WO1999038228A1 - Multi-primary radiator, down converter and multibeam antenna - Google Patents

Multi-primary radiator, down converter and multibeam antenna Download PDF

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    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • H01Q5/45Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more feeds in association with a common reflecting, diffracting or refracting device

Definitions

  • the present invention relates to a parabolic antenna used in satellite broadcasting or satellite communication, and more particularly, to a primary radiator and a downconverter constituting a parabolic antenna.
  • a parabolic antenna that receives radio waves from multiple geosynchronous satellites with a single reflector is called a dual beam antenna or multibeam antenna, etc.
  • Devices that receive radio waves from satellites are the mainstream.
  • FIG. 27 is a perspective view showing the configuration.
  • the dual-beam antenna 100 is composed of a primary radiator 102, 103 constituting a multiple primary radiator, a reflector 101, and a support arm 100 so that the force is in a predetermined positional relationship.
  • the primary radiators 102 and 103 receive the radio waves from the first satellite and the second satellite reflected by the reflector 101, respectively.
  • Such a dual beam antenna is arranged so that the axis of the primary radiator is horizontal when receiving.
  • FIG. 28 is a perspective view illustrating an example of adjustment to the polarization angle. As shown in Fig. 28, the arm 1 1 3 is rotated by an angle 0b around the axis of the fixed primary radiator 1 1 1, and the primary radiator 1 1 2 is It is adjusted by rotating it by an angle 0a about the axis of.
  • Figure 29 shows the relationship between the antenna aperture D and the spacing L between the primary radiators when the longitude difference between the two satellites in geosynchronous orbit is 8 degrees and 4 degrees.
  • the reflector diameter D and the distance L are almost proportional to each other, and the optimal arrangement interval of the primary radiators is smaller when the longitude difference is 4 degrees than when the longitude difference is 8 degrees. Please.
  • FIG. 30 shows the relationship between the diameter d of the opening of the primary radiator and the antenna efficiency 7 in the single beam antenna.
  • a dual beam antenna is used to receive radio waves from two satellites with a longitude difference of 4 degrees using an antenna with a diameter D o and a primary radiator with an optimum aperture diameter d opt
  • the distance L o is d Must be greater than opt.
  • the fZD ratio (the ratio of the effective aperture D to the focal length f) becomes extremely large. Is required.
  • the primary radiator is located far from the reflector, so the angle from the primary radiator to the edge of the reflector can be seen.
  • the spiro bar increases and the antenna efficiency decreases significantly. Disclosure of the invention
  • the multiple primary radiator of the present invention uses a small-diameter parabolic reflector having an effective aperture of 45 cm, for example, to transmit radio waves from two satellites having a difference of 4 degrees, for example. It has a structure in which two primary radiators are fused and integrated for receiving.
  • the multiple primary radiator of the present invention has a structure in which the openings of the two primary radiators are directed to the ⁇ side, the dual primary radiator is configured such that the central point of the fusion portion of the multiple primary radiator is located near the focal point of the reflector. The irradiation area reduced by defocusing when a beam antenna is configured is corrected.
  • Down converter of the present invention about a vertical illumination axis, it is possible to rotate the entire, it is possible to perform the tilt angle adjustment of the two primary radiators with respect to polarization angle at a time ⁇
  • the initial shift angle for the polarization angle adjustment is adjusted to a point on the center longitude substantially in the longitude range of the reception area, so that the initial shift angle adjustment for the entire reception area is substantially achieved.
  • the downconverter of the present invention has a structure in which a multi-primary radiator and a housing having a conversion circuit for amplifying a received radio wave and performing frequency conversion are formed in a body, so that the mold is used. It can be manufactured by an easy method such as the injection molding used, and the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a front view of a multiple primary radiator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view of the multiple primary radiator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of a multiple primary radiator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a multiple primary radiator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front view of a multiple primary radiator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view of a multiple primary radiator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a front view of the multiple primary radiator according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view of a secondary radiator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a sectional view of a multi-primary radiator according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a multiple primary radiator according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view of a multiple primary radiator according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a front view of a multiple primary radiator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Figure 1 3 is a cross-sectional view of a double primary radiator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a front view of a multi-primary radiator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a sectional view of a multiple primary radiator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a perspective view of the dual beam antenna of the present invention.
  • FIG. 17 is a perspective view of the down converter of the present invention.
  • FIG. 18 is a front view of the down converter of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram showing the installation direction of the down converter of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing the installation direction of the dual beam antenna of the present invention.
  • FIG. 21 is a front view of the downconverter according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a graph showing the relationship between the tilt angle ⁇ and the antenna gain G.
  • FIG. 23 is a front view of the downconverter according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a front view of the downconverter according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a graph showing a polarization adjustment error when the initial shift angle is set to an optimum value.
  • FIG. 26 is a sectional view of a down converter according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a perspective view of a conventional parabolic antenna.
  • 3 ⁇ 428 is a perspective view of a conventional multiple primary radiator.
  • Fig. 29 is a graph showing the relationship between the antenna diameter D and the distance L between the primary radiators.
  • Figure 30 is a graph showing the relationship between the primary radiator aperture diameter d and antenna efficiency7).
  • FIGS. 1 and 2 are a front view and a front view, respectively, of a multiple primary radiator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the multiple primary radiator 10a is composed of the primary radiators 1 and 2.
  • the primary radiator 1 is composed of a feed horn 6, a circular waveguide 3 and a force
  • the primary radiator 2 is composed of a feed horn 7 and a circular waveguide 4. Both the feed horn 6 and the feed horn 7 are provided in a tapered shape on the outer periphery of the opening of the primary device, and a part of each is cut off and joined at the fusion portion 5.
  • the end face on the opening side of the waveguide is referred to as the opening face of the primary radiator.
  • the midpoint of the line connecting the center points of the two openings, that is, the center point of the fusion part, is called the fusion center point, and the perpendicular bisector of the line connecting the center points of the two openings 8 Is referred to as a fusion center line.
  • the opening surface of the primary radiator 1 and the opening surface of the primary filter 2 are formed on the same plane.
  • the straight line 9 passing through the center point of the fusion part and the axis of the two primary radiators and TO is defined as the vertical irradiation axis of the multiple primary radiators 10a.
  • FIGS. 3 and 4 are a front view and a cross-sectional view, respectively, of a multiple primary radiator according to a second embodiment of the present invention.
  • the multiple primary radiator 10b according to the present embodiment has a feed horn and a circular waveguide similarly to the multiple primary radiator 10a according to the first embodiment, and further includes a feed horn 11 and a feed horn 11.
  • the feed horn 12 has a corrugated ring 13 which is an annular groove having a predetermined width on the outer periphery. Corrugate 13 is also connected in the vicinity of the junction where feed horns 11 and 12 are connected. This corrugation can reduce the effects of the lack of the feed horn in the fusion area, and improve the performance such as antenna efficiency, antenna directivity, and beam separation, which is the angle over which both satellites can be seen.
