JPH0611086B2 - 成形ビ−ムアンテナ - Google Patents
成形ビ−ムアンテナInfo
- Publication number
- JPH0611086B2 JPH0611086B2 JP58104743A JP10474383A JPH0611086B2 JP H0611086 B2 JPH0611086 B2 JP H0611086B2 JP 58104743 A JP58104743 A JP 58104743A JP 10474383 A JP10474383 A JP 10474383A JP H0611086 B2 JPH0611086 B2 JP H0611086B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflecting mirror
- antenna
- main reflecting
- cutting line
- cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
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- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明の無線通信における反射鏡アンテナに属し、複数
の地上局と通信を行う衛星搭載用アンテナ等に適する成
形ビームアンテナに関するものである。
の地上局と通信を行う衛星搭載用アンテナ等に適する成
形ビームアンテナに関するものである。
従来、この種のアンテナには、地上局が散在する特定の
地域を効率よく照射するように、放射ビームの断面形状
が成形された放射特性を持つことが望まれる。このよう
ないわゆる成形ビームアンテナとしては、例えば第１図
に縦断側側面図を示すような複数個の１次放射器により
給電されたパラボラアンテナが従来用いられていた。第
１図において、１は点Ｆを焦点としＺを基準軸とする回
転放物面鏡、10および11は１次放射器である。この１次
放射器10および11は電力分配器12によりそれぞれ適切な
励振振幅比および位相差で給電されている。
地域を効率よく照射するように、放射ビームの断面形状
が成形された放射特性を持つことが望まれる。このよう
ないわゆる成形ビームアンテナとしては、例えば第１図
に縦断側側面図を示すような複数個の１次放射器により
給電されたパラボラアンテナが従来用いられていた。第
１図において、１は点Ｆを焦点としＺを基準軸とする回
転放物面鏡、10および11は１次放射器である。この１次
放射器10および11は電力分配器12によりそれぞれ適切な
励振振幅比および位相差で給電されている。
この１次放射器10および11はそれぞれ焦点Ｆより偏位し
て配置されているため、各１次放射器10、11より放射さ
れ回転放物面鏡１で反射された電波は、それぞれ進行方
向の異なる平面波状の電波として放射され、全体として
は電力分配器12により給電された振幅比および位相差に
準じて合成される。なお第１図は１次放射器の数が２個
の例を示したが、２個以上の場合も合成の方法は同様で
ある。したがって１次放射器の数と配置位置および励振
振幅比と位相差を望ましい成形ビームの形状に合わせて
選定することにより、成形ビームアンテナが実現され
る。
て配置されているため、各１次放射器10、11より放射さ
れ回転放物面鏡１で反射された電波は、それぞれ進行方
向の異なる平面波状の電波として放射され、全体として
は電力分配器12により給電された振幅比および位相差に
準じて合成される。なお第１図は１次放射器の数が２個
の例を示したが、２個以上の場合も合成の方法は同様で
ある。したがって１次放射器の数と配置位置および励振
振幅比と位相差を望ましい成形ビームの形状に合わせて
選定することにより、成形ビームアンテナが実現され
る。
しかしながらこの構成のアンテナでは、一般に１次放射
器の数の増加に比例して電力分配器が複雑化し、その損
失も増大する欠点があつた。また１次放射器の数が増加
すると、１次放射器と電力分配器全体の寸法および重量
が増大し、衛星に搭載する場合には衛星全体の構成に与
える影響が大きい等の欠点もあつた。
器の数の増加に比例して電力分配器が複雑化し、その損
失も増大する欠点があつた。また１次放射器の数が増加
すると、１次放射器と電力分配器全体の寸法および重量
が増大し、衛星に搭載する場合には衛星全体の構成に与
える影響が大きい等の欠点もあつた。
また他の構成の成形ビームアンテナとしては、特開昭50
-99060に記載されたアンテナのように、回転放物面の１
