JPH04122108A - マルチビームアンテナ - 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〕 本発明はマルチビームアンテナに関し、特に互に大きく
異なる２つの方向からの電波を受信するマルチビームア
ンテナに関する。

〔従来の技術〕

近年、人工衛星からの電波を各家庭で受信してテレビジ
ョン放送を聴取する直接衛星放送が普及してきた。さら
に、受信の対象となる衛星が多数出現してきた。たとえ
ば、日本国内では静止軌道上の東経１１０°に放送衛星
が打上げられているが、これとは大きく異なる方向であ
る東経１５０°　１５４°、１５８°および１６２°に
一群の４つの通信衛星が打上げられている。これらの衛
星を日本から見た場合、第１群の衛星（上記の場合には
１個）と第２群の衛星とは相対的に約５５°離れて見え
る。

この場合、各衛星からの電波を同時に受信するには、通
常それぞれの衛星に対応して１台づつアンテナが必要で
あるが、このとき、アンテナのｊ置場所として、上記の
例でいえばアンテナ５台上の面積が必要となり、この分
の場所を確保する、とが困難な場合が想定される。

このような問題を解決する手段としての従来す術には、
第３図に示すようなトーラス反射鏡８七用いたマルチビ
ームアンテナがある。トーラスｂ射鏡とは、放物線をそ
の中心軸にほぼ直交した）−ラス回転軸７のまわりに回
転してできる曲面ｉら成る反射鏡である。２個の一次放
射器９１．≦２は一方の一次放射器を他方の一次放射放
射器番。

対しトーラス回転軸７のまわりにビーム分離角２だけ回
転移動した位置に配置されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この従来のマルチビームアンテナは、第３図Ｇ＝示すよ
うに、−次放射器９１．９２のビーム毎（ニド−ラス反
射鏡８の使用領域８１．８２が異るる、したがって、前
述した第２群の通信衛星が応の電波のみを受信する場合
のようにビーム分離声δが１０”前後の場合はトーラス
反射鏡８はさｃコど大きくならずに済むが、前述の通信
衛星４台に加えて放送衛星まで含めた場合はビーム分離
角δが５５°前後となり、第１群のビーム方向に対する
使用領域８１と第２群のビーム方向に対する使用領域８
２とが共有できる部分がなくなり、トーラス反射鏡８の
面積が大きくなり、マルチビームアンテナの特質を生か
せないという欠点をもっていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のマルチビームアンテナは、１点においてそれぞ
れの座標値および法線が一致し互に異なる第１および第
２の回転放物面の座標値を０以上１以下の重みで加重平
均して定めた曲面をなし前記１点の附近を中心とする反
射鏡と、前記第１の回転放物面の焦点の近傍に配置した
少くとも１つの第１の一次放射器と、前記第２の回転放
物面の焦点の近傍に配置した少くとも１つの第２の一次
放射器とを備えている。

前記第１の一次放射器に対応するビームの利得への要求
と前記第２の一次放射器に対応すると−ムの利得への要
求との比率に基づき前記重みの値を設定してもよい。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の斜視図である。

この実施例は、反射鏡１と、第１群の一次放射器１１．
１２，１３．１４と、第２群の一次放射器２１（本実施
例では１個）とから構成されている。以下の説明では本
実施例を送信アンテナとして使用する場合について述べ
るが、アンテナの可逆性により、受信アンテナとして使
用する場合にも同様な効果が得られる。

第１図の構成において、第１群の一次放射器１１．１２
，１３．１４から放射された電磁波は、反射鏡ｌで反射
された後、それぞれ３１，３２゜３３．３４の方向に放
射される。一方、第２群の一次放射器２１から放射され
た電磁波は、反射鏡１で反射された後、４１の方向に放
射される。

第１図に示す実施例の縦断面図である第２図を参照して
さらに説明する。

反射鏡１は２つの異なる回転放物面ＡおよびＢの加重平
均として求められる曲面である。すなわち、回転放物面
Ａを定義する式をＺ　Ａ　＝　ｆ　Ａ（Ｘ、Ｙ）、回転
放物面Ｂを定義する式をＺｓ＝ｆＢ　　（Ｘ、Ｙ）とし
たとき、反射鏡１をＺ＝ＺＡ　ｍ＋Ｚａ　　（１ｍ）　
　　　（１）で定義する。ここで、ｍは加重平均の重み
である。重みｍは０≦ｍ≦１であり、後述するようにし
て定める。なお、ｘ、ｙ、ｚの座標軸は第２図のように
定める。

