JPH0352243B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0352243B2 JPH0352243B2 JP2814382A JP2814382A JPH0352243B2 JP H0352243 B2 JPH0352243 B2 JP H0352243B2 JP 2814382 A JP2814382 A JP 2814382A JP 2814382 A JP2814382 A JP 2814382A JP H0352243 B2 JPH0352243 B2 JP H0352243B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflecting mirror
- shape
- central cross
- reflector
- primary radiator
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
- H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は１枚の反射鏡形状を修整して放射パタ
ーンの成形を行う成形ビームアンテナのうち、垂
直面内および水平面内のそれぞれの面内において
所望のパターンを得ようとするアンテナに関する
ものであり、１例としては水平面内で扇形ビー
ム、垂直面内でコセカント２乗ビーム成形を行う
アンテナがある。
ーンの成形を行う成形ビームアンテナのうち、垂
直面内および水平面内のそれぞれの面内において
所望のパターンを得ようとするアンテナに関する
ものであり、１例としては水平面内で扇形ビー
ム、垂直面内でコセカント２乗ビーム成形を行う
アンテナがある。
従来より、この種のアンテナで放射パターンを
完全に成形することは不可能であることがわかつ
ている。ここで完全に成形するとは、水平面内扇
形ビーム、垂直面内コセカント２乗ビームを例に
とると、どの垂直面をとつても同じ形状のコセカ
ント２乗ビームとなつており、どの水平面をとつ
ても等しいレベルの扇形ビームになつているとい
う意味であり、以下この意味で用いる。
完全に成形することは不可能であることがわかつ
ている。ここで完全に成形するとは、水平面内扇
形ビーム、垂直面内コセカント２乗ビームを例に
とると、どの垂直面をとつても同じ形状のコセカ
ント２乗ビームとなつており、どの水平面をとつ
ても等しいレベルの扇形ビームになつているとい
う意味であり、以下この意味で用いる。
そこで近似的な鏡面形状として、反射鏡の垂直
中心断面曲線および水平中心断面線についてのみ
所望の放射パターンとなるような形状とし、中心
断面以外については、一方の中心断面曲線にそつ
て他方の中心断面曲線を平行移動させた形状が用
いられていた。
中心断面曲線および水平中心断面線についてのみ
所望の放射パターンとなるような形状とし、中心
断面以外については、一方の中心断面曲線にそつ
て他方の中心断面曲線を平行移動させた形状が用
いられていた。
しかし、このような反射鏡形状を有するアンテ
ナでは中心断面曲線上以外の点における反射波の
幾何光学的な反射方向の仰角が中心断面曲線上に
おける反射波の幾何光学的な反射方向の仰角と異
なつてしまうという現象がある。このため、目標
とする完全に成形されたパターンとは異つたもの
となつてしまう欠点があり、その程度は実用上用
いられる機会の多い垂直面内でビーム幅が狭いア
ンテナ程顕著となつていた。
ナでは中心断面曲線上以外の点における反射波の
幾何光学的な反射方向の仰角が中心断面曲線上に
おける反射波の幾何光学的な反射方向の仰角と異
なつてしまうという現象がある。このため、目標
とする完全に成形されたパターンとは異つたもの
となつてしまう欠点があり、その程度は実用上用
いられる機会の多い垂直面内でビーム幅が狭いア
ンテナ程顕著となつていた。
本発明は上記の欠点を解決するために反射波方
向の仰角をそろえることにより放射パターンを完
全に成形されたパターンに近づけたものであつ
て、以下図面に従つて説明する。
向の仰角をそろえることにより放射パターンを完
全に成形されたパターンに近づけたものであつ
て、以下図面に従つて説明する。
第１図は本発明の実施例であつて、１は１次放
