1次元および2次元フェイズド・アレイ動作をするアクティブ・アンテナ系の研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650431
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 野木 茂次 岡山大学, 工学部, 助教授 (10033250)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 香川 福有 新居浜工業高等専門学校, 電気工学科, 助手 (00259954) ; 佐薙 稔 岡山大学, 工学部, 助手 (80226026)
• Keywords: マイクロ波・ミリ波 / アクティブ・アンテナ / フェイズド・アレイ / 出力合成 / 相互同期

Research Abstract

アクティブ・アンテナのフェイズド・アレイにおいては、各アクティブ・アンテナ間を結合させて同相同期させることが基本となるので、まず2つのアクティブ・アンテナ間を空間電磁界により結合させるときの相互アドミタンスとアンテナ間距離および同期位相との関係を、電磁界解析と等価回路解析により求めた。対応する実験では、理論とよく一致する結果が得られることを確認し、さらに同相同期となるアンテナ間距離は要素数にはほぼ無関係であるということを見出した。また、アクティブ・アンテナ間をマイクロストリップ線路で結合するときには、中央に抵抗を配した1波長線路を用いることが有効であることを示した。
アクティブ・アンテナを双方向結合し、アンテナ要素の自励周波数により1次元および2次元フェイズド・アレイ動作の制御を行う方法については、まず等価回路に基づく解析により、両端以外の全ての要素アンテナの周波数は等しくし、両端のアンテナの周波数を反対方向に等量だけ変化させることにより隣接アンテナ間の位相差を最大90°まで変化させうることを示した。実験は空間電磁界結合の場合と線路結合の場合について行い、理論結果をほぼ確認すると共に、特に線路結合の2×2要素の2次元アレイにおいて放射ビーム方向の変化範囲がH面方向で25°、E方面方向で15°という結果を得た。
双方向結合1次元アレイの両端に位相の異なる注入信号を加えることによるフェイズド・アレイ動作については、解析により、希望の動作モード以外の不要モードが存在し、アレイ中央にも注入信号を加えることによって不要モードの抑制が可能となること、またPSK信号を注入信号とすることにより、PSK波を出力するフェイズド・アレイが得られうることを示した。対応する実験では理論結果を確認すると共に、要素数が5の場合にビーム変化範囲32°を得た。

Research Products

• [Publications] 景山正明,野木茂次,他: "注入同期された発振器結合系の周波数制御フェイズドアレイ動作" 電子情報通信学会技術研究報告. MW95. 31-36 (1995)
• [Publications] R.Ispir,S.Nogi,et al.: "Transmission Line Coupled Active Microstrip Antennas for Phased Arrays" 電子情報通信学会技術研究報告. MW95. 91-96 (1995)