JP2002151943A - マイクロ波用ドーム型発散レンズ、およびそのようなレンズを含むアンテナ - Google Patents
マイクロ波用ドーム型発散レンズ、およびそのようなレンズを含むアンテナInfo
- Publication number
- JP2002151943A JP2002151943A JP2001288403A JP2001288403A JP2002151943A JP 2002151943 A JP2002151943 A JP 2002151943A JP 2001288403 A JP2001288403 A JP 2001288403A JP 2001288403 A JP2001288403 A JP 2001288403A JP 2002151943 A JP2002151943 A JP 2002151943A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- dome
- axis
- waveguide
- diverging lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/2658—Phased-array fed focussing structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
- H01Q1/288—Satellite antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
- H01Q15/06—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism comprising plurality of wave-guiding channels of different length
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/007—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device
- H01Q25/008—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device lens fed multibeam arrays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 宇宙空間での利用に適したマイクロ波用ドー
ム型発散レンズを提供する。 【解決手段】 マイクロ波用ドーム型発散レンズ（１
４）であって、レンズの軸（１６）に沿う導波路の長さ
が最も長く、軸から離れた導波路の長さがより短い、様
々な長さの複数の導波路（４４ｉ）を含む。導波路の軸
同士は平行であり、かつレンズの軸（１６）に平行であ
る。
ム型発散レンズを提供する。 【解決手段】 マイクロ波用ドーム型発散レンズ（１
４）であって、レンズの軸（１６）に沿う導波路の長さ
が最も長く、軸から離れた導波路の長さがより短い、様
々な長さの複数の導波路（４４ｉ）を含む。導波路の軸
同士は平行であり、かつレンズの軸（１６）に平行であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波領域の
電波用のドーム型発散レンズに関する。本発明はまた、
そのようなレンズを備え、広い視野で地上のゾーンと通
信するための衛星に搭載された通信アンテナにも関す
る。
電波用のドーム型発散レンズに関する。本発明はまた、
そのようなレンズを備え、広い視野で地上のゾーンと通
信するための衛星に搭載された通信アンテナにも関す
る。
【０００２】
【従来の技術】低軌道または中軌道の非静止衛星による
通信システムでは、地上は、それぞれが数百キロメート
ルの直径を有するゾーンまたはセルに分割され、あるゾ
ーンの端末間の通信はそのゾーン内の基地局を介して行
われる。言い換えれば、同一ゾーンの２つの端末間で通
信を確立する場合、第一端末は基地局に向けて信号を送
信するが、この信号は非静止衛星に搭載された通信手段
を経由し、次に基地局が同じく衛星を介して、第二端末
に通信を送信する。異なる２つのゾーン内にある２つの
端末間の通信の場合、たとえば地上網を介して２つのゾ
ーンの２つの基地局間で通信を確立する。
通信システムでは、地上は、それぞれが数百キロメート
ルの直径を有するゾーンまたはセルに分割され、あるゾ
ーンの端末間の通信はそのゾーン内の基地局を介して行
われる。言い換えれば、同一ゾーンの２つの端末間で通
信を確立する場合、第一端末は基地局に向けて信号を送
信するが、この信号は非静止衛星に搭載された通信手段
を経由し、次に基地局が同じく衛星を介して、第二端末
に通信を送信する。異なる２つのゾーン内にある２つの
端末間の通信の場合、たとえば地上網を介して２つのゾ
ーンの２つの基地局間で通信を確立する。
【０００３】衛星上では重量および体積を最小にする必
要があるため、送信または受信アンテナを、複数のゾー
ンに割り当てることが好ましい。したがってこのアンテ
ナは、きわめて広い視野をカバーしなければならない。
たとえば１４００ｋｍの高度の衛星の場合、視野は、有
効範囲が１０°の仰角に達する通信システムについて
は、１０８°の頂角で構成される。
要があるため、送信または受信アンテナを、複数のゾー
ンに割り当てることが好ましい。したがってこのアンテ