  • the multiple primary radiator 10c shown in the front view of FIG. 5 and the cross-sectional view of FIG. 6 is a force having a feed horn, a circular waveguide, and a corrugate, like the multiple primary radiator 10b.
  • feed horns 18 and 19 are not connected, and only corrugated 17 is connected at fusion portion 16.
  • a double primary screen with such a configuration uses a parabolic reflector with an effective diameter of about 45 cm to receive radio waves from two satellites located at an 8 degree difference 9/38228
  • FIGS. 7 and 8 are a front view and a cross-sectional view, respectively, of the primary radiator 10d. As shown in FIGS. 7 and 8, depending on the reflector diameter, a configuration in which two feed horns are in contact at the fusion portion 21 is also conceivable.
  • FIG. 9 is a sectional view of a multiple primary radiator 30a according to the third embodiment of the present invention.
  • the multiple primary radiator 30a has the same components as the multiple primary radiator 10b according to the second embodiment.
  • the point different from the multiple-order radiator 10 b is that the waveguide axis 31 passing through the center of the opening of the primary radiator 26 and perpendicular to this opening, and the opening of the primary radiator 27 It is to make a predetermined angle with the waveguide axis 32 passing through the center and perpendicular to the opening plane as shown in FIG. That is, the waveguide axes 31 and 32 have intersections (not shown).
  • the vertical irradiation axis of the Ei ⁇ 29 force multiple primary radiator 30a connecting the intersection point and the fusion point center point.
  • the angle formed between the waveguide axis 31 and the vertical irradiation axis 29 and the angle formed between the waveguide axis 32 and the vertical irradiation axis 29 are both ⁇ .
  • the multiple primary radiator 30b shown in Fig. 10 is an example in which two primary radiators are formed so that the two waveguide axes have an intersection in the multiple primary radiator 10c. In Fig. 3, only the corrugate is connected.
  • the multiple primary radiator 30c shown in Fig. 11 is an example in which two primary radiators are formed so that the two waveguide axes have an intersection in the multiple primary radiator 10d. At 4 the feed horn is connected. According to the multiple primary radiator of the present embodiment, since the openings of the two primary radiators have a structure in which they face each other, good reception performance can be obtained.
  • FIGS. 12 and 13 are a front view and a sectional view, respectively, of a multiple primary radiator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the feed horns 41 and 42, the corrugation 46, and the fusion unit 45 are combined with the multiple primary radiator 30 shown in FIG. 9. It has the same shape as in the case of a. Points that differ from the double primary vessel 3 0 a is to have in place of parallel waveguide axis 4 3, 4 4 mutually perpendicular straight lines to the opening face 4 7, 4 8 the intersection.
  • the waveguide of the multiple primary radiator shown in FIGS. 10 and 11 may have the same structure as that of the present embodiment.
  • FIGS. 14 and 15 are a front view and a cross-sectional view, respectively, showing a multiple primary radiator 50b which is a modification of the present embodiment.
  • a partition member 53 having a predetermined thickness and height is fused to compensate for the missing portion of the two feed horns in the fusion portion 45 of the multiple primary emitter 50 a.
  • the partition member 53 has a tapered structure similar to the shape of the feed horn.
  • the missing portion of the feed horn is supplemented by the partition member 53, so that the isolation performance in radio waves from two satellites can be improved. As a result, it is possible to prevent the antenna directivity from being lowered when horizontally polarized radio waves are incident.
  • the multiple primary radiator since the multiple primary radiator includes two simple waveguides, it can be realized using a simple method such as injection molding using a mold.
  • the multiple primary radiators in the above embodiment are all for receiving radio waves from two satellites.
  • a multi-primary radiator composed of a number of primary radiators equal to the number of satellites and the centers of their apertures are aligned on one SD3 ⁇ 4 is used, three or more satellites can be obtained. Can receive radio waves from
  • FIG. 16 is a perspective view showing a configuration of a downconverter and a dual beam antenna provided with the above-mentioned multiple primary radiator.
  • the dual beam antenna 70 includes a parabolic reflector 61, a support mast 62, a support arm 63, and a down converter 80. Radio waves from satellites 66 and 67 are reflected by reflector 61 and received by down-converter 80.
  • the Y axis represents the illusional direction
  • the X axis and the Z axis represent the lateral direction and the front direction of the dual beam antenna 70 on the ground surface, respectively.
  • FIG. 17 shows an overview of the downconverter 80.
  • the downconverter receives the radio waves from the satellite by a multi-primary device, amplifies the received radio waves, and converts the frequency. Exchange.
  • the downconverter 80 includes a multiple primary radiator 72 having the same configuration as the multiple primary radiator 50 b, and a conversion circuit for performing amplification and frequency conversion therein.
  • FIG. 18 is a front view of the downconverter 80.
  • the support arm 63 can be freely rotated around the fusion point center point 7 1 (more precisely, the vertical irradiation axis passing through the fusion point center point 71 1) due to the structure of the holding member 64. Can be done.
  • An angle ⁇ between the fusion unit center line 88 and the support arm 63 indicates an angle at which the down converter 80 is inclined, as shown in FIG.
  • this angle is referred to as the down converter tilt angle.
  • the center point of the fusion part 71 that is, the center of the opening surface of the multiple primary radiator 72 is located near the focal point of the reflector 61.
  • the complex -7 radiator 72 has a structure in which the openings of the two primary radiators face each other to compensate for the reduced irradiation area due to defocus. .
  • FIG. 19 and FIG. 20 are diagrams showing the directions in which the down converter 80 and the dual beam antenna 70 are installed with respect to the satellite.
  • the downconverter 80 is installed with the opening of the multiple primary radiator 72 facing a reflector 61 (not shown).
  • the reflector 61 is directed toward the virtual satellite 68.
  • a method of adjusting the tilt angle ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ with respect to the polarization angles of the radio waves from two satellites in the present embodiment will be described.
  • a virtual satellite 68 which refers to a radio wave having a polarization angle ⁇ 0 on a geosynchronous orbit 69.
  • the geosynchronous orbit of the satellite is the Earth (Exactly the equator)
  • the virtual polarization angle ⁇ 0 is the average of ⁇ 1 and 0 2, that is, am and X axis connecting satellites 66 and 67 It is almost equal to the angle given.
  • the down converter 80 is installed such that the tilt angle ⁇ becomes equal to the virtual polarization angle ⁇ 0.
  • FIG. 21 is a front view of a downconverter 80a having a chinoleto angle of 0 as in FIGS.
  • FIG. 21 shows the feed elements 8 la, 81 b, 82 a, and 82 b formed on the conversion circuit in the casing 73 located on the output side of the circular waveguide. I have. These four feed elements are configured by microstrip lines and have predetermined lengths and widths.
  • the feed elements 8 1 a and 8 2 a are formed on a straight line 89 connecting the centers of the two openings, and the feed elements 8 1 b and 8 2 b Are formed on ⁇ J 86 and 87, respectively, passing through the center of the portion and perpendicular to the opening center line 89. That is, the feed elements 81a and 81b are at right angles to each other, and the feed elements 82a and 82b are at right angles to each other. As a whole, the four feed elements are formed at positions symmetrical with respect to the fusion unit center line 88.
