掛ける。第２の状態では、それらの電圧はダイオードのスイッチをオフにする。すなわち、逆バイアスを掛ける。２つの制御導体４４及び４５の制御はそれぞれ独立している。各ダイオードがそれぞれ独立に制御されるよう、制御導体４４、４５及び接地面に接続された導体４３はＯｘの方向に実質的に平行であり、従ってワイヤ４２に直交している。図４において、特に小型化と材料の節約のために接地導体は２つのワイヤに共通であるが、各ワイヤにはそれぞれ特別な導体が供給されてもよい。さらに、基準電位に直接接続するのではなく、制御回路を介して間接的に接続することも可能である。
【００１５】
制御導体４４及び４５は、特に小型化を目的とし、また基本セルの動作を妨害しないように設けられた、例えば分離領域２０につくられた貫通孔４６を介して、リフレクタが支持する電子制御回路に接続される。当然のことながら、貫通孔４６は分離領域の導電性ストリップから電気的に絶縁されている。これを可能にするため、ストリップ２０は、貫通孔４６に直接接続された制御導体の端部周辺で切断されている。
半位相シフタ５０の動作を記述するためには、図５に示した等価回路について考察することが必要である。等価回路は、半位相シフタに相当する導電ワイヤ４２と２つのダイオードＤ１、Ｄ２からなり、所定の偏向と組み合わせられている、つまり、所定の周波数帯域と組み合わせられている。Ｏｙおよびワイヤ４２と平行に線形偏向された入射マイクロ波は、端子Ｂ１とＢ２で受け取られ、端子Ｂ１とＢ２と並列接続され、相互に直列接続されたキャパシタＣ０、ＣＩ１、ＣＩ２を通る。キャパシタＣ０は、制御導体４４と分離帯２０の導電性ストリップとの間の線形分離容量に相当する。キャパシタＣＩ１は、第１のダイオードＤ１に接続された制御導体４４と設置導体４３との間の線形容量である。キャパシタＣＩ２は、第２のダイオードに接続された制御導体４５と中央導体４３との間の線形容量である。
【００１６】
等価回路図にも記載されている第１のダイオードＤ１は、キャパシタＣＩ１の端子に接続されている。この等価回路図は、スイッチ２１で表現したダイオードＤ１が順方向電位を受けるか逆方向電位を受けるかによって、
−キャパシタＣｉ１（ダイオードの接続容量）と直列接続されたレジスタＲｉ１（逆方向レジスタンス）、または、
−順方向レジスタＲｄ１（ダイオードの順方向レジスタンス）と直列に、接続ワイヤ４２を含むダイオードＤ１のインダクタンスとしてインダクタＬ１を有する。
【００１７】
同様に、キャパシタＣＩ２の端子は、等価回路に表示されている第２ダイオードＤ２に接続されている。第２ダイオードは第１ダイオードＤ１同様に、インデックス２を支持する構成要素を有する。
【００１８】
マイクロ波出力電圧は、キャパシタＣ０、ＣＩ１、ＣＩ２の端子Ｂ３とＢ４との間から取り出される。
【００１９】
以下に、第１のステップで図５に示した等価回路から第２ダイオードＤ２とキャパシタＣＩ２を取り除いた回路の挙動によって、半位相シフタ５０の動作を以下に説明する。
【００２０】
第１ダイオードＤ１に順方向の電位が加えられると、（修正した）図５に記載した回路のサセプタンスＢｄ１は以下のように記述することができる。
2004508738.tif 000003
ここで、Ｚは入力波のインピーダンス、ωはアンテナの２つの作動バンドのうちの１つの中央周波数に相当する角周波数である。
【００２１】
回路のパラメータは、例えば、Ｂｄ１≒０となるように、つまり、コンダクタンスを無視して回路を一致させるか、別の表現をすれば入力マイクロ波に対して回路を透明と見なして寄生反射や位相シフトが無い（ｄφｄ１＝０）ように選択することができる。より具体的には、以下のように選択する。
Ｌ１Ｃ１１ω２＝１
この場合、容量Ｃｉ１の値にかかわらず、Ｂｄ１≒０となる。
【００２２】
第１ダイオードＤ１に逆電位が加えられた状態では、回路のサセプタンスＢｒ１は下記のようになる。
2004508738.tif 000004
【００２３】
容量ＣＩ１は予め設定されているので、容量Ｃｉの値を変化させることによって、つまりダイオードＤ１を選択することによって、サセプタンスＢｒ１の値を調節することが可能であることが分かる。
【００２４】
もし、第２のステップで、第２ダイオードＤ２の存在を考慮に入れると、同様の理由によって、ダイオードＤ２が正の電位を受けるか逆の電位を受けるかに応じて、サセプタンスの値として、さらに別の独立した２つの値が得られることが分かる。
【００２５】
従って、半位相シフタは、各ダイオードＤ１とＤ２に加えられた制御信号（正又は逆バイアス）に応じて、ＢＤ１、ＢＤ２、ＢＤ３、ＢＤ４と呼ばれる４つの異なるサセプタンスＢＤの値をとる。サセプタンスの値、ＢＤ１、ＢＤ２、ＢＤ３、ＢＤ４は、図５に示した回路のパラメータ、つまり、形状パラメータとして選択した値、特に、導電性表面４３、４４、４５の大きさ、形状及び間隙と、位相シフタの電気的なパラメータ特に、ダイオードの電気的特性に依存する。特に、位相シフトｄψ１−ｄψ４の種々のパラメータを設定するには、上述の分離帯域２０の導電性帯域を規定する際の制約を考慮する必要がある。
【００２６】
半位相シフタ５０全体の挙動を導電性平面３２と共に考察するには、半位相シフタの平面と同一平面にある、この平面３２に起因するサセプタンスを考慮しなければならない。当該サセプタンスは、ＢＣＣと称し、以下の式で表わすことができる。
2004508738.tif 000005
ここで、λは、前述のパルスωに対応する波長である。
【００２７】
従って、セルのサセプタンスＢＣは以下の式で表わされる。
2004508738.tif 000006
【００２８】
従って、サセプタンスの値ＢＣは、ＢＤの４つの値とに応じて４つの異なる値（ＢＣ１、ＢＣ２、ＢＣ３、ＢＣ４と称す）をとり、距離ｄはＢＣ１−ＢＣ４の値を決定する追加のパラメータを表わす。
【００２９】
さらに、アドミッタンスＹによってマイクロ波に与えられる位相シフトｄψは、以下の式で与えられる。
2004508738.tif 000007
【００３０】
従って、セルのアドミッタンスの実部を無視すれば、以下のようになる。
2004508738.tif 000008
各ダイオードＤ１とＤ２に加えられる制御電圧の値に対して、それぞれの半位相シフタ５０が取ることのできる４つの位相シフトの値ｄψ１−ｄψ４が得られる。それぞれのパラメータは、４つの値ｄψ１−ｄψ４が均等に分布するように、例えば、０、９０°、１８０°、２７０°となるように選択することができるが、これらの角度に限定されるわけではない。これら４つの状態は、２ビットでコード化されたデジタル命令に対応する。
【００３１】
回路のパラメータを、ゼロ（または殆どゼロ）サセプタンスが正の方向に偏向されたダイオードに対応するように選択する場合があることを注記するが、もちろん、サセプタンスＢｒを実質的にキャンセルするようにパラメータを決定した対称動作を選択することも可能である。より一般的には、位相シフトｄψ１−ｄψ４の均等分布の条件が満たされていれば、サセプタンスＢｄまたはＢｒのうちの一方がゼロであることは必ずしも必要ではない。
【００３２】
基本セル１０がどのように８つの位相シフトを可能にするかを説明するために、つまり、３ビットの位相シフト制御を説明するために、２つの半位相シフタ５０の両方を考慮する。２つの半位相シフタ５０が互いに独立に動作できるようにすることで、２倍の数の状態を実現することができる、つまり、半位相シフタが１つのときの２倍の数の位相シフトである。しかし、そのためには、２つの半位相シフタ相互を電気的に絶縁することが必要である。後者は例えば並列に配置されているので、制御導体４４、４５は、例えば、導体４４、４５の硬化における切断線に実際対応する誘電性ライン４７によって絶縁されている。この第１の絶縁が、実際に、ダイオードの電気的制御を独立させることができる。
【００３３】
図６は、上述のような半位相シフタを２つ有する位相シフタ全体の等価回路である。図５に示した２つの半位相シフタ５０の等価回路は、並列に動作すると考えることができる。これは、ダイオードＤ１の制御導体４４とダイオードＤ２の制御導体４５の間の容量リンクがマイクロ波の短絡に類似したものとなるからである。絶縁線４７の長さと幅は、導体間の容量が、容量リンクを短絡に近いものにすることができるように変化させることができる。並列回路には、サセプタンスが追加される。従って、半位相シフタの影響によって得られる４つのサセプタンスの値ＢＤ１、ＢＤ２、ＢＤ３、ＢＤ４に加えて、第２の位相シフタの影響によって４つの新しい値Ｂ’Ｄ１、Ｂ’Ｄ２、Ｂ’Ｄ３、Ｂ’Ｄ４が得られる。
【００３４】
位相シフタの幾何学的パラメータと電気的パラメータは例えば、８つの位相シフタが０°と３６０°との間に均等に分布するように規定する。
【００３５】
幾何的パラメータは、特に、種々の導電性表面４４、４５、３３の大きさ、形状及び空隙と関連し、式（１）と（２）で概観したように、図５と６に示した等価回路の容量とインダクタンスを変化させる。距離ｄがわかれば、所望の位相シフトによって、サセプタンスの値ＢＣと従ってサセプタンスの値ＢＤは式（３）と（４）に従って規定できる。サセプタンスＢＤの値が決まるので、式（１）と（２）中のパラメータの値を導出することが可能になる。したがって、通常のシミュレーション手段を用いて位相シフタの形状及び電気的パラメータの値を得ることができる。図４は、導電性表面４４，４５、４３が特定の形状を有することを示している。特に制御導体４４、４５は刻み目の有る形状である。これらの表面は、上述の位相シフトの値に対応する。
【００３６】
図４に示した位相シフタの実現は容易なので、単に導体の形状パラメータを変更し、ダイオードを選択するだけで８つの位相シフトを得ることができる。マイクロ波回路と電子制御回路を支持する印刷回路の厚さもまた大きなものではない。これらの回路は安価に入手可能で、従って、リフレクタは極めて平坦で軽いものになる。
【００３７】
既に示したように、本発明に基づく動的リフレクタは、セル１０相互間の分離手段２０を有する。セルが受信したマイクロ波は方向Ｏｙと平行な方向に線形に偏向される。この波動は、Ｏｘ方向には、１つ乗せるから他のセルに伝播しないのが望ましい。この伝播を防止するために、前記分離手段は、少なくとも導体領域４８を有する。この導体領域４８を例えば、方向Ｏｙと平行に表面３４上のセルの間に形成した、実質的にストリップ状の金属堆積にしてもよい。このストリップ４８は、その下の反射面３２と共に、その幅が距離ｄであるウェーブガイド空間を形成する。距離ｄは、ストリップと平行に偏向された波動が空間内を伝播することができないように、マイクロ波の波長λに対して、λ／２より小さい値に設定する。実際には、本発明に基づくリフレクタは、一定の周波数帯域に対して動作し、ｄは当該帯域の中の最も短い波長よりも小さく選択される。もちろん、位相シフトｄψ１、・・・、ｄψ８を設定するための多くのパラメータを決定する際には、この点を考慮することが必要である。さらに、ストリップ４８は、Ｏｘ方向に、上述の効果が分かるだけの幅を有している必要がある。実際は、幅はおよそλ／５程度である。
【００３８】
さらに、ＯｘとＯｙによって定義される平面と直交するＯｚ方向に偏向した寄生波動がセル内で発生する可能性がある。この寄生波動が隣接するセルに伝播しないように防止することが望ましい。
【００３９】
Ｏｘ方向に隣接するセルに関しては、図４に示すように、制御導体を電子回路に接続するために貫通孔４６を使用することができる。これは、電子回路が寄生波動の偏向の方向と平行なので、十分に近ければ（相互の距離がリフレクタが動作する波長に比較してはるかに小さければ）シールドを構成する導体面と等価であり、リフレクタの動作波長に関しては十分多いからである。この条件が満足されていない場合には、接続機能を有しない貫通孔を追加することができる。貫通孔４６は、セルの動作を阻害しないように、ストリップ４８内に形成されるのが好ましいことに留意する必要がある。さらに、この構成は大きさの節約にもなる。
【００４０】
最後に、Ｏｙ方向に隣接するセルに関しては、接続孔４６と類似ではあるがＯｘ方向に配列されて導体ストリップ４９に形成された貫通孔４０を使用することができる。この貫通孔４０は、接続貫通孔４６同様、Ｏｘｙ平面に実質的に直交するＯｚ方向に形成される。例えば、ｘＯｚ平面に連続した導体平面を設けてもよい。
【００４１】
図７は、位相シフトを４ビットで制御することができ、図４に示した位相シフタに比較してさらに追加のビットを有する本発明に基づく位相シフタを図示したものである。当該位相シフタは、やはり上述の２つの半位相シフタ５０を有する。しかし、これら２つの半位相シフタは、もはやダイオードから制御ラインを絶縁する線４７によって分離されておらず、ダイオードＤ３によって接続された２つの導体領域７１、７２か２つの状態を有する他の何らかの半導体によって分離されている。これら２つの領域７１、７２は、例えば、誘電体の前表面３４への金属沈着によって形成することができる。これらの領域はダイオードＤ３を制御する導体を構成する。このために、導電領域７１は、例えば、貫通孔４６を介して電子制御回路と接続されている。電子制御の状態によって、当該領域７１は供給電位、例えば、−１５ボルトあるいはそれ以外の電位、例えば接地電位を取る。他の導電領域７２は例えば接地されている。このために、他の導電領域は分離手段２０の方向Ｏｙに平行など歌いストリップ４８に接続されている。
