JPH09214247A - 開口面アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピルオーバがなく、開口が効率よく使用さ
れ、グレーティングローブの発生をなくすことができる
開口面アンテナを得ることを目的とする。 【解決手段】 電界が非円形開口状に分布し、空間に電
波を放射あるいは空間からの電波を受波する非円形主反
射鏡６と、非円形主反射鏡６に給電する一次放射器１６
とを備えた開口面アンテナにおいて、一次放射器１６
を、非円形主反射鏡６の開口形状と相似な非円形断面形
状を有し、非円形主反射鏡６に適合するビームを放射す
る非円形パターン一次放射器とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、太陽発
電衛星のマイクロ波送電、電波天文等の観測、衛星通信
等に用いる超大形開口面アンテナに関するものであり、
効率よく開口上のエネルギーを使用するための開口面ア
ンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の開口面アンテナとして、
図１９に示すようなものがあった。この図は、岡本照
喜、乙津祐一、”宇宙用大型展開アンテナ”、電子情報
通信学会誌、ｖｏｌ．７８，ｎｏ．８，ｐ．７９２，１
９９５年に示されたものである。この図のアンテナは宇
宙空間で用いられるものである。

【０００３】図１９において、２は副反射鏡、３は一次
放射器であるホーンアンテナ、４は鏡軸、６はロケット
打ち上げ時には折り畳んでコンパクトに収納され、宇宙
空間でのアンテナ使用時には大きく展開して反射鏡とし
て機能する、回転放物面からなる非円形開口主反射鏡で
ある。

【０００４】従来の宇宙用大型展開アンテナにおいて、
送信の場合、ホーンアンテナ３より放射された電波は、
副反射鏡２により反射された後、非円形開口主反射鏡６
の焦点を曲率中心とする球面波に変換され、さらに非円
形開口主反射鏡６により反射されて平面波に変換され、
鏡軸４の方向に向けて放射される。図１９に示した従来
装置の場合、ロケット打ち上げ時には、非円形開口主反
射鏡６は折り畳んでコンパクトに収納されているから、
その収納スペースは小さくてすむ。図１９の非円形開口
主反射鏡６は、宇宙空間において、ロケットの収納スペ
ースに比べて大きな開口径が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の開口面アンテナ
は、以上のように開口面が単一の展開形式の反射鏡によ
って構成されるため、鏡面精度を確保するために、その
開口形状を円形ではなく非円形の開口形状とすることが
多い。しかしながら、主反射鏡の形状が非円形にも拘ら
ず、一次放射器３の開口形状が円形であるので、主反射
鏡からのスピルオーバが大きくなるという問題点があっ
た。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、主反射鏡の開口形状が非円形の
場合に、主反射鏡のスピルオーバを小さくできる開口面
アンテナを得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る開口面ア
ンテナは、電界が非円形開口状に分布し、空間に電波を
放射あるいは空間からの電波を受波する非円形主反射鏡
と、上記非円形主反射鏡に給電する一次放射器とを備え
た開口面アンテナにおいて、上記一次放射器を、上記非
円形主反射鏡の開口形状と相似な非円形断面形状を有
し、上記非円形主反射鏡に適合するビームを放射する非
円形パターン一次放射器としたものである。

【０００８】請求項２に係る開口面アンテナは、請求項
１の開口面アンテナを複数備え、上記開口面アンテナを
平面状に密に配列するとともに、上記複数の開口面アン
テナのビームを同じ方向に向けて構成したものである。

【０００９】請求項３に係る開口面アンテナは、電界が
非円形開口状に分布し、空間に電波を放射あるいは空間
からの電波を受波する非円形主反射鏡と、上記非円形主
反射鏡に給電する一次放射器と、上記非円形主反射鏡と
上記一次放射器との経路中に配置された補助反射鏡とを
備えた開口面アンテナにおいて、上記補助反射鏡を、上
記非円形主反射鏡の開口形状と相似な非円形断面形状を
有し、上記非円形主反射鏡に適合するビームを反射する
非円形補助反射鏡とし、上記一次放射器を、上記補助反
射鏡の形状と相似な非円形断面形状を有し、上記非円形
主反射鏡に適合するビームを放射する非円形パターン一
次放射器としたものである。

