JPS5840905A - マルチビ−ムアンテナ - Google Patents
マルチビ−ムアンテナInfo
- Publication number
- JPS5840905A JPS5840905A JP13939881A JP13939881A JPS5840905A JP S5840905 A JPS5840905 A JP S5840905A JP 13939881 A JP13939881 A JP 13939881A JP 13939881 A JP13939881 A JP 13939881A JP S5840905 A JPS5840905 A JP S5840905A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- plane
- curve
- reflector
- point
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/007—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (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】
この発明は複数個の給電ホーン、副反射鏡及び主反射鏡
からなる複反射鏡形マルチビームアンテナの改良に関す
るものである。
からなる複反射鏡形マルチビームアンテナの改良に関す
るものである。
従来のこの種アンテナは第１図に示すように、複数個の
給電ホーン（１）、及び回転対称形の双曲面鏡（２）、
放物面鏡（３）で構成されていた。ζこで、各鏡面は鏡
軸（４）に関して回転対称である。
給電ホーン（１）、及び回転対称形の双曲面鏡（２）、
放物面鏡（３）で構成されていた。ζこで、各鏡面は鏡
軸（４）に関して回転対称である。
給電ホーン（１ａ）の位相中心が双曲面鏡（２）の焦点
ｆｏに一致している場合１図中９点線で示すｒａｙとな
シ、収差無しで鏡軸（局方向に電波を放射できる。次に
＋ｆｏより離れた点ｆｌに給電ホーン（１ｂ）を配置し
た場合は９図中、破線で示すようなｙａｙとなり放射方
向が変わり、マルチビームを形成できるが収差が発生し
てサイドロープレベルの上昇、利得低下等の性能劣化を
もたらす欠点があった。このため、第２図に示すように
、１ｉＬ焦点Ｆｌ ＊ ｒ、をもつような特殊な鏡面形
状をＲａｙ Ｌａｔｔｉｃｅ Ｍｅｔｈｏｄによって求
める手法が開発された。ここで、副反射鏡（５）、主反
射鏡（６）とも鏡軸（４）Ｋ関して回転対称であり、ま
た点Ｉ’ｓ 、 Ｆ＊が鏡軸（４）に関して対称である
。したがって１点Ｆ１からの電波が収差無しでθＳ方向
に放射できれば１点Ｆ、からの電波は一θＳ方向に収差
無しで放射できる。しかし、副反射鏡（５）が電波の進
行方向にあるため障害となりサイドローブレベルの上昇
、利得低下をもたらす。この欠点は第８図に示すように
鏡面をオフセット形にすることによって除去できること
が知られている。ここで、オフセット形の副反射鏡（５
ａ） 。
ｆｏに一致している場合１図中９点線で示すｒａｙとな
シ、収差無しで鏡軸（局方向に電波を放射できる。次に
＋ｆｏより離れた点ｆｌに給電ホーン（１ｂ）を配置し
た場合は９図中、破線で示すようなｙａｙとなり放射方
向が変わり、マルチビームを形成できるが収差が発生し
てサイドロープレベルの上昇、利得低下等の性能劣化を
もたらす欠点があった。このため、第２図に示すように
、１ｉＬ焦点Ｆｌ ＊ ｒ、をもつような特殊な鏡面形
状をＲａｙ Ｌａｔｔｉｃｅ Ｍｅｔｈｏｄによって求
める手法が開発された。ここで、副反射鏡（５）、主反
射鏡（６）とも鏡軸（４）Ｋ関して回転対称であり、ま
た点Ｉ’ｓ 、 Ｆ＊が鏡軸（４）に関して対称である
。したがって１点Ｆ１からの電波が収差無しでθＳ方向
