JPH0440883B2 - - Google Patents
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- JPH0440883B2 JPH0440883B2 JP11745682A JP11745682A JPH0440883B2 JP H0440883 B2 JPH0440883 B2 JP H0440883B2 JP 11745682 A JP11745682 A JP 11745682A JP 11745682 A JP11745682 A JP 11745682A JP H0440883 B2 JPH0440883 B2 JP H0440883B2
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- Japan
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- axis
- antenna
- horn
- primary
- reflector
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/02—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing sum and difference patterns
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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】
ａ 産業上の利用分野
本発明は受信用のモノパルスアンテナに関す
る。さらに詳しくはモノパルスアンテナの角度誤
差検出感度を向上させる一次ホーン系に関する。
る。さらに詳しくはモノパルスアンテナの角度誤
差検出感度を向上させる一次ホーン系に関する。
ｂ 従来の技術
同時ロービング方式のモノパルスアンテナは、
単一パルス応答で瞬時にアンテナの方位指向誤差
を検出する。このために少なくとも４個の１次ホ
ーンを用いて、直交する２軸についての角度誤差
を得る。すなわち１次ホーンの出力の和信号端子
に受信信号を、差信号端子に角度誤差信号を得
る。上記差信号は、アンテナが到来波に正対した
場合には入力がなく、到来電波に対して偏位した
場合には偏位角度に対して双峰性の特性を持つ。
モノパルスアンテナにおいては両ピークの中央の
ヌル点の方向にアンテナを向けることにより、ア
ンテナが電波到来方向を追尾する。この目的のた
めには両ピーク値より中心軸方向のヌル点への落
ち込み傾斜が急峻なほど、角度検知感度が高いこ
とになる。
単一パルス応答で瞬時にアンテナの方位指向誤差
を検出する。このために少なくとも４個の１次ホ
ーンを用いて、直交する２軸についての角度誤差
を得る。すなわち１次ホーンの出力の和信号端子
に受信信号を、差信号端子に角度誤差信号を得
る。上記差信号は、アンテナが到来波に正対した
場合には入力がなく、到来電波に対して偏位した
場合には偏位角度に対して双峰性の特性を持つ。
モノパルスアンテナにおいては両ピークの中央の
ヌル点の方向にアンテナを向けることにより、ア
ンテナが電波到来方向を追尾する。この目的のた
めには両ピーク値より中心軸方向のヌル点への落
ち込み傾斜が急峻なほど、角度検知感度が高いこ
とになる。
一方給電用導波管の開口径を拡大するパラボラ
アンテナとしての性能を考慮すると、一次ホーン
による励振波の主反射鏡からのスピルオーバー量
を抑えて広角指向性を改善し、反射鏡開口面に対
し最適照度分布として利得を向上するためには、
最適開口の一次ホーンを必要とする。このような
ホーンを使用して４ホーン方式の一次ホーン系を
構成すると、各ホーンの放射中心のアンテナ中心
軸からの偏位量が大きくなり、その結果和信号の
最大レベルは構成する個々の励振による最大レベ
ルに比較してそれ程レベルアツプされず、距離検
知感度が低い。また差信号のヌル点への落ち込み
量が大き過ぎて、追尾アンテナとしての角度検知
感度も劣化する欠点がある。この理由により従来
は、４個のホーンを用いる一次ホーン系は実用に
供せられなかつた。
アンテナとしての性能を考慮すると、一次ホーン
による励振波の主反射鏡からのスピルオーバー量
