JPH1093334A - 複反射鏡アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高利得かつ小形な複反射鏡アンテナを得る。 【解決手段】 反射鏡２を一次放射系４に係る副反射
鏡、一次放射系５に係る主反射鏡として用いると共に、
反射鏡３を一次放射系５に係る副反射鏡、一次放射系４
に係る主反射鏡として用いる。反射鏡を大きくする必要
がなくかつ機能的に集積化されているため小形になり、
２枚の反射鏡にて収差を打ち消しあえるため高利得にな
る。一次放射系４に係るビームの放射６と一次放射系５
に係るビームの放射７とを大きな角度で分離できる。一
次放射系４及び５をマルチビームアンテナ、ビーム成形
アンテナ、フェーズドアレイアンテナ等にて置換するこ
ともできる。周波数選択鏡面や偏波選択鏡面を放射６や
７の経路上に設けることにより、ブロッキング防止や、
周波数又は偏波共用アンテナを、実現できる。円偏波も
容易に発生できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＦＦＯＣ（フロン
トフィードオフセットカセグレン）形式、ＦＦＯＧ（フ
ロントフィードオフセットグレゴリアン）形式等、複数
の反射鏡を用いる鏡面構成を有する複反射鏡アンテナに
関する。

【０００２】

【従来の技術】その方向が異なる複数のビームを単一の
アンテナシステムにて発生させる方法の一つは、周知の
フェーズドアレイアンテナを用いることである。フェー
ズドアレイアンテナは、一次元的又は二次元的に配置さ
れた複数の素子アンテナ及び各素子アンテナに係る給電
位相を制御する回路を備えるアンテナである。各素子ア
ンテナに係る給電位相を変化させると、フェーズドアレ
イアンテナのビーム方向は傾く（以下、これをビームの
「偏向」と呼ぶ）から、給電位相の連続的な変更又は小
さな間隔での離散的な変更により、任意の線をビームに
てなぞること（以下、これをビームの「走査」と呼ぶ）
ができる。しかしながら、フェーズドアレイアンテナで
は、一般に、ビームを偏向させればさせるほど利得が落
ちてしまう。この不具合を回避する方法としては、一次
放射系を複数設けると共に、電波を反射する鏡面を有す
る反射鏡（二次放射系とも呼ばれる）を用いて各一次放
射系に係るビームを外部空間に向け反射・放射させる方
法がある。この方法には、大別して、単一の反射鏡を用
いる方法（図１３。特開平７−４６０３４号を参照）
と、複数の反射鏡を用いる方法（図１４。特公平３−５
２６８２号を参照）とがある。

【０００３】図１３に示されるアンテナは、２個の素子
アンテナ１ａ及び１ｂ並びに反射鏡１８を有している。
反射鏡１８の鏡面は、Ｆ１を焦点とする回転放物面とＦ
２を焦点とする回転放物面との合成により得られＧ１及
びＧ２を焦点とする回転楕円面であり、素子アンテナ１
ａはＦ１に、素子アンテナ１ｂはＦ２に、各々位置して
いる。直線Ｆ１Ｇ１と直線Ｆ２Ｇ２は回転楕円面上の一
点Ｍ０にて交叉しており、素子アンテナ１ａ及び１ｂの
ビーム方向１９ａ及び１９ｂは各々Ｆ１Ｍ０又はＦ２Ｍ
０方向及びその延長方向である。更に、この回転楕円面
は、Ｇ１Ｍ０間距離Ｌ１、Ｇ２Ｍ０間距離Ｌ２及びＦ１
（又はＦ２）間距離Ｌ０の間に、１／Ｌ０＝１／Ｌ１＋
１／Ｌ２の関係が成り立つよう設計されている。このよ
うな構成においては、ビーム方向１９ａとビーム方向１
９ｂとの間に大きな間隔を設けたとしても、さほど大き
な波面収差は生じない。即ち、低次の収差である像面湾
曲及び非点収差が消失し、かつ高次の収差であるコマ収
差が各ビームに按分されるため、波面収差の抑制ひいて
はそれによる利得低下の防止を、実現できる。

