JPH0380606A - 複反射鏡アンテナ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複反射鏡アンテナに関し、特に衛星通信移動局
の車載用楕円開口アンテナに関する。

〔従来の技術〕

従来この種の楕円開口アンテナでは、楕円開口を有する
主反射鏡と副反射鏡及び一次数射鏡とを備える複反射鏡
アンテナを有し、主反射鏡楕円開口の長軸とアンテナ中
心軸を含む面による副反射鏡の断面曲線と主反射鏡の断
面曲線とが楕円開口の長軸の長さと同一の長さの径を有
する回転対称な主反射鏡と回転対称な副反射鏡とからな
り、（１）光路長一定条件（２）エネルギー保存則（３
）副反射鏡上での反射則が満足され、かつ楕円長軸を含
む面内で所望の開口面分布が得られるように決定された
回転対称主反射鏡と回転対称副反射鏡の断面曲線とされ
る。

さらに、主反射鏡楕円開口の短軸とアンテナ中心軸を含
む面による副反射鏡の断面曲線と主反射鏡の断面曲線は
、楕円開口の短軸の長さと同一長さの径を有する回転対
称な主反射鏡と回転対称な副反射鏡からなり、（１）光
路長一定条件（２）エネルギー保存則（３）副反射鏡上
での反射則を満足しかつ該楕円短軸ｔａむ面内での所望
の開口面分布が得られるように決定した主反射鏡と副反
射鏡の断面曲線とする。

副反射鏡の全体は上述した２つの断面曲線を連続な関数
によって結ぶことにより決定され。

主反射鏡の曲面は、上述の副反射鏡と組み合わされた際
、（１）光路長一定条件と（２）副反射鏡上での反射則
が満足されるように決定されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した従来の楕円開口面を有する複反射鏡
アンテナの場合、開口面の短軸もしくは長軸上での開口
面分布においては、所望の開口面分布に比べて振幅能率
が悪くなる。

ここで、第４図（、）に各パターンを示し、実線は長軸
に沿ったパターンであり、破線は短軸に沿ったパターン
である。第４図（ａ）に示すように。

従来の複反射鏡アンテナの場合、短軸に沿ったパターン
のサイドロープレベルが高くなシ、短軸に沿ったパター
ンと長軸に沿ったパターンの山と谷の切れが悪くサイド
ロープ特性が悪いという問題点がある。

上記の問題点は、実際に成形された楕円開口を有する複
反射鏡アンテナの開口面の長軸上および短軸上での分布
が断面曲線を決定する際に与えた所望の開口面分布とは
異なったものとなってしまうからである。例えば、第３
図（ａ）に２、４　ｍ　ｘ　４．５　ｍの楕円開口面の
短軸上の開口面分布を示す。実線がアンテナ中心軸と短
軸とを含む主反射鏡と副反射鏡の断面曲線を決定する際
に与えた所望の開口面分布であり、破線が実際に成形さ
れた楕円開口な主反射鏡アンテナの開口面の短軸上の開
口面分布である。

一方、第５図（ｂ）に同じ＜　’２．４　ｍ　ｘ　４．
５　ｍの楕円開口面の長軸上の開口面分布を示す。ここ
では、実線がアンテナ中心軸と長軸を含む主反射鏡と副
反射鏡の断面曲線を決定する際に与えた所望の開口面分
布であシ、破線が実際に成形された楕円開口な主反射鏡
アンテナの開口面の長軸上の開口面分布である。

このように実際に成形された複反射鏡アンテナの開口面
の短軸もしくは長軸を含む面内での開口面分布は、断面
曲線を決定した際の所望の開口面分布に比べて悪くなる
。

従来の楕円開口面を有する複反射鏡アンテナの開口面の
長軸上での開口面分布が、所望の開口面分布に比べて悪
（なるのは、長軸の長さを有する回転対称な主反射鏡の
掻上と、楕円開口主反射鏡を持つ複反射鏡アンテナの開
口面の長軸上において、それぞれ一次放射器から放射さ
れる電磁波の微小立体角に対応して開口面上に照射され
る微小面積が異なるためである。

つまり、第２図に示すように、従来の楕円開口を有する
主反射鏡１の長軸上（Ｘ軸）と楕円開口の長軸の径を有
する回転対称な主反射鏡１の掻上（Ｘ軸）において、一
次放射器５から放射される電磁波の同一の微小立体角に
対応してそれぞれの開口面上に照射される微小面積１０
゜１０１の大きさが異なるために、一次放射器ろから副
反射鏡２．主反射鏡１を介して開口面上に照射される電
力密度が異なる。よって第５図に示すように開口面分布
が所望の開口面分布とは異なってくる。同様に第２図（
ａ）　（ｂ）に示すように。

楕円開口を有する主反射鏡１の短軸上（１／軸）と楕円
開口の短軸の径を有する回転対称な主反射鏡１“の掻上
（ｙ軸）における一次放射器６から放射される電磁波の
同一微小立体角に対応したそれぞれの開口面上に照射さ
れる微小面積１１　、１１”の比は、長軸上の微小面積
１０．１０の比よシも大きい。このため第４図に示すよ
うに短軸上の開口面分布は長軸上の開口面分布よりもさ
らに所望の開口面分布と異なった分布となる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、主反射鏡楕円開口の長軸とアンテナ中心軸
を含む面による主反射鏡と副反射鏡の断面曲線を決定す
る際に与える条件の開口面分布は、長軸の長さの径を持
つ回転対称な複反射鏡アンテナの開口面の径と楕円開口
主反射鏡を持つ複反射鏡アンテナの開口面の長軸におい
て、それぞれ一次放射器から放射される電磁波の微小立
体角に対応して開口面上に照射される微小面積を求め、
前記２つの微小面積比と所望の開口面分布の積を取って
、開口面分布を補正する。

同様に、主反射鏡と副反射鏡の断面曲線を決定する際に
与える条件の開口分布は、短軸の長さの径を持つ回転対
称な複反射鏡アンテナの開口面の径と楕円開口主反射鏡
を持つ複反射鏡アンテナの開口面の短軸において、それ
ぞれ一次放射器から放射される電磁波の微小立体角に対
応して開口面上に照射される微小面積を求め。

前記２つの微小面積比と所望の開口面分布の積を取って
、開口面分布を補正する。

〔実施例〕

以下本発明について実施例によって説明する。

第１図を参照して２本発明によるアンテナ装置は、楕円
開口を有する主反射鏡１と副反射鏡２及び一次放射器６
を備えている。

主反射鏡１の楕円開口の長軸（２Ｘ軸６）とアンテナ中
心軸（２軸８）を含む面による副反射鏡２の断面曲線と
主反射鏡１の断面曲線は、楕円開口の長袖の長さと同じ
径をもつ回転対称な主反射鏡１と回転対称な副反射鏡２
からなる複反射鏡では１条件として開口面分布の条件と
。

（１）一次放射器ろから放射され、副反射鏡２と主反射
鏡１を介して開口面に達する光路長は一定であるという
条件、（２）一次放射器６から放射されるエネルギーは
開口面に照射されるエネルギーと等しいという条件、及
び（５）副反射鏡２上での反射則が満足されるように決
定し、主反射鏡１の楕円開口の短軸（ｙ軸７）とアンテ
ナ中心軸（２軸８）を含む面による副反射鏡２の断面曲
線と主反射鏡１の断面曲線は長軸の断面曲線を決定する
方法と同一の方法で決定される。そして、副反射鏡２全
体は短軸上の断面曲線と長軸上の断面曲線を連続な関数
で結ぶことによって決定される。主反射鏡１は決定され
た副反射鏡２と組み合わせたとき、（１）光路長一定条
件と（２）副反射鏡上での反射則が満足されるように決
定される。

次に第２図に示すように上記のようにして決定された楕
円開口を有する主反射鏡１の長軸と楕円開口Ｑ長軸の径
を有する回転対称な主反射鏡１′の径において、それぞ
れ一次放射器６から放射される電磁波の微小立体角に対
応して開口面上に照射される微小面積１０．１０’を求
め。

以上２つの軸上の各微小面積比を主反射鏡１と副反射鏡
２のＺ−ｚ面における断面曲線を決定する際に、与える
条件の開口面分布に掛けて補正を加える。

同様にして、楕円開口を有する主反射鏡１の短軸と楕円
開口の短軸の径を有する回転対称な主反射鏡１“の径に
おいて、それぞれ一次放射器ろから放射される電磁波の
微小立体角に対応して開口面上に照射される微小面積１
１，１１”を求め２以上２つの軸上の各微小面積比を主
反射鏡１と副反射鏡２のｙ−ｚ面における断面曲線を決
定する際に与える条件の開口面分布に掛けて補正を加え
る。

主反射鏡１と副反射鏡２のＺ−ｚ面とｙ−ｚ面における
断面曲線は、補正を加えた開口面分布と、（１）光路長
一定条件（２）エネルギー保存則（５）副反射鏡２上で
の反射則から決定し、決定された副反射鏡２の２つの断
面曲線を連続な関数で結ぶことによって決定する。主反
射鏡１は。

決定された副反射鏡２と組み合わせた際、（１）光路長
一定条件と（２）副反射鏡上での反射則が満足されるよ
うに決定される。

長軸上での開口面分布が、断面曲線を決めた際の開口面
分布に比べて悪くなるのは、長軸の長さを有する回転対
称な主反射鏡１“を持つ径と。

楕円開口主反射鏡１を持つ複反射鏡アンテナの開口面の
長軸において、それぞれ一次放射器ろから放射される電
磁波の微小立体角に対応して開口面上に照射される微小
面積が異なるためである。従って、異なる面積比を、断
面曲線を決定する際の開口面分布に掛けて補正を加える
ことによって、成形された楕円開口面を有する複反射鏡
アンテナの開口面長軸において所望の開口面分布が得ら
れる。なお短軸上での開口面分布についても同様である
。