射器、２は２次曲面反射鏡、３は垂直中心断面曲
線、４は水平中心断面曲線、５および５′は１次
放射器１から非２次曲面反射鏡２にあたつた電波
の幾何光学的な反射方向を示す。
射器、２は２次曲面反射鏡、３は垂直中心断面曲
線、４は水平中心断面曲線、５および５′は１次
放射器１から非２次曲面反射鏡２にあたつた電波
の幾何光学的な反射方向を示す。
ＰおよびＱは１次放射器１から非２次曲面反射
鏡２を一定の仰角αで見込んだ鏡面状の点であ
り、このうちＰは垂直中心断面曲線３上にある。
鏡２を一定の仰角αで見込んだ鏡面状の点であ
り、このうちＰは垂直中心断面曲線３上にある。
本アンテナの特徴とするところを具体的に述べ
れば、ＰおよびＱでの反射波の仰角θeおよびθ′e
を等しくしたことにあり、それにより電波の集中
すべき方向を揃え、放射パターンを完全な成形パ
ターンに近づけることができる。
れば、ＰおよびＱでの反射波の仰角θeおよびθ′e
を等しくしたことにあり、それにより電波の集中
すべき方向を揃え、放射パターンを完全な成形パ
ターンに近づけることができる。
次に本アンテナで用いる鏡面形状について説明
する １次放射器１から反射鏡上の点Ｑに入射する入
射方向ベクトルをRin（Rxin，Ryin，Rzin）、反射
鏡の法線ベクトルをｎ（Nx，ny，nz）とすると反
射方向ベクトルRout（Rxout，Ryout，Rzout）は
式(1)で表わされる。
する １次放射器１から反射鏡上の点Ｑに入射する入
射方向ベクトルをRin（Rxin，Ryin，Rzin）、反射
鏡の法線ベクトルをｎ（Nx，ny，nz）とすると反
射方向ベクトルRout（Rxout，Ryout，Rzout）は
式(1)で表わされる。
Rout＝Rin−２（Rin・ｎ）ｎ (1)
ここで、Rinは式(2)、ｎは式(3)で表わされる。
Rin＝sinαx^＋cosαsinβy^＋cosαcosβz(2)
ここでρは１次放射器１から非２次曲面反射鏡
２の反射面までの距離である。
２の反射面までの距離である。
一方、反射方向ベクトルの仰角θ′eは式(4)で求
められる。
められる。
従つて、点Ｑと点Ｐで反射方向ベクトルの仰角
が等しくあるためには、それぞれの点で反射方向
ベクトルのｘ成分が等しいことが条件となる。式
(2)、式(3)を式(1)に代入して、この条件を求める
と、式(5)となる。但し、ρvは１次放射器１から
垂直中心断面曲線３迄の距離をαの関数として表
わしたものである。
が等しくあるためには、それぞれの点で反射方向
ベクトルのｘ成分が等しいことが条件となる。式
(2)、式(3)を式(1)に代入して、この条件を求める
と、式(5)となる。但し、ρvは１次放射器１から
垂直中心断面曲線３迄の距離をαの関数として表
わしたものである。
∂ρ／∂αsinαcos2α＋2ρ∂ρ／∂αcos3α
＋∂ρ／∂βsinα−ρ2sinαcos2α／∂ρ／∂αcos2
α＋∂ρ／∂β＋ρ2cos2α ＝dρv／dαsinαcos2α＋2ρvdρv／dαcos
3α−ρ2 vsinαcos2α／dρv／dαcos2α＋ρ2 vcos2α(
5) α＝０で解が水平中心断面曲線４の形状に一致
するという条件の下で、式(5)を解くことにより、
反射鏡形状を求めることができる。
＋∂ρ／∂βsinα−ρ2sinαcos2α／∂ρ／∂αcos2
α＋∂ρ／∂β＋ρ2cos2α ＝dρv／dαsinαcos2α＋2ρvdρv／dαcos
3α−ρ2 vsinαcos2α／dρv／dαcos2α＋ρ2 vcos2α(
5) α＝０で解が水平中心断面曲線４の形状に一致
するという条件の下で、式(5)を解くことにより、
反射鏡形状を求めることができる。
この形状を解析的に求めることはできないが、
計算機を用いて数値的に解くことは容易である。
計算機を用いて数値的に解くことは容易である。
尚、ここで垂直および水平の中心断面曲線形状
を求め方については言及しなかつたが、これは電
力束の条件と反射の法則を用いた方法等の既知の
方法で容易に求められる。
を求め方については言及しなかつたが、これは電
力束の条件と反射の法則を用いた方法等の既知の
方法で容易に求められる。
以上、水平中心断面曲線４がＺ軸と交わる場合
を例にとつて反射鏡形状の求め方を述べたが、両
者が交わらない場合、即ち、１次放射器１と水平