部よりなる部分鏡面を複数個組合わせて構成される主反
射鏡を用いて、１次放射器系の構造を簡略化したアンテ
ナもあるが、複数の部分鏡面を組合わせているため、各
部分鏡面の回転対称軸や焦点距離および主反射鏡全体に
占める各部分鏡面の割合等を自由に選定することができ
ず、設計の自由度が小さい欠点があつた。
-99060に記載されたアンテナのように、回転放物面の１
部よりなる部分鏡面を複数個組合わせて構成される主反
射鏡を用いて、１次放射器系の構造を簡略化したアンテ
ナもあるが、複数の部分鏡面を組合わせているため、各
部分鏡面の回転対称軸や焦点距離および主反射鏡全体に
占める各部分鏡面の割合等を自由に選定することができ
ず、設計の自由度が小さい欠点があつた。
本発明は、上記欠点を改良するもので、複数局との通信
を行うことができ、簡単な構成で設計の自由度の大きい
１次放射器を備えた成形ビームアンテナを提供すること
を目的とする。
を行うことができ、簡単な構成で設計の自由度の大きい
１次放射器を備えた成形ビームアンテナを提供すること
を目的とする。
本発明は、合成しようとする成形ビームの断面形状に合
わせて成形した線群の包絡面を用いて主反射鏡が構成さ
れたことを特徴とする。
わせて成形した線群の包絡面を用いて主反射鏡が構成さ
れたことを特徴とする。
すなわち本発明は、主反射鏡と、この主反射鏡を直接ま
たは１個以上の副反射鏡を介して照射する１次放射器と
を備えた成形ビームアンテナにおいて、上記主反射鏡
は、この主反射鏡上に位置する一定点および上記１次放
射器の位相中心点または上記副反射鏡を介した等価相中
心点を含む平面群の各切断線により形成される切断線群
の包絡面により構成され、上記各切断線はそれぞれ軸の
向きの異なる複数の放物線の組合せにより形成され、か
つ上記各物線の軸の向きは隣接する他の切断線を形成す
る放物線の軸の向きとそれぞれ異なるように形成された
ことを特徴とする。
たは１個以上の副反射鏡を介して照射する１次放射器と
を備えた成形ビームアンテナにおいて、上記主反射鏡
は、この主反射鏡上に位置する一定点および上記１次放
射器の位相中心点または上記副反射鏡を介した等価相中
心点を含む平面群の各切断線により形成される切断線群
の包絡面により構成され、上記各切断線はそれぞれ軸の
向きの異なる複数の放物線の組合せにより形成され、か
つ上記各物線の軸の向きは隣接する他の切断線を形成す
る放物線の軸の向きとそれぞれ異なるように形成された
ことを特徴とする。
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
第２図は本発明一実施例アンテナの縦断側面図、第３図
はそのアンテナの主反射鏡の正面図である。第２図およ
び第３図において、主反射鏡２の点Ｏは１次放射器13の
最大放射方向のビーム軸と主反射鏡２との交点であり、
点Ｐは１次放射器13の位相中心点、Ｚは主反射鏡２の基
準軸である。主反射鏡２は、点Ｏと点Ｐとを含む平面群
の各切断線により形成される切断線群を包絡面により構
成される。第３図の実線20、21、22は前記切断群を形成
する切断線の一部である。この各切断線は以下に述べる
方法により定まる。
はそのアンテナの主反射鏡の正面図である。第２図およ
び第３図において、主反射鏡２の点Ｏは１次放射器13の
最大放射方向のビーム軸と主反射鏡２との交点であり、
点Ｐは１次放射器13の位相中心点、Ｚは主反射鏡２の基
準軸である。主反射鏡２は、点Ｏと点Ｐとを含む平面群
の各切断線により形成される切断線群を包絡面により構
成される。第３図の実線20、21、22は前記切断群を形成
する切断線の一部である。この各切断線は以下に述べる
方法により定まる。
第４図は本実施例アンテナが合成しようとする成形ビー
ムの観測球面上での等利得線図の一例である。第４図に
おいて、実線49は観測球面上での等利得線図であつて、
実線30、31、32はそれぞれ第３図に示した切断線20、2
1、22を含む切断平面と観測球面との交線であり、点Ｑ
は第２図に示したＺ軸と観測球面との交点である。なお
第４図の実線49で表わされる等利得線図はこのＺ軸より
の角度に対して示されており、実線30と32はそれぞれ垂
直角度軸と水平角度軸に一致している。したがつて各切
断平面内での放射特性は、例えば第４図の実線30、31、
32で考えられる切断平面に対応して、それぞれ第５図の
実線40、破線41、２点鎖線42で示されるような特性が望
まれることになる。第５図において縦軸50は電力振幅値
を示す軸、横軸51はＺ軸よりの角度を示す軸である。各
