【内容紹介】
フェーズドアレーアンテナは、電波の送受信方向を電子的に変えることができる、すなわち電子的なビーム走査が可能な高機能なアンテナである。元々防衛用レーダ向けに用いられてきたアンテナであるが、近年では衛星通信や移動体通信など適用範囲が拡大している。そのため、フェーズドアレー技術は、その開発に携わる人だけでなく、レーダや無線通信を専門とする人にも知っておいて頂きたい技術と筆者は考えている。
フェーズドアレーのビーム走査は、アンテナを構成する各素子アンテナの励振位相を変えることにより行われ、原理としては非常に単純である。しかし、実際のハードウェアとして、これを実現するためには多くの技術が必要である。アンテナ技術、マイクロ波回路技術（受動回路、能動回路）、制御回路技術（アナログ、ディジタル）、電源回路技術、熱・機構設計技術、高周波測定・評価技術等が必要である。まさに、エレクトロニクス技術の集大成ともいえるのがフェーズドアレーである。これら全てを網羅的に解説するのは不可能であるが、本書ではシステム要求からフェーズドアレーの全体的な装置規模（素子数や素子配列等）や各コンポーネントへの機能・性能配分を決めるサブシステム設計に焦点を当てている。具体的には、フェーズドアレーの放射特性に関係する理論を中心に解説するが、アレーファクタによる理想的な議論だけでなく、素子間相互結合、励振誤差解析、キャリブレーション技術といったハードウェアに関する技術についても解説する。これらの理論は初級の範囲を超えるものであるが、フェーズドアレーを実際のハードウェアとして実用化するうえで不可欠な技術であり、是非とも理解をしていただきたい内容である。
【本書を特に読んでほしい読者】
電磁波工学、無線通信、電波によるリモートセンシングを専門とする大学学部生、大学院生、研究者。アンテナや各種電波システムの開発を担当する企業のエンジニア。
【本書を読む前にあると望ましい前提知識】
マクスウェルの方程式や波動方程式といった電磁波工学の基礎を学習した経験があることが望ましい。必ずしも、アンテナの専門家である必要はない。
【本書を読むことで得られる知識・できるようになること】
フェーズドアレーアンテナの放射特性に関係する理論全般だけでなく、フェーズドアレーアンテナを実用化するうえで押さえておくべき理論や技術を理解することができる。
【本書の特徴・工夫した点】
マクスウェルの方程式からはじまる基礎理論から、実用化に必要な高度な技術まで幅広く解説している。理論の解説では式の導出を付録に記載するなどして、できるだけ天下り的な記述は避けるとともに、理論が示唆する物理的な意味を理解できるような解説を心掛けた。
【関連キーワード】
アンテナ、アレーアンテナ、フェーズドアレー、放射パターン、アンテナパターン、指向性合成、ビームフォーミング、グレーティングローブ、素子間相互結合、キャリブレーション
