特許 5672606 展開型フェーズドアレイアンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5672606

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月18日

(54)【発明の名称】展開型フェーズドアレイアンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/08 20060101AFI20150129BHJP

   H01Q 3/30 20060101ALI20150129BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20150129BHJP

【ＦＩ】

   H01Q1/08

   H01Q3/30

   H01Q21/06

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2011-54866(P2011-54866)

(22)【出願日】2011年3月12日

(65)【公開番号】特開2012-90253(P2012-90253A)

(43)【公開日】2012年5月10日

【審査請求日】2014年3月7日

(31)【優先権主張番号】特願2010-214436(P2010-214436)

(32)【優先日】2010年9月24日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】899000057

【氏名又は名称】学校法人日本大学

(74)【代理人】

【識別番号】100124257

【弁理士】

【氏名又は名称】生井 和平

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼野 忠

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 康行

【審査官】 米倉 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−０９０１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１３１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２２３５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−００８３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５４３０４５１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２５０２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０５９１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３３５１１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／０８

Ｈ０１Ｑ ３／３０

Ｈ０１Ｑ ２１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

収納時には折り畳め展開時には広げられる展開型フェーズドアレイアンテナであって、該展開型フェーズドアレイアンテナは、
所定の厚みを有し、少なくとも３枚以上配置される複数の基板と、
複数の基板上に配置される、フェーズドアレイアンテナ用の複数のアンテナ素子と、
複数の基板のうちの少なくとも１枚の基板の少なくとも一側面に設けられ、基板の板面に垂直な方向に略基板の厚みの倍数の突出量で基板から突出して延在する支持体と、
展開時に隣り合う基板の、基板の間又は基板と支持体との間を接続し、少なくとも１８０度の回転自由度を有するヒンジであって、支持体と組み合わせることで収納時に折り畳むと略基板１枚分の投影面積に折り畳めるように配置されるヒンジと、
展開時の複数の基板の板面に垂直な方向の高さが支持体の突出量により異なるためこの高さの違いにより生ずる位相誤差を、支持体の突出量に応じて位相補正する位相制御部と、
を具備することを特徴とする展開型フェーズドアレイアンテナ。

【請求項2】

請求項１に記載の展開型フェーズドアレイアンテナであって、さらに、基板の歪み及び／又は基板の板面に垂直な方向の高さの違いを検出可能な変動センサを具備し、前記位相制御部は、変動センサによる検出結果も用いて位相補正することを特徴とする展開型フェーズドアレイアンテナ。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の展開型フェーズドアレイアンテナにおいて、
中心の基板に対して一方側に隣り合う基板は、同一平面でヒンジを介して接続され、
他方側に隣り合う基板は、基板の厚み１枚分の突出量で中心の基板から突出して延在する支持体に設けられるヒンジを介して接続される、
ことを特徴とする展開型フェーズドアレイアンテナ。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３の何れかに記載の展開型フェーズドアレイアンテナにおいて、
中心の基板に対して一方側に隣り合う基板は、基板の厚み１枚分の突出量で中心の基板から突出して延在する支持体に設けられるヒンジを介して接続され、
他方側に隣り合う基板は、基板の厚み２枚分の突出量で中心の基板から突出して延在する支持体に設けられるヒンジを介して接続される、
ことを特徴とする展開型フェーズドアレイアンテナ。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４の何れかに記載の展開型フェーズドアレイアンテナにおいて、前記位相制御部は、素子位相ｄ・ｓｉｎθ（ｄ：アンテナ素子間、θ：放射ビーム角度）に対して、ｓ・ｃｏｓθ（ｓ：支持体の突出量に応じた基板間の段差）を加算してアンテナ素子の励振位相を調整して位相を制御することを特徴とする展開型フェーズドアレイアンテナ。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５の何れかに記載の展開型フェーズアレイアンテナであって、
さらに、基板から突出して延在する支持体とその基板に隣り合う基板との間に設けられ、基板の板面に垂直な方向に略基板の厚みの倍数の突出量で、隣り合う基板の裏面側から突出して延在する脇支持体を具備し、
前記ヒンジは、展開時に隣り合う基板と支持体との間を、脇支持体を介して接続することを特徴とする展開型フェーズドアレイアンテナ。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６の何れかに記載の展開型フェーズアレイアンテナにおいて、前記ヒンジは、基板の間又は基板と支持体との間にそれぞれ配置され、基板を簾折り可能なように構成されることを特徴とする展開型フェーズドアレイアンテナ。