【０００４】図１４に示されるアンテナは主反射鏡２０
及び副反射鏡２１を有しており、その鏡面構成はＦＦＯ
Ｃに属している。また、主反射鏡２０の鏡面はＦを焦点
とする回転放物面、副反射鏡２１の鏡面はＦ及びＦ０を
焦点とする回転双曲面であり、一次放射系のうち１個即
ち１ａはＦ０に配置されており、他の２個即ち１ｂ及び
１ｃはＦ０から若干オフセットした位置にある。更に、
各鏡面は、いわゆる交差偏波消去条件を満たすよう設計
されている。このような構成によれば、主副の反射鏡２
０及び２１を各々平面に近い形状とすることができかつ
３個の素子アンテナ１ａ〜１ｃを同一平面上に概ね配置
できるため、３個の素子アンテナ１ａ〜１ｃを用いたビ
ーム方向の選択切換即ち偏向による利得低下や、交差偏
波レベルの劣化を防止できる。

【０００５】尚、本願では、複数の反射鏡を有するアン
テナを複反射鏡アンテナと呼ぶ。また、複反射鏡アンテ
ナを構成する複数の反射鏡のうち外部空間放射に係るも
のを主反射鏡、それ以外のもの例えば一次放射系に面し
ているものを副反射鏡と呼ぶ。更に、一次放射系に係る
放射が主反射鏡副反射鏡間或いは副反射鏡副反射鏡間で
一旦集束する複反射鏡アンテナをグレゴリアンアンテ
ナ、集束しない複反射鏡アンテナをカセグレンアンテナ
と呼ぶ。また、複反射鏡アンテナの中でも反射鏡群の前
面から放射を供給するものをフロントフィードと呼び、
互いにオフセットした位置に配置されている複数の一次
放射系を有するものをオフセットと呼ぶ。例えば、フロ
ントフィードかつオフセットのグレゴリアンはＦＦＯ
Ｇ、フロントフィードかつオフセットのカセグレンはＦ
ＦＯＣと称する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図を用いて説明した２
種類の従来技術は、いずれも、その方向が大きく異なる
複数のビームを有するアンテナ即ち大ビーム分離角マル
チビームアンテナや、そのビーム方向をステアできるア
ンテナ即ちビーム走査アンテナの実現に、利用できる。
しかし、単純な利用では、新たな問題点が発生する。例
えば図１３に示される従来技術では、原理的に、低次の
波面収差は無くせるけれども高次の波面収差は按分され
るのみで解消はできない。従って、大ビーム分離角乃至
ビーム走査アンテナを図１３にて実現しようとすると、
偏向乃至走査に伴う収差ひいては利得低下が顕在化しや
すくなる。また、図１４に示される従来技術では、主反
射鏡の大きさ（厳密には主反射鏡の鏡面のうち実際に利
用する部分の大きさ）を維持したままビームの偏向角を
大きくしようとすると、副反射鏡が主反射鏡と同程度の
大きさになり更には主反射鏡より大きくなるから、結果
としてアンテナが大形になり、これに伴い波面収差によ
る利得低下も増大してくる。

【０００７】本発明の目的の一つは、アンテナの構成と
して複反射鏡アンテナに属する構成を採用することによ
り、単一の反射鏡を用いたアンテナにおける収差低減の
限界を回避することにある。本発明の目的の一つは、主
副の反射鏡に新たな機能を付与することにより、複反射
鏡アンテナの高集積化及び小形化と同時に低収差高利得
化を実現し、ひいてはビームを大きく偏向させても又は
ビーム走査を実行しても大形化や利得低下が生じない複
反射鏡アンテナを実現することにある。本発明の目的の
一つは、周波数や偏波に関し選択反射透過特性を有する
鏡面を付加することにより、ある一次放射系により別の
一次放射系に係るビームがブロッキングされることを防
ぎ、また複数の無線周波数にて共用可能な周波数共用ア
ンテナや複数の偏波面にて共用可能な偏波共用アンテナ
を実現することにある。本発明の目的の一つは、周波数
又は偏波選択鏡面の形状の工夫により、更に収差を補正
し偏向による特性劣化を防ぐことにある。本発明の目的
の一つは、円偏波を発生させる部材を付加することによ
り、円偏波に係る放射を得られるようにすることにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、第１のビームを有する第１の一次
放射系と、第２のビームを有する第２の一次放射系と、
第１のビームの副反射鏡でありかつ第２のビームの主反
射鏡である第１の反射鏡と、第１のビームの主反射鏡で
ありかつ第２のビームの副反射鏡である第２の反射鏡
と、を備えることを特徴とする。このように、本質的に
複反射鏡アンテナの範疇に属する構成とすることによ
り、単一の反射鏡を用いたアンテナにおける収差低減の
限界、例えば高次の波面収差の余儀ない発生を回避で
き、また第１の反射鏡に起因した収差を第２の反射鏡に
て打ち消す等といった設計が可能になるから、前述の従
来技術のいずれに比べても低収差高利得のアンテナが得
られる。更に、第１及び第２の反射鏡はいずれも二通り
の機能乃至作用（一方のビームについては副反射鏡、他
方のビームについては主反射鏡）を有しているから、機
能的な高集積化従って小形化が達成される。また、ある
反射鏡を常に副反射鏡として、他のある反射鏡を常に主
反射鏡として用いる従来技術と異なり、副反射鏡の鏡面
の拡大を伴うことなく、第１のビームと第２のビームの
方向を大きく分離させることができるから、この面でも
小形化が達成される。従って、本発明においては、ビー
ムを大きく偏向させても又はビーム走査を実行しても大
形化や利得低下が生じないアンテナを提供できる。

