コンフォーマルアンテナ

無線通信や航空電子工学において、コンフォーマルアンテナまたはコンフォーマルアレイは 、所定の形状に適合または沿うように設計されたフラットアレイアンテナであり、 ^[1] たとえば、曲面上に取り付けられるか埋め込まれたフラット湾曲アンテナなどがあります。これは、曲面上または曲面内に取り付けられた複数の個別のアンテナで構成され、1つのアンテナとして連携して電波を送受信します。コンフォーマルアンテナは、航空機の表面から突出する従来のアンテナ設計に代わる、軍用機の湾曲した外皮に統合された航空電子工学アンテナとして1980年代に開発されました。[ 1 ]^軍用 機とミサイルはコンフォーマルアンテナの最大の用途ですが、一部の民間航空機、軍艦、陸上車両にも使用されています。必要な処理技術のコストが下がるにつれて、スペースを節約し、既存の物体に統合することでアンテナを視覚的に邪魔にならないようにするために、列車のアンテナ、カーラジオアンテナ、携帯電話基地局アンテナなどの民間用途での使用が検討されています。

現代の航空機では、ナビゲーション、通信システム、計器着陸装置、レーダー高度計などの重要な機能のために、多種多様なアンテナが必要です。軍用機ではこれらのアンテナの数は20～70個になることが多く、空気抵抗と燃料消費を大幅に増加させます[ ^[2] ]。これらの悪影響を軽減するために、コンフォーマルアンテナと呼ばれる航空機の表面にアンテナを組み込むことが非常に効果的な解決策となります[ ^[3] ]。コンフォーマルアンテナは、アンテナを機体に埋め込むことで航空機を合理化し、機能性を維持しながら空気力学を維持します。

コンフォーマル アンテナは、フェーズド アレイアンテナの一種です。これらは、表面を覆う多数の同一の小型平面アンテナ エレメント (ダイポールアンテナ、ホーン アンテナ、パッチ アンテナなど) のアレイで構成されています。各アンテナでは、送信機からの電流が位相シフターデバイスを通過します。これらのデバイスはすべてマイクロプロセッサ(コンピュータ) によって制御されます。給電電流の位相を制御することにより、個々のアンテナによって放射された無指向性の電波を干渉プロセスによってアンテナの前で結合させ、任意の方向に向けた強力な電波ビーム (または複数のビーム) を形成できます。受信アンテナでは、各アンテナ エレメントによって受信された弱い個々の無線信号が正しい位相で結合され、特定の方向から来る信号が強化されるため、アンテナは特定の局からの信号に対して感度が高くなり、他の方向からの干渉信号を拒否できます。

従来のフェーズド アレイでは、個々のアンテナ要素は平面上に取り付けられます。コンフォーマル アンテナでは、個々のアンテナ要素は曲面上に取り付けられ、位相シフターは、曲面上の個々のアンテナの位置によって電波の経路長が変化することで生じるさまざまな位相シフトも補正します。個々のアンテナ要素は小さくなければならないため、コンフォーマル アレイは通常、UHFまたはマイクロ波範囲の高周波数に限定されます。この範囲では、電波の 波長が十分に小さいため、小型のアンテナを使用できます。