【請求項8】

請求項１乃至請求項７の何れかに記載の展開型フェーズアレイアンテナにおいて、前記ヒンジは、基板の間又は基板と支持体との間にそれぞれ配置され、基板を九十九折り可能なように構成されることを特徴とする展開型フェーズドアレイアンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は展開型フェーズドアレイアンテナに関し、特に、収納時と展開時の投影面積比の高い展開型フェーズドアレイアンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

フェーズドアレイアンテナは、平面上に設けられるものであり、フェーズドアレイアンテナを展開型とした場合には、展開時に同一平面とするために種々の工夫が行われている。例えば特許文献１では、基板間を接続するヒンジとして、基板の厚みよりも大きいものを用いて、ヒンジの回転により基板が折り畳まれる例が開示されている。

【0003】

また、特許文献２では、複数の長方形の基板を伸展用ポールの間に回転機構を介して配置し、基板を回転させつつ伸展用ポールを伸ばして展開するアンテナが開示されている。

【0004】

さらに、特許文献３では、基板の結合を全体として渦巻型にすると共に、隣り合う結合部の折り曲げを山折りと谷折りで交互に繰り返す展開型構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−２２３５９７号公報

【特許文献2】特開２００２−３３５１１３号公報

【特許文献3】特開２０００−５０１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示の構造では、ヒンジが大型化して重量が増加したり、収納時にヒンジが側方に突き出たりするため、小型化の妨げになっていた。例えば人工衛星等に展開型アンテナを用いることを考えた場合、このような重量の増加や大型化の問題は無視できるものでは無かった。

【0007】

また、特許文献２に開示のものは、伸展用ポールを用いるため、装置が複雑化するものであった。また、１次元にしか展開できないため、収納時と展開時の投影面積比を大きくすることは難しかった。

【0008】

さらに、特許文献３に開示のものは、基板上にフェーズドアレイアンテナ用のアンテナ素子を配置したとしても、各基板の高さが異なるため、以下のような問題があった。即ち、各基板から放射されるマイクロ波の位相面をパネル全体として揃えることはできないため、望ましい放射特性が得られない等の問題があった。特許文献３では、このような問題を解決できる手法を何ら開示するものでは無かった。

【0009】

本発明は、斯かる実情に鑑み、収納時と展開時の投影面積比を高くでき、展開時に電気的に位相補正が可能な展開型フェーズドアレイアンテナを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による展開型フェーズドアレイアンテナは、所定の厚みを有し、少なくとも３枚以上配置される複数の基板と、複数の基板上に配置される、フェーズドアレイアンテナ用の複数のアンテナ素子と、複数の基板のうちの少なくとも１枚の基板の少なくとも一側面に設けられ、基板の板面に垂直な方向に基板の厚みの倍数の突出量で基板から突出して延在する支持体と、隣り合う基板の、基板の間又は基板と支持体の間を接続し、少なくとも１８０度の回転自由度を有するヒンジであって、支持体と組み合わせることで収納時に折り畳むと略基板１枚分の投影面積に折り畳めるように配置されるヒンジと、展開時の複数の基板の板面に垂直な方向の高さの違いにより生ずる位相誤差を、支持体の突出量に応じて位相補正する位相制御部と、を具備するものである。

【0011】

さらに、基板の歪み及び／又は基板の板面に垂直な方向の高さの違いを検出可能な変動センサを具備し、位相制御部は、変動センサによる検出結果も用いて位相補正するものであっても良い。

【0012】

また、中心の基板に対して一方側に隣り合う基板は、同一平面でヒンジを介して接続され、他方側に隣り合う基板は、基板の厚み１枚分の突出量で中心の基板から突出して延在する支持体に設けられるヒンジを介して接続されるものであれば良い。