【００１０】請求項４に係る開口面アンテナは、請求項
３の開口面アンテナを複数備え、上記開口面アンテナを
平面状に密に配列するとともに、上記複数の開口面アン
テナのビームを同じ方向に向けて構成したものである。

【００１１】請求項５に係る開口面アンテナは、上記一
次放射器を、上記非円形主反射鏡の開口形状と相似な断
面形状を保ったテーパ部と、この断面形状から給電導波
管の断面形状と相似な断面形状に徐々変化させた変換部
とから構成し、かつ、この変換部の開口側の非円形開口
径を給電導波管の高次モードを遮断するように定めたも
のである。

【００１２】請求項６に係る開口面アンテナは、上記一
次放射器の内部表面に、上記非円形主反射鏡の開口形状
と相似な断面形状のフィンからなるコルゲート溝と、給
電導波管の断面形状と相似なフィンからなるコルゲート
溝と、上記非円形主反射鏡の開口形状から上記給電導波
管の断面形状に徐々変化させたフィンからなるコルゲー
ト溝とを備えたものである。

【００１３】請求項７に係る開口面アンテナは、上記一
次放射器を、密に配列された複数の同一あるいは異なる
形状のホーンアンテナにより構成し、これら複数のホー
ンアンテナにより合成される断面形状を、上記非円形主
反射鏡の開口形状の相似形としたものである。

【００１４】請求項８に係る開口面アンテナは、上記一
次放射器の開口面に、電界を集中させることにより上記
非円形主反射鏡に適合するビームを形成する突起部を備
えたものである。

【００１５】請求項９に係る開口面アンテナは、上記突
起部を、逆くさび状突起としたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１の開口面
アンテナの概略構成図である。図１は開口面アンテナ
を、その開口の方向から見た斜視図である。同図は、主
要構成である一次放射器と主反射鏡のみを示しており、
説明の便宜上、これらを支持する構造体、一次放射器に
接続された給電系等の記載は省略している。

【００１７】同図において、６はロケット打ち上げ時に
は折り畳んでコンパクトに収納され、宇宙空間でのアン
テナ使用時には大きく展開して反射鏡として機能する回
転放物面からなる非円形開口主反射鏡である。非円形開
口主反射鏡６の開口面は、六角形である。１６は非円形
開口主反射鏡６の開口形状とほぼ相似な非円形断面形状
を有する非円形開口ホーンアンテナである。非円形開口
ホーンアンテナ１６は、円錐ホーンや角錐ホーンと異な
る伝送モードを発生して非円形開口主反射鏡６に適合し
たビームを放射するように、その相似比と長さが定めら
れる。１７は非円形開口周辺の光線である。非円形開口
周辺の光線１７は、説明の便宜上、六角形の開口面の頂
点に関するもののみ示している。

【００１８】また、図２は非円形開口ホーンアンテナ１
６の正面図及び側面図を示す。同図からわかるように、
六角形の導波管に六角錐状の（正確に言えば、六角錐の
先端部分が、六角形の導波管の断面に一致する部分で切
断された形状）ホーンアンテナが接続されている。

【００１９】次に動作について説明する。まず、送信の
場合を例にとり説明する。図１の開口面アンテナにおい
て、非円形開口ホーンアンテナ１６より放射された電波
は、点線で示された非円形開口周辺の光線１７に沿っ
て、非円形開口主反射鏡６により反射されて平面波に変
換され、鏡軸の方向に向けて放射される。受信の場合も
同様である。

