JPH0546721B2 - - Google Patents
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- JPH0546721B2 JPH0546721B2 JP25549684A JP25549684A JPH0546721B2 JP H0546721 B2 JPH0546721 B2 JP H0546721B2 JP 25549684 A JP25549684 A JP 25549684A JP 25549684 A JP25549684 A JP 25549684A JP H0546721 B2 JPH0546721 B2 JP H0546721B2
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- grid plate
- grid
- antenna
- reflecting mirror
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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
- H01Q19/18—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 having two or more spaced reflecting surfaces
- H01Q19/19—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 having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface
- H01Q19/195—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 having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface wherein a reflecting surface acts also as a polarisation filter or a polarising device
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Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は偏波弁別グリツドを用いて、互いに
直交した偏波の電波を互いに干渉することなく、
送信又は受信或は送受信するために用いられる偏
波共用アンテナに関する。
直交した偏波の電波を互いに干渉することなく、
送信又は受信或は送受信するために用いられる偏
波共用アンテナに関する。
「従来の技術」
従来、偏波弁別グリツドを使用した偏波共用ア
ンテナの例としては、文献（Bell Syst Tech.J.，
vol.56，No.６，pp977−986，July／Aug.1977）に
記載されたものがあり、その構成を第１図に示
す。反射鏡１はＺ軸を軸心とする回転放物面の一
部を構成し、その反射鏡１の焦点２には反射鏡１
と対向した一次放射器３が設けられている。反射
鏡１と一次放射器３との間にこれらと対向して平
面の偏波弁別グリツド板５が配される。偏波弁別
グリツド板５は互いに平行した直線のグリツド６
から構成されている。この偏波弁別グリツド板５
の透過又は反射作用により新らたに生じる反射鏡
１の焦点７に一次放射器８が偏波弁別グリツド板
５と対向して配される。
ンテナの例としては、文献（Bell Syst Tech.J.，
vol.56，No.６，pp977−986，July／Aug.1977）に
記載されたものがあり、その構成を第１図に示
す。反射鏡１はＺ軸を軸心とする回転放物面の一
部を構成し、その反射鏡１の焦点２には反射鏡１
と対向した一次放射器３が設けられている。反射
鏡１と一次放射器３との間にこれらと対向して平
面の偏波弁別グリツド板５が配される。偏波弁別
グリツド板５は互いに平行した直線のグリツド６
から構成されている。この偏波弁別グリツド板５
の透過又は反射作用により新らたに生じる反射鏡
１の焦点７に一次放射器８が偏波弁別グリツド板
５と対向して配される。
Ｚ軸と平行したアンテナの主放射方向から到来
した互いに直交する偏波成分９x，９yを含む電波
は反射鏡１において焦点２に収束するように反射
される。この反射波は偏波弁別グリツド板５にお
いて、そのグリツド６と直交する偏波成分９yは
偏波弁別グリツド板５を透過して一次放射器３に
至る。一方、偏波弁別グリツド板５に入射された
反射波中のグリツド６と平行した偏波成分９xは
偏波弁別グリツド板５で反射されて一次放射器８
