JPS58146105A - 成形ビ−ムアンテナ - Google Patents
成形ビ−ムアンテナInfo
- Publication number
- JPS58146105A JPS58146105A JP2814382A JP2814382A JPS58146105A JP S58146105 A JPS58146105 A JP S58146105A JP 2814382 A JP2814382 A JP 2814382A JP 2814382 A JP2814382 A JP 2814382A JP S58146105 A JPS58146105 A JP S58146105A
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- Japan
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- reflection mirror
- shape
- elevation
- reflector
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は１枚の反射鏡形状を修整して放射パターンの成
形を行う成形ビームアンテナのうち、垂直面内および水
平面内のそれぞれの面内において所望のパターンを得よ
うとするアンテナに関するものであり、１例としては水
平面内で扇形ビーム、垂直面内でコモカント２乗ビーム
成形を行うアンテナがある。
形を行う成形ビームアンテナのうち、垂直面内および水
平面内のそれぞれの面内において所望のパターンを得よ
うとするアンテナに関するものであり、１例としては水
平面内で扇形ビーム、垂直面内でコモカント２乗ビーム
成形を行うアンテナがある。
従来より、この種のアンテナで放射パターンを完全に成
形することは不可能であることがわかっている。ここで
完全に成形するとは、水平面内扇形ビーム、垂直面内コ
モカント２乗ビームを例にとると、どの垂直面をとって
も同じ形状のコモカント２乗ビームとなっており、どの
水平面をとっても等しいレベルの扇形ビームになってい
るという意味であり、以下この意味で用いる。
形することは不可能であることがわかっている。ここで
完全に成形するとは、水平面内扇形ビーム、垂直面内コ
モカント２乗ビームを例にとると、どの垂直面をとって
も同じ形状のコモカント２乗ビームとなっており、どの
水平面をとっても等しいレベルの扇形ビームになってい
るという意味であり、以下この意味で用いる。
そこで近似的な鏡面形状として、反射鏡の垂直中心断面
曲線および水平中心断面曲線についてのみ所望の放射パ
ターンとなるような形状とし、中心断面以外については
、一方の中心断面曲線にそって他方の中心断面曲線を平
行移動させた形状が用いられていた。
曲線および水平中心断面曲線についてのみ所望の放射パ
ターンとなるような形状とし、中心断面以外については
、一方の中心断面曲線にそって他方の中心断面曲線を平
行移動させた形状が用いられていた。
しかし、このような反射鏡形状を有するアンテナでは中
心断面曲線上以外の点における反射波の幾何光学的な反
射方向の仰角が中心断面曲線上における反射波の幾何光
学的な反射方向の仰角と異なってしまうという現象があ
る。このため、目標とする完全に成形されたパターンと
は異ったものとなってしまう欠点があシ、その程度は実
用上用いられる機会の多い垂直面内でビーム幅が狭いア
ンテナ程顕著となっていた。
心断面曲線上以外の点における反射波の幾何光学的な反
射方向の仰角が中心断面曲線上における反射波の幾何光
学的な反射方向の仰角と異なってしまうという現象があ
る。このため、目標とする完全に成形されたパターンと
は異ったものとなってしまう欠点があシ、その程度は実
用上用いられる機会の多い垂直面内でビーム幅が狭いア
ンテナ程顕著となっていた。
本発明は上記の欠点を解決するために反射波方向の仰角
をそろえることによシ放射パターンを完全に成形された
パターンに近づけたものであって、以下図面に従って説
明する。
をそろえることによシ放射パターンを完全に成形された
パターンに近づけたものであって、以下図面に従って説
明する。
第１図は本発明の実施例であって、１は１次放射益、２
は非２次曲面反射鏡、３は垂直中心断面曲線、４は水平
中心断面曲線、５および５′は１次放射器１から非２次