に放射できれば１点Ｆ、からの電波は一θＳ方向に収差
無しで放射できる。しかし、副反射鏡（５）が電波の進
行方向にあるため障害となりサイドローブレベルの上昇
、利得低下をもたらす。この欠点は第８図に示すように
鏡面をオフセット形にすることによって除去できること
が知られている。ここで、オフセット形の副反射鏡（５
ａ） 。
主反射鏡（６ａ）は第２図に示した回転対称形の鏡面の
一部分を用いたものであシ、副反射鏡（５ａ）によるプ
ロッヤングが無くなるように、使用する碗面部金選択し
ている。このアンテナにおいて紙面に垂直な面内に複数
個の給電ホーンを設ける場合、上記の鏡面の選択ではマ
ルチビームを形成できない。さらに１紙面上のマルチビ
ームにおいて、双焦点Ｆ、 、 Ｐ、が鏡軸に関して対
称という条件から給電ホーンの配置に制約をうける欠点
があった。
一部分を用いたものであシ、副反射鏡（５ａ）によるプ
ロッヤングが無くなるように、使用する碗面部金選択し
ている。このアンテナにおいて紙面に垂直な面内に複数
個の給電ホーンを設ける場合、上記の鏡面の選択ではマ
ルチビームを形成できない。さらに１紙面上のマルチビ
ームにおいて、双焦点Ｆ、 、 Ｐ、が鏡軸に関して対
称という条件から給電ホーンの配置に制約をうける欠点
があった。
本発明はこの欠点を除去するために紙面内。
及びそれに垂直な面内に各々、双焦点をもち。
合計で４焦点として広い角度範囲において、マルチビー
ムを形成するものであり、以下図面を用いて詳細に説明
する。
ムを形成するものであり、以下図面を用いて詳細に説明
する。
第４図はこの発明の一実施例における紙面内の鏡面形状
を示している。（））はオフセット形副反射鏡の鏡面曲
線、（８）はオフセット形主反射鏡の鏡面曲線である。
を示している。（））はオフセット形副反射鏡の鏡面曲
線、（８）はオフセット形主反射鏡の鏡面曲線である。
これらの鏡面曲４７１（７１，（８）は双焦点Ｐ、 、
Ｆ、をもつように設計できる。まず、曲線（７） 、
（８）上の点を各々、８１．Ｍ、とし、これらを初期
値として与える。また９点Ｆ、から点８、、Ｍｌを経た
後の放射方向をここでは鏡軸（４）に平行な方向とする
。したがって、 Ｍ＋Ｐｓ ｈ鏡軸（４）に平行であ
る。ここで１点Ｐ１は主反射鏡（８）の開口面上の点で
ある。次に、鏡軸（４）と６だけ傾いたｒａｙが点Ｍ＋
に入射させる。このＯ１だけ傾いた開口面と上記ｒａｙ
との交点を９１とする。ｒ Ｏ７Ｑｔ Ｍｔは、すでに
定まっている点鳩の法線ベクトルを用いて反射方向が求
まる。点Ｑ＋から点Ｆ＋ １での光路長の条件及び上記
反射方向上の点であることから１曲線（７）上の点Ｓ、
が求まる。次に１点Ｆ、からｙａｙを出発させて点ｓ、
Ｋ向かわせる。点Ｓ、の法線ベクトルは定まっている
からｅ ｒ Ｏ７Ｆ ｇ ８ ｇの反射方向が求まる。
Ｆ、をもつように設計できる。まず、曲線（７） 、
（８）上の点を各々、８１．Ｍ、とし、これらを初期
値として与える。また９点Ｆ、から点８、、Ｍｌを経た
後の放射方向をここでは鏡軸（４）に平行な方向とする
。したがって、 Ｍ＋Ｐｓ ｈ鏡軸（４）に平行であ
る。ここで１点Ｐ１は主反射鏡（８）の開口面上の点で
ある。次に、鏡軸（４）と６だけ傾いたｒａｙが点Ｍ＋
に入射させる。このＯ１だけ傾いた開口面と上記ｒａｙ
との交点を９１とする。ｒ Ｏ７Ｑｔ Ｍｔは、すでに
定まっている点鳩の法線ベクトルを用いて反射方向が求
まる。点Ｑ＋から点Ｆ＋ １での光路長の条件及び上記
反射方向上の点であることから１曲線（７）上の点Ｓ、
が求まる。次に１点Ｆ、からｙａｙを出発させて点ｓ、
Ｋ向かわせる。点Ｓ、の法線ベクトルは定まっている
からｅ ｒ Ｏ７Ｆ ｇ ８ ｇの反射方向が求まる。
この反射方向上の点であること及び点Ｆ、から開口面上
の点Ｐ、までの光路長の条件から曲線（８）上の点Ｍ。
の点Ｐ、までの光路長の条件から曲線（８）上の点Ｍ。
が求まる。以下、この過程を繰り返して曲線（７３、（
８）を決定できる。このように双焦点Ｆ、 Ｆ、からの
ｒａｙは、二次元的には収差無しでマルチビームを形成
できる。なお、ここでは点Ｆ、からのｒａｙは鏡軸（４
）に平行としたがこれに限るものではない。
８）を決定できる。このように双焦点Ｆ、 Ｆ、からの
ｒａｙは、二次元的には収差無しでマルチビームを形成
できる。なお、ここでは点Ｆ、からのｒａｙは鏡軸（４
）に平行としたがこれに限るものではない。
第す図は本発明の一実施例である概略構成図を示す。（
ｌｄ） 、 （ｌｅ）は第４図の双焦点Ｐ、 、 Ｐ。
ｌｄ） 、 （ｌｅ）は第４図の双焦点Ｐ、 、 Ｐ。
を位相中心とする給電ホーン、 （ｉｆ）、 （ＩＧ
）は紙面に垂直な面上の双焦点Ｆ、 、 Ｆ、を位相中
心とする給電ホーン、（９）はオフセット形の副反射鏡
、叡呻はオフセット形の主反射鏡である。なお。
）は紙面に垂直な面上の双焦点Ｆ、 、 Ｆ、を位相中
心とする給電ホーン、（９）はオフセット形の副反射鏡
、叡呻はオフセット形の主反射鏡である。なお。
１７） 、 （８）は第４図に示した鏡面曲線である。
ここで、鏡面（９） 、 Ｈの非対称面をｚｆｘｆ面、
原点Ｏを上記４個の゛焦点の中心とする座標系０−ｘＦ
ｚも定義する。鏡面（９）、（１１ｍはすでに求まって
いる非対称面内の鏡面曲線Ｍ、 Ｍ、を初期値として次
のように決定できる。
原点Ｏを上記４個の゛焦点の中心とする座標系０−ｘＦ
ｚも定義する。鏡面（９）、（１１ｍはすでに求まって
いる非対称面内の鏡面曲線Ｍ、 Ｍ、を初期値として次
のように決定できる。
まず、鏡面曲線ＭＩ Ｏ４へ、水平面内において２軸と
Ｏ５だけ傾い一７’Ｌｒａｙを入射させる。Ｍ、 Ｏ４
での法線ベクトルは定まっているので１反射方向が決定
される。副反射鏡（９）の鏡面曲線’ｒｔ ’ｒ。
Ｏ５だけ傾い一７’Ｌｒａｙを入射させる。Ｍ、 Ｏ４
での法線ベクトルは定まっているので１反射方向が決定
される。副反射鏡（９）の鏡面曲線’ｒｔ ’ｒ。
は、この曲線’ｒ、 ’ｒ、で反射した後、ホーン（１
ｆ）の位相中心Ｆ、に向うように光路長一定の条件から
決定される。ここで、鏡面（９１，（Ｅｌはｘｘ面に−
シて対称であるから、鏡面ＭＩＭ４に−０１だけ傾いた
ｒａｙを入射させると、ホーン（ＩＧ）の位相中心Ｆ４
に集束させることができる。次に、このようにして求ま
った副反射鏡（９）の鏡面曲線’ｒ、’ｒ。
ｆ）の位相中心Ｆ、に向うように光路長一定の条件から
決定される。ここで、鏡面（９１，（Ｅｌはｘｘ面に−
シて対称であるから、鏡面ＭＩＭ４に−０１だけ傾いた
ｒａｙを入射させると、ホーン（ＩＧ）の位相中心Ｆ４
に集束させることができる。次に、このようにして求ま
った副反射鏡（９）の鏡面曲線’ｒ、’ｒ。
に位相中心Ｆ、からのｒａｙが入射した場合、第４図に
示した開口面Ｐ１ｐ４までの光路長一定の条件から主反
射鏡ａ呻の鏡面曲線Ｎ、 Ｎ４を９位相中心Ｆ１からの
ｒａｙが入射した場合は第４図の開口面ＱＩＱ４までの
光路長で定の条件から主反射鏡α呻の鏡面曲線Ｎ１′Ｎ
４Ｆを決定できる。さらに、鏡面曲線ＮＩ Ｎ４及びＮ
、’ Ｎ４ｔに０３だけ傾いたｒａｙを入射させ、各々
、光路長一定の条件から点Ｆ、に集束するように副反射
鏡（９）の鏡面曲線を決定できる。この過程を順次、繰
シ返して、副反射鏡（９）、主反射鏡（１１１の鏡面を
構成できる。このような鏡面座標及びその点における法
線ベクトルは離散的に求まる。したがって、鏡面の連続
性を吟味する必要がある。まず、第４図に示した２次元
的な場合について、第６図によって説明する。離散的に
求まった点をＳ、 、 Ｓ、とし。
示した開口面Ｐ１ｐ４までの光路長一定の条件から主反
射鏡ａ呻の鏡面曲線Ｎ、 Ｎ４を９位相中心Ｆ１からの
ｒａｙが入射した場合は第４図の開口面ＱＩＱ４までの
光路長で定の条件から主反射鏡α呻の鏡面曲線Ｎ１′Ｎ
４Ｆを決定できる。さらに、鏡面曲線ＮＩ Ｎ４及びＮ
、’ Ｎ４ｔに０３だけ傾いたｒａｙを入射させ、各々
、光路長一定の条件から点Ｆ、に集束するように副反射
鏡（９）の鏡面曲線を決定できる。この過程を順次、繰
シ返して、副反射鏡（９）、主反射鏡（１１１の鏡面を
構成できる。このような鏡面座標及びその点における法
線ベクトルは離散的に求まる。したがって、鏡面の連続
性を吟味する必要がある。まず、第４図に示した２次元
的な場合について、第６図によって説明する。離散的に
求まった点をＳ、 、 Ｓ、とし。
各々、この点における法線ベクトルをｎｔ Ｉ ｎｌと
する。これら２点間を接続する場合、与えられた条件か
ら三次曲線となる。第６図（ａ）の場合は単調であるが
、第６図６）の場合は変曲線が存在し、鏡面を構成する
ことの意味を失う。第６図の三次元的な場合も、隣シ合
５４点間を曲面で接続する場合、波をうつよう表曲面に
なれば鏡面として採用でき表い。
する。これら２点間を接続する場合、与えられた条件か
ら三次曲線となる。第６図（ａ）の場合は単調であるが
、第６図６）の場合は変曲線が存在し、鏡面を構成する
ことの意味を失う。第６図の三次元的な場合も、隣シ合
５４点間を曲面で接続する場合、波をうつよう表曲面に
なれば鏡面として採用でき表い。
し九がりて、波をうたない曲面系を選定し。
かつ４個の焦点近傍にホーンを配置すれば、第７図の斜
線部で示した角度範囲で収差を小さくしたまま、かつ副
反射鏡（９）のブロッキング無しでマルチビームを形成
することができる。
線部で示した角度範囲で収差を小さくしたまま、かつ副
反射鏡（９）のブロッキング無しでマルチビームを形成
することができる。
なお１以上は副反射鏡を凸面形状としたが。
本発明は凹面形状に使用してもよい。
以上のように本発明によれば、鏡面系をオフセット形に
して副反射鏡のブロッキングを除いたこと、鏡面形状を
一つの面内ばかシでなくあらゆる面内で収差が小さくな
るような非二次曲面にしたことにより、サイドロープレ
ベルの上昇、利得低下の小さなマルチビームを得る利点
がある。
して副反射鏡のブロッキングを除いたこと、鏡面形状を
一つの面内ばかシでなくあらゆる面内で収差が小さくな
るような非二次曲面にしたことにより、サイドロープレ
ベルの上昇、利得低下の小さなマルチビームを得る利点
がある。
第１図、第２図、第８図は従来のマルチビームアンテナ
の概略構成図、第４図は本発明の一実施例を説明する図
、第す図は本発明の一実施例の概略構成図、第６図、第
７図は本発明の一実施例を説明する図であ９９図中、（
１）は給電ホ、−ン、（９）はオフセット形の副反射鏡
、 ａｌｌはオフセット形の主反射鏡である。 代理人 葛 野 信 − ＠１図 ｗ２図 第３図 ＠４図 第５図
の概略構成図、第４図は本発明の一実施例を説明する図
、第す図は本発明の一実施例の概略構成図、第６図、第
７図は本発明の一実施例を説明する図であ９９図中、（
１）は給電ホ、−ン、（９）はオフセット形の副反射鏡
、 ａｌｌはオフセット形の主反射鏡である。 代理人 葛 野 信 − ＠１図 ｗ２図 第３図 ＠４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｙｚ面を水平面、ｚｘ面を一非対称面とし、この非対称
面における主反射鏡の鏡面曲線ＭＯ。 副反射鏡の鏡面曲線８ｏはｙ軸まわシにｙｚ面をθａ、
−θａだけ回転させ友方向からの平面波を上記非対称面
内の点Ｆｌ、 Ｆ、に集束させる曲線とし、上記鏡面曲
線ＭｏにＸ軸まわりにｚｘ面をθＳだけ回転させた方向
からの平面波を１２面である水平面内の点Ｆ、に集束さ
せる副反射鏡の鏡面曲線Ｓ１を定め１次に、上記点Ｆ、
、 Ｐ。 からのこの鏡面曲線８ｓＫ向う波が主反射鏡で反射した
後、各々、θａ、−θａ方向の平面波となるように主反
射鏡の鏡面曲線Ｍ、 、 Ｍ、を定め、とのＭ、 、
Ｍ、にも上記θＳだけ傾いた平面波が点Ｆ、に集束する
ように鏡面構成を順次０行い。 かつ副反射鏡、主反射鏡とも上記非対称面に関して対称
であるため上記θ３とＺＸ面に関して対称な方向である
一θＳの平面波に対して９点Ｆ、の対称表点Ｆ４にも集
束するようにし、これら４点Ｆｌ ＋ Ｆｌ ｅ Ｆｌ
及びＦ４の近傍に複数個の給電ホーンを配置したことを
特徴とするマルチビームアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13939881A JPS5840905A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | マルチビ−ムアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13939881A JPS5840905A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | マルチビ−ムアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5840905A true JPS5840905A (ja) | 1983-03-10 |
| JPH0352246B2 JPH0352246B2 (ja) | 1991-08-09 |
Family
ID=15244344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13939881A Granted JPS5840905A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | マルチビ−ムアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5840905A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59196609A (ja) * | 1983-04-22 | 1984-11-08 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JPS60129709U (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-30 | 日本電気株式会社 | オフセツトアンテナ |
| JPH05121919A (ja) * | 1991-10-29 | 1993-05-18 | Harada Ind Co Ltd | アンテナ伸縮駆動装置 |
-
1981
- 1981-09-04 JP JP13939881A patent/JPS5840905A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59196609A (ja) * | 1983-04-22 | 1984-11-08 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JPS60129709U (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-30 | 日本電気株式会社 | オフセツトアンテナ |
| JPH05121919A (ja) * | 1991-10-29 | 1993-05-18 | Harada Ind Co Ltd | アンテナ伸縮駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352246B2 (ja) | 1991-08-09 |
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