増幅器多段配置法を用いた平面アクティブ集積アレーアンテナ

関 智弘  山本 秀樹  堀 俊和  長 敬三  水野 秀樹  

誌名
電子情報通信学会論文誌 B   Vol.J85-B   No.9   pp.1512-1518
発行日: 2002/09/01
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Print ISSN: 1344-4697
論文種別: 特集論文 (アクティブアンテナとその集積化技術論文特集)
専門分野: 
キーワード: 
アクティブ集積アンテナ,  ハイブリッドIC構成,  空間合成アレー,  高速無線通信,  準ミリ波・ミリ波帯,  

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あらまし: 
高速無線通信システムを実現するため,より広い周波数を確保しやすい準ミリ波帯以上の周波数帯が注目され,またシステム実現に向けて様々な検討が行われている.しかしながら適用する周波数が上昇するにつれ,受動回路による損失が増加するため,特に給電回路の規模自体が大きいアンテナにおいてはその損失は無視できない.そこで,能動素子と一体化するアクティブアンテナによる実現が望まれている.一方,アクティブ集積アンテナは実装する能動素子の特性差や実装時の人為的ミスが生じるため,実装する能動素子の個数によりその実現性の難易度が高くなる.そのため,低消費電力特性及び低雑音特性などの利点を確保できる範囲において能動素子数をおさえ,歩留まりを改善することが重要となる.そこで本論文では,トーナメント構成の給電回路上に増幅器を多段配置することにより,増幅器数を削減し,かつ使用する増幅器の出力レベルを均一化させ,同一増幅器のみで構成することを可能とする空間合成アレー構成である増幅器多段配置法を提案する.更に,本提案構成はアレーアンテナ内の励振振幅にテーパを付けられるため,低サイドローブ特性も同時に実現できる構成である.また,本多段配置法の実現性検証のため,4素子多段配置平面アクティブ集積アレーアンテナを3 GHz帯において実現し,良好な動作を確認した.