に至る。
した互いに直交する偏波成分９x，９yを含む電波
は反射鏡１において焦点２に収束するように反射
される。この反射波は偏波弁別グリツド板５にお
いて、そのグリツド６と直交する偏波成分９yは
偏波弁別グリツド板５を透過して一次放射器３に
至る。一方、偏波弁別グリツド板５に入射された
反射波中のグリツド６と平行した偏波成分９xは
偏波弁別グリツド板５で反射されて一次放射器８
に至る。
以上の動作説明は受信状態として述べたが、送
信状態とした場合は一次放射器３から放射された
電波のグリツド６と直角な偏波成分は偏波弁別グ
リツド板５を透過し、反射鏡１で反射されて主放
射方向に放射されて偏波成分９xを形成し、また
一次放射器８から放射された電波のグリツド６と
平行な偏波成分は偏波弁別グリツド板５で反射さ
れ、更に反射鏡１で反射されて主放射方向に放射
されて偏波成分９yを形成する。
信状態とした場合は一次放射器３から放射された
電波のグリツド６と直角な偏波成分は偏波弁別グ
リツド板５を透過し、反射鏡１で反射されて主放
射方向に放射されて偏波成分９xを形成し、また
一次放射器８から放射された電波のグリツド６と
平行な偏波成分は偏波弁別グリツド板５で反射さ
れ、更に反射鏡１で反射されて主放射方向に放射
されて偏波成分９yを形成する。
この第１図に示した公知の構成においては、反
射鏡１のオフセツト角を〓0，オフセツト軸（ア
ンテナ開口角２〓aの２等分線）に垂直な面１２
と偏波弁別グリツド板５とのなす角度を〓とし、
〓＝〓0／２なる制限を加えることにより、一次
放射器３，８から放射されてアンテナ開口面１３
（Ｚ軸と垂直な面中の反射鏡１と対向している部
分）に至つた電波の偏波９x，９yは、偏波弁別グ
リツド板５と反射鏡１との交差偏波相殺効果が生
じ、開口面１３の全域においてそれぞれ近似的に
Ｘ方向，Ｙ方向を向くと説明されている。このた
めアンテナから放射される電波の偏波はほぼＸ軸
もしくはＹ軸に平行となり、交差偏波発生量の少
ない交差偏波特性に優れたアンテナが得られる。
射鏡１のオフセツト角を〓0，オフセツト軸（ア
ンテナ開口角２〓aの２等分線）に垂直な面１２
と偏波弁別グリツド板５とのなす角度を〓とし、
〓＝〓0／２なる制限を加えることにより、一次
放射器３，８から放射されてアンテナ開口面１３
（Ｚ軸と垂直な面中の反射鏡１と対向している部
分）に至つた電波の偏波９x，９yは、偏波弁別グ
リツド板５と反射鏡１との交差偏波相殺効果が生
じ、開口面１３の全域においてそれぞれ近似的に
Ｘ方向，Ｙ方向を向くと説明されている。このた
めアンテナから放射される電波の偏波はほぼＸ軸
もしくはＹ軸に平行となり、交差偏波発生量の少
ない交差偏波特性に優れたアンテナが得られる。
「発明が解決しようとする問題点」
しかしながらアンテナ開口面１３の全域におい
て偏波がそろうというのは、あくままでも近似的
にであつて、近似度を上げるためにはアンテナ開
口角２〓aを小さくする必要があり、数値的には
〓ａを20゜以下にしなければならない。
て偏波がそろうというのは、あくままでも近似的
にであつて、近似度を上げるためにはアンテナ開
口角２〓aを小さくする必要があり、数値的には
〓ａを20゜以下にしなければならない。
また、〓＝〓0／２なる角度関係が一義的に設
定されるため、反射側の一次放射器８の位置が必
然的に定まる。もし、アンテナの周囲状況からの
制約で、〓＝〓0／２により決る位置に一次放射
器８を設置できないような場合には交差偏波特性
の劣化を認めた上で設計変更、たとえば〓を〓
０／２から変化させなければならない。
定されるため、反射側の一次放射器８の位置が必
然的に定まる。もし、アンテナの周囲状況からの
制約で、〓＝〓0／２により決る位置に一次放射
器８を設置できないような場合には交差偏波特性
の劣化を認めた上で設計変更、たとえば〓を〓
０／２から変化させなければならない。
さらに、良好なアンテナの放射特性、たとえば
低サイドローブ特性を得るためには一次放射器８
は電波通路上にあつてはならない。第２図は、第
１図の一次放射器３，８付近を拡大して示したも
ので、反射鏡１の焦点７が電波通路端にある場合
である。ここで、電波の入射角および反射角は等
しくなければならないから次式が成立つ。
低サイドローブ特性を得るためには一次放射器８
は電波通路上にあつてはならない。第２図は、第
１図の一次放射器３，８付近を拡大して示したも
ので、反射鏡１の焦点７が電波通路端にある場合
である。ここで、電波の入射角および反射角は等
しくなければならないから次式が成立つ。
〓＝２〓 ……(1)
偏波弁別グリツド板５とオフセツト軸１１との
交点を点Ｃとすると線７とオフセツト軸１１と
のなす角を〓としている。Ｃ−２間距離とＣ−７
