特表 2021-521560 ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2021-521560(P2021-521560A)

(43)【公表日】2021年8月26日

(54)【発明の名称】ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/10 20200101AFI20210730BHJP

   H01Q 3/30 20060101ALI20210730BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20210730BHJP

   H01Q 13/22 20060101ALI20210730BHJP

【ＦＩ】

   G06F17/50 680Z

   H01Q3/30

   H01Q21/06

   H01Q13/22

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-563448(P2020-563448)

(86)(22)【出願日】2018年12月28日

(85)【翻訳文提出日】2020年11月11日

(86)【国際出願番号】CN2018124555

(87)【国際公開番号】WO2019214256

(87)【国際公開日】20191114

(31)【優先権主張番号】201810431836.5

(32)【優先日】2018年5月8日

(33)【優先権主張国】CN

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT

(71)【出願人】

【識別番号】519461336

【氏名又は名称】クアンチー インスティテュート オブ アドヴァンスト テクノロジー

【氏名又は名称原語表記】ＫＵＡＮＧ−ＣＨＩ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】特許業務法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リウ，ルオペン

(72)【発明者】

【氏名】ジャオ，ジーヤ

(72)【発明者】

【氏名】ティエン，フア

(72)【発明者】

【氏名】ディン，イー

【テーマコード（参考）】

5B046

5J021

5J045

【Ｆターム（参考）】

5B046AA07

5J021AA05

5J021AA07

5J021AA09

5J021AB05

5J021CA02

5J021DB03

5J021FA13

5J021GA01

5J021JA10

5J045AA05

5J045DA04

5J045FA02

5J045HA01

(57)【要約】

発明は、ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法及び装置を開示している。該設計方法は、直接測定によりシングルスロットの散乱パラメータを得、操作性が高く、シミュレーションソフトウェアに依存することなくビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンを計算可能にするとともに、ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンを重み付け計算可能にし、スロット単位の形態、スロット単位の組み合わせ及び配列方式などを含むキー情報をグローバルに最適化することができ、アンテナ設計においてスロット単位の選択、配列、組み合わせ、間隔などの面への最適化を大幅に節約して、スロット単位の構造形式の設計に焦点を当てて、また、さらにビーム指向偏向要求に基づいて、各スロット単位に対応するオン／オフ状態のビーム制御コードを計算し、ビーム指向の制御に指導を提供し、ビームの迅速なフォーミング及び切り替えを実現する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のスロット単位を含むビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法であって、
測定によりシングルスロット単位に対応するシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得するとともに、スロットレス導波路の伝送行列を取得し、前記シングルスロット導波路の散乱パラメータ行列及び前記スロットレス導波路の伝送行列に基づいてシングルスロット単位の等価伝送行列を取得するステップＳ１と、
前記複数のスロット単位の配列及び組み合わせ方式と、各スロットのオン又はオフ状態を示すビーム指向制御コードとを取得するとともに、前記配列及び組み合わせ方式、前記ビーム指向制御コード、及び前記シングルスロット単位の等価散乱パラメータ行列に基づいて、前記ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式を取得するステップＳ２と、
左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得するとともに、前記左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、前記右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン及び前記ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式に基づいて前記ビーム指向調整可能なアンテナの合成指向性パターンを取得するステップＳ３とを含むことを特徴とするビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法。

【請求項2】

ステップＳ１で測定によりシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得することは、
シングルスロット導波路に両端ポートテストを行うことにより前記シングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得することを含むことを特徴とする請求項１に記載のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法。

【請求項3】

ステップＳ２における前記スロット単位の配列及び組み合わせ方式は、各スロットの間隔、スロット単位の形態及びそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法。

【請求項4】

ステップＳ１でスロットレス導波路の伝送行列を取得することは、
スロットレス導波路の等価伝送線路モデルを取得することと、
前記スロットレス導波路の等価伝送線路モデル及び伝送線路行列理論に基づいて計算して、前記スロットレス導波路の伝送行列を取得することと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法。

