JPS59229902A - 成形ビ−ムアンテナ - Google Patents
成形ビ−ムアンテナInfo
- Publication number
- JPS59229902A JPS59229902A JP10474383A JP10474383A JPS59229902A JP S59229902 A JPS59229902 A JP S59229902A JP 10474383 A JP10474383 A JP 10474383A JP 10474383 A JP10474383 A JP 10474383A JP S59229902 A JPS59229902 A JP S59229902A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parabolas
- antenna
- axis
- reflecting mirror
- main reflecting
- Prior art date
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- 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
- H01Q19/13—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 the primary radiating source being a single radiating element, e.g. a dipole, a slot, a waveguide termination
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- 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】
〔発明の騙する技術分野〕
本発明は無線通信における反射鏡アンテナに属し、伐数
の地上局と通信を行う衛星搭載用アンテナ等に適する成
形ビームアンテナに関するものである。
の地上局と通信を行う衛星搭載用アンテナ等に適する成
形ビームアンテナに関するものである。
従来、この種のアンテナには、地上局が散在する４テ定
の地域を効率よ（照射するように、放射ビームの断面形
状が成形された放射特性を持つことが望まれる。このよ
うないわゆる成形ビームアンテナとしては、例えば第１
図に縦断側面図を示すような複数個の１次放射器により
給電されたパラボラアンテナが従来用いられていた。第
１図において、１は点Ｆを焦点とし２を基準軸とする回
転放物面鏡、１０および１１は１次放射器である。この
１次放射器１ｏおよび１１は電力分配器１２によりそれ
ぞれ適切な励振振幅比および位相差で給電されている。
の地域を効率よ（照射するように、放射ビームの断面形
状が成形された放射特性を持つことが望まれる。このよ
うないわゆる成形ビームアンテナとしては、例えば第１
図に縦断側面図を示すような複数個の１次放射器により
給電されたパラボラアンテナが従来用いられていた。第
１図において、１は点Ｆを焦点とし２を基準軸とする回
転放物面鏡、１０および１１は１次放射器である。この
１次放射器１ｏおよび１１は電力分配器１２によりそれ
ぞれ適切な励振振幅比および位相差で給電されている。
この１次放射器１０および１１はそれぞれ焦点Ｆより偏
位して配置されているため、各１次放射器１０．１１よ
り放射され回転放物面鏡ｌで反射された電波は、それぞ
れ進行方向の異なる平面波状の電波として放射され、全
体としては電力分配器１２により給電された振幅比およ
び位相差に準じて合成される。なお第１図は１次放射器
の数が２個の例を示したが、２個以上の場合も合成の方
法は同様である。したがって１次放射器の数と配置位置
および励振振幅比と位相差を望ましい成形ビームの形状
に合わせて選定することにより、成形ビームアンテナが
実現される。
位して配置されているため、各１次放射器１０．１１よ
り放射され回転放物面鏡ｌで反射された電波は、それぞ
れ進行方向の異なる平面波状の電波として放射され、全
体としては電力分配器１２により給電された振幅比およ
び位相差に準じて合成される。なお第１図は１次放射器
の数が２個の例を示したが、２個以上の場合も合成の方
法は同様である。したがって１次放射器の数と配置位置
および励振振幅比と位相差を望ましい成形ビームの形状
に合わせて選定することにより、成形ビームアンテナが
実現される。
しかしながらこの構成のアンテナでは、一般に１次放射
器の１の増加に比例して電力分配器が複雑化し、その損
失も増大する欠点があった。また１次放射器の数が増加
すると、１次放射器と電力分配器全体の寸法および重量
が増大し、？ｉｓ星に搭載する場合に゛は衛星全体の構
成に与える影響が大きい等の欠点もあった。
器の１の増加に比例して電力分配器が複雑化し、その損
