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公開番号2025010783
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2023112992
出願日2023-07-10
発明の名称フェーズドアレーアンテナ装置
出願人国立大学法人京都大学
代理人弁理士法人楓国際特許事務所
主分類H01Q 3/36 20060101AFI20250116BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】移相器の移相幅に対する要件が緩和され、グレーティングローブが発生しない設計が容易であるフェーズドアレーアンテナ装置を提供する。
【解決手段】フェーズドアレーアンテナ装置は、信号を入力又は出力するための端子と、それぞれ、配列された複数のアンテナ素子と、アンテナ素子と端子との間を伝搬する信号を移相する複数の移相器と、を有する複数のサブアレーと、信号がアンテナ素子と端子との間を伝搬する間に移相器によって移相される移相量を制御する移相制御回路と、を備える。同じサブアレーに属するそれぞれのアンテナ素子と端子との間を伝搬する信号の移相量は、サブアレーが出射し又は受ける電波に応じた差を有する。信号の移相量は、信号の移相量の可変範囲内に含まれるようにサブアレー毎に別々に定められる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
信号を入力又は出力するための端子と、
それぞれ、配列された複数のアンテナ素子と、前記アンテナ素子と前記端子との間を伝搬する信号を移相する複数の移相器と、を有する複数のサブアレーと、
前記信号が前記アンテナ素子と前記端子との間を伝搬する間に前記移相器によって移相される移相量を制御する移相制御回路と、を備え、
同じ前記サブアレーに属するそれぞれの前記アンテナ素子と前記端子との間を伝搬する前記信号の移相量は、前記サブアレーが出射し又は受ける電波に応じた差を有し、
前記信号の移相量は、前記信号の移相量の可変範囲内に含まれるように前記サブアレー毎に別々に定められる、フェーズドアレーアンテナ装置。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記サブアレーは、それぞれ、
第１線路と、
前記第１線路の一端と前記アンテナ素子との間に接続された複数の第２線路と、を有し、
前記移相器は前記第２線路に挿入される、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナ素子は等間隔に配列され、
前記サブアレーは、それぞれ、
第１線路と、
前記第１線路から分岐し、前記アンテナ素子に接続された複数の第２線路と、を有し、
前記移相器は前記第１線路に挿入される、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナ素子を配列し、その位相を制御するフェーズドアレーアンテナ装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、様々なフェーズドアレーアンテナ装置が提案されている。特許文献１には、ビーム走査性能の改善を図ったフェーズドアレーアンテナ装置が開示されている。このフェーズドアレーアンテナ装置は、複数のアンテナ素子と、送信信号を分配し、受信信号を合成する分配合成回路と、アンテナ素子と分配合成回路との間で送信信号及び受信信号を移相する移相器とを備える。このフェーズドアレーアンテナ装置では、それぞれの移相器の移相シフト値に対する入力ＶＳＷＲを均一にすることで、分配合成回路からそれぞれの移相器に供給する送信信号の分配振幅値を設計値に一致させ、設計値通りのアンテナ性能を確保できる。
【０００３】
特許文献２には、アレーアンテナ等に使用するために、小型化及び位相の可変範囲の増加を図った移相器が開示されている。
【０００４】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、従来のフェーズドアレーアンテナ装置の動作例を示す概念図である。フェーズドアレーアンテナ装置は、信号を入力又は出力するための端子１１、複数のアンテナ素子２１、及び複数の移相器２２を備える。
【０００５】
以下、信号がアンテナ素子２１と端子１１との間を伝搬する間に移相器２２によって移相される移相量をφと表す。特に、信号がｎ番目のアンテナ素子（素子番号ｎのアンテナ素子）２１と端子１１との間を伝搬する間に移相器２２によって移相される移相量をφ
ｎ
と表す。
【０００６】
この動作例において、移相量φ
ｎ
は３０°×（ｎ－１）に等しい。これにより、フェーズドアレーアンテナ装置は、移相量φに応じた角度θの方向にビームを出射する。このように、移相量φは、それぞれのアンテナ素子２１からの電波の位相が角度θの方向で揃うように定められる。
【０００７】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、別の従来のフェーズドアレーアンテナ装置の動作例を示す概念図である。フェーズドアレーアンテナ装置は、信号を入力又は出力するための端子１１と、複数のアンテナ素子２１及び移相器２２を有するサブアレー１２とを備える。
【０００８】
以下、信号がｍ番目のサブアレー１２のｎ番目のアンテナ素子（素子番号ｍ，ｎのアンテナ素子）２１と端子１１との間を伝搬する間に移相器２２によって移相される移相量をφ
ｍ，ｎ
と表す。
【０００９】
この動作例において、移相量φ
ｍ，ｎ
は１２０°×（ｍ－１）に等しい。これにより、フェーズドアレーアンテナ装置は、移相量φに応じた角度θの方向にビームを出射する。このように、同じサブアレー１２に属するそれぞれのアンテナ素子２１の移相量φは等しい。このため、サブアレー１２の指向性が変化することはない。それぞれのサブアレー１２の移相量φは、それぞれのサブアレー１２からの電波の位相が角度θの方向で揃うように定められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開平９－３２６６２５号公報
特開２０１７－１２３５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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