JPS587084B2 - エンヘンパアンテナ - Google Patents

エンヘンパアンテナ

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JPS587084B2
JPS587084B2 JP9974775A JP9974775A JPS587084B2 JP S587084 B2 JPS587084 B2 JP S587084B2 JP 9974775 A JP9974775 A JP 9974775A JP 9974775 A JP9974775 A JP 9974775A JP S587084 B2 JPS587084 B2 JP S587084B2
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JP
Japan
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circularly polarized
antenna
waveguide
circular
waves
Prior art date
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Expired
Application number
JP9974775A
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English (en)
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JPS5224058A (en
Inventor
外山昇
矢沢紀彦
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Hoso Kyokai NHK filed Critical Nippon Hoso Kyokai NHK
Priority to JP9974775A priority Critical patent/JPS587084B2/ja
Publication of JPS5224058A publication Critical patent/JPS5224058A/ja
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10Combinations 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
    • H01Q19/12Combinations 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
    • H01Q19/17Combinations 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 comprising two or more radiating elements

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒーハット型パラボラアンテナにおいて円偏
波のマイクロ波を送受信するようにした円偏波アンテナ
に関するものである。
静止衛星による衛星放送はヨーロッパ、アメリカ、日本
等の世界各国において近い将来にその実用化が予測され
るが、静止衛星の軌道が唯一つに限られるため、複数個
の放送衛星が用いられるとそれらの放送衛星からの放送
電波相互間に干渉を生ずるおそれがある。
かかる放送電波の相互干渉を避けるためには、衛星放送
受信用アンテナの交差偏波識別度を利用する必要がある
しかして、地上の放送電波を受信する場合には、電波を
水平または垂直の直線偏波にし、受信アンテナの偏波面
をこの放送電波の偏波面に合わせて交差偏波識別度を利
用することはさほど困難ではないが、放送衛星からの電
波を受信する場合には、電波伝播経路における電離層な
どによる攪乱や受信地点における電波の入射角などに基
づく偏波面のずれが生ずるので、上述のように偏波面を
合わせることは極めて困難である。
第1図は、放送衛星電波の偏波面が地表面においていか
なる方向のものになるかを示したものであり、放送衛星
の位置Tを中心とする球面を直角座標面で截った大円を
それぞれAB,BC,CAとすれば、直線TA,TB,
TCはそれぞれ互に直交している。
上記球面上のRを受信地点とすると、放送衛星TからT
A方向の偏波面Exをもって送出された電波の受信地点
Rにおける偏波面はR点における大円ARの接線方向の
Emとなり、偏波面Exに直交するTC方向の偏波面E
yをもって送出された電波の受信地点Rにおける偏波面
はR点における大円CRの接線方向のEcとなる。
すなわち、放送衛星Tから互に直交する偏波面EXとE
yとをもって送出された電波も、受信地点Rに到達した
ときにはそれぞれの偏波面EmとEcとが直交しないこ
とになり、その交差角度は受信地点の位置によって異な
ってくる。
しだがって、一般の聴視者が衛星放送を受信する際にか
かる直交偏波の放送電波に対して受信アンテナの指向方
向と備波面とを同時に調整するのが極めて困難であるこ
とが判る。
複数個の放送衛星に対する周波数割当ては、衛星放送用
周波数帯の有効利用の点からして偏波面識別度を考慮し
て行なわれるものとみられるが、かかる周波数割当ての
衛星放送電波に対しては受信アンテナの偏波面調整の良
