JPH0160962B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、反射鏡アンテナ装置に係り、反射
鏡上の電流部分による放射パターンの形状を容易
に変えられる反射鏡アンテナ装置を提案するもの
である。

この種アンテナ装置は、例えばサイドローブが
低くなるよう設計しても、鏡面の製作誤差等の理
由により、測定した結果、所望のものより高いサ
イドローブが発生し、これが問題となることがあ
る。ボアサイト軸に近い方向に発生するサイドロ
ーブは多くの場合、変形した鏡面による電流分布
の変化によるものであり、これを低減することは
困難である。

従来、このようなサイドローブレベルを低減す
る方法として、第１図に示すような構成のアンテ
ナ装置がある。図において１ａ，１ｂは一次放射
器、２ａ，２ｂは方向性結合器、３は抵抗減衰
器、４は位相器、５は主反射鏡である。このアン
テナ装置は、主たる一次放射器１ａと主反射鏡５
とによつて構成されるアンテナ装置により発生し
たサイドローブを、一次放射器１ｂを追加し、主
給電系から一部の信号を方向性結合器２ａ及び２
ｂにより分岐し、適当な位相と振幅で、これを一
次放射器１ｂに給電することにより、消去しよう
とするものである。つまり、特性のサイドローブ
に対し、それと同振幅、逆位相のビームを出して
やれば、そのサイドローブが打ち消されることに
なる。

しかしながら、この方法では、いくつものサイ
ドローブを消去しようとする場合には、構成が複
雑となり、さらに高価になるという欠点がある。

そこで、この発明においては、反射鏡面を複数
個に分割し、それぞれの部分鏡面に適当な厚さの
金属テープをはる等の方法により、それぞれの部
分鏡面間に段差を設け、反射鏡上の位相分布を変
えることにより、反射鏡上の電流分布による放射
パターンの形状を容易に変えられるようにしたも
ので、以下特定方向のサイドローブレベルの低減
を例にして図面に従つて説明する。

主反射鏡を用いて、Θ、Φ方向の放射電界E〓
（Θ、Φ）を低減する場合を考える。第２図は、
この発明による一実施例であり、５は主反射鏡、
６は鏡面上にはつた金属テープである。この主反
射鏡を例えば第２図ａに示すように、Ｎ個の部分
に分割し、それぞれのΘ、Φ方向の放射電界をe〓_o
（Θ、Φ）とすると、次式が成り立つ。

E〓（Θ、Φ）＝_N 〓ⁿ⁼¹ e〓_o（Θ、Φ） (1) またe〓_oは位相φn、振幅｜e〓_o｜に分けられ e〓_o＝｜e〓_o｜e^j〓ⁿ (2) と表わされる。なお、e〓_oは予め計算あるいは測定
によつて求めることができ既知である。ここで、
各分割鏡面に−φnの位相分布を与えるものとす
ると、Θ、Φ方向で位相が揃うため、その放射パ
ターンはΘ、Φ方向で最大となり、他の方向には
ほとんど影響しない。このとき、Θ、Φ方向の電
界E₀は次式で表わされる。

E₀＝_N 〓ⁿ⁼¹ e〓_oe^-j〓ⁿ＝_N 〓ⁿ⁼¹ ｜e〓_o｜ (3) 従つて、Θ、Φ方向の電界を所望の値E〓₁とし、
他の方向に影響を与えないようにするには E〓＋α〓E₀＝E〓₁ (4) となるようα〓を次式で選べばよい。

α〓＝E₁−Ｅ／E₀＝｜α〓｜e^j〓〓 (5) なお、e〓_oが既知であるから、式(1)、(3)からE〓₀と
E₀が求められる。φαはα〓の位相を示す。

このとき、 E〓₁＝_N 〓ⁿ⁼¹ e〓_o＋α〓_N 〓ⁿ⁼¹ e〓_o・e^-j〓ⁿ ＝_N 〓ⁿ⁼¹ e〓_o（１＋α〓e^-j〓ⁿ） (6) となるので、各分割鏡面の振幅、位相を（１＋
α〓e^-j〓ⁿ）と変えればよい。ただし、反射鏡アンテ
ナでは、振幅を変えることはできないので、位相
のみとれば、 １＋α〓e^-j〓ⁿ＝√１＋｜〓｜²＋２｜
〓｜（−）e^-j〓′ⁿ(7) φ′n＝tan^-1｜α｜sin（φn−φα）／１＋｜α｜co
s（φn−φα）(8) となり、結局、各部分鏡面に第２図ｂに示すよう
に、φ′nの位相に相当する厚さt_oの金属テープを
はればよいことになる。

ここで、金属テープの厚さt_oは、位相φ′nと、
各部分鏡面への電波の入射角θnとから、次式で
求めることができる。

t_o＝１／2Kcosθn・φ′n (9) なお、Ｋは波数である。

式(7)において、振幅の項を無視しているが、そ
の影響は、他の方向における若干のサイドローブ
の上昇となつて表われる。しかし、上記と同様な
方法によりその他の方向（Θ₂、Φ₂）に対するe〓_o
をまず求め、これから金属テープの厚さt_oを求め
るようにすれば、それらの方向についても同様に
サイドローブの低減につなげることが可能とな
る。

なお、以上はサイドローブを低減させる場合に
ついて説明したが、この発明によれば、鏡面上の
電流分布を変えることができるので、例えば成形
ビームアンテナにおいて、ビームの形状を変える
場合にも効果がある。また、主反射鏡によつて放
射パターンの形状を変えているが、副反射鏡を有
する反射鏡アンテナの場合には、副反射鏡をＮ分
割し、それぞれの分割鏡面からの電波が主反射鏡
によつて反射された後の放射電界をそれぞれe〓_oと
すれば、同様の効果を得られることは明らかであ
る。

以上のように、この発明によれば、例えば反射
鏡面に金属テープをはるだけで、容易かつ経済的
に鏡面上の電流分布による放射パターンの形状を
変えることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のこの種装置の概略構成図、第２
図はこの発明による一実施例の概略構成図であ
る。 図中、１は一次放射器、２は方向性結合器、３
は抵抗減衰器、４は位相器、５は主反射鏡、６は
金属テープである。なお、図中同一符号は同一又
は相当部を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反射鏡を有するアンテナ装置において、反射
   鏡面を複数個に分割し、それぞれの部分鏡面間
   に、 t_o＝１／2Kcosθn・φ′n で定まる高さt_oの段差を設けたことを特徴とする
   反射鏡アンテナ装置。 但し、Ｋは波数、θnは電波の反射鏡への入射
   角、φ′nは特定方向の放射パターンを変化させる
   ために必要な移相量で、 φ′n＝tan^-1｜α｜sin（φn−φα）／１＋｜α｜co
   s（φn−φα） で表わされ、α〓は位相項と振幅項を有する複数
   定数であつて、Θ、Φ方向の電界を所望の値とす
   るように定められた定数であり、α〓＝E₁−Ｅ／E₀＝ ｜α〓｜e^j〓〓と表わされる。ここで、E〓は（Θ、Φ
   ）
   方向への放射電界、E〓₁は（Θ、Φ）方向への放
   射電界、E₀は（Θ、Φ）方向への放射電界を最
   大とするよう各部分反射鏡面の位相分布を補正し
   たとき得られる電界をそれぞれ示す。更にφnは
   複数個に分割した反射鏡面のｎ番目の部分鏡面α
   （Θ、Φ）方向の放射電界e〓_o（Θ、Φ）の位相、
   φαは複数常数α〓の位相である。 ２ 段差を金属テープをはることによつて設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の反
   射鏡アンテナ装置。