JPH047123B2 - - Google Patents
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- JPH047123B2 JPH047123B2 JP56036115A JP3611581A JPH047123B2 JP H047123 B2 JPH047123 B2 JP H047123B2 JP 56036115 A JP56036115 A JP 56036115A JP 3611581 A JP3611581 A JP 3611581A JP H047123 B2 JPH047123 B2 JP H047123B2
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- JP
- Japan
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- horn
- primary radiator
- antenna
- parabolic reflector
- parabolic
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-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01Q19/12—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 wherein the surfaces are concave
- H01Q19/13—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 wherein the surfaces are concave the primary radiating source being a single radiating element, e.g. a dipole, a slot, a waveguide termination
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は反射鏡と組合されてパラボラアンテ
ナを構成する一次放射器に関する。
ナを構成する一次放射器に関する。
従来パラボラアンテナの開口効率は45乃至65％
程度であり、開口能率を向上させるためには開口
角が小さいほど有利とされているが、開口角を小
さくするほどＦ／Ｓ（前側比）、Ｆ／Ｂ（前後比）
特性の劣化がおこるのでむやみに開口角は小さく
できない。
程度であり、開口能率を向上させるためには開口
角が小さいほど有利とされているが、開口角を小
さくするほどＦ／Ｓ（前側比）、Ｆ／Ｂ（前後比）
特性の劣化がおこるのでむやみに開口角は小さく
できない。
また開口能率は開口照度分布の非一様性、位相
差、一次放射器からの電磁波が反射鏡に当らず直
接空間に放射される漏れ放射、一次放射器を焦点
に固定するための支持部材や導波管等による散
乱、一次放射器の焦点からのズレ、反射鏡寸法誤
差等により低下し、一般的なパラボラアンテナで
は50乃至55％程度となつている。
差、一次放射器からの電磁波が反射鏡に当らず直
接空間に放射される漏れ放射、一次放射器を焦点
に固定するための支持部材や導波管等による散
乱、一次放射器の焦点からのズレ、反射鏡寸法誤
差等により低下し、一般的なパラボラアンテナで
は50乃至55％程度となつている。
さらにパラボラアンテナの一次放射器として使
用されるものとして小型のホーンアンテナが有る
が、このホーンアンテナは一般のホーンアンテナ
と異なり、パラボラアンテナの開口角に最適の指
向性が必要とされ、これによりホーンの開口寸
法、軸方向長さ等が決定される。この結果ホーン
が波長程度の小さな寸法になり、ホーンの開口か
らホーンの外壁に流れる電流のためＦ／Ｓ、Ｆ／
Ｂ特性及び利得が低下するという欠点があつた。
用されるものとして小型のホーンアンテナが有る
が、このホーンアンテナは一般のホーンアンテナ
と異なり、パラボラアンテナの開口角に最適の指
向性が必要とされ、これによりホーンの開口寸
法、軸方向長さ等が決定される。この結果ホーン
が波長程度の小さな寸法になり、ホーンの開口か
らホーンの外壁に流れる電流のためＦ／Ｓ、Ｆ／
Ｂ特性及び利得が低下するという欠点があつた。
従来このような欠点を防止するために一次放射
器として２個のホーンアンテナを使用したものが
あるが、２個のホーンアンテナ及び分配器を必要
とするのでコスト高となり、また支持部材、２個
のホーンアンテナによつて電磁波が遮断されて利
得が低下するのでオフセツト式のパラボラアンテ
ナでないと充分その効果が発揮できなかつた。
器として２個のホーンアンテナを使用したものが
あるが、２個のホーンアンテナ及び分配器を必要