間距離とは等しいから、Ｃ−２−７から成る三角
形は２等辺三角形である。三角形の内角の和は〓
ラジアンであるから、（〓−〓）＋２〓a＝〓とな
り、次式が成立する。
交点を点Ｃとすると線７とオフセツト軸１１と
のなす角を〓としている。Ｃ−２間距離とＣ−７
間距離とは等しいから、Ｃ−２−７から成る三角
形は２等辺三角形である。三角形の内角の和は〓
ラジアンであるから、（〓−〓）＋２〓a＝〓とな
り、次式が成立する。
〓＝２〓a ……(2)
式(1)と(2)とから〓＝〓aとなる。これは焦点７
が電波通路端にある場合の条件で、電波通路上に
ないという場合には次の式を満足しなければなら
ない。
が電波通路端にある場合の条件で、電波通路上に
ないという場合には次の式を満足しなければなら
ない。
〓＞〓a ……(3)
ここで、交差偏波の発生を最小に抑えるために
は、〓＝〓0／２でなければならないから 〓0＞２〓a ……(4) を満足しなければならない。このように、電波通
路上に一次放射器８があつてはならないという条
件から式(4)に示すようにアンテナ設計の際の基本
的パラメータであるオオフセツト角〓0，開口角
〓aに関し重大な制限が生じるという欠点がある
ことが明らかになつた。
は、〓＝〓0／２でなければならないから 〓0＞２〓a ……(4) を満足しなければならない。このように、電波通
路上に一次放射器８があつてはならないという条
件から式(4)に示すようにアンテナ設計の際の基本
的パラメータであるオオフセツト角〓0，開口角
〓aに関し重大な制限が生じるという欠点がある
ことが明らかになつた。
「問題点を解決するための手段」
この発明によれば偏波弁別グリツド板を構成す
るグリツドを互いに平行な直線とせず、このグリ
ツドを反射鏡を介してアンテナ開口面に投影した
時にそのアンテナ開口面上の線が互いに平行な直
線になるように、グリツドの線形を選定する。
るグリツドを互いに平行な直線とせず、このグリ
ツドを反射鏡を介してアンテナ開口面に投影した
時にそのアンテナ開口面上の線が互いに平行な直
線になるように、グリツドの線形を選定する。
「実施例」
概 要
第３図は、この発明の一実施例を第１図と対応
する部分に同一符号を付けて示す。外観上は第１
図に示した従来のものと類似しているが、偏波弁
別グリツド板１４を構成するグリツドの形状及び
位置が第１図に示した従来のものとは異なり、図
に示してないが互いに平行した直線ではない、そ
の具体的形状は後で示す。
する部分に同一符号を付けて示す。外観上は第１
図に示した従来のものと類似しているが、偏波弁
別グリツド板１４を構成するグリツドの形状及び
位置が第１図に示した従来のものとは異なり、図
に示してないが互いに平行した直線ではない、そ
の具体的形状は後で示す。
第４図はこの発明の別の実施例を示し、反射鏡
１及び一次放射器３と対向して曲面の偏波弁別グ
リツド板１５が配される。曲面の偏波弁別グリツ
ド板１５は回転双曲面や回転楕円面などの一部か
らなり、その曲面の偏波弁別グリツド板１５の一
方の焦点は反射鏡１の焦点２と一致させ、他方の
焦点１６に一次放射器８が偏波弁別グリツド板１
５と対向して配される。偏波弁別グリツド板１５
で反射された電波は焦点１６に集まるため、ここ
では焦点１６を偏波弁別グリツド板１５の反射作
用により新らたに生じる反射鏡１の焦点と呼ぶ。
１及び一次放射器３と対向して曲面の偏波弁別グ
リツド板１５が配される。曲面の偏波弁別グリツ
ド板１５は回転双曲面や回転楕円面などの一部か
らなり、その曲面の偏波弁別グリツド板１５の一
方の焦点は反射鏡１の焦点２と一致させ、他方の
焦点１６に一次放射器８が偏波弁別グリツド板１
５と対向して配される。偏波弁別グリツド板１５
で反射された電波は焦点１６に集まるため、ここ
では焦点１６を偏波弁別グリツド板１５の反射作
用により新らたに生じる反射鏡１の焦点と呼ぶ。
第３図，第４図中の偏波弁別グリツド板１４，
１５のグリツドは、それぞれ反射鏡１と偏波弁別
グリツド板１４，１５との位置関係により定めら
れ、それぞれ互いに平行ではない方向を向く導体
線よりなる。以下これらグリツドはどのようにし
て得るかを述べる。
１５のグリツドは、それぞれ反射鏡１と偏波弁別
グリツド板１４，１５との位置関係により定めら
れ、それぞれ互いに平行ではない方向を向く導体
線よりなる。以下これらグリツドはどのようにし
て得るかを述べる。
グリツドの決定
基本的にはアンテナ開口面１３上で電波の偏波
方向と一致する互いに平行な直線のすだれを反射
鏡１を介して偏波弁別グリツド板１４又は１５上
に投影することによつて得られる。つまり偏波弁
別グリツド板１４又は１５のグリツドを、反射鏡
１を介してアンテナ開口面１３上に投影した時
に、そのアンテナ開口面１３上の線が互いに平行
な直線になる。