第６図は、楕円開口を有する複反射鏡アンテナの開口面
分布を示したものであシ、第５図（ａ）には短軸上の開
口分布を示し、第３図（ｂ）には長軸上の開口面分布を
示す。ここで実線は所望の開口面分布であり、破線は主
反射鏡と副反射鏡の断面曲線を決定する際に与える条件
の開口面分布に補正を加える前の複反射鏡アンテナの開
口面分布であシ、振幅能率は１．１　ｄＢである。−点
鎖線は、主反射鏡と副反射鏡の断面曲線を決定する際に
与える条件の開口面分布に補正を加えた後の複反射鏡ア
ンテナの開口面分布であり振幅能率は０．６５である。

主反射鏡と副反射鏡の断面曲線を決定する際に与える条
件の開口面分布に補正を加えることによって複反射鏡ア
ンテナの開口面分布の方が所望の開口面分布に近くなる
ことがわかる。

第４図（ｂ）に開口面分布に補正を加えた際のパターン
を示す。第４図（ｂ）において、実線は短軸に沿ったパ
ターンであり、破線は長軸に沿ったパターンである。第
４図（ｂ）から明らかなように第４図（ａ）に示す開口
面分布に補正を加える前のパターンに比べて短軸に沿っ
たサイドロープレベルが低くなシ、かつサイドロープの
山と谷がはっな９し、改善されていることがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、主反射鏡と副反射鏡の
断面曲線金決定する際に２条件として与える開口面分布
に補正を加えているから。

開口面分布を所望の開口面分布に近づけることができ、
その結果、補正を加える前に比べて振幅能率が高くなる
。また、開口面分布が所望の開口面分布に近づ（から、
サイドロープ特性が改善されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複反射鏡アンテナの一実施例の外
観を示す図、第２図は本発明による複反射鏡アンテナの
開口面分布補正の原理を説明するため主反射鏡上の微小
面積を示す図、第５図は本発明による複反射鏡アンテナ
の開口面分布を示す図、第４図は本発明による複反射鏡
アンテナのパターンを示す図である。 １　。 １１ １１・・・主反射鏡。 ２・・・副反射鏡。 ろ　・・・ 一次放射器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、楕円開口を有する主反射鏡と副反射鏡及び一次放射
   器とを有し、上記主反射鏡の楕円開口の長軸とアンテナ
   中心軸を含む平面による上記副反射鏡の断面曲線と上記
   主反射鏡の断面曲線が、上記楕円開口の長軸の長さと同
   一の長さの径を備える回転対称な主反射鏡と回転対称な
   副反射鏡とからなり、光路長一定条件、エネルギー保存
   則及び副反射鏡上での反射則を満足しかつ楕円長軸を含
   む面内での所定の開口面分布を条件として与えて決定さ
   れた回転対称主反射鏡と回転対称副反射鏡の断面曲線と
   し、該主反射鏡楕円開口の短軸とアンテナ中心軸を含む
   面による該副反射鏡の断面曲線と該主反射鏡の断面曲線
   が、該楕円開口の短軸の長さと同一の長さの径を有する
   回転対称な主反射鏡と回転対称な副反射鏡からなり、前
   記光路長一定条件、前記エネルギー保存則及び前記副反
   射鏡上での反射則を満足しかつ該楕円短軸を含む面内で
   の所望の開口面分布を与えて決定された主反射鏡と副反
   射鏡の断面曲線とし、該副反射鏡の全体は上記２つの断
   面曲線を連続な関数によって結ぶことによって決定され
   、該主反射鏡の曲面は該副反射鏡と組み合わせた際に前
   記光路長一定条件及び前記副反射鏡上での反射則が満足
   されるように決定された複反射鏡アンテナにおいて、主
   反射鏡楕円開口の長軸とアンテナ中心軸を含む面による
   主反射鏡と副反射鏡の断面曲線を決定するために条件と
   して与える開口面分布は、楕円開口の長軸の長さの径を
   持つ上記回転対称な複反射鏡アンテナの開口面の半径上
   と前記楕円開口主反射鏡を持つ複反射鏡アンテナの開口
   面の楕円の長軸上において、一次放射器から放射される
   電磁波の同一の微小立体角に対応して開口面上に照射さ
   れる微小面積をそれぞれ求め、前記２つの微小面積比と
   前記所定の開口面分布の積を取って補正を加え、主反射
   鏡楕円開口の短軸とアンテナ中心軸を含む面による主反
   射鏡と副反射鏡の断面曲線を決定するために条件として
   与える開口面分布は、楕円開口の短軸の長さの径を持つ
   前記回転対称な複反射鏡アンテナの開口面の半径上と楕
   円開口主反射鏡を持つ複反射鏡アンテナの楕円の開口面
   の短軸上において、それぞれ一次放射器から放射される
   電磁波の微小立体角に対応して開口面上に照射される微
   小面積を求め、前記２つの微小面積比と前記所定の開口
   面分布の積を取って補正を加えるようにしたことを特徴
   とする複反射鏡アンテナ。