JPH02189035A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
- Publication number
- JPH02189035A JPH02189035A JP887489A JP887489A JPH02189035A JP H02189035 A JPH02189035 A JP H02189035A JP 887489 A JP887489 A JP 887489A JP 887489 A JP887489 A JP 887489A JP H02189035 A JPH02189035 A JP H02189035A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- wave
- outputs
- fading
- polarizer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Radio Relay Systems (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、アンテナ装置に関し、特に衛星通信など無
線通信分野における海面反射によるフェージングによる
干渉波の防止を図ったものに関する。
線通信分野における海面反射によるフェージングによる
干渉波の防止を図ったものに関する。
第５図は例えば「電波研季報： Ｖｏｌ、３４．特６．
Ｍａｒｃｈ １９８８ Ｊに示された従来のフェージ
ングによる干渉波除去装置を示すブロック図であり、図
において、１はアンテナ、２は円偏波発生器（ｐｏｌａ
ｒｉｚｅｒＨ以降９０＠−ＰＯＬと呼ぶ）、３は直交偏
波分波器（Ｏｒｔｈｏ−ｓｏｄｅ ｔｒａｎｓｄｕｃｅ
ｒ；以降ＯＭＴと呼ぶ）、４は減衰器４１と移相器４２
とからなる干渉波除去回路である。なお、上記文献では
２と３とをまとめて９０”−３ｄＢ ハイブリッド３
１と呼んでいる。
Ｍａｒｃｈ １９８８ Ｊに示された従来のフェージ
ングによる干渉波除去装置を示すブロック図であり、図
において、１はアンテナ、２は円偏波発生器（ｐｏｌａ
ｒｉｚｅｒＨ以降９０＠−ＰＯＬと呼ぶ）、３は直交偏
波分波器（Ｏｒｔｈｏ−ｓｏｄｅ ｔｒａｎｓｄｕｃｅ
ｒ；以降ＯＭＴと呼ぶ）、４は減衰器４１と移相器４２
とからなる干渉波除去回路である。なお、上記文献では
２と３とをまとめて９０”−３ｄＢ ハイブリッド３
１と呼んでいる。
次に動作について説明する。
インマルサット海事衛星通信では衛星仰角５度以上の海
域を通信のサービス領域としている。ところで、左旋円
偏波（正旋成分）が海面に入射した場合、反射波は左旋
（正旋）と右旋（逆旋）成分とに分離され、かつ仰角５
度以上であれば逆旋成分が正旋成分より大きくなること
が知られている。
域を通信のサービス領域としている。ところで、左旋円
偏波（正旋成分）が海面に入射した場合、反射波は左旋
（正旋）と右旋（逆旋）成分とに分離され、かつ仰角５
度以上であれば逆旋成分が正旋成分より大きくなること
が知られている。
一方、円偏波アンテナの端子Ｔ３には直接波である正旋
成分と海面反射による正旋成分Ｅっとの和が、またＴ４
には海面反射による逆旋成分ＥＬが以下のように出力さ
れる。
成分と海面反射による正旋成分Ｅっとの和が、またＴ４
には海面反射による逆旋成分ＥＬが以下のように出力さ
れる。
Ｔ ３ ： Ｅｏ ＋ Ｅｔ ｅ ｊ（φし９００
〉Ｔ４：Ｅ、Ｉｅ’ハ 通常の円偏波アンテナでは端子Ｔ４に出力される反射に
よって生じる逆旋成分は終端抵抗により無駄な電力とし
て消費される。しかし、上式から理解されるように７３
．Ｔ４の両出力をＥｌとＥＬの振幅を等しく、かつ逆位
相となるように加えるとＥＩＩ８Ｊφ翼とＥＬ８Ｊｆφ
Ｌ−１１ｇ＋’）の両成分は互いに相殺され、直接波成
分Ｅ０のみが取り出されることがわかる。第５図は、こ
のような原理に基づき構成されたフェージング除去機能
を示す、実際の構成はここで述べた原理を基に、合成器
、減衰器及び移相器による挿入損等を避けるため低雑音
増幅器（ＬＮＡ）を２台用いており、ＯＭＴの２つの出
力の直後にそれぞれ挿入されている。
〉Ｔ４：Ｅ、Ｉｅ’ハ 通常の円偏波アンテナでは端子Ｔ４に出力される反射に
よって生じる逆旋成分は終端抵抗により無駄な電力とし
て消費される。しかし、上式から理解されるように７３
．Ｔ４の両出力をＥｌとＥＬの振幅を等しく、かつ逆位
相となるように加えるとＥＩＩ８Ｊφ翼とＥＬ８Ｊｆφ
Ｌ−１１ｇ＋’）の両成分は互いに相殺され、直接波成
分Ｅ０のみが取り出されることがわかる。第５図は、こ
のような原理に基づき構成されたフェージング除去機能
を示す、実際の構成はここで述べた原理を基に、合成器
、減衰器及び移相器による挿入損等を避けるため低雑音
増幅器（ＬＮＡ）を２台用いており、ＯＭＴの２つの出
