JPH0359602B2 - - Google Patents

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JPH0359602B2
JPH0359602B2 JP57022295A JP2229582A JPH0359602B2 JP H0359602 B2 JPH0359602 B2 JP H0359602B2 JP 57022295 A JP57022295 A JP 57022295A JP 2229582 A JP2229582 A JP 2229582A JP H0359602 B2 JPH0359602 B2 JP H0359602B2
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mirror
mirrors
parabolic
plane
revolution
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JP57022295A
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Fumio Watanabe
Yoshihiko Mizuguchi
Matsuichi Yamada
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KDDI Corp
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Kokusai Denshin Denwa KK
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Priority to GB08302758A priority patent/GB2115229B/en
Publication of JPS58139503A publication Critical patent/JPS58139503A/ja
Publication of JPH0359602B2 publication Critical patent/JPH0359602B2/ja
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    • 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
    • H01Q19/18—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 having two or more spaced reflecting surfaces
    • H01Q19/19—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 having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface
    • H01Q19/191—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 having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface wherein the primary active element uses one or more deflecting surfaces, e.g. beam waveguide feeds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/007—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/12—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems
    • H01Q3/16—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying relative position of primary active element and a reflecting device
    • H01Q3/20—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying relative position of primary active element and a reflecting device wherein the primary active element is fixed and the reflecting device is movable