とするのでコスト高となり、また支持部材、２個
のホーンアンテナによつて電磁波が遮断されて利
得が低下するのでオフセツト式のパラボラアンテ
ナでないと充分その効果が発揮できなかつた。
この発明は一次放射器であるホーンアンテナの
開口縁部より後方に約λ／４（λは一次放射器の
放射電波の波長）の位置に、全周もしくは一部の
方向へ一次放射器の軸線に対してホーンアンテナ
の開口角より大きく90°よりも小さい角度でパラ
ボラ反射鏡へ向つて伸延した副ホーンを設けるこ
とにより、開口照度分布と漏れ放射を改善し開口
能率を上げようとするものである。
開口縁部より後方に約λ／４（λは一次放射器の
放射電波の波長）の位置に、全周もしくは一部の
方向へ一次放射器の軸線に対してホーンアンテナ
の開口角より大きく90°よりも小さい角度でパラ
ボラ反射鏡へ向つて伸延した副ホーンを設けるこ
とにより、開口照度分布と漏れ放射を改善し開口
能率を上げようとするものである。
以下、この発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
する。
第１図はこの発明を実施した一次放射器である
ホーンアンテナの概略を示す図で、同図において
１は導波管である。
ホーンアンテナの概略を示す図で、同図において
１は導波管である。
導波管１の端部にはフランジ部２が設けられ、
このフランジ部２にホーンアンテナ３がねじ４に
よつて固定されている。ホーンアンテナ３の外形
は略々円筒状もしくは角筒状に形成され、内部に
開口角θのホーン５が形成されている。
このフランジ部２にホーンアンテナ３がねじ４に
よつて固定されている。ホーンアンテナ３の外形
は略々円筒状もしくは角筒状に形成され、内部に
開口角θのホーン５が形成されている。
ホーンアンテナ３の開口縁部から導波管１の方
向へλ／４（λはこのホーンアンテナ３が放射す
る電磁波の波長）だけ向つた位置に副ホーン６が
取付けられている。副ホーン６はホーンアンテナ
３の形状に合わせて角すい形もしくは円すい形と
されており、その開口角φは約45°とされている。
向へλ／４（λはこのホーンアンテナ３が放射す
る電磁波の波長）だけ向つた位置に副ホーン６が
取付けられている。副ホーン６はホーンアンテナ
３の形状に合わせて角すい形もしくは円すい形と
されており、その開口角φは約45°とされている。
このように構成されたパラボラアンテナの一次
放射器１０は、第２図に示すように導波管１によ
つてパラボラ反射鏡１１の焦点上に配置される。
放射器１０は、第２図に示すように導波管１によ
つてパラボラ反射鏡１１の焦点上に配置される。
次にこの一次放射器１０からパラボラ反射鏡１
１へ放射される電磁波について説明する。
１へ放射される電磁波について説明する。
ホーンアンテナ３から放射された電磁波は大部
分は第１図に示すように主放射Ａ、Ｂ、Ｃとして
パラボラ反射鏡１１に向うが、一部分はホーンア
ンテナ３の外面を伝わるなどして漏れ放射A′、
B′、C′としてパラボラ反射鏡１１以外に放射され
る。
分は第１図に示すように主放射Ａ、Ｂ、Ｃとして
パラボラ反射鏡１１に向うが、一部分はホーンア
ンテナ３の外面を伝わるなどして漏れ放射A′、
B′、C′としてパラボラ反射鏡１１以外に放射され
る。
この漏れ放射A′、B′、C′の内、軸方向への主
放射Ａと反対方向への漏れ放射A′は副ホーン６
で反射されるが、この時主放射Ａと位相が逆にな
り主放射Ａの電界を弱める。しかし一般に主放射
Ａは漏れ放射A′に比べて充分大きく、さらに主
放射Ａは頂点整合板等を必要とする部分であり、
又給電用導波管１で反射されたり、又影になる部
分であり、かつ面積が小さいので開口能率が低下
することはない。
放射Ａと反対方向への漏れ放射A′は副ホーン６
で反射されるが、この時主放射Ａと位相が逆にな
り主放射Ａの電界を弱める。しかし一般に主放射
Ａは漏れ放射A′に比べて充分大きく、さらに主
放射Ａは頂点整合板等を必要とする部分であり、
又給電用導波管１で反射されたり、又影になる部
分であり、かつ面積が小さいので開口能率が低下
することはない。
漏れ放射B′は副ホーン６が無ければパラボラ
反射鏡１１の外に放射されＦ／Ｓ特性等を悪化さ
せるが、副ホーン６を取付けることによつて主放
射Ｂと平行な電磁波としてパラボラ反射鏡１１に
向う。この時漏れ放射B′のＢに対する位相差が
90°よりも0°方向にあり、主放射Ｂの電界に加算
される。漏れ放射C′と放射Ｃとの位相差関係は、
先に述べたＢとB′よりも位相差が小さく、同相
に近づき、ＣとC′は加算された電界となる。これ
らＢ、B′、Ｃ、C′は、パラボラ反射鏡１１の外周
部に近く主放射Ａと同一角度幅であつても総放射
面積が広いので加算される電界が小さくとも開口
能率を上昇させる。またＤ方向より広い角度方向
への放射は副ホーン６により遮蔽されるので、ホ