を抑えて広角指向性を改善し、反射鏡開口面に対
し最適照度分布として利得を向上するためには、
最適開口の一次ホーンを必要とする。このような
ホーンを使用して４ホーン方式の一次ホーン系を
構成すると、各ホーンの放射中心のアンテナ中心
軸からの偏位量が大きくなり、その結果和信号の
最大レベルは構成する個々の励振による最大レベ
ルに比較してそれ程レベルアツプされず、距離検
知感度が低い。また差信号のヌル点への落ち込み
量が大き過ぎて、追尾アンテナとしての角度検知
感度も劣化する欠点がある。この理由により従来
は、４個のホーンを用いる一次ホーン系は実用に
供せられなかつた。
これの改善策として、12ホーン方式とか16ホー
ン方式のマルチホーン方式によるアレーアンテナ
で、一次ホーン系の励振波の指向性を成形する方
法が実用化されている。しかしこれらの方式では
個々のアンテナに位相制御器を必要として経済性
がないばかりか、多数個ホーンの組合せで一次ホ
ーンを構成するのでアンテナ開口面のブロツキン
グ損失も大となり、利得が劣化する欠点もある。
ン方式のマルチホーン方式によるアレーアンテナ
で、一次ホーン系の励振波の指向性を成形する方
法が実用化されている。しかしこれらの方式では
個々のアンテナに位相制御器を必要として経済性
がないばかりか、多数個ホーンの組合せで一次ホ
ーンを構成するのでアンテナ開口面のブロツキン
グ損失も大となり、利得が劣化する欠点もある。
ｃ 発明が解決しようとする課題
本発明は各一次ホーンの特性を改良して、従来
かえりみられなかつた４ホーン方式の一次ホーン
系を実用化するとともに、上記12ホーン方式とか
16ホーン方式のマルチホーン方式の欠点を改善し
た、高能率かつ経済的なモノパルスアンテナを提
供するものである。
かえりみられなかつた４ホーン方式の一次ホーン
系を実用化するとともに、上記12ホーン方式とか
16ホーン方式のマルチホーン方式の欠点を改善し
た、高能率かつ経済的なモノパルスアンテナを提
供するものである。
ｄ 課題を解決するための手段
上記課題は、使用波長をλ、反射鏡の主軸をｚ
軸、ｚ軸上の一点を原点としｚ軸に直交し、かつ
互いに直交する２軸をｘ軸、ｙ軸とする時、反射
鏡の焦点面内に放射中心を有し、主軸がｚ軸に平
行な４個のモノパルスアンテナ素子から成り、モ
ノパルスアンテナ素子の４つのホーンを一次ホー
ンとする４ホーン方式のモノパルスアンテナにお
いて、各モノパルスアンテナ素子が同形の４角錐
ホーンを有し、各４角錐ホーンがｘ軸、ｙ軸に関
する第１象限ないし第４象限に隣接して位置し、
隣接する４角錐ホーンの開口終端部の４角形の共
通する辺がｚ軸上において交わる十字形をなすよ
うに各４角錐ホーンが配置され、各共通する辺と
ｚ軸を含む平面内に金属導体板がモノパルスアン
テナ素子の前方に略3λ程度延在するように設け
られ、この金属導体板の組が放射方向制御板を形
成していることを特徴とするモノパルスアンテナ
によつて解決された。
軸、ｚ軸上の一点を原点としｚ軸に直交し、かつ
互いに直交する２軸をｘ軸、ｙ軸とする時、反射
鏡の焦点面内に放射中心を有し、主軸がｚ軸に平
行な４個のモノパルスアンテナ素子から成り、モ
ノパルスアンテナ素子の４つのホーンを一次ホー
ンとする４ホーン方式のモノパルスアンテナにお
いて、各モノパルスアンテナ素子が同形の４角錐
ホーンを有し、各４角錐ホーンがｘ軸、ｙ軸に関
する第１象限ないし第４象限に隣接して位置し、
隣接する４角錐ホーンの開口終端部の４角形の共
通する辺がｚ軸上において交わる十字形をなすよ
うに各４角錐ホーンが配置され、各共通する辺と
ｚ軸を含む平面内に金属導体板がモノパルスアン
テナ素子の前方に略3λ程度延在するように設け
られ、この金属導体板の組が放射方向制御板を形
成していることを特徴とするモノパルスアンテナ
によつて解決された。
ｅ 作 用
第８図は、本発明の一次ホーン系の斜視図であ
る。
る。
本発明の一次ホーン系は、その開口面の十字状
の接触辺上に、高さ（1/4〜３）λの断面十字状
で各葉が三角形をなす放射方向制御板１８が装着
されている。高さとは、４角錐ホーンの終端部の
開口面からの第８図のｚ軸方向の長さを意味す
る。上記十字状放射方向制御板１８の機能を、放
射方向制御板を有する単体の一次ホーンによつて
説明する。
の接触辺上に、高さ（1/4〜３）λの断面十字状