【請求項5】

ステップＳ３は、
前記ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列に基づいて前記シングルスロット単位の等価入力、出力割合を得ることと、
測定により左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得することと、
前記左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、前記右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、及び前記シングルスロット単位の両端ポートの等価入力割合に基づいて前記合成指向性パターンを得ることと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法。

【請求項6】

前記ビーム指向調整可能なアンテナは１次元又は２次元アレイ構造であることを特徴とする請求項１に記載のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法。

【請求項7】

順に接続されている、
測定によりシングルスロット単位に対応するシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得するとともに、スロットレス導波路の伝送行列を取得し、前記シングルスロット導波路の総伝送行列及び前記スロットレス導波路の伝送行列に基づいてスロット単位の等価伝送行列を取得するためのスロット伝送行列取得モジュールと、
複数の前記スロット単位の配列及び組み合わせ方式と、各スロットのオン又はオフ状態を示すビーム指向制御コードとを取得するとともに、前記配列及び組み合わせ方式、前記ビーム指向制御コード、及び前記シングルスロット単位の等価散乱パラメータ行列に基づいて、ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式を取得するためのアンテナ伝送行列取得モジュールと、
左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得するとともに、前記左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、前記右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、ビーム指向制御コード及び前記ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式に基づいて前記ビーム指向調整可能なアンテナの合成指向性パターンを取得するためのアンテナ指向性パターン生成モジュールと、を含むことを特徴とするビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算装置。

【請求項8】

前記スロット伝送行列取得モジュールは、
シングルスロット導波路に両端ポートテストを行うことにより前記シングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得するためのシングルスロット導波路測定サブモジュールを含むことを特徴とする請求項７に記載のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算装置。

【請求項9】

前記スロット伝送行列取得モジュールは順に接続されている、
スロットレス導波路の等価伝送線路モデルを取得するためのスロットレス導波路伝送モデル取得サブモジュールと、
前記スロットレス導波路の等価伝送線路モデル及び伝送線路行列理論に基づいて計算して、前記スロットレス導波路の伝送行列を取得するためのスロットレス導波路伝送行列取得サブモジュールと、を含むことを特徴とする請求項７に記載のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算装置。

【請求項10】

前記アンテナ指向性パターン生成モジュールは順に接続されている、
前記ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列に基づいて前記シングルスロット単位の等価入力、出力割合を得るためのスロット単位等価入力割合取得サブモジュールと、
測定により左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得するためのシングルスロット導波路指向性パターン取得サブモジュールと、
前記左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、前記右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、及び前記シングルスロット単位の両端ポートの等価入力割合に基づいて前記合成指向性パターンを得るためのアンテナ指向性パターン生成サブモジュールと、を含むことを特徴とする請求項７に記載のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナ技術分野に関し、具体的には、ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

導波管に基づくビーム指向調整可能なアンテナ（漏れ波アンテナ）は、そのコストが低く、耐用年数が長く、かつ低背型、全遮蔽などの利点を有して内部の複雑な散乱を解消する。ビーム指向調整可能なアンテナを設計する重要な要素は、スロット単位、スロット間隔、スロット配列、スロットオン／オフ制御などを含む。動作周波数帯域内の特定ビーム指向の精確な制御及び低サイドローブ制御を実現するには、上記各重要な要素を連動して最適化する必要がある。

【0003】

従来の規則的なスロットのビーム指向調整可能なアンテナの設計方法は成熟しており、スロット寸法、間隔などの要素はその形成されるアンテナパターンに関連しており、形式は直観的である。しかし、オン／オフ機能を持たず、ビーム指向偏向を実現することができない。

【0004】

ランダムスロットのビーム指向調整可能なアンテナの設計方法は、シミュレーションソフトウェアへの依存性が大きく、グローバル最適化にかかる時間が長く、エンジニアリング適用に不利である。