  • the downconverter 80a has the two primary radiators and the housing integrally formed, and can be rotated around the vertical irradiation axis of the multiple primary radiators. Therefore, the tilt angle can be easily adjusted.
  • the tilt angle ⁇ for adjusting the polarization angle in the receiving area is reduced in advance.
  • This ingenuity is a method in which a predetermined polarization angle called a slant angle is applied as an offset to a radio wave to be transmitted in advance.
  • the slant angle is added to the polarization angle ⁇ 1 or 0 2 to calculate the virtual polarization angle.
  • a multi-beam antenna that receives radio waves from three or more satellites can be configured.
  • the feed element pair may include a feed element for vertical polarization and a feed element for horizontal knitting, and may be configured using three or more feed elements.
  • FIG. 22 is a graph showing the relationship between the tilt angle 0 and the antenna gain G.
  • the polarization angle is adjusted at the tilt angle 0 of the converter, if the tilt angle ⁇ is too large, the antenna gain G is significantly reduced.
  • the tilt angle ⁇ is set to 0 degree, and instead, two feed element pairs (8 1c and 8 1d, 8 2 c and 82d) are formed at positions rotated by an angle ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ about the center of each opening.
  • FIG. 24 is a front view of the downconverter 80c.
  • the feed element pairs (81e, 81f) are formed at right angles to each other and rotated counterclockwise by an initial shift angle 2 with respect to the straight line 86.
  • the element pairs (82, 82f) are formed in a state where they are rotated at right angles to the straight line 87 by an initial shift angle of 01 clockwise. Similar to the tilt angle, these initial shift angles are determined based on the area where radio waves can be received or the central longitude point of the longitude range in the reception area considered as the target (for example, Shizuoka in Japan). In the normal case, ⁇ 0 1 and ⁇ 0 2 are equal.
  • the initial shift angle 0 1 or ⁇ 2 is an angle obtained by adding the slant angle.
  • Figure 25 shows a satellite 66 with JCSAT-3 (128 degrees east longitude) and a satellite 67 with JCSAT-4 (124 degrees east longitude).
  • Fig. 6 is a graph showing the polarization difference when the optimum value is set in Fig. 4;
  • the initial shift angle is about 2.5 degrees. In this way, satellites around Japan and around the world! ⁇ Polarization to star 67 ⁇ m difference 0 0— 0 1— ⁇ 0 1, ⁇ ⁇ - ⁇ 2 can be kept within ⁇ 1 degree.
  • the initial shift angle for the polarization angle adjustment is set to the longitude range of the reception area.
  • the initial shift angle adjustment can be almost optimized over the entire receiving area. This eliminates the need to adjust the initial shift angle for each receiving point, and enables mass production of downconverters.
  • the down converter 8 ° c can be rotated around the vertical irradiation axis of the multiple primary radiator, so that the tilt angle can be easily adjusted.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of the downconverter 98.
  • the downconverter 98 includes a multiple primary radiator 97 having an opening similar to the multiple primary radiator 30a, and a printed circuit board 96 on which a conversion circuit is formed.
  • the feed element 95 is formed on a printed circuit board 96, and the printed circuit board 96 is mounted on the output side of the multiple primary radiator 97.
  • the difference between the multiple primary radiator 97 and the multiple primary radiator 30a is that a waveguide is not substantially provided.
  • 93 is a perpendicular to the opening surface.