【0013】

また、中心の基板に対して一方側に隣り合う基板は、基板の厚み１枚分の突出量で中心の基板から突出して延在する支持体に設けられるヒンジを介して接続され、他方側に隣り合う基板は、基板の厚み２枚分の突出量で中心の基板から突出して延在する支持体に設けられるヒンジを介して接続されるものであっても良い。

【0014】

また、位相制御部は、素子位相ｄ・ｓｉｎθ（ｄ：アンテナ素子間、θ：放射ビーム角度）に対して、ｓ・ｃｏｓθ（ｓ：支持体の突出量に応じた基板間の段差）を加算してアンテナ素子の励振位相を調整して位相を制御しても良い。

【0015】

さらに、基板から突出して延在する支持体とその基板に隣り合う基板との間に設けられ、基板の板面に垂直な方向に略基板の厚みの倍数の突出量で、隣り合う基板の裏面側から突出して延在する脇支持体を具備し、ヒンジは、展開時に隣り合う基板と支持体との間を、脇支持体を介して接続しても良い。

【0016】

また、ヒンジは、基板の間又は基板と支持体との間にそれぞれ配置され、基板を簾折り可能なように構成されても良い。

【0017】

また、ヒンジは、基板の間又は基板と支持体との間にそれぞれ配置され、基板を九十九折り可能なように構成されても良い。

【発明の効果】

【0018】

本発明の展開型フェーズドアレイアンテナには、収納時と展開時の投影面積比を高くでき、展開時に電気的に位相補正が可能であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの構成を説明するための概略斜視図である。

【図2】図２は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの最小構成を説明するための概略図である。

【図3】図３は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナのアンテナ素子の電気的な概念を説明するための概略構成図である。

【図4】図４は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の基板の動きを順に説明するための概略斜視図である。

【図5】図５は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の基板の動きを順に説明するための概略斜視図である。

【図6】図６は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の基板の動きを順に説明するための概略斜視図である。

【図7】図７は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の基板の動きを順に説明するための概略斜視図である。

【図8】図８は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の基板の動きを順に説明するための概略斜視図である。

【図9】図９は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の基板の動きを順に説明するための概略斜視図である。

【図10】図１０は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の基板の動きを順に説明するための概略斜視図である。

【図11】図１１は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の基板の動きを順に説明するための概略斜視図である。

【図12】図１２は、図１に示される本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの展開時の側面図である。

【図13】図１３は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の側面図である。

【図14】図１４は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの他の構成を説明するための側面図である。

【図15】図１５は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナのビーム走査における段差の補正について説明するための図である。

【図16】図１６は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの谷折りのみ可能な構成を説明するための側面図である。

【図17】図１７は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの簾折り構造を説明するための側面図である。

【図18】図１８は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの九十九折り構造を説明するための側面図である。

【図19】図１９は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの九十九折り構造の他の例を説明するための側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの構成を説明するための概略斜視図である。なお、図示例では３×３枚の基板により放射面を形成した例を示している。また、図２は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの最小構成を説明するための概略図であり、図２（ａ）が斜視図、図２（ｂ）が側面図である。図示の通り、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナは、基板１０と、アンテナ素子２０と、支持体３０と、ヒンジ４０と、位相制御部５０とから主に構成されている。

【0021】

基板１０は、所定の厚みを有するものであり、少なくとも３枚以上配置されるものである。例えば、基板１０は通常のプリント配線基板であれば良い。

【0022】

アンテナ素子２０は、複数の基板１０上に配置されるものであり、フェーズドアレイアンテナ用のものである。アンテナ素子２０は、基板１０毎に１つ配置されるものであっても良いし、各基板１０に複数のアンテナ素子２０が配置されるものであっても良い。例えば、基板１０が３枚の場合には、アンテナ素子２０は基板１０毎に１つ配置されるように１次元配置されても良いし、複数のアンテナ素子２０を２次元配置しても良い。

【0023】

図３は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナのアンテナ素子の電気的な概念を説明するための概略構成図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、アンテナ素子２０は、フェーズドアレイアンテナ用のものであるため、各アンテナ素子の電力合成時に、可変位相器２１が挿入される。また、アンテナ素子２０の種類としては特に限定されることなく、プリントアンテナやパッチアンテナ、ヘリカルアンテナ、ラジアルラインスロットアンテナ等、種々のものが適用可能である。アンテナ素子２０は、基板１０上に例えばエッチング等により銅薄膜等でパターンニングされるものである。なお、図１では、アンテナ素子２０のパターンの図示は省略した。