方向と一致する互いに平行な直線のすだれを反射
鏡１を介して偏波弁別グリツド板１４又は１５上
に投影することによつて得られる。つまり偏波弁
別グリツド板１４又は１５のグリツドを、反射鏡
１を介してアンテナ開口面１３上に投影した時
に、そのアンテナ開口面１３上の線が互いに平行
な直線になる。
以下第５図を参照してグリツドを決定する手順
を説明する。
を説明する。
(a) アンテナ開口面１３上のすだれ１７のXY座
標系の位置Ｘ，Ｙと、焦点２を中心としＺ軸を
極軸とする極座標系での位置〓，との関係。
標系の位置Ｘ，Ｙと、焦点２を中心としＺ軸を
極軸とする極座標系での位置〓，との関係。
位置Ｘ，Ｙを通つて反射鏡１に入射し、反射鏡
１で反射されて焦点２に至る通路を想定すると、
その時の焦点２及び反射鏡１間の通路長〓は焦点
２を中心としＺ軸を極軸とする座標系〓，にお
いて、文献（岩切著“代数学幾何学精説”，
p.261，培風館）に示すごとく 〓＝2f／（１＋cos〓） ……(5) で表わされる。ただし、〓はＺ軸に対する線〓の
なす角度、はzx面に対するｚ〓面のなす角度、
ｆは反射鏡１の焦点距離を示す。一方、アンテナ
開口面１３を定義しいるXYZ座標上の任意の点
Ｘ，Ｙは〓，〓，から次式のように求まる。
１で反射されて焦点２に至る通路を想定すると、
その時の焦点２及び反射鏡１間の通路長〓は焦点
２を中心としＺ軸を極軸とする座標系〓，にお
いて、文献（岩切著“代数学幾何学精説”，
p.261，培風館）に示すごとく 〓＝2f／（１＋cos〓） ……(5) で表わされる。ただし、〓はＺ軸に対する線〓の
なす角度、はzx面に対するｚ〓面のなす角度、
ｆは反射鏡１の焦点距離を示す。一方、アンテナ
開口面１３を定義しいるXYZ座標上の任意の点
Ｘ，Ｙは〓，〓，から次式のように求まる。
Ｘ＝〓sin〓cos
Ｙ＝−〓sin〓sin ……(6)
逆に〓，は式(5)(6)からＸ，Ｙにより次式で求
まる。
まる。
tan＝−Ｙ／Ｘ
tan〓／２＝Ｘ／2fcos ……(7)
(b) 極座標系の位置〓，と平面の偏波弁別グリ
ツド板１４上の点Ｇとの関係 偏波弁別グリツド板１４を表わす平面の法線ベ
クトルngがｘ，ｙ，ｚ軸となす角度をそれぞれ
〓，〓，〓とし、平面上の任意の一点（xa，ya，
za）を決めると、xyz座標系において偏波弁別グ
リツド板１４の平面上の各点（ｘ，ｙ，ｚ）につ
いては次式が成立する。
ツド板１４上の点Ｇとの関係 偏波弁別グリツド板１４を表わす平面の法線ベ
クトルngがｘ，ｙ，ｚ軸となす角度をそれぞれ
〓，〓，〓とし、平面上の任意の一点（xa，ya，
za）を決めると、xyz座標系において偏波弁別グ
リツド板１４の平面上の各点（ｘ，ｙ，ｚ）につ
いては次式が成立する。
xcos〓＋ycos〓＋zcos〓
＝xacos〓＋yacos〓＋zacos〓 ……(8)
一方焦点２から位置〓，方向に向けた線分が
偏波弁別グリツド１４の平面と交叉する点を点Ｇ
（xg，yg，zgつまりアンテナの一次放射系を定義
するｘ，ｙ，ｚ座標系での変数）とし、点Ｇ−２
間の距離を〓ｇとすると xg＝〓gsin〓cos yg＝〓gsin〓sin zg＝〓gcos〓 ……(9) となる。点Ｇは当然式(8)で示される平面上の点で
あるから、式(8)のｘ，ｙ，ｚにxg，yg，zgを代入
しても式(8)は成立する。そこで、式(8)に式(9)を代
入すると 〓g＝（Xacos〓＋yacos〓＋zacos〓）／ （sin〓coscos〓＋sin〓sincos〓 ＋cos〓cos〓） ……(10) を得る。式(10)は、xa，ya，zaおよび〓，〓，〓が
既知であるため、〓，が与えられたら焦点２か
ら点Ｇに至る距離〓ｇが求まることを示してい
る。
偏波弁別グリツド１４の平面と交叉する点を点Ｇ
（xg，yg，zgつまりアンテナの一次放射系を定義
するｘ，ｙ，ｚ座標系での変数）とし、点Ｇ−２
間の距離を〓ｇとすると xg＝〓gsin〓cos yg＝〓gsin〓sin zg＝〓gcos〓 ……(9) となる。点Ｇは当然式(8)で示される平面上の点で
あるから、式(8)のｘ，ｙ，ｚにxg，yg，zgを代入
しても式(8)は成立する。そこで、式(8)に式(9)を代
入すると 〓g＝（Xacos〓＋yacos〓＋zacos〓）／ （sin〓coscos〓＋sin〓sincos〓 ＋cos〓cos〓） ……(10) を得る。式(10)は、xa，ya，zaおよび〓，〓，〓が
既知であるため、〓，が与えられたら焦点２か
ら点Ｇに至る距離〓ｇが求まることを示してい
る。
(c) アンテナ開口面１３上のすだれ１７の１つの
位置Ｘ，Ｙと偏波弁別グリツド板１４の対応す
る点Ｇとの関係 さて、式(7)にて（Ｘ，Ｙ）は（〓，）に変換
され、また式(10)において〓ｇが求まる。すなわ