【０００９】また、本発明は、第１及び第２のビーム各
々に関しＦＦＯＣ形式（又はＦＦＯＧ方式）の鏡面構成
が提供されるよう第１及び第２の反射鏡の反射面形状及
び配置が設定された複反射鏡アンテナとして、実施可能
である。特に、ＦＦＯＣ形式を用いた場合にはビーム偏
向特性が比較的良好になり（例えばマルチビームアンテ
ナを一次放射系として使用したとき）、ＦＦＯＧ形式を
用いた場合にはビーム走査を実行する際一次放射系の放
射面の使用面積を一定に保てる（例えばフェーズドアレ
イを一次放射系として使用したとき）。尚、本願にいう
「放射」は送信に限定されるものではなく、受信も「放
射」に該当する。即ち、本発明は、上記第１のビームが
電波の送信及び／又は受信に、上記第２のビームが電波
の送信及び／又は受信に、それぞれ使用される複反射鏡
アンテナとして、実施できる。

【００１０】本発明は、上記第１及び第２の一次放射系
のうち少なくとも一方が、そのビームを偏向可能な一次
放射系である複反射鏡アンテナとして、或いはそのビー
ムを所定方向に沿い走査可能な一次放射系である複反射
鏡アンテナとして、或いは対応するビームの形状を可変
成形可能な一次放射系である複反射鏡アンテナとして、
実施できる。即ち、本発明によれば、３本以上のビーム
を選択的に形成しうるマルチビームアンテナ、ビーム方
向を走査可能なビーム走査アンテナ、ビーム形状を制御
可能な成形ビームアンテナを、上述の各種の利点と共
に、実現できる。

【００１１】本発明は、上記第１及び第２のビームのう
ち一方のビームを反射しかつ当該一方のビームとはその
周波数（又は偏波）が異なる他方のビームを透過させる
選択鏡面を、当該一方のビームに係る一次放射系と副反
射鏡との間に配設し、当該一方のビームに係る一次放射
系を、上記他方の一次放射系に係るビームをブロックし
ないよう配置した複反射鏡アンテナとして、或いは、上
記第１及び第２の一次放射系のうち少なくとも一方が、
互いにその偏波面が異なる第１及び第２の素子アンテナ
と、第１の素子アンテナに係る偏波を反射し第２の素子
アンテナに係る偏波を透過させる特性を有し第１の素子
アンテナと対応する副反射鏡との間に配設される選択鏡
面と、を有する複反射鏡アンテナとして、実施できる。
即ち、周波数又は偏波に係る選択鏡面を以て複数の周波
数乃至偏波を分離するようにしているため、各反射鏡の
外部空間への開口部において一次放射系によるブロッキ
ングが生じることを、防止できる。また、周波数選択性
の鏡面を用いたときには周波数共用アンテナを、偏波選
択性の鏡面を用いたときには偏波共用アンテナを、各々
提供できる。更に、その組合せも可能である。