【0024】

支持体３０は、基板１０の一側面に設けられるものである。図示の通り、支持体３０は、基板１０の板面に垂直な方向に基板１０の厚み分の突出量で基板１０から突出して延在するものである。支持体３０の突出量については、後に詳説するが、概ね基板の厚みの倍数の突出量となるように個々に決定されれば良い。また、支持体３０は、基板１０の側面に固定可能なものであれば、その材質は特に限定されるものではなく、ヒンジ４０が固定可能であり、基板の展開・収納時における支持体３０への負荷に耐え得るものであれば良い。

【0025】

ヒンジ４０は、例えば図２に示されるように、隣り合う基板１０ａ，１０ｂの間（４０ａ）又は基板１０ａと支持体３０の間（４０ｂ）を接続するものである。ヒンジ４０は、少なくとも１８０度の回転自由度を有するものである。ヒンジ４０ａ，４０ｂと支持体３０を組み合わせることで、収納時に折り畳むと略基板１枚分の投影面積に折り畳めるようにヒンジが配置される。より具体的には、例えば、図２に示されるように、３枚の基板が１次元配置される場合、中心の基板１０ａに対して右側に隣り合う基板１０ｂは同一平面でヒンジ４０ａを介して接続されている。また、左側に隣り合う基板１０ｃは、基板の厚み１枚分の突出量で中心の基板１０ａから突出して延在する支持体３０に設けられるヒンジ４０ｂを介して接続されている。即ち、基板１０ａ，１０ｂは同一の高さに配置されるが、基板１０ｃは基板の厚み分、支持体３０により持ち上げられて配置されている。このように構成されることで、基板１０ｂをヒンジ４０ａを軸に１８０度回転させると基板１０ａ，１０ｂは略隙間なく揃って積層される。さらに基板１０ｃをヒンジ４０ｂを軸に１８０度回転させると、基板１０ｂの裏面の上に基板１０ｃが揃って積層される。これにより、略基板１枚分の投影面積に折り畳めるようになる。

【0026】

図４乃至図１３を用いて、３×３枚の基板構成の場合の本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の基板の動きを説明する。図４乃至図１３は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の基板の動きを順に説明するための概略斜視図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図１の状態から、まず図４に示されるように、基板１０ｂがヒンジ４０ａを軸に回転され、基板１０ａ，１０ｂが積層される。次に、図５に示されるように、基板１０ｃがヒンジ４０ｂを軸に回転され基板１０ｂの上に積層される。このとき、基板１０は支持体３０により基板の厚み分高く配置されているため、基板１０ａ，１０ｂ，１０ｃは略隙間なく揃って積層される。同様に、図６に示されるように、基板１１ｃがヒンジ４１ｂを軸に回転され基板１１ａの下に積層される。また、図７に示されるように、基板１１ｂがヒンジ４１ａを軸に回転され基板１１ｃの下に積層される。このとき、基板１１ｂは支持体３１により基板の厚み１枚分低く配置されているため、基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃは略隙間なく揃って積層される。

【0027】

さらに、図８に示されるように、積層された基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃがヒンジ４３を軸に回転され、積層された基板１０ａ，１０ｂ，１０ｃの上に積層される。このとき、積層された基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃは支持体３３により基板の厚み１枚分高く配置されている。図１２を用いてより具体的に説明する。図１２は、図１に示される本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの展開時の側面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、支持体３３は、基板１０ａに設けられており、基板１０ａから基板の厚み２枚分延在し、そこにヒンジ４３が接続されている。即ち、基板１０ａの上には基板１０ｂと基板１０ｃの２枚が積層されるため、基板１０ｃの裏面と基板１１ａの表面との高さが等しくなるように構成するためには、基板の２枚分の高さを支持体３３で突出させれば良い。これにより、基板１０ｃの上に、基板１１ａが略隙間なく揃って積層される。このように、支持体の突出量は、概ね基板の厚みの倍数で決定されれば良い。

【0028】

同様に、図９及び図１０に示されるように、基板１２ａ，１２ｂ，１２ｃが、支持体３２に設けられるヒンジ４２ａやヒンジ４２ｂを軸に回転され積層される。図１２に示されるように、基板１０ａに設けられた支持体３４は、基板の厚み５枚分高く延在している。これは、基板１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの厚みに対応するものである。これにより、図１０に示される状態では、基板１１ｂと基板１２ａの高さが等しくなるように構成される。そして、最後に図１１に示されるように、積層された基板１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの上に、積層された基板１２ａ，１２ｂ，１２ｃがヒンジ４４を軸に回転され、すべての基板が積層される。

【0029】

図１３に、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの収納時の側面図を示す。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、基板１０は略隙間なく積層され、また、支持体の部分で多少の凹凸はあるものの、略基板１枚分の投影面積に折り畳める。なお、図示例では、基板の上下に若干の隙間が示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。この隙間は、ヒンジ４０の固定板を基板１０の表面上にそのまま設置したことにより、ヒンジの固定板の厚み分だけ隙間が生じたものである。しかしながら、例えば基板１０のヒンジ４０の固定板を配置する位置に、凹部を設けて固定板が凹部に嵌合するように構成した場合等には、基板間には完全に隙間なく基板が積層可能となる。さらに、図示例では、完全に同一の大きさの９枚の正方形状の基板を用いた例を示したため、基板側面に設けられる支持体の分だけ側部に凹凸ができたが、本発明はこれに限定されず、例えば支持体が設けられたり支持体が側面近傍に配置される基板の大きさを支持体の厚み分だけ小さくすることで、完全に揃って積層させることも可能である。

【0030】

図１４に、ヒンジの固定板の位置を変えて固定板の厚みによる基板の隙間の影響を低減させた例を示す。図１４は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの他の構成を説明するための側面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図２（ｂ）に示される例では、展開時において、ヒンジ４０ａの固定板は１８０度まで開いた状態であり、ヒンジ４０ｂの固定板は２７０度まで開いた状態である。収納時には、ヒンジ４０ａの固定板は０度まで閉じ、ヒンジ４０ｂの固定板は９０度まで閉じた状態となる。このため、ヒンジ４０ａの固定板の厚みが基板１０ａ，１０ｂ間に介在するため、隙間が生じていた。しかしながら、図１４に示される例では、基板１０ａ，１０ｂ間にも基板の厚み１枚分突出する支持体３７が設けられ、支持体３７に接続されるヒンジ４７は、展開時に２７０度まで開いた状態であり、収納時に９０度まで閉じた状態となる。そして、基板１０ａ，１０ｃ間に設けられる支持体３８は、基板の厚み２枚分突出するものであり、これに接続されるヒンジ４８も、展開時に２７０度まで開いた状態であり、収納時に９０度まで閉じた状態となる。このように構成されることにより、収納時には基板間にヒンジの固定板が介在しないため、基板間にヒンジによる隙間は生じなくなる。これにより収納時の高さをより低く構成することも可能である。

【0031】

さて、このような展開構造に対して、フェーズドアレイアンテナ用のアンテナ素子を配置した場合には、そのままでは各基板の高さが異なるため、各基板から放射されるマイクロ波の位相面をパネル全体として揃えることはできない。したがって、望ましい放射特性が得られない。しかしながら、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナでは、以下に説明する位相制御部５０を用いて高さの違いによる位相誤差を補正することで、望ましい放射特性のフェーズドアレイアンテナを実現可能である。