ち、（Ｘ，Ｙ）に対し、偏波弁別グリツド板１４
上の点Ｃの位置が焦点２に対する角度〓，と距
離〓ｇとにより定まる。
位置Ｘ，Ｙと偏波弁別グリツド板１４の対応す
る点Ｇとの関係 さて、式(7)にて（Ｘ，Ｙ）は（〓，）に変換
され、また式(10)において〓ｇが求まる。すなわ
ち、（Ｘ，Ｙ）に対し、偏波弁別グリツド板１４
上の点Ｃの位置が焦点２に対する角度〓，と距
離〓ｇとにより定まる。
したがつて(a)〜(c)の手順を開口面１３上のすべ
てのすだれ１７上の各点について繰返して対応す
る点Ｇを求めれば、その各点Ｇが形成する線が偏
波弁別グリツド板１４上のグリツド１８となる。
てのすだれ１７上の各点について繰返して対応す
る点Ｇを求めれば、その各点Ｇが形成する線が偏
波弁別グリツド板１４上のグリツド１８となる。
曲面の偏波弁別グリツド板のグリツド設定
第４図に示したように曲面の偏波弁別グリツド
板１５を用いる場合は前記(b)の手順を以下の(b)′
と置き換えればよい。この説明のため一次放射器
３，８の付近を拡大した第６図を使用する。第６
図において曲面の偏波弁別グリツド板１５のなす
曲面は便宜上楕円もしくは双曲面とし、その曲面
の二つの焦点２および１６を通る軸z″は、アンテ
ナの主放射方向を示すｚ軸に対し角度〓だけ傾い
ているものとする。
板１５を用いる場合は前記(b)の手順を以下の(b)′
と置き換えればよい。この説明のため一次放射器
３，８の付近を拡大した第６図を使用する。第６
図において曲面の偏波弁別グリツド板１５のなす
曲面は便宜上楕円もしくは双曲面とし、その曲面
の二つの焦点２および１６を通る軸z″は、アンテ
ナの主放射方向を示すｚ軸に対し角度〓だけ傾い
ているものとする。
(b)′ 座標系xyzにおける位置〓，と曲面の偏
波弁別グリツド板１５上の点Ｇとの関係。
波弁別グリツド板１５上の点Ｇとの関係。
焦点２を中心とし、z″軸を極軸とする極座標系
において、楕円および双曲面等のいわゆる２次曲
面は、文献（岩切著，代数学幾何学精説，p.261，
培風館）に示すごとく、（〓″，″）により次式
のように表示される。
において、楕円および双曲面等のいわゆる２次曲
面は、文献（岩切著，代数学幾何学精説，p.261，
培風館）に示すごとく、（〓″，″）により次式
のように表示される。
〓ｇ＝ｌ／（１＋ｅ cos〓″） ……(11)
〓ｇは２次曲面１５上の点Ｇと焦点２との間の
距離で、ｅとｌはそれぞれ曲面１５の形状によつ
て決まる定数である。
距離で、ｅとｌはそれぞれ曲面１５の形状によつ
て決まる定数である。
（〓，）と（〓″，″）との間には、（〓，
）と（〓″，″）とは同一の方向を向いている
ことと、座標系xyzは座標系x″y″z″をy″軸まわり
に〓だけ回転したものであるという関係があるか
ら、よく知られている座標回転の式を用いて次式
のように表わされる。
）と（〓″，″）とは同一の方向を向いている
ことと、座標系xyzは座標系x″y″z″をy″軸まわり
に〓だけ回転したものであるという関係があるか
ら、よく知られている座標回転の式を用いて次式
のように表わされる。
cos〓
０
−sin〓０
１
０sin〓
０
cos〓 sin〓cos
sin〓sin
cos〓＝sin〓″cos″
sin〓″sin″
cos〓″ ……(12)
式(12)から〓″は次のように〓，，〓で表わさ
れる。
れる。
cos〓″＝−sin〓sin〓cos＋cos〓cos〓 ……(13)
結局式(13)と(12)とから、（〓，）が与えられた
焦点２と曲面１５上の点Ｇとの間の距離〓ｇが求
まることがわかる。
焦点２と曲面１５上の点Ｇとの間の距離〓ｇが求
まることがわかる。
以上の手順により、偏波弁別グリツド板が平面
であつても２次曲面であつても目的とするグリツ
ドの形状位置を決定できる。なお偏波弁別グリツ
ド板１５が２次曲面以外の曲面であつても、焦点
２と曲面１５上の点Ｇとの間の距離〓ｇが何らか
の〓ととの関係で表わされるなら、同様な手順
でグリツドの形状，位置が求まることは前記(b)′
での説明から明らかである。
であつても２次曲面であつても目的とするグリツ
ドの形状位置を決定できる。なお偏波弁別グリツ
ド板１５が２次曲面以外の曲面であつても、焦点
２と曲面１５上の点Ｇとの間の距離〓ｇが何らか
の〓ととの関係で表わされるなら、同様な手順
でグリツドの形状，位置が求まることは前記(b)′
での説明から明らかである。
グリツドの設計例
次に偏波弁別グリツド板１４のグリツド１８の
設計例を示し、各グリツド１８の向きが互いに平
行ではないことを明らかにする。第７図は、第３
図に示した実施例における平面の偏波弁別グリツ
ド板１４を、その板面に対し垂直方向から見た図
である。アンテナのパラメータとしては反射鏡１