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  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、給電ホーン及び複数の2次曲面反射
鏡より構成される、開口面アンテナ用のビーム給
電装置に関するものである。
従来のこの種のビーム給電装置は、たとえば第
1図に示されているように、給電ホーン1及び4
枚の反射鏡2,3,4,5から構成されている。
反射鏡5は平面反射鏡である。また反射鏡2,
3,4は、それぞれの反射鏡で生じる交さ偏波成
分が原理的には相殺されるような2次曲面鏡の組
み合せ、すなわち、平面反射鏡2と焦点距離とオ
フセツト角が互いに等しい2枚1組の放物面鏡の
組み合せにより構成されている。
このビーム給電装置をカセグレイアンテナに用
いた場合の該ビーム給電装置の働きを、第1図を
用いて送信の場合で説明する。
送受信装置12および給電ホーン1から放射さ
れた電波は、4枚の反射鏡、すなわち平面反射鏡
2、放物面鏡3,4および平面反射鏡5で反射さ
れた後、点8に収束され、副反射鏡6、主反射鏡
7より構成されるカセグレインアンテナに達し、
放射される。ビーム給電装置により伝送された電
波は、あたかも点8に位相中心を有する仮想的な
給電ホーン1′(以下、等価ホーンと呼ぶ)から
放射されたごとくアンテナに給電されている。
このようなビーム給電装置において、カセグレ
インアンテナ及び平面反射鏡5をエレベーシヨン
(Elevation)軸11のまわりに回転すると、給電
ホーン1を動かすことなくアンテナビームをエレ
ベーシヨン軸11のまわりに走査することができ
る。また、アンテナと平面反射鏡2、放物面鏡
3,4および平面反射鏡5の全体をアジマス
(Azimuth)軸10のまわりに回転することによ
り、アジマス軸10まわりのアンテナビーム走査
を行なうことができる。
すなわち、このビーム給電装置は、給電ホーン
1を固定したまま、等価ホーン1′を移動する装
置である。この装置を用いることにより、給電ホ
ーン1に結ばれた送受信装置12を地上に固定し
たままアンテナビームを走査することができる。
以上は、従来のビーム給電装置をカセグレイン
アンテナに用いた場合について説明したが、次に
球面鏡アンテナにこのビーム給電装置を用いた場
合について述べる。球面鏡アンテナは、第2図に
示されているように球面鏡15と給電ホーン1よ
り構成されるアンテナであり、給電ホーン1を球
面鏡15の中心16を中心として回転移動するこ
とにより、球面鏡15を固定したままビーム走査
が行なえる特長を有する。
この球面鏡15に、第1図に示した従来のビー
ム給電装置を応用した例を第3図に示す。この図
では、ビーム給電装置によるアンテナ開口面のブ
ロツキングを避ける目的で、球面鏡15をオフセ
ツト形式で用いた場合を示している。なお、球面
鏡15が有する球面収差などを補正する目的で、
一枚または複数枚の副反射鏡を球面鏡15と等価
ホーン1′との間に設ける場合もある。このこと
については、本発明者が発表した次の論文に記述
されている。渡辺、水口、“オフセツト球面鏡ア
ンテナの構成法とその鏡面設計”電子通信学会ア
ンテナ伝播研究会、 AP81−29、(1981、6、
25)。
給電ホーン1、平面反射鏡2、放物面鏡3,4
および平面反射鏡5から成るビーム給電装置は、
第1図と同様のものであり、球面鏡15の中心1
6を通る軸11を回転軸として平面反射鏡5を回
転することにより、アンテナ反射ビームは軸11
まわりに偏移する。また、球面鏡15の中心16
及び給電ホーン1の位相中心9を通る軸10を回
転軸として、平面反射鏡2、放物面鏡3,4およ
び平面反射鏡5を回転することにより、アンテナ
反射ビームは軸10まわりに偏移する。すなわ
ち、球面鏡15及び給電ホーン1を固定したま
ま、アンテナ放射ビームを走査することができ
る。
しかし、第3図の従来装置においては、ビーム
給電装置の2つの回転軸10,11の交点が、球
面鏡15の中心16に一致していなければならな
いため、以下の様な3つの問題点が生じる。
(1) 球面鏡アンテナでは、等価ホーン1′は、球
面鏡15の半径Rのほぼ1/2の点に位置する。
したがつて、球面鏡15の中心に置かれる平面
反射鏡5は球面鏡15と同程度の大きさである
必要があり、現実的でない。
(2) 球面鏡15には球面収差があるため、球面鏡
アンテナの有効開口径Dは球面鏡15の半径R
に比べ大きくすることはできず、特に、オフセ
ツト形式の場合には、球面鏡15の半径Rは球
