JPH0441603Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は放送衛星搭載用アンテナに係り、特に
一枚の反射鏡と一次給電器で構成された成形ビー
ムを得るアンテナの反射鏡に関するものである。

（従来の技術） 衛星放送はテレビジヨン放送の難視聴解消には
欠くべからざる技術であり、将来のより高度なテ
レビジヨン放送技術を包含する大きなメデイアで
ある。

1977年１月10日から２月13日まで開かれた世界
無線通信主管庁会議（WARC−BS）では、放送
衛星による個別受信を目的とする各国の業務は、
12GHz帯にみで可能であるとし、12GHz帯を用い
る放送衛星の周波数チヤンネルと衛星の軌道位置
などが、第１地域（ヨーロツパおよびアフリカ）
と第３地域（アジアおよびオセアニア）の各国に
対して割当てられた。

このなかで例えば日本国は東経110度に８波の
周波数を獲得することができたが、前記WARC
−BSの基準に準拠する放射指向性が求められた。
現在の放送衛星アンテナでは、右旋円偏波で12G
Hz帯において日本本土の大部分を利得37dB以上、
小笠原諸島、沖縄、南西諸島を含む日本全土を
28dB以上でカバーする成形ビームが必要とされ
ている。

上述の条件を満足するための、従来の成形ビー
ム指向性の形成手段は、３つのホーンに給電して
得られた各々のビームを合成するマルチビーム方
式で、本土用、沖縄用、小笠原用のビームがそれ
ぞれのホーンで形成され、さらにWARC−BSに
準拠するサイドロープ特性を得るためにオフセツ
トパラボラ反射鏡が用いられており、反射鏡の大
きさが開口が159×103cmの楕円形で焦点距離が85
cmである。

このアンテナの詳細は、例えば文献 梶川他
“放送衛星２号搭載用アンテナの開発（BBMの
特性）”信学技報，Vol.82，No.80，A.P82−48，
1982.を参照されたい。

また上記以外の他の実施例としてはマルチビー
ム方式をさらに細分化した方式のフイードクラス
タ方式である。詳細は例えば文献J.
Ramasastryet al.“Technical and Regulatory
Aspects of Satellite Broadcasting”the US
Situation，Space Communications and
Broadcasting，Vol.1，No.４，1983.参照。

（考案が解決しようとする問題点） 前述のマルチホーン方式による成形ビームで
は、成形度を上昇しようとすると、一次ホーンか
ら放射される電波が、反射鏡の境界を越えて漏洩
するいわゆるスピルオーバが大きくなり利得が減
少し、利得を維持したままではビーム間隔が拡が
りすぎて、日本のように特殊な形状を有するサー
ビスエリアに合わせたビーム成形は不十分となる
欠点があつた。

またフイードクラスタによつて成形ビームを得
る方法は、給電回路が複雑かつ大形になるため、
重量に制限があり大電力を扱うような衛星のアン
テナには適さない。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、円偏波の交さ偏波のサイドロープ特
性のWARC−BS基準を満たし、かつ従来技術で
は欠点のあつた課題を克服するためになされたも
ので、比較的単純な構造の一次給電ホーン（例え
ば楕円コルゲートホーン）を用い、反射鏡の一部
に偏移を与えることにより、放射ビーム断面の中
央近辺の利得の高い所の形状を変化させ、例えば
日本国の形状により整合する放射パターンを提供
せんとするものである。

すなわち本考案反射鏡偏移アンテナは、給電ホ
ーンと回転放物面反射鏡とで構成されるアンテナ
において、反射された電波の伝搬方向から見た断
面が楕円形状を有する前記回転放物面反射鏡を、
前記楕円形断面の長径方向に平行に３分割し、当
該分割された帯状中央部を前記楕円形断面の長径
方向に平行に偏移させまたは前記楕円形断面の短
径のまわりに回転させ、得られる楕円形放射パタ
ーンをその短径方向に膨らませたパターン形状が
得られるようにしたことを特徴とするものであ
る。

（実施例） 以下本考案を添付図面を参照し実施例により詳
細に説明する。

第１図に本考案になるアンテナ全体の斜視図と
ビーム成形の原理を説明するために図を対応させ
て示す。第１図において一次給電ホーン１から放
射された電波は反射鏡面２で反射されて地球に向
う、楕円開口反射鏡は回転放物面を中央の帯状部
２ｂと上，下側の部分２ａ，２ｃの３つの部分に
分割し、中央部２ｂを開口楕円の長径方向に平行
に偏移（図で右上に偏移）または開口楕円の短径
のまわりにわずか回転させた構造になつている
（平行偏移と回転とでは偏移の仕方に相違はある
が、作図上はほぼ同一になる。なお本考案では平
行偏移と回転をまとめて偏移としている。）。なお
三部分２ａ，２ｂ，２ｃの境界は連続的につない
でいる。

従つて反射鏡の平行偏移または回転された中央
部２ｂから反射される電波は地球上に長楕円形の
放射パターン３ｂを作り、反射鏡の上，下側部分
２ａ，２ｃから反射される電波は地球上に円形の
放射パターン３ａを作る。両者の合成がこの反射
鏡面偏移アンテナの放射パターン３ｃであり、楕
円形からその短軸方向にふくらんだ形に変化して
いる。

第２図は、本考案のスタートとなる回転放物面
反射鏡２の正面図で、部分２ａ〜２ｅは回転放物
面を長軸方向A₁A₂に平行な帯状部分に分割した
様子を表わしており、部分２ｂ（中央部）が偏移
部分、部分２ｄと２ｅは、部分２ａ，２ｃと部分
２ｂをなだらかに連続的につないでいる部分であ
る。

第３図は、第２図示回転放物面反射鏡２の正面
図の軸A₁−A₂の断面で、図の実線は回転放物面
４ａ、破線は本考案に係る鏡面偏移反射鏡面４ｂ
を表わしている（平行偏移も回転も第１図同様作
図上ほぼ同一となる）。

また第４図は、第２図示正面図のｘ軸断面図
で、図の実線は回転放物面５ａ、破線は本考案に
係る鏡面偏移反射鏡面５ｂを示しており（これも
作図上２つの偏移はほぼ同一）、またさらに第５
図は、本考案に係る偏移反射鏡で第２図示の部分
２ｂ，２ｄ，２ｅのｙ方向への平行移動量を表わ
している（回転偏移の場合図の横軸をΔyの代り
にΔzとすれば作図上ほぼ同一となる）。

第２図から第５図までで本考案一実施例の鏡面
偏移反射鏡の詳細な形状寸法はほぼ明らかである
が、なお２つの偏移のうち平行偏移に限つて詳細
に列記すれば、反射鏡は1900mm×900mm、焦点距
離（ｆ）900mmで、偏移鏡面は一次給電ホーンか
らのビーム中心（第４図示x₀）を中心にｙ軸に平
行な帯状の部分（x₃＜ｘ＜x₄）をｙ軸に沿つて平
行移動しており、偏移鏡面部（部分２ｂ，２ｄ，
２ｅ）の形状は次の式で与えられる。

ｚ＝x²＋（ｙ−Δy）²／4f−ｆ さらにx₃＝320mm、x₄＝720mm、x₅＝370mm、x₆
＝670mmでΔyの最大値は−５mm、一次給電ホーン
の吹付角θ₀＝32.4°（第４図）、鏡面下端縁部角θ_a＝
6.6°（第４図）、この時の一次給電ホーンは楕円コ
ルゲートホーンでその開口は87.5×31mmである。

（考案の効果） 本考案の効果を示すため第６図に本考案実施例
反射鏡面偏移アンテナの放射パターン（実線）
と、放送衛星からみた日本地図を重ねたものを示
す。同図には回転放物面反射鏡アンテナ（反射鏡
開口1700mm×800mm、焦点距離900mm）の放射パタ
ーン（破線）も同時に示してある。反射鏡面偏移
アンテナを使用することにより、回転放物面アン
テナに比し日本の首都圏で1dB、他の主要都市で
も0.6〜0.8dBの利得上昇が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案になる反射鏡面偏移アンテナ
全体の斜視図と、ビーム成形の原理を説明するた
めの図を対応させた図を示し、第２図は、本考案
のスタートとなる回転放物面反射鏡の正面図を示
し、第３図、第４図はそれぞれ第２図示正面図の
軸A₁−A₂およびＸ軸断面を示し、第５図は、第
２図示部分２ｂ，２ｄ，２ｅのｙ方向への平行移
動量を示し、第６図はアンテナの放射パターンに
日本地図を重ねたものを示す。 １……一次給電ホーン、２……反射鏡、２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ……それぞれ反射鏡の部
分、３ａ，３ｂ，３ｃ……それぞれ放射パター
ン、４ａ，５ａ……回転放物面、４ｂ，５ｂ……
偏移反射鏡面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 給電ホーンと回転放物面反射鏡とで構成される
   アンテナにおいて、反射された電波の伝搬方向か
   ら見た断面が楕円形状を有する前記回転放物面反
   射鏡を、前記楕円形断面の長径方向に平行に３分
   割し、当該分割された帯状中央部を前記楕円形断
   面の長径方向に平行に偏移させまたは前記楕円形
   断面の短径のまわりに回転させ、得られる楕円形
   放射パターンをその短径方向に膨らませたパター
   ン形状が得られるようにしたことを特徴とする反
   射鏡面偏移アンテナ。