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公開番号2025016366
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2024113308
出願日2024-07-16
発明の名称フェーズドアレイアンテナシステム
出願人日本無線株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01Q 15/02 20060101AFI20250124BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、放射ビームを電子走査するフェーズドアレイアンテナシステムにおいて、低コスト及び低消費電力を実現するとともに、特に低消費電力が望まれる衛星通信アンテナとして実現することを目的とする。
【解決手段】本開示は、複数のアンテナ素子1及び複数の電子移相器2を備えるフェーズドアレイアンテナAと、誘電体基板5に周期配置される導体構造体4を備え、フェーズドアレイアンテナAの正面に配置され、フェーズドアレイアンテナAの放射ビームを傾斜するビーム傾斜メタサーフェスBと、を備えるフェーズドアレイアンテナシステムSである。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
複数のアンテナ素子及び複数の電子移相器を備えるフェーズドアレイアンテナと、
誘電体基板に周期配置される導体構造体を備え、前記フェーズドアレイアンテナの正面に配置され、前記フェーズドアレイアンテナの放射ビームを傾斜するビーム傾斜メタサーフェスと、
を備えることを特徴とするフェーズドアレイアンテナシステム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記フェーズドアレイアンテナは、放射ビームを所定の角度範囲内で電子走査し、
前記ビーム傾斜メタサーフェスは、前記フェーズドアレイアンテナが前記所定の角度範囲内で電子走査した放射ビームを、所定の固定角度だけさらに傾斜する
ことを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
【請求項３】
前記フェーズドアレイアンテナ及び前記ビーム傾斜メタサーフェスは、前記フェーズドアレイアンテナ及び前記ビーム傾斜メタサーフェスの面内方向と垂直方向を回転軸方向として、前記フェーズドアレイアンテナ及び前記ビーム傾斜メタサーフェスのそれ自身を回転することにより、前記フェーズドアレイアンテナが前記所定の角度範囲内で電子走査した放射ビームを回転する
ことを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
【請求項４】
前記フェーズドアレイアンテナは、前記複数のアンテナ素子の間隔を前記フェーズドアレイアンテナの放射波長の０．５倍を超えて拡張するとともに、前記所定の角度範囲内で電子走査した放射ビームのグレーティングローブを抑圧する
ことを特徴とする、請求項２又は３に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
【請求項５】
誘電体基板に同心円配置される導体構造体を備え、前記フェーズドアレイアンテナの正面に配置されるとともに、前記フェーズドアレイアンテナと前記ビーム傾斜メタサーフェスとの間に配置され、前記フェーズドアレイアンテナの放射ビームを平面波変換する平面波変換メタサーフェス、をさらに備える
ことを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
【請求項６】
前記フェーズドアレイアンテナと前記平面波変換メタサーフェスとの間の距離と、前記平面波変換メタサーフェスと前記ビーム傾斜メタサーフェスとの間の距離とは、前記フェーズドアレイアンテナシステムの使用波長の１／４倍以上であるとともに、前記フェーズドアレイアンテナと前記ビーム傾斜メタサーフェスとの間の距離は、前記フェーズドアレイアンテナシステムの使用波長の２倍未満である
ことを特徴とする、請求項５に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。
【請求項７】
前記フェーズドアレイアンテナシステムは、衛星通信アンテナとして適用される
ことを特徴とする、請求項１又は５に記載のフェーズドアレイアンテナシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、放射ビームを電子走査するフェーズドアレイアンテナに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
放射ビームを電子走査するフェーズドアレイアンテナが、特許文献１に開示されている。特許文献１では、フェーズドアレイアンテナは、複数のアンテナ素子及び複数の電子移相器を備え、複数の電子移相器の設定値に応じて、放射ビームを電子走査する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２００９５０号公報
【非特許文献】
【０００４】
ＭｕｈａｍｍａｄＵ．Ａｆｚａｌ，ｅｔｃ．，“ＳｔｅｅｒｉｎｇｔｈｅＢｅａｍｏｆＭｅｄｉｕｍ－ｔｏ－ＨｉｇｈＧａｉｎＡｎｔｅｎｎａｓＵｓｉｎｇＮｅａｒ－ＦｉｅｌｄＰｈａｓｅＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ”，ＩＥＥＥＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮＡＮＴＥＮＮＡＳＡＮＤＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ，ＶＯＬ．６５，ＮＯ．４，ＡＰＲＩＬ２０１７．
ＭｕｈａｍｍａｄＵ．Ａｆｚａｌ，ｅｔｃ．，“ＡＬｏｗ－ＰｒｏｆｉｌｅＰｒｉｎｔｅｄＰｌａｎａｒＰｈａｓｅＣｏｒｒｅｃｔｉｎｇＳｕｒｆａｃｅｔｏＩｍｐｒｏｖｅＤｉｒｅｃｔｉｖｅＲａｄｉａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＢａｎｄＧａｐＲｅｓｏｎａｔｏｒＡｎｔｅｎｎａｓ”，ＩＥＥＥＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮＡＮＴＥＮＮＡＳＡＮＤＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ，ＶＯＬ．６４，ＮＯ．１，Ｊａｎｕａｒｙ２０１６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、フェーズドアレイアンテナは、アクティブ素子である複数の電子移相器を備え、複数の電子移相器の設定値に応じて、放射ビームを電子走査する。よって、特許文献１では、フェーズドアレイアンテナは、低コスト及び低消費電力を実現することができず、特に低消費電力が望まれる衛星通信アンテナとして実現することができない。
【０００６】
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、放射ビームを電子走査するフェーズドアレイアンテナシステムにおいて、低コスト及び低消費電力を実現するとともに、特に低消費電力が望まれる衛星通信アンテナとして実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、アクティブ素子である複数の電子移相器を備えるフェーズドアレイアンテナの正面において、パッシブ素子であるビーム傾斜メタサーフェスを配置する。
【０００８】
具体的には、本開示は、複数のアンテナ素子及び複数の電子移相器を備えるフェーズドアレイアンテナと、誘電体基板に周期配置される導体構造体を備え、前記フェーズドアレイアンテナの正面に配置され、前記フェーズドアレイアンテナの放射ビームを傾斜するビーム傾斜メタサーフェスと、を備えることを特徴とするフェーズドアレイアンテナシステムである。
【０００９】
この構成によれば、フェーズドアレイアンテナシステムにおいて、複数の電子移相器及びビーム傾斜メタサーフェスを併用して、低コスト及び低消費電力を実現することができる。
【００１０】
また、本開示は、前記フェーズドアレイアンテナは、放射ビームを所定の角度範囲内で電子走査し、前記ビーム傾斜メタサーフェスは、前記フェーズドアレイアンテナが前記所定の角度範囲内で電子走査した放射ビームを、所定の固定角度だけさらに傾斜することを特徴とするフェーズドアレイアンテナシステムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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