ーンからみたパラボラ反射鏡１１から外方への漏
れ放射が少なくなる。このように従来ではパラボ
ラ反射鏡１１以外に放射されていた電波が副ホー
ン６の周縁部で反射されて、パラボラ反射鏡１１
に向かうので、パラボラ反射鏡の外周面に向かう
電波が増加し、照度分布も一様となる。
反射鏡１１の外に放射されＦ／Ｓ特性等を悪化さ
せるが、副ホーン６を取付けることによつて主放
射Ｂと平行な電磁波としてパラボラ反射鏡１１に
向う。この時漏れ放射B′のＢに対する位相差が
90°よりも0°方向にあり、主放射Ｂの電界に加算
される。漏れ放射C′と放射Ｃとの位相差関係は、
先に述べたＢとB′よりも位相差が小さく、同相
に近づき、ＣとC′は加算された電界となる。これ
らＢ、B′、Ｃ、C′は、パラボラ反射鏡１１の外周
部に近く主放射Ａと同一角度幅であつても総放射
面積が広いので加算される電界が小さくとも開口
能率を上昇させる。またＤ方向より広い角度方向
への放射は副ホーン６により遮蔽されるので、ホ
ーンからみたパラボラ反射鏡１１から外方への漏
れ放射が少なくなる。このように従来ではパラボ
ラ反射鏡１１以外に放射されていた電波が副ホー
ン６の周縁部で反射されて、パラボラ反射鏡１１
に向かうので、パラボラ反射鏡の外周面に向かう
電波が増加し、照度分布も一様となる。
第３図にこの発明による複合一次放射器の指向
特性１２と副ホーンを備えていない従来の一次放
射器の指向特性１４を示す。同図において、0°付
近でこの発明による複合一次放射器の指向性が従
来のものの指向性より悪くなつているのは主放射
Ａと漏れ放射A′との位相差が180°であるからであ
り、±20°乃至±40°付近でこの発明による複合一
次放射器は従来のものと同様な指向性となつてい
る。
特性１２と副ホーンを備えていない従来の一次放
射器の指向特性１４を示す。同図において、0°付
近でこの発明による複合一次放射器の指向性が従
来のものの指向性より悪くなつているのは主放射
Ａと漏れ放射A′との位相差が180°であるからであ
り、±20°乃至±40°付近でこの発明による複合一
次放射器は従来のものと同様な指向性となつてい
る。
第４図に75cmのパラボラ反射鏡１１にこの発明
による複合一次放射器を取付けた場合の指向特性
１６と同反射鏡１１に副ホーンを備えていない従
来の一次放射器を取付けた場合の指向特性１８を
示す。同図において、0°の方向ではこの発明によ
る複合一次放射器を取付けた場合の方が、従来の
一次放射器を取付けた場合より約1dBアンテナの
利得が高くなり、全体的に見ても指向性が鋭くな
つている。
による複合一次放射器を取付けた場合の指向特性
１６と同反射鏡１１に副ホーンを備えていない従
来の一次放射器を取付けた場合の指向特性１８を
示す。同図において、0°の方向ではこの発明によ
る複合一次放射器を取付けた場合の方が、従来の
一次放射器を取付けた場合より約1dBアンテナの
利得が高くなり、全体的に見ても指向性が鋭くな
つている。
第５図乃至第７図に、75cmのパラボラ反射鏡１
１にこの発明による複合一次放射器を取付け、副
ホーン６の取付位置、開口角、直径を変化させた
場合の利得変化を示す。第５図は副ホーン６の開
口角を55°、副ホーン６の径を80mmとして取付位
置を変化させた場合で、同図に点ａ、ｃで示した
位置で利得が約1dB増加している。点ｃの位置で
利得が増加するのは、第８図に示すようにホーン
開口よりl2だけ導波管１側に副ホーン６を取付け
たことにより、ホーン３より直接に放射される電
波efに対し、副ホーン６に当り反射された電波
F′がeghを通り、この距離がefよりもλだけ長い
ためＦとF′が同相になるからである。なお、点
ｂ、点ｄではこれらの距離差が約1/2λとなりＦ
とF′とは逆位相になるので利得が低下している。
１にこの発明による複合一次放射器を取付け、副
ホーン６の取付位置、開口角、直径を変化させた
場合の利得変化を示す。第５図は副ホーン６の開
口角を55°、副ホーン６の径を80mmとして取付位
置を変化させた場合で、同図に点ａ、ｃで示した
位置で利得が約1dB増加している。点ｃの位置で
利得が増加するのは、第８図に示すようにホーン
開口よりl2だけ導波管１側に副ホーン６を取付け
たことにより、ホーン３より直接に放射される電
波efに対し、副ホーン６に当り反射された電波
F′がeghを通り、この距離がefよりもλだけ長い
ためＦとF′が同相になるからである。なお、点
ｂ、点ｄではこれらの距離差が約1/2λとなりＦ
とF′とは逆位相になるので利得が低下している。
第６図は副ホーン６のホーン開口からの距離を
λ／４、副ホーン６の径を80mmとして、副ホーン
６の開口角度を変化させた場合で、開口角が55°
のときに利得が最大になる。なお、この開口角φ
がホーンの開口角θ以上であり中心軸線に対して
90°以下、（第１図参照）であると、充分に実用に
なることが判つている。
λ／４、副ホーン６の径を80mmとして、副ホーン
６の開口角度を変化させた場合で、開口角が55°
のときに利得が最大になる。なお、この開口角φ
がホーンの開口角θ以上であり中心軸線に対して
90°以下、（第１図参照）であると、充分に実用に
なることが判つている。
第７図は副ホーン６のホーン開口からの距離を
λ／４、副ホーン６の開口角を55°として、副ホ
ーンの径を変化させた場合で、80mmのときに利得
が最大になる。なお、径を80mm以上に増加させる
と利得が減少するのはこのパラボラアンテナを受
信装置として用いた場合、パラボラ反射鏡１１に
受信電波が到来するときに受信放射器が大きくな
り、その影が鏡面で大きな面積を占めるからであ
り、送信装置として用いた場合、放射器の影が受
信側地域に影を与えるからである。
λ／４、副ホーン６の開口角を55°として、副ホ
ーンの径を変化させた場合で、80mmのときに利得
が最大になる。なお、径を80mm以上に増加させる
と利得が減少するのはこのパラボラアンテナを受
信装置として用いた場合、パラボラ反射鏡１１に
受信電波が到来するときに受信放射器が大きくな
り、その影が鏡面で大きな面積を占めるからであ
り、送信装置として用いた場合、放射器の影が受
信側地域に影を与えるからである。
なお、上記の実施例では副ホーン６を円すい形
もしくは角すい形としたが、他に第９図ａ乃至ｆ
に示すように種々の断面形状のものも使用でき、
その肉厚はこの複合一次放射器の性能とは無関係
である。なお同図ｆでは副ホーン６の取付部分に
三角部分２０を追加したことにより主放射Ｅに対
し漏れ放射E′の位相を2lだけ遅らすことができ、
それによつてＥとE′との位相差は第１図のＡと
A′との位相差（180°）よりも小さくかつ鋭角とな
るので、ＥとE′の加算値はＥよりも大きくなり、
第３図の0°付近の落ち込みが改善される。
もしくは角すい形としたが、他に第９図ａ乃至ｆ
に示すように種々の断面形状のものも使用でき、
その肉厚はこの複合一次放射器の性能とは無関係
である。なお同図ｆでは副ホーン６の取付部分に
三角部分２０を追加したことにより主放射Ｅに対
し漏れ放射E′の位相を2lだけ遅らすことができ、
それによつてＥとE′との位相差は第１図のＡと
A′との位相差（180°）よりも小さくかつ鋭角とな
るので、ＥとE′の加算値はＥよりも大きくなり、
第３図の0°付近の落ち込みが改善される。
また上記実施例では副ホーン６はいずれもホー
ンアンテナ３の全周に設けたが、周囲の一部分に
のみ副ホーンを設けてもよい。
ンアンテナ３の全周に設けたが、周囲の一部分に
のみ副ホーンを設けてもよい。
またオフセツト形パラボラアンテナに本発明を
実施する場合、副ホーンによつてパラボラ反射鏡
から反射された電磁波が遮蔽されることがないの
で、副ホーンの直径を大きくとれその効果も大き
くなる。
実施する場合、副ホーンによつてパラボラ反射鏡
から反射された電磁波が遮蔽されることがないの
で、副ホーンの直径を大きくとれその効果も大き
くなる。
以上説明したように、この発明によれば一次放
射器であるホーンアンテナの開口縁部より後方の
位置に、全周もしくは一部の方向へホーンアンテ
ナの軸線に対してホーンアンテナの開口角より大
きく90°より小さい角度でパラボラ反射鏡に向か
つて伸延した副ホーンを設けることにより、一次
放射器からの漏れ放射を副ホーンによつて反射期
側へ放射しているので、この複合一次放射器をパ
ラボラ反射鏡と共に使用すると、Ｆ／Ｓ、Ｆ／Ｂ
特性、開口能率のよいパラボラアンテナを実現す
ることができ、しかもこの複合一次放射器は、通
常の一次放射器に副ホーンを設けた簡単な構成で
あるので、製作が容易であり、しかも低コストで
ある。
射器であるホーンアンテナの開口縁部より後方の
位置に、全周もしくは一部の方向へホーンアンテ
ナの軸線に対してホーンアンテナの開口角より大
きく90°より小さい角度でパラボラ反射鏡に向か
つて伸延した副ホーンを設けることにより、一次
放射器からの漏れ放射を副ホーンによつて反射期
側へ放射しているので、この複合一次放射器をパ
ラボラ反射鏡と共に使用すると、Ｆ／Ｓ、Ｆ／Ｂ
特性、開口能率のよいパラボラアンテナを実現す
ることができ、しかもこの複合一次放射器は、通
常の一次放射器に副ホーンを設けた簡単な構成で
あるので、製作が容易であり、しかも低コストで
ある。
第１図はこの発明によるパラボラアンテナ用複
合一次放射器の縦断面図、第２図はこの複合一次
放射器を用いたパラボラアンテナの部分縦断面
図、第３図はこの複合一次放射器と従来の一次放
射器との指向特性図、第４図はこの複合一次放射
器を用いたパラボラアンテナと従来の一次放射器
を用いたパラボラアンテナとの指向特性図、第５
図はこの複合一次放射器の副ホーンの取付位置を
変化させた際のパラボラアンテナの利得変化を示
す図、第６図はこの複合一次放射器の副ホーンの
開口角を変化させた際のパラボラアンテナの利得
変化を示す図、第７図はこの複合一次放射器の副
ホーンの直径を変化させた際のこのパラボラアン
テナの利得変化を示す図、第８図はこの複合一次
放射器の副ホーンの取付位置によつてパラボラア
ンテナの利得が変化する理由を説明するための
図、第９図ａ乃至ｆはこの複合一次放射器の変更
例を示す図である。 １……導波管、３……ホーンアンテナ、６……
副ホーン、１０……一次放射器、１１……パラボ
ラ反射鏡。
合一次放射器の縦断面図、第２図はこの複合一次
放射器を用いたパラボラアンテナの部分縦断面
図、第３図はこの複合一次放射器と従来の一次放
射器との指向特性図、第４図はこの複合一次放射
器を用いたパラボラアンテナと従来の一次放射器
を用いたパラボラアンテナとの指向特性図、第５
図はこの複合一次放射器の副ホーンの取付位置を
変化させた際のパラボラアンテナの利得変化を示
す図、第６図はこの複合一次放射器の副ホーンの
開口角を変化させた際のパラボラアンテナの利得
変化を示す図、第７図はこの複合一次放射器の副
ホーンの直径を変化させた際のこのパラボラアン
テナの利得変化を示す図、第８図はこの複合一次
放射器の副ホーンの取付位置によつてパラボラア
ンテナの利得が変化する理由を説明するための
図、第９図ａ乃至ｆはこの複合一次放射器の変更
例を示す図である。 １……導波管、３……ホーンアンテナ、６……
副ホーン、１０……一次放射器、１１……パラボ
ラ反射鏡。
Claims (1)
- １ パラボラ反射鏡の焦点位置に上記パラボラ反
射鏡と対面する状態に設けられ開口縁部から上記
パラボラ反射鏡とは反対側に向かうに従つて径が
縮小し所定の開口角をなすホーン形の一次放射器
と、この一次放射器の開口縁部から上記パラボラ
反射鏡とは反対側に約λ／４（λは上記一次放射
器の放射電波の波長）の位置に上記一次放射器の
全外周域またはその一部分から上記一次放射器の
開口角より大きく上記一次放射器の中心軸線に対
して90°よりも小さい角度をなして上記パラボラ
反射鏡に向かつて伸延した副ホーンとを、具備す
るパラボラアンテナ用複合一次放射器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3611581A JPS57150204A (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Microwave band antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3611581A JPS57150204A (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Microwave band antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57150204A JPS57150204A (en) | 1982-09-17 |
| JPH047123B2 true JPH047123B2 (ja) | 1992-02-10 |
Family
ID=12460774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3611581A Granted JPS57150204A (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Microwave band antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57150204A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6143281B2 (ja) * | 2013-03-04 | 2017-06-07 | 日本無線株式会社 | レーダアンテナ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425654A (en) * | 1977-07-29 | 1979-02-26 | Hitachi Denshi Ltd | Antenna mocrowave band |
-
1981
- 1981-03-12 JP JP3611581A patent/JPS57150204A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57150204A (en) | 1982-09-17 |
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