で各葉が三角形をなす放射方向制御板１８が装着
されている。高さとは、４角錐ホーンの終端部の
開口面からの第８図のｚ軸方向の長さを意味す
る。上記十字状放射方向制御板１８の機能を、放
射方向制御板を有する単体の一次ホーンによつて
説明する。
第９図は板状放射方向制御板を有する単体の一
次ホーンの斜視図、第１０図はそれの電界分布を
模式的に示した断面図である。
次ホーンの斜視図、第１０図はそれの電界分布を
模式的に示した断面図である。
一次ホーンの開口面１９の一辺に第９図のよう
に、金属導体板よりなる有限長の放射方向制御板
１８をアンテナ中心軸５に平行に装着すると、第
１０図に示すように、１次ホーン２の開口面１９
の近傍における放射波の位相速度は、太線の矢印
２１，２２の大小で示すごとく、放射方向制御板
１８に近い側が自由空間である反対側より速くな
る。この励振波の電界分布曲線は放射波の主方向
２３がアンテナ中心軸５よりｘ軸の正側にΔΘ3だ
け偏位することを示している。ここで偏位量ΔΘ3
は、軸方向の長さＬに関係する。なお図では放射
方向制御板１８を励振波の電界と直交する方向に
装着した場合を示したが、電界と平行方向に装着
しても同様の効果が得られる。
に、金属導体板よりなる有限長の放射方向制御板
１８をアンテナ中心軸５に平行に装着すると、第
１０図に示すように、１次ホーン２の開口面１９
の近傍における放射波の位相速度は、太線の矢印
２１，２２の大小で示すごとく、放射方向制御板
１８に近い側が自由空間である反対側より速くな
る。この励振波の電界分布曲線は放射波の主方向
２３がアンテナ中心軸５よりｘ軸の正側にΔΘ3だ
け偏位することを示している。ここで偏位量ΔΘ3
は、軸方向の長さＬに関係する。なお図では放射
方向制御板１８を励振波の電界と直交する方向に
装着した場合を示したが、電界と平行方向に装着
しても同様の効果が得られる。
主反射鏡・副反射鏡・一次ホーンより構成され
るカセグレンアンテナをアンテナの代表例にし
て、以下本発明に係るモノパルスアンテナを説明
する。
るカセグレンアンテナをアンテナの代表例にし
て、以下本発明に係るモノパルスアンテナを説明
する。
第１図はカセグレンアンテナをアンテナを用い
たモノパルスアンテナの概念図、第２図はカセグ
レンアンテナにおける一次ホーンの偏位および副
反射鏡の回転偏位の影響を示す概念図である。
たモノパルスアンテナの概念図、第２図はカセグ
レンアンテナにおける一次ホーンの偏位および副
反射鏡の回転偏位の影響を示す概念図である。
第１図において、Fr，Fvは副反射鏡（双曲面
反射鏡）１の第１、第２焦点であり、一次ホーン
２の位相の中心はFrと一致し、また主反射鏡
（パラボラ反射鏡）３の焦点はFvと一致してい
る。二点鎖線の曲面４はFrを焦点とする、この
カセグレンアンテナに等価なパラボラ反射鏡を、
参考として図示したものである。Fmをパラボラ
反射鏡（主反射鏡）３のの焦点距離、Fcを双曲
面反射鏡（副反射鏡）１の２焦点間距離、Feを
等価パラボラ反射鏡４の焦点距離、ｅを双曲面反
射鏡１の離心率、Dmを主反射鏡３の直径、Dsを
副反射鏡１の直径、φrを副反射鏡１の第１焦点
Frと副反射鏡１の縁端のなす角度、φvを主反射
鏡３の焦点Fvと主反射鏡３の縁端のなす角度と
すると、カセグレンアンテナの性質として、 ｅ＝sin1／２（φv＋φr）／sin1／２（φv−φr）(1
) が成立する。なお、第１図においてアンテナ中心
軸５はＺ軸方向であり、主反射鏡３のｘ軸は
Xm、副反射鏡１のｘ軸はXsで表されている。
反射鏡）１の第１、第２焦点であり、一次ホーン
２の位相の中心はFrと一致し、また主反射鏡
（パラボラ反射鏡）３の焦点はFvと一致してい
る。二点鎖線の曲面４はFrを焦点とする、この
カセグレンアンテナに等価なパラボラ反射鏡を、
参考として図示したものである。Fmをパラボラ
反射鏡（主反射鏡）３のの焦点距離、Fcを双曲
面反射鏡（副反射鏡）１の２焦点間距離、Feを
等価パラボラ反射鏡４の焦点距離、ｅを双曲面反
射鏡１の離心率、Dmを主反射鏡３の直径、Dsを
副反射鏡１の直径、φrを副反射鏡１の第１焦点
Frと副反射鏡１の縁端のなす角度、φvを主反射
鏡３の焦点Fvと主反射鏡３の縁端のなす角度と
すると、カセグレンアンテナの性質として、 ｅ＝sin1／２（φv＋φr）／sin1／２（φv−φr）(1