中心断面曲線４を結ぶ直線とＺ軸とが角度θpをな
している場合にも、上述の計算においてα＝θpで
解水平中心断面曲線４に一致するという条件で式
(5)を解くことにより求められる。
を例にとつて反射鏡形状の求め方を述べたが、両
者が交わらない場合、即ち、１次放射器１と水平
中心断面曲線４を結ぶ直線とＺ軸とが角度θpをな
している場合にも、上述の計算においてα＝θpで
解水平中心断面曲線４に一致するという条件で式
(5)を解くことにより求められる。
以上説明したように、本アンテナでは上記のよ
うにして決められた反射鏡形状、即ち、１次放射
器から一定の仰角αで見込んだ反射鏡上の各点で
反射波の方向の仰角θeが等しくなるような形状を
用いているため、ビーム幅の狭い垂直面内で電波
の集中すべき方向に電波が良く揃つて集中し、放
射パターンを完全な成形状態に近づけることがで
きる。そのため、アンテナからの放射電力の有効
利用を図ることができ、通信システムの経済化に
寄与することができる。
うにして決められた反射鏡形状、即ち、１次放射
器から一定の仰角αで見込んだ反射鏡上の各点で
反射波の方向の仰角θeが等しくなるような形状を
用いているため、ビーム幅の狭い垂直面内で電波
の集中すべき方向に電波が良く揃つて集中し、放
射パターンを完全な成形状態に近づけることがで
きる。そのため、アンテナからの放射電力の有効
利用を図ることができ、通信システムの経済化に
寄与することができる。
第１図は本発明の一実施例の斜視図である。
１……１次放射器、２……非２次曲面反射鏡、
３……垂直中心断面曲線、４……水平中心断面曲
線、５，５′……反射波の幾何光学的な反射方向。
３……垂直中心断面曲線、４……水平中心断面曲
線、５，５′……反射波の幾何光学的な反射方向。
Claims (1)
- １ １次放射器又は１次放射器と反射鏡から成る
１次放射系と非２次曲面から成る１枚の反射鏡と
を有する成形ビームアンテナにおいて、該非２次
曲面反射鏡の垂直および水平の中心断面曲線とし
てはそれぞれの中心断面内において所望の放射パ
ターンとなる反射鏡断面形状を有し、前記両中心
断面以外の反射鏡形状としては、１次放射器又は
１次放射系の最終の反射鏡の焦点から該非２次曲
面反射鏡を一定の仰角で見込んだ反射鏡上の各点
での幾何光学的な反射波の反射方向が全て等しい
仰角を有する反射鏡形状を有することを特徴とす
る成形ビームアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2814382A JPS58146105A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 成形ビ−ムアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2814382A JPS58146105A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 成形ビ−ムアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58146105A JPS58146105A (ja) | 1983-08-31 |
| JPH0352243B2 true JPH0352243B2 (ja) | 1991-08-09 |
Family
ID=12240540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2814382A Granted JPS58146105A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 成形ビ−ムアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58146105A (ja) |
-
1982
- 1982-02-25 JP JP2814382A patent/JPS58146105A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58146105A (ja) | 1983-08-31 |
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