面鏡アンテナの有効開口径Dの2倍程度を必要
とする。したがつて、ビーム給電装置からアン
テナまでの電波の伝送距離が非常に長くなり、
構造が巨大になるばかりでなく、電波の伝送能
率が低下する。
(3) 球面鏡アンテナは、複数個の給電ホーンによ
り複数のビームを得るマルチビームアンテナと
して有用である。しかし、第3図に示すビーム
給電装置では、球面鏡15の中心16に平面反
射鏡5が存在するので、複数のビームガイドを
同一の球面主反射鏡に用いることはできない。
これらの問題点は、第1図に示した従来のビ
ーム給電装置において、等価ホーン1′が2つ
の回転軸10、及び11のまわりの回転移動し
か行なえない機構に起因している。
本発明の目的は、以上説明したような従来のビ
ーム給電装置の欠点を除去し、給電ホーンを固定
したまま、等価的な給電ホーンが、任意の位置で
任意の方向に移動できるビーム給電装置を提供す
ることにある。
以下に、本発明を実施例によつて説明する。第
4図は、本発明によるビーム給電装置の一実施例
を示す。図において、1″は焦点36に位相中心
を有する給電ホーン、18および19は軸20,
21,22,23,24および25はそれぞれ反
射鏡、30,31,32,33,34および35
の各々は中心光線の各鏡面での反射点、36,3
6′,37およひ37′は焦点、40は軸を示す。
また、これら以外の符号は第1図又は第3図と同
じ物又は同等物を示す。
反射鏡22及び25は平面反射鏡である。反射
鏡20と21は、点9及び36′に焦点を有し、
交さ偏波が互いに相殺される2次曲面(たとえ
ば、各々の焦点距離とオフセツト角が等しい放物
面あるいは同一形状の楕円面)の組合せである。
また、反射鏡23と24は、点36及び37′に
焦点を有する各々の焦点距離とオフセツト角が互
いに等しい放物面鏡、あるいは波動的効果を考慮
して実効的に電波が平行に伝送されような2次曲
線(例えば、放物面鏡に極めて近い楕円面鏡等)
である。
したがつて、給電ホーン1から放射された電波
は、反射鏡20,21および平面反射鏡22で反
射された後、一旦点36に収束される。点36で
収束された電波はさらに反射鏡23,24および
平面反射鏡25で反射され、点37に収束され
る。そして、あたかも等価ホーン1′から電波が
放射された如く、アンテナに伝送される。
点9,30,31および32は同一平面上に存
在し、また点32,33,34および35も同一
平面上に存在する。反射鏡20,21、平面反射
鏡23,24および平面反射鏡25の全体は、給
電ホーン1の中心光軸、すなわち回転軸18を中
心として回転移動する。
また、反射鏡23,24および平面反射鏡25
の全体は、点32及び33を通る軸19を回転軸
として採点回転移動する。
反射鏡24および平面反射鏡25は、点33及
び34を通る軸40方向にねじることなく平行移
動する。この軸40は反射鏡23,24の焦点を
通る直線と平行である。さらに、平面反射鏡25
は、点35を定点として任意の方向に向けられる
構造になつている。
一般には、軸18まわりの回転、軸19まわり
の回転及び軸40方向の伸縮はそれぞれ、Z軸を
天頂軸とする極座標系におけるψ、θ、rに相当
する動きをし、3つの独立した変数になるので、
点35を任意の位置に移動することができる。し
たがつて、平面反射鏡25により、等価ホーン
1′は任意の位置で任意の方向を向くことができ
る。
次に等価ホーン1′が自由に移動できる本ビー
ム給電装置の効果を、球面鏡アンテナの給電装置
として用いた場合で説明する。
球面鏡アンテナでは、第2図で示した様に、給
電ホーン又は等価ホーンを球面鏡15の中心16
を回転中心として移動しなくてはならない。とこ
ろが、従来のビーム給電装置を用いた第3図の場
合は、平面反射鏡5を球面鏡15の中心16に設
置する必要があり、前述した様に、伝送距離が長
いこと、マルチビームのための複数のビーム給電
装置が設置できないこと、などの欠点を有してい
た。
しかしながら、本ビーム給電装置では、平面反
射鏡25は前述のように球面鏡15の中心16と
は無関係に自由に固定することができるので、上
記した従来技術の欠点を克服することができる。
なお、第4図のビーム給電装置は第1図の場合
と同様に、いわゆる幾何光学的な交さ偏波消去条
件を満足している。また、本実施例は反射鏡24
および平面反射鏡25を軸40方向に平行移動す
る例であるが、本実施例はこれに限定されず、反
射鏡21、平面反射鏡22、反射鏡23,24お
よび平面反射鏡25全体を点30と31を結ぶ軸
方向に平行移動するようにしてもよい。
本発明によるビーム給電装置の第2の実施例を