ここで、回転放物面Ａおよび回転放物面Ｂは、第２図に
示すように、反射鏡１の中心附近の１点Ｐにおいてその
座標値が一致しくＺＡ＝２１１）、さらに、点Ｐにおけ
る回転放物面Ａの法線ベクトル２と回転放物面Ｂの法線
ベクトル２が一致するように設定される。このようにす
ることによって、回転放物面Ａおよび回転放物面Ｂは点
Ｐの近傍においてほとんど一致し、反射鏡１の全面にわ
たってもおおむね一致するようにできる。

第１群の一次放射器１１，１２，１３．１４は回転放物
面Ａの焦点ＦＡの近傍に、また、第２群の一次放射器２
１は回転放物面Ｂの焦点Ｆ８に置かれる。

さて、（１）式において重みｍが１のとき、すなわち、
反射鏡１が回転放物面Ａと一致している場合（Ｚ＝ＺＡ
）を考える。このとき、点ＦＡから発射されるいくつか
の光線を考えた場合、これらの光線は反射鏡１（いまの
場合は回転放物面Ａに等しい）で反射された後に、光路
長誤差がなく、回転放物面Ａの回転中心軸５１と平行な
光線となる。すなわち位相誤差による能率の低下なしで
回転中心軸５１の方向へビームを放射できる。また、点
ＦＢから発射されるいくつかの光線を考えた場合、これ
らの光線は反射鏡１で反射された後平行光線とはならず
光路長誤差が生じる。しかし、反射鏡１（いまの場合は
回転放物面Ａに等しい）はおおむね回転放物面Ｂに等し
いので、おおむね回転放物面Ｂの回転中心軸５２と平行
な光線となり、位相誤差による能率低下をともなうもの
の、回転中心軸５２の方向にビームを放射できる。

次に、（１）式において重みｍがＯのとき、すなわち、
反射鏡１が回転放物面Ｂと一致している場合（Ｚ＝Ｚａ
　）を考える。このときは上述の場合と逆となり、回転
中心軸５２の方向には位相誤差による能率の低下なく、
また、回転中心軸５１の方向には若干の能率低下をとも
なってビームを放射できる。

さらに、ｍ＝０．５のときは、反射鏡１は回転放物面Ａ
と回転放物面Ｂとの中間の曲面となり、回転中心軸５１
と回転中心軸５２の方向へほとんど同じ能率でビームを
放射できる。

以上の説明から明白なように、重みｍを０から１の範囲
で変えることにより、中心軸５１と中心軸５２の方向へ
のビーム放射の能率の大小関係を変化させることができ
る。したがって、異なる２方向への利得の要求の大小に
応じて重みｍを定めることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、反射鏡と複数の一次放射
器とから構成され、反射鏡を２つの異なる第１および第
２の回転放物面の座標値の加重平均によって定められる
曲面とし、この２つの放物面を、反射鏡の中心附近の一
点において一致し、かつ、この−数点においてそれぞれ
の法線が一致するように定め、複数の一次放射器を第１
の回転放物面の焦点の近傍と第２の回転放物面の焦点の
近傍に配置することにより、どの−次放射器に対応する
電磁波についても反射鏡の全面積を有効に利用して、従
って比較的に小さい反射鏡で２つの大きく異なる方向に
電磁波を放射でき、また、２つの大きく異なる方向から
の電磁波を受信できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図に
示す実施例の縦断面図、第３図は従来のマルチビームア
ンテナの一例の斜視図である。 １・・・反射鏡、２・・・法線ベクトル、７・・・トー
ラス回転軸、１１，１２．１３．１４・・・第１群の一
次放射器、２１・・・第２群の一次放射器、３１，３２
゜３３．３４・・・第１群のビーム放射方向、４１・・
・第２群のビーム放射方向、５１．５２・・・回転放物
面ＡおよびＢの中心軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１点においてそれぞれの座標値および法線が一致し
   互に異なる第１および第２の回転放物面の座標値を０以
   上１以下の重みで加重平均して定めた曲面をなし前記１
   点の附近を中心とする反射鏡と、前記第１の回転放物面
   の焦点の近傍に配置した少くとも１つの第１の一次放射
   器と、前記第２の回転放物面の焦点の近傍に配置した少
   くとも１つの第２の一次放射器とを備えたことを特徴と
   するマルチビームアンテナ。 ２、前記第１の一次放射器に対応するビームの利得への
   要求と前記第２の一次放射器に対応するビームの利得へ
   の要求との比率に基づき前記重みの値を設定したことを
   特徴とする請求項１記載のマルチビームアンテナ。