【００１２】本発明は、上記一方のビームに係る一次放
射系が、そのビームを偏向可能な一次放射系であり、上
記選択鏡面が、当該一方のビームの偏向に起因した波面
収差の変化を抑制する形状を有する修整曲面である複反
射鏡アンテナとして、或いは上記一方のビームに係る一
次放射系が、そのビームを所定方向に沿い走査可能な一
次放射系であり、上記選択鏡面が、当該一方のビームの
走査に起因した波面収差の変化を抑制する形状を有する
修整曲面である複反射鏡アンテナとして、実施できる。
即ち、偏向乃至走査に伴う収差の発生を防止し特性劣化
を防止することができる。

【００１３】本発明は、上記第１及び第２のビームのう
ち少なくとも一方の偏波を円偏波に変換する円偏波発生
器を備える複反射鏡アンテナとして、実施できる。即
ち、円偏波を発生させる部材を付加することにより、円
偏波に係る放射が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。尚、前述の従来技術と共通
する部材に関しては重複する説明を省略する。但し、同
一符号の部材が厳密に同一の機能及び構成を有すべきこ
とを、要請する趣旨ではない。また、実施形態間で共通
する部材に関しても、重複する説明を省略する。

【００１５】基本的な実施形態群．図１に本発明の実施
形態１を、図２に本発明の実施形態２を、図３に本発明
の実施形態３を、それぞれ示す。これらの実施形態は、
いずれも２個の反射鏡２及び３並びに２個の一次放射系
４及び５を備え、かつ一次放射系４が素子アンテナ１ａ
をまた一次放射系５が素子アンテナ１ｂを有している。
素子アンテナ１ａに係る放射６は反射鏡２を副反射鏡と
し反射鏡３を主反射鏡とする複反射鏡アンテナ構造を経
由し、素子アンテナ１ｂに係る放射７は反射鏡３を副反
射鏡とし反射鏡２を主反射鏡とする複反射鏡アンテナ構
造を経由する。反射鏡２及び３の鏡面形状は例えば回転
二次曲面であるが、本発明ではこれを平面に近付けるこ
とができる。図２中、反射鏡２の上側及び反射鏡３の下
側に記されている破線は、実施形態２における反射鏡３
及び２の焦点を指し示すものである。

【００１６】このような構造の下では、放射６に係るビ
ームと放射７に係るビームとの間隔を、反射鏡の寸法を
大きくすることなく、図１４に示されるような複反射鏡
アンテナに比べ大きくすることができるため、ビーム分
離角の大きいアンテナを実現できる。更に、複反射鏡ア
ンテナであるため図１３に示されるような単一反射鏡ア
ンテナにて生じていた問題点例えば高次の波面収差の解
消困難性を、回避できる。従って、より小形かつ高利得
のアンテナが得られる。また、いわば二組の複反射鏡ア
ンテナを一組の複反射鏡にて実現する高集積型の構成で
あるため、その点でも小形である。加えて、鏡面構成と
して実施形態２のようにＦＦＯＣ形式を採用することも
でき、実施形態３のようにＦＦＯＧ形式を採用すること
もできる。尚、実施形態２がＦＦＯＣ形式であること
は、例えば、素子アンテナ１ａに係る放射６を示す３本
の実線が反射鏡２と反射鏡３の間で互いに交わっていな
いことから、また実施形態３がＦＦＯＧ形式であること
は、例えば、素子アンテナ１ａに係る放射６を示す３本
の実線が反射鏡２と反射鏡３の間で互いに交わっている
ことから、見て取ることができる。