第5図に示す。図において、26,27は平面反
射鏡、30,38は中心光線の平面反射鏡26,
27の各鏡面での反射点、41は軸、37″は焦
点を示す。また、これら以外の符号は第4図と同
じ物又は同等物を示す。
平面反射鏡26,反射鏡23,24および平面
反射鏡27,25の全体は、給電ホーン1の中心
軸18を回転中心として回転する。反射鏡24お
よび平面反射鏡27,25の全体は、第4図の場
合と同様に、30,33,34および37′の各
点を同一平面上に保つたまま軸40に沿つて平行
移動する。平面反射鏡27は軸41を回転中心と
して回転し、また、平面反射鏡25は、第4図の
場合と同様に、点35を定点として任意の方向に
向けられる構造になつている。
このような構成のビーム給電装置において、送
受信装置12および給電ホーン1の位相中心9か
ら放射された電波は、平面反射鏡26で方向を変
えられた後、オフセツト角及び焦点距離が互いに
等しい1組の放物面鏡23,24により、点3
7′に集束する様に伝送される。その後、さらに
2枚の平面反射鏡27,25で反射された後、点
37に集束する。
以上のような機構を有するビーム給電装置によ
る等価ホーン1′の動きを説明する。
第6図は、平面反射鏡25の回転中心35の動
き得る領域を模式的に示したものである。2点3
8,35の間隔をL3とすると、点35は軸41
まわりに回転し、円弧60の上を動く。1対の放
物面鏡23,24の間隔がL1からL2まで変化す
るものとすれば、円弧状の軌跡60は60′まで
平行移動する。則ち、点35は2つの円弧60,
60′に囲まれた領域61内を動き得る。第5図
のビーム給電装置は軸18を回転軸として回転す
るので、領域61は軸18を回転中心として移動
する。よつて点35は第6図に示す様な、ドーナ
ツ状の領域を動き得る。
また、平面反射鏡25は点35を定点として任
意の方向を向く機構となつているので、等価ホー
ン1′は第6図の領域の任意の位置で任意の方向
を向くことが可能である。
本実施例によるビーム給電装置においては、上
記のように等価ホーン1′が前記領域内で自由に
動けるので、その効果は、第4図に示した第1の
実施例の場合と同様である。ただ、第4図のビー
ム給電装置に比べ、反射鏡の数が少なくてすむ代
りに、等価ホーンの動き得る範囲が第6図に示さ
れる領域内に限定されるという制約はある。
次に本発明によるビーム給電装置の第3の実施
例を第7図で説明する。図において、29は平面
反射鏡、39は中心光線の平面反射鏡29の鏡面
での反射点を示し、これら以外の符号は第3,4
図と同じ物又は同等物を示す。
本実施例における1組の反射鏡23,24は、
第4図、第5図と同様に放物面鏡、あるいはこれ
に極めて近い楕円面鏡等の2次曲面鏡で形成さ
れ、かつ軸40に沿つて互いに平行移動する構造
となつている。一方、第4図および第5図の平面
反射鏡25は点35を定点として任意方向を向く
構造となつていたのに対し、本実施例における平
面反射鏡29は、点39を定点として任意方向を
向くばかりでなく、軸42に沿つて平行移動もで
きる構造になつている。また、反射鏡23,24
および平面反射鏡29の全体は給電ホーン1の光
軸18を回転軸として回転する。
以上の様な機構を有する本ビーム給電装置にお
ける等価ホーン1′の動きを、次に説明する。説
明にあたつて、給電ホーン1の位相中心9を原点
とし、中心光軸18をz軸とする座標系を用い
る。また、点33と34との距離をt1、点39と
37との間隔をt2とする。さらに、z軸18まわ
りの反射鏡23,24の回転量を1とする。
今、等価ホーン1′の光軸方向の単位ベクトル
P→を P→=Px Py Pz (1) とすると、等価ホーン1′の位相中心37は、t1、
t2、1、Pを用いて次式で表わすことができる。
t1cos1+t2Px t1sin1+t2Py +t2(Pz+1) (2) この式(2)は、等価ホーン1′がt1,t2および1
で制限される範囲内で自由な方向を向くことを示
しているが、そのことを具体例として、オフセツ
ト球面鏡アンテナに本ビーム給電装置を用いた場
合で説明する。
既に説明した様に、球面鏡アンテナでは、等価
ホーン1′を球面鏡の中心16を回転中心として
移動させる必要がある。第7図において、X−Y
−Z座標系は、球面鏡の中心16を原点とする座
標系であり、Z軸と、z軸は、簡単のため平行で
あるとする。また、等価ホーン1′の回転半径を
r0とし、その回転移動角を第8に示すη、ξとす
る。η=ξ=0の基準位置において、等価ホーン
1′の位相中心37はx軸から角度β0に位置し、
その方向はβ2とする。(角度は半時計まわりを正
とする。) 角度η、ξだけ等価ホーン1′を移動した場合、