) が成立する。なお、第１図においてアンテナ中心
軸５はＺ軸方向であり、主反射鏡３のｘ軸は
Xm、副反射鏡１のｘ軸はXsで表されている。
いま、カセグレンアンテナにおいて、第２図ａ
のように一次ホーン２が、アンテナ中心軸５より
Δhだけｘ軸の正側に平行に偏位した場合二次指
向性の主方向６はｘ軸の負側にΔΘ1だけ偏位し、
その量は tanΔΘ1＝Δh／Ｍ・Fm (2) となる。ここで Ｍ＝Fe／Fm＝ｅ＋１／ｅ−１ (3) また同図ｂのように副反射鏡１がアンテナ中心
軸５に対して、Δだけｘ軸の正側に回転偏位し
た場合の二次指向性の主方向７は、ｘ軸の正側に
ΔΘ2だけ偏位し、その量は tanΔΘ1＝２（tanΔ）・Fc／Fm・（Ｍ＋１） (4) となる。
のように一次ホーン２が、アンテナ中心軸５より
Δhだけｘ軸の正側に平行に偏位した場合二次指
向性の主方向６はｘ軸の負側にΔΘ1だけ偏位し、
その量は tanΔΘ1＝Δh／Ｍ・Fm (2) となる。ここで Ｍ＝Fe／Fm＝ｅ＋１／ｅ−１ (3) また同図ｂのように副反射鏡１がアンテナ中心
軸５に対して、Δだけｘ軸の正側に回転偏位し
た場合の二次指向性の主方向７は、ｘ軸の正側に
ΔΘ2だけ偏位し、その量は tanΔΘ1＝２（tanΔ）・Fc／Fm・（Ｍ＋１） (4) となる。
第３図は４個の一次ホーンで構成された一次ホ
ーン系の斜視図、第４図は２個の一次ホーンの出
力の和信号と差信号とを求めるハイブリツド回路
の概念的回路図、第５図は４個の一次ホーンの出
力の和信号と差信号とを求めるハイブリツド回路
の概念的回路図、第６図は２個の各一次ホーンの
指向特性とその和信号・差信号の指向特性曲線で
ある。
ーン系の斜視図、第４図は２個の一次ホーンの出
力の和信号と差信号とを求めるハイブリツド回路
の概念的回路図、第５図は４個の一次ホーンの出
力の和信号と差信号とを求めるハイブリツド回路
の概念的回路図、第６図は２個の各一次ホーンの
指向特性とその和信号・差信号の指向特性曲線で
ある。
４ホーン方式の一次ホーン系は、第３図のよう
にアンテナ中心軸５に対して、僅かに偏位して給
電された同形状の一次ホーン２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄで構成され、各ホーンの出力端子ハイブリツ
ド回路（以下HYBと略記する）、例えばマジツク
Ｔ（MTと略記する）が接続されている。ホーン
２ａ，２ｂの出力端子は第４図に示すようにMT
（HYB）８に接続されており、MT８の合成点と
両一次ホーン２ａ，２ｂを結ぶ両系統の給電線が
同位相となるように接続されている。
にアンテナ中心軸５に対して、僅かに偏位して給
電された同形状の一次ホーン２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄで構成され、各ホーンの出力端子ハイブリツ
ド回路（以下HYBと略記する）、例えばマジツク
Ｔ（MTと略記する）が接続されている。ホーン
２ａ，２ｂの出力端子は第４図に示すようにMT
（HYB）８に接続されており、MT８の合成点と
両一次ホーン２ａ，２ｂを結ぶ両系統の給電線が
同位相となるように接続されている。
同形式の４個の一次ホーン系に対しては、第５
図に示すように、コンパレーター（４個のMTの
各ポートがそれぞれの合成点に対して等長となる
ような給電線で接続した立体回路）を合成すれ
ば、到来波に対して和信号〓＝1/2｛（Ａ＋Ｂ）＋
（Ｃ＋Ｄ）｝、水平方向差信号ΔAz＝1/2｛（Ａ＋
Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）｝、垂直方向差信号ΔEl＝1/2｛（Ａ
＋Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）｝とを同時に取出すことができ
る。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，は各一次ホーンの受信電界
レベルを示す。
図に示すように、コンパレーター（４個のMTの
各ポートがそれぞれの合成点に対して等長となる
ような給電線で接続した立体回路）を合成すれ
ば、到来波に対して和信号〓＝1/2｛（Ａ＋Ｂ）＋
（Ｃ＋Ｄ）｝、水平方向差信号ΔAz＝1/2｛（Ａ＋
Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）｝、垂直方向差信号ΔEl＝1/2｛（Ａ
＋Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）｝とを同時に取出すことができ
る。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，は各一次ホーンの受信電界
レベルを示す。
つぎに２つの一次ホーンを例にして、電波到来
角度の検出の動作を記す。
角度の検出の動作を記す。
各一次ホーンは第３図に示すようにアンテナ中
心軸５に対してわずかに偏位しているので、各一
次ホーン指向性は第２図ａに示すように角度ΔΘ1
だけ偏位する。すなわち個々の一次ホーンの励振
波による二次放射波（各一次ホーンの受信電界レ
ベル）の主ビームは、第６図ａの点線９ａと破線
９ｂに示すように、アンテナ中心軸５に対して僅
かにずれている。そして第４図のMT８の出力端
子には、第６図ｂの指向性に示すように、Ｈポー
ト１０には実線１２ａで示す和信号〓＝2-1/2（Ａ
＋Ｂ）が、Ｅポート１１には一点鎖線１２ｂで示
す差信号Δ＝2-1/2（Ａ−Ｂ）が検出される。和信
号１２ａは単峰性ビームであり、軸方向での利得
が高いほど距離検知感度が高くなる。他方差信号
１２ｂはアンテナが到来波に正対した場合には入
力がなく、アンテナ中心軸５が到来波方向に対し
て偏位した場合は、両一次ホーン２ａ，２ｂへの
到来波の位相差成分が受信され双峰性ビームとな
る。この場合両ピークから中心軸方向５のヌル点
１３への落込み傾斜が急峻なほど、角度検知感度
が高いことになる。
心軸５に対してわずかに偏位しているので、各一
次ホーン指向性は第２図ａに示すように角度ΔΘ1
だけ偏位する。すなわち個々の一次ホーンの励振
波による二次放射波（各一次ホーンの受信電界レ
ベル）の主ビームは、第６図ａの点線９ａと破線
９ｂに示すように、アンテナ中心軸５に対して僅
かにずれている。そして第４図のMT８の出力端
子には、第６図ｂの指向性に示すように、Ｈポー
ト１０には実線１２ａで示す和信号〓＝2-1/2（Ａ
＋Ｂ）が、Ｅポート１１には一点鎖線１２ｂで示
す差信号Δ＝2-1/2（Ａ−Ｂ）が検出される。和信
号１２ａは単峰性ビームであり、軸方向での利得
が高いほど距離検知感度が高くなる。他方差信号
１２ｂはアンテナが到来波に正対した場合には入
力がなく、アンテナ中心軸５が到来波方向に対し
て偏位した場合は、両一次ホーン２ａ，２ｂへの
到来波の位相差成分が受信され双峰性ビームとな
る。この場合両ピークから中心軸方向５のヌル点
１３への落込み傾斜が急峻なほど、角度検知感度
が高いことになる。
カセグレンアンテナの構成各素子を正規位置に
配置し、一次ホーンの開口面のｘ軸の負側に、適
当長の放射方向制御板を装着すると、副反射鏡１
への励振波は、ｘ軸の負側から正側に向かい、ア
ンテナ中心軸１と斜交して励振することになる。
このことは第２図ｂにおいて、副反射鏡１がアン
テナ中心軸５に対してｘ軸の正側に回転偏位した
のと等価である。一次ホーン系として４ホーン方
式一次ホーン系を用いると、各一次ホーンはモノ
パルスアンテナに対してわずかに並行偏位してい
るので第２図ａに示すように、各一次ホーンがモ
ノパルスアンテナの中心線５に対してｘ軸の正側
に平行に偏位したものの放射方向制御板を装着す
れば、偏位量ΔΘ1はΔΘ2で打消され、合成二次指
向性の主方向は、アンテナ中心軸５に集束される
ことになる。
配置し、一次ホーンの開口面のｘ軸の負側に、適
当長の放射方向制御板を装着すると、副反射鏡１
への励振波は、ｘ軸の負側から正側に向かい、ア
ンテナ中心軸１と斜交して励振することになる。
このことは第２図ｂにおいて、副反射鏡１がアン
テナ中心軸５に対してｘ軸の正側に回転偏位した
のと等価である。一次ホーン系として４ホーン方
式一次ホーン系を用いると、各一次ホーンはモノ
パルスアンテナに対してわずかに並行偏位してい
るので第２図ａに示すように、各一次ホーンがモ
ノパルスアンテナの中心線５に対してｘ軸の正側
に平行に偏位したものの放射方向制御板を装着す
れば、偏位量ΔΘ1はΔΘ2で打消され、合成二次指
向性の主方向は、アンテナ中心軸５に集束される
ことになる。
放射方向制御板１８を構成する導体板の各葉は