【００１７】一次放射系の構成の変形に係る実施形態
群．図４に本発明の実施形態４を、図５に本発明の実施
形態５を、図６に本発明の実施形態６を、それぞれ示
す。実施形態４では素子アンテナ１ａ又は１ｂを各々複
数個並設しており、実施形態５では更に給電回路８ａ及
び８ｂを設けており、実施形態６では素子アンテナ１ａ
及び１ｂに代えフェーズドアレイ９ａ及び９ｂを設けて
いる。実施形態４のごとく複数の素子アンテナを同一の
一次放射系中に並設することにより、その一次放射系に
て選択的に実現できるビームの本数を複数本にすること
ができる。図４の例では合計７本のビームを有するマル
チビームアンテナを実現しているが、原理的には３本以
上のビームを有するマルチビームアンテナを実現でき
る。また、実施形態５のごとく給電回路８ａ及び８ｂを
設け、各一次放射系に係る給電の振幅及び／又は位相を
可変制御することにより、各一次放射系に係るビームを
成形できる。図５中の曲線は等利得線にて表現したビー
ム形状である。また、実施形態６のごとくフェーズドア
レイ９ａ及び９ｂを用い、当該フェーズドアレイを構成
する複数の素子アンテナ（図示せず）への給電位相の制
御を実行することにより、各一次放射系に係るビームを
走査することができる。実施形態４〜６のいずれにおい
ても、反射鏡２及び３の鏡面形状は、対応する一次放射
系における放射点乃至放射領域の位置を焦点とする回転
二次曲面の集合のエンベロープ等とする。

【００１８】また、特に実施形態４においてＦＦＯＣ形
式を採用した場合には、ビーム偏向特性を良好とするこ
とができる。実施形態６においてＦＦＯＧ形式を採用し
た場合には、フェーズドアレイ９ａ及び９ｂの放射面の
使用面積を変化させないで、かつフェーズドアレイ９ａ
及び９ｂからのスピルオーバ（放射の漏れ）を低減で
き、反射鏡面積を有効利用できる。但し、これは、本発
明の実施に際し、実施形態４における鏡面構成をＦＦＯ
Ｃ以外の形式としまた実施形態６における鏡面構成をＦ
ＦＯＧ以外の形式とすることを、妨げるものではない。
また、実施形態５に関しても、本発明の趣旨を逸脱しな
い限りにおいて、ＦＦＯＣ、ＦＦＯＧ及びその他の鏡面
構成を適用できる。

【００１９】選択鏡面及び円偏波発生器の付加に係る実
施形態群．図７に本発明の実施形態７を、図８に本発明
の実施形態８を、図９に本発明の実施形態９を、図１０
に本発明の実施形態１０を、図１１に本発明の実施形態
１１を、図１２に本発明の実施形態１２を、それぞれ示
す。これらの実施形態は、特定の周波数（帯域）を透過
させ他の特定の周波数（帯域）を反射する周波数選択鏡
面、特定の偏波を透過させ他の特定の偏波を反射する偏
波選択鏡面、入射する直線偏波を円偏波に変換する円偏
波発生器等を適宜組み合わせて付加した実施形態であ
る。鏡面構成や一次放射系の構成に関しては、実施形態
１〜６に関し記載したものを、転用乃至適用できる。

【００２０】実施形態７及び１０〜１２は、一次放射系
４に係る放射６の周波数と一次放射系５に係る放射７の
周波数とが相違している用途に適用可能な実施形態であ
る。これらの実施形態にて使用されている周波数選択鏡
面１０は、一次放射系４からの放射６を反射し一次放射
系５からの放射７を透過させる周波数選択特性を有して
おり、周波数選択鏡面１１は一次放射系５からの放射７
を反射し一次放射系４からの放射６を透過させる周波数
選択特性を有している。更に、周波数選択鏡面１０及び
１１は各々反射鏡２又は３の外部空間への開口の前面に
配置されている。このような配置により、実施形態７〜
１２においては、相異なる複数の周波数（帯域）にて共
用できる周波数共用アンテナを実現すると共に、一次放
射系によるブロッキングを防ぎ高能率化を図っている。
具体的には、一次放射系４からの放射が一次放射系５に
よりブロックないようにかつ一次放射系５からの放射が
一次放射系４によりブロックされないようにするため
に、周波数選択鏡面１０及び１１を放射７又は６の伝搬
経路上に配置し、一次放射系４及び５を当該伝搬経路か
ら隔離している。