【0005】

ビーム可変システムについては、一般的にフェーズドアレイ原理を参考にし、アレイは同じであるが、そのビーム制御は各アレイを正確に位相調整することによって実現され、マルチスロット単位のビーム指向調整可能なアンテナと比べ、制御メカニズムが異なり、ビーム指向調整可能なアンテナについては、各スロット単位のオン又はオフを制御しにくい。

【0006】

ビーム指向偏向を実現することができず、シミュレーションソフトウェアへの依存性が大きく、フェーズドアレイ原理がスロット単位へのオン又はオフを制御しにくいという従来技術の問題に対して、有効な解決策が提案されていない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、ビーム指向偏向を実現することができず、シミュレーションソフトウェアへの依存性が大きく、フェーズドアレイ原理がスロット単位へのオン又はオフを制御しにくいという従来技術の問題に対して、シミュレーションソフトウェアを依存することなく、ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンを重み付け計算可能にするとともに、各キーパラメータをグローバル最適化して、ビームの高速切り替えを実現することができるビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法及び装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の技術的手段は、次のように達成される。

【0009】

本発明の一態様によれば、複数のスロット単位を含むビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法を提供し、ステップＳ１、Ｓ２及びＳ３を含み、
Ｓ１、測定によりシングルスロット単位に対応するシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得するとともに、スロットレス導波路の伝送行列を取得し、シングルスロット導波路の散乱パラメータ行列及びスロットレス導波路の伝送行列に基づいてシングルスロット単位の等価伝送行列を取得するステップ、
Ｓ２、複数種のスロット単位の配列及び組み合わせ方式と、各スロットのオン又はオフ状態を示すビーム指向制御コードとを取得するとともに、配列及び組み合わせ方式、ビーム指向制御コード、及びシングルスロット単位の等価散乱パラメータ行列に基づいて、ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式を取得するステップ、
Ｓ３、左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得するとともに、左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン及びビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式に基づいてビーム指向調整可能なアンテナの合成指向性パターンを取得するステップ。

【0010】

本発明の一実施例によれば、ステップＳ１で測定によりシングルスロット導波路の総散乱パラメータを取得することは、シングルスロット導波路に両端ポートテストを行うことによりシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得することを含む。

【0011】

本発明の一実施例によれば、ステップＳ２におけるスロット単位の配列及び組み合わせ方式は、各スロットの間隔、スロット単位の形態及びそれらの組み合わせを含む。

【0012】

本発明の一実施例によれば、ステップＳ１ではスロットレス導波路の伝送行列を取得することは、スロットレス導波路の等価伝送線路モデルを取得することと、スロットレス導波路の等価伝送線路モデル及び伝送線路行列理論に基づいて計算して、スロットレス導波路の伝送行列を取得することとを含む。

【0013】

本発明の一実施例によれば、ステップＳ３は、ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列に基づいてシングルスロット単位の等価入力、出力割合を得ることと、測定により左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得することと、左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、及びシングルスロット単位の両端ポートの等価入力割合に基づいて合成指向性パターンを得ることとを含む。

【0014】

本発明の一実施例によれば、ビーム指向調整可能なアンテナは１次元又は２次元アレイ構造である。

【0015】

本発明の他の態様によれば、ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算装置を提供し、順に接続されている、
測定によりシングルスロット単位に対応するシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得するとともに、スロットレス導波路の伝送行列を取得し、シングルスロット導波路の総伝送行列及びスロットレス導波路の伝送行列に基づいてスロット単位の等価伝送行列を取得するためのスロット伝送行列取得モジュールと、
複数種のスロット単位の配列及び組み合わせ方式と、各スロットのオン又はオフ状態を示すビーム指向制御コードとを取得するとともに、配列及び組み合わせ方式、ビーム指向制御コード、及びシングルスロット単位の等価散乱パラメータ行列に基づいて、ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式を取得するためのアンテナ伝送行列取得モジュールと、
左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得するとともに、左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、ビーム指向制御コード及びビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式に基づいてビーム指向調整可能なアンテナの合成指向性パターンを取得するためのアンテナ指向性パターン生成モジュールとを含む。