曲面反射鏡２にあたった電波の幾何光学的な反射方向を
示す。
は非２次曲面反射鏡、３は垂直中心断面曲線、４は水平
中心断面曲線、５および５′は１次放射器１から非２次
曲面反射鏡２にあたった電波の幾何光学的な反射方向を
示す。
ＰおよびＱは１次放射器１から非２次曲面反射鏡２を一
定の仰角αで見込んだ鏡面上の点であり、このうちＰは
垂直中心ＩＥＪｒ面曲線３上にある０ 本アンテナの特徴とするところを具体的に述べれば、Ｐ
およびＱでの反射数の仰角θｅおよびθ′−を等しくし
たことにあり、それによシミ波の集中すべき方向を揃え
、放射パターンを完全な成形パターンに近づけることが
できる。
定の仰角αで見込んだ鏡面上の点であり、このうちＰは
垂直中心ＩＥＪｒ面曲線３上にある０ 本アンテナの特徴とするところを具体的に述べれば、Ｐ
およびＱでの反射数の仰角θｅおよびθ′−を等しくし
たことにあり、それによシミ波の集中すべき方向を揃え
、放射パターンを完全な成形パターンに近づけることが
できる。
次に本アンテナで用いる艶面形状について説明する。
１次放射器１から反射鏡上の点Ｑに入射する入射方向ベ
クトルを［ｊｉｎ （Ｒ”ｉｎ 、 Ｒ’ｉｎ 、 Ｒ
″ｉｎ）、反射鏡の法線ベクトルをａ（ｎ工＠ ｎ ｙ
ｐ ｎヨ）とすると反射方向ベクトルＲｏｕｔ （Ｒ
”ｏｕｔ、 Ｒｙｏｕｔ ＊Ｒｏｕｔ ）は式（１）で
表わされる。
クトルを［ｊｉｎ （Ｒ”ｉｎ 、 Ｒ’ｉｎ 、 Ｒ
″ｉｎ）、反射鏡の法線ベクトルをａ（ｎ工＠ ｎ ｙ
ｐ ｎヨ）とすると反射方向ベクトルＲｏｕｔ （Ｒ
”ｏｕｔ、 Ｒｙｏｕｔ ＊Ｒｏｕｔ ）は式（１）で
表わされる。
Ｒｏｕｔ＝ｆこ１ｎ−２（Ｂｉｎ １１ｎ） ａ
（１）ここで、Ｂｉｎは式（２）、ｎは式（
３）で表わされる。
（１）ここで、Ｂｉｎは式（２）、ｎは式（
３）で表わされる。
Ｒｉｎ ＝ ａｉｎａＱ ＋ｃｏｓｆｆａｉｎβ９
＋ ｃｏｓαｃｏｓβ９（２）ｐ ａ ＝ （（−−ｃｏｓ”α＋Ｐｓｉｎａｃｏｓα）Ｘ
ａα ＋ （−’５ｌｎａｃｏｓａｓｉｎβ−−’−ｅ ｏ
ａβ＋Ｐｃｏｓ”ａｍｉｎβ）９ａα
ａβ ＋←’ｔｓｉｎａｃｏｍａｃｏｇβ＋−’ｓ ｉ ｎβ
＋Ｐｅｏａ”ａｃｏｓβ）仝）ａα
ａβ ここでＰは１次放射器１から非２次曲面反射鏡２０反射
面までの距離である。
＋ ｃｏｓαｃｏｓβ９（２）ｐ ａ ＝ （（−−ｃｏｓ”α＋Ｐｓｉｎａｃｏｓα）Ｘ
ａα ＋ （−’５ｌｎａｃｏｓａｓｉｎβ−−’−ｅ ｏ
ａβ＋Ｐｃｏｓ”ａｍｉｎβ）９ａα
ａβ ＋←’ｔｓｉｎａｃｏｍａｃｏｇβ＋−’ｓ ｉ ｎβ
＋Ｐｅｏａ”ａｃｏｓβ）仝）ａα
ａβ ここでＰは１次放射器１から非２次曲面反射鏡２０反射
面までの距離である。
一方、反射方向ベクトルの仰角θ′ｅは式（４）で求め
られる。
られる。
従って、点Ｑと点Ｐで反射方向ベクトルの仰角が等しく
あるためには、それぞれの点での反射方向ベクトルのＸ
成分が等しいととが条件となる。式（２）、式（３）を
式（１）に代入して、この条件を求めると、式（５）と
なる、但し、Ｐｖは１次放射器１から垂直中心断面曲線
３迄の距離をαの関数として表わしたものである。
あるためには、それぞれの点での反射方向ベクトルのＸ
成分が等しいととが条件となる。式（２）、式（３）を
式（１）に代入して、この条件を求めると、式（５）と
なる、但し、Ｐｖは１次放射器１から垂直中心断面曲線
３迄の距離をαの関数として表わしたものである。
α＝０で解が水平中心断面面！＃４の形状に一致すると
いう条件の下で、式（５）を解くことにより、反射鏡形
状を求めることができる。
いう条件の下で、式（５）を解くことにより、反射鏡形
状を求めることができる。
この形状を解析的に求めることはできないが、計算機を
用いて数値的に解くことは容易である。
用いて数値的に解くことは容易である。
尚、ここで垂直および水平の中心断面曲線形状の求め方
については言及しなかったが、これは電力束の条件と反
射の法則を用いた方法等の既知の方法で容易に求められ
る〇 以上、水平中心断面曲線４が２軸と交わる場合を例にと
って反射鏡形状の求め方を述べたが、両者が交わらない
場合、即ち、１次放射器１と水平中心断面曲線４を結ぶ
直線と２軸とが角度θ０をなしている場合にも、上述の
計算においてα＝００で解水平中心断面曲線４に一致す
るという条件で式（５）を解くことによシ求められる。