形状を三角形として先端を尖らせたり、あるいは
三角形の先端を切除して台形としたり、テーパー
を付けず長方形としても、アンテナ中心軸方向の
長さＬが変わるだけであつて効果には変わりがな
い。
形状を三角形として先端を尖らせたり、あるいは
三角形の先端を切除して台形としたり、テーパー
を付けず長方形としても、アンテナ中心軸方向の
長さＬが変わるだけであつて効果には変わりがな
い。
以上本発明のモノパルスアンテナを、アンテナ
を高性能とするカセグレンアンテナによる副反射
方式のアンテナで説明したが、一次ホーンとパラ
ボラアンテナ反射鏡で構成される単一反射方式の
アンテナによるモノパルスアンテナに適用しても
同様の効果が得られる。
を高性能とするカセグレンアンテナによる副反射
方式のアンテナで説明したが、一次ホーンとパラ
ボラアンテナ反射鏡で構成される単一反射方式の
アンテナによるモノパルスアンテナに適用しても
同様の効果が得られる。
ｆ 実施例
(1) 従来技術によるモノパルスアンテナ：
第７図は測定周波数15GHz帯、カセグレン式ア
ンテナの主反射鏡の開口直径が45λ（λは使用波
長）、単一ホーンの開口径が1.9λ×1.9λ、各ホー
ンのアンテナ中心軸５よりｘ軸、およびｙ軸方向
への偏位量がΔh＝±λのモノパルスアンテナの
２次指向性特性曲線である。
ンテナの主反射鏡の開口直径が45λ（λは使用波
長）、単一ホーンの開口径が1.9λ×1.9λ、各ホー
ンのアンテナ中心軸５よりｘ軸、およびｙ軸方向
への偏位量がΔh＝±λのモノパルスアンテナの
２次指向性特性曲線である。
個々のホーンの２次指向性特性曲線は破線１
４、点線１５に示されているようにアンテナ中心
軸５よりの偏位量はそれぞれΔΘ1＝1.0゜（(2)式から
の計算値は1.8°）であつて、両主ビームの交点レ
ベルは−6dBである。
４、点線１５に示されているようにアンテナ中心
軸５よりの偏位量はそれぞれΔΘ1＝1.0゜（(2)式から
の計算値は1.8°）であつて、両主ビームの交点レ
ベルは−6dBである。
この時の和信号は実線１６でピーク値は単体の
ピーク値と変わらず、差信号は一点鎖線１７でヌ
ル点１３への落込み傾斜は緩いものである。即ち
従来形式では距離検知感度が低く、角度検知感度
が鈍いことを示している。
ピーク値と変わらず、差信号は一点鎖線１７でヌ
ル点１３への落込み傾斜は緩いものである。即ち
従来形式では距離検知感度が低く、角度検知感度
が鈍いことを示している。
(2)本発明に係るモノパルスアンテナ（カセグレン
式）： 第１１図は測定周波数が15GHz、カセグレンア
ンテナ式アンテナの主反射鏡の開口直径が45λ、
各ホーンのアンテナ中心軸からのｘ軸、ｙ軸方向
への偏位がΔh＝±λ、金属導体板が第８図に図
示する高さ3λの３角板である一次ホーン系を用
いた本発明に係るモノパルスアンテナの特性曲線
である。
式）： 第１１図は測定周波数が15GHz、カセグレンア
ンテナ式アンテナの主反射鏡の開口直径が45λ、
各ホーンのアンテナ中心軸からのｘ軸、ｙ軸方向
への偏位がΔh＝±λ、金属導体板が第８図に図
示する高さ3λの３角板である一次ホーン系を用
いた本発明に係るモノパルスアンテナの特性曲線
である。
第１１図の破線２４および点線２５は個々の１
次ホーンの二次指向性を表し、その偏位量はそれ
ぞれΔΘ1＝0.34゜とｚ軸方向に集束され、両主ビー
ムの交点は−3dB以内となつている。なお実験に
よれば、個々の一次ホーンによる二次指向性の交
点が−3dB以内にならなければ和信号のレベルの
増加は少ない。第１１図の実線で示した和信号２
６のレベルは個々の主ビーム２４，２５のピーク
値より2.6dB高く、一点鎖線で示した差信号２７
のヌル点への落ち込み傾斜は第７図ｂの一点鎖線
で示した曲線１７より急峻となつている。したが
つて距離検知感度は1.82倍に、角度検知感度は著
しく向上したことになる。なお十字状放射方向制
御板１８により単体ホーンの指向性主ビーム２４
および２５は、ｘ軸方向のみならずｙ軸方向にお
いても集束されることは明らかである。
次ホーンの二次指向性を表し、その偏位量はそれ
ぞれΔΘ1＝0.34゜とｚ軸方向に集束され、両主ビー
ムの交点は−3dB以内となつている。なお実験に
よれば、個々の一次ホーンによる二次指向性の交
点が−3dB以内にならなければ和信号のレベルの
増加は少ない。第１１図の実線で示した和信号２
６のレベルは個々の主ビーム２４，２５のピーク
値より2.6dB高く、一点鎖線で示した差信号２７
のヌル点への落ち込み傾斜は第７図ｂの一点鎖線
で示した曲線１７より急峻となつている。したが
つて距離検知感度は1.82倍に、角度検知感度は著
しく向上したことになる。なお十字状放射方向制
御板１８により単体ホーンの指向性主ビーム２４
および２５は、ｘ軸方向のみならずｙ軸方向にお
いても集束されることは明らかである。
結局、各単体の指向性主ビームはアンテナ中心
軸５に集束され、総合指向性として和信号は5dB
以上高く距離検知感度はは３倍以上に向上し、同
時に角度検知感度は水平・垂直方向とも著しく敏
感となる。
軸５に集束され、総合指向性として和信号は5dB
以上高く距離検知感度はは３倍以上に向上し、同
時に角度検知感度は水平・垂直方向とも著しく敏
感となる。
ｇ 発明の効果
以上詳述したごとく４ホーンによる同時ロービ
ーング方式のモノパルスアンテナにおいて一次ホ
ーン径の開口面１９に十字状の放射方向制御板１
８を装着することにより、各単体ホーンの二次指
向性がアンテナ中心軸５に集束され、その結果和
信号レベルが高くなり距離検知感度が向上し、同
時に差信号のヌル点への落ち込み傾斜が急峻とな
り角度検知感度が著しく敏感となる。また12ホー
ン方式、16ホーン方式と比較すれば、構造が簡単
で経済的となる利点もある。
ーング方式のモノパルスアンテナにおいて一次ホ
ーン径の開口面１９に十字状の放射方向制御板１
８を装着することにより、各単体ホーンの二次指
向性がアンテナ中心軸５に集束され、その結果和
信号レベルが高くなり距離検知感度が向上し、同
時に差信号のヌル点への落ち込み傾斜が急峻とな
り角度検知感度が著しく敏感となる。また12ホー
ン方式、16ホーン方式と比較すれば、構造が簡単
で経済的となる利点もある。
第１図はカセグレンアンテナを用いたモノパル
スアンテナの概念図、第２図はカセグレンアンテ
ナにおける一次ホーンの偏位および副反射鏡の回
転偏位の影響を示す概念図示、第３図は４個の１
次ホーンで構成された一次ホーン系の斜視図、第
４図は２個の一次ホーンの出力の和信号と差信号
とを求める概念図、第５図は４個の一次ホーンの
出力の和信号と差信号とを求める概念的回路図、
第６図は２個の各一次ホーンの指向性とその和信
号・差信号の指向特性曲線、第７図は従来技術の
４個の一次ホーンからなるモノパルスアンテナの
２次指向性の実際例、第８図は本発明の一次ホー
ン系の斜視図、第９図放射方向制御板を有する単
一の一次ホーンの斜視図、第１０図は第９図の一
次ホーンの電界分布を模式的に示した断面図、第
１１図は本発明の一次ホーン系を用いたモノパル
スアンテナの特性曲線線図である。 １……副反射鏡、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
……一次ホーン、３……主反射鏡、４……等価パ
ラボラアンテナ反射鏡、５……アンテナ中心軸、
６，７……２次指向性の主方向、８……ハイブリ
ツド回路、１０……Ｈポート、１１……Ｅポー
ト、１３……ヌル点、１８……放射方向制御板、
１９……一次ホーン開口面、Fr，Fv……副反射
鏡の第１、第２焦点、Fm……主反射鏡の焦点距
離、Fc……双曲面反射鏡の２焦点距離、Fe……
等価パラボラ反射鏡の焦点距離、ｅ……双曲面反
射鏡の離心率、Dm……主反射鏡の直径、Ds……
双曲面反射鏡の直径、φr……双曲面反射鏡の第
１焦点Frとその縁端のなす角度、φv……主反射
鏡のFvとその縁端のなす角度、ΔΘ……２次指向
性の主方向の偏位、HTB……ハイブリツド回路、
MT……マジツクＴ。
スアンテナの概念図、第２図はカセグレンアンテ
ナにおける一次ホーンの偏位および副反射鏡の回
転偏位の影響を示す概念図示、第３図は４個の１
次ホーンで構成された一次ホーン系の斜視図、第
４図は２個の一次ホーンの出力の和信号と差信号
とを求める概念図、第５図は４個の一次ホーンの
出力の和信号と差信号とを求める概念的回路図、
第６図は２個の各一次ホーンの指向性とその和信
号・差信号の指向特性曲線、第７図は従来技術の
４個の一次ホーンからなるモノパルスアンテナの
２次指向性の実際例、第８図は本発明の一次ホー
ン系の斜視図、第９図放射方向制御板を有する単