【0016】

本発明の一実施例によれば、スロット伝送行列取得モジュールは、シングルスロット導波路に両端ポートテストを行うことによりシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得するためのシングルスロット導波路測定サブモジュールを含む。

【0017】

本発明の一実施例によれば、スロット伝送行列取得モジュールは順に接続されている、スロットレス導波路の等価伝送線路モデルを取得するためのスロットレス導波路伝送モデル取得サブモジュールと、スロットレス導波路の等価伝送線路モデル及び伝送線路行列理論に基づいて計算して、スロットレス導波路の伝送行列を取得するためのスロットレス導波路伝送行列取得サブモジュールとを含む。

【0018】

本発明の一実施例によれば、アンテナ指向性パターン生成モジュールは順に接続されている、ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列に基づいてシングルスロット単位の等価入力、出力割合を得るためのスロット単位等価入力割合取得サブモジュールと、測定により左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得するためのシングルスロット導波路指向性パターン取得サブモジュールと、左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、及びシングルスロット単位の両端ポーロの等価入力割合に基づいて合成指向性パターンを得るためのアンテナ指向性パターン生成サブモジュールと、を含む。

【発明の効果】

【0019】

本発明は、直接測定によりシングルスロットの散乱パラメータを得、操作性が高く、シミュレーションソフトウェアに依存することなくビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンを計算可能にするとともに、ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンを重み付け計算可能にし、スロット単位の形態、スロット単位の組み合わせ及び配列方式などを含むキー情報をグローバルに最適化することができ、アンテナ設計においてスロット単位の選択、配列、組み合わせ、間隔などの面への最適化を大幅に節約して、スロット単位の構造形式の設計に焦点を当てて、また、さらにビーム指向偏向要求に基づいて、各スロット単位に対応するオン／オフ状態のビーム制御コードを計算し、ビーム指向の制御に指導を提供し、ビームの迅速なフォーミング及び切り替えを実現する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

以下、本発明の実施例又は従来技術における技術的解決手段をより明確に説明するために、実施例において使用する必要がある添付図面を簡単に説明し、以下に説明する図面は、本発明の幾つかの実施例に過ぎす、当業者にとっては創造的努力なしにこれらの図面から他の図面を導き出すこともできることは明らかである。

【0021】

【図1】図１は本発明の実施例に係るビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法のフローチャートである。

【図2】図２は本発明の具体的な実施例に係るビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法のフローチャートである。

【図3】図３は本発明の実施例に係るビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算装置のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施例における添付図面を参照しながら、本発明の実施例における技術的手段を明確かつ完全に説明する。説明される実施例は本発明の実施例のすべてではなく、その一部に過ぎないことは明らかである。本発明における実施例に基づいて、当業者が得られるすべての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。

【0023】

本発明の実施例によれば、ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法を提供し、ビーム指向調整可能なアンテナは一般的に、漏れ波が生じる複数のスロットを含む漏れ波アンテナとも言われる。

【0024】

図１に示すように、本発明の実施例に係るビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法は、以下のステップＳ１０１、Ｓ１０３及びＳ１０５を含み、
Ｓ１０１、測定によりシングルスロット単位に対応するシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得するとともに、スロットレス導波路の伝送行列を取得し、シングルスロット導波路の散乱パラメータ行列及びスロットレス導波路の伝送行列に基づいてシングルスロット単位の等価伝送行列を取得するステップ、
Ｓ１０３、複数種のスロット単位の配列及び組み合わせ方式と、各スロットのオン又はオフ状態を示すビーム指向制御コードとを取得するとともに、配列及び組み合わせ方式、ビーム指向制御コード、及びシングルスロット単位の等価散乱パラメータ行列に基づいて、ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式を取得するステップ、
Ｓ１０５、左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得するとともに、左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン及びビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式に基づいてビーム指向調整可能なアンテナの合成指向性パターンを取得するステップ。さらに、アレイアンテナの各電気特性指標、例えば、ビーム指向角、メインローブ３ｄＢビーム幅、第１零点幅、サイドローブレベル、前後比などを評価することができる。