【００２０】ところで、非円形開口主反射鏡６は、鏡面
を支持する展開構造や、鏡面を多くの平面や線織面で構
成するため、円形でない。この鏡面を円形ビームで照射
すると、スピルオーバや鏡面非照射による損失が生じ
る。これらの損失を低減するには、開口形状に応じたパ
ターンを有する非円形開口ホーンアンテナ１６のような
一次放射器を利用する。

【００２１】この実施の形態１の開口面アンテナは、主
反射鏡の開口形状が六角形の反射鏡アンテナに適合する
六角形開口ホーンアンテナからなる非円形開口ホーンア
ンテナ１６を備えている。

【００２２】以下、図１の開口面アンテナについて、図
３から図７を用いて説明する。図３に示すような、辺長
Ｄ／２の正六角形開口のホーンアンテナを考える。開口
角をαとする。ホーンアンテナの開口面上の振幅は、導
波管内の電磁界モードがくずれずに広がり、位相は六角
すいの頂点から球面波状に広がると仮定する。

【００２３】図３の六角形導波管内の電磁界は有限要素
法で求められる。導波管の寸法を、たとえば辺長4.7652
mmの正六角形とし、周波数を２２ＧＨｚとする。この場
合の六角形導波管内の電界分布を図５と図６に示す。六
角形の向きに応じて、円形導波管のＴＥ₁₁モードに対応
する２つのモードが生じる。モード１で励振した六角形
開口ホーンの放射特性を、図４に示す。観測面は、z=6
8.2mm、開口寸法、開口角は、それぞれＤ＝44mm、α＝
４０度である。等レベル線は、ｙ方向がつぶれた六角形
となる。正六角形にならないのは、正偏波方向（ｘ方
向）の振幅分布が、開口面上で一様でないためである。
開口直径、開口角が大きいほど、ビーム形状は楕円から
六角形に近づく傾向がある。

【００２４】図７にモード１で励振した場合の開口角と
ビーム幅の関係を示す。ビーム幅はz=68.2mmにおける−
１０ｄＢの等レベル先の幅であらわす。Ｅ面、Ｈ面とも
に開口角が大きくなるに従い、ビーム幅は広がる。この
ときのビーム形状の変化は小さい。

【００２５】以上のように、開口直径、開口角を適当に
設定することにより、ビーム形状を楕円から六角形に近
づけることができる。したがって、図２の非円形開口ホ
ーンアンテナ１６を用いれば、非円形開口主反射鏡６に
マッチする六角形ビームを生成できる。

【００２６】以上のように、この発明の実施の形態１の
装置によれば、非円形開口ホーンアンテナ１６が非円形
開口主反射鏡６の形状に一致、あるいは近似するビーム
を提供するので、非円形開口周辺の光線１７に示すよう
に幾何光学的にはスピルオーバは減少する。さらに、照
射されるビーム形状が非円形開口主反射鏡６の開口形状
に波動的に適合するように、非円形開口ホーンアンテナ
１６の相似比と長さ及び位置が設定されているので、こ
の点でもスピルオーバがなく、開口を効率よく使用でき
る。

【００２７】なお、この実施の形態では、開口形状が六
角形の場合について示したが、他の開口形状（たとえば
他の多角形、四角形、五角形、八角形等）であっても同
等の効果を有する。

【００２８】実施の形態２．図８は本発明の実施の形態
２の開口面アンテナを表す概略構成図である。同図にお
いて、１８は、非円形開口主反射鏡６の開口形状とほぼ
相似な非円形断面形状を有する非円形開口補助反射鏡で
ある。非円形開口主反射鏡６、非円形開口ホーンアンテ
ナ１６、非円形開口周辺の光線１７は、図１に示された
ものと同一あるいは相当部分である。

【００２９】図８の開口面アンテナは、非円形開口補助
反射鏡１８を備え、非円形開口ホーンアンテナ１６から
直接に非円形開口主反射鏡６を照射するのではなく、非
円形開口補助反射鏡１８でいったん反射させてから非円
形開口主反射鏡６に照射するものである。その基本的な
動作は実施の形態１の場合と同様である。