【００２１】実施形態８及び９は、一次放射系４に係る
放射６の偏波面と一次放射系５に係る放射７の偏波面と
が相違（例えば直交）している用途に適用可能な実施形
態である。これらの実施形態にて使用されている偏波選
択鏡面１２は、一次放射系４からの放射６を反射し一次
放射系５からの放射７を透過させる偏波選択特性を有し
ており、偏波選択鏡面１３は一次放射系５からの放射７
を反射し一次放射系４からの放射６を透過させる偏波選
択特性を有している。偏波選択鏡面１２及び１３の幾何
学的配置に関しては、実施形態７等における周波数選択
鏡面１０及び１１のそれと同様でよい。実施形態８及び
９によれば、（“周波数”と“偏波”の違いを除けば）
実施形態７等と同様の原理にて、一次放射系によるブロ
ッキングが生じにくい高能率の偏波共用アンテナを実現
できる。更に、実施形態９の如く、放射６及び７の伝搬
路上にミアンダライン等から構成された円偏波発生器１
４及び１５を配置することにより、直線偏波を円偏波に
容易に変換できる。

【００２２】実施形態１０及び１１は、一次放射系４に
係る放射６の周波数と一次放射系５に係る放射７の周波
数とが相違している用途、特に各一次放射系にて偏波面
を切り替えることが求められる用途に適用可能な実施形
態である。これらの実施形態においては、実施形態７等
と同様周波数選択鏡面１０及び１１を設けると共に、一
次放射系４に偏波選択鏡面１６ａを、一次放射系５に偏
波選択鏡面１６ｂを設け、更に各一次放射系の素子アン
テナ１ａ及び１ｂを各々複数個（例えば２個）としその
偏波面を互いに異なる偏波面（例えば垂直（Ｖ）偏波及
び水平（Ｈ）偏波）としている。偏波選択鏡面１６ａ及
び１６ｂ並びに素子アンテナ１ａ及び１ｂは、放射６及
び７が偏波選択鏡面１６ａ又は１６ｂにて偏波面毎に分
離されるように、かつ分離された各偏波面に対応する素
子アンテナがその偏波面に係る放射を送受信できるよう
に、配置されている。従って、実施形態１０及び１１に
よれば、一次放射系によるブロッキングが生じにくい高
能率の周波数偏波共用アンテナを実現できる。更に、実
施形態１１の如く、偏波選択鏡面１６ａ及び１６ｂと周
波数選択鏡面１０及び１１との間にミアンダライン等か
ら構成された円偏波発生器１４及び１５を配置すること
により、直線偏波を円偏波に容易に変換できる。無論、
実施形態９の部分的適用によって円偏波を実現すること
も可能である。尚、実施形態８等の如く偏波選択鏡面１
２及び１３を配置し偏波選択鏡面１６ａ及び１６ｂに代
えて周波数選択鏡面を配置することによっても、一次放
射系４に係る放射６の周波数と一次放射系５に係る放射
７の周波数とが相違しておりかつ各一次放射系にて偏波
面を切り替えることが求められる用途に適するアンテナ
を、提供できる。

【００２３】実施形態１２は、実施形態７における周波
数選択鏡面１０及び１１を曲面構成とした実施形態であ
る。具体的には、周波数選択鏡面１０を、一次放射系４
の位置と反射鏡２の焦点とを焦点とする回転二次曲面と
し、周波数選択鏡面１１を、一次放射系５の位置と反射
鏡３の焦点とを焦点とする回転二次曲面とする。このよ
うに、本発明は、周波数選択鏡面１０及び１１を平面と
する構成に限定されるものではない。更に、一次放射系
４及び５がその放射点乃至放射領域の変化を伴うことが
ある放射系であるとき、例えばビームの偏向乃至走査を
実行するため複数の素子アンテナを切換使用し又は素子
アンテナ列への給電位相を適宜変化させる放射系（マル
チビームアンテナ、フェーズドアレイアンテナ等）であ
るときには、“一次放射系の位置”が１か所に定まらな
いため、“一次放射系の位置とこれに対応する副反射鏡
の焦点とを焦点とする回転二次曲面”を一意に定めるこ
とはできない。この場合、“素子アンテナ乃至放射点の
位置とこれに対応する副反射鏡の焦点とを焦点とする回
転二次曲面”の集合を各一次放射系毎に想定し、想定し
た回転二次曲面群のエンベロープを求め、このエンベロ
ープを対応する周波数選択鏡面の鏡面形状とする。これ
によって、一次放射系のマルチビーム化又はビームスキ
ャン化に伴う収差の発生等の特性劣化を、防ぐことがで
きる。尚、実施形態１２は、その周波数選択鏡面１０及
び１１を偏波選択鏡面に置換することにより、偏波共用
アンテナとすることもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１及び第２の反射鏡を有する複反射鏡アンテナとした
ため、単一の反射鏡を用いたアンテナにおける収差低減
の限界を回避できる。また、第１の一次放射系に係る第
１のビームについては第１の反射鏡を副反射鏡としてか
つ第２の反射鏡を主反射鏡として用い、第２の一次放射
系に係る第２のビームについては第２の反射鏡を副反射
鏡としてかつ第１の反射鏡を主反射鏡として用いるよう
にしたため、第１の反射鏡に起因した収差を第２の反射
鏡にて打ち消す等といった設計が可能になる。従って、
前述の従来技術のいずれに比べても、低収差高利得のア
ンテナが得られる。更に、第１及び第２の反射鏡はいず
れも二通りの機能を有しており、また、副反射鏡の鏡面
の拡大を伴うことなく第１のビームと第２のビームの方
向を大きく分離させることができるから、高集積化、小
形化、設置スペース節約の面で優れた複反射鏡アンテナ
が得られる。従って、本発明によれば、ビームを大きく
偏向させても又はビーム走査を実行しても大形化や利得
低下が生じないアンテナを提供できる。