【0025】

本発明の前記技術的解決手段は、直接測定によりシングルスロットの散乱パラメータを得、操作性が高く、シミュレーションソフトウェアに依存することなくビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンを計算可能にするとともに、ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンを重み付け計算可能にし、スロット単位の形態、スロット単位の組み合わせ及び配列方式などを含むキー情報をグローバルに最適化することができ、アンテナ設計においてスロット単位の選択、配列、組み合わせ、間隔などの面への最適化を大幅に節約して、スロット単位の構造形式の設計に焦点を当てて、また、さらにビーム指向偏向要求に基づいて、各スロット単位に対応するオン／オフ状態のビーム制御コードを計算し、ビーム指向の制御に指導を提供し、ビームの迅速なフォーミング及び切り替えを実現する。

【0026】

一実施例において、ステップＳ１０１で測定によりシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得することは具体的に、シングルスロット導波路に両端ポートテストを行うことによりシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得することを含むことができる。

【0027】

一実施例において、ステップＳ１では、スロットレス導波路の伝送行列を取得することは具体的に、スロットレス導波路の等価伝送線路モデルを取得することと、スロットレス導波路の等価伝送線路モデル及び伝送線路行列理論に基づいて計算して、スロットレス導波路の伝送行列を取得することとを含むことができる。

【0028】

一実施例において、ステップＳ１０３におけるスロット単位の配列及び組み合わせ方式は、各スロットの間隔、スロット単位の形態及びそれらの組み合わせを含む。

【0029】

一実施例において、ステップＳ１０５は具体的に、ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列に基づいてシングルスロット単位の等価入力、出力割合を得ることと、測定により左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得することと、左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、及びシングルスロット単位の両端ポートの等価入力割合に基づいてアンテナの指向性パターンを得ることとを含むことができる。

【0030】

図２に示すように、本発明に係るビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法の具体的な実施例であり、以下図２を参照しながら本発明のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法を説明する。

【0031】

Ｓ２０１：シングルスロット導波路に両端ポートテストを行ってｎ個のシングルスロット導波路の総散乱パラメータＳｎを取得し、該総散乱パラメータＳｎは異なるスロット単位のオン状態での散乱パラメータＳｎ₁及びオフ状態での散乱パラメータＳｎ₀を含む。つまり、両端ポートテスト方法により異なるスロット単位のオン状態での散乱パラメータＳｎ＝Ｓｎ₁とオフ状態での散乱パラメータＳｎ＝Ｓｎ₀とを測定する。

【0032】

Ｓ２０２：シングルスロット導波路の総散乱パラメータＳｎに基づいてシングルスロット導波路の総伝送行列を得、該総伝送行列は伝送行列Ｔｎ₁、Ｔｎ₀を含み、Ｔｎ₁はオン状態での散乱パラメータＳｎ₁に基づいて換算して得られた伝送行列であり、Ｔｎ₀はオフ状態での散乱パラメータＳｎ₀に基づいて換算して得られた伝送行列である。

【0033】

Ｓ２０３：スロットレス導波路の等価伝送線路モデルを取得する。

【0034】

Ｓ２０４：スロットレス導波路の等価伝送線路モデル及び伝送線路行列理論に基づいて計算して、スロットレス導波路の伝送行列Ｔｎ_dを取得する。

【0035】

Ｓ２０５：シングルスロット導波路の総伝送行列Ｔｎ₁、Ｔｎ₀及びスロットレス導波路の伝送行列Ｔｎ_dに基づいてスロットの等価伝送行列Ｔｓを取得する。

【0036】

Ｓ２０６：各スロット単位のオン状態を示すビーム制御コードｆｌｎ＝１又はオフ状態を示すビーム制御コードｆｌｎ＝０を取得する。

【0037】

Ｓ２０７：複数のスロット単位の配列及び組み合わせ方式、スロット単位の間隔（１次元アレイをｄｎ、２次元アレイをそれぞれｄｎ_l、ｄｎ_wとする）を取得する。

【0038】

Ｓ２０８：前記配列及び組み合わせ方式、ビーム制御コードに基づき、伝送行列カスケードの形態によりビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列Ｔａをシミュレートする。