点37の位置ベクトルOF→2及び、等価ホーンの単
位方向ベクトルP→は、それぞれ次式で表わされる OF→2(η、ξ)=r0cos(β0+ξ)cosη cos(β0+ξ)sinη −sin(β0+ξ) (3) P→(η、ξ)=cos(β2+ξ)cosη cos(β2+ξ)sinη −sin(β2+ξ) (4) 本ビーム給電装置では、等価ホーン1′を移動
するために、前述した通り、t1、t2、1及び平面
反射鏡29の向きを変化する。式(2)、(3)、(4)より
t1、t2、1は次式を満足しなければならない。
r0cos(β0+ξ)cosη cos(β0+ξ)sinη −sin(β0+ξ)=Xc 0 Zc+t1cos1 sin1 0+t2cos(β2+ξ)cosη cos(β2+ξ)sinη −sin(β2+ξ)+1 (5) ここで、Xc、Zcは、固定された給電ホーン1
の位相中心の座標である。
式(5)をt1、t2、1について解くと次の様にな
る。
t1 2(η、ξ)=Xc2+D2(ξ) −2XcD(ξ)cosη (6) t2(ξ)=−r0sin(β0+ξ)−Zc/1−sin(β2+ξ
)(7) tan1(η、ξ)=sinη/cosη−Xc/D(ε) (8) ただし、 D(ξ)r0cos(β0+ξ)+r0sin(β0−
β2)+Zccos(β2+ξ)/1−sin(β2+ξ)(9) 平面反射鏡29の方向は、式(4)より定まる。平
面反射鏡29の軸42まわりの回転量を2、軸
42に直交し、平面反射鏡29面上に存在する軸
まわりの回転量を3とする。平面反射鏡29の
法線ベクトルnとベクトルPとは、反射の法則か
ら次式を満足する。
n=P+K/|P+K| (10) 但し、Kは第7図におけるZ軸方向の単位ベク
トル、 ベクトルnを2、3を用いて表すと、 式(4)及び(10)′を式(10)に代入して2及び3につ
い
て解くと、次の関係が求められる。
2=η (11) 3=ξ/2 (12) 式(6)(7)(8)(11)(12)に従つて本ビーム給電装置の各
反
射鏡を動かすことにより、球面鏡アンテナの給電
ホーンを球面鏡の中心とは無関係に自由な場所に
固定できる。
第7図の構成によるビーム給電装置は、本発明
による第4図及び第5図に示す構成のものに比
べ、反射鏡の数が少ない代り、等価ホーンの移動
できる範囲が狭くなつている。式(6)(7)(8)で示され
る反射鏡の動きを具体例で示すことによつて、上
記した等価ホーンの移動できる範囲を説明する。
第9図は、第7図のビーム給電装置を副反射鏡
を2枚(50、51)を有するオフセツト球面鏡アン
テナの給電に用いた場合の断面図である。なお、
このオフセツト球面鏡アンテナは、前記の論文、
すなわち渡辺、水口;“オフセツト球面鏡アンテ
ナの構成法とその鏡面設計”、電子通信学会アン
テナ伝播研究会、AP 81−29(1981、6、25)に
開示されている。球面鏡の中心16を原点とし、
点17とZ軸の距離を1(球面鏡の半径1.031)と
する。
β0は13.1°、β2は40°、放物面23,24の焦点
距離は0.065、η及びそのξが0の時のt1、t2はそ
れぞれ0.13、0.06であり、点9の座標は、Xc=
0.343、Zc=−0.219である。
第9図のアンテナにおいて、たとえばアンテナ
ビームをZ軸まわりに15°(−7.5°≦η≦7.5°)、そ
れに直交する方向に3°(−1.5°≦ξ≦1.5°)走査す
る場合、t1、t2、1は、式(6)(7)(8)より次の様な範
囲を変化する。
0.128≦t1≦0.142 0.052≦t2≦0.067 −26.3°≦1≦26.3 (13) この場合、2枚の反射鏡23,24の間の伝送
距離の変化は±5%程度である。なお、t2はηに
は無関係なので、η方向のアンテナビーム走査に
ついては、平面反射鏡29は、副反射鏡50,5
1と一体で動かすだけで良い。
第9図に示した本発明によるビーム給電装置の
斜視図を第10図に示す。図において、52,5
3はレール、54,55,56は支持台、M1〜
M6はモータを示す。また、これ以外の符号は第
7図および第9図と同じものを示す。
モータM1〜M6は各可動部を駆動するための
ものであり、具体的には次のような動作をする。
モータM1により、2枚の反射鏡23,24全体
が回転する(各式の1に相当)。モータM2によ
り反射鏡24は反射鏡23に対し平行移動する
(各式のt1に相当)。2枚の副反射鏡50,51は
支持台54に固定されている。平面反射鏡29
は、モータM3により支持台54上を副反射鏡5
1に対し支持台55と共に平行移動し(各式のt2
に相当)、さらにモータM4により回転する(各
式の3に相当)。
平面反射鏡29および副反射鏡50,51を取
り付けた支持台54は、モータM6によりレール
53に沿つて移動する(各式のξに相当)。さら
に、支持台56はモータM5によりレール52に
沿つて移動する(各式のηに相当)。レール52
及び53はそれぞれZ軸及びX軸を回転中心とす
る円弧状のものである。
モータM1,M2,M3,M4は、アンテナビ
ームを走査するためのモータM5,M6に同期し
て、それぞれ式(8)、式(6)、式(7)、式(12)に従つて制
御される。
第10図の給電装置では、平面反射鏡29の軸
42まわりの回転量2に相当する駆動モータが
無い。これは、式(11)に示されている様に2はη
に等しいので、平面反射鏡29が支持台54と一
体になつて、モータM5によりレール52に沿つ
て移動する動きで実質的に実現されているためで
ある。
第10図に示した本発明によるビーム給電装置
をオフセツト球面鏡アンテナの給電装置として2
台用いた場合の斜視図を第11図に示す。
第2図で示した通り、球面鏡アンテナでは、給
電ホーンを球の中心を回転中心として回転移動す
ることによりビーム走査が行なえるので、給電ホ
ーンを複数個配設すれば、マルチビームアンテナ
を構成することができる。ところで、従来のビー
ム給電装置を用いた第3図の場合、前述のよう
に、平面反射鏡5が球面鏡の中心16になければ
ならないので、ビーム給電装置を複数個設置して
マルチビームを得ることはできない。しかし、本
発明のよるビーム給電装置は、球面鏡の中心とは
無関係な位置に設置することができるので、第1
1図の様な構成により、マルチビームアンテナを
構成することができる。
第11図の構成のアンテナでは、2つの給電ホ
ーン1−a及び1−bから放射された電波は、そ
れぞれ独立な第10図のビーム給電装置により伝
送され、球面主反射鏡15で反射された後、それ
ぞれのアンテナ放射ビームを形成する。このアン
テナでは本発明によるビーム給電装置が2台用い
られているので、主反射鏡及び給電ホーンを固定
したまま、2本のアンテナビームをそれぞれ独立
にその方向を変えることができる。
なお、本発明によるビーム給電装置を2台以上
用いることができることは勿論である。
以上説明したように、本発明によるビーム給電
装置は、給電ホーンを固定したまま、等価的な給
電ホーン(ビーム給電装置によつて写像された給
電ホーンの像であり、アンテナに対しては実効的
に給電ホーンの働きをする。)が自由な位置で自
由の方向に移動できるため、アンテナに対して給
電ホーンを自由な位置に固定できるという利点が
ある。
たとえば、主反射鏡を固定したままビーム走査
の行なえる球面鏡アンテナ、トーラスアンテナ、
双焦点アンテナなどのビーム偏移アンテナでは、
それぞれのアンテナに固有な等価ホーンの移動が
要求される。しかしながら、従来のビーム給電装
置では、等価的な給電ホーンを自由な位置で自由
な方向に移動できなかつたため、給電ホーンを固
定することは実質的に不可能であつた。これに対
し、本発明によるビーム給電装置では、これらの
アンテナの給電系にも利用することができる。
また本発明によるビーム給電装置で給電される
ビーム偏移アンテナを大形の衛星通信用地球局ア
ンテナとして利用すれば、主反射鏡、給電ホー
ン、送受信器等を全て地上に固定することがで
き、耐風速や保守運用性に優れ非常に有効であ
る。
さらに、本発明の装置は、アンテナに対する設
置位置が自由であるから、これらビーム偏移アン
テナに本発明の装置を複数台設置することによ
り、給電ホーンを固定したマルチビームのビーム
偏移アンテナを構成することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のビーム給電装置をカセグレイン
アンテナの給電に用いた場合の構成図、第2図は
球面鏡アンテナの給電ホーンの動きを説明するた
めの説明図、第3図は球面鏡アンテナに従来のビ
ーム給電装置を用いた場合の構成図、第4図は本
発明によるビーム給電装置の第1の実施例の構成
図、第5図は本発明によるビーム給電装置の第2
の実施例の構成図、第6図は第5図のビーム給電
装置における等価ホーンの移動範囲を説明するた
めの説明図、第7図は本発明によるビーム給電装
置の第3の実施例の構成図、第8図は等価ホーン
の移動方向を表す座標系、第9図は第7図のビー
ム給電装置を副反射鏡を2枚有するオフセツト球
面鏡アンテナに用いた場合の断面図、第10図は
第9図のアンテナ装置の給電部の斜視図、第11
図は第7図のビーム給電装置2台を前記オフセツ
ト球面鏡アンテナに用いた場合の斜視図を示す。 1……給電ホーン、1′……等価ホーン、15
……球面鏡、18,19,41……軸、23,2
4……放物面鏡あるいはこれに極めて近い形状の
2次曲面鏡、22,25,26,27,29……
平面反射鏡。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 給電ホーン、焦点距離及びオフセツト角が互
    いに等しく、それらの頂点及び焦点が同一平面上
    に存在し、互いに対向する2枚1組の回転放物面
    鏡あるいは、これに極めて近い形状の2次曲面
    鏡、(以下、回転放物面鏡と呼ぶ)および少くと
    も1枚の平面反射鏡を順次配列することにより電
    波通路を構成するビーム給電装置であつて、前記
    1組の回転放物面鏡を該回転放物面鏡のそれぞれ
    の焦点を通る直線と平行に移動する機構、前記平
    面反射鏡のうちの1枚を自由な位置で自由な方向
    に向かせる機構、および前記回転放物面鏡と平面
    反射鏡全体が前記給電ホーンの中心光軸を回転軸
    として回転できる機構を具備したことを特徴とす
    るビーム給電装置。 2 給電ホーン、焦点距離及びオフセツト角が互
    いに等しくかつそれらの頂点及び焦点が同一平面
    上に存在し、互いに対向する2枚1組の回転放物
    面鏡、および少なくとも2枚の平面反射鏡を順次
    配列することにより電波通路を構成するビーム給
    電装置であつて、前記1組の回転放物面鏡におい
    て、それら回転放物面鏡を該回転放物面鏡のそれ
    ぞれの焦点を通る直線と平行に移動する機構、前
    記平面反射鏡のうちの1枚を自由な方向に向かせ
    る機構、他の平面反射鏡のうち1枚については、
    回転放物面鏡から該平面反射鏡に至る中心光線を
    回転軸として該平面反射鏡を回転する機構、およ
    び前記回転放物面鏡と平面反射鏡全体が、前記給
    電ホーンの中心光軸を回転軸として回転できる機
    構を具備したことを特徴とするビーム給電装置。 3 給電ホーン、焦点距離及びオフセツト角が互
    いに等しく、かつそれらの頂点及び焦点が同一平
    面上に存在し、互いに対向する2枚1組の第1の
    回転放物面鏡、第1の平面反射鏡、前記第1の回
    転放物面鏡と同様の性質を有する2枚1組の第2
    の回転放物面鏡、および少なくとも1枚の第2の
    平面反射鏡とを順次配列することにより電波通路
    を構成するビーム給電装置であつて、前記第1の
    平面反射鏡により、それぞれの組の回転放物面鏡
    に対する前記平面が互いに交わりかつ電波通路が
    形成されるように構成すると共に、前記給電ホー
    ンを始点とする電波通路上において前記第1の平
    面反射鏡より遠方に存在する全ての反射鏡全体
    が、前記第1の平面反射鏡から次の反射鏡に至る
    中心光線を回転軸として回転する機構、前記複数
    組の回転放物面鏡のうち少なくとも1組の回転放
    物面鏡において、互いに対向する回転放物面鏡を
    該回転放物面鏡のそれぞれの焦点を通る直線と平
    行に移動する機構、前記第2の平面反射鏡を自由
    な方向に向かせる機構、および、全ての回転放物
    面鏡並びに平面反射鏡全体が前記給電ホーンの中
    心光軸を回転軸として回転できる機構を具備した
    ことを特徴とするビーム給電装置。
JP57022295A 1982-02-15 1982-02-15 ビ−ム給電装置 Granted JPS58139503A (ja)

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DE19833302727 DE3302727A1 (de) 1982-02-15 1983-01-27 Wellenleiter-strahlzufuehrung
GB08302758A GB2115229B (en) 1982-02-15 1983-02-01 Aerial feed arrangement

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JPH0359602B2 true JPH0359602B2 (ja) 1991-09-11

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US4516128A (en) 1985-05-07
GB8302758D0 (en) 1983-03-02
JPS58139503A (ja) 1983-08-18
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