ナは、きわめて広い視野をカバーしなければならない。
たとえば１４００ｋｍの高度の衛星の場合、視野は、有
効範囲が１０°の仰角に達する通信システムについて
は、１０８°の頂角で構成される。
【０００４】また、衛星は非静止であり、ゾーンは地上
に対し固定されているので、アンテナはビーム走査型で
なければならない。すなわちアンテナからのビームは、
常に角度的に移動していなければならない。最後に、照
準角度に応じてアンテナの利得を増加させなければなら
ないため、そのようなアンテナの作製の困難さは増大す
る。実際、この角度が増加すると、ゾーンまでの距離が
増加し、距離による減衰および大気を通過することによ
る減衰が生じる。
に対し固定されているので、アンテナはビーム走査型で
なければならない。すなわちアンテナからのビームは、
常に角度的に移動していなければならない。最後に、照
準角度に応じてアンテナの利得を増加させなければなら
ないため、そのようなアンテナの作製の困難さは増大す
る。実際、この角度が増加すると、ゾーンまでの距離が
増加し、距離による減衰および大気を通過することによ
る減衰が生じる。
【０００５】これらの要件を満たすために、電子走査ビ
ーム発生器と、ビーム発生器の視野を広げ照準角度に応
じて利得を補正するための誘電体ドーム型発散レンズと
を含むアンテナが、既に提案されている。このように、
ビーム発生機能と、照準角度に応じた利得の補正をとも
なう視野拡大機能とを分離することにより、６０から１
２０°の開口角を有するアンテナを実現することが可能
である。またビーム発生器は通常、限られた数の放射素
子を有する電子走査を使用して作製される。誘電体ドー
ム型発散レンズは、上部に四分の一波長の整合層が成形
された誘電率が一定の材料で構成される。
ーム発生器と、ビーム発生器の視野を広げ照準角度に応
じて利得を補正するための誘電体ドーム型発散レンズと
を含むアンテナが、既に提案されている。このように、
ビーム発生機能と、照準角度に応じた利得の補正をとも
なう視野拡大機能とを分離することにより、６０から１
２０°の開口角を有するアンテナを実現することが可能
である。またビーム発生器は通常、限られた数の放射素
子を有する電子走査を使用して作製される。誘電体ドー
ム型発散レンズは、上部に四分の一波長の整合層が成形
された誘電率が一定の材料で構成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、誘電体ドーム型発散レンズは、宇宙空間での利用に
は適していない。なぜなら、誘電体材料は、打ち上げ時
および宇宙空間で、非常に大きい力学的および熱的応力
を受けるからである。またこのようなレンズは質量が大
きく、それもまた、宇宙空間での利用への適合を困難に
する。
は、誘電体ドーム型発散レンズは、宇宙空間での利用に
は適していない。なぜなら、誘電体材料は、打ち上げ時
および宇宙空間で、非常に大きい力学的および熱的応力
を受けるからである。またこのようなレンズは質量が大
きく、それもまた、宇宙空間での利用への適合を困難に
する。
【０００７】本発明はこの欠点を解消するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明によ
るアンテナは、ドームレンズが、レンズの軸に沿う導波
路の長さが最も長く、軸から離れた導波路の長さがより
短くなる、様々な長さの複数の金属導波路を含むことを
特徴とする、走査アレイの視野を拡大するためのドーム
型発散レンズに結合された走査アレイを含む。
るアンテナは、ドームレンズが、レンズの軸に沿う導波
路の長さが最も長く、軸から離れた導波路の長さがより
短くなる、様々な長さの複数の金属導波路を含むことを
特徴とする、走査アレイの視野を拡大するためのドーム
型発散レンズに結合された走査アレイを含む。
【０００９】各導波路は、センサ／発信器ならびに移相
器を構成し、それにより発散レンズ機能を実現すること
ができる。導波路は、単純な金属仕切壁で構成されてい
るので、本発明によるアンテナは宇宙空間での利用によ
く適している。
器を構成し、それにより発散レンズ機能を実現すること
ができる。導波路は、単純な金属仕切壁で構成されてい
るので、本発明によるアンテナは宇宙空間での利用によ
く適している。
【００１０】導波路は、作製が比較的容易な円形断面、
損失が最小な矩形断面または六角形断面など任意の断面
をもつことができる。
損失が最小な矩形断面または六角形断面など任意の断面
をもつことができる。
【００１１】ある実施形態においては、ドームレンズ
は、電子走査アレイを構成する導波路の平面アレイに直
接接続される。この場合、アレイの導波路の数とレンズ
の導波路の数とは同一であり、平面アレイおよびドーム
レンズの導波路は、たとえば一体の部材を形成する。
は、電子走査アレイを構成する導波路の平面アレイに直
接接続される。この場合、アレイの導波路の数とレンズ
の導波路の数とは同一であり、平面アレイおよびドーム
レンズの導波路は、たとえば一体の部材を形成する。
【００１２】本発明はまた、ドームの軸に沿う導波路の
長さが最も長く、軸からの距離が増加するとき短くな
る、様々な長さの複数の導波路を含むことを特徴とす
る、マイクロ波用ドーム型発散レンズにも関する。
長さが最も長く、軸からの距離が増加するとき短くな
る、様々な長さの複数の導波路を含むことを特徴とす
る、マイクロ波用ドーム型発散レンズにも関する。
【００１３】本発明はまた、レンズの軸に沿う導波路の