【００３０】以上のように、この実施の形態２の開口面
アンテナによれば、非円形開口ホーンアンテナ１６およ
び非円形開口補助反射鏡１８が非円形開口主反射鏡６の
形状に一致、あるいは近似するビームを提供するので、
実施の形態１の場合と同様に、非円形開口周辺の光線１
７に示すように幾何光学的にはスピルオーバは減少す
る。さらに、非円形開口ホーンアンテナ１６および非円
形開口補助反射鏡１８によるビーム形状が、波動的に非
円形開口補助反射鏡１８の開口形状に適合し、スピルオ
ーバが低減され開口を効率よく使用できる。さらに、非
円形開口補助反射鏡１８によるスピルオーバの低減によ
り、広角放射特性が改善される。

【００３１】実施の形態３．図９は、本発明の実施の形
態３の開口面アンテナを表す概略構成図である。非円形
開口主反射鏡６ａ〜６ｇおよび非円形開口ホーンアンテ
ナ１６ａ〜１６ｇは、それぞれ、図１に示されたものと
同様のものであり、同様の動作をする。以下、非円形開
口主反射鏡６ａ〜６ｇを非円形開口サブ反射鏡６ａ〜６
ｇとも記す。

【００３２】図９において、非円形開口主反射鏡６ｇを
中心とし、その周囲に非円形開口サブ反射鏡６ａ〜６ｆ
が配置されている。非円形開口主反射鏡６ａ〜６ｇは、
それぞれの形状が非円形である。非円形開口主反射鏡６
ａ〜６ｇは、開口面上においてその位置に投影した各々
の開口が密に、かつ、位相が同相となるように配列され
ている。２０ａ〜２０ｇは、それぞれ、非円形開口ホー
ンアンテナ１６ａ〜１６ｇの中心軸から非円形開口サブ
反射鏡６ａ〜６ｇへ向けて出た光線を表す中心軸光線で
ある。

【００３３】この実施の形態３の７つの開口面アンテナ
の動作は、実施の形態１の場合と同じである。

【００３４】この実施の形態３の開口面アンテナによれ
ば、各々の非円形開口ホーンアンテナ１６ａ〜１６ｇか
ら非円形開口サブ反射鏡６ａ〜６ｇにスピルオーバがな
く照射されるので、非円形開口サブ反射鏡６ａ〜６ｇの
それぞれの開口形状を非円形とし、これらを密に配列し
た場合においてもお互いに干渉することがない。したが
って、ボアサイト方向以外の方向の不要波を抑えて、良
好な広角放射特性を保ちつつ、スピルオーバがなく開口
を効率よく使用でき、かつグレーティングローブの発生
をなくすことができる。

【００３５】なお、この実施の形態３において、開口面
アンテナを７つ用いたが、これに限らないのは言うまで
もない。また、この実施の形態３のように中心の開口面
アンテナの周囲に複数の開口面アンテナを配置する例に
限らず、中心の開口面アンテナを特に備えず、広く平面
状に多数の開口面アンテナを敷き詰めるようにしてもよ
い。

【００３６】実施の形態４．図１０は本発明の実施の形
態４の開口面アンテナを表す概略構成図である。同図に
おいて、２１は断面が円形の給電導波管、２２は非円形
開口主反射鏡６の開口形状とほぼ相似な断面形状を保っ
た非円形開口フレア部、２３は非円形開口フレア部２２
の断面形状から給電導波管２１の断面形状とほぼ相似な
断面形状へと長手方向に徐々に変化させ、かつ、開口側
の非円形開口径を高次モードが遮断となるように定めら
れた非円形−円形変換部である。非円形開口主反射鏡６
は、図１に示されたものと同様のものであり、同様の動
作をする。