のオフセツト角〓0を30゜、開口半角〓aを25゜，偏
波弁別グリツド板１４の設置角度〓を30゜とした
場合、つまり、従来のアンテナの〓＝〓0／２，
〓0＞２〓aの各条件から外れていても、第７図に
示すような形状に各グリツド１８を形成すること
により、交差偏波の発生を十分小さくすることが
できる。この第７図は明らかに各グリツド１８が
互いに平行とはなつていないことを示している。
設計例を示し、各グリツド１８の向きが互いに平
行ではないことを明らかにする。第７図は、第３
図に示した実施例における平面の偏波弁別グリツ
ド板１４を、その板面に対し垂直方向から見た図
である。アンテナのパラメータとしては反射鏡１
のオフセツト角〓0を30゜、開口半角〓aを25゜，偏
波弁別グリツド板１４の設置角度〓を30゜とした
場合、つまり、従来のアンテナの〓＝〓0／２，
〓0＞２〓aの各条件から外れていても、第７図に
示すような形状に各グリツド１８を形成すること
により、交差偏波の発生を十分小さくすることが
できる。この第７図は明らかに各グリツド１８が
互いに平行とはなつていないことを示している。
また、第８図は従来の構成によつて交差偏波の
発生を最小限に抑える場合の典型的なアンテナの
パラメータを使つた場合で、〓0を50゜，〓aを20゜，
〓を25゜（＝〓0／２）とし、〓＝〓0／２，〓0／２
〓aの条件を満したものである。実線で示したグ
リツド１８がこの発明を適用したもので、破線で
示したグリツド６が従来の直線状でかつ互いに平
行なグリツドである。この図からこの発明を適用
するとグリツド１８は互いに平行した直線から僅
か外れており、従来の構成によつて交差偏波の発
生を最小限に抑えようとした場合よりも更に交差
偏波の発生を小さくすることが可能であることが
理解される。
発生を最小限に抑える場合の典型的なアンテナの
パラメータを使つた場合で、〓0を50゜，〓aを20゜，
〓を25゜（＝〓0／２）とし、〓＝〓0／２，〓0／２
〓aの条件を満したものである。実線で示したグ
リツド１８がこの発明を適用したもので、破線で
示したグリツド６が従来の直線状でかつ互いに平
行なグリツドである。この図からこの発明を適用
するとグリツド１８は互いに平行した直線から僅
か外れており、従来の構成によつて交差偏波の発
生を最小限に抑えようとした場合よりも更に交差
偏波の発生を小さくすることが可能であることが
理解される。
曲線の偏波弁別グリツド板１５の場合は具体的
に示すまでもなく、各グリツド１９は互いに平行
でないものとなることは明らかである。
に示すまでもなく、各グリツド１９は互いに平行
でないものとなることは明らかである。
以上のグリツド１８，１９の決定は、電波がア
ンテナの開口面１３から焦点２へ向う受信状態で
説明したが、このアンテナを送信用に用いれば、
偏波弁別グリツド板１４又は１５上のグリツド１
８又は１９をアンテナの開口面１３上に投影すれ
ば全て平行な直線状のすだれになるため、そのす
だれと正しく平行した偏波と正しく直角な偏波と
を送信することができる 第３図、第４図の実施例の効果 この発明のアンテナは、このような特性を持つ
偏波弁別グリツド板を使用しているため、一次放
射器３もしくは８から放射された電波はアンテナ
の開口面１３に達すると、開口面１３の全域にお
いて偏波がそろうこととなり、交差偏波特性の優
れたものとなる。また、平面の偏波弁別グリツド
板１４を使用する場合は、グリツド板の設定角度
〓に対し何らの制約もないため、アンテナの設置
場所の状況に合わせて任意の角度で〓を設定する
ことができ、さらに〓＝〓0／２なる条件も不用
なため、アンテナパラメータに関する条件〓＞２
〓aも同様に考慮する必要はないという効果があ
る。曲面の偏波弁別グリツド板１５を使用する場
合には、反射側の一次放射器８から見ると、グリ
ツド板１５の曲面としてたとえば楕円面を使用す
ることによりオフセツトグレゴリアン形アンテ
ナ、あるいは双曲面を使用することによりオフセ
ツトカセグレン形アンテナの構成とすることがで
きるため、ビーム成形、高能率化、低サイドロー
ブ化といつた各種のアンテナ技術を適応すること
ができるという効果がある。
ンテナの開口面１３から焦点２へ向う受信状態で
説明したが、このアンテナを送信用に用いれば、
偏波弁別グリツド板１４又は１５上のグリツド１
８又は１９をアンテナの開口面１３上に投影すれ
ば全て平行な直線状のすだれになるため、そのす
だれと正しく平行した偏波と正しく直角な偏波と
を送信することができる 第３図、第４図の実施例の効果 この発明のアンテナは、このような特性を持つ
偏波弁別グリツド板を使用しているため、一次放
射器３もしくは８から放射された電波はアンテナ
の開口面１３に達すると、開口面１３の全域にお
いて偏波がそろうこととなり、交差偏波特性の優