長さが最も長く、軸から離れた導波路の長さがより短
い、様々な長さの複数の導波路を含むマイクロ波用ドー
ム型発散レンズにも関する。
長さが最も長く、軸から離れた導波路の長さがより短
い、様々な長さの複数の導波路を含むマイクロ波用ドー
ム型発散レンズにも関する。
【００１４】ある実施形態においては、全導波路の軸同
士は平行であり、かつレンズの軸に平行である。
士は平行であり、かつレンズの軸に平行である。
【００１５】変形実施形態では、各導波路の軸は、レン
ズの軸のある１つの点に集束する。
ズの軸のある１つの点に集束する。
【００１６】レンズはたとえば、軸を中心とする回転体
形状を有する。
形状を有する。
【００１７】好ましくは、全ての金属導波路は同じ断面
を有し、その断面はたとえば円形、矩形、または六角形
である。
を有し、その断面はたとえば円形、矩形、または六角形
である。
【００１８】本発明はまた、非静止衛星を用いる通信シ
ステムのための送信または受信アンテナであって、地上
に対して固定されたビームを形成するようになってお
り、これらのビームの全体が６０°から１２０°の間の
総視野に延び、種々の地上のゾーンに対応するビームを
形成するための電子走査される放射素子のアレイと、放
射素子のアレイにより発生するビームの開口を大きく
し、アンテナの軸方向において最小でありアンテナの外
周において最大である利得を付与するためのドーム型発
散レンズとを備えるアンテナであって、発散レンズが、
レンズの軸に沿う導波路の長さが最も長く、軸から離れ
た導波路の長さがより短い、様々な長さの複数の金属導
波路を含むことを特徴とするアンテナにも関する。
ステムのための送信または受信アンテナであって、地上
に対して固定されたビームを形成するようになってお
り、これらのビームの全体が６０°から１２０°の間の
総視野に延び、種々の地上のゾーンに対応するビームを
形成するための電子走査される放射素子のアレイと、放
射素子のアレイにより発生するビームの開口を大きく
し、アンテナの軸方向において最小でありアンテナの外
周において最大である利得を付与するためのドーム型発
散レンズとを備えるアンテナであって、発散レンズが、
レンズの軸に沿う導波路の長さが最も長く、軸から離れ
た導波路の長さがより短い、様々な長さの複数の金属導
波路を含むことを特徴とするアンテナにも関する。
【００１９】ある実施形態においては、放射素子のアレ
イは、ドーム型発散レンズの導波路の数とおなじ数の導
波路を含む。
イは、ドーム型発散レンズの導波路の数とおなじ数の導
波路を含む。
【００２０】ある実施形態においては、放射素子のアレ
イの放射素子はそれぞれ、ドーム型発散レンズの導波路
と一体の部材を形成する導波路を含む。
イの放射素子はそれぞれ、ドーム型発散レンズの導波路
と一体の部材を形成する導波路を含む。
【００２１】この場合、ある実施形態によれば、放射素
子のアレイの導波路は、発散レンズの導波路と反対側
に、フィルタ手段用の単数または複数の区間により延長
される。
子のアレイの導波路は、発散レンズの導波路と反対側
に、フィルタ手段用の単数または複数の区間により延長
される。
【００２２】本発明の他の特徴および長所は、添付の図
面を参照して行う、本発明の実施形態のいくつかについ
ての説明により明らかになろう。
面を参照して行う、本発明の実施形態のいくつかについ
ての説明により明らかになろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】図を参照しながら以下に記述する
アンテナは、およそ１４００Ｋｍの高度の軌道において
非静止である衛星のコンステレーション（ｃｏｎｓｔｅ
ｌｌａｔｉｏｎ）の一部である通信衛星に搭載されるよ
うになっている。このアンテナは、地表に対し固定され
たそれぞれがおよそ７００ｋｍの直径を有する地上のゾ
ーン１０１、１０２、１０３、１０４、１０５（図１）
と通信するようになっている。
アンテナは、およそ１４００Ｋｍの高度の軌道において
非静止である衛星のコンステレーション（ｃｏｎｓｔｅ
ｌｌａｔｉｏｎ）の一部である通信衛星に搭載されるよ
うになっている。このアンテナは、地表に対し固定され
たそれぞれがおよそ７００ｋｍの直径を有する地上のゾ
ーン１０１、１０２、１０３、１０４、１０５（図１）
と通信するようになっている。
【００２４】衛星は非静止衛星であることから、衛星の
移動に関わらず、各送受信ビームが地上の固定のゾーン
に常に対応するよう、電子走査アンテナが用いられる。
移動に関わらず、各送受信ビームが地上の固定のゾーン
に常に対応するよう、電子走査アンテナが用いられる。
【００２５】したがって、図２に示すように、周知の方
法で、ドーム型発散レンズ１４に結合された放射素子か
ら成るアレイ１２を設ける。
法で、ドーム型発散レンズ１４に結合された放射素子か
ら成るアレイ１２を設ける。
【００２６】アレイ１２により電子走査が可能であり、
また、ゾーン１０１から１０５と通信するための複数の
ビームを発生させることも可能である。他方、ドーム型
レンズ１４により、およそ１２０°の角度まで視野を拡
大することができるため、ビームはゾーン１０１から１
０５の全体をカバーすることができる。さらに、図７に
示すように、ドーム型レンズの軸１６に沿って得られる
ビームは比較的狭いが、軸から離れると開口断面積は大
きくなる。したがって、軸から離れるとアンテナの指向
性はより高くなり、それにより、図１のゾーン１０５の
ような、軸から離れたゾーンを正しくカバーすることが
可能になる。その上、軸１６から離れると、発散レンズ
により、より高い利得が得られる。したがって、アンテ
ナから最も離れたゾーン１０５については、距離の増加
および大気による減衰の増加による減衰量の増加を、こ
の利得の増加で相殺している。
また、ゾーン１０１から１０５と通信するための複数の
ビームを発生させることも可能である。他方、ドーム型
レンズ１４により、およそ１２０°の角度まで視野を拡
大することができるため、ビームはゾーン１０１から１
０５の全体をカバーすることができる。さらに、図７に
示すように、ドーム型レンズの軸１６に沿って得られる
ビームは比較的狭いが、軸から離れると開口断面積は大
きくなる。したがって、軸から離れるとアンテナの指向
性はより高くなり、それにより、図１のゾーン１０５の
ような、軸から離れたゾーンを正しくカバーすることが
可能になる。その上、軸１６から離れると、発散レンズ
により、より高い利得が得られる。したがって、アンテ
ナから最も離れたゾーン１０５については、距離の増加
および大気による減衰の増加による減衰量の増加を、こ
の利得の増加で相殺している。
【００２７】放射素子のアレイ１２の励起に関しては、
ゾーン１０１から１０５に宛てるビームを形成するため
に、ビーム形成アレイ２０１、２０２、．．．、２０５
を従来の方法で設ける。各ビーム形成アレイ２０ｉは、
ビームが割当てられたゾーンにビームが常に到達するよ
うに、常時電子走査を行う。
ゾーン１０１から１０５に宛てるビームを形成するため
に、ビーム形成アレイ２０１、２０２、．．．、２０５
を従来の方法で設ける。各ビーム形成アレイ２０ｉは、
ビームが割当てられたゾーンにビームが常に到達するよ
うに、常時電子走査を行う。
【００２８】これら各ビーム形成アレイは、全体として
のビームが所望する結果に対応するように計算された、
振幅と位相とを有する信号を、放射素子２２１、２
２２、．．．、２２ｎに供給する。言い換えれば、各ア
レイ２０ｉは、放射素子と同じ数の出力部を含む。これ
らアレイ２０ｉのうちの同一の放射素子２２ｉに充てら
れた出力部は、加算器すなわち結合器２４１、２
４２、．．．、２４ｎの各入力部に接続され、各加算器
の出力は、増幅器２６ｉおよびフィルタ２８ｉを介し
て、対応する放射素子に送信される。
のビームが所望する結果に対応するように計算された、
振幅と位相とを有する信号を、放射素子２２１、２
２２、．．．、２２ｎに供給する。言い換えれば、各ア
レイ２０ｉは、放射素子と同じ数の出力部を含む。これ
らアレイ２０ｉのうちの同一の放射素子２２ｉに充てら
れた出力部は、加算器すなわち結合器２４１、２
４２、．．．、２４ｎの各入力部に接続され、各加算器
の出力は、増幅器２６ｉおよびフィルタ２８ｉを介し
て、対応する放射素子に送信される。
【００２９】図３に示す第１の実施形態においては、ア
レイは、放射素子が単純な円形スルーホール３２１、３
２２等を有する厚い金属板３０を含む。この放射アレイ
は、作製がきわめて簡単である。
レイは、放射素子が単純な円形スルーホール３２１、３
２２等を有する厚い金属板３０を含む。この放射アレイ
は、作製がきわめて簡単である。
【００３０】図４に示す変形実施形態においては、同じ
く厚い金属板を設けるが、放射素子は矩形断面穴３
４１、３４２等を備える。
く厚い金属板を設けるが、放射素子は矩形断面穴３
４１、３４２等を備える。
【００３１】（図示しない）別の変形実施形態において
は、厚板の開口部が六角形であり、それにより、より高
い放射素子の放射効率が得られる。
は、厚板の開口部が六角形であり、それにより、より高
い放射素子の放射効率が得られる。
【００３２】ドーム型レンズが存在することにより、あ
る性能に対して、能動アレイの総放射素子数を大幅に減
らすことが可能である。少なくとも１／１０までは減少
する。また、ドーム型レンズが存在することにより、ア
ンテナの寸法を全体的に小型にすることができる。有利
にはアレイの放射素子数は、１００程度まで減少され、
たとえば六角形アレイは１２７個の放射素子を有する。
る性能に対して、能動アレイの総放射素子数を大幅に減
らすことが可能である。少なくとも１／１０までは減少
する。また、ドーム型レンズが存在することにより、ア
ンテナの寸法を全体的に小型にすることができる。有利
にはアレイの放射素子数は、１００程度まで減少され、
たとえば六角形アレイは１２７個の放射素子を有する。
【００３３】本発明の重要な態様によれば、発散レンズ
１４は、レンズが形成するドームの回転軸に沿う導波路
の長さが最も長く、周辺４０（図５および図６）におい
て短い、様々な長さを有する金属素子で形成される複数
の導波路から成る。ドーム型レンズが発散レンズを構成
するのに必要な移相を実現することができるのは、種々
の導波路の長さが異なることによる。
１４は、レンズが形成するドームの回転軸に沿う導波路
の長さが最も長く、周辺４０（図５および図６）におい
て短い、様々な長さを有する金属素子で形成される複数
の導波路から成る。ドーム型レンズが発散レンズを構成
するのに必要な移相を実現することができるのは、種々
の導波路の長さが異なることによる。
【００３４】図５に示す本発明の実施形態においては、
全導波路の軸同士が平行であり、かつ回転軸１６に平行
であるが、図６に示す本発明の実施形態においては、全
導波路の軸が、軸１６上にあり、かつアレイ１２の面内