否がそのまま放送チャンネル間の干渉の大小となるので
、放送衛星電波を直線偏波とした場合には大きい交差偏
波識別度を得ることは期待しえない。
しかし、放送衛星電波を円偏波とした場合には、前述し
たような偏波面のずれには拘りなく、円偏波旋回方向の
別による識別が容易であるから、一般聴視者の受信アン
テナはその指向方向を調整して所望の放送衛星を指向さ
せるだけでよく、偏波面の調整は要しないので、直線偏
波とした場合に比して受信アンテナの調整が極めて簡単
となり、受信アンテナの設計どおりの偏波識別度を得る
ことができる。
上述したところから、将来の衛星放送システムにおいて
は放送衛星電波に円偏波が用いられるものとみられる。
これに対して、従来の円偏波アンテナとしては、円錐ホ
ーンを用いたもの、あるいは、ダイポールを直角に2個
組合わせたもの、または、これらのアンテナを一次放射
器としたパラボラアンテナ等があるが、いずれも構造が
複雑で大型となり、製造径費もかかるため、12GHz
帯のマイクロ波を用いた衛星放送電波を受信するだめの
一般聴視者用受信アンテナには適していない。
一方、構造が極めて簡単で小型軽量のマイクロ波アンテ
ナとして、パラボラ型反射器の中心部から矩形導波管を
軸方向に延在させ、その先端部を彎曲させて開口端面が
パラボラの焦点位置においてパラボラ型反射器に対向す
るようにし これを一次放射器としたいわゆるビーハッ
ト型のパラボラアンテナがあり、移動中継用のマイクロ
波アンテナなどに多用されているが、従来のヒーハット
型パラボラアンテナはいずれも、上述のように矩形導波
管を用いて直線偏波を送受信するようになっており、円
偏波用には使用し得なかった。
本発明の目的は、従来のヒーハット型パラボラアンテナ
を改良し、構造が簡単で小型軽量の日偏波アンテナを提
供することにある。
本発明の他の目的は、日偏波用パラボラアンテナの一次
放射器とするに適した簡単な構造で良好な放射特性を有
する極めて小型の円偏波放射器を提供することにある。
すなわち、本発明円偏波アンテナは、パラボラ型反射器
の中心部においてその反射器の反射面を貫通してそのパ
ラボラ型反射器の軸方向に導波管を延在させ、その導波
管の少なくとも先端部を円形導波管をもって構成し、前
記パラボラ型反射器の焦点の近傍において前記円形導波
管の管壁に互に90度の間隔を有する4個のスロットの
組を前記円形導波管の軸方向に所定の間隔をおいて2組
配設するとともに、前記円形導波管の端面を短絡したこ
とを特徴とするものである。
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第2図には、パラボラ型反射器1の中心部において、軸
方向に延在する円偏波一次放射器2を設けた、本発明に
よるヒーハット型円偏波パラボラアンテナの概略構成を
受信機3に取付けた状態で模式的に示す。
第3図には、第2図示の本発明による円偏波パラボラア
ンテナにおける円偏波一次放射器2の構成例を示す。
第3図示の構成例においては、12GHz 帯のマイク
ロ波の伝送に多用されるWRJ一120型標準矩形導波
管を用いて本発明円偏波アンテナに給電する場合の一次
放射器2の構成を示醜取付部4を備えた矩形導波管5を
、矩形一円形変換部6を介して、円形導波管の管内に適
切な形状寸法の誘電体ブロックを備えて高周波電界の方
向により管内を伝搬する電波の位相を選択的に遅らせて
日偏波を発生させるようにしだ円偏波発生部7に接続し
更に、テーパ一部8を介して、直径を縮小した円形導波
管よりなり、その管壁に、パラボラ型反射器1の焦点位
置付近に位置するように複数個のスロット9を設け、か
つ、端面を整合板10により短絡した円偏波放射部11
に接続する。
上述のごとき構成の円偏波放射部11は、その内部に適
切な形状寸法に形成した誘電体ブロック13を充填臥管
内波長を短縮させて各部寸法を縮小し、複数個のスロッ
トの組合せよりなるスロット放射部をパラボラ反射器1
の焦点付近に集中的に配設しうるようにして適切な放射
パターンの形成を容易にするのが望ましい。
第4図a,bには、円偏波放射部11の構成例を各部寸
法の記号を付して示す。
第4図示の円偏波放射部11においては、内径dの円形
導波管の管壁に、同図bに示すように、90度の等間隔
をおいて長さmの4個のスロットA,B,C,Dを設け
、これらのスロットと中心間隔llの位置に、スロツト
A,B,C,Dとそれぞれ対応させて長さnの4個のス
ロットA’ , B’ , C’ , D’を設け、こ
れらのスロットの中心からl2の距離において円形導波
管の端面を整合板10により短絡する。
かかる構成の円偏波放射部11においては、上述のよう
にして管径dをなるべく縮小させ、かつ、スロット間隔
t1および各組のスロット長mおよびnを適切に設定し
て、後述するように、適切な放射パターンが得られるよ
うにするとともに、導波管の短絡距離l2を適切に設定
してスロット放射部のリアクタンス分を打消し、スロッ
ト放射部の整合をとって高い放射効率が得られるように
する。
第5図には、上述の構成を有するスロット放射部の作用
を示す。
第3図示の円偏波発生部7において、内部に設けた誘電
体ブロック12の配設位置により、矩形導波管5内を伝
搬して来た直線偏波を右旋または左旋の円偏波に変換し
た電波がテーパ一部8を介して内径dを縮小しだ円形導
波管に導かれると、その電波の管内波長λgは導波管内
径dおよび管内に充填した誘電体ブロック13の誘電率