【００３７】図１１は給電導波管２１、非円形開口フレ
ア部２２、非円形−円形変換部２３を拡大した正面図及
び側面図を示す。

【００３８】この実施の形態４の開口面アンテナ装置に
おいて、一次放射器に接続された給電導波管が通常の断
面形状をしている。したがって、給電系の設計が容易で
ある。また、給電導波管２１から励振された通常の導波
管モードは、非円形−円形変換部２３を伝搬する間にモ
ード変換や反射がなくスムーズに非円形の開口における
モードに変換される。また、実施の形態１の場合と同様
に、スピルオーバがなく開口を効率よく使用できるとい
う効果もある。

【００３９】実施の形態５．図１２は本発明の実施の形
態５の開口面アンテナの非円形開口ホーンアンテナの詳
細構造を表す斜視図である。この非円形開口ホーンアン
テナはコルゲートホーンである。同図は、説明の便宜の
ために、この非円形開口ホーンアンテナの一方の側面の
一部を切り欠いた状態を示している。同図の非円形開口
ホーンアンテナは、実施の形態４のように用いられる。
すなわち、右側が給電導波管に接続され、左側が主反射
鏡に対向している。

【００４０】コルゲートホーンとは、ホーン内壁に薄い
フィン（ｆｉｎ、歯）を同心状に設けたものであり、約
１オクターブの周波数の帯域にわたって軸対称ビームと
良好な交差偏波特性を有する。

【００４１】図１２において、２４は図１の非円形開口
主反射鏡６、あるいは図９の非円形開口サブ反射鏡６の
開口形状とほぼ相似なフィンからなる非円形フィン、２
５は図１０の給電導波管２１の断面形状とほぼ相似なフ
ィンからなる円形フィン、２６は長手方向に徐々に形状
変化させたフィンからなるフィン形状変換部である。図
１２からわかるように、非円形開口ホーンアンテナ内部
の多数のフィンのうちの左側のフィン２４は反射鏡の開
口形状とほぼ相似であり、右側のフィン２５は給電導波
管の断面形状とほぼ相似である。そして、これらの中間
の多数のフィン２６の形状は、左側から右側にかけて、
徐々に反射鏡の開口形状から給電導波管の断面形状の形
状に近づいていく。したがって、円形フィン２５の方か
ら励振されたコルゲートモードは、フィン形状変換部２
６を伝搬する間にモード変換や反射がなく、スムーズに
非円形の開口におけるコルゲートモードに変換される。

【００４２】この実施の形態５の非円形開口ホーンアン
テナを用いることにより、コルゲートホーンをこの発明
の開口面アンテナに用いることができ、スピルオーバが
なく開口を効率よく使用できるとともに、交差偏波を少
なくすることができて、直線偏波を用いるときに異なる
偏波の信号と結合しなくなる効果も奏する。

【００４３】実施の形態６．以上の実施の形態におい
て、パラボラ鏡面を例にとり説明したが、これ以外の鏡
面についても適用できる。図１３は本発明の実施の形態
６の開口面アンテナを表す概略構成図である。同図にお
いて、２７は鏡面形状がパラボラとは異なる非円形開口
非パラボラ反射鏡、２８は非円形開口非パラボラ反射鏡
２７のパラボラからのずれによる波面収差を除去するよ
うに２次曲面からずらした鏡面形状により構成された非
円形開口修整補助反射鏡である。非円形開口ホーンアン
テナ１６，非円形開口周辺の光線１７は、図１に示した
ものと同様のものであり、同様の動作をする。

【００４４】この実施の形態６によれば、非円形開口非
パラボラ反射鏡２７がパラボラからのずれがある状態で
も非円形開口修整補助反射鏡２８によって開口面におい
て一様な位相分布が得られるので、展開アンテナのよう
に理想的な状態で鏡面誤差があるような場合でも、電気
特性の劣化がない状態で、スピルオーバがなく開口を効
率よく使用できる。

