JP2001127538A - アンテナ用の反射鏡、前記反射鏡を用いたアンテナシステム、及び前記反射鏡の表面形状の決定方法 - Google Patents
アンテナ用の反射鏡、前記反射鏡を用いたアンテナシステム、及び前記反射鏡の表面形状の決定方法Info
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Abstract
信のための放射と受信のための放射との間の減結合を十
分なものとしつつ、大きなデータ伝送容量を達成する。 【解決手段】 本発明は電磁波を反射させるためのアン
テナ用の反射鏡に関するものであり、この反射鏡は、互
いに離隔した複数の焦点10a、10bを有する形状に
形成されている。これによって、互いに離隔して配設さ
れた複数の放射素子4a、4bから発せられる、例えば
互いに周波数ないし周波数帯の異なる複数の電磁放射ビ
ーム5a、5bが、反射鏡1を照射し、この反射鏡1に
反射されて、1つの共通カバー領域3へ指向させられる
ようにした。
Description
形状とした電磁波を反射させるためのアンテナ用の反射
鏡に関するものであり、また、この種の反射鏡を用いた
アンテナシステム及び反射鏡の表面形状の決定方法に関
するものである。この種の反射鏡としては、既に公知の
ものが存在している。
号に記載されているアンテナシステムは、然るべき表面
形状の反射鏡を用いて、2個の放射素子から個別に放射
される2本の放射ビームを、2つの個別のカバー領域へ
指向させるようにしたものである。
においては、適当な分配回路網を介して相互接続した複
数の放射素子から放射される複数本の放射ビームを、然
るべき表面形状の反射鏡を用いて、1本の放射ビームに
まとめると共に、そのまとめた放射ビームをカバー領域
へ指向させる(即ち、カバー領域へ向けて照射する)よ
うにしている。
2本の放射ビームを、別々の2個の受信体(衛星)へ指
向させるための反射鏡が記載されている。
2枚の反射鏡を組合せた反射構造を用いて、偏波方向が
異なる複数本の放射ビームを所望の方向へ指向させると
いうことが提案されている。2枚の反射鏡は、いずれも
グリッドタイプの反射鏡であり、一方の反射鏡が一方の
偏波方向に関して機能し、他方の反射鏡が他方の偏波方
向に関して機能するようにしている。
し得るのは、アンテナの送信カバー領域と受信カバー領
域とが同一であって、また特に、送信信号と受信信号と
で周波数及び/または偏波方向が同一である場合に、送
信する放射ビームと受信する放射ビームとを効果的に減
結合して、送受信の双方向動作を可能にするという用途
に用いたときに限られる。また、以上に説明した従来の
反射鏡には、以下の問題が付随していた。
兼用し、反射鏡を1枚備えただけの簡明な構成のアンテ
ナシステムとした場合には、送信する電磁波の放射と受
信する電磁波の放射との減結合を十分に達成することが
できなかった。そのため、送信信号と受信信号との間の
減結合を達成するための、付加的な回路が必要とされて
いた。例えば、通信技術の分野では、送信周波数と受信
周波数とを異ならせるという方法が一般的に用いられて
いるが、そのような場合には、ダイプレクサ等を付加す
ることによって減結合を達成していた。一方、レーダ技
術の分野では、送信周波数と受信周波数とが一般的に同
一であるが、そのような場合には、サーキュレータ等を
付加することによって減結合を達成していた。
受信素子として使用する放射素子とを別個のものとする
ことで、送受信間の減結合を達成するようにした場合に
は、例えば上述の米国特許公報US5684494号な
どのように、複数枚の反射鏡を必要とするためにコスト
高となることに加え、送信信号の放射ビームと受信信号
の放射ビームとで偏波方向を異ならせなければならない
ため、使用可能な偏波方向が限定されてしまうという問
題があった。いうまでもなく、使用可能な偏波方向が限
定されるということは、そのアンテナシステムによって
伝送可能なデータ量が低下することを意味している。
は、電磁波の放射ビームを用いた双方向伝送を行う際
に、送信のための放射と受信のための放射との間の減結
合を十分なものとしつつ、大きなデータ伝送容量を達成
することにある。
れば、請求項1の特徴部分に記載した構成要件によって
達成される。また、請求項9は、本発明にかかる反射鏡
を用いたアンテナシステムを記載したものである。ま
た、請求項13は、アンテナ用反射鏡の表面形状の決定
方法を記載したものである。
的表面形状を有する部分を形成することによって、反射
鏡が、互いに離隔した複数の焦点から成る少なくとも1
つの焦点群を有するようにし、且つ、その焦点群に含ま
れている複数の焦点から発する電磁波の放射ビームを、
反射鏡が、共通のカバー領域へ指向させるようにしてい
る。尚、焦点群はただ1つに限られず、反射鏡が複数の
焦点群を有するようにして、それら焦点群の各々ごと
に、反射鏡が、その焦点群に含まれている複数の焦点か
ら発する放射ビームを1つの共通カバー領域へ指向させ
るようにすることにより、複数の焦点群の各々を1つず
つの共通カバー領域へ指向させるようにしてもよい。カ
バー領域としては、例えば、遠く離れて存在している受
信アンテナを複数本の放射ビームの共通の照射点とし
て、その照射点をもってカバー領域とする場合もあり、
或いはまた、広がりを有する所望の領域へ複数の放射ビ
ームを照射するようにして、その領域をもってカバー領
域とする場合もある。後者の場合には、そのカバー領域
の形状を、実際にカバーしたい領域の形状に容易に適合
させることができ、ここで実際にカバーしたい領域と
は、例えば、地球の表面の特定部分の領域などである。
カバー領域へ向かう方向とは逆方向の放射ビーム、即
ち、カバー領域から発して反射鏡の焦点へ到来する放射
ビームは、本発明の第1の実施の形態においては、反射
鏡の複数の焦点の全てに夫々に合焦するようにしてあ
り、この場合には、受信素子をどの焦点に配設してもか
まわない。即ち、本発明の第1の実施の形態は、反射鏡
の指向性や合焦特性が、放射ビームの周波数や偏波方向
に依存しないように構成したものである。
波数選択性を持つようにしたものであり、ここでいう周
波数選択性とは、周波数ないし周波数帯が異なれば焦点
の位置が異なるようにすることや、周波数ないし周波数
帯が異なる焦点どうしの間の離隔距離が増大するように
することなどをいう。この実施の形態でも、1つの焦点
群に含まれている複数の焦点の夫々から発する放射ビー
ムは、反射鏡によって1つの共通カバー領域へ指向させ
られるが、ただし、逆にその共通カバー領域から到来す
る放射ビームは、その周波数ないし周波数帯ごとに、別
々の焦点に合焦される。従って、個々の周波数ないし周
波数帯に関して機能する個別の受信素子を、夫々に対応
した個別の焦点に夫々に配設する必要がある。
その複数の焦点のうちの1つの焦点に配設された送信素
子から発せられる放射ビームを反射してカバー領域へ指
向させる(即ち、カバー領域へ向けて照射する)機能を
果たすと共に、カバー領域から到来した放射ビームを、
その複数の焦点のうちの1つの焦点に配設された受信素
子へ指向させる(即ち、受信素子に合焦させる)機能を
果たす。尚、以下の説明では、送信素子と受信素子とを
総称して「放射素子」と呼ぶことにする。放射素子が送
信素子ないし受信素子として機能する状況には様々なも
のがあり、それらについて以下に説明する。
たない形状とした場合 この場合には、反射鏡は、その複数の焦点の夫々に配設
された放射素子が夫々に放射する複数の放射ビームを1
つのカバー領域へ指向させる。逆に、そのカバー領域か
ら到来する放射ビームは、反射鏡の複数の焦点の全てに
夫々に合焦される。また、送信素子として機能させる放
射素子を、受信素子として兼用することができる。ま
た、この場合には、個々の焦点に配設する夫々の放射素
子の動作周波数を互いに異ならせておく。この構成で
は、実際に受信素子として使用する放射素子が配設され
ている焦点ばかりでなく、その他の放射素子が配設され
ている夫々の焦点にも放射ビームが合焦されるため、そ
の他の放射素子も、その放射ビームを受信することにな
るが、それによって、その他の放射素子に障害が発生す
ることは殆どなく、それは、1つには、複数の放射素子
の同調周波数を夫々に異ならせているからであり、もう
1つには、大抵の場合、受信電力は送信電力よりはるか
に小さいからである。
は別に、受信素子として使用する放射素子を他の焦点に
配設している場合も、送信素子として使用する放射素子
が配設されている焦点に受信ビームが合焦することによ
って、その送信素子として使用する放射素子が影響を受
けることは殆どなく、それは、大抵の場合、受信電力は
送信電力よりはるかに小さいからである。
する形状とした場合 この場合の、具体的な反射鏡の用い方の一例は、ある1
つの焦点に、ある特定の周波数ないし特定の周波数帯に
おいて送信素子として使用する放射素子を配設し、別の
1つの焦点に、別の周波数ないし別の周波数帯において
受信素子として使用する放射素子を配設するというもの
である。この構成では、反射鏡が周波数選択性を有する
ことから、受信する放射ビームは、その受信素子にだけ
合焦されることになる。
いに異ならせるようにしてもよい。そうした場合には、
互いに離隔した位置に複数の焦点を有するようにしたこ
とによる減結合効果に加えて、更に別の減結合効果も得
られるようになる。一方、複数の焦点の夫々に対応した
放射ビームの偏波方向を、同一方向に揃えるようにして
もよい。そうした場合には、偏波方向を任意の方向とし
た電磁波による減結合伝送を、反射鏡を1枚しか使用せ
ずに行えるということが、本発明にかかる反射鏡の利点
となる。従って、本発明の構成は、従来の構成と比べ
て、より簡明な構成でありながら、より効果的な構成で
ある。
け有する形状としてもよく、その場合には、それら2つ
の焦点に夫々に放射素子を配設し、それら互いに離隔し
た2個の放射素子が、例えば周波数ないし周波数帯が互
いに異なる放射ビームを発生するようにして、それら放
射ビームを反射鏡によって1つの共通カバー領域へ指向
させるようにすればよい。このような表面形状の反射鏡
は、放射源を2個だけ装備する場合に適している。
上有する形状としてもよく、その場合には、3個以上の
放射素子を装備することができ、それら放射素子が発す
る放射ビームを夫々のカバー領域へ指向させることも可
能になる。また、互いに離隔した複数の放射素子から成
る放射素子群を、2つ以上備えるようにしてもよく、そ
の場合の反射鏡の表面形状としては、第1放射素子群に
含まれている互いに離隔した複数の放射素子が発する、
例えば周波数ないし周波数帯が異なる夫々の放射ビーム
を、第1の共通カバー領域へ指向させるようにし、第2
放射素子群に含まれている互いに離隔した複数の放射素
子が発する夫々の放射ビームを、第2の共通カバー領域
へ指向させるようにし、更にその他の放射素子群も備え
ているのであれば、その他の放射素子群についても同様
に各々の共通カバー領域へ指向させるような表面形状と
すればよい。1つの放射素子群を構成する放射素子の個
数は2個でもよく、3個以上でもよい。1つの放射素子
群を構成する複数の放射素子の動作周波数ないし動作周
波数帯を、互いに異ならせるようにしてもよく、また、
全ての放射素子群において、同一周波数ないし同一周波
数帯を横断的に使用するようにしてもよい。更には、既
述のごとく、1つの放射素子群を構成する複数の放射素
子の間で、同一の周波数を使用するようにしてもよい。
を有するようにしてもよく、ここでいう複数の部分表面
領域とは、その各々が、1つずつのカバー領域に関して
機能し、場合によっては更に、その各々が1つずつの周
波数ないし周波数帯に関して機能する表面領域である。
このようにした場合には、反射鏡が、その反射鏡全体と
して個々の放射ビームを夫々に合焦させる合焦特性を有
するものとする必要がなくなり、従って、反射鏡の全体
形状をそのような合焦特性を有する形状にすることが不
要となる。また、これによって、各々の放射ビームが反
射鏡の全体を照射することも不要となり、個々の放射ビ
ームは、単に、特定の1つのカバー領域に関連し、場合
によっては更に、特定の1つの周波数ないし周波数帯に
関して機能する部分表面領域だけを照射すればよくな
る。従って、以上のようにすることで、反射鏡の表面
を、複数の周波数ないし複数のカバー領域の夫々に適合
させることが非常に容易になる。
域を放射から遮蔽するための部分表面領域を有するよう
にしてもよい。この遮蔽作用は、放射ビームが本来のカ
バー領域をはみ出してその外側を照射する放射量を大幅
に低減すると共に、カバー領域に隣接する領域や、また
特に2つのカバー領域の間の領域において干渉を発生す
る散乱放射を大幅に低減するものであり、そのような散
乱放射は、例えばサイドローブ成分や偏波間干渉によっ
て生じるものである。また、以上のようにすることで、
カバー領域に隣接した領域には放射ビームを照射したく
ない場合に、その領域を遮蔽することも可能になる。反
射鏡の表面に、この遮蔽機能だけを目的とした専用の部
分表面領域を設けるようにすれば、反射鏡のその他の部
分表面領域に影響されることなく遮蔽機能を最適化する
ことができ、従って、理想的な遮蔽機能を実現すること
ができる。ただし、隣接するカバー領域に関して機能す
る部分表面領域や、その他の周波数ないし周波数帯に関
して機能する部分表面領域を、遮蔽機能を提供するため
の部分領域として兼用することも可能である。
全体形状を平面または曲面とし、肉盛り部や肉落とし部
から成る微細な局所的表面形状をそれに重ね合わせるこ
とによって形成することができる。このようにした場合
には、反射鏡の反射特性が、反射鏡の基本的全体形状
(平面または曲面)に応じたものとなる一方で、カバー
領域や遮蔽領域に応じて、また場合によっては更に個々
の周波数ないし周波数帯に応じて、反射鏡の局所的表面
形状によって決定され、それによって最適化されるよう
になる。
クタル図形のように、異なった大きさの微細形状を何層
にも重ね合わせることによって形成することができる。
この場合、先ず、基本的全体表面形状に、それより小さ
な第1の大きさを有する第1局所的表面形状を重ね合わ
せ、続いてその上に、更に小さな第2の大きさを有する
第2局所的表面形状を重ね合わせる。同様にして、次第
に微細となる局所的表面形状を反復して重ね合わせて行
くようにすればよい。
かる反射鏡を備えたアンテナシステムに関するものであ
る。本発明にかかるアンテナシステムは、第1放射素子
及び第2放射素子から成る少なくとも1つの放射素子群
を備えている。1つの放射素子群における第1放射素子
は第2放射素子から離隔した位置に配設されている。以
下の説明では、1つの具体例として、1個の第1放射素
子と1個の第2放射素子とで構成された第1放射素子群
を備えた場合について説明するが、無論、本発明がこれ
に限定されるわけではない。この場合、第1放射素子及
び第2放射素子は、その各々が、反射鏡の1つずつの焦
点に配設されており、第1放射素子及び第2放射素子か
ら発せられる第1放射ビーム及び第2放射ビームが、1
つの共通カバー領域へ指向させられるようにする。この
場合、第1放射素子は送信素子として機能し、第2放射
素子は受信素子として機能する。以上のようにすること
によって、簡明な構成で、送信のための電磁波と受信の
ための電磁波とを減結合した双方向伝送を行うことが可
能になる。
は、第1放射素子が、第1周波数ないし第1周波数帯の
放射ビームに関して機能するように構成されており、前
記第2放射素子が、第1周波数とは異なる第2周波数な
いし第1周波数帯とは異なる第2周波数帯の放射ビーム
に関して機能するように構成されている。この構成が採
用されるのは、例えば、通信技術の分野で用いられるア
ンテナシステムであって、送信は第1周波数ないし第1
周波数帯で行い、受信は第2周波数ないし第2周波数帯
で行う場合である。
をカバーするように、第1放射素子及び第2放射素子の
各々の配設位置と、反射鏡の表面形状とを定めるように
してもよい。そのようにした場合には、カバー領域に対
して、所定の周波数ないし所定の周波数帯で動作するた
だ1個の放射素子で送信を行うと共に、それとは別のた
だ1個の放射素子を、別の周波数ないし別の周波数帯の
受信素子として使用するようにした簡明な構成とするこ
とができる。原理的には、無論、3個以上の放射素子を
装備することができ、その場合には特に、どの放射素子
の周波数ないし周波数帯も、その他の放射素子の周波数
ないし周波数帯とは異なるようにするのがよい。
の放射素子から成る放射素子群を、2群以上装備した構
成としてもよい。そのようにした場合には、それら放射
素子群のうちの第1放射素子群を、夫々が発する放射ビ
ームが第1カバー領域を指向するように配設された第1
放射素子及び第2放射素子を含むものとする。また、第
1放射素子群に含まれているそれら放射素子は、互いに
異なる周波数ないし周波数帯で動作するものとすること
ができる。また、更に少なくとも1つの第2放射素子群
を装備することになるが、第2放射素子群は、夫々が発
する放射ビームが第1カバー領域とは異なる第2カバー
領域を指向するように配設された複数の放射素子から成
るものとする。この第2放射素子群に含まれている複数
の放射素子も、第1放射素子群の複数の放射素子と同様
に、互いに異なる周波数ないし周波数帯で動作するもの
とすることができ、また、異なった放射素子群の間で同
一の周波数ないし周波数帯を横断的に使用することも可
能である。原理的には3群以上の放射素子群を装備する
ことも可能である。そして、その場合には、第1放射素
子群と、少なくとも1つの第2放射素子群とを、互いに
離隔した位置に配置するようにする。また、各々の放射
素子群が少なくとも2個の放射素子を含んでいるように
する。
て説明する。この方法は、互いに離隔した位置にある複
数の焦点から成る少なくとも1つの焦点群を有する反射
鏡であって、その焦点群に含まれている複数の焦点から
夫々に発する複数の電磁波の放射ビームを1つの共通カ
バー領域へ指向させる反射鏡の表面形状の決定方法であ
る。この方法は、例えば、コンピュータのプログラムの
支援の下に行うシミュレーションの形で実行することも
でき、また、反射鏡に機械加工を施して変形させるステ
ップを反復することによって実行することもできる。
くとも2個の放射素子の配設位置に対応した反射鏡の反
射特性を定めるために、最初に、反射鏡の基本的全体表
面形状(例えば放物面)を決定する。続いて、反射鏡の
表面の少なくとも1箇所に、比較的大きな第1補正量
で、第1回の局所的表面形状補正を施すようにし、これ
は、反射鏡の基本的全体表面形状に、肉盛り部ないし肉
落とし部を形成することによって行い、それによって、
反射鏡の反射特性を、複数の放射素子の位置に応じて放
射ビームを所望のカバー領域へ大まかに指向させること
ができるような反射特性にするものである。従ってこの
第1回のステップは、粗補正のステップであり、互いに
離隔した複数の焦点の画成位置を、複数の放射素子の配
設位置へ近付けるためのステップである。
するステップであり、このステップでは、反射鏡の表面
形状に対して、上述の第1補正量より微細な第2補正量
で、第2回の局所的表面形状補正を施す。この第2回の
局所的表面形状補正は、先に行った第1回の局所的表面
形状補正の上に重ねて行われる。これによって反射特性
が改善されるのは、複数の放射素子から発せられる夫々
の放射ビームを1つの共通カバー領域へ指向させる性能
が改善されるからであり、より具体的には、複数の放射
素子の配設位置に対して、互いに離隔した複数の焦点の
画成位置が、よりよく一致するようになるからである。
形状補正を施すステップを、更に反復して実行するよう
にしてもよく、その際に、補正量を次第に小さくして行
くようにすれば、最適な結果を得ることができる。これ
によって、反射鏡の表面形状は、様々な大きさ(補正
量)の局所的表面形状が重畳した、あたかもフラクタル
図形のような形状となる。
るステップを実行する際には、放射素子の配設位置の補
正、並びに放射素子の姿勢の補正を併せて行うようにし
てもよい。放射素子の姿勢とは、各々の放射素子の、そ
の他の放射素子や反射鏡に対する相対的な角度のことで
ある。これらを行うことにより、放射素子が放射ビーム
を照射する反射鏡の表面領域の位置及び大きさを調整す
ることができる。そして、反射特性を改善するステップ
を1回実行するごとに、放射素子の配設位置及び補正を
最適化することによって、全体として最適な結果が得ら
れる。
本発明の具体的な実施の形態について詳細に説明して行
く。
かるアンテナシステムを示した図である。このアンテナ
システムは、通信技術の分野で使用されるものであり、
例えば、地上局に設置して用いることもでき、通信衛星
に装備して用いることもできるものである。図示の如
く、このアンテナシステムは、反射鏡1を備えている。
放射素子4a及び4bによって、放射素子群2が構成さ
れており、それら放射素子4a、4bは、送信素子とし
て使用される場合には放射ビームによって反射鏡1の表
面を少なくとも部分的に照射できる位置に配設されてい
る。また、それら放射素子4a、4bは、互いに異なっ
た周波数ないし周波数帯で動作するように構成されてい
る。更に、それら放射素子4a、4bは、互いに離隔し
た位置に配設されている。それら2つの放射素子4a、
4bは、この反射鏡1の2つの焦点10a、10bに夫
々配設されており、それら放射素子4a、4bが発する
放射ビーム5a、5bは、反射鏡1の表面によって反射
されて、それら2本の放射ビームに共通する照射対象領
域である、共通カバー領域3へ指向させられる。例え
ば、このアンテナシステムが、通信衛星に装備されてい
るものである場合には、このカバー領域3は、地球上の
特定の地域である。
a、4bを共に送信素子として機能させるのではなく、
一方の放射素子4aだけを送信素子として機能させ、他
方の放射素子4bは受信素子として機能させている。こ
の場合、放射素子4bに対応した放射ビーム5bは、放
射素子4bから発せられてカバー領域3へ照射される放
射ビームではなく、その逆の方向に進む放射ビームであ
る。反射鏡1は、その表面に適当な局所的表面形状を形
成することで、周波数選択性を有する反射鏡としてあ
り、それによって、カバー領域3から到来する放射ビー
ム5bが、放射素子4bが配設されている方の焦点10
bだけに合焦するようにしてある。
複数の放射素子がどのように照射するかを示した図であ
る。図2に示したように、2つの放射素子群2及び20
が装備されている。第1放射素子群2は、放射素子4a
と4bとで構成されており、それら2つの放射素子4
a、4bは、反射鏡1の第1焦点群を構成している2つ
の焦点10a、10bに夫々配設されている。また、第
2放射素子群20は、放射素子40aと40bとで構成
されており、それら2つの放射素子40a、40bは、
反射鏡1の第2焦点群を構成している2つの焦点110
a、110bに夫々配設されている。第1放射素子群2
は、放射ビーム5aを送信し、放射ビーム5bを受信し
ており、それら2本の放射ビーム5a,5bは周波数な
いし周波数帯が互いに異なっている。同様に、第2放射
素子群20は、放射ビーム50aを送信し、放射ビーム
50bを受信しており、それら2本の放射ビームもま
た、周波数ないし周波数帯が互いに異なっている。ただ
し、放射素子群2の放射ビーム5a及び5bと、放射素
子群20の放射ビーム50a及び50bとで、同じ周波
数の組合せないし同じ周波数帯の組合せを使用するよう
にしてもよく、即ち、複数の放射素子群の間で同一の周
波数ないし周波数帯を横断的に使用することができる。
そうした場合には、放射ビーム5aの周波数ないし周波
数帯を、放射ビーム50aのものと同一にし、また、放
射ビーム5bの周波数ないし周波数帯を、放射ビーム5
0bのものと同一にすることができる。
を任意の方向とすることができる。従って、例えば、放
射ビーム5aと放射ビーム5bとで、偏波方向を同一に
してもよく、それによってこのアンテナシステムの性能
が低下することはない。
対する相対的な配置は、また従って反射鏡1の表面9に
対する相対的な配置は、次のようにしてある。即ち、放
射素子4a、4b、40a、40bの全てを仮に送信素
子として使用した場合に、それらから発する夫々の放射
ビームが、主として、この反射鏡1の夫々特定の部分表
面領域6a、6b、60a、60bを照射するような配
置としてある。また図示例では、それら特定の部分表面
領域6a、6b、60a、60bは、その各々が、略々
特定のカバー領域3a、3bに関してだけ機能するよう
にしてあり、また、略々特定の周波数ないし周波数帯に
関してだけ機能するようにしてある。このように、特定
の部分表面領域が、略々、特定のカバー領域及び特定の
周波数ないし周波数帯に関してだけ機能するということ
は、放射ビームの進む方向が逆の場合についてもいえる
ことであり、なぜならば、どちらの方向に進む放射ビー
ムも反射鏡から受ける影響は同様であり、その状態は双
方向的だからである。
た図である。図示例の反射鏡の表面形状は、図1に例示
した用途に使用するために、その基本的全体表面形状
を、放物面の近似形状としてある。反射鏡の表面9には
更に、複数の局所的表面形状が形成されており、それら
は、様々な大きさの局所的肉盛り部ないし局所的肉落と
し部によって形成されている。即ち、第1の大きさ(第
1補正量)の粗肉盛り部ないし粗肉落とし部に、次々と
より小さい大きさ(補正量)の、従ってより微細な、肉
盛り部ないし肉落とし部を重ね合わせて行くことで形成
してある。図示例では、それら局所的肉盛り部ないし局
所的肉落とし部は、部分表面領域6a、6b、60a、
60bに形成されており、これら部分表面領域は、特定
のカバー領域3aないし3bに関して機能し、また、対
応する周波数ないし周波数帯に関して機能するものであ
る。図3には更に、反射鏡の表面9のもう1つの部分表
面領域7が示されており、この部分表面領域7によっ
て、ある特定の1つの領域が、遮蔽領域8として画成さ
れている。図4から明らかなように、図示例では、遮蔽
領域8は地球の表面12の特定の部分に相当する領域で
あって、この部分を遮蔽している。これとは逆に、部分
表面領域6aは、放射ビーム5aを、対応したカバー領
域3aへ指向させるように機能する領域であり、これも
図4に示したとおりである。また、もう1つの部分表面
領域6bは、対応したカバー領域3aから到来する放射
ビーム5bを、焦点10bに配置されている放射素子4
bへ合焦させるように機能する領域である。同様に、部
分表面領域60aと60bとは、放射ビーム50aを第
2のカバー領域3bへ指向させる機能と、放射ビーム5
0bを放射素子60bへ合焦させる機能とを果たす領域
である。
せた放射ビームが、略々そのカバー領域だけを照射する
ようにして、そのカバー領域に隣接した領域へはみ出し
て干渉を引き起こすことがないようにするための遮蔽機
能も求められている。この遮蔽機能も、反射鏡の表面形
状を上で説明した方法で適切に形成することによって得
られる。図示例のように、反射鏡1の部分表面領域6a
及び6bが、それらに対応する放射素子をカバー領域3
aへ指向させている場合に、もし放射素子4aから発せ
られる放射ビーム5bの散乱放射が、カバー領域3bを
照射してしまうおそれがあるのであれば、反射鏡の部分
表面領域60a及び60bの形状を、上で説明した機能
と共に、更に次の機能も併せて果たすような形状に形成
すればよい。その機能とは、この放射ビーム5aの散乱
放射のうち、反射鏡の部分表面領域60a、60bに入
射し、それら部分表面領域60a、60bで反射されて
カバー領域3bへ至る部分の散乱放射と、それらとは別
に、反射鏡1の部分表面領域6a、6bで反射されてカ
バー領域3bへ至る部分の散乱放射とが、互いに打ち消
し合うように干渉し、それによって、カバー領域3bに
おける実効散乱放射量を実質的にゼロにする機能であ
る。カバー領域3bを照射対象とする放射ビームについ
ても、これと同様にすることで、カバー領域3aにおけ
る有害な散乱放射の影響を実質的にゼロにすることがで
きる。
図である。
ように照射するかを示した模式図である。
図である。
れるカバー領域及び遮蔽領域を示した模式図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 電磁波を反射させるためのアンテナ用の
反射鏡において、 互いに離隔した複数の焦点(10a、10b、110
a、110b)から成る少なくとも1つの焦点群を前記
反射鏡(1)が有するように、且つ、前記焦点群に含ま
れている複数の焦点(10a、10b、110a、11
0b)から発する電磁波の放射ビーム(5a、5b、5
0a、50b)を前記反射鏡(1)が1つの共通カバー
領域(3、3a、3b)へ指向させるように、前記反射
鏡(1)の表面が形成されていることを特徴とする反射
鏡。 - 【請求項2】 前記反射鏡(1)が、2つの第1焦点
(10a、10b)から成る第1焦点群を有し、それら
第1焦点(10a、10b)から発する放射ビーム(5
a、5b)を第1カバー領域(3、3a)へ指向させる
ように形成されていることを特徴とする請求項1記載の
反射鏡。 - 【請求項3】 前記反射鏡(1)が、複数の第2焦点
(110a、110b)から成る少なくとも1つの第2
焦点群を有し、それら第2焦点(110a、110b)
から発する放射ビーム(50a、50b)を第2カバー
領域(3b)へ指向させるように形成されていることを
特徴とする請求項2記載の反射鏡。 - 【請求項4】 前記反射鏡(1)が、各々が1つずつの
カバー領域(3、3a、3b)に関して機能する複数の
部分表面領域(6a、6b、60a、60b)を有する
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の反
射鏡。 - 【請求項5】 前記反射鏡(1)が、前記カバー領域
(3、3a、3b)に隣接した領域(8、3b、3a)
を放射から遮蔽するための部分表面領域(7)を有する
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の反
射鏡。 - 【請求項6】 前記反射鏡(1)が、前記複数の焦点
(10a、10b、110a、110b)の位置が周波
数に応じて異なるようにする周波数依存性をもたらす局
所的表面形状を有することを特徴とする請求項1乃至5
の何れか1項記載の反射鏡。 - 【請求項7】 前記反射鏡(1)が、各々が1つずつの
カバー領域(3、3a、3b)及び1つずつの周波数な
いし周波数帯に関して機能する複数の部分表面領域(6
a、6b、60a、60b)を有することを特徴とする
請求項1乃至6の何れか1項記載の反射鏡。 - 【請求項8】 前記反射鏡(1)が、基本的全体表面形
状に、次第に微細となる局所的表面形状を反復して重ね
合わせることによって形成されていることを特徴とする
請求項1乃至6の何れか1項記載の反射鏡。 - 【請求項9】 請求項1乃至8の何れか1項記載の反射
鏡を備えたアンテナシステムにおいて、 少なくとも1個の第1放射素子及び少なくとも1個の第
2放射素子(4a、4b、40a、40b)から成る少
なくとも1つの放射素子群を備えており、 前記第1放射素子(4a、40a)は前記第2放射素子
(4b、40b)から離隔した位置に配設されており、 前記第1放射素子及び前記第2放射素子(4a、40
a、4b、40b)は、その各々が、前記反射鏡(1)
の1つずつの焦点(10a、10b、110a、110
b)に配設されており、それによって、前記第1放射素
子及び前記第2放射素子(4a、40a、4b、40
b)から発せられる第1放射ビーム及び第2放射ビーム
(5a、50a、5b、50b)が、共通カバー領域
(3、3a、3b)へ指向させられるようにした、 ことを特徴とするアンテナシステム。 - 【請求項10】 前記第1放射素子(4a、40a)が
送信素子として構成されており、前記第2放射素子(4
b、40b)が受信素子として構成されていることを特
徴とする請求項9記載のアンテナシステム。 - 【請求項11】 前記第1放射素子(4a、40a)
が、第1周波数ないし第1周波数帯の放射ビーム(5
a、50a)に関して機能するように構成されており、
前記第2放射素子(4b、40b)が、第2周波数ない
し第2周波数帯の放射ビーム(5b、50b)に関して
機能するように構成されていることを特徴とする請求項
9または10記載のアンテナシステム。 - 【請求項12】 夫々が発する放射ビーム(5a、5
b)が第1カバー領域(3a)を指向するように配設さ
れた複数の放射素子(4a、4b)から成る第1放射素
子群(2)と、夫々が発する放射ビーム(50a、50
b)が第2カバー領域(3b)を指向するように配設さ
れた複数の放射素子(40a、40b)から成る第2放
射素子群(20)とを備えており、前記第1放射素子群
(2)と前記第2放射素子群(20)とが、互いに離隔
した位置に配置されていることを特徴とする請求項9乃
至11の何れか1項記載のアンテナシステム。 - 【請求項13】 前記複数の放射素子(4a、40a、
4b、40b)の各々が前記カバー領域(3、3a、3
b)の全体をカバーするように、前記第1放射素子及び
前記第2放射素子(4a、40a、4b、40b)の各
々の配設位置と、前記反射鏡(1)の表面形状とを定め
てあることを特徴とする請求項9乃至12の何れか1項
記載のアンテナシステム。 - 【請求項14】 互いに離隔した位置にある複数の焦点
(10a、10b、110a、110b)から成る少な
くとも1つの焦点群を有する反射鏡(1)であって、前
記焦点群に含まれている複数の焦点(10a、10b、
110a、110b)から夫々に発する複数の電磁波の
放射ビーム(5a、5b、50a、50b)を1つの共
通カバー領域(3、3a、3b)へ指向させる反射鏡
(1)の表面形状の決定方法において、 最初に前記反射鏡の基本的全体表面形状を決定し、それ
に続いて、複数の放射素子(4a、4b、40a、40
b)の配設位置に対応して、反復するステップにより局
所的肉盛り部ないし局所的肉落とし部を形成して局所的
表面形状補正を施すことによって、前記複数の放射ビー
ム(5a、5b、50a、50b)が、1つの共通カバ
ー領域(3、3a、3b)へ指向されるようにすること
を特徴とする方法。 - 【請求項15】 前記反射鏡に局所的表面形状補正を施
す際に、前記放射素子(4a、4b、40a、40b)
の前記反射鏡に対する相対的な位置の補正を併せて行う
ことを特徴とする請求項14記載の方法。
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