【００２５】また、本発明においてＦＦＯＣ形式を用い
た場合にはビーム偏向特性が比較的良好になり、ＦＦＯ
Ｇ形式を用いた場合にはビーム走査を実行する際一次放
射系の放射面の使用面積を一定に保てる。更に、本発明
は送信及び受信のいずれにも適用できる。また、一次放
射系の選択次第で、３本以上のビームを選択的に形成し
うるマルチビームアンテナ、ビーム方向を走査可能なビ
ーム走査アンテナ、ビーム形状を制御可能な成形ビーム
アンテナ等を、上述の各種の利点と共に、実現できる。
更に、周波数選択鏡面や偏波選択鏡面の使用によって、
各反射鏡の外部空間への開口部において一次放射系によ
るブロッキングが生じることを防止でき、また周波数選
択性の鏡面を用いたときには周波数共用アンテナを、偏
波選択性の鏡面を用いたときには偏波共用アンテナを、
各々提供できる。更に、修整曲面の使用によって、偏向
乃至走査に伴う収差の発生を防止し特性劣化を防止する
ことができる。そして、円偏波発生器を付加することに
より、円偏波に係る放射が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１に係る複反射鏡アンテナ
の概略構成を示す縦断面図である。

【図２】 本発明の実施形態２に係る複反射鏡アンテナ
の概略構成を示す縦断面図である。

【図３】 本発明の実施形態３に係る複反射鏡アンテナ
の概略構成を示す縦断面図である。

【図４】 本発明の実施形態４に係る複反射鏡アンテナ
の概略構成を示す縦断面図である。

【図５】 本発明の実施形態５に係る複反射鏡アンテナ
の概略構成を示す縦断面図である。

【図６】 本発明の実施形態６に係る複反射鏡アンテナ
の概略構成を示す縦断面図である。

【図７】 本発明の実施形態７に係る複反射鏡アンテナ
の概略構成を示す縦断面図である。

【図８】 本発明の実施形態８に係る複反射鏡アンテナ
の概略構成を示す縦断面図である。

【図９】 本発明の実施形態９に係る複反射鏡アンテナ
の概略構成を示す縦断面図である。

【図１０】 本発明の実施形態１０に係る複反射鏡アン
テナの概略構成を示す縦断面図である。

【図１１】 本発明の実施形態１１に係る複反射鏡アン
テナの概略構成を示す縦断面図である。

【図１２】 本発明の実施形態１２に係る複反射鏡アン
テナの概略構成を示す縦断面図である。

【図１３】 第１の従来技術に係るアンテナの概略構成
を示す斜視図である。

【図１４】 第２の従来技術に係るアンテナの概略構成
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 素子アンテナ、２，３ 反射鏡、４，５
一次放射系、６，７放射、８ａ，８ｂ 給電回路、９
ａ，９ｂ フェーズドアレイ、１０，１１ 周波数選択
鏡面、１２，１３，１６ａ，１６ｂ 偏波選択鏡面、１
４，１５，１７ａ，１７ｂ 円偏波発生器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片木 孝至 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 (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のビームを有する第１の一次放射系
   と、第２のビームを有する第２の一次放射系と、第１の
   ビームの副反射鏡でありかつ第２のビームの主反射鏡で
   ある第１の反射鏡と、第１のビームの主反射鏡でありか
   つ第２のビームの副反射鏡である第２の反射鏡と、を備
   えることを特徴とする複反射鏡アンテナ。
2. 【請求項２】 第１及び第２のビーム各々に関しＦＦＯ