  • the opening of the multi-primary radiator 97 is formed so that ⁇ ) ⁇ 93 and the vertical irradiation axis 94 form an angle ⁇ . 9 and 6 form an angle ⁇ .
  • the printed circuit board 96 is mounted at right angles to the vertical irradiation axis 94.
  • the feature of the present embodiment is that, as shown in FIG. 26, the length L of the power supply element 96 when the length of the power supply element The projected length LZ COSQ: is to be.
  • the waveguide can be maintained without reducing the irradiation area of the radio wave, and the down converter can be further downsized.
  • a parabolic antenna capable of simultaneously receiving vertically polarized waves and horizontally polarized waves while maintaining antenna efficiency.
  • a high-performance general home parabolic antenna having a small-diameter reflector having an effective aperture of 45 cm can be realized. If this parabolic antenna is used, for example, in Japan, it is possible to receive radio waves from JCSAT-3 (128 ° E) and JCSAT-4 (124 ° E).

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Description

明 細 書 マルチ一次放射器、 ダウンコンバータ及びマルチビームアンテナ 技術分野
本発明は、 衛星放送あるいは衛星通信で用いられるパラボラアンテナに関し、 詳しくは、 パラボラアンテナを構成する一次放射器及びダウンコンバータに関す る。
背景技術
従来、 複数の静止衛星からの電波を 1つのリフレクタで受信するパラボラアン テナは、 デュアルビームアンテナあるいはマルチビ一ムアンテナ等と呼ばれ、 静 止軌道 hで 8度の経度差をなして位置する 2つの衛星からの電波を受信するもの が主流となっている。
パラボラアンテナの一例としては、 実開平 3— 1 0 7 8 1 0号公報等に提案さ れており、 図 2 7はその構成を表す斜視図である。 図 2 7において、 デュアルビ —ルアンテナ 1 0 0は、 複一次放射器を構成する一次放射器 1 0 2、 1 0 3と、 リフレクタ 1 0 1と力 所定の位置関係になるように支持アーム 1 0 4によって 連結されて構成されており、 リフレクタ 1 0 1によって反射される第 1の衛星、 第 2の衛星からの電波を、 それぞれ一次放射器 1 0 2、 1 0 3が受信する。 この ようなデュアルビームアンテナは、 受信時において、 一次放射器の軸心が水平に なるように配置されている。
また、 偏波方法としては、 衛星放送では円偏波が用いられているのに対し、 衛 星通信では垂直及び水平の 2種類の直線偏波が用いられている。 このため、 通信 衛星からの電波は、 受信地点に依存する偏波角を有しており、 この偏波角に対す る調整が必要である。
この偏波角に対する調整については、 実開平 6— 5 2 2 1 7号公報に示されて いるような方式が提案されている。 図 2 8は、 偏波角に対する調整の一例を表す 斜視図である。 図 2 8に示されるように、 固定された一次放射器 1 1 1の軸心を 中心にアーム 1 1 3を角度 0 bだけ回転させ、 さらに、 一次放射器 1 1 2を、 そ の軸心を中心に角度 0 aだけ回転させて調整される。
図 2 9は、 静止軌道上における 2衛星間の経度差が、 8度の場合と 4度の場合 とにおける、 アンテナ口径 Dと一次放射器間の間隔 Lとの関係を示している。 図 2 9に示されるように、 リフレクタ口径 Dと間隔 Lとはほぼ比例関係にあり、 ま た経度差 4度の場合の方が経度差 8度の場合より一次放射器の最適配置間隔は小 さい。
3 0はシングルビームアンテナにおける一次放射器の開口部の直径 dとアン テナ効率 7との関係を示している。 図 3 0に示されるように開口直径 dが d opt の時、 アンテナ効率は最大 (r? = 77 maX) となる。 これは、 開口直径が小さいと リフレタタへの照射範囲が広がり、 リフレクタからそのエネルギーがこぼれ落ち ること、 すなわちスピルオーバーを生じ、 また、 開口直径が大き過ぎると、 照射 範囲が狭くなりリフレクタエッジ付近は作用しなくなるためである。
従って、 口径 D oのアンテナと最適な開口直径 d optを有する一次放射器を用 いて、 経度差 4度の 2つの衛星からの電波を受信するデュアルビ一ムァンテナを 構成する場合、 間隔 L oは d optより大きくなければならない。 図 2 9に示され るように、 より有効口径が小さいリフレクタ (口径 Ds) を用いて、 デュアルビ 一ムアンテナを構成する場合、 間隔 Lが狭くなる (L = L s ) 。 もし間隔 L sが d optより小さければ、 必然的に開口直径 dは、 最大効率 η maxを与える d optよ り小さくなつてしまうため、 図 3 0に示されるように、 アンテナ効率は著しく低 下し (7) = 7} 0) 、 所望の受信性能を得ることは困難となる。
上記従来の技術では、 静止 |¾1上における経度差の小さい (例えば 4度) 2つ の衛星からの電波を受信する場合、 所望のアンテナ効率を得るためには、 アンテ ナ口径を大きくすることによって 2つの一次放射器の最適間隔を広げるか、 ある いは焦点距離の大きなリフレクタを用いることで、 f ZD比 (有効口径 Dに対す る焦点距離 f との比) を極端に大きくする等の工夫が必要となる。
しかしながら、 前者では全体の重量及びコス卜が過大で一般家庭用としては不 適切であり、 後者では一次放射器の配置をリフレタタから遠ざけることになるた め、 一次放射器からリフレクタのエッジを見渡す角度が小さくなつて、 スピルォ 一バーが増大し、 アンテナ効率を著しく低下させることになる。 発明の開示
上記 を解決するために、 本発明の複一次放射器は、 例えば有効口径が 4 5 c m径の小口径パラボラリフレクタを用いて、 例えは ^度差が 4度である 2つの 衛星からの電波を受信するために、 2つの一次放射器を融合一体化させた構造を 有する。
本発明の複一次放射器は、 2つの一次放射器の開口部が互いに內側を向くよう な構造を有するので、 複一次放射器の融合部中心点がリフレクタの焦点付近に位 置するようにデュアルビームアンテナを構成した場合のデフォーカスにより減少 した照射面積を補正する。
本発明のダウンコンバータは、 垂直照射軸を中心に、 全体を回転させることが できるため、 偏波角に対する 2つの一次放射器のチルト角調整を一度に行うこと ができる π
本発明のダウンコンバータによれば、 偏波角調整のための初期シフト角を、 受 信地域の経度範囲におけるほぼ中心経度上の地点に適合させることで、 受信地域 全体で初期シフト角調整をほぼ最適にすることができる。 このため、 受信地点ご とに初期シフト角を調節する必要がなくなり、 ダウンコンバータの大量生産を可 能とする。
また、 本発明のダウンコンバータは、 複一次放射器と、 受信した電波を増幅し 周波数変換を行う変換回路をその内部に備える筐体とがー体成形される構造を有 するので、 金型を用いた射出成形等の容易な方法によって製造でき、 製造上のコ ストダウンを図ることができる。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施形態による複一次放射器の正面図である。
図 2は、 本発明の第 1の実施形態による複一次放射器の断面図である。
図 3は、 本発明の第 2の実施形態による複一次放射器の正面図である。
図 4は、 本発明の第 2の実職形態による複一次放射器の断面図である。