【0039】

Ｓ２０９：ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列Ｔａに基づいてシングルスロット単位の等価入出力割合、即ち単一ポート、単位励振でｎ番目のスロット単位の両端ポート等価ネットワークで入力端１の入力割合ａ_1n、出力端２の入力割合ａ_2nを算出する。

【0040】

Ｓ２１０：測定によりスロット単位の右端単位励振、オン及びオフ状態での右端励振指向性パターンデータＥｎ_rを取得し、該右端励振指向性パターンデータＥｎ_rは、オン状態での右端励振指向性パターンデータＥｎ_r1、及びオフ状態での右端励振指向性パターンデータＥｎ_r0を含む。

【0041】

Ｓ２１１：測定によりスロット単位の左端単位励振、オン及びオフ状態の左端励振指向性パターンデータＥｎ_lを取得し、該左端励振指向性パターンデータＥｎ_lは、オン状態での左端励振指向性パターンデータＥｎ_l1と、オフ状態での左端励振指向性パターンデータＥｎ_l0とを含む。

【0042】

Ｓ２１２：右端励振指向性パターンデータ、左端励振指向性パターンデータ、及び単一の開口部の等価入力、出力割合に基づいてビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンを重み付け計算する。

【0043】

ステップＳ２０６及びＳ２０７の順序は入れ替えても同時に行ってもよく、ステップＳ２１０及びＳ２１１の順序も入れ替えても同時に行ってもよい。

【0044】

図２に示すビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法において、入力信号は、シングルスロット導波路の総散乱パラメータＳｎ、スロットレス導波路の散乱パラメータＳｎ_d、スロット単位の配列及び組み合わせ方式、ビーム制御コード、右端励振指向性パターンデータ、及び左端励振指向性パターンデータを含み、出力信号はビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンである。シングルスロット導波路の総散乱パラメータＳｎ、右端励振指向性パターンデータ、左端励振指向性パターンデータはいずれも直接測定の方法で取得することができる。

【0045】

一実施例において、ビーム指向調整可能なアンテナは１次元又は２次元アレイ構造である。本発明のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法は、複数種のスロット単位の組み合わせに適用でき、１次元又は２次元アレイに対して同様に適用するため、強いエンジニアリング適用価値を有する。

【0046】

要約すると、本発明のビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算方法は、ｎ個のスロット単位の配列及び組み合わせ方式、スロット単位の間隔（１次元アレイをｄｎとし、２次元アレイをそれぞれｄｎ_l、ｄｎ_wとする）、スロット単位のオン状態のビーム制御コード（ｆｌｎ＝１）及びオフ状態のビーム制御コード（ｆｌｎ＝０）などの重要な制御要素を量子化することにより、異なるスロット単位の組み合わせ及び制御するアレイアンテナの遠視野パターンを評価し、さらにアレイアンテナの各電気特性指標（例えば、ビーム指向角、メインローブ３ｄＢビーム幅、第１零点幅、サイドローブレベル、前後比など）を評価する。測定などの方法により異なるスロット単位のオン状態での散乱パラメータ（Ｓｎ＝Ｓｎ₁）とオフ状態での散乱パラメータ（Ｓｎ＝Ｓｎ₀）を抽出し、任意の長さのスロットレス導波路の等価伝送線路理論を結合して散乱パラメータ（Ｓｎ_d）を計算し、さらに換算して伝送行列（Ｔｎ₁、Ｔｎ₀、Ｔｎ_d）を得、スロット単位の等価伝送行列（Ｔｎ）を抽出し、さらに異なるスロット単位、単位の間隔、ビーム制御コード情報に基づき、伝送行列カスケードの形式により、ビーム指向調整可能なアンテナの総伝送特性（Ｔａ）をシミュレーションし、さらにシングルポート、単位励振でｎ番目のスロット単位の両端ポート等価ネットワークで入力端１の入力割合ａ_1n、出力端２の入力割合ａ_2nを算出し、さらに直接測定により各種のスロット単位の左、右端のそれぞれ単位励振、オン及びオフ状態での指向性データ（左端励振Ｅｎ_lはそれぞれＥｎ_l1、Ｅｎ_l0であり、右端励振Ｅｎ_rはそれぞれＥｎ_r1、Ｅｎ_r0である）、操作性が高く、シミュレーションソフトウェアに依存することなくビーム指向の調整可能なアンテナ方向図を重み付け計算可能にし、また様々な最適化アルゴリズムを結合することができ、スロット単位の形態、スロット単位の組み合わせ及び配列方式などを含むキー情報をグローバルに最適化して、アンテナ設計においてスロット単位の選択、配列、組み合わせ、間隔などの面への最適化を大幅に節約し、スロット単位構造形式の設計に焦点をあてて、また、ビーム指向偏向要求に基づき、各スロット単位に対応するオン／オフ状態のビーム制御コードを計算し、ビーム指向の制御に指導を提供し、ビームの迅速なフォーミング及び切り替えを実現する。

【0047】

図３に示すように、本発明の実施例によれば、ビーム指向調整可能なアンテナの指向性パターンの計算装置をさらに提供し、順に接続されている、
測定によりシングルスロット単位に対応するシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得するとともに、スロットレス導波路の伝送行列を取得し、シングルスロット導波路の総伝送行列及びスロットレス導波路の伝送行列に基づいてスロット単位の等価伝送行列を取得するためのスロット伝送行列取得モジュール３１０と、
複数種のスロット単位の配列及び組み合わせ方式と、各スロットのオン又はオフ状態を示すビーム指向制御コードとを取得するとともに、配列及び組み合わせ方式、ビーム指向制御コード、及びシングルスロット単位の等価散乱パラメータ行列に基づいて、ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式を取得するためのアンテナ伝送行列取得モジュール３２０と、
左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得するとともに、左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン及びビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列カスケード方式に基づいてビーム指向調整可能なアンテナの合成指向性パターンを取得するためのアンテナ指向性パターン生成モジュール３３０とを含む。

【0048】

一実施例において、スロット伝送行列取得モジュール３１０は、シングルスロット導波路に両端ポートテストを行うことによりシングルスロット導波路の散乱パラメータ行列を取得するためのシングルスロット導波路測定サブモジュール３１２を含む。

【0049】

一実施例において、スロット伝送行列取得モジュール３１０は順に接続されている、スロットレス導波路の等価伝送線路モデルを取得するためのスロットレス導波路伝送モデル取得サブモジュール（図示せず）と、スロットレス導波路の等価伝送線路モデル及び伝送線路行列理論に基づいて計算して、スロットレス導波路の伝送行列を取得するためのスロットレス導波路伝送行列取得サブモジュール（図示せず）とを含む。

【0050】

一実施例において、アンテナ指向性パターン生成モジュール３３０は順に接続されている、ビーム指向調整可能なアンテナの伝送行列に基づいてシングルスロット単位の等価入力、出力割合を得るためのスロット単位等価入力割合取得サブモジュール（図示せず）と、測定により左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンと右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターンとを取得するためのシングルスロット導波路指向性パターン取得サブモジュール（図示せず）と、左端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、右端に励振されるシングルスロット導波路の指向性パターン、及びシングルスロット単位の両端ポートの等価入力割合に基づいてアンテナ指向性パターンを得るためのアンテナ指向性パターン生成サブモジュール（図示せず）と、を含む。

【0051】

一実施例において、ビーム指向調整可能なアンテナは１次元又は２次元アレイ構造である。

【0052】

以上の説明は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するためのものではなく、本発明の精神及び原則内で行われるあらゆる修正、同等置換及び改良などは、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】