については言及しなかったが、これは電力束の条件と反
射の法則を用いた方法等の既知の方法で容易に求められ
る〇 以上、水平中心断面曲線４が２軸と交わる場合を例にと
って反射鏡形状の求め方を述べたが、両者が交わらない
場合、即ち、１次放射器１と水平中心断面曲線４を結ぶ
直線と２軸とが角度θ０をなしている場合にも、上述の
計算においてα＝００で解水平中心断面曲線４に一致す
るという条件で式（５）を解くことによシ求められる。
以上説明したように、本アンテナでは上記のようにして
決められた反射鏡形状、即ち、１次放射器から一定の仰
角αで見込んだ反射鏡上の各点で反射波の方向の仰角θ
ｅが等しくなるような形状を用いているため、ビーム幅
の狭い垂直面内で電波の集中すべき方向に電波が良く揃
って集中し、放射パターンを完全な成形状態に近づける
ことができる。そのため、アンテナからの放射電力の有
効利用を図ることができ、通信システムの経済化に寄与
することができる。
決められた反射鏡形状、即ち、１次放射器から一定の仰
角αで見込んだ反射鏡上の各点で反射波の方向の仰角θ
ｅが等しくなるような形状を用いているため、ビーム幅
の狭い垂直面内で電波の集中すべき方向に電波が良く揃
って集中し、放射パターンを完全な成形状態に近づける
ことができる。そのため、アンテナからの放射電力の有
効利用を図ることができ、通信システムの経済化に寄与
することができる。
第１図は本発明の一実施例の斜視図である。
１・・・・・・１次放射器、２・・・・・・非２次曲面
反射鏡、３・・・・・・垂直中心断面曲線、４・・・・
・・水平中心断面曲線、５．５’・・・・・・反射波の
幾何光学的な反射方向
反射鏡、３・・・・・・垂直中心断面曲線、４・・・・
・・水平中心断面曲線、５．５’・・・・・・反射波の
幾何光学的な反射方向
Claims (1)
- １次放射器又は１次放射器と反射鏡から成る１次放射系
と非２次曲面から成る１枚の反射鏡とを有する成形ビー
ムアンテナにおいて、該非２次曲面反射鏡の垂直および
水平の中心断面曲線としてはそれぞれの中心断面内にお
いて所望の放射パターンとなる反射鏡断面形状を有し、
前記両中心断面以外の反射鏡形状としては、１次放射器
又は１次放射系の最終の反射鏡の焦点から該非２次曲面
反射鏡を一定の仰角で見込んだ反射鏡上の各点での幾何
光学的な反射波の反射方向が全て等しい仰角を有する反
射鏡形状を令する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 |
|---|---|---|---|
| JP2814382A JPS58146105A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 成形ビ−ムアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2814382A JPS58146105A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 成形ビ−ムアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58146105A true JPS58146105A (ja) | 1983-08-31 |
| JPH0352243B2 JPH0352243B2 (ja) | 1991-08-09 |
Family
ID=12240540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2814382A Granted JPS58146105A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 成形ビ−ムアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58146105A (ja) |
-
1982
- 1982-02-25 JP JP2814382A patent/JPS58146105A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352243B2 (ja) | 1991-08-09 |
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