【0032】

位相制御部５０は、展開時の複数の基板１０の板面に垂直な方向の高さの違いにより生ずる位相誤差を、支持体３０の突出量に応じて位相補正するものである。図３に示されるように、位相制御部５０は、例えばアンテナ素子２０に接続される可変位相器２１を制御するものであり、アンテナ素子２０が配置された基板１０の高さに応じて、アンテナ素子２０毎に位相補正可能なものであれば良い。即ち、基板１０の高さは、支持体３０の突出量に対応するものであるため、予め設定した補正値に応じて可変位相器２１が補正されれば良い。したがって、非常に簡単に補正値を求めることが可能であり、位相誤差を容易に補正可能である。例えば、展開時の側面図である図１２を参照して高さについて説明すると、例えば基板１０ａを基準とすると、基板１０ｂは同一平面内にあるため補正の必要はない。基板１０ｃは、支持体３０により基板の厚みの１枚分の高さの違いが生じているため、位相制御部５０では、基板１０ａに配置されるアンテナ素子と比べて、基板の厚み１枚分に応じた位相誤差を補正すれば良い。同様に、例えば基板１２ａや基板１２ｃは、基板の厚み５枚分の高さの違いが支持体３４により生じているため、基板の厚み５枚分に応じた位相誤差を位相制御部５０にて補正すれば良い。このように、基板の高さは予め既知のものとなるため、予め補正量を位相制御部５０で記憶しておけば、簡単に補正可能となる。なお、展開する基板が多い場合、位相補正量が３６０度を越す場合も起こり得る。この場合、３６０度の整数倍だけ差し引いて位相補正を行えば良い。

【0033】

さらに、基板１０の歪や基板の板面に垂直な方向の高さの違いを検出可能な変動センサを別途設けても良い。これにより位相制御部５０は、変動センサによる検出結果も用いて位相補正することも可能となる。即ち、変動や高さ誤差に対してアクティブに位相補正することも可能となる。

【0034】

フェーズドアレイアンテナでは、アンテナ素子への給電位相を変えることでビームを走査することが行われる。図１５は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナのビーム走査における段差の補正について説明するための図である。図中、ｄがアンテナ素子間を表し、ｓが基板間の段差を表している。また、θは放射ビーム角度を表している。一般的に各素子に対する位相量（素子位相：Ａ_１Ｂ_１）は、ｄ・ｓｉｎθとなる。しかしながら、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナでは、基板間に段差があるため、これによる励振位相（Ａ_２Ｂ_２）はｓ・ｃｏｓθとなり、これを補正することになる。即ち、ｓ・ｃｏｓθをｄ・ｓｉｎθにさらに加算して、アンテナ素子の励振位相を調整して位相を制御し、放射ビーム角度をθだけ走査することが可能となる。

【0035】

このように、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナによれば、複雑な構造はいらないため重量の増加も少なく、収納時と展開時の投影面積比を大きくすることが可能となる。また電気的に位相補正が可能なため、瞬時に補正可能である。また、小型軽量化、さらには補正により信頼性も向上可能であるため、衛星搭載用としての利用にも向いている。例えば小型衛星に大型アンテナを搭載する場合等に、特に有利となる。

【0036】

さらに、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナは、任意に位相補正可能であるため、例えば完全に基板を展開せずに、一部を所定の角度までしか展開せずに運用することも可能である。これにより、機械的に一部のアンテナの指向性を変えることも可能である。

【0037】

次に、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの他の例について説明する。例えば、図１に示したような構造の場合、隣り合う基板が山折りされる構造、即ち、基板の裏面側にヒンジが設けられる部分を有している。なお、ここで、本明細書中で山折りや谷折りについては、基板のアンテナ素子が設けられる側から見て凸になる折り方を山折りと、凹になる折り方を谷折りという。この場合、展開型フェーズドアレイアンテナが設置される状態によっては、山折りされる基板が設置部分に接触する可能性がある。即ち、例えば人工衛星に展開型フェーズドアレイアンテナを搭載する場合には、衛星に接触する可能性がある。このような問題は、例えば展開するときに開く基板の順番や収納するときに折り畳む基板の順番を制御することで回避可能である。例えば、収納時において、図８から図９の状態に折り畳もうとすると、基板１２ｃが山折りとなる。したがって、まず基板１２ａ，１２ｂ，１２ｃを折り畳む前に、基板１２ａを基板１１ｂ側に谷折りにした後に、基板１２ｃ及び基板１２ｂを谷折りすれば良い。即ち、中心の基板に対して両側の基板が谷折り可能なタイミングで基板を展開・収納すれば良い。