により定まる値に短縮される。
上述した2組のスロットA,B,C,DおよびA’ ,
B’ 、C’, D’を円偏波により励振すると、これ
らのスロットには、同一時点において第5図に矢印で示
す方向の高周波電界EA, E B , Ec , E
DおよびEA’ ,EB’ , Ea’ , ED’
が印加され、更に、互に対向するスロットに印加され
る高周波電界EAとEa,EBとED1 およびEA′
とEa’、EB’とED’はそれぞれ同相となり、まだ
、互に相隣るスロットに印加される高周波電界、例えば
EAとEB,あるいはEA/とEB’は互に90度の位
相差となる。
しかして、中心間隔t1を有する2組のスロット間にお
いては、それぞれのスロットに印加される高周波電界E
A,EB,Ec,EDとEA’ , EB’,位相差が
生ずる。
したがって、かかる寸法配置の複数個のスロットから放
射される電波の放射パターンは、スロット群の中心間隔
t1を適切に設定することにより、第5図aに示すよう
に、パラボラ型反射器1に向うR方向で放射エネルギー
が最大となり、反対のF方向で最小になるようにするこ
とができる。
以上の説明においては、便宜上、本発明日偏波アンテナ
に矩形導波管により直線偏波を給電して送信アンテナと
して日偏波の電波を放射する場合について、本発明アン
テナの作用を述べたが、上述したと全く逆の過程により
、到来した円偏波の電波を受信して、その円偏波の旋回
方向の左右を識別分離して直線偏波に変換し、受信アン
テナとして使用しうろこと勿論である。
また、本発明円偏波アンテナに接続する送信機から円偏
波が送出され、もしくは、接続する受信機に円偏波を供
給しうる場合には、第3図示の矩形導波管5、矩形一円
形変換部6、円偏波発生部7等を設けることなく、適切
な管径の円形導波管によりヒーハット型一次放射器を構
成し、その先端部にテーパ一部8を介して上掲例におけ
ると同様の日偏波放射部11を設けるだけで極めて簡単
な構成ならびに構造のヒーハット型円偏波パラボラアン
テナを得ることができる。
以上の説明から明らかなとおり、本発明によれば、12
GHz等のSHFマイクロ波帯用の構成並びに構造が簡
単な円偏波アンテナが得られ、一般視聴者用に適した受
信アンテナとすることができるので、衛星放送電波を円
偏波とすることができ、その効果は大きい。
すなわち、衛星放送電波を円偏波とすれば、これを受信
する際にアンテナの方向調整のみを行なえばよいので、
直線偏波とした場合に必要となる困難な受信アンテナ偏
波面の調整機構を省くことができる。
まだ、衛星放送電波に右旋と左旋との2チャンネルの円
偏波を同一周波数で割当てることができるので、地上の
受信地点における衛星放送電波相互の干渉を軽減するこ
とができる。
本発明によれば、一次放射器をヒーハット型に構成した
簡単な構成で製造容易な小型円偏波パラボラアンテナを
得ることができ、反射器および一次放射器をプラスチッ
ク材に導電層被覆を施したものにより形成するなどして
極めて軽量かつ安価な一般視聴者の衛星放送受信に適し
た円偏波アンテナを得ることができる。
殊に、本発明円偏波アンテナに円形導波管を用いて円偏
波の電波を給電する場合には、本発明アンテナにおける
ヒーハット型一次放射器を先端部に所要のスロット放射
部を設け、かつ端面を短絡した円形導波管のみによって
極めて簡単な構造に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は放送衛星から送出した電波の地上受信点におけ
る偏波面のずれを説明するためのべクトル線図、第2図
は本発明によるヒーハット型円偏波パラボラアンテナの
概略構成を模式的に示す側面図、第3図は第2図示の本
発明アンテナにおける一次放射器の構成例を示す斜視図
、第4図aおよびbは第3図示の一次放射器における円
偏波放射部の構成例をそれぞれ示す側面図および断面図
、第5図aおよびbは第4図示の円偏波放射部の作用を
説明するだめの側面図および断面図である。 1・・・パラボラ型反射器、2・・・一次放射器、3・
・・受信機、4・・・導波管取付部、5・・・矩形導波
管、6・・・矩形一円形変換部、7・・・円偏波発生部
、8・・・導波管テーバ一部、9・・・スロット、10
・・・整合板、11・・・円偏波放射部、12.13・
・・誘電体ブロック。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 パラボラ型反射器の中心部においてその反射器の反
    射面を貫通してそのパラボラ型反射器の軸方向に導波管
    を延在させ、その導波管の少なくとも先端部を円形導波
    管をもって構成し、前記パラボラ型反射器の焦点の近傍
    において前記円形導波管の管壁に互に90度の間隔を有
    する4個のスロットの組を前記円形導波管の軸方向に所
    定の間隔をおいて2組配設するとともに、前記円形導波
    管の端面を短絡したことを特徴とする円偏波アンテナ。
JP9974775A 1975-08-19 1975-08-19 エンヘンパアンテナ Expired JPS587084B2 (ja)

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JPS5224058A JPS5224058A (en) 1977-02-23
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