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

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650431
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 野木 茂次 岡山大学, 工学部, 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双方向結合アレイの両端に、位相の異なる注入信号を加えてフェイズド・アレイ動作を行わせる方法に対しては、3要素のアクティブ・パッチアンテナを用いた実験により、放射ビーム走査角として±15度を得ると共に、中央のアンテナにも位相0の信号を注入することにより、走査角を±30度に広げられることを示した。また、注入信号としてPSK信号を用いることによりフェイズド・アレイ出力をPSK変調する場合のシミュレーションを行い、位相立上りサイクル数は要素アンテナ数と共に増加するが、要素数5,Q_<ex>=20のときに170サイクルにとどまることを示した。
さらに、アレイ両端に注入信号を加える場合には、希望のフェイズドアレイ動作モード以外の不要モードが存在するが、アレイの一端のアクティブアンテナの自励発振周波数を他の要素アンテナの周波数から少しずらせることにより、不要モードを完全に抑制することができ、ビームを走査角を大きくすることができることを示した。
一方、アクティブアンテナの1次元および2次元アレイにおいて、周波数制御による精度のよいフェイズドアレイ動作を行わせるためには、アンテナ要素間の結合の一様性が必要であることを示した。さらに、このような条件を満たすアレイを実現するために、アンテナ要素間の空間電磁波による結合の非一様性を、抵抗を配したマイクロストリップ線路を用いた結合により補正する方法を提案し、4要素までの1次元アレイおよび3×3要素までの2次元アレイの実験により、ほぼ理論結果に一致するアクティブ・フェイズドアレイ動作が得られることを確認した。

Research Products

• [Publications] Ragip ISPIR,Shigeji NOGI et al.: "Transmission Line Coupled Active Microstrip Antennas for Phased Arrays" 1996 IEEE MTT-S Int.Microwave Symp.Digest. 2. 931-934 (1996)
• [Publications] 香川福有,野木茂次他: "注入信号により制御する1次元相互結合発振器系のフェーズドアレー動作" 電子情報通信学会論文誌(C-I). J79-C-I. 428-438 (1996)
• [Publications] 佐薙稔,野木茂次他: "注入信号と周波数で制御された能動フェーズドアレーアンテナ" 電子情報通信学会技術研究報告. MW96. 25-30 (1996)