力の直後にそれぞれ挿入されている。
この方式を採用すると振幅の制御はせず逆旋成分の移相
のみを制御して常に振幅が最大になるようにすることも
可能である。
のみを制御して常に振幅が最大になるようにすることも
可能である。
従来の干渉波除去装置は以上のように構成されているの
で、小型アンテナ、特に開口径が１０λ（λ：波長）以
下のようなアンテナで、かつ広帯域の高周波回路での干
渉波除去を行う場合、アンテナの背面に干渉波除去回路
を設置する必要があるので、干渉波除去回路付アンテナ
装置の実現が困難であった。また、干渉波の干渉量に応
じて、可変減衰量を与える減衰器（ＡＴＴ）が必要とな
り、地球局のＧ／Ｔ性能の面からＬＮＡ （低雑音増幅
器）が必要となる。さらに移相器と減衰器を干渉量に応
じて制御する必要があった。
で、小型アンテナ、特に開口径が１０λ（λ：波長）以
下のようなアンテナで、かつ広帯域の高周波回路での干
渉波除去を行う場合、アンテナの背面に干渉波除去回路
を設置する必要があるので、干渉波除去回路付アンテナ
装置の実現が困難であった。また、干渉波の干渉量に応
じて、可変減衰量を与える減衰器（ＡＴＴ）が必要とな
り、地球局のＧ／Ｔ性能の面からＬＮＡ （低雑音増幅
器）が必要となる。さらに移相器と減衰器を干渉量に応
じて制御する必要があった。
この発明は上記のような従来のものの問題点を解決する
ためになされたもので、回路を小型化できるとともに簡
単な回路とし、かつ一定の結合量をもたせて干渉波防止
（低？：Ｉｉ）を実現できるアンテナ装置を得ることを
目的とするものである。
ためになされたもので、回路を小型化できるとともに簡
単な回路とし、かつ一定の結合量をもたせて干渉波防止
（低？：Ｉｉ）を実現できるアンテナ装置を得ることを
目的とするものである。
この発明に係るアンテナ装置は、９０＠位相蓋板（９０
”−Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）と偏分波器（ＯＭＴ）及び偏
分波器の一方の出力に４５＃位相（４５”進み）または
００位相を与える移相器、偏分波器の他方の出力に一４
５＠位相（４５°遅れ）または±９０°位相を与える移
相器、さらに両移相器の出力を合成する合成器（ＣＯＭ
Ｂ）を設けたものである。
”−Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）と偏分波器（ＯＭＴ）及び偏
分波器の一方の出力に４５＃位相（４５”進み）または
００位相を与える移相器、偏分波器の他方の出力に一４
５＠位相（４５°遅れ）または±９０°位相を与える移
相器、さらに両移相器の出力を合成する合成器（ＣＯＭ
Ｂ）を設けたものである。
この発明においては、上述のように構成することにより
、ＯＭＴ出力の直交２偏波成分を移相処理したものを合
成するようにしたので、小型、簡単かつ固定の回路によ
りフェージングを除去できる。
、ＯＭＴ出力の直交２偏波成分を移相処理したものを合
成するようにしたので、小型、簡単かつ固定の回路によ
りフェージングを除去できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例によるアンテナ装置を示し、図に
おいて、第５図と同一符号は同一のものを示す、５１は
４５°移相器、５２は一４５°移相器であり、この図の
場合、ＯＭＴ３のＸ−ＰＯＬ成分方向（水平方向）に合
成器６を設けている。また１２はフェージングを顕著に
生ずる角度が一般には接地角で１０″′〜２０”にある
ことに着目し、その角度に対応するアンテナ仰角に応じ
てフェージング防止回路を０Ｎ１０ＦＦするスイッチで
ある。なお、この回路は衛星が右旋偏波を使用している
場合のフェージング防止回路であり、衛星が左旋円偏波
の場合は第１図の６と１２がＹ−ＰＯＬ成分方向（垂直
方向）に入れ換わる以外は同じ回路でよい。
図は本発明の一実施例によるアンテナ装置を示し、図に
おいて、第５図と同一符号は同一のものを示す、５１は
４５°移相器、５２は一４５°移相器であり、この図の
場合、ＯＭＴ３のＸ−ＰＯＬ成分方向（水平方向）に合
成器６を設けている。また１２はフェージングを顕著に
生ずる角度が一般には接地角で１０″′〜２０”にある
ことに着目し、その角度に対応するアンテナ仰角に応じ
てフェージング防止回路を０Ｎ１０ＦＦするスイッチで
ある。なお、この回路は衛星が右旋偏波を使用している
場合のフェージング防止回路であり、衛星が左旋円偏波
の場合は第１図の６と１２がＹ−ＰＯＬ成分方向（垂直
方向）に入れ換わる以外は同じ回路でよい。
以下、数式を用いて本実施例を説明する。
一般に衛星が楕円偏波を使用している場合、その到来波
をＸ、Ｙ成分に分けると、 となる。
をＸ、Ｙ成分に分けると、 となる。
ここで、Ｅ、、ＥＬはそれぞれ右旋成分、左旋成分で、
Ｔは楕円の長軸がＸ軸に対してなす角（チルト角と呼ば
れる）である。
Ｔは楕円の長軸がＸ軸に対してなす角（チルト角と呼ば
れる）である。
第２図は海上船舶に搭載したアンテナが衛星からの直接
波と海面からの反射波を受ける模様を示す、第２図にお
いて、７は船舶２０に搭載されたアンテナ１１の受信パ
ターンであり、８は衛星の電波の状態、９は海面からの
反射波、ｇは受信パターンの反射波方向の相対電界強度
である。また第３図は海面での反射係数を示す。また１
０は入射波の海面への接地角θ（＝９０”−入射角）を
示す。
波と海面からの反射波を受ける模様を示す、第２図にお
いて、７は船舶２０に搭載されたアンテナ１１の受信パ
ターンであり、８は衛星の電波の状態、９は海面からの
反射波、ｇは受信パターンの反射波方向の相対電界強度
である。また第３図は海面での反射係数を示す。また１
０は入射波の海面への接地角θ（＝９０”−入射角）を
示す。
第４回はθが１０＠以上の場合のＥｘ 、Ｅｙ （入
射電界）と海面３０からの反射波Ｅ’、、Ｅ’との関係
を描いたものである。つまり、０とみなしてよい、さて
（１）式の直接波および（３）式の反射波がアンテナに
入力したとき、９０”ＰＯＬを通過し、ＯＭＴのＸ、Ｙ
方向成分の出力はそれぞれ次のようになる。つまり直接
波のＯＭＴ出力Ｅつ。＋Ｅｖｏは となる。また反射波のＯＭＴ出力Ｅｒ８゜、Ｅ′７゜は ここで、ｒは海面の反射係数（振幅）、δは海面の反射
係数（位相）である。
射電界）と海面３０からの反射波Ｅ’、、Ｅ’との関係
を描いたものである。つまり、０とみなしてよい、さて
（１）式の直接波および（３）式の反射波がアンテナに
入力したとき、９０”ＰＯＬを通過し、ＯＭＴのＸ、Ｙ
方向成分の出力はそれぞれ次のようになる。つまり直接
波のＯＭＴ出力Ｅつ。＋Ｅｖｏは となる。また反射波のＯＭＴ出力Ｅｒ８゜、Ｅ′７゜は ここで、ｒは海面の反射係数（振幅）、δは海面の反射
係数（位相）である。
よって、
なお、周波数を１０ＧＨｚ以上とすると、δ＝となる。
ここで、Ｂは直接波と反射波の光路差による位相遅れに
相当する。
相当する。
よって、直接波と反射波を合成した出力Ｅ″８゜。
Ｅ”Ｖ。はそれぞれ
となる。
よって衛星が右旋円偏波の場合、ＥＬ−０となり・
となる、ここで第（方式の上式の（）内の第２゜第３項
および下式の（）内の第１項、第２項が反射波によって
生じる干渉波である。このうちｇｒはｇより小さくて、
（７）式は近似的には次のようになる。
および下式の（）内の第１項、第２項が反射波によって
生じる干渉波である。このうちｇｒはｇより小さくて、
（７）式は近似的には次のようになる。
上記と同じ＜ ｇｒを無視すればα［相］式は近似的に
従って「８゜ｅ Ｊ ４十Ｉ！”１゜ｅ−Ｊ７を作れば
合成波の電界Ｅは れば合成波の電界Ｅは Ｂ ＝ ｆ ＥＬｅｊ ｔＪ’ ・・
・（２）で示される。
従って「８゜ｅ Ｊ ４十Ｉ！”１゜ｅ−Ｊ７を作れば
合成波の電界Ｅは れば合成波の電界Ｅは Ｂ ＝ ｆ ＥＬｅｊ ｔＪ’ ・・
・（２）で示される。
このように、本実施例によれば、直接波と干渉波の合成
Ｘ、Ｙ成分に４５°成分が現れることに着目し、偏分波
器の２つの出力にそれぞれ＋４５゜−４５°の位相を与
えて合成することにより、海面反射によるフェージング
を除去するようにしたので、小型かつ固定の回路により
高い信頼性で安価にフェージングを除去することができ
る。
Ｘ、Ｙ成分に４５°成分が現れることに着目し、偏分波
器の２つの出力にそれぞれ＋４５゜−４５°の位相を与
えて合成することにより、海面反射によるフェージング
を除去するようにしたので、小型かつ固定の回路により
高い信頼性で安価にフェージングを除去することができ
る。
なお、上記実施例では＋４！ｙ＠移相器および一４５″
移相器を用いたものを示したが、これらは相対的な位相
を与えればよいので、＋４５°移相器を０６とすれば一
４５″移相器を一９０＠移相器（右旋偏波の場合）、＋
９０°移相器（左旋偏波の場合）としてもよい。
移相器を用いたものを示したが、これらは相対的な位相
を与えればよいので、＋４５°移相器を０６とすれば一
４５″移相器を一９０＠移相器（右旋偏波の場合）、＋
９０°移相器（左旋偏波の場合）としてもよい。
また上記実施例ではＯＭＴ出力の直交２偏波成分を位相
処理し、合成することにより、干渉波（フェージング波
）を防止することとしたが、前述の（８）式およびａυ
式で示されるように、単にｇを小さくすることによって
も同じ効果が得られる。
処理し、合成することにより、干渉波（フェージング波
）を防止することとしたが、前述の（８）式およびａυ
式で示されるように、単にｇを小さくすることによって
も同じ効果が得られる。
このｇを小さくする方法として、いわゆる低サイドロー
ブアンテナを使用すればよいが、単なる低サイドローブ
アンテナでは開口能率が下がる。
ブアンテナを使用すればよいが、単なる低サイドローブ
アンテナでは開口能率が下がる。
よってここでは第６図に示すように仰角面内に非対称の
サイドロープを持つアンテナとすることにより、上記実
施例と同様の効果が期待できる。
サイドロープを持つアンテナとすることにより、上記実
施例と同様の効果が期待できる。
なお、このような特定面内（この場合仰角方向）で非対
称のサイドロープを作るには、アンテナの開口分布の位
相分布に３次１５次コマ収差を与えればよい。
称のサイドロープを作るには、アンテナの開口分布の位
相分布に３次１５次コマ収差を与えればよい。
以上のように、この発明に係るアンテナ装置によれば、
海面反射波を含む直交偏分波器の２つの出力を移相処理
して合成するようにしたので、固定かつ簡単な回路によ
り干渉波を防止でき、装置を小型で安価にでき、しかも
信顛性の高いものが得られる効果がある。
海面反射波を含む直交偏分波器の２つの出力を移相処理
して合成するようにしたので、固定かつ簡単な回路によ
り干渉波を防止でき、装置を小型で安価にでき、しかも
信顛性の高いものが得られる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は海面反射
によるフェージングによる干渉波の経路を示す干渉概念
図、第３図は海水の反射特性（理論値）を示す図、第４
図は海面の反射の模式図、第５図は従来の実施例を示す
図、第６図は海面の方向の低サイドローブ化を図った非
対称形サイドロープ形状を示す図である。 図において、１はアンテナ、２は円偏波発生器、３は直
交偏分波器、５１．５２は移相器、６は合成器、１２は
スイッチ、１３はダミーロードである。
によるフェージングによる干渉波の経路を示す干渉概念
図、第３図は海水の反射特性（理論値）を示す図、第４
図は海面の反射の模式図、第５図は従来の実施例を示す
図、第６図は海面の方向の低サイドローブ化を図った非
対称形サイドロープ形状を示す図である。 図において、１はアンテナ、２は円偏波発生器、３は直
交偏分波器、５１．５２は移相器、６は合成器、１２は
スイッチ、１３はダミーロードである。
Claims (1)
- （１）アンテナ装置において、 受信信号に基づき円偏波を発生する９０°位相蓋板、該
９０°位相蓋板の出力を相互に直交した２偏波に分離す
る偏分波器、該偏分波器の一方のポートに４５°または
０°の進み位相を与える移相器、他方のポートに４５°
または±９０°の遅れ位相を与える移相器、該両移相器
の出力を合成する合成器からなるフェージング防止回路
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP887489A JPH02189035A (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP887489A JPH02189035A (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02189035A true JPH02189035A (ja) | 1990-07-25 |
Family
ID=11704831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP887489A Pending JPH02189035A (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02189035A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7791431B2 (en) * | 2006-12-04 | 2010-09-07 | Electronics And Telecommunications Research Institute | 3-port orthogonal mode transducer and receiver and receiving method using the same |
-
1989
- 1989-01-17 JP JP887489A patent/JPH02189035A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7791431B2 (en) * | 2006-12-04 | 2010-09-07 | Electronics And Telecommunications Research Institute | 3-port orthogonal mode transducer and receiver and receiving method using the same |
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