【0038】

また、谷折りのみ可能なように予めヒンジ周辺を構成することも可能である。図１６は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの谷折りのみ可能な構成を説明するための側面図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図１６は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの展開途中の側面図である。図示の通り、この例では、脇支持体６０ａ，６０ｂを有している点がこれまでの例と異なる点である。脇支持体６０ａ（６０ｂも同様）は、基板１０ａから突出して延在する支持体３３とその基板１０ａに隣り合う基板１２ｃとの間に設けられるものである。また、脇支持体６０ａは、基板１２ｃの板面に垂直な方向に略基板の厚みの倍数の突出量で、隣り合う基板１２ｃの裏面側から突出して延在するものである。図示例では、脇支持体６０ａは基板３枚分の突出量で延在している。同様に、脇支持体６０ｂも、基板１２ｂの裏面側から基板３枚分の突出量で延在している。このように設けられた脇支持体６０ａを介して、ヒンジ４４は、展開時に隣り合う基板１２ｃと支持体３４との間を接続している。即ち、ヒンジ４４の位置が基板１２ａ，１２ｂ，１２ｃに対して上側に位置するように構成されている。

【0039】

このように構成されることで、収納時に基板１１ａは、基板１０ｃの表面側の上に配置される。そして、基板１２ａは基板１１ｂの裏面側の上に配置される。そして、展開時には、まず、基板１２ａ，１２ｂ，１２ｃが上側に展開される。このときに脇支持体６０ａは、基板１２ｃに固定されているため、基板１２ｃの上側に配置される基板１２ａ，１２ｂは、上側にのみ展開可能（谷折り）となる。したがって、基板が装置設置部分に接触することはない。同様に、基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃが上側に展開される（図１６に示される状態）。このときに脇支持体６０ｂは基板１１ｂに固定されているため、基板１１ｃの上側に配置される基板１１ａ，１１ｃは、上側にのみ展開可能（谷折り）となるので、接触は防止可能である。

【0040】

次に、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの基板の折り畳み方の他の例について説明する。図１７は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの簾折り構造を説明するための側面図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示例では、破線が収納時の状態又は展開中の状態を表し、実線が展開された状態を表している。なお、３枚の基板１０ａ，１０ｂ，１０ｃのみを示しているが、これを１単位として例えば図１３等に示されるような、９枚の基板を用いた構成も可能である。この例では、ヒンジ４０ａ，４０ｂが、基板１０ａ，１０ｂの間、及び基板１０ａと支持体３０との間に配置され、基板を簾折り可能なように構成されている。即ち、基板１０ｂは谷折りで基板１０ａの上に折り畳まれ、基板１０ａは谷折りで基板１０ｃの上に折り畳まれるように構成されている。このように、同一の方向に巻いていくように基板が折り畳まれるものである。

【0041】

さらに、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの基板の折り畳み方のさらに別の例について説明する。図１８は、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナの九十九折り構造を説明するための側面図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表しており、破線が収納時の状態又は展開中の状態を表し、実線が展開された状態を表している。この例では、ヒンジ４０ａ，４０ｂが、基板１０ａ，１０ｂの間、及び基板１０ａ，１０ｃの間に配置され、基板を九十九折り可能なように構成されている。即ち、まず基板１０ａ，１０ｂが折り畳まれる前に、ヒンジ４０ｂを軸に谷折りで基板１０ｃの上に基板１０ａが折り畳まれる。そして、ヒンジ４０ａを軸に、基板１０ｂを谷折りで基板１０ａの上に折り畳まれる。このように、基板が順に表裏表裏となるように基板が折り畳まれるものである。そして、図１９に示されるように、基板１０ｂに支持体３０が配置され、基板１０ｄと支持体３０との間にヒンジ４０ｃが配置されるようにしても良い。この例は、基板１０ｂを中心に、基板１０ａ，１０ｃが九十九折りされると共に、その上に基板１０ｄ，１０ｃが九十九折りされる構造である。

【0042】

なお、本発明の展開型フェーズドアレイアンテナは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0043】

１０，１１，１２ 基板
２０ アンテナ素子
２１ 可変位相器
３０，３１，３２，３３，３４，３６，３７，３８，３９ 支持体
４０，４１，４２，４３，４４，４６，４７，４８，４９ ヒンジ
５０ 位相制御部
６０，６１，６２ 脇支持体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】