【００４２】
導電領域７１が接地電位に接続されているとき、又は、より一般的にはダイオードＤ３を遮断するように、つまり逆電位方向となるように制御されているときは、位相シフタは図４に示したものと同様であり、この状態では８つの位相シフトを採ることができる。領域７１、７２が追加されているので、形状的あるいは電気的パラメータを再設定することが必要なことはいうまでも無い。導電領域７１がダイオードＤ３のスイッチを入れる電位であるときは、つまり順方向のバイアス電位を掛けているときは、位相シフタの電気的なパラメータは前述の状態に比較して変わっている。特に、２つの導電領域７１、７２の間の空間に形成される静電容量は、ダイオードＤ３によって短絡される。３つのビットで制御される前述の８つのサセプタンスは、従ってダイオードＤ３を導通させることによって変化する。このようにして得られた８つの新しいサセプタンスによって、８つの位相シフト新たに８つの位相シフトが得られる。合計で１６の位相シフトが可能になる。２つの半位相シフタ５０と追加の導電領域７１、７２とダイオードＤ３の幾何的特長と電気的特長は、ダイオードのそれぞれの状態に対して所望の１６の位相シフトが得られるように設定しなければならない。
【００４３】
図８は、本発明に基づくリフレクタの変形例を記載したもので、基本セル１０は、例えば、図４や７に示した形式のものである。図示した実施例に拠れば、リフレクタの表面上に、つまりマイクロ波源１に対面する側の表面に金属のグリッドを設けている。当該ラチスはそれぞれが基本セルに相当する表面を有するグリッドセル８１から構成されており、より具体的には、グリッドセルの基部はセルを取り囲んでいる。さらに、ラチスの厚さはｅＧである。
【００４４】
リフレクタの基本セル１０に対して当該グリッドの配置を図示するために、図８は単一の基本セルを斜視図で示した。グリッドはグリッドセルによって構成されており、壁８２は分離手段２０の導電性ストリップ４８、４９に実質的に対向してＯｚ方向に設けられている。特に、グリッドの基部はこれらのストリップ４８、４９、特にストリップに形成された貫通孔４０、４６と接続されている。実際には壁８２の長さに対応するグリッドの厚さｅＧは、例えば、約１ｃｍ、好ましくはその半分である。従って、ラチスの厚さが比較的小さいために、極めて平坦で軽量なリフレクタを実現することが可能になる。
【００４５】
この金属のグリッドによって位相シフト機能を放射機能から分離して、アンテナの配置に関する規則から独立させることによって動的カップリング係数を制御可能にし、映像ローブやマジシティーローブ（ｍａｇｉｃｉｔｙ ｌｏｂｅ）のような寄生放射ローブを相殺することができる。
【００４６】
さらに、特に貫通孔と接続された金属のラチスは、大きな熱交換面積のために、リフレクタの回路と外部との間の優れた熱交換が可能になる。従って、リフレクタの信頼性が向上する。
【００４７】
本発明に基づく動的リフレクタアレイは、多くの種類のアンテナに使用することができる。特に、重量が小さいことから宇宙通信用アンテナ、あるいは、コストが安いことから気象レーダのアンテナに使用することが可能である。最後に、高い位置精度と小さな２次ローブを必要とするリフレクタを有する全ての形式のアンテナに使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、直線軸Ｏｘ，ｙ，ｚにおける動的マイクロ波リフレクタを有する電子スキャニングアンテナの一例を示す。
【図２】図２は、本発明による例示的動的リフレクトアレイの前面の一部を示す。
【図３】本発明によるリフレクタの一部の断面図である。
【図４】図４は、本発明による基本セルの第１の例示的実施形態を示す。
【図５】図５は、前記基本セルに含まれる、半位相シフタの等価回線路を示すブロック図である。
【図６】図６は、セルの等価回線路を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明によるリフレクタの第２の例示的実施形態を示す。
【図８】図８は、前面にラチスが配設された、本発明によるリフレクタのもう一つの例示的実施形態を示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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