一の一次ホーンの斜視図、第１０図は第９図の一
次ホーンの電界分布を模式的に示した断面図、第
１１図は本発明の一次ホーン系を用いたモノパル
スアンテナの特性曲線線図である。 １……副反射鏡、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
……一次ホーン、３……主反射鏡、４……等価パ
ラボラアンテナ反射鏡、５……アンテナ中心軸、
６，７……２次指向性の主方向、８……ハイブリ
ツド回路、１０……Ｈポート、１１……Ｅポー
ト、１３……ヌル点、１８……放射方向制御板、
１９……一次ホーン開口面、Fr，Fv……副反射
鏡の第１、第２焦点、Fm……主反射鏡の焦点距
離、Fc……双曲面反射鏡の２焦点距離、Fe……
等価パラボラ反射鏡の焦点距離、ｅ……双曲面反
射鏡の離心率、Dm……主反射鏡の直径、Ds……
双曲面反射鏡の直径、φr……双曲面反射鏡の第
１焦点Frとその縁端のなす角度、φv……主反射
鏡のFvとその縁端のなす角度、ΔΘ……２次指向
性の主方向の偏位、HTB……ハイブリツド回路、
MT……マジツクＴ。
Claims (1)
- １ 使用波長をλ、反射鏡の主軸をｚ軸、ｚ軸上
の一点を原点としｚ軸に直交し、かつ互いに直交
する２軸をｘ軸、ｙ軸とする時、反射鏡の焦点面
内に放射中心を有し、主軸がｚ軸に平行な４個の
モノパルスアンテナ素子から成り、モノパルスア
ンテナ素子の４つのホーンを一次ホーンとする４
ホーン方式のモノパルスアンテナにおいて、各モ
ノパルスアンテナ素子が同形の４角錐ホーンを有
し、各４角錐ホーンがｘ軸、ｙ軸に関する第１象
限ないし第４象限に隣接して位置し、隣接する４
角錐ホーンの開口終端部の４角形の共通する辺が
ｚ軸上において交わる十字形をなすように各４角
錐ホーンが配置され、各共通する辺とｚ軸を含む
平面内に金属導体板がモノパルスアンテナ素子の
前方に略3λ程度まで延在するように設けられ、
この金属導体板の組が放射方向制御板を形成する
ことを特徴とするモノパルスアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11745682A JPS598409A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | モノパルスアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11745682A JPS598409A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | モノパルスアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598409A JPS598409A (ja) | 1984-01-17 |
| JPH0440883B2 true JPH0440883B2 (ja) | 1992-07-06 |
Family
ID=14712109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11745682A Granted JPS598409A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | モノパルスアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598409A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001007641A (ja) | 1999-06-24 | 2001-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | モノパルスアンテナ装置およびアンテナ構造 |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP11745682A patent/JPS598409A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS598409A (ja) | 1984-01-17 |
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