【００４５】実施の形態７．図１４は本発明の実施の形
態７の開口面アンテナを表す概略構成図である。同図に
おいて、２９は同一あるいは異なる形状の多数の非円形
開口ホーンアンテナ１６から構成された非円形開口ホー
ンアレーアンテナである。多数の非円形開口ホーンアン
テナ１６は、全体のビーム形状が非円形開口主反射鏡６
の開口形状とほぼ相似となるように密に配列されてい
る。また、各々の非円形開口ホーンアンテナ１６に給電
される振幅・位相は、非円形開口主反射鏡６に適合した
ビームを放射するように設定されている。非円形開口ホ
ーンアンテナ１６，非円形開口周辺の光線１７は、図１
に示したものと同様のものであり、同様の動作をする。

【００４６】この実施の形態７によれば、開口ホーンア
レーアンテナを用いる場合でも、照射されるビーム形状
を非円形開口主反射鏡６の開口形状に適合させることが
できて、スピルオーバがなく開口を効率よく使用でき
る。

【００４７】実施の形態８．図１６は、本発明の実施の
形態８の非円形開口ホーンアンテナ１６のホーン開口面
の正面図である。同図において、３０は電界を集中させ
るために非円形開口ホーンアンテナ１６の開口部に設け
られた６つの突起部である。突起部３０は非円形開口主
反射鏡６の開口形状に対応させて設けられている。ま
た、図１６には、あわせて電気力線３１も表されてい
る。同図は、基本モードの姿態の概略図を示している。

【００４８】図１７は、比較のための本発明の実施の形
態１のホーン開口面における基本モードの姿態を示す図
である。

【００４９】この実施の形態８によれば、開口面におけ
る基本モードの姿態を突起部３０によって円錐ホーンの
基本モードの姿態から変化させ、照射されるビーム形状
を波動的に非円形開口主反射鏡の開口形状にさらに適合
させることができるので、スピルオーバがなく開口を効
率よく使用できる。

【００５０】実施の形態９．図１８は、本発明の実施の
形態９の非円形開口ホーンアンテナ１６のホーン開口面
における基本モードの姿態を表す概略図である。３２は
電界を集中させ、かつ管壁付近の電界強度をより強くさ
せるための逆くさび状突起部、３３はレベルの強い電気
力線、３４はレベルの弱い電気力線を示す。

【００５１】この実施の形態９によれば、開口面におけ
る基本モードの姿態を逆くさび状突起部３２によって円
錐ホーンの基本モードの姿態から変化させ、かつ管壁付
近の電界強度をより強くさせることにより、照射される
ビーム形状を波動的に非円形開口主反射鏡の開口形状に
適合させることができるので、スピルオーバがなく開口
を効率よく使用できる。

【００５２】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果が得られ
る。

【００５３】開口面アンテナの一次放射器を、非円形主
反射鏡の開口形状と相似な非円形断面形状を有し、上記
非円形主反射鏡に適合するビームを放射する非円形パタ
ーン一次放射器としたので、幾何光学的にはスピルオー
バが減少する。

【００５４】幾何光学的にはスピルオーバが減少する開
口面アンテナを複数備え、上記開口面アンテナを平面状
に密に配列するとともに、上記複数の開口面アンテナの
ビームを同じ方向に向けて構成したので、非円形開口サ
ブ反射鏡の開口形状を非円形として密に配列した場合に
もお互いに干渉することなく、ボアサイト方向以外の方
向の不要波を抑えることができる。したがって、良好な
広角放射特性を保ちつつスピルオーバが減少して開口を
効率よく使用でき、かつ、グレーティングローブの発生
を押さえることができる。

【００５５】開口面アンテナの補助反射鏡を、非円形主
反射鏡の開口形状と相似な非円形断面形状を有し、上記
非円形主反射鏡に適合するビームを反射する非円形補助
反射鏡とし、開口面アンテナの一次放射器を、上記補助
反射鏡の形状と相似な非円形断面形状を有し、上記非円
形主反射鏡に適合するビームを放射する非円形パターン
一次放射器としたので、幾何光学的にはスピルオーバが
減少する。

