JP5722112B2

JP5722112B2 - 複反射鏡アンテナ給電部

Info

Publication number: JP5722112B2
Application number: JP2011095954A
Authority: JP
Inventors: 尓昊尚; 敦毛塚
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: JP2012227863A

Description

本発明は円形凹面型の主反射鏡と、主反射鏡の凹面中心から突出する1次放射器と、1次放射器の前方位置にフィードームで保持された円形凸面型の副反射鏡とからなる複反射鏡アンテナの技術分野に属する。

図１は従来の複反射鏡アンテナの断面図である。副反射鏡４はフィードーム３支持部材に密着させて支持され、フィードームの他端は１次放射器２に密着し保持されている。１次放射器２から放射された電磁波はフィードーム３中を副反射鏡４に向かって拡散伝搬し、副反射鏡反射面５で反射されて１次放射器２の後方にある主反射鏡１に向き、主反射鏡１で再反射され空間へ放射される。

電磁波は副反射鏡４で反射され、主反射鏡１に向かうことになる。ところが、副反射鏡エッジ６でスピルオーバーにより不要回折波を生ずる。この不要回折波の影響でアンテナのサイドローブレベルが上昇してしまう。Kuバンド衛星通信用アンテナは、隣接衛星に影響を与えないよう、厳しいアンテナサイドローブ規格が要求されている。この規格を満足するためには、サイドローブ要因となる副反射鏡エッジ６で生ずる回折波を抑圧する必要がある。

そこで従来は、反射鏡アンテナのサイドローブレベルを落とすために、図１に示すような主反射鏡１は１次放射器２を覆うように鏡面を深くして焦点を主反射鏡の内部に位置したことで、副反射鏡エッジ６で生ずる回折波を抑圧する。（例えば、非特許文献１、２参照）。
Ｙｕｅｈ−ＣｈｉＡｎｄＭｙｕｎｇＪｉｎＩｍ、ＳＹＮＴＨＥＳＩＳＡＮＤＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＳＨＡＰＥＤＡＤＥＲＥＦＬＥＣＴＯＲＳＢＹＲＡＹＴＲＡＣＩＮＧ、０−７８０３−２７１９−５/９５/Ｓ４．００、ＩＥＥＥ、１９９５、Ｐ．１１８２−１１８５。ＷａｌｔｅｒＲｏｔｍａｎＡｎｄＪｏｓｅｐｈＣ．Ｌｅｅ、ＣＯＭＰＡＣＴＤＵＡＬＦＲＥＱＵＥＮＣＹＲＥＦＬＥＣＴＯＲＡＮＴＥＮＮＡＳＦＯＲＥＨＦＭＯＢＩＬＥＳＡＴＥＬＬＩＴＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＴＥＲＭＩＮＡＬＳ、ＣＨ２０４３−８/８４/００００−０７７１Ｓ０１．００、ＩＥＥＥ、１９８４、Ｐ．７７１−７７４。

しかしながら、陸上あるいは船上の移動体衛星通信システムに深い主反射鏡面を有する反射鏡アンテナを採用する場合、アンテナ全体の重量が大きいため、燃費が高くなる。したがって、アンテナ全体の軽量化を問題視し、主反射鏡面を浅くする必要がある。しかし、主反射鏡面を浅くすれば、焦点が主反射鏡の外側に移動し、副反射鏡エッジ６でのスピルオーバーによる不要回折波が増え、低サイドローブレベルを有する反射鏡アンテナを実現するのは困難となる。

本発明の課題は、上記従来技術の問題点に鑑みて、図３の複反射鏡アンテナ給電部（図１の主反射鏡１を除いた部分）を改良することで、副反射鏡エッジ６でのスピルオーバーによる回折波を抑圧し、低サイドローブレベルを有する複反射鏡アンテナを実現することにある。

本発明は、上記の課題を解決するために次の手段構成を有する。
本発明に係る複反射鏡アンテナ給電部は、給電導波管の放射開口部に対向した鏡面を有する副反射鏡を備えた複反射鏡アンテナ給電部であって、前記副反射鏡の裏面の中央部に頂部が接した円錐台状の損失材料と、前記円錐台状の損失材料の底部に接し、かつ前記副反射鏡から不要回折波が放射され得る前記副反射鏡の縁部の周囲から前記副反射鏡の裏面および前記損失材料を覆う金属カバーとを備えて構成される。

本発明の第１の構成のアンテナ給電部は、副反射鏡エッジ６でのスピルオーバーによる不要回折波を低減するために損失材料７を嵌着する。さらに、損失材料７の上に圧着する金属カバー８の長さと傾きを調整することで、副反射鏡エッジ６で生ずる不要回折波を損失材料７へ導波し、損失材料７により吸収し、低サイドローブレベルを有する複反射鏡アンテナを実現することが可能である。