切断平面内で望ましい放射特性を得るための主反射鏡２
の切断線の定め方を例えば第５図の実線40の場合につい
て説明する。
ムの観測球面上での等利得線図の一例である。第４図に
おいて、実線49は観測球面上での等利得線図であつて、
実線30、31、32はそれぞれ第３図に示した切断線20、2
1、22を含む切断平面と観測球面との交線であり、点Ｑ
は第２図に示したＺ軸と観測球面との交点である。なお
第４図の実線49で表わされる等利得線図はこのＺ軸より
の角度に対して示されており、実線30と32はそれぞれ垂
直角度軸と水平角度軸に一致している。したがつて各切
断平面内での放射特性は、例えば第４図の実線30、31、
32で考えられる切断平面に対応して、それぞれ第５図の
実線40、破線41、２点鎖線42で示されるような特性が望
まれることになる。第５図において縦軸50は電力振幅値
を示す軸、横軸51はＺ軸よりの角度を示す軸である。各
切断平面内で望ましい放射特性を得るための主反射鏡２
の切断線の定め方を例えば第５図の実線40の場合につい
て説明する。
第６図は第２図の中央縦断面図の包絡線をとる前の原形
の切断線を示す図、第７図は第６図に示される主反射鏡
２の放射特性図である。なお第７図の実線40は第５図に
示したもとの同一である。第６図に示した切断線により
示される主反射鏡２は、５種類の放物線３、４、５、
６、７の一部により形成される。各放物線３、４、５、
６、７は１次放射器13の位相中心点Ｐを共通の焦点と
し、向きの異なるZ3、Z4、Z5、Z6、Z7をそれぞれ軸とす
る。θ3、θ4、θ6、θ7、は主反射鏡２の基準軸Ｚより
の放物線３、４、６、７の各角度である。
の切断線を示す図、第７図は第６図に示される主反射鏡
２の放射特性図である。なお第７図の実線40は第５図に
示したもとの同一である。第６図に示した切断線により
示される主反射鏡２は、５種類の放物線３、４、５、
６、７の一部により形成される。各放物線３、４、５、
６、７は１次放射器13の位相中心点Ｐを共通の焦点と
し、向きの異なるZ3、Z4、Z5、Z6、Z7をそれぞれ軸とす
る。θ3、θ4、θ6、θ7、は主反射鏡２の基準軸Ｚより
の放物線３、４、６、７の各角度である。
このような構成アンテナでは、１次放射器13より切断平
面内に放射された球面波波源の電波は各放物線３、４、
５、６、７で反射した後、それぞれの軸方向に進行する
電波として同一平面内に放射される。この切断平面内の
放射特性は主としてこれらの合成波として実線40で示さ
れる。したがつて、切断線を形成する放物線の数と各放
物線の寸法、焦点距離および軸の向きを調整することに
より望ましい放射特性を合成することができる。上述し
た放射特性の合成を各切断平面内で行うことにより、ア
ンテナ全体としては、第４図の実線49に示した等利得線
図を合成できる。なお、実際に主反射鏡を構成する場合
は、第６図の原形の切断線の包絡線が主反射鏡の切断線
となる。
面内に放射された球面波波源の電波は各放物線３、４、
５、６、７で反射した後、それぞれの軸方向に進行する
電波として同一平面内に放射される。この切断平面内の
放射特性は主としてこれらの合成波として実線40で示さ
れる。したがつて、切断線を形成する放物線の数と各放
物線の寸法、焦点距離および軸の向きを調整することに
より望ましい放射特性を合成することができる。上述し
た放射特性の合成を各切断平面内で行うことにより、ア
ンテナ全体としては、第４図の実線49に示した等利得線
図を合成できる。なお、実際に主反射鏡を構成する場合
は、第６図の原形の切断線の包絡線が主反射鏡の切断線
となる。
以上説明したように、等利得線図の合成は各切断平面内
でそれぞれ個別に行われるため、隣合う切断線の構成要
素が総て同一であることはなく、構成要素の１部あるい
は全体が異なり、この違いは主として軸の向きの違いが
主体的であり、各放物線の寸法および焦点の距離は、主
としては切断線群の包絡面がなだらかな変化となるよう
に選定される。
でそれぞれ個別に行われるため、隣合う切断線の構成要
素が総て同一であることはなく、構成要素の１部あるい
は全体が異なり、この違いは主として軸の向きの違いが
主体的であり、各放物線の寸法および焦点の距離は、主
としては切断線群の包絡面がなだらかな変化となるよう
に選定される。
なお切断線群の数については、主反射鏡全体の大きさ、
使用周波数帯、合成しようとする等利得線図の形状等に
より選定されるが、波動効果をも考慮した放射特性の解
析結果あるいは実測結果によりその数を増減することが
できる。
使用周波数帯、合成しようとする等利得線図の形状等に
より選定されるが、波動効果をも考慮した放射特性の解
析結果あるいは実測結果によりその数を増減することが
できる。
第８図は本発明の他の実施例アンテナの中央縦断図の包
絡線をとる前の原形の切断線を示す図、第９図は第８図
に示される主反射鏡２′の放射特性図である。本実施例
の主反射鏡２′は、第８図に示すように切断線が３種類
の放物線３′、４′、５′の一部により形成され、この
切断線が基準軸Ｚを中心にして回転して構成される。し
たがつて合成される放射特性も第９図の放射特性を示す
実線43を軸50の回りに回転したものとなる。なお第８図
および第９図に示される軸Z3およびＺ５の軸Ｚよりの角
度θ3およびθ5は、θ3＝θ5である。各切断平面内の望
ましい放射特性の実線43で示されるいわゆる双峰性のビ
ームを合成する方法は第６図および第７図の場合と同様
である。本実施例のアンテナの主反射鏡２′の構成の特
徴は、各切断線の中央部は総て同一の焦点距離と軸を有
する放物線４′であり、周辺部は焦点距離は同一である
が軸の向きがそれぞれ異なる放物線３′、５′であると
ころにある。なお、実際の主反射鏡の切断線は第８図の
原形の切断線の包絡線となる。なお以上の説明では、１
枚の放射器が電波の通路に存在し、いわゆるブロツキン
グがある構成のアンテナについて説明したが、ブロツキ
ングの少ない、いわゆるオフセツト形式のアンテナにも
適用することができる。
絡線をとる前の原形の切断線を示す図、第９図は第８図
に示される主反射鏡２′の放射特性図である。本実施例
の主反射鏡２′は、第８図に示すように切断線が３種類
の放物線３′、４′、５′の一部により形成され、この
切断線が基準軸Ｚを中心にして回転して構成される。し
たがつて合成される放射特性も第９図の放射特性を示す
実線43を軸50の回りに回転したものとなる。なお第８図
および第９図に示される軸Z3およびＺ５の軸Ｚよりの角
度θ3およびθ5は、θ3＝θ5である。各切断平面内の望
ましい放射特性の実線43で示されるいわゆる双峰性のビ
ームを合成する方法は第６図および第７図の場合と同様
である。本実施例のアンテナの主反射鏡２′の構成の特
徴は、各切断線の中央部は総て同一の焦点距離と軸を有
する放物線４′であり、周辺部は焦点距離は同一である
が軸の向きがそれぞれ異なる放物線３′、５′であると
ころにある。なお、実際の主反射鏡の切断線は第８図の
原形の切断線の包絡線となる。なお以上の説明では、１
枚の放射器が電波の通路に存在し、いわゆるブロツキン
グがある構成のアンテナについて説明したが、ブロツキ
ングの少ない、いわゆるオフセツト形式のアンテナにも
適用することができる。
また説明の都合上、アンテナは送信アンテナとして扱つ
たが、アンテナの相反性より受信アンテナにも適用する
ことができ、したがつて上記説明で用いた「照射」およ
び「放射」の語は、本発明を送信アンテナに限定すもの
ではない。
たが、アンテナの相反性より受信アンテナにも適用する
ことができ、したがつて上記説明で用いた「照射」およ
び「放射」の語は、本発明を送信アンテナに限定すもの
ではない。
以上説明したように、本発明によれば合成しようとする
成形ビームの断面形状に合わせて形成した切断線群の包
絡面を用いて主反射鏡を構成し、これを１次放射器によ
り直接、あるいは副反射鏡を介して給電することによ
り、１次放射器系の構造が簡略化され、かつ設計の自由
度の大きな優れた生計ビームアンテナが実現できる。特
に複数の地上局の通信を行う必要があり、かつアンテナ
全体の寸法、重量等に制限の多い衛星搭載用アンテナに
用いれば多大な効果を発揮することができる。
成形ビームの断面形状に合わせて形成した切断線群の包
絡面を用いて主反射鏡を構成し、これを１次放射器によ
り直接、あるいは副反射鏡を介して給電することによ
り、１次放射器系の構造が簡略化され、かつ設計の自由
度の大きな優れた生計ビームアンテナが実現できる。特
に複数の地上局の通信を行う必要があり、かつアンテナ
全体の寸法、重量等に制限の多い衛星搭載用アンテナに
用いれば多大な効果を発揮することができる。
第１図は従来例アンテナの縦断側面図。 第２図は本発明一実施例アンテナの縦断側面図。 第３図はそのアンテナの主反射鏡の正面図。 第４図はその等利得線図。 第５図はその放射特性図。 第６図は第２図の中央縦断面図の包絡線をとる前の原形
の切断線を示す図。 第７図はその放射特性図。 第８図は本発明の他の実施例アンテナの包絡線をとる前
の原形の切断線を示す図。 第９図はその放射特性図。 ２、２′……主反射鏡、３〜７、３′〜５′……放物
線、13……１次放射器、Ｏ……主反射鏡上の定点、Ｐ…
…１次放射器の位相中心点、Ｚ……主反射鏡の基準軸。
の切断線を示す図。 第７図はその放射特性図。 第８図は本発明の他の実施例アンテナの包絡線をとる前
の原形の切断線を示す図。 第９図はその放射特性図。 ２、２′……主反射鏡、３〜７、３′〜５′……放物
線、13……１次放射器、Ｏ……主反射鏡上の定点、Ｐ…
…１次放射器の位相中心点、Ｚ……主反射鏡の基準軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 健治 神奈川県横須賀市武１丁目2356番地 日本 電信電話公社横須賀電気通信研究所内 (56)参考文献 特開 昭50−99060（ＪＰ，Ａ) 特公 昭35−11359（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭40−29136（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】主反射鏡と、この主反射鏡を直接副反射鏡
を介して照射する１次放射器とを備えた成形ビームアン
テナにおいて、上記主反射鏡は、この主反射鏡上に位置
する一定点および上記１次放射器の位相中心点を含む平
面群の各切断線により形成される切断線群の包絡面によ
り構成され、上記各切断線はそれぞれ軸の向きの異なる
複数の放物線の組合せにより形成され、かつ上記各放物
線の軸の向きは隣接する他の切断線を形成する放物線の
軸の向きとそれぞれ異なるように形成されたことを特徴
とする成形ビームアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104743A JPH0611086B2 (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 成形ビ−ムアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104743A JPH0611086B2 (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 成形ビ−ムアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59229902A JPS59229902A (ja) | 1984-12-24 |
| JPH0611086B2 true JPH0611086B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=14388972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58104743A Expired - Lifetime JPH0611086B2 (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 成形ビ−ムアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611086B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5136294A (en) * | 1987-01-12 | 1992-08-04 | Nec Corporation | Multibeam antenna |
| US5258767A (en) * | 1989-03-14 | 1993-11-02 | Kokusai Denshin Denwa Co., Ltd. | Antenna system for shaped beam |
| CN110401040B (zh) * | 2019-07-26 | 2020-05-26 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种基于等化面积和混合形状的反射面天线曲面分块方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5739082B2 (ja) * | 1973-12-27 | 1982-08-19 |
-
1983
- 1983-06-10 JP JP58104743A patent/JPH0611086B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59229902A (ja) | 1984-12-24 |
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