図 5は、 本発明の第 2の実施形態による複一次放射器の正面図である。
図 6は、 木発明の第 2の実施形態による複一次放射器の断面図である。
図 7は、 本発明の第 2の実施形態による複一次放射器の正面図である。 図 8は、 本発明の第 2の実施形態による複ー次放射器の断面図である。
図 9は、 本発明の第 3の実施形態による複一次放射器の断面図である。
図 1 0は、 本発明の第 3の実施形態による複一次放射器の断面図である。
図 1 1.は、 本発明の第 3の実施形態による複一次放射器の断面図である。
図 1 2は、 本発明の第 4の実施形態による複一次放射器の正面図である。
図 1 3は、 本発明の第 4の実施形態による複一次放射器の断面図である。
図 1 4は、 本発明の第 4の実施形態による複一次放射器の正面図である。
図 1 5は、 本発明の第 4の実施形態による複一次放射器の断面図である。
図 1 6は、 本発明のデュアルビームアンテナの斜視図である。
図 1 7は、 本発明のダウンコンバータの斜視図である。
図 1 8は、 本発明のダウンコンバータの正面図である。
図 1 9は、 本発明のダウンコンバータの設置方向を示す図である。
図 2 0は、 本発明のデュアルビームアンテナの設置方向を示す図である。
図 2 1は、 本発明の第 5の実施形態によるダウンコンバータの正面図である。 図 2 2は、 チルト角 Θとアンテナ利得 Gとの関係を示すグラフである。
図 2 3は、 本発明の第 6の実施形態によるダウンコンバータの正面図である。 図 2 4は、 本発明の第 7の実施形態によるダウンコンバータの正面図である。 図 2 5は、 初期シフト角を最適値に設定した場合の偏波調整誤差を示すグラフ である。
図 2 6は、 本発明の第 8の実施形態によるダウンコンバータの断面図である。 図 2 7は、 従来のパラボラアンテナの斜視図である。
¾ 2 8は、 従来の複一次放射器の斜視図である。
図 2 9は、 アンテナ口径 Dと一次放射器の間隔 Lとの関係を示すグラフである。 図 3 0は、 一次放射器の開口直径 dとァンテナ効率 7)との関係を示すダラフで ある。
発明を実施するための最良の形態
(実施の形態 1 )
以下、 本発明の実施形態による複一次放射器について図面を用いて説明する。 図 1、 図 2は、 それぞれ本発明の第 1の実施形態による複一次放射器の正面図及 ぴ断面図である。 図 1、 図 2に示されるように、 複一次放射器 1 0 aは、 一次放 射器 1、 2から構成される。 一次放射器 1は、 フィードホーン 6と円形導波管 3 と力 ら構成され、 一次 器 2は、 フィードホーン 7と円形導波管 4とから構成 される。 フィードホーン 6とフィードホーン 7とは、 いずれも一次 器の開口 部の外周にテーパ状の形状で設けられ、 融合部 5において、 それぞれの一部分が 切除され結合する。
以下、 導波管の開口部側の端面を一次放射器の開口面と呼ぶ。 2つの開口部の 中心点を結んだ線分の中点、 すなわち融合部における中心点を融合部中心点と呼 び、 2つの開口部の中心点を結んだ線分の垂直二等分線 8を融合部中心線と呼ぶ。 本実施形態においては、 図 2に示されるように、 一次放射器 1の開口面と一次 ¾lt器 2の開口面とは、 同一平面上に形成される。 また、 融合部中心点を通り、 2つの一次放射器の軸心と TOな直線 9を、 複一次放射器 1 0 aの垂直照射軸と 定義する。
(実施の形態 2 )
3、 図 4は、 それぞれ本発明の第 2の実施形態による複一次放射器の正面図 及び断面図である。 本実施形態による複一次放射器 1 0 bは、 第 1の実施形態に よる複一次放射器 1 0 aと同様、 フィ一ドホーンと円形導波管とを有し、 さらに、 フィードホーン 1 1及びフィードホーン 1 2の外周に所定の幅及 さを有する 環状溝であるコルゲート 1 3を有する。 コルゲート 1 3も、 フィードホーン 1 1、 1 2が結合する融合部付近において、 同様に結合する。 このコルゲートにより、 融合部におけるフィードホーンの欠落による影響を軽減し、 アンテナ効率、 アン テナ指向性、 両衛星を見渡す角度であるビーム分離度等の性能を向上させること ができる。
図 5の正面図、 図 6の断面図に示される複一次放射器 1 0 cは、 複一次放射器 1 0 bと同様、 フィードホーンと円形導波管とコルゲートとを有する力 本実施 形態の場合、 フィードホーン 1 8、 1 9は結合せず、 融合部 1 6においてコルゲ —ト 1 7だけが結合している。
このような構成の複一次簾器は、 有効口径が 4 5 c m程度のパラボラリフレ クタを用いて、 8度の 差をなして位置する 2つの衛星からの電波を受信する 9/38228
ために使用される。
図 7、 図 8は、 それぞ;^一次放射器 1 0 dの正面図、 断面図である。 図 7、 図 8に示されるように、 リフレクタ口径によっては、 融合部 2 1において 2つの フィ一ドホーンが接する構成も考えられる。
(実施の形態 3 )
図 9は、 本発明の第 3の実施形態による複一次放射器 3 0 aの断面図である。 図 9に示されるように、 複一次放射器 3 0 aは、 第 2の実施形態による複一次放 射器 1 0 bと同様の構成要件から構成される。 複ー次放射器 1 0 bと異なる点は、 一次放射器 2 6の開口面の中心を通り、 この開口面に垂直な導波管軸 3 1と、 一 次放射器 2 7の開口面の中心を通り、 この開口面に垂直な導波管軸 3 2と力 図 9に示されるように所定の角度をなすことである。 すなわち、 導波管軸 3 1、 3 2は交点 (不図示) を持つ。
本実施形態においては、 上記交点と融合部中心点とを結ぶ Ei^ 2 9力 複一次 放射器 3 0 aの垂直照射軸となる。 導波管軸 3 1と垂直照射軸 2 9とのなす角度、 導波管軸 3 2と垂直照射軸 2 9とのなす角度は、 どちらも αである。
図 1 0に示される複一次放射器 3 0 bは、 複一次放射器 1 0 cにおいて 2つの 導波管軸が交点を持つように 2つの一次放射器を形成した例であり、 融合部 3 3 においてコルゲートのみが結合している。 図 1 1に示される複一次放射器 3 0 c は、 複一次放射器 1 0 dにおいて 2つの導波管軸が交点を持つように 2つの一次 放射器を形成した例であり、 融合部 3 4においてフィードホーンが結合している。 本実施形態の複一次放射器によれば、 2つの一次放射器の開口部が互いに内側 を向くような構造を有するため、 良好な受信性能が得られる。
(実施の形態 4 )
図 1 2、 図 1 3は、 それぞれ本発明の第 4の実施形態による複一次放射器の正 面図及び断面図である。 図 1 3に示されるように、 複一次放射器 5 0 aにおいて、 フィードホーン 4 1及ぴ 4 2とコルゲート 4 6と融合部 4 5とは、 図 9に示され る複一次放射器 3 0 aの場合と同様の形状を有する。 複一次 器3 0 aと異な る点は、 互いに平行な導波管軸 4 3、 4 4の代わりに、 開口面に垂直な直線 4 7、 4 8が交点を持つことである。 図 1 0及び図 1 1に示される複一次放射器の導波管についても、 本実施形態と 同様の構造とすることが考えられる。
図 1 4、 図 1 5は、 それぞれ本実施形態における変形例である複一次放射器 5 0 bを示す正面図及ぴ断面図である。 複一次 ¾t t器 5 0 bにおいては、 複一次放 射器 5 0 aの融合部 4 5における 2つのフィードホーンの欠落部分を補うため、 所定の厚み及び高さを有する仕切部材 5 3が融合部に設けられている。 仕切部材 5 3は、 フィードホーンの形状と同様にテーパ状構造を有する。
本実施形態によれば、 フィードホーンの欠落部分を仕切部材 5 3により補うこ とにより、 2つの衛星からの電波におけるアイソレーション性能を向上させるこ とができる。 これにより、 水平偏波された電波の入射時におけるアンテナ指向性 の低下を防ぐことができる。
また、 本実施の形態の場合、 複一次放射器は、 ίϊな 2つの導波管を備えてい るので、 金型を用いた射出成形等の簡易な方法を用いて実現できる。
なお、 上記実施形態における複一次放射器はすべて、 2つの衛星からの電波を 受信するためのものである。 同様にして、 衛星の数に等しい数の一次放射器が、 それらの開口部の中心が一 SD¾上に並ぶように結合して構成されるマルチ一次放 射器を用いれば、 3つ以上の衛星からの電波を受信することができる。
(実施の形態 5 )
以下、 本発明の実施形態によるダウンコンバータ及ぴデュァルビームァンテナ について図面を用いて説明する。 図 1 6は、 上記複一次放射器を備えたダウンコ ンバータ及びデュアルビームアンテナの構成を示す斜視図である。 図 1 6に示されるように、 デュアルビームアンテナ 7 0は、 パラボラリブレク タ 6 1と支持マスト 6 2と支持アーム 6 3とダウンコンバータ 8 0とから構成さ れる。 衛星 6 6、 6 7からの電波は、 リフレクタ 6 1で反射され、 ダウンコンパ ータ 8 0で受信される。 また、 図 1 6に示される座標軸の内、 Y軸は錯直方向、 X軸と Z軸とはそれぞれ、 地表面におけるデュアルビームアンテナ 7 0の横方向、 正面方向を表す。
ダウンコンバータ 8 0の概観を図 1 7に示す。 ダウンコンバータは、 衛星から の電波を複一次 器によつて受信し、 受信した電波に対して増幅及び周波数変 換を行う。 図 1 7に示されるように、 ダウンコンバータ 8 0は、 複一次放射器 5 0 bと同じ構成を有する複一次放射器 7 2と、 増幅及ぴ周波数変換を行う変換回 路をその内部に備える筐体 7 3と、 ダウンコンバータ 8 0の出力端子である F型 コネクタ 7 4と、 支持アーム 6 3の先端に取り付けられ、 複一次腿器 7 2を支 持アーム 6 3に固定させるホールド部材 6 4とから構成される。
複一次放射器 7 2と筐体 7 3とは一体成形されるので、 金型を用いた射出成形 等の容易な方法によって製造でき、 製造上のコストダウンを図ることができる。 図 1 8は、 ダウンコンバータ 8 0の正面図である。 図 1 8において、 支持ァー ム 6 3は、 ホールド部材 6 4の構造により、 融合部中心点 7 1 (正確には、 融合 部中心点 7 1を通る垂直照射軸) を中心として自在に回転させることができる。 融合部中心線 8 8と支持アーム 6 3とのなす角 Θは、 図 1 6に示されるように、 ダウンコンバータ 8 0が傾く角度を意味する。 以後、 この角度をダウンコンバー タのチルト角と呼ぶ。
なお、 ダウンコンバータ 8 0は、 融合部中心点 7 1、 すわわち、 複一次放射器 7 2の開口面の中心がリフレクタ 6 1の焦点付近に位置する。
このように複一次放射器を設置したデュアルビームアンテナにおいては、 2つ の開口部の中心は実際にはリフレクタの焦点から少し離れるため、 いわゆるデフ オーカスの状態を生じてしまう。 この問題を解決するため、 複ー 7欠放射器 7 2は、 2つの一次放射器の開口部が互いに内側を向くような構造を有することで、 デフ オーカスにより減少した照射面積を補正している。
図 1 9、 図 2 0は、 ダウンコンバータ 8 0及ぴデュアルビームアンテナ 7 0が、 衛星に対してどのような方向に設置されるかを示す図である。 図 1 9において、 ダウンコンバータ 8 0は、 図示されないリフレクタ 6 1に対して複一次放射器 7 2の開口部を向けて設置される。 静【ト Jftil 6 9 hに位置する衛星 6 6、 6 7から の電波の、 受信地点における偏波角をそれぞれ Φ 1、 Φ 2とする。 また図 2 0に 示されるように、 リフレクタ 6 1は仮想衛星 6 8の方向に向けられる。
以下に、 本実施形態における、 2つの衛星からの電波の有する偏波角に対する チルト角 Θの調整方法について説明する。 まず、 静止軌道 6 9上に偏波角 Φ 0を 有する電波を 言する仮想衛星 6 8を考える。 衛星の静止軌道の雜は、 地球 (正確には赤道) の半径に比較して非常に大きいため、 仮想偏波角 Φ 0は、 φ 1 と 0 2の平均、 すなわち、 衛星 6 6と衛星 6 7とを結んだ amと X軸に る角 度にほぼ等しい。 本実施形態においては、 チルト角 Θが仮想偏波角 φ 0と等しく なるようにダウンコンバータ 8 0を設置する。
図 2 1は、 図 1 8、 1 9と同様にチノレト角 0を有するダウンコンバータ 8 0 a の正面図である。 図 2 1において、 円形導波管の出力側に位置する筐体 7 3内の 変換回路上に形成された給電素子 8 l a、 8 1 b、 8 2 a、 8 2 bの様子が示さ れている。 これら 4つの給電素子は、 マイクロストリップ線路で構成され、 所定 の長さと幅とを有している。
図 2 1に示されるように、 給電素子 8 1 a、 8 2 aは、 2つの開口部の中心を 結ぶ直線 8 9上に形成され、 給電素子 8 1 b、 8 2 bは、 2つの開口部の中心を 通り開口部中心線 8 9に垂直な ¾J 8 6、 8 7上に、 それぞれ形成される。 すな わち、 給電素子 8 1 a、 8 1 bは互いに直角をなし、 給電素子 8 2 a、 8 2 bは 互いに直角をなす。 全体として、 4つの給電素子は、 融合部中心線 8 8について 線対称の位置に形成される。
以上のように本実施形態によれば、 ダウンコンバータ 8 0 aは、 2つの一次放 射器及ぴ筐体が一体成形され、 複一次放射器の垂直照射軸を中心に回転させるこ とができるため、 チルト角の調整を簡単に行うことができる。
衛星から送信される電波において、 あらかじめ受信地域での偏波角調整用のチ ルト角 Θを小さくするための工夫がなされる場合がある。 この工夫とは、 スラン ト角と呼ばれる所定の偏波角を、 あらかじめ送信する電波にオフセットとして付 力 Uする方法である。 この場合、 偏波角 φ 1または 0 2にスラント角を加算し仮想 偏波角を算出する。
なお、 衛星の数に等しい数の一次放射器で構成されるマルチ一次放射器を用レヽ れば、 3つ以上の衛星からの電波を受信するマルチビームアンテナを構成するこ とができる。 また、 給電素子対は、 垂直偏波用の給電素子と水平編波用の給電素 子とを備えておればよく、 3つ以上の給電素子を用いても構成できる。
(実施の形態 6 )
図 2 2は、 チルト角 0とアンテナ利得 Gとの関係を示すグラフである。 上述し たように、 偏波角調整をコンバータのチルト角 0により行う場合、 チルト角 Θが 大き過ぎると、 アンテナ利得 Gが著しく低下する。
その問題を解決するために、 図 2 3に示されるダウンコンバータ 8 0 bのよう に、 チルト角 Θを 0度とし、 そのかわり、 2つの給電素子対 (8 1 cと 8 1 d、 8 2 cと 8 2 d ) をそれぞれの開口部の中心について角度 Θだけ回転させた位置 に形成する。
以上のように本実施形態によれば、 アンテナ利得を損なわず、 力つ偏波角に対 する調整を行うことができる。
(実施の形態 7 )
図 2 4は、 ダウンコンバータ 8 0 cの正面図である。 図 2 4において、 給電素 子対 (8 1 e、 8 1 f ) は、 互いに直角をなしながら直線 8 6に対して初期シフ ト角 2だけ反時計回りに回転させた状態で形成され、 給電素子対 (8 2 e、 8 2 f ) は、 直角をなしながら直線 8 7に対して初期シフト角厶 0 1だけ時計回 りに回転させた状態で形成される。 これらの初期シフト角は、 チルト角と同様、 電波の受信可能な地域、 または、 対象として考える受信地域における経度範囲の 中心経度の地点 (例えば日本では静岡) に基づいて決定される。 通常の場合、 Δ 0 1と Δ 0 2とは等しくなる力 言される電波がスラント角を有する場合、 初 期シフト角厶 0 1または Δ 2は、 そのスラント角を加算した角度となる。 図 2 5は、 衛星 6 6を J C S A T— 3号 (東経 1 2 8度) 、 衛星 6 7を J C S A T— 4号 (東経 1 2 4度) とし、 初期シフト角 1、 厶 φ 2を 3本国内にお ける最適な値に設定した場合の偏波調 差を示すグラフである。
図 2 5に示されるように、 釧路と鹿児島とをそれぞれ受信地域の最東端、 最西 端と考えると、 静岡がほぼ経度範囲の中心経度上に位置する。 従って、 初期シフ ト角厶 0 1、 厶 φ 2は、 静岡における偏波角 Φ 1、 d> 2及び仮想偏波角 0 0を用 いて、 それぞれ 1 = ø 0— φ 1、 Δ φ 2 = 0 2— ø 0力 ら算出される。 本実 施形態によれば、 初期シフト角は約 2 . 5度となる。 このようにして、 日本各地 での衛星 6 6およ! ^星 6 7に対する偏波調 ¾m差 ø 0— 0 1—△ 0 1、 φ θ - φ 2を、 それぞれ ± 1度以内に収めることができる。
本実施形態によれば、 偏波角調整のための初期シフト角を、 受信地域の経度範 囲における中心経度上の地点に適合させることで、 受信地域全体で初期シフト角 調整をほぼ最適にすることができる。 このため、 受信地点ごとに初期シフト角を 調節する必要がなくなり、 ダウンコンバータの大量生産を可能とする。
また、 ダウンコンバータ 8◦ cは、 複一次放射器の垂直照射軸を中心に回転さ せることができるため、 チルト角の調整を簡単に行うことができる。
(実施の形態 8 )
図 2 6は、 ダウンコンバータ 9 8の断面図である。 図 2 6において、 ダウンコ ンバータ 9 8は、 複一次放射器 3 0 aと同様の開口部を有する複一次放射器 9 7 と、 変換回路が形成されるプリント基板 9 6とから構成される。 給電素子 9 5は プリント基板 9 6上に形成され、 プリント基板 9 6は複一次放射器 9 7の出力側 に取り付けられる。 なお、 複一次放射器 9 7が複一次放射器 3 0 aと異なる点は、 導波管が実質的に設けられないことである。 9 3は開口面の垂線である。 図 2 6に示されるように、 複一次放射器 9 7の開口部は、 ίί)^ 9 3と垂直照射 軸 9 4とが角度 αをなすように形成され、 その結果、 開口面とプリント基板 9 6 とが角度 αをなす。 プリント基板 9 6は、 垂直照射軸 9 4と直角に取り付けられ る。
本実施形態における特徴は、 図 2 6に示されるように、 給電素子 9 6の長さが、 開口面と平行に形成された場合の給電素子の長さ Lを g¾ 9 3に沿つてプリント 基板上へ投影した長さ LZ C O S Q:となることである。
本実施形態によれば、 電波の照射面積を低下させることなく導波管を賓略する ことができ、 ダウンコンバータをさらに小型化できる。
産業卜-の利用の可能件
本発明によれば、 垂直偏波及び水平偏波を同時に受信できるパラボラアンテナ を、 アンテナ効率を維持しつつ小型軽量化することができる。 これにより、 例え ば有効口径が 4 5 c m径の小口径リフレクタを有する高性能な一般家庭用パラボ ラアンテナが実現できる。 このパラボラアンテナを用いれば、 例えば日本におい ては、 J C S A T— 3号 (東経 1 2 8度) と J C S A T— 4号 (東経 1 2 4度) とからの電波を受信することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 少なくとも 2つの衛星からの電波を受信するマルチ一次放射器であり、 少な くとも第 1の一次放射器と前記第 1の一次放射器に «する第 2の一次放射器と を具備するマルチ一次放射器において、 前記第 1の一次放射器に設けられた第 1 の開口部の外周と、 前記第 2の一次放射器に設けられた第 2の開口部の外周とが 融合部において結合することを特徴とするマルチ一次放射器。
2 - 前記第 1の開口部には第 1のフィードホーンが設けられ、 前記第 2の開口部 のには第 2のフィードホーンが設けられたことを特徴とする請求項 1記載のマル チ一次放射器。
3 . ft&f己第 1の開口部の外周と前記第 1のフィードホーンとの間に第 1のコルゲ 一トが設けられ、 前記第 2器の開口部の外周と前記第 2のフィードホーンとの間 に第 2のコルゲー卜が設けられることを特徴とする請求項 2記載のマルチ一次放 射器。
4 . 前記第 1のコルゲ一トと前記第 2のコルゲートとが fttff己融合部にぉレ、て結合 することを特徴とする請求項 3記載のマルチ一次放射器。
5 · 前記第 1のフィードホーンと前記第 2のフィードホーンとが連結する前 IBB* 合部に仕切部材が設けられたことを特徴とする請求項 2記載のマルチ一次放射器。
6 . 前記第 1の開口部の中心を通り前記第 1の一 7火放射器の開口面に垂直な軸と、 前記第 2の開口部の中心を通り前記第 2の一次放射器の開口面に垂直な軸とが、 交点を有することを特徴とする請求項 1記載のマルチ一次放射器。
7 . 前記第 1の一次] ¾|†器に設けられた第 1の導波管の軸心と、 前記第 2の一次 放射器に設けられた第 2の導波管の軸心とが平行であることを,とする請求項 6記載のマルチ一次放射器。
8 . 請求項 1記載のマルチ一次放射器と、 給電素子が形成される変換回路とを具 備することを特徴とするダウンコンバータ。
9 . 各々の一次放射器に対して、 少なくとも 2つの前記給電素子から構成される 給電素子対が前記変換冋路上に形成され、 前記給電素子対を構成する前記給電素 子の内、 少なくとも 2つの前記給電素子のなす角が直角であることを特徴とする 請求項 8記載のダウンコンバータ。
1 0 . 前言 電素子対を構成するいずれかの給電素子と、 融合部中心線とのなす 角度が、 所定角度であることを特徴とする請求項 9記載のダウンコンバータ。
1 1 . 前記所定角度が、 所定経度上の地点における仮想偏波角に大略等しいこと を特徴とする請求項 1 0記載のダウンコンバータ。
1 2 . 前記所定角度が、 所定 i¾S上の地点における、 いずれかの前記衛星からの 電波の偏波角と仮想偏波角との差に等しいことを特徴とする請求項 1 0記載のダ ゥンコンノ ータ。
1 3 . 前記所定 i¾¾は、 所定の経度範囲内の大略中心経度であることを特徴とす る請求項 1 1または 1 2記載のダウンコンバータ。
1 . 前記所定角度は、 前記電波の有するスラント角を用いて算出された角度で あることを特徴とする請求項 1 1または 1 2記載のコンバータ。
1 5 . 請求項 6記載のマルチ一次放射器と、 給電素子が形成される変換回路とを 具備するダウンコンバータであり、 前記給電素子は、 前記第 1または第 2の一次 放射器の開口面と平行に形成された場合の給電素子が前記開口面の垂線に沿って 前記変換回路上に投影されることにより得られる長さを有することを特徴とする ダウンコンノ ータ。
1 6 . 少なくとも、 前記変換回路が內部に設けられた筐体と itlSマルチ一次放射 器とがー体成形されることを特徴とする請求項 8記載のダウンコンバータ
1 7 . 請求項 8記載のダウンコンバータと、 IS電波を反射するリフレクタと、 iiriaダウンコンバータと前記リフレクタとを連結する支持アームとを具備するこ とを特徴とするマルチビ一ムアンテナ。
1 8 . ήίίΙΒダウンコンバータのチルト角が可変であることを特徴とする請求項 1 7記載のマルチビームアンテナ。
1 9 . ήί Β支持アームと前記ダウンコンバータとを連結させ、 垂直照射軸を中心 として前記ダウンコンバータのチル卜角を可変とするホールド部材を具備するこ とを特徴とする請求項 1 8記載のマルチビームアンテナ。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001036336A (ja) * 1999-05-20 2001-02-09 Alps Electric Co Ltd フィードホーン
US7280080B2 (en) 2005-02-11 2007-10-09 Andrew Corporation Multiple beam feed assembly
JP4406657B2 (ja) * 2007-07-17 2010-02-03 シャープ株式会社 1次放射器、ローノイズ・ブロックダウン・コンバータおよび衛星放送受信用アンテナ
CN103365057B (zh) 2012-04-09 2015-12-02 扬升照明股份有限公司 投影装置
US9537209B2 (en) 2013-05-16 2017-01-03 Space Systems/Loral, Llc Antenna array with reduced mutual coupling between array elements
US10263342B2 (en) * 2013-10-15 2019-04-16 Northrop Grumman Systems Corporation Reflectarray antenna system
DE102014112825B4 (de) * 2014-09-05 2019-03-21 Lisa Dräxlmaier GmbH Steghornstrahler mit zusätzlicher Rille
US10020874B2 (en) * 2015-03-17 2018-07-10 Nec Corporation Antenna device, communication device and communication system
FR3079677B1 (fr) * 2018-03-27 2021-12-17 Radiall Sa Dispositif de communication sans fil integrant une pluralite d’antennes-cornets sur un circuit imprime (pcb), procede de realisation et utilisation associes
EP3561956B1 (en) * 2018-04-27 2021-09-22 Nokia Shanghai Bell Co., Ltd A multi-band radio-frequency (rf) antenna system
USD976242S1 (en) * 2019-06-03 2023-01-24 Space Exploration Technologies Corp. Antenna apparatus
USD971192S1 (en) 2019-06-03 2022-11-29 Space Exploration Technologies Corp. Antenna apparatus
USD971900S1 (en) 2019-06-03 2022-12-06 Space Exploration Technologies Corp. Antenna apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56141603A (en) * 1980-04-04 1981-11-05 Nec Corp Plural horn type antenna
JPS59185409A (ja) * 1983-04-04 1984-10-22 Nec Corp 開口面アンテナのコルゲ−トホ−ン
JPS63184406A (ja) * 1987-01-26 1988-07-29 Nec Corp 反射鏡空中線
JPH03155203A (ja) * 1989-11-14 1991-07-03 Furukawa Electric Co Ltd:The パラボラアンテナ用一次放射器
JPH0936655A (ja) * 1995-07-18 1997-02-07 Nippon Antenna Co Ltd マルチビームアンテナ
JPH10145138A (ja) * 1996-11-15 1998-05-29 Yagi Antenna Co Ltd マルチビームアンテナ

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3495262A (en) * 1969-02-10 1970-02-10 T O Paine Horn feed having overlapping apertures
JPS58185409A (ja) 1982-04-21 1983-10-29 Canon Inc 硫セレン化カドミウム粒子の製造方法
US4757324A (en) * 1987-04-23 1988-07-12 Rca Corporation Antenna array with hexagonal horns
GB8816276D0 (en) * 1988-07-08 1988-08-10 Marconi Co Ltd Waveguide coupler
DE3829370A1 (de) * 1988-08-30 1990-03-01 Kabelmetal Electro Gmbh Doppelerreger fuer spiegelantennen zur erzeugung zweier eng benachbarter strahlungskeulen
JPH03107810A (ja) 1989-09-21 1991-05-08 Photo Composing Mach Mfg Co Ltd 光ビーム走査装置
US5113197A (en) * 1989-12-28 1992-05-12 Space Systems/Loral, Inc. Conformal aperture feed array for a multiple beam antenna
DE4001952A1 (de) * 1990-01-24 1991-08-08 Siemens Ag Doppelerreger mit dielektrischem einsatz fuer spiegelantennen zur erzeugung zweier eng benachbarter strahlungskeulen
DE4009322A1 (de) * 1990-03-23 1991-09-26 Ant Nachrichtentech Speisesystem einer fuer winkeldiversity-betrieb vorgesehenen reflektorantenne
JP3107810B2 (ja) 1990-09-26 2000-11-13 株式会社リコー ファクシミリ通信制御方式
JPH0831743B2 (ja) 1990-10-15 1996-03-27 八木アンテナ株式会社 マルチビームアンテナ
JPH0652217A (ja) 1992-07-29 1994-02-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 機械翻訳装置
JPH0669722A (ja) 1992-08-18 1994-03-11 Nippon Antenna Kk マルチビームアンテナ
US5426442A (en) * 1993-03-01 1995-06-20 Aerojet-General Corporation Corrugated feed horn array structure
JPH07226622A (ja) * 1994-02-09 1995-08-22 Misawa Homes Co Ltd アンテナ装置
JPH0823226A (ja) * 1994-07-05 1996-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd デュアルビームアンテナ
US5486839A (en) * 1994-07-29 1996-01-23 Winegard Company Conical corrugated microwave feed horn
US5812096A (en) * 1995-10-10 1998-09-22 Hughes Electronics Corporation Multiple-satellite receive antenna with siamese feedhorn
JP3155203B2 (ja) 1996-06-12 2001-04-09 エフ・ディ−・ケイ株式会社 アルカリ電池用負極亜鉛基合金粉及びその製造方法
JP3321589B2 (ja) * 1996-12-03 2002-09-03 株式会社日立国際電気 衛星受信用アンテナの一次放射器及び衛星受信用コンバータ
JP3781074B2 (ja) * 1997-06-26 2006-05-31 ソニー株式会社 アンテナ装置
JP3667502B2 (ja) * 1997-07-15 2005-07-06 Dxアンテナ株式会社 マルチビームパラボラアンテナ用一次放射器
JPH1197924A (ja) * 1997-09-25 1999-04-09 Sony Corp アンテナ装置
JPH11274847A (ja) * 1998-03-25 1999-10-08 Maspro Denkoh Corp 2衛星受信用一次放射器
US6166704A (en) * 1999-04-08 2000-12-26 Acer Neweb Corp. Dual elliptical corrugated feed horn for a receiving antenna

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56141603A (en) * 1980-04-04 1981-11-05 Nec Corp Plural horn type antenna
JPS59185409A (ja) * 1983-04-04 1984-10-22 Nec Corp 開口面アンテナのコルゲ−トホ−ン
JPS63184406A (ja) * 1987-01-26 1988-07-29 Nec Corp 反射鏡空中線
JPH03155203A (ja) * 1989-11-14 1991-07-03 Furukawa Electric Co Ltd:The パラボラアンテナ用一次放射器
JPH0936655A (ja) * 1995-07-18 1997-02-07 Nippon Antenna Co Ltd マルチビームアンテナ
JPH10145138A (ja) * 1996-11-15 1998-05-29 Yagi Antenna Co Ltd マルチビームアンテナ

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