また、本発明は広帯域にわたり電磁波を吸収できる損失材料７を採用することにより、広周波数帯において低サイドローブレベルを有する複反射鏡アンテナを実現することが可能となる。

本発明は従来方法の図３に示すアンテナ給電部に損失材料７とシンプルな構造を有する金属カバー８を圧着することで広周波数帯域にわたり利用可能な低サイドローブ複反射鏡アンテナを実現する。また、金属カバー８と損失材料７はシンプルな構造で構成されるため、加工しやく安価で製作することが可能である。

以下、本発明の好適な実施の形態に関して、アンテナ給電部の図面を参照して説明する。図４は、本発明の実施例の構成を示す断面図である。副反射鏡４はフィードーム３支持部材に密着させて支持され、フィードームの他端は１次放射器２に密着し保持されている。

また、副反射鏡４の上部に密着する損失材料７は距離が長くなるにつれて径が太くなり、副反射鏡エッジ６でのスピルオーバーによる不要回折波を漏れずに吸収する構造となっている。なお、前記の距離が長くなるにつれて径が太くなる形状とは、円錐形の上下を逆にして下側に頂点を有する逆円錐形を指す。

さらに、損失材料７を挟着する金属カバー８は副反射鏡エッジ６でのスピルオーバーによる不要回折波を損失材料７へ導波して吸収させる。

前記導波の様子を図１２に示す。同図に示すように、金属カバー８に導波された不要回折波は損失材料７に吸収される。

上述の構造により副反射鏡エッジ６でのスピルオーバーによる不要回折波を損失材料７に吸収され、アンテナ全体のサイドローブレベルを低減する。詳細結果に関して図５から図１０に示す。ただし、図５から図１０に示すアンテナ指向性パターンはアンテナ給電部の性能を確認するため、主反射鏡を除いた場合の計算例である。破線が従来の場合であり、実線が本発明実施例の場合である。

図５から図１０の計算結果によれば、本発明は従来型に比べ、主反射鏡方向（図５から図１０におけるθ＝９０°〜１８０°）の指向性利得の変化が小さく、スピルオーバー方向の指向性利得（図５から図１０におけるθ＝０°〜９０°）を抑圧できていることがわかる。

ここで、θについて図１１を参照して説明する。図１１において、主反射鏡１は方向Ａに存在する衛星１０を正面に捉えており、当該衛星１０と通信を行っている。本発明が解決すべき事は、スピルオーバーの影響によって図１１の方向Ｂにも電波が向かってしまい、衛星１０以外の衛星に不要波を創出することを防ぐことである。ここで、θは、主反射鏡が正面に捉えている衛星方向との角度の差を言う。

本発明のアンテナ給電部は従来型に比べてＫｕバンド衛星通信用アンテナの受信周波数領域（１０．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚ）から送信周波数領域（１４．０ＧＨｚ〜１４．５ＧＨｚ）まで、サイドローブ特性が顕著に改善された。

なお、本発明において、副反射鏡と損失材料と金属カバーの設置手段は任意であり、例えば副反射鏡と損失材料は圧着しても嵌着してもよい。また、副反射鏡と金属カバーによって損失材料を挟着してもよい。

従来方法アンテナの断面図本発明アンテナ実施例の断面図図１の主反射鏡を除いた部分（アンテナ給電部）の拡大図図２の主反射鏡を除いた部分（アンテナ給電部）の拡大図１０．７ＧＨｚにおけるアンテナ指向性パターン（Ｅ面、Ｈ面）１１．７２５ＧＨｚにおけるアンテナ指向性パターン（Ｅ面、Ｈ面）１２．７５ＧＨｚにおけるアンテナ指向性パターン（Ｅ面、Ｈ面）１４．０ＧＨｚにおけるアンテナ指向性パターン（Ｅ面、Ｈ面）１４．２５ＧＨｚにおけるアンテナ指向性パターン（Ｅ面、Ｈ面）１４．５ＧＨｚにおけるアンテナ指向性パターン（Ｅ面、Ｈ面）角度θの説明図損失材料に不要波が導波される様子を示した図

１…主反射鏡
２…1次放射器
３…フィードーム
４…副反射鏡
５…副反射鏡反射面
６…副反射鏡エッジ
７…損失材料
８…金属カバー
１０…衛星

Claims

給電導波管の放射開口部に対向した鏡面を有する副反射鏡を備えた複反射鏡アンテナ給電部であって、
前記副反射鏡の裏面の中央部に頂部が接した円錐台状の損失材料と、
前記円錐台状の損失材料の底部に接し、かつ前記副反射鏡から不要回折波が放射され得る前記副反射鏡の縁部の周囲から前記副反射鏡の裏面および前記損失材料を覆う金属カバーと
を備えたことを特徴とする複反射鏡アンテナ給電部。