JPS63209303A - 水平面内無指向性アンテナ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 中央局と、その周辺に散在する多数の固定子局或いは水
平面内で移動する移動子局との間で通信を行う為の水平
面内無指向性アンテナに於いて、円錐形回転放物面反射
鏡を主反射鏡とし、−次放射器から水平面内に一様に放
射した電波を円環形状の回転双曲面又は回転楕円面を反
射面とした副反射鏡で反射させて主反射鏡に入射させる
ものであり、垂直面内の指向性の制御が容易となるもの
である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、中央局と、多数の固定子局或いは移動子局と
の間で通信を行う為の水平面内無指向性アンテナに関す
るものである。

中央局と、その周辺に散在する多数の固定子局或いはそ
の周辺に移動する子局との間で通信を行うシステムに於
いては、中央局に、子局対応のアンテナを設ける代わり
に、１個の水平面内無指向性アンテナを設けるのが好適
である。

〔従来の技術〕

水平面内無指向性アンテナとして、例えば、特開昭５３
−６５０４５号公報に示されている。この公報に示され
ているアンテナは、第７図及び第８図に示す構成を有す
るものであり、第７図に於いては、回転放物面を有する
ほぼ円錐形状の反射鏡３１と、円錐状−次放射器３２と
、給電用円形導波管３３とから構成され、−次放射器３
２から放射された電波は、反射鏡３１により反射されて
水平方向に放射され、水平面内では無指向性となると説
明されている。

又第８図に於いては、回転双曲面を有するほぼ円錐形状
の主反射鏡３４と、回転放物面を有する副反射鏡３５と
、円錐状−次放射器３６と、給電用円形導波管３７とか
ら構成されており、−次放射器３６から放射された電波
は、副反射鏡３５で反射されて主反射鏡３４に入射され
、この主反射鏡３４から水平方向に放射され、水平面内
では無指向性となると説明されている。

又他の水平面内無指向性アンテナとしては、ダイポール
アンテナやバイコニカルアンテナ等が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 数ＧＨｚ以上の周波数を用いて、中央局とその周辺に散
在する多数の固定子局との間、或いは、中央局とその周
辺を移動する移動子局との間で通信を行う場合、半波長
のダイポールアンテナは、寸法的に小さくなり過ぎるか
ら、実用的でないものとなる。又バイコニカルアンテナ
は、反射鏡を有しない放射形アンテナであるから、励振
源とアンテナ系とのインタフェースが高い周波数帯域で
困難となり、且つ垂直面内に於ける指向性の制御が困難
である等の欠点がある。

又第７図に示す従来例のアンテナは、反射鏡が１個であ
るから、アンテナ開口面の電磁界分布を制御することが
容易でない欠点があり、又第８図に示す従来例のアンテ
ナは、主反射鏡と副反射鏡とを用いているが、主反射鏡
３４を回転双曲面としていることから、垂直面内に於け
る指向性を制御することが困難である欠点がある。

本発明は、水平面内を無指向性とすると共に、垂直面内
に於ける指向性の制御を容易にすることを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の水平面内無指向性アンテナは、−次放射器と副
反射鏡と主反射鏡とを有するもので、第１図を参照して
説明する。

第１図に於いては、軸６を中心として回転対称形で、断
面の左側を示しており、ほぼ円錐形状の回転放物面又は
これに補正を加えた回転面の外側を反射面とした円錐形
回転放物面主反射鏡１と、ほぼ円環形状の回転双曲面又
は回転楕円面又はこれらに補正を加えた回転面を反射面
とし、その反射面を円錐形回転放物面主反射鏡１の反射
面と対向して配置した副反射鏡２と、この副反射鏡２の
反射面に電波を放射して円錐形回転放物面主反射鏡１の
反射面から水平方向に放射させる一次放射器３とから構
成されている。

〔作用〕

一次放射器３は、バイコニカルアンテナやダイポールア
ンテナ等により構成され、水平面内に於いて無指向性で
副反射鏡２に電波が放射される。

この電波は副反射鏡２で反射されて円錐形回転数物面主
反射鏡１に入射され、水平方向へ放射される。

この時、副反射鏡２を第１図に示すように、回転楕円面
で構成したとすると、二つの焦点４．５のうちの一方の
焦点５を、−次放射器３の位相中心と一致させ、他方の
焦点４を円錐形回転放物面主反射鏡１の焦点と一致させ
ると、−次放射器３から放射された球面波は、この−次
放射器３を囲むような円環形状の副反射鏡２により反射
されて円錐形回転放物面主反射鏡１へ入射され、恰も焦
点４から円錐形回転放物面主反射鏡１へ入射されたよう
になる。主反射鏡１の焦点から電波が放射されたのと等
価となるから、アンテナの開口面から等位相の平面波と
して水平方向に放射されることになる。

従って、水平面内指向特性は第２図に示すように水平面
内無指向性となり、垂直面内指向特性は第３図に示すよ
うに水平方向に最大となる。この垂直面内指向特性は、
主反射鏡１の位置く形状）を変えることにより、水平面
に対して上下方向に変えることができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第４図は本発明の一実施例の説明図であり、概略断面を
示すものである。同図に於いて、１１はほぼ円錐形状の
回転放物面又はこれに補正を加えた回転面を反射面１１
ａとした円錐形回転放物面主反射鏡、１２は円環形状の
回転双曲面又は回転楕円面又はこれらの面に補正を加え
た回転面を反射面１２ａとした副反射鏡、１３はバイコ
ニカルアンテナ等の一次放射器、１４は給電用導波管、
１５は金属又は誘電体からなる支柱或いは円筒であり、
副反射鏡１２は、回転双曲面を用いた場合を示している
。

円錐形回転放物面主反射鏡１１は、点線で示す放物線１
６の頂点と焦点との間の所定の位置の軸１７を中心とし
て回転させて形成された円錐形状の曲面を反射面１１ａ
としたものであり、又副反射鏡１２は、双曲線又は楕円
を軸１７を中心としく７） て回転させて形成された曲面の一部を、−次放射器１３
を囲むような円環形状とした反射面１２ａを有し、その
反射面１２ａの焦点と主反射鏡１１の反射面１１ａの焦
点とを一致させて配置する。

従って、導波管１４を介して給電され、−次放射器１３
から放射された球面波は、副反射鏡１２の反射面１２ａ
で反射されて、主反射鏡１１の反射面１１ａに入射され
、副反射鏡１２と主反射鏡１１との焦点が同じ位置であ
るから、その焦点から主反射鏡１１に電波が入射された
場合と等価となり、開口面から等位相の平面波として水
平方向に放射される。

又円筒１５を誘電体により構成して、主反射鏡１１と副
反射鏡１２との間を固定し、開口面から内部へ雨滴等が
浸入しないように密閉構造とすることもできる。

第５図は本発明の他の実施例の説明図であり、第４図と
同一符号は同一部分を示す。この実施例は、第４図に示
す実施例に対して、主反射鏡１１と副反射鏡１２との上
下位置を反対にしたものであり、水平面内無指向性で電
波を放射できる点は前述の実施例と同様である。

第６図は垂直面内指向性の制御説明図であり、第１図と
同様に軸２６を中心した回転対称形で、その断面の左側
を示し、又副反射鏡２２として回転楕円面の場合を示し
ている。この副反射鏡２２の焦点２４．２５の一方の焦
点２５を、−次放射器２３の位相中心とし、他方の焦点
２４を主反射鏡２１の焦点と一致させると、前述のよう
に、−次放射器２３の位相中心から球面波が放射されて
副反射鏡２２に入射され、この副反射鏡２２により反射
されて主反射鏡２１に入射され、位相中心となる焦点２
５から放射された電波は、恰も焦点２４から放射されて
主反射鏡２１に入射されるものと等価となり、主反射鏡
２１の反射面は、回転放物面であるから、アンテナ開口
面では等位相の平面波となる。

そして、主反射鏡２１と副反射鏡２２との焦点２４を一
致させた状態で、主反射鏡２１の形状。

位置を変更することにより、図示のように、水平面に対
して下方にθの角度の垂直面内指向性を得ることができ
る。同様に、主反射鏡２１の形状。

位置を変更して、水平面に対して上方に任意の角度の垂
直面内指向性を得ることができる。

又−次放射器は、バイコニカルアンテナ以外に水平面内
で無指向性のダイポールアンテナ等を用いることもでき
る。又２枚の反射鏡をそれぞれ変形し、開口面分布を制
御する鏡面修正技術を用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、円錐形状の回転放物面
又はこれに補正を加えた回転面を反射面とした円錐形回
転放物面主反射鏡１と、−次放射器３を囲むような円環
形状の回転双曲面又は回転楕円面又はこれらに補正を加
えた回転面を反射面とした副反射鏡２を組合せているこ
とにより、主反射鏡１の位置、形状を変更して、開口面
に於ける振幅１位相分布等を任意に設定できるので、垂
直面内指向性の制御が容易で、且つ高効率化及び低サイ
ドローブ化等を図ることができる利点かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は水平面内指向特
性説明図、第３図は垂直面内指向特性説明図、第４図は
本発明の一実施例の説明図、第５図は本発明の他の実施
例の説明図、第６図は垂直面内指向性の制御説明図、第
７図及び第８図は従来例の説明図である。 １．１１．２１は円錐形回転放物面主反射鏡、２．１２
．２２は副反射鏡、３，１３．２３は一次放射器、４，
５，２４．２５は焦点である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ほぼ円錐形状の回転放物面又はこれに補正を加えた回転
   面を反射面とした円錐形回転放物面主反射鏡（１）と、 ほぼ円環形状の回転双曲面又は回転楕円面又はこれらの
   面に補正を加えた回転面を反射面とし、該反射面を前記
   円錐形回転放物面主反射鏡（１）の反射面と対向させた
   副反射鏡（２）と、 該副反射鏡（２）の反射面に電波を放射して前記円錐形
   回転放物面主反射鏡（１）の反射面からほぼ水平面内に
   電波を放射させる為の一次放射器（３）とを備えた ことを特徴とする水平面内無指向性アンテナ。