失も増大する欠点があった。また１次放射器の数が増加
すると、１次放射器と電力分配器全体の寸法および重量
が増大し、？ｉｓ星に搭載する場合に゛は衛星全体の構
成に与える影響が大きい等の欠点もあった。
また他の構成の成形ビームアンテナとしては、特開昭５
０−９９０６０に記載されたアンテナのように、回転放
物面の１部よりなる部分鏡面を複数個組合わせて構成さ
れる主反射鏡を用いて、１次放射器系の構造を簡略化し
たアンテナもあるが、複数の部分鏡面を組合わせている
ため、各部分鏡面の回転対称軸や焦点距離および主反射
鏡全体に占める各部分鏡面の割合等を自由に選定するこ
とができず、設計の自由度が小さい欠点があった。
０−９９０６０に記載されたアンテナのように、回転放
物面の１部よりなる部分鏡面を複数個組合わせて構成さ
れる主反射鏡を用いて、１次放射器系の構造を簡略化し
たアンテナもあるが、複数の部分鏡面を組合わせている
ため、各部分鏡面の回転対称軸や焦点距離および主反射
鏡全体に占める各部分鏡面の割合等を自由に選定するこ
とができず、設計の自由度が小さい欠点があった。
本発明は、上記欠点を改良するもので、複数局との通信
を行うことができ、簡単な構成で設計の自由度の大きい
１次放射器を価えた成形ビームアンテナを提供すること
を目的とする。
を行うことができ、簡単な構成で設計の自由度の大きい
１次放射器を価えた成形ビームアンテナを提供すること
を目的とする。
本発明は、合成しようとする成形ビームの断面形状に合
わせて形成した線群の包絡面を用いて主反射鏡が構成さ
れたことを特徴とする。
わせて形成した線群の包絡面を用いて主反射鏡が構成さ
れたことを特徴とする。
すなわち本発明は、主反射鏡と、この主反射鏡を直接ま
たは１個以上の副反射鏡を介して照射する１次放射器と
を備えた成形ビームアンテナにおいて、上記主反射鏡は
、この主反射鏡上に位置する一定点および上記１次放射
器の位相中心点または上記副反射鏡を介した等価位相中
心点を含む平面群の各切断線により形成される切断線群
の包絡面により構成され、上記各切断線はそれぞれ軸の
向きの異なる複数の放物線の組合わせにより形成され、
かつ上記各放物線の軸の向きは隣接する他の切断線を形
成する放物線の軸の向きとそれぞれ異なるように形成さ
れたことを特徴とする。
たは１個以上の副反射鏡を介して照射する１次放射器と
を備えた成形ビームアンテナにおいて、上記主反射鏡は
、この主反射鏡上に位置する一定点および上記１次放射
器の位相中心点または上記副反射鏡を介した等価位相中
心点を含む平面群の各切断線により形成される切断線群
の包絡面により構成され、上記各切断線はそれぞれ軸の
向きの異なる複数の放物線の組合わせにより形成され、
かつ上記各放物線の軸の向きは隣接する他の切断線を形
成する放物線の軸の向きとそれぞれ異なるように形成さ
れたことを特徴とする。
次に本発明の実施例を図面に基づいて訂しく説明する。
第２図は本発明一実施例アンテナの箱断ｆｉ１ｉ１面図
、第６図はそのアンテナの主反射鏡の正面図である。
、第６図はそのアンテナの主反射鏡の正面図である。
第２図および第３図において、主反射ψ、２０点０は１
次放射器１３の最大放射方向のビーム軸と主反射鏡２と
の交点であり、点Ｐは１次放射器１３の位相中心点、２
は主反射鏡２０基準軸である。
次放射器１３の最大放射方向のビーム軸と主反射鏡２と
の交点であり、点Ｐは１次放射器１３の位相中心点、２
は主反射鏡２０基準軸である。
主反射鏡２は、点０と点Ｐとを含む平面群の各切断線に
より形成される切断線群の包餡面により構成される。第
３図の実線２０．２１．２２は前記切断線群を形成する
切断線の一部である。この各切断線は以下に述べる方法
により定まる。
より形成される切断線群の包餡面により構成される。第
３図の実線２０．２１．２２は前記切断線群を形成する
切断線の一部である。この各切断線は以下に述べる方法
により定まる。
第４図は本実施例アンテナが合成しようとする成形ビー
ムの観測球面上での等利得線図の一例である。第４図に
おいて、実線４９は観測球面上での咎利得線図であって
、実線３ｏ、３１．３２はそＪｔぞれ第３図に示した切
断ａ２０，２１．２２を含む切断平面と観測球面との交
線であり、点Ｑは第２図に示したｚ軸と観測球面との交
点である。なお第４図の実線４９で表わされる等利得線
図はこのＺ軸よりの角度に対して示されており、実線３
゜と３２はそれぞれ垂部角度軸と水平角度軸に一致して
いる。したがって各切断平面内での放射特性−１例えば
第４図の実線３０，３１．３２で考えられる切傷ｔ ｖ
Ｔｆｊ＋に対応して、それぞれ第５図の実線４０、破線
４１．２点鎖線４２で示されるような特性が望まれるこ
とになる。第５図において縦軸５゜は電力振幅値を示す
軸、横軸５１はｚ軸よりの角度を示す釉である。各切断
平面内で望ましい放射特性を得るための主反射鏡２の切
断線の定め方を例えば第５図の実線４０の場合について
説明する。
ムの観測球面上での等利得線図の一例である。第４図に
おいて、実線４９は観測球面上での咎利得線図であって
、実線３ｏ、３１．３２はそＪｔぞれ第３図に示した切
断ａ２０，２１．２２を含む切断平面と観測球面との交
線であり、点Ｑは第２図に示したｚ軸と観測球面との交
点である。なお第４図の実線４９で表わされる等利得線
図はこのＺ軸よりの角度に対して示されており、実線３
゜と３２はそれぞれ垂部角度軸と水平角度軸に一致して
いる。したがって各切断平面内での放射特性−１例えば
第４図の実線３０，３１．３２で考えられる切傷ｔ ｖ
Ｔｆｊ＋に対応して、それぞれ第５図の実線４０、破線
４１．２点鎖線４２で示されるような特性が望まれるこ
とになる。第５図において縦軸５゜は電力振幅値を示す
軸、横軸５１はｚ軸よりの角度を示す釉である。各切断
平面内で望ましい放射特性を得るための主反射鏡２の切
断線の定め方を例えば第５図の実線４０の場合について
説明する。
第６図は第２図の中央縦断面図、第７図は第６図に示さ
れる主反射鏡２の放射特性図である。なお第７因の実心
４０は第５図に示したものと同一である。第６図に示し
た切断線により示さねる主反射鏡２ Ｆ、Ｉｌ、５イｊ
Ｉ類の放物線３．４．５．６．７の一部により形成され
る。各放物線３．４．５．６．７は１次放射器１３の位
相中心点Ｐを共通の焦点とし、向きの異なるｚ３、ｚ４
．ｚ６、ｚ６、ｚ７をそれぞれ剰１とする。θ３．０４
、θ６、θ７は主反射鏡２の基準軸２よりの放物ね３．
４．６．７の各角度である。
れる主反射鏡２の放射特性図である。なお第７因の実心
４０は第５図に示したものと同一である。第６図に示し
た切断線により示さねる主反射鏡２ Ｆ、Ｉｌ、５イｊ
Ｉ類の放物線３．４．５．６．７の一部により形成され
る。各放物線３．４．５．６．７は１次放射器１３の位
相中心点Ｐを共通の焦点とし、向きの異なるｚ３、ｚ４
．ｚ６、ｚ６、ｚ７をそれぞれ剰１とする。θ３．０４
、θ６、θ７は主反射鏡２の基準軸２よりの放物ね３．
４．６．７の各角度である。
このような＋１′４成のアンテナでは、１次放射器１３
より切１す「平面内に放射された球Ｉｎ１波波碑０１↓
１．Ｌυは各放物線３．４．５．６．７で反射した後、
それぞれの４？ｉ１方向に進行する′電波として１ｒＪ
１−平１ｕｊ内に放射される。この切断平面内の放射特
性は主としてこれらの合成波として実勝４ｏで示される
。したがって、切断線を形成する放物線の数と各ｈ１勿
緑の寸法、焦点耐重しおよび軸の向きを調整することに
より望ましい放射特性を合成することができる。上述し
た放射特性の合成を各切ド１平面内で行うことにより、
アンテナ全体としては、第４図の実線４９に示した等利
得蕨紬を合成できる。
より切１す「平面内に放射された球Ｉｎ１波波碑０１↓
１．Ｌυは各放物線３．４．５．６．７で反射した後、
それぞれの４？ｉ１方向に進行する′電波として１ｒＪ
１−平１ｕｊ内に放射される。この切断平面内の放射特
性は主としてこれらの合成波として実勝４ｏで示される
。したがって、切断線を形成する放物線の数と各ｈ１勿
緑の寸法、焦点耐重しおよび軸の向きを調整することに
より望ましい放射特性を合成することができる。上述し
た放射特性の合成を各切ド１平面内で行うことにより、
アンテナ全体としては、第４図の実線４９に示した等利
得蕨紬を合成できる。
以上説明したように、等利得線図の合成は各切貼平面内
でそれぞれ個別に行わわるため、Ｖｒ合う切ＩノＥ線の
杓成要素が総て同一であることはな（、構成委素の１部
あるいは全体が異なり、この違いは王として軸の向きの
追いが主体的であり、各放物心の寸法および焦点距離は
、主として切断線群の包絡面がなたらかな鋭化となるよ
うに選定される。
でそれぞれ個別に行わわるため、Ｖｒ合う切ＩノＥ線の
杓成要素が総て同一であることはな（、構成委素の１部
あるいは全体が異なり、この違いは王として軸の向きの
追いが主体的であり、各放物心の寸法および焦点距離は
、主として切断線群の包絡面がなたらかな鋭化となるよ
うに選定される。
なお切断し群の数については、主反射鏡全体の大きさ、
使用族波数帝、合成しようとする噌利得ｉ図の形状等に
より選定されるか、波動効果をも考慮した放射特性の解
析結果あるいは実測結果によりその紅を増減することが
できる。
使用族波数帝、合成しようとする噌利得ｉ図の形状等に
より選定されるか、波動効果をも考慮した放射特性の解
析結果あるいは実測結果によりその紅を増減することが
できる。
第８図は本発明の他の実施例アンテナの中央縦Ｉ、；１
面図、第９図は第８図に示される主反射ｆａ２’の放射
慣性図である。本実施例の主反射鏡２′は、第８図に示
すように切断線が６種類の放物線３′、４（５′の一部
により形成され、この切断線が基緒軸２を中心にして回
転して栴成される。したがって合成される放射特性も第
９図の放射特性を示す実線４３を軸５０の回りに回転し
たものとなる。なお第８図および＆）９図に示される軸
ｚ３および２．の刺１ｚよりの角度θ、およびθ、は、
θ３−０．で））る。各切断平面内の屋ましい放射特性
の実〜４３で示されるいわゆる双峰性ビームを合成する
方法は第６図および第７図の場合と同様である。本実％
、例のアンテナの主反射鏡２′の格成の％徴は、各切断
線の中央部は総て同一の焦点距離と軸を有する放物線４
′であり、絢辺部は焦点距離は同一であるが軸の向きが
それぞれ異なる放物Ｆ、ｉ！３′、５′であるところに
ある。
面図、第９図は第８図に示される主反射ｆａ２’の放射
慣性図である。本実施例の主反射鏡２′は、第８図に示
すように切断線が６種類の放物線３′、４（５′の一部
により形成され、この切断線が基緒軸２を中心にして回
転して栴成される。したがって合成される放射特性も第
９図の放射特性を示す実線４３を軸５０の回りに回転し
たものとなる。なお第８図および＆）９図に示される軸
ｚ３および２．の刺１ｚよりの角度θ、およびθ、は、
θ３−０．で））る。各切断平面内の屋ましい放射特性
の実〜４３で示されるいわゆる双峰性ビームを合成する
方法は第６図および第７図の場合と同様である。本実％
、例のアンテナの主反射鏡２′の格成の％徴は、各切断
線の中央部は総て同一の焦点距離と軸を有する放物線４
′であり、絢辺部は焦点距離は同一であるが軸の向きが
それぞれ異なる放物Ｆ、ｉ！３′、５′であるところに
ある。
なお以上の説明では、１次放射器が電波の’）ｊ４１路
に存在し、いわゆるブロッキングがある４１゛〆［成の
アンテナについて説明したが、ブロッキングの少ない、
いわゆるオフセット形式のアンテナにも適用することが
できる。
に存在し、いわゆるブロッキングがある４１゛〆［成の
アンテナについて説明したが、ブロッキングの少ない、
いわゆるオフセット形式のアンテナにも適用することが
できる。
また説明の都会上、アンテナは送イ―アンテナとして扱
ったが、アンテナの相反性より受信アンテナにも適用す
ることができ、したがって上記にξ明で用いた「照射」
および「放射」の語は、本発明を送信アとンテナに限定
するものではない。
ったが、アンテナの相反性より受信アンテナにも適用す
ることができ、したがって上記にξ明で用いた「照射」
および「放射」の語は、本発明を送信アとンテナに限定
するものではない。
以上説明したように、本発明によ才１ば合成しようとす
る成形ビームの断面形状に合わせて形成した切ル［赳群
の包絡面を用いて主反射鏡を栴成し、これを１次放射器
により直接、あるいは副反射鏡を介して絹電することに
より、１１次放射器系の構造が升４．略化され、かつ設
計の自由度の大きな優れた越、形ビームアンテナが実現
できる。特に枚数のｊｌｆｚ上局との通（Ｍを行う必要
があり、かつアンテナ全体の寸法、重量等に制限の多い
衛星招載用アンデナに用いれば多大な効果を発揮すると
とができる。
る成形ビームの断面形状に合わせて形成した切ル［赳群
の包絡面を用いて主反射鏡を栴成し、これを１次放射器
により直接、あるいは副反射鏡を介して絹電することに
より、１１次放射器系の構造が升４．略化され、かつ設
計の自由度の大きな優れた越、形ビームアンテナが実現
できる。特に枚数のｊｌｆｚ上局との通（Ｍを行う必要
があり、かつアンテナ全体の寸法、重量等に制限の多い
衛星招載用アンデナに用いれば多大な効果を発揮すると
とができる。
第１図は従来例アンテナの縦断（１ｉｉｌ １ｉＩｉ図
。 第２図は本発明一実施例アンテナの縦１’ｌ’ｌｉ”Ｉ
ｔ！！Ｉ面図。 第３図はそのアンテナの主反射錆・の正面図。 第４図はその笠利；＃線図。 第５図はその放射特性図。 第６図は第２図の中火綿］断面図。 第７１７ｉはその放射特性図。 第８１２１は本発明の他の実施例アンテナの中央網１ｉ
、ｌ＋ １川しｊｏ 第９図はその放射特性図。 ２．２′・・・主反射勿１六 ３〜７．３′〜５′・・
・放物線、１３・・・１次放射器、０・−・主反射鏡上
の定点、Ｐ・・・１ ？ｊζ放躬放射位イ［」中心点、
２・・・主反射鏡の基準軸。 特許出願人 代理人弁理士井 出 直 孝 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図 第９図
。 第２図は本発明一実施例アンテナの縦１’ｌ’ｌｉ”Ｉ
ｔ！！Ｉ面図。 第３図はそのアンテナの主反射錆・の正面図。 第４図はその笠利；＃線図。 第５図はその放射特性図。 第６図は第２図の中火綿］断面図。 第７１７ｉはその放射特性図。 第８１２１は本発明の他の実施例アンテナの中央網１ｉ
、ｌ＋ １川しｊｏ 第９図はその放射特性図。 ２．２′・・・主反射勿１六 ３〜７．３′〜５′・・
・放物線、１３・・・１次放射器、０・−・主反射鏡上
の定点、Ｐ・・・１ ？ｊζ放躬放射位イ［」中心点、
２・・・主反射鏡の基準軸。 特許出願人 代理人弁理士井 出 直 孝 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図 第９図
Claims (1)
- ＜ｌ＋ 主反射鏡と、この主反射鋼を直接囚反射鎖な
介して照射する１次放射器とを備えた成形ビームアンテ
ナにおいて、上記主反射鏡は、この主反射鏡上に位置す
る一定点および上記１次放射器の位相中心点を含む平面
群の各切断線により形成される切断灯群の包絡面により
構成され、上記各切断線はそれぞれ軸の向きの異なる代
数の放物線の組合わせにより形成され、かつ上記各放物
力祖の軸の向きは膜接する他の切断線を形成する放物紛
の軸の向きとそれぞれ異なるように形成されたことを特
徴とする成形ビームアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104743A JPH0611086B2 (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 成形ビ−ムアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104743A JPH0611086B2 (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 成形ビ−ムアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59229902A true JPS59229902A (ja) | 1984-12-24 |
| JPH0611086B2 JPH0611086B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=14388972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58104743A Expired - Lifetime JPH0611086B2 (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 成形ビ−ムアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611086B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5136294A (en) * | 1987-01-12 | 1992-08-04 | Nec Corporation | Multibeam antenna |
| US5258767A (en) * | 1989-03-14 | 1993-11-02 | Kokusai Denshin Denwa Co., Ltd. | Antenna system for shaped beam |
| CN110401040A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-01 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种基于等化面积和混合形状的反射面天线曲面分块方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5099060A (ja) * | 1973-12-27 | 1975-08-06 |
-
1983
- 1983-06-10 JP JP58104743A patent/JPH0611086B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5099060A (ja) * | 1973-12-27 | 1975-08-06 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5136294A (en) * | 1987-01-12 | 1992-08-04 | Nec Corporation | Multibeam antenna |
| US5258767A (en) * | 1989-03-14 | 1993-11-02 | Kokusai Denshin Denwa Co., Ltd. | Antenna system for shaped beam |
| CN110401040A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-01 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种基于等化面积和混合形状的反射面天线曲面分块方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611086B2 (ja) | 1994-02-09 |
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