に位置する１つの点に集束する。
全導波路の軸同士が平行であり、かつ回転軸１６に平行
であるが、図６に示す本発明の実施形態においては、全
導波路の軸が、軸１６上にあり、かつアレイ１２の面内
に位置する１つの点に集束する。
【００３５】まず図５を参照する。この例では、ドーム
型発散レンズ１４は長さの異なる複数の導波路を含む。
このレンズは、放射素子２２およびフィルタ手段２８と
一体の部材を形成する。
型発散レンズ１４は長さの異なる複数の導波路を含む。
このレンズは、放射素子２２およびフィルタ手段２８と
一体の部材を形成する。
【００３６】より正確には、各導波路４４ｉは、３つの
区間４６ｉ、４８ｉおよび５０ｉを有する。第１の区間
４６ｉは、発散レンズ１４に割り当てられた導波路の部
分を構成し、第２の区間４８ｉは、放射アレイ１２を構
成し、第３の区間５０ｉは、受信（または送信）アンテ
ナのためのフィルタ手段に対応する。
区間４６ｉ、４８ｉおよび５０ｉを有する。第１の区間
４６ｉは、発散レンズ１４に割り当てられた導波路の部
分を構成し、第２の区間４８ｉは、放射アレイ１２を構
成し、第３の区間５０ｉは、受信（または送信）アンテ
ナのためのフィルタ手段に対応する。
【００３７】金属導波路で形成されるこのようなアンテ
ナは、作製がきわめて簡単である。とくに、金属構造内
に穴を設けるだけでよい。
ナは、作製がきわめて簡単である。とくに、金属構造内
に穴を設けるだけでよい。
【００３８】図６に示す実施形態においては、種々の導
波路の軸５４ｉは、ドームレンズの軸１６上にあり、か
つ放射素子アレイ１２の面内に位置する１つの点５６に
集束する。
波路の軸５４ｉは、ドームレンズの軸１６上にあり、か
つ放射素子アレイ１２の面内に位置する１つの点５６に
集束する。
【００３９】導波レンズを形成する穴の典型的な数は数
百である。
百である。
【００４０】記述した本発明の全実施形態において、レ
ンズ１４の外表面は、軸１６を中心とする回転楕円体の
形状を有する。また、種々の導波路４４ｉ（図５）また
は５６ｉ（図６）は、この軸に直角な面による断面にお
いて、種々の導波路の軸が、軸１６を中心とする一連の
同心円上に等間隔で分布するよう、軸１６を中心にして
配設される。
ンズ１４の外表面は、軸１６を中心とする回転楕円体の
形状を有する。また、種々の導波路４４ｉ（図５）また
は５６ｉ（図６）は、この軸に直角な面による断面にお
いて、種々の導波路の軸が、軸１６を中心とする一連の
同心円上に等間隔で分布するよう、軸１６を中心にして
配設される。
【００４１】本発明による導波路型レンズは、上に記述
した用途以外の用途に使用することも可能である。別の
言い方をすれば、複数導波路を備える発散レンズは、必
ずしも電子走査アレイと組み合わせて使用するとは限ら
ない。一般的には、軸から遠ざかる際に利得の増加が、
ある広視野を得る必要がある時には常に有用である。
した用途以外の用途に使用することも可能である。別の
言い方をすれば、複数導波路を備える発散レンズは、必
ずしも電子走査アレイと組み合わせて使用するとは限ら
ない。一般的には、軸から遠ざかる際に利得の増加が、
ある広視野を得る必要がある時には常に有用である。
【００４２】このレンズはたとえば、衛星を制御するた
めのペイロードの遠隔測定に使用することができる。
めのペイロードの遠隔測定に使用することができる。
【００４３】この場合、レンズは、同じ用途として知ら
れているレンズの寸法よりもより小さな寸法を有する。
このレンズは、たとえば単純な放射ホーンに結合され
る。このレンズにより、たとえば少なくとも６３°ま
で、アンテナの軸から離れた方向にエネルギを集束させ
ることが可能である。６３°における利得レベルは、こ
の種の用途に通常用いられるアンテナ（トラップを備え
るホーン、成形リフレクタ）で可能な利得レベルよりも
高い。
れているレンズの寸法よりもより小さな寸法を有する。
このレンズは、たとえば単純な放射ホーンに結合され
る。このレンズにより、たとえば少なくとも６３°ま
で、アンテナの軸から離れた方向にエネルギを集束させ
ることが可能である。６３°における利得レベルは、こ
の種の用途に通常用いられるアンテナ（トラップを備え
るホーン、成形リフレクタ）で可能な利得レベルよりも
高い。
【図１】地球と、本発明によるアンテナが適用される通
信システムに関するいくつかの固定ゾーンとを示す図で
ある。
信システムに関するいくつかの固定ゾーンとを示す図で
ある。
【図２】図１に示す地球上のゾーンと通信を確立するよ
うに衛星に搭載された送信アンテナの概略図である。
うに衛星に搭載された送信アンテナの概略図である。
【図３】本発明によるアンテナの部分の実施形態の概略
図である。
図である。
【図４】本発明によるアンテナの部分の実施形態の概略
図である。
図である。
【図５】本発明による受信アンテナの全体概略図であ
る。
る。
【図６】本発明によるドーム型発散レンズの概略図であ
る。
る。
【図７】ドーム型発散レンズのいくつかの特性を説明す
ることをねらいとする概略図である。
ることをねらいとする概略図である。
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５ 地上のゾー
ン １２ 放射素子のアレイ １４ ドーム型発散レンズ １６ レンズの軸 ２０１、２０２、．．．、２０５ ビーム形成アレイ ２２１、２２２、．．．、２２５ 放射素子 ２４１、２４２、．．．、２４５ 加算器 ２６１ 増幅器 ２８１ フィルタ ３０ 金属板 ３２１、３２２ 円形スルーホール ３４１、３４２ 矩形断面穴 ４０ 周辺 ４４ｉ、５４ｉ 導波路 ４６ｉ、４８ｉ、５０ｉ 区間 ５６ １つの点
ン １２ 放射素子のアレイ １４ ドーム型発散レンズ １６ レンズの軸 ２０１、２０２、．．．、２０５ ビーム形成アレイ ２２１、２２２、．．．、２２５ 放射素子 ２４１、２４２、．．．、２４５ 加算器 ２６１ 増幅器 ２８１ フィルタ ３０ 金属板 ３２１、３２２ 円形スルーホール ３４１、３４２ 矩形断面穴 ４０ 周辺 ４４ｉ、５４ｉ 導波路 ４６ｉ、４８ｉ、５０ｉ 区間 ５６ １つの点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アニエス・ルコント フランス国、31140・ロナゲ、シユマン・ デ・イザール、256 Ｆターム(参考） 5J020 AA02 BB04 BB05 BC04 CA04 DA10 5J021 AA06 BA03 DB02 DB03 FA06 FA14 FA23 FA26 FA32 GA01 HA05 HA07 JA07
Claims (12)
- 【請求項１】 ドーム型発散レンズの軸（１６）に沿う
導波路の長さが最も長く、ドーム型発散レンズの軸から
離れた導波路の長さがより短い、様々な長さの複数の導
波路（４４ｉ、５４ｉ）を含むことを特徴とする、マイ
クロ波用ドーム型発散レンズ。 - 【請求項２】 全導波路の軸同士が平行であり、かつレ
ンズの軸（１６）に平行であることを特徴とする、請求
項１に記載の発散レンズ。 - 【請求項３】 各導波路（５６ｉ）の軸（５４ｉ）が、
レンズの軸（１６）のある１つの点に集束することを特
徴とする、請求項１に記載の発散レンズ。 - 【請求項４】 レンズの軸（１６）を中心とする回転体
形状を有することを特徴とする、請求項１、２、または
３のいずれか一項に記載の発散レンズ。 - 【請求項５】 全ての金属導波路が同じ断面を有し、該
断面が、たとえば円形、矩形、または六角形であること
を特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の
発散レンズ。 - 【請求項６】 非静止衛星を用いる通信システムのため
の送信または受信アンテナであって、地上（１０１、１
０２、１０３、１０４、１０５）に対して固定されたビ
ームを形成し、該ビームの全体が６０°から１２０°の
間の総視野に延び、種々の地上のゾーンに対応するビー
ムを形成するための電子走査される放射素子のアレイ
（１２）と、放射素子のアレイ（１２）により発生する
ビームの開口を大きくし、アンテナの軸方向において最
小でありアンテナの周辺において最大である利得を付与
するためのドーム型発散レンズ（１４）とを備える送信
または受信アンテナであって、ドーム型発散レンズが、
ドーム型発散レンズの軸（１６）に沿う導波路の長さが
最も長く、ドーム型発散レンズの軸から離れた導波路の
長さがより短い、様々な長さの複数の金属導波路を含む
ことを特徴とする、非静止衛星を用いる通信システムの
ための送信または受信アンテナ。 - 【請求項７】 ドーム型発散レンズの導波路が、相互に
平行であり、かつ該レンズの軸（１６）に平行な軸を有
することを特徴とする、請求項６に記載のアンテナ。 - 【請求項８】 導波路の軸が、レンズの軸上にあり、か
つ放射素子のアレイ（１２）の面内に位置する１つの点
（５６）に集束することを特徴とする、請求項６に記載
のアンテナ。 - 【請求項９】 ドーム型発散レンズの全ての導波路が、
同じ断面を有し、該断面が、たとえば円形、矩形、また
は六角形であることを特徴とする、請求項６から８のい
ずれか一項に記載のアンテナ。 - 【請求項１０】 放射素子のアレイが、ドーム型発散レ
ンズの導波路の数とおなじ数の導波路を含むことを特徴
とする、請求項６から９のいずれか一項に記載のアンテ
ナ。 - 【請求項１１】 放射素子のアレイ（１２）の放射素子
がそれぞれ、ドーム型発散レンズの導波路と一体の部材
を形成する導波路を含むことを特徴とする、請求項１０
に記載のアンテナ。 - 【請求項１２】 放射素子のアレイの導波路が、発散レ
ンズの導波路と反対側に、フィルタ手段用の単数または
複数の区間により延長されることを特徴とする、請求項
１１に記載のアンテナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0012162A FR2814614B1 (fr) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | Lentille divergente a dome pour ondes hyperfrequences et antenne comportant une telle lentille |
| FR0012162 | 2000-09-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002151943A true JP2002151943A (ja) | 2002-05-24 |
Family
ID=8854634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001288403A Withdrawn JP2002151943A (ja) | 2000-09-25 | 2001-09-21 | マイクロ波用ドーム型発散レンズ、およびそのようなレンズを含むアンテナ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6476761B2 (ja) |
| EP (1) | EP1191630A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002151943A (ja) |
| CA (1) | CA2356725A1 (ja) |
| FR (1) | FR2814614B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004147020A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 非静止衛星搭載用アンテナ装置 |
| JP2011514121A (ja) * | 2008-03-12 | 2011-04-28 | ザ・ボーイング・カンパニー | フェーズドアレイアンテナの走査角増強レンズ |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5034369B2 (ja) * | 2006-08-18 | 2012-09-26 | 富士通株式会社 | 無線通信制御方法 |
| GB0720199D0 (en) * | 2007-10-16 | 2007-11-28 | Global View Systems Ltd | Wave guide array |
| IT1392314B1 (it) * | 2008-12-18 | 2012-02-24 | Space Engineering Spa | Antenna a lente discreta attiva aperiodica per coperture satellitari multifascio |
| US9203149B2 (en) | 2010-02-15 | 2015-12-01 | Bae Systems Plc | Antenna system |
| WO2019067474A1 (en) * | 2017-09-26 | 2019-04-04 | Trak Microwave Corporation | LOW PROFILE BEAM DIRECT ANTENNA WITH INTEGRATED DIVERGENT LENS |
| US10714836B1 (en) * | 2018-02-15 | 2020-07-14 | University Of South Florida | Hybrid MIMO architecture using lens arrays |
| US11121462B2 (en) * | 2018-02-21 | 2021-09-14 | Antenna Research Associates | Passive electronically scanned array (PESA) |
| KR20190118832A (ko) * | 2018-04-11 | 2019-10-21 | 삼성전자주식회사 | 안테나 및 단위 셀 구조 |
| KR20220113921A (ko) * | 2019-12-27 | 2022-08-17 | 인텔 코포레이션 | 무선 통신 및 레이더를 위한 매립형 안테나 구조 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3755815A (en) * | 1971-12-20 | 1973-08-28 | Sperry Rand Corp | Phased array fed lens antenna |
| US4321604A (en) * | 1977-10-17 | 1982-03-23 | Hughes Aircraft Company | Broadband group delay waveguide lens |
| US4156878A (en) * | 1978-01-25 | 1979-05-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Wideband waveguide lens |
| US5818395A (en) * | 1997-01-16 | 1998-10-06 | Trw Inc. | Ultralight collapsible and deployable waveguide lens antenna system |
| US6018316A (en) * | 1997-01-24 | 2000-01-25 | Ail Systems, Inc. | Multiple beam antenna system and method |
-
2000
- 2000-09-25 FR FR0012162A patent/FR2814614B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-09-03 EP EP01402282A patent/EP1191630A1/fr not_active Withdrawn
- 2001-09-05 CA CA002356725A patent/CA2356725A1/fr not_active Abandoned
- 2001-09-21 JP JP2001288403A patent/JP2002151943A/ja not_active Withdrawn
- 2001-09-24 US US09/960,410 patent/US6476761B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004147020A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 非静止衛星搭載用アンテナ装置 |
| JP2011514121A (ja) * | 2008-03-12 | 2011-04-28 | ザ・ボーイング・カンパニー | フェーズドアレイアンテナの走査角増強レンズ |
| KR101574818B1 (ko) * | 2008-03-12 | 2015-12-04 | 더 보잉 컴파니 | 위상 어레이 안테나의 스캐닝 각도 인헨스먼트용 렌즈 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2814614A1 (fr) | 2002-03-29 |
| CA2356725A1 (fr) | 2002-03-25 |
| US20020036587A1 (en) | 2002-03-28 |
| US6476761B2 (en) | 2002-11-05 |
| FR2814614B1 (fr) | 2003-02-07 |
| EP1191630A1 (fr) | 2002-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7394436B2 (en) | Multi-beam and multi-band antenna system for communication satellites | |
| US6388634B1 (en) | Multi-beam antenna communication system and method | |
| US6366256B1 (en) | Multi-beam reflector antenna system with a simple beamforming network | |
| US6208310B1 (en) | Multimode choked antenna feed horn | |
| JP3584925B2 (ja) | 宇宙太陽光発電システム | |
| US4972151A (en) | Steered-beam satellite communication system | |
| EP1152484A2 (en) | High performance multimode horn | |
| US6392611B1 (en) | Array fed multiple beam array reflector antenna systems and method | |
| US20040189538A1 (en) | Beam reconfiguration method and apparatus for satellite antennas | |
| JP2003143051A (ja) | 衛星用の反射鏡アンテナ・システム | |
| US6323817B1 (en) | Antenna cluster configuration for wide-angle coverage | |
| JPH10256974A (ja) | 移動体衛星通信システム | |
| US6163304A (en) | Multimode, multi-step antenna feed horn | |
| JP2002151943A (ja) | マイクロ波用ドーム型発散レンズ、およびそのようなレンズを含むアンテナ | |
| US6184838B1 (en) | Antenna configuration for low and medium earth orbit satellites | |
| US6759994B2 (en) | Multiple beam antenna using reflective and partially reflective surfaces | |
| Ricardi | Communication satellite antennas | |
| JP2003087041A (ja) | ビーム形成ネットワーク、宇宙船、関連システム、およびビーム形成方法 | |
| JP2611528B2 (ja) | 宇宙アンテナ・システム | |
| US6633264B2 (en) | Earth coverage reflector antenna for geosynchronous spacecraft | |
| JPH09214241A (ja) | 移動体ｓｎｇ用平面アンテナ | |
| US20210313687A1 (en) | Radio transceiver with antenna array formed by horn-antenna elements | |
| Varley et al. | EHF satcom terminal antennas | |
| JP2000128100A (ja) | 宇宙航行体およびその移動体通信方法 | |
| Hamidi et al. | Deployable RF Lens Antennas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |