JPH02209003A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
- Publication number
- JPH02209003A JPH02209003A JP3025289A JP3025289A JPH02209003A JP H02209003 A JPH02209003 A JP H02209003A JP 3025289 A JP3025289 A JP 3025289A JP 3025289 A JP3025289 A JP 3025289A JP H02209003 A JPH02209003 A JP H02209003A
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- Japan
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- reflector
- mirror
- primary radiator
- reflecting mirror
- phase
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- Pending
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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、衛星通信地上局や電波天文用に用いられる
アンテナ装置に関するものである。
アンテナ装置に関するものである。
第３図は、例えば論文［デザイン オブ デユアルーリ
フレクタ アンテナズ ウィズ アービトラリ フェイ
ズ アンド アンプリテユードディストリビューション
ズＪ （”Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｄｕａｌ−Ｒｅｆｌｅ
ｃｔｏｒ Ａｎｔｅｎｎａｓ ５ｍ１ｔｈ Ａｒｂｉｔ
ｒａｒｙ ｐｈａｓｅ ａｎｄ＾ｎ＋ｐｌｉｔｕｄｅ
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ’） ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓ、 Ａ、Ｐ、 Ｖ。
フレクタ アンテナズ ウィズ アービトラリ フェイ
ズ アンド アンプリテユードディストリビューション
ズＪ （”Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｄｕａｌ−Ｒｅｆｌｅ
ｃｔｏｒ Ａｎｔｅｎｎａｓ ５ｍ１ｔｈ Ａｒｂｉｔ
ｒａｒｙ ｐｈａｓｅ ａｎｄ＾ｎ＋ｐｌｉｔｕｄｅ
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ’） ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓ、 Ａ、Ｐ、 Ｖ。
Ｉ Ａｐ−１２，ｐｐ４０３−４０８．Ｊｕｌｙ １９
６４に示された従来の鏡面修整形のカセグレンアンテナ
の説明図であり、同図（ａ）はその構成を、同図（′ｂ
）は開口での振幅１位相分布を示す。図において、１１
は通常曲面、１は鏡面修整された主反射鏡であり、送、
受信波の位相を制御する役割をもつ、２は鏡面修整され
た副反射鏡であり、送、受信波の振幅を制御する役割を
もつ。３は一次放射器（ホーン）、４１．４２は一次放
射器から放射される光線がアンテナ開口に至るまでの光
線径路を示す。また５は開口での振幅分布、６は開口で
の位相分布を示す。
６４に示された従来の鏡面修整形のカセグレンアンテナ
の説明図であり、同図（ａ）はその構成を、同図（′ｂ
）は開口での振幅１位相分布を示す。図において、１１
は通常曲面、１は鏡面修整された主反射鏡であり、送、
受信波の位相を制御する役割をもつ、２は鏡面修整され
た副反射鏡であり、送、受信波の振幅を制御する役割を
もつ。３は一次放射器（ホーン）、４１．４２は一次放
射器から放射される光線がアンテナ開口に至るまでの光
線径路を示す。また５は開口での振幅分布、６は開口で
の位相分布を示す。
次に動作について説明する。
ホーン３の焦点Ｆから出た光線４１は副反射鏡２上のＣ
３点、主反射鏡上のＢ１点で反射され、開口面上のＡ１
に至る。一方、光線４２は同様にＣ１点、Ｂ！点を経て
Ａｔに至る。このとき、よく知られているように（前述
の文献を参照されたい）、主、副反射鏡はそれぞれ通常
の放物面鏡、双曲面鏡から次の３条件により鏡面修正さ
れている。即ち、 （１） スネルの法則（Ｓｎｅｌｌ’ｓ ｌａｗ）（
ｉｉ） エネルギー保存の法則 （ｉ ｉ ｉ） 光路長保存の法則 この鏡面修整条件によれば、開口面上での振幅。
３点、主反射鏡上のＢ１点で反射され、開口面上のＡ１
に至る。一方、光線４２は同様にＣ１点、Ｂ！点を経て
Ａｔに至る。このとき、よく知られているように（前述
の文献を参照されたい）、主、副反射鏡はそれぞれ通常
の放物面鏡、双曲面鏡から次の３条件により鏡面修正さ
れている。即ち、 （１） スネルの法則（Ｓｎｅｌｌ’ｓ ｌａｗ）（
ｉｉ） エネルギー保存の法則 （ｉ ｉ ｉ） 光路長保存の法則 この鏡面修整条件によれば、開口面上での振幅。
位相を任意の値に設計できる。第３図（ｂ）では振幅／
位相とも一様分布の状態を図示している。この修整法を
簡単に説明すれば、ホーン（一次放射器）からの吹付パ
ターンを、副反射鏡により、主反射鏡開口で一様分布に
なるよう振幅制御する。つまり、第３図に示すように、
主反射鏡の周辺方向への光線密度を上げている。さらに
、主反射鏡により一次放射器の位相中心Ｆから主反射鏡
開口に至る光路長が一定になるように位相制御する。
位相とも一様分布の状態を図示している。この修整法を
簡単に説明すれば、ホーン（一次放射器）からの吹付パ
ターンを、副反射鏡により、主反射鏡開口で一様分布に
なるよう振幅制御する。つまり、第３図に示すように、
主反射鏡の周辺方向への光線密度を上げている。さらに
、主反射鏡により一次放射器の位相中心Ｆから主反射鏡
開口に至る光路長が一定になるように位相制御する。
従来の軸対称形の鏡面修整形アンテナは以上のように構
成されているので、主反射鏡には通常の放物面鏡を使用
できないという問題があった。またアンテナ直径が同一
でも所望の振幅分布ごとに主反射鏡の座標を変更するこ
とが必要であった。
成されているので、主反射鏡には通常の放物面鏡を使用
できないという問題があった。またアンテナ直径が同一
でも所望の振幅分布ごとに主反射鏡の座標を変更するこ
とが必要であった。
このため、例えば、主反射鏡をプレス加工で製造する場
合、鏡面修整形の場合、同一サイズのアンテナでも修整
膨比に応じて金型が必要となり、製造コストが非常に高
くなるという欠点がある。特に地上局アンテナの場合、
Ｃ帯、Ｋｕ帯、Ｋａ帯という周波数範囲にわたってたと
え同じ開口分布を与えても同一の鏡面形状を得ることは
困難である。
合、鏡面修整形の場合、同一サイズのアンテナでも修整
膨比に応じて金型が必要となり、製造コストが非常に高
くなるという欠点がある。特に地上局アンテナの場合、
Ｃ帯、Ｋｕ帯、Ｋａ帯という周波数範囲にわたってたと
え同じ開口分布を与えても同一の鏡面形状を得ることは
困難である。
この発明は、上記のような従来のものの問題点を解消す
るためになされたもので、通常の回転対称形の放物面鏡
を主反射鏡とすることができ、アンテナの標準化を図る
ことができるアンテナ装置を得ることを目的としている
。
るためになされたもので、通常の回転対称形の放物面鏡
を主反射鏡とすることができ、アンテナの標準化を図る
ことができるアンテナ装置を得ることを目的としている
。
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡を回転放物面
とし、副反射鏡と一次反射鏡とでアンテナ開口面上で所
望の振幅９位相分布が得られるように、副反射鏡に位相
を制御させ、一次放射器に振幅制御を行なわせるように
構成したものである。
とし、副反射鏡と一次反射鏡とでアンテナ開口面上で所
望の振幅９位相分布が得られるように、副反射鏡に位相
を制御させ、一次放射器に振幅制御を行なわせるように
構成したものである。
この発明においては、装置を上述のように構成したので
、主反射鏡を鏡面修整することなく所要のアンテナ特性
を実現できる。
、主反射鏡を鏡面修整することなく所要のアンテナ特性
を実現できる。
以下、この発明の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３図と同一符号は同一のものを示してい
る。１１１は通常の回転対称の放物曲面を持つ主反射鏡
、２１は鏡面修整された副反射鏡で、位相を制御する役
割をもつ、また、３１は振幅制御形一次放射器で、振幅
を制御する役割をもつものである。
図において、第３図と同一符号は同一のものを示してい
る。１１１は通常の回転対称の放物曲面を持つ主反射鏡
、２１は鏡面修整された副反射鏡で、位相を制御する役
割をもつ、また、３１は振幅制御形一次放射器で、振幅
を制御する役割をもつものである。
また、第２図は第１図のアンテナ装置の光線経路を示し
、図において、一次放射器３１の焦点Ｆ１、Ｆ２から出
た光線はそれぞれＣ＋ 、Ｂ＋ 、Ａ＋およびＣｔ 、
Ｂｔ 、Ａｔを経て開口面に至る。ここで光線Ｃｓ Ｂ
ｔ 、Ｃｔ Ｂｔは共に主反射鏡の焦点Ｆ３から出てい
る。
、図において、一次放射器３１の焦点Ｆ１、Ｆ２から出
た光線はそれぞれＣ＋ 、Ｂ＋ 、Ａ＋およびＣｔ 、
Ｂｔ 、Ａｔを経て開口面に至る。ここで光線Ｃｓ Ｂ
ｔ 、Ｃｔ Ｂｔは共に主反射鏡の焦点Ｆ３から出てい
る。
振幅制御について概念的にいえば、副反射鏡から主反射
鏡への吹付パターンは第４図の空間減衰率（Ｓｐａｃｅ
Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ；以下Ｓ、Ａ
、Ｆと称す） Ｓ−Ａ、Ｐ ” ２ ／ （１＋ｃｏｓ θ）を補正す
るように、主反射鏡焦点Ｆｓから主反射鏡を見込む角度
θに対応する分布を一次放射器から得ることが必要であ
る。第５図は一次放射器に必要な特性である。
鏡への吹付パターンは第４図の空間減衰率（Ｓｐａｃｅ
Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ；以下Ｓ、Ａ
、Ｆと称す） Ｓ−Ａ、Ｐ ” ２ ／ （１＋ｃｏｓ θ）を補正す
るように、主反射鏡焦点Ｆｓから主反射鏡を見込む角度
θに対応する分布を一次放射器から得ることが必要であ
る。第５図は一次放射器に必要な特性である。
このように、周辺で電界強度が強くなる分布を与える一
次放射器の例として第６図（ａ）、 （Ｃ）、 （ｅ）
がある。同図（ａ）はレンズを用いたものであり、レン
ズ７により副反射鏡への吹付の振幅を制御する。
次放射器の例として第６図（ａ）、 （Ｃ）、 （ｅ）
がある。同図（ａ）はレンズを用いたものであり、レン
ズ７により副反射鏡への吹付の振幅を制御する。
同図（Ｃ）はリング焦点形の複反射鏡８を一次放射器に
用いた例である。同図（ｅ）はアレイ給電形の一次放射
器で、可変位相器９、可変減衰器１０、放射器１１を用
いている。
用いた例である。同図（ｅ）はアレイ給電形の一次放射
器で、可変位相器９、可変減衰器１０、放射器１１を用
いている。
これらの各方式の放射パターンは第６図の右側に示され
ている。
ている。
同図（ａ）のレンズ形の場合、レンズ７は波面変換器と
して動作する以外に、図で示すような修整レンズとする
ことにより光線の径方向分布を、緑に行くほど濃くする
ように機能する。
して動作する以外に、図で示すような修整レンズとする
ことにより光線の径方向分布を、緑に行くほど濃くする
ように機能する。
同図（Ｃ）のリング焦点双反射鏡形の場合、複反射鏡８
に鏡面修整法を通用すれば、つまり、補助反射鏡８１に
振幅制御を、補助反射鏡８２に位相制御機能を、それぞ
れもたせることにより、所望の振幅・位相分布を与える
ことができ、所望の振幅・位相パターンをもつ一次放射
器が実現できる。
に鏡面修整法を通用すれば、つまり、補助反射鏡８１に
振幅制御を、補助反射鏡８２に位相制御機能を、それぞ
れもたせることにより、所望の振幅・位相分布を与える
ことができ、所望の振幅・位相パターンをもつ一次放射
器が実現できる。
同図軸）のアレイ給電形の場合、一次放射器の給電点１
２からの入力を一連の可変位相器９と可変減衰器１０を
介し各放射素子２１に所要の振幅・位相分布を与えるこ
とにより、所望の振幅・位相パターンを持つ一次放射器
が実現できる。なお、上記複反射鏡の鏡面修整法は、通
常の回転対称形の複反射鏡の鏡面修整法と同じ手法が適
用できる。
２からの入力を一連の可変位相器９と可変減衰器１０を
介し各放射素子２１に所要の振幅・位相分布を与えるこ
とにより、所望の振幅・位相パターンを持つ一次放射器
が実現できる。なお、上記複反射鏡の鏡面修整法は、通
常の回転対称形の複反射鏡の鏡面修整法と同じ手法が適
用できる。
この点に関しては、例えば文献「電子情報通信学会論文
誌Ｊ Ｂ、Ｖｏｌ、Ｊ７１−８．ＮＩＬＬｌ、１）ｐ１
２１３〜１２１６１９８８−１１を参照されたい。
誌Ｊ Ｂ、Ｖｏｌ、Ｊ７１−８．ＮＩＬＬｌ、１）ｐ１
２１３〜１２１６１９８８−１１を参照されたい。
このように、本実施例によれば、振幅制御用の一次放射
器と、位相制御用の副反射鏡とを組み合わせることによ
り、主反射鏡を鏡面修整することなく所要のアンテナ特
性、例えば高利得特性や低サイドロープ特性を実現しう
る一様分布やテーパ分布を得られる。従って、主反射鏡
は標準化され経済的でかつ精度の高いものが得られるの
で、アンテナ装置の経済化が図れる。
器と、位相制御用の副反射鏡とを組み合わせることによ
り、主反射鏡を鏡面修整することなく所要のアンテナ特
性、例えば高利得特性や低サイドロープ特性を実現しう
る一様分布やテーパ分布を得られる。従って、主反射鏡
は標準化され経済的でかつ精度の高いものが得られるの
で、アンテナ装置の経済化が図れる。
なお、上記実施例では、第６図（Ｃ）がオフセットグレ
ゴリアン形の変形であるが、第７図のようにオフセット
カセグレン形も上記実施例と同様の効果を奏する。つま
り、ホーン３２からの中心光線はオフセットカセグレン
の一部をなす補助反射鏡８１で反射され、あたかも焦点
ｆから出たように、もう−枚の補助反射鏡８２に入射し
、しかるのち副反射鏡に向かう光線となる。なお、第８
図は第７図の一次放射器を用いたカセグレンアンテナの
概略を示すものである。
ゴリアン形の変形であるが、第７図のようにオフセット
カセグレン形も上記実施例と同様の効果を奏する。つま
り、ホーン３２からの中心光線はオフセットカセグレン
の一部をなす補助反射鏡８１で反射され、あたかも焦点
ｆから出たように、もう−枚の補助反射鏡８２に入射し
、しかるのち副反射鏡に向かう光線となる。なお、第８
図は第７図の一次放射器を用いたカセグレンアンテナの
概略を示すものである。
以上のように、この発明に係るアンテナ装置によれば、
振幅制御を一次放射器で、位相制御を副反射鏡でそれぞ
れ行なうことにより、主反射鏡を鏡面修整することなく
所要のアンテナ特性を実現できるように構成したので、
主反射鏡を標準化でき、精度の高いものが経済的に得ら
れる効果がある。
振幅制御を一次放射器で、位相制御を副反射鏡でそれぞ
れ行なうことにより、主反射鏡を鏡面修整することなく
所要のアンテナ特性を実現できるように構成したので、
主反射鏡を標準化でき、精度の高いものが経済的に得ら
れる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるアンテナ装置の基本
特性図、第２図は第１図のアンテナ装置の光線径路図、
第３図は従来のアンテナ装置の基本特性図、第４図は５
ｐａｃｅ Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒを示
す説明図、第５図はこの発明の一次放射器の所要の振幅
・位相パターンを示す図、第６図はこの発明の各種一次
放射器の実施例を示す図、第７図はオフセットカセグレ
ン形のリング焦点複反射影一次放射器を示す図、第８図
は第７図を用いた本発明の一実施例を示す図である。 図において、１は修整鏡面、２．２１は副反射鏡、３．
３１は１次放射器、４１．４２は光線径路、５は振幅、
６は位相、７はレンズ、８は複反射鏡、１１１は通常曲
面を有する主反射鏡である。 第１図 第３図 第 図 ／ ５ｐａｃｅａ廿ｅｎｕａｔｉｏｎ ｆａｃｔｅｒ Ｓ
、Ａ、Ｆ第 図
特性図、第２図は第１図のアンテナ装置の光線径路図、
第３図は従来のアンテナ装置の基本特性図、第４図は５
ｐａｃｅ Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒを示
す説明図、第５図はこの発明の一次放射器の所要の振幅
・位相パターンを示す図、第６図はこの発明の各種一次
放射器の実施例を示す図、第７図はオフセットカセグレ
ン形のリング焦点複反射影一次放射器を示す図、第８図
は第７図を用いた本発明の一実施例を示す図である。 図において、１は修整鏡面、２．２１は副反射鏡、３．
３１は１次放射器、４１．４２は光線径路、５は振幅、
６は位相、７はレンズ、８は複反射鏡、１１１は通常曲
面を有する主反射鏡である。 第１図 第３図 第 図 ／ ５ｐａｃｅａ廿ｅｎｕａｔｉｏｎ ｆａｃｔｅｒ Ｓ
、Ａ、Ｆ第 図
Claims (1)
- （１）軸対称形のカセグレンもしくはグレゴリアン形の
アンテナ装置において、 通常の回転パラボラ反射鏡からなる主反射鏡と、送、受
信波の振幅制御用の一次放射器と、 送、受信波の位相制御用の副反射鏡とを備え、上記一次
放射器と副反射鏡とを修整することにより所要の開口分
布を得ることを特徴とするアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025289A JPH02209003A (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025289A JPH02209003A (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02209003A true JPH02209003A (ja) | 1990-08-20 |
Family
ID=12298522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3025289A Pending JPH02209003A (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02209003A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715234A (ja) * | 1993-06-28 | 1995-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 複反射鏡アンテナ装置の改造方法 |
| JPH0766625A (ja) * | 1993-06-15 | 1995-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | マルチビームアンテナ |
| WO2020110375A1 (ja) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置及びアンテナ調整方法 |
-
1989
- 1989-02-09 JP JP3025289A patent/JPH02209003A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0766625A (ja) * | 1993-06-15 | 1995-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | マルチビームアンテナ |
| JPH0715234A (ja) * | 1993-06-28 | 1995-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 複反射鏡アンテナ装置の改造方法 |
| WO2020110375A1 (ja) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置及びアンテナ調整方法 |
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