   Ｃ形式の鏡面構成が提供されるよう第１及び第２の反射
   鏡の反射面形状及び配置が設定されたことを特徴とする
   請求項１記載の複反射鏡アンテナ。
3. 【請求項３】 第１及び第２のビーム各々に関しＦＦＯ
   Ｇ形式の鏡面構成が提供されるよう第１及び第２の反射
   鏡の反射面形状及び配置が設定されたことを特徴とする
   請求項１記載の複反射鏡アンテナ。
4. 【請求項４】 上記第１のビームが電波の送信及び／又
   は受信に、上記第２のビームが電波の送信及び／又は受
   信に、それぞれ使用されることを特徴とする請求項１乃
   至３記載の複反射鏡アンテナ。
5. 【請求項５】 上記第１及び第２の一次放射系のうち少
   なくとも一方が、そのビームを偏向可能な一次放射系で
   あることを特徴とする請求項１乃至４記載の複反射鏡ア
   ンテナ。
6. 【請求項６】 上記第１及び第２の一次放射系のうち少
   なくとも一方が、そのビームを所定方向に沿い走査可能
   な一次放射系であることを特徴とする請求項１乃至５記
   載の複反射鏡アンテナ。
7. 【請求項７】 上記第１及び第２の一次放射系のうち少
   なくとも一方が、対応するビームの形状を可変成形可能
   な一次放射系であることを特徴とする請求項１乃至６記
   載の複反射鏡アンテナ。
8. 【請求項８】 上記第１及び第２のビームのうち一方の
   ビームを反射しかつ当該一方のビームとはその周波数が
   異なる他方のビームを透過させる選択鏡面を、当該一方
   のビームに係る一次放射系と副反射鏡との間に配設し、
   当該一方のビームに係る一次放射系を、上記他方の一次
   放射射系に係るビームをブロックしないよう配置したこ
   とを特徴とする請求項１乃至７記載の複反射鏡アンテ
   ナ。
9. 【請求項９】 上記第１及び第２のビームのうち一方の
   ビームを反射しかつ当該一方のビームとはその偏波が異
   なる他方のビームを透過させる選択鏡面を、当該一方の
   ビームに係る一次放射系と副反射鏡との間に配設し、当
   該一方のビームに係る一次放射系を、上記他方の一次放
   射系に係るビームをブロックしないよう配置したことを
   特徴とする請求項１乃至７記載の複反射鏡アンテナ。
10. 【請求項１０】 上記第１及び第２の一次放射系のうち
    少なくとも一方が、互いにその偏波面が異なる第１及び
    第２の素子アンテナと、第１の素子アンテナに係る偏波
    を反射し第２の素子アンテナに係る偏波を透過させる特
    性を有し第１の素子アンテナと対応する副反射鏡との間
    に配設される選択鏡面と、を有することを特徴とする請
    求項１乃至９記載の複反射鏡アンテナ。
11. 【請求項１１】 上記一方のビームに係る一次放射系
    が、そのビームを偏向可能な一次放射系であり、上記選
    択鏡面が、当該一方のビームの偏向に起因した波面収差
    の変化を抑制する形状を有する修整曲面であることを特
    徴とする請求項８乃至１０記載の複反射鏡アンテナ。
12. 【請求項１２】 上記一方のビームに係る一次放射系
    が、そのビームを所定方向に沿い走査可能な一次放射系
    であり、上記選択鏡面が、当該一方のビームの走査に起
    因した波面収差の変化を抑制する形状を有する修整曲面
    であることを特徴とする請求項８乃至１０記載の複反射
    鏡アンテナ。
13. 【請求項１３】 上記第１及び第２のビームのうち少な
    くとも一方の偏波を円偏波に変換する円偏波発生器を備
    えることを特徴とする請求項１乃至１２記載の複反射鏡
    アンテナ。