【００５６】上記一次放射器を、上記非円形主反射鏡の
開口形状と相似な断面形状を保ったテーパ部と、この断
面形状から給電導波管の断面形状と相似な断面形状に徐
々変化させた変換部とから構成し、かつ、この変換部の
開口側の非円形開口径を給電導波管の高次モードを遮断
するように定めたので、給電導波管から励振された通常
の導波管モードが、非円形−円形変換部を伝搬する間に
モード変換や反射がなくスムーズに非円形の開口におけ
るモードに変換される。

【００５７】上記一次放射器の内部表面に、上記非円形
主反射鏡の開口形状と相似な断面形状のフィンからなる
コルゲート溝と、給電導波管の断面形状と相似なフィン
からなるコルゲート溝と、上記非円形主反射鏡の開口形
状から上記給電導波管の断面形状に徐々変化させたフィ
ンからなるコルゲート溝とを備えたので、給電導波管の
フィンの方から励振されたコルゲートモードは、フィン
形状変換部を伝搬する間にモード変換や反射がなくスム
ーズに非円形の開口におけるコルゲートモードに変換さ
れる。

【００５８】上記一次放射器を、密に配列された複数の
同一あるいは異なる形状のホーンアンテナにより構成
し、これら複数のホーンアンテナにより合成される断面
形状を、上記非円形主反射鏡の開口形状の相似形とした
ので、照射されるビーム形状を非円形開口主反射鏡の開
口形状に適合させることができるので、スピルオーバが
なく開口を効率よく使用できる。

【００５９】上記一次放射器の開口面に、電界を集中さ
せることにより上記非円形主反射鏡に適合するビームを
形成する突起部を備えたので、照射されるビーム形状が
波動的に非円形開口主反射鏡の開口形状に適合するの
で、スピルオーバがなく開口を効率よく使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 発明の実施の形態１の開口面アンテナの概略
構成図である。

【図２】 発明の実施の形態１の開口面アンテナの一次
放射器の概略構成図である。

【図３】 発明の実施の形態１の開口面アンテナの一次
放射器の動作説明図である。

【図４】 発明の実施の形態１の開口面アンテナの一次
放射器の放射特性図である。

【図５】 発明の実施の形態１の開口面アンテナの一次
放射器内の電界分布図である。

【図６】 発明の実施の形態１の開口面アンテナの一次
放射器内の電界分布図である。

【図７】 発明の実施の形態１の開口面アンテナの開口
角とビーム幅の関係を示す図である。

【図８】 発明の実施の形態２の開口面アンテナの概略
構成図である。

【図９】 発明の実施の形態３の開口面アンテナの概略
構成図である。

【図１０】 発明の実施の形態４の開口面アンテナの概
略構成図である。

【図１１】 発明の実施の形態４の開口面アンテナの一
次放射器の概略構成図である。

【図１２】 発明の実施の形態５の開口面アンテナの一
次放射器の概略構成図である。

【図１３】 発明の実施の形態６の開口面アンテナの概
略構成図である。

【図１４】 発明の実施の形態７の開口面アンテナの概
略構成図である。

【図１５】 発明の実施の形態７の開口面アンテナの一
次放射器の概略構成図である。

【図１６】 発明の実施の形態８の開口面アンテナの一
次放射器のホーン開口面におけるモードの姿態を表す概
略図である。

【図１７】 発明の実施の形態１の開口面アンテナの一
次放射器のホーン開口面におけるモードの姿態を表す概
略図である。

【図１８】 発明の実施の形態９の開口面アンテナの一
次放射器のホーン開口面におけるモードの姿態を表す概
略図である。

【図１９】 従来例の開口面アンテナの概略構成図であ
る。

【符号の説明】

６ 非円形開口、１６ 非円形開口ホーンアンテナ、１
７ 非円形開口周辺の光線、１８ 非円形開口補助反射
鏡、２０ 中心軸光線、２１ 給電導波管、２２ 非円
形開口フレア部、２３ 非円形−円形変換部、２４ 非
円形フィン、２５ 円形フィン、２６ フィン形状変換
部、２７ 非円形開口非パラボラ反射鏡、２８ 非円形
開口修整補助反射鏡、２９ 非円形開口ホーンアレーア
ンテナ、３０ 突起部、３１ 電気力線、３２ 逆くさ
び状突起部、３３ レベルの強い電気力線、３４ レベ
ルの弱い電気力線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 出口 博之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 佐藤 眞一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電界が非円形開口状に分布し、空間に電
   波を放射あるいは空間からの電波を受波する非円形主反
   射鏡と、上記非円形主反射鏡に給電する一次放射器とを
   備えた開口面アンテナにおいて、 上記一次放射器を、上記非円形主反射鏡の開口形状と相
   似な非円形断面形状を有し、上記非円形主反射鏡に適合
   するビームを放射する非円形パターン一次放射器とした
   ことを特徴とする開口面アンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１の開口面アンテナを複数備え、
   上記開口面アンテナを平面状に密に配列するとともに、
   上記複数の開口面アンテナのビームを同じ方向に向けて
   構成した開口面アンテナ。
3. 【請求項３】 電界が非円形開口状に分布し、空間に電
   波を放射あるいは空間からの電波を受波する非円形主反
   射鏡と、上記非円形主反射鏡に給電する一次放射器と、
   上記非円形主反射鏡と上記一次放射器との経路中に配置
   された補助反射鏡とを備えた開口面アンテナにおいて、 上記補助反射鏡を、上記非円形主反射鏡の開口形状と相
   似な非円形断面形状を有し、上記非円形主反射鏡に適合
   するビームを反射する非円形補助反射鏡とし、上記一次
   放射器を、上記補助反射鏡の形状と相似な非円形断面形
   状を有し、上記非円形主反射鏡に適合するビームを放射
   する非円形パターン一次放射器としたことを特徴とする
   開口面アンテナ。
4. 【請求項４】 請求項３の開口面アンテナを複数備え、
   上記開口面アンテナを平面状に密に配列するとともに、
   上記複数の開口面アンテナのビームを同じ方向に向けて
   構成した開口面アンテナ。
5. 【請求項５】 上記一次放射器を、上記非円形主反射鏡
   の開口形状と相似な断面形状を保ったテーパ部と、この
   断面形状から給電導波管の断面形状と相似な断面形状に
   徐々変化させた変換部とから構成し、かつ、この変換部
   の開口側の非円形開口径を給電導波管の高次モードを遮
   断するように定めたことを特徴とする請求項１又は請求
   項３に記載の開口面アンテナ。
6. 【請求項６】 上記一次放射器の内部表面に、上記非円
   形主反射鏡の開口形状と相似な断面形状のフィンからな
   るコルゲート溝と、給電導波管の断面形状と相似なフィ
   ンからなるコルゲート溝と、上記非円形主反射鏡の開口
   形状から上記給電導波管の断面形状に徐々変化させたフ
   ィンからなるコルゲート溝とを備えたことを特徴とする
   請求項１又は請求項３に記載の開口面アンテナ。
7. 【請求項７】 上記一次放射器を、密に配列された複数
   の同一あるいは異なる形状のホーンアンテナにより構成
   し、これら複数のホーンアンテナにより合成される断面
   形状を、上記非円形主反射鏡の開口形状の相似形とした
   ことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の開口面
   アンテナ。
8. 【請求項８】 上記一次放射器の開口面に、電界を集中
   させることにより上記非円形主反射鏡に適合するビーム
   を形成する突起部を備えたことを特徴とする請求項１又
   は請求項３に記載の開口面アンテナ。
9. 【請求項９】 上記突起部を、逆くさび状突起としたこ
   とを特徴とする請求項８に記載の開口面アンテナ。