れたものとなる。また、平面の偏波弁別グリツド
板１４を使用する場合は、グリツド板の設定角度
〓に対し何らの制約もないため、アンテナの設置
場所の状況に合わせて任意の角度で〓を設定する
ことができ、さらに〓＝〓0／２なる条件も不用
なため、アンテナパラメータに関する条件〓＞２
〓aも同様に考慮する必要はないという効果があ
る。曲面の偏波弁別グリツド板１５を使用する場
合には、反射側の一次放射器８から見ると、グリ
ツド板１５の曲面としてたとえば楕円面を使用す
ることによりオフセツトグレゴリアン形アンテ
ナ、あるいは双曲面を使用することによりオフセ
ツトカセグレン形アンテナの構成とすることがで
きるため、ビーム成形、高能率化、低サイドロー
ブ化といつた各種のアンテナ技術を適応すること
ができるという効果がある。
別の実施例
第９図にこの発明の別の実施例を示す。この例
では反射鏡１と反射鏡の焦点２との間にある偏波
に対応した偏波弁別グリツド板２１ａの他に更
に、このグリツド板２１ａで想定した偏波に対し
直交する偏波に対応する偏波弁別グリツド板２１
ｂが設けられ、これら偏波弁別グリツド板２１
ａ，２１ｂにより新らたに生じる反射鏡１の焦点
２２ａ，２２ｂにそれぞれ一次放射器８ａ，８ｂ
が配される。偏波弁別グリツド板２１ａ，２１ｂ
は先に述べた平面の偏波弁別グリツド板１４でも
よく、曲面の偏波弁別グリツド板１５でもよい。
では反射鏡１と反射鏡の焦点２との間にある偏波
に対応した偏波弁別グリツド板２１ａの他に更
に、このグリツド板２１ａで想定した偏波に対し
直交する偏波に対応する偏波弁別グリツド板２１
ｂが設けられ、これら偏波弁別グリツド板２１
ａ，２１ｂにより新らたに生じる反射鏡１の焦点
２２ａ，２２ｂにそれぞれ一次放射器８ａ，８ｂ
が配される。偏波弁別グリツド板２１ａ，２１ｂ
は先に述べた平面の偏波弁別グリツド板１４でも
よく、曲面の偏波弁別グリツド板１５でもよい。
このアンテナはある偏波に対しては反射鏡１−
偏波弁別グリツド板２１ａ−一次放射器２２ａか
らなるアンテナであり、これと直交する偏波に対
しては反射鏡１−偏波弁別グリツド板２１ｂ−一
次放射器２２ｂからなるアンテナである。これら
両アンテナはともに反射鏡が２枚（すなわち反射
鏡１及び偏波弁別グリツド２１ａもしくは２１
ｂ）あることになり、それぞれ独立にビーム成
形、高能率化、低サイドローブ化などのアンテナ
技術を適用することができる。この場合も共に交
差偏波特性が優れていることは言うまでもない。
さらに、このアンテナの交差偏波特性は主に反射
鏡１側、つまり一方の偏波の電波を透過させる側
の偏波弁別グリツド板２１ａで決まり、偏波弁別
グリツド板２１ｂは偏波弁別特性を持たない導電
性の板を用いてもよい。
偏波弁別グリツド板２１ａ−一次放射器２２ａか
らなるアンテナであり、これと直交する偏波に対
しては反射鏡１−偏波弁別グリツド板２１ｂ−一
次放射器２２ｂからなるアンテナである。これら
両アンテナはともに反射鏡が２枚（すなわち反射
鏡１及び偏波弁別グリツド２１ａもしくは２１
ｂ）あることになり、それぞれ独立にビーム成
形、高能率化、低サイドローブ化などのアンテナ
技術を適用することができる。この場合も共に交
差偏波特性が優れていることは言うまでもない。
さらに、このアンテナの交差偏波特性は主に反射
鏡１側、つまり一方の偏波の電波を透過させる側
の偏波弁別グリツド板２１ａで決まり、偏波弁別
グリツド板２１ｂは偏波弁別特性を持たない導電
性の板を用いてもよい。
「発明の効果」
以上説明したように、この発明のアンテナは交
差偏波の発生が小さく偏波共用が可能であり、輻
輳した無線通信回線への導入による通信容量の増
大、あるいはアンテナ搭載枚数が制限される通
信・放送衛星において通信容量・チヤネル数の増
大に寄与するという利点がある。
差偏波の発生が小さく偏波共用が可能であり、輻
輳した無線通信回線への導入による通信容量の増
大、あるいはアンテナ搭載枚数が制限される通
信・放送衛星において通信容量・チヤネル数の増
大に寄与するという利点がある。
第１図は従来の偏波弁別グリツド板を使用した
アンテナを示し、Ａは構成図、Ｂはアンテナ開口
面１３の正面図、Ｃは偏波弁別グリツド板５の平
面図、第２図は第１図の一次放射器３，８の付近
の拡大図、第３図は平面の偏波弁別グリツド板を
用いたこの発明の一実施例を示す構成図、第４図
は曲面の偏波弁別グリツド板を用いたこの発明の
実施例を示す構成図、第５図はこの発明のアンテ
ナに用いられる偏波弁別グリツド板上のグリツド
の決定の説明に用いる図、第６図は曲面の偏波弁
別グリツド板上のグリツドの決定の説明のために
用いる図、第７図は偏波弁別グリツド板の一設計
例を示す平面図、第８図は従来の偏波弁別グリツ
ド板と対応するこの発明による偏波弁別グリツド
板の設計例を示す図、第９図は二つの偏波弁別グ
リツド板を用いたこの発明の実施例を示す構成図
である。 １……反射鏡、２，７，１６，２２ａ，２２ｂ
…焦点、３，８，８ａ，８ｂ……一次放射器、
５，１４，１５，２１ａ，２１ｂ……偏波弁別グ
リツド板、６，１８，１９……グリツド。
アンテナを示し、Ａは構成図、Ｂはアンテナ開口
面１３の正面図、Ｃは偏波弁別グリツド板５の平
面図、第２図は第１図の一次放射器３，８の付近
の拡大図、第３図は平面の偏波弁別グリツド板を
用いたこの発明の一実施例を示す構成図、第４図
は曲面の偏波弁別グリツド板を用いたこの発明の
実施例を示す構成図、第５図はこの発明のアンテ
ナに用いられる偏波弁別グリツド板上のグリツド
の決定の説明に用いる図、第６図は曲面の偏波弁
別グリツド板上のグリツドの決定の説明のために
用いる図、第７図は偏波弁別グリツド板の一設計
例を示す平面図、第８図は従来の偏波弁別グリツ
ド板と対応するこの発明による偏波弁別グリツド
板の設計例を示す図、第９図は二つの偏波弁別グ
リツド板を用いたこの発明の実施例を示す構成図
である。 １……反射鏡、２，７，１６，２２ａ，２２ｂ
…焦点、３，８，８ａ，８ｂ……一次放射器、
５，１４，１５，２１ａ，２１ｂ……偏波弁別グ
リツド板、６，１８，１９……グリツド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転放物面の一部を構成しかつその焦点が主
放射通路から外れた反射鏡と、 その反射鏡に対向するように該反射鏡の焦点に
配された第一の直線偏波を放射する第一の一次放
射器と、 上記反射鏡と上記第一の一次放射器との間でか
つ上記主放射通路から外れてこれらと対向して設
けられ、互いに交わらない複数の曲線からなる導
電性グリツド線が並べられて構成され、第一の偏
波に対しては透過作用を示し、これと直交する第
二の偏波に対しては反射作用を示す偏波弁別グリ
ツド板と、 その偏波弁別グリツド板の反射作用により新た
に生じた焦点に偏波弁別グリツド板に対向するよ
うに配置された第二の偏波を放射する第二の一次
放射器とを備え、 上記偏波弁別グリツド板上に配された上記導電
性グリツド線の線形状が、上記反射鏡の主放射通
路上のアンテナ開口面において互いに平行な複数
の直線を上記反射鏡を介して偏波弁別グリツド板
上に投影して出来る場合の線形状と一致するよう
に選定されていることを特徴とする偏波弁別アン
テナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25549684A JPS61133706A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 偏波弁別アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25549684A JPS61133706A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 偏波弁別アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61133706A JPS61133706A (ja) | 1986-06-21 |
| JPH0546721B2 true JPH0546721B2 (ja) | 1993-07-14 |
Family
ID=17279556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25549684A Granted JPS61133706A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 偏波弁別アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61133706A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230066261A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | Pctel, Inc. | Dual Polarized Antenna Feed System |
-
1984
- 1984-12-03 JP JP25549684A patent/JPS61133706A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61133706A (ja) | 1986-06-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |