JP2002512462A - 中央給電型アンテナシステム及びかかるアンテナシステムの最適化方法 - Google Patents
中央給電型アンテナシステム及びかかるアンテナシステムの最適化方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、中央給電型の反射鏡アンテナシステムに関するものであり、このアンテナシステムは、その反射鏡の実効表面の形状を適切に定めることによって、遠方界の要求条件に応じて正偏波遠方界の最大強度部分が放射対象領域であるカバー領域にくるようにし、且つ、正偏波近傍界の最小強度部分が給電システムの近傍にくるように、即ち、例えば給電ホーンの開口部にくるようにしてある。
Description
【０００１】
本発明は、中央給電型アンテナシステム及びかかるアンテナシステムの最適化
方法に関する。
方法に関する。
【０００２】
この種のアンテナシステムの多くは、反射鏡を１枚だけ使用して、その反射鏡
に給電システム（放射システム）を組合せた、単反射鏡アンテナシステムとして
構成したものである。ただし、反射鏡を２枚使用した、複反射鏡アンテナシステ
ムも公知であり、複反射鏡アンテナシステムでは、給電システムが一旦、副反射
鏡を照射し、その副反射鏡が主反射鏡を照射するように構成されている。以下の
説明は全て、単反射鏡アンテナシステムについてのものであるが、ただし本発明
は、複反射鏡アンテナシステムにおいて実施することも可能である。
に給電システム（放射システム）を組合せた、単反射鏡アンテナシステムとして
構成したものである。ただし、反射鏡を２枚使用した、複反射鏡アンテナシステ
ムも公知であり、複反射鏡アンテナシステムでは、給電システムが一旦、副反射
鏡を照射し、その副反射鏡が主反射鏡を照射するように構成されている。以下の
説明は全て、単反射鏡アンテナシステムについてのものであるが、ただし本発明
は、複反射鏡アンテナシステムにおいて実施することも可能である。
【０００３】
給電システム（放射システム）を反射鏡の中心軸上に配設した中央給電型の単
反射鏡アンテナシステムは、給電システムを反射鏡に対してオフセットさせたオ
フセット型の単反射鏡アンテナシステムと比べて、よりコンパクトに構成するこ
とができる。また電磁波特性に関しても、中央給電型アンテナシステムには、オ
フセット交差偏波が発生しないことから、オフセット型アンテナシステムと比べ
て交差偏波の発生量が少ないという利点がある。その一方で、中央給電型アンテ
ナシステムには、電磁波特性に関する２つの大きな短所が付随している。それら
短所の１つは、反射鏡から出射する電磁波の一部が、給電システム、その給電シ
ステムを支持する支持部材、及び給電ケーブルの陰になって遮られてしまう、い
わゆるシェーディングが発生することである。またもう１つは、反射鏡から出射
する電磁波の一部が、給電システムへ影響を及ぼして（フィードバックして）し
まうことである。シェーディングは、主として、正偏波のアンテナ指向性パター
ンに影響を及ぼすものである。シェーディングが存在していると、正偏波のアン
テナ指向性パターンは、その主ビーム方向の部分の形状がギザギザしたものとな
り、また、シェーディングによって、サイドローブのレベルも変化する。更に、
円偏波を使用している中央給電型アンテナシステムでは、シェーディングによっ
て、少なからぬ交差偏波も発生する。一方、反射鏡から出射する近傍界の電磁波
が給電システムへフィードバックする現象は、主として、交差偏波のアンテナ指
向性パターンと、そのアンテナシステムの、システム全体としての反射率とに影
響を及ぼすものである。
反射鏡アンテナシステムは、給電システムを反射鏡に対してオフセットさせたオ
フセット型の単反射鏡アンテナシステムと比べて、よりコンパクトに構成するこ
とができる。また電磁波特性に関しても、中央給電型アンテナシステムには、オ
フセット交差偏波が発生しないことから、オフセット型アンテナシステムと比べ
て交差偏波の発生量が少ないという利点がある。その一方で、中央給電型アンテ
ナシステムには、電磁波特性に関する２つの大きな短所が付随している。それら
短所の１つは、反射鏡から出射する電磁波の一部が、給電システム、その給電シ
ステムを支持する支持部材、及び給電ケーブルの陰になって遮られてしまう、い
わゆるシェーディングが発生することである。またもう１つは、反射鏡から出射
する電磁波の一部が、給電システムへ影響を及ぼして（フィードバックして）し
まうことである。シェーディングは、主として、正偏波のアンテナ指向性パター
ンに影響を及ぼすものである。シェーディングが存在していると、正偏波のアン
テナ指向性パターンは、その主ビーム方向の部分の形状がギザギザしたものとな
り、また、シェーディングによって、サイドローブのレベルも変化する。更に、
円偏波を使用している中央給電型アンテナシステムでは、シェーディングによっ
て、少なからぬ交差偏波も発生する。一方、反射鏡から出射する近傍界の電磁波
が給電システムへフィードバックする現象は、主として、交差偏波のアンテナ指
向性パターンと、そのアンテナシステムの、システム全体としての反射率とに影
響を及ぼすものである。
【０００４】 シェーディングを軽減するには、そのアンテナシステムの構成部品のうち、近
傍界に配設されている構成部品である、給電システムと、給電システムの支持部
材と、給電ケーブルとを、電磁波にとってできるだけトランスペアレントなもの
にすればよい。また、導電性の被覆材を使用することによって、近傍界における
余分な散乱を低減することができ、ひいては、遠方界における擾乱を低減するこ
とができる。
傍界に配設されている構成部品である、給電システムと、給電システムの支持部
材と、給電ケーブルとを、電磁波にとってできるだけトランスペアレントなもの
にすればよい。また、導電性の被覆材を使用することによって、近傍界における
余分な散乱を低減することができ、ひいては、遠方界における擾乱を低減するこ
とができる。
【０００５】 近傍界の電磁波が給電システムへフィードバックする現象を軽減するには、意
図的に散乱を発生させるバッフル部材を装備すると効果的であり、そのようなバ
ッフル部材は、例えば、反射鏡の中心軸上に配設する小さな円錐形部材として構
成される。また、バッフル部材（ｓｃａｔｔｅｒ ｂｏｄｉｅｓ）の形状は、そ
のバッフル部材で反射された散乱電磁波から成る散乱界と、反射鏡で反射された
近傍界とが、給電システムの配設位置において互いに打消し合うように干渉して
、その位置でそれらの合成界の強度が略々ゼロになるような形状とする。ただし
、当然のことながら、バッフル部材によって発生される散乱界は、遠方界を擾乱
することになる。
図的に散乱を発生させるバッフル部材を装備すると効果的であり、そのようなバ
ッフル部材は、例えば、反射鏡の中心軸上に配設する小さな円錐形部材として構
成される。また、バッフル部材（ｓｃａｔｔｅｒ ｂｏｄｉｅｓ）の形状は、そ
のバッフル部材で反射された散乱電磁波から成る散乱界と、反射鏡で反射された
近傍界とが、給電システムの配設位置において互いに打消し合うように干渉して
、その位置でそれらの合成界の強度が略々ゼロになるような形状とする。ただし
、当然のことながら、バッフル部材によって発生される散乱界は、遠方界を擾乱
することになる。
【０００６】 本発明が解決しようとする課題は、中央給電型アンテナシステムに改良を施し
て、シェーディングの影響を大幅に低減すると共に、給電システムへのフィード
バックを大幅に低減することにある。また、そのようにするための方法を提供す
ることも、本発明の課題の１つである。
て、シェーディングの影響を大幅に低減すると共に、給電システムへのフィード
バックを大幅に低減することにある。また、そのようにするための方法を提供す
ることも、本発明の課題の１つである。
【０００７】
上記目的のうち、中央給電型アンテナシステムに関する課題は、請求項１に記
載した構成要件によって解決される。また、方法に関する課題は、その他の独立
請求項に記載されている構成要件によって解決される。
載した構成要件によって解決される。また、方法に関する課題は、その他の独立
請求項に記載されている構成要件によって解決される。
【０００８】 かかる解決手段の要点は、遠方界における要求条件に応じて正偏波遠方界の最
大強度部分がアンテナの放射対象領域であるカバー領域にくるように、且つ、正
偏波近傍界の最小強度部分が給電システムの配設の近傍、即ち、例えばホーンの
開口部にくるように、反射鏡の実効表面の略々全面の形状を定めることにある。
大強度部分がアンテナの放射対象領域であるカバー領域にくるように、且つ、正
偏波近傍界の最小強度部分が給電システムの配設の近傍、即ち、例えばホーンの
開口部にくるように、反射鏡の実効表面の略々全面の形状を定めることにある。
【０００９】 反射鏡システムの実効表面の実際の形状を定めるには、ソフトウェア・プログ
ラムを用いて、コンピュータでその形状を定めるようにする。この場合、先ず、
反射鏡の表面形状を、適当なプログラムに従って、正偏波遠方界における要求条
件に応じて算出する。この時点ではまだ、反射鏡の表面から給電システムへのフ
ィードバックの影響は考慮していない。ここで使用するプログラムは、公知のプ
ログラムであり、一般的に「フィジカル・オプティクス」の頭文字を取って「Ｐ
Ｏ−プログラム」と呼ばれているものである。このプログラムについて記載した
文献には、例えば、ステイグ バスク ソレンセン（Ｓｔｉｇ Ｂｕｓｋ Ｓｏ
ｒｅｎｓｅｎ）著、「ＰＯＳマニュアル フィジカルオプチクス 単反射鏡形状
生成プログラム（Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ＰＯＳ， Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｏｐｔ
ｉｃｓ Ｓｉｎｇｌｅ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ｓｈａｐｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ
）（デンマーク、コペンハーゲン、ＴＩＣＲＡエンジニアリング・コンサルタン
ツ社、１９９５年６月刊）」などがある。このプログラムを用いることによって
、正偏波遠方界における要求条件に適合したアンテナシステムの計算モデルが得
られる。
ラムを用いて、コンピュータでその形状を定めるようにする。この場合、先ず、
反射鏡の表面形状を、適当なプログラムに従って、正偏波遠方界における要求条
件に応じて算出する。この時点ではまだ、反射鏡の表面から給電システムへのフ
ィードバックの影響は考慮していない。ここで使用するプログラムは、公知のプ
ログラムであり、一般的に「フィジカル・オプティクス」の頭文字を取って「Ｐ
Ｏ−プログラム」と呼ばれているものである。このプログラムについて記載した
文献には、例えば、ステイグ バスク ソレンセン（Ｓｔｉｇ Ｂｕｓｋ Ｓｏ
ｒｅｎｓｅｎ）著、「ＰＯＳマニュアル フィジカルオプチクス 単反射鏡形状
生成プログラム（Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ＰＯＳ， Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｏｐｔ
ｉｃｓ Ｓｉｎｇｌｅ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ｓｈａｐｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ
）（デンマーク、コペンハーゲン、ＴＩＣＲＡエンジニアリング・コンサルタン
ツ社、１９９５年６月刊）」などがある。このプログラムを用いることによって
、正偏波遠方界における要求条件に適合したアンテナシステムの計算モデルが得
られる。
【００１０】 次に、この計算モデルに、反射鏡表面の略々全面に対して適用される最適化プ
ログラムに従って最適化を施すようにし、その最適化は、近傍界の電磁波が給電
システムへフィードバックするフィードバック量が略々ゼロ値になるようにする
ものであり、しかも、その最適化によって正偏波遠方界の特性が実質的に変化す
ることのないものである。
ログラムに従って最適化を施すようにし、その最適化は、近傍界の電磁波が給電
システムへフィードバックするフィードバック量が略々ゼロ値になるようにする
ものであり、しかも、その最適化によって正偏波遠方界の特性が実質的に変化す
ることのないものである。
【００１１】 このような方法を用いてアンテナの実効表面の略々全面を最適化することによ
って、そのアンテナシステムの、システム全体の反射率と、正偏波及び交差偏波
に関する特性とが大幅に改善される。
って、そのアンテナシステムの、システム全体の反射率と、正偏波及び交差偏波
に関する特性とが大幅に改善される。
【００１２】
以下に本発明を、その実施の形態に即して、図面を参照しつつ、更に詳細に説
明して行く。
明して行く。
【００１３】 図１に示した中央給電型アンテナシステム１は、反射鏡２と、給電システムと
を備えており、このアンテナシステム１は、反射鏡を１枚だけ使用した単反射鏡
アンテナシステムである。また、図示例では、給電システムはホーン３であり、
このホーン３は、４本の支柱４を介して、反射鏡２の中心軸上に位置するように
支持されており、また、給電ケーブル５を介して、電力の供給を受けるようにし
てある。
を備えており、このアンテナシステム１は、反射鏡を１枚だけ使用した単反射鏡
アンテナシステムである。また、図示例では、給電システムはホーン３であり、
このホーン３は、４本の支柱４を介して、反射鏡２の中心軸上に位置するように
支持されており、また、給電ケーブル５を介して、電力の供給を受けるようにし
てある。
【００１４】 反射鏡２は、所望のカバー領域６（図４）を、充分に照射できるように形成さ
れたパラボラ反射鏡であり、一般的な構造で構成されている。アンテナシステム
１は、例えば、通信衛星等に装備して用いられるものであり、その場合には、カ
バー領域は地球表面の特定の領域になる。
れたパラボラ反射鏡であり、一般的な構造で構成されている。アンテナシステム
１は、例えば、通信衛星等に装備して用いられるものであり、その場合には、カ
バー領域は地球表面の特定の領域になる。
【００１５】 ホーン３、支柱４、及び給電ケーブル５のために、遠方界に減衰が生じるが、
その減衰量をできるだけ低減するために、支柱４を、繊維強化プラスチック製の
ハニカム構造を有する支柱としてある。この繊維強化プラスチックに用いる好適
な強化繊維の一例はアラミド繊維である。ホーン３は、反射性の高い金属箔（例
えばアルミニウム箔）でその表面の大部分を覆ってあり、これによって、ホーン
３の鋭いエッジ部分等で反射される近傍界の電磁波の反射量を低減させている。
その減衰量をできるだけ低減するために、支柱４を、繊維強化プラスチック製の
ハニカム構造を有する支柱としてある。この繊維強化プラスチックに用いる好適
な強化繊維の一例はアラミド繊維である。ホーン３は、反射性の高い金属箔（例
えばアルミニウム箔）でその表面の大部分を覆ってあり、これによって、ホーン
３の鋭いエッジ部分等で反射される近傍界の電磁波の反射量を低減させている。
【００１６】 パラボラ反射鏡の表面形状を定めるには、先ず、ソフトウェア・プログラムを
用いて、このアンテナシステムの遠方界が所望のカバー領域６をカバーするよう
な表面形状を算出する。そのためのソフトウェア・プログラムとしては、例えば
先に説明した「ＰＯ−プログラム」等を用いればよい。
用いて、このアンテナシステムの遠方界が所望のカバー領域６をカバーするよう
な表面形状を算出する。そのためのソフトウェア・プログラムとしては、例えば
先に説明した「ＰＯ−プログラム」等を用いればよい。
【００１７】 次に、その算出した表面形状に対して、同じくコンピュータを用いて、最適化
処理を施す。この最適化処理は、最適化プログラムに従って、反射鏡表面の略々
全面に亘って個々の位置ごとに最適化を施すものであって、近傍界における要求
条件に関する最適化と、遠方界における要求条件に関する最適化との両方を行う
ことを目的としたものである。ここで、近傍界における要求条件とは、反射鏡の
表面形状を、略々ホーンの開口部の位置に、正偏波近傍界のゼロ強度部分が発生
するような表面形状にするというものであり、また、遠方界における要求条件と
は、反射鏡の表面形状を、上述のカバー領域に正偏波遠方界の最大強度部分が発
生するような表面形状にするというものである。
処理を施す。この最適化処理は、最適化プログラムに従って、反射鏡表面の略々
全面に亘って個々の位置ごとに最適化を施すものであって、近傍界における要求
条件に関する最適化と、遠方界における要求条件に関する最適化との両方を行う
ことを目的としたものである。ここで、近傍界における要求条件とは、反射鏡の
表面形状を、略々ホーンの開口部の位置に、正偏波近傍界のゼロ強度部分が発生
するような表面形状にするというものであり、また、遠方界における要求条件と
は、反射鏡の表面形状を、上述のカバー領域に正偏波遠方界の最大強度部分が発
生するような表面形状にするというものである。
【００１８】 図２は、最適化を施す前の反射鏡表面を基準面として、最適化を施した反射鏡
表面の、その基準面からの偏位量を示した模式図である。この図２に示したデー
タは、直径が１００ｃｍのパラボラ反射鏡を使用し、そのパラボラ反射鏡の中心
軸上でそのパラボラ反射鏡の表面から４０ｃｍ離れた位置に、ホーンを配設した
アンテナのものである。また、そのアンテナの周波数帯は５．８ＧＨｚ〜６．４
ＧＨｚであり、そのアンテナの偏波は２方向の直線偏波である。この図２に示し
た、最適化を施す前のパラボラ形状を基準とした、最適化を施した反射鏡表面の
偏位量の範囲は、−１．７４ｍｍ〜＋４．４１ｍｍとなっている。
表面の、その基準面からの偏位量を示した模式図である。この図２に示したデー
タは、直径が１００ｃｍのパラボラ反射鏡を使用し、そのパラボラ反射鏡の中心
軸上でそのパラボラ反射鏡の表面から４０ｃｍ離れた位置に、ホーンを配設した
アンテナのものである。また、そのアンテナの周波数帯は５．８ＧＨｚ〜６．４
ＧＨｚであり、そのアンテナの偏波は２方向の直線偏波である。この図２に示し
た、最適化を施す前のパラボラ形状を基準とした、最適化を施した反射鏡表面の
偏位量の範囲は、−１．７４ｍｍ〜＋４．４１ｍｍとなっている。
【００１９】 図３は、最適化を施した反射鏡を備えたアンテナシステムの、５．６ＧＨｚ〜
６．５ＧＨｚの周波数領域におけるシステム全体の反射率を、最適化を施す前の
パラボラ反射鏡を備えた比較用アンテナシステムと対比させて示したグラフであ
る。図中の曲線７は、比較用アンテナシステムの正偏波の反射率を示した曲線で
ある。図中の曲線８は、図１及び図２に示した最適化を施したアンテナシステム
の正偏波の反射率を示した曲線である。このグラフから分かるように、反射率の
値に明瞭な改善が認められる。図中の曲線９は、本発明にかかるアンテナシステ
ムの交差偏波の反射率を示した曲線である。最適化を施した反射鏡を備えたアン
テナシステムでは、システム全体の反射率の平均強度が、約２２ｄＢになってい
る。
６．５ＧＨｚの周波数領域におけるシステム全体の反射率を、最適化を施す前の
パラボラ反射鏡を備えた比較用アンテナシステムと対比させて示したグラフであ
る。図中の曲線７は、比較用アンテナシステムの正偏波の反射率を示した曲線で
ある。図中の曲線８は、図１及び図２に示した最適化を施したアンテナシステム
の正偏波の反射率を示した曲線である。このグラフから分かるように、反射率の
値に明瞭な改善が認められる。図中の曲線９は、本発明にかかるアンテナシステ
ムの交差偏波の反射率を示した曲線である。最適化を施した反射鏡を備えたアン
テナシステムでは、システム全体の反射率の平均強度が、約２２ｄＢになってい
る。
【００２０】 図４ａ〜ｄは、最適化を施す前のパラボラ反射鏡を備えた比較用アンテナシス
テムと、本発明にかかるアンテナシステムの、夫々の、カバー領域６におけるア
ンテナ指向性パターンを示したチャートである。図４ａは、比較用アンテナシス
テムの正偏波のアンテナ指向性パターンを示した図、また、図４ｂは、本発明に
かかるアンテナシステムの正偏波のアンテナ指向性パターンを示した図であり、
これらの図はｄＢ値を付した等強度線で表してある。図４ａに示したように、比
較用アンテナシステムでは、カバー領域６の略々中央に、２４ｄＢの曲線で囲ま
れた顕著な領域１０が出現している。一方、本発明にかかるアンテナシステムに
対応した図４ｂには、このような領域は出現していない。本発明にかかるアンテ
ナシステムでは、カバー領域６の大部分が２４ｄＢの領域で占められている。こ
れらの図から明らかなように、アンテナの反射鏡表面の全面に本発明にかかる最
適化を施すことによって、正偏波遠方界の改善がなされる。即ち、ホーン、支柱
、及びケーブルに起因する減衰により引き起こされる正偏波遠方界の擾乱が、本
発明にかかるアンテナシステムでは、大幅に低減されるのである。
テムと、本発明にかかるアンテナシステムの、夫々の、カバー領域６におけるア
ンテナ指向性パターンを示したチャートである。図４ａは、比較用アンテナシス
テムの正偏波のアンテナ指向性パターンを示した図、また、図４ｂは、本発明に
かかるアンテナシステムの正偏波のアンテナ指向性パターンを示した図であり、
これらの図はｄＢ値を付した等強度線で表してある。図４ａに示したように、比
較用アンテナシステムでは、カバー領域６の略々中央に、２４ｄＢの曲線で囲ま
れた顕著な領域１０が出現している。一方、本発明にかかるアンテナシステムに
対応した図４ｂには、このような領域は出現していない。本発明にかかるアンテ
ナシステムでは、カバー領域６の大部分が２４ｄＢの領域で占められている。こ
れらの図から明らかなように、アンテナの反射鏡表面の全面に本発明にかかる最
適化を施すことによって、正偏波遠方界の改善がなされる。即ち、ホーン、支柱
、及びケーブルに起因する減衰により引き起こされる正偏波遠方界の擾乱が、本
発明にかかるアンテナシステムでは、大幅に低減されるのである。
【００２１】 図４ｃは、比較用アンテナシステムの交差偏波のアンテナ指向性パターンを示
した図であり、図４ｄは、本発明にかかるアンテナシステムの交差偏波のアンテ
ナ指向性パターンを示した図である。これらの図から明らかなように、本発明を
適用することによってアンテナ特性が格段に改善されており、即ち、反射鏡表面
の略々全面に最適化を施すことによって、近傍界の電磁波が給電システムへフィ
ードバックするフィードバック量が低減されるのである。
した図であり、図４ｄは、本発明にかかるアンテナシステムの交差偏波のアンテ
ナ指向性パターンを示した図である。これらの図から明らかなように、本発明を
適用することによってアンテナ特性が格段に改善されており、即ち、反射鏡表面
の略々全面に最適化を施すことによって、近傍界の電磁波が給電システムへフィ
ードバックするフィードバック量が低減されるのである。
【００２２】 以上のように、アンテナシステムのシステム全体として、シェーディングに起
因する減衰による擾乱の大きさと、給電システムへのフィードバック量とが共に
低減されており、その低減幅は、それら作用の大きさを等価擾乱強度で表した場
合に、−３０ｄＢより大きな大きさにも相当するほどの大きな低減幅となってい
る。
因する減衰による擾乱の大きさと、給電システムへのフィードバック量とが共に
低減されており、その低減幅は、それら作用の大きさを等価擾乱強度で表した場
合に、−３０ｄＢより大きな大きさにも相当するほどの大きな低減幅となってい
る。
【００２３】 下記の表は、合計反射率（システム全体の反射率）の最大強度の値、放射対象
領域であるカバー領域の周縁部における最小ゲインの値、カバー領域の内部にお
ける最小ゲインの値（以上、５．８５４〜６．２９８ＧＨｚの周波数領域におけ
る測定値である）、カバー領域の全域における交差偏波の最大強度の値、それに
、カバー領域の全域における交差偏波間弁別比ＸＰＤ（即ち、各点における、正
偏波と交差偏波の強度比）の最大値（これらの値も、５．８５４〜６．２９８Ｇ
Ｈｚの周波数領域における測定値である）を示した表であり、最適化を施す前の
パラボラ反射鏡を備えた比較用アンテナシステムと、最適化を施す前のパラボラ
反射鏡を備えその中心軸上にバッフル部材を装備したアンテナシステムと、本発
明に従ってその表面の全面に最適化のための形状補正を施した反射鏡を装備した
アンテナシステムとに対応したそれら値を、対比させて示したものである。
領域であるカバー領域の周縁部における最小ゲインの値、カバー領域の内部にお
ける最小ゲインの値（以上、５．８５４〜６．２９８ＧＨｚの周波数領域におけ
る測定値である）、カバー領域の全域における交差偏波の最大強度の値、それに
、カバー領域の全域における交差偏波間弁別比ＸＰＤ（即ち、各点における、正
偏波と交差偏波の強度比）の最大値（これらの値も、５．８５４〜６．２９８Ｇ
Ｈｚの周波数領域における測定値である）を示した表であり、最適化を施す前の
パラボラ反射鏡を備えた比較用アンテナシステムと、最適化を施す前のパラボラ
反射鏡を備えその中心軸上にバッフル部材を装備したアンテナシステムと、本発
明に従ってその表面の全面に最適化のための形状補正を施した反射鏡を装備した
アンテナシステムとに対応したそれら値を、対比させて示したものである。
【００２４】
【表１】
【００２５】 この表から明らかなように、近傍界の電磁波が給電システムへフィードバック
することによって発生する交差偏波に関するアンテナ特性は、バッフル部材を装
備したアンテナシステムよりも、反射鏡表面の全面に形状補正を施したアンテナ
システムの方が良好となっている。また、カバー領域の周縁部における正偏波に
関するアンテナ特性も、バッフル部材を使用したものよりも、本発明に従って反
射鏡表面に最適化を施したものの方が優れている。また、バッフル部材は、正偏
波に関する要求条件を満たすように形成された合成界を擾乱してしまう。これに
対して、本発明に従って最適化のための形状補正を施した反射鏡表面は、正偏波
に関するアンテナ特性と、給電システムへのフィードバックの低減とを、最適の
兼ね合いで達成することができる。
することによって発生する交差偏波に関するアンテナ特性は、バッフル部材を装
備したアンテナシステムよりも、反射鏡表面の全面に形状補正を施したアンテナ
システムの方が良好となっている。また、カバー領域の周縁部における正偏波に
関するアンテナ特性も、バッフル部材を使用したものよりも、本発明に従って反
射鏡表面に最適化を施したものの方が優れている。また、バッフル部材は、正偏
波に関する要求条件を満たすように形成された合成界を擾乱してしまう。これに
対して、本発明に従って最適化のための形状補正を施した反射鏡表面は、正偏波
に関するアンテナ特性と、給電システムへのフィードバックの低減とを、最適の
兼ね合いで達成することができる。
【００２６】 以上から明らかなように、反射鏡表面の全面に最適化のための形状補正を施す
ことによって、殆どの場合、擾乱部材であるバッフル部材を使用した場合よりも
優れた電磁気特性が得られる。
ことによって、殆どの場合、擾乱部材であるバッフル部材を使用した場合よりも
優れた電磁気特性が得られる。
【００２７】 以上の説明では、反射鏡を１枚しか使用していない単反射鏡アンテナシステム
に最適化を施す場合について詳述したが、副反射鏡と主反射鏡とを備えた複反射
鏡アンテナシステムに対しても本発明にかかる最適化を施し得ることは、いうま
でもない。その場合には、先ず、給電システムから照射を受ける副反射鏡の表面
の全面に最適化を施すことによって、給電システムへのフィードバックをできる
だけ低減させると共に、主反射鏡を適切に照射できるようにし、それに続いて、
今度は主反射鏡に最適化を施すことによって、カバー領域における正偏波の最大
強度をできるだけ増大させると共に、副反射鏡へのフィードバックができるだけ
低減させるようにすればよい。
に最適化を施す場合について詳述したが、副反射鏡と主反射鏡とを備えた複反射
鏡アンテナシステムに対しても本発明にかかる最適化を施し得ることは、いうま
でもない。その場合には、先ず、給電システムから照射を受ける副反射鏡の表面
の全面に最適化を施すことによって、給電システムへのフィードバックをできる
だけ低減させると共に、主反射鏡を適切に照射できるようにし、それに続いて、
今度は主反射鏡に最適化を施すことによって、カバー領域における正偏波の最大
強度をできるだけ増大させると共に、副反射鏡へのフィードバックができるだけ
低減させるようにすればよい。
【００２８】 いずれの場合にも、本発明にかかる方法を用いるならば、その最適化の結果は
解析結果と非常によく一致したものとなり、即ち、そのアンテナシステムの特性
の測定値は、予め予測した値と非常によく一致したものとなる。従って、本発明
にかかる方法は、複雑で時間のかかる実験を行うことなくアンテナシステムを構
成するための、非常に効果的なツールとなり得るものである。
解析結果と非常によく一致したものとなり、即ち、そのアンテナシステムの特性
の測定値は、予め予測した値と非常によく一致したものとなる。従って、本発明
にかかる方法は、複雑で時間のかかる実験を行うことなくアンテナシステムを構
成するための、非常に効果的なツールとなり得るものである。
【図１】 給電システムとしてのホーンを備える共に、反射鏡を１枚だけ備え、その反射
鏡の表面形状を本発明に従って決定した、中央給電型アンテナの模式的斜視図で
ある。
鏡の表面形状を本発明に従って決定した、中央給電型アンテナの模式的斜視図で
ある。
【図２】 本発明に従って決定した反射鏡の表面形状の、通常のパラボラ反射鏡の表面形
状からの偏位量を、斜視図の形で表した模式図である。
状からの偏位量を、斜視図の形で表した模式図である。
【図３】 アンテナシステムのシステム全体の反射率を示したグラフであり、通常のパラ
ボラ反射鏡を備えた比較用アンテナシステムのＸ方向偏波の反射率の値と、本発
明にかかるアンテナシステムのＸ方向偏波の反射率の値及びＹ方向偏波の反射率
の値とを示したグラフである。
ボラ反射鏡を備えた比較用アンテナシステムのＸ方向偏波の反射率の値と、本発
明にかかるアンテナシステムのＸ方向偏波の反射率の値及びＹ方向偏波の反射率
の値とを示したグラフである。
【図４】 ａ〜ｄは、カバー領域を高低角及び方位角で表し、そのカバー領域における正
偏波及び交差偏波のアンテナ指向性パターンを、比較用アンテナシステムと本発
明にかかるアンテナシステムとで対比させて示したチャートである。
偏波及び交差偏波のアンテナ指向性パターンを、比較用アンテナシステムと本発
明にかかるアンテナシステムとで対比させて示したチャートである。
１ アンテナシステム ２ 反射鏡 ３ ホーン ４ 支柱 ５ 給電ケーブル ６ カバー領域
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１月２０日（２０００．１．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項７】 先に前記反射鏡システムの副反射鏡の表面形状の最適化を行
い、次に前記反射鏡システムの主反射鏡の表面形状の最適化を行うことを特徴と
する請求項６記載の方法。
い、次に前記反射鏡システムの主反射鏡の表面形状の最適化を行うことを特徴と
する請求項６記載の方法。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月２９日（２０００．２．２９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 かかる解決手段の要点は、遠方界における要求条件に応じて正偏波遠方界の最
大強度部分がアンテナの放射対象領域であるカバー領域にくるように、且つ、正
偏波近傍界の最小強度部分が給電システムの配設の近傍、即ち、例えばホーンの
開口部にくるように、反射鏡の実効表面の略々全面の形状を定めることにある。
このように、反射鏡の表面形状を適切に定めることによって、アンテナの近傍 界または遠方界に影響を及ぼすようにする方式の基本的概念は、例えば、デイク ジェー（ＤＩＪＫ Ｊ）及びマンダース イージェー（ＭＡＡＮＤＥＲＳ ＥＪ ）による共著論文「カセグラインシステムの形状生成プログラム効率の最適化（ ＯＰＴＩＭＩＳＩＮＧ ＴＨＥ ＢＬＯＣＫＩＮＧ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ Ｉ Ｎ ＳＨＡＰＥＤ ＣＡＳＳＥＧＲＡＩＮ ＳＹＳＴＥＭＳ）（ＥＬＥＣＴＲＯ ＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ、第４巻、第１８号、第３７２頁〜第３７３頁、イギ リス、ロンドン、１９６８年９月６日刊、ＸＰＯＯ２１１８５２６）」や、デュ セン エル（ＤＵＣＨＥＳＮＥ Ｌ）らによる共著論文「二重線形偏光によるビ ームアンテナの等高線化された中央給電型反射鏡（Ｃｅｎｔｅｒ ｆｅｄ ｓｉ ｎｇｌｅ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ｃｏｎｔｏｕｒｅｄ ｂｅａｍ ａｎｔｅｎｎ ａ ｗｉｔｈ ｄｕａｌ ｌｉｎｅａｒ ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ）（ＡＮＴ ＥＮＮＥＮ，第２１号、第１１頁〜第１６頁、ドイツ、ミュンヘン、１９９８年 4月２４日刊、ＸＰＯＯ２１１８５２７）」などによって公知となっている。
大強度部分がアンテナの放射対象領域であるカバー領域にくるように、且つ、正
偏波近傍界の最小強度部分が給電システムの配設の近傍、即ち、例えばホーンの
開口部にくるように、反射鏡の実効表面の略々全面の形状を定めることにある。
このように、反射鏡の表面形状を適切に定めることによって、アンテナの近傍 界または遠方界に影響を及ぼすようにする方式の基本的概念は、例えば、デイク ジェー（ＤＩＪＫ Ｊ）及びマンダース イージェー（ＭＡＡＮＤＥＲＳ ＥＪ ）による共著論文「カセグラインシステムの形状生成プログラム効率の最適化（ ＯＰＴＩＭＩＳＩＮＧ ＴＨＥ ＢＬＯＣＫＩＮＧ ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ Ｉ Ｎ ＳＨＡＰＥＤ ＣＡＳＳＥＧＲＡＩＮ ＳＹＳＴＥＭＳ）（ＥＬＥＣＴＲＯ ＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ、第４巻、第１８号、第３７２頁〜第３７３頁、イギ リス、ロンドン、１９６８年９月６日刊、ＸＰＯＯ２１１８５２６）」や、デュ セン エル（ＤＵＣＨＥＳＮＥ Ｌ）らによる共著論文「二重線形偏光によるビ ームアンテナの等高線化された中央給電型反射鏡（Ｃｅｎｔｅｒ ｆｅｄ ｓｉ ｎｇｌｅ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ｃｏｎｔｏｕｒｅｄ ｂｅａｍ ａｎｔｅｎｎ ａ ｗｉｔｈ ｄｕａｌ ｌｉｎｅａｒ ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ）（ＡＮＴ ＥＮＮＥＮ，第２１号、第１１頁〜第１６頁、ドイツ、ミュンヘン、１９９８年 4月２４日刊、ＸＰＯＯ２１１８５２７）」などによって公知となっている。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１１月６日（２０００．１１．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナスラス・ノルベルト ドイツ連邦共和国 ディー−82024 タウ フカーヘン，ドルフシュトラッセ 47 Ｆターム(参考） 5J020 AA03 BA09 BC06 DA02 DA03
Claims (6)
- 【請求項１】 給電システムと、カバー領域を照射するための例えば１枚の
反射鏡または２枚の反射鏡等から成る反射鏡システムとを備えた、中央給電型ア
ンテナシステムにおいて、 該アンテナシステムの遠方界における要求条件に応じて正偏波遠方界の最大強
度部分が前記カバー領域（６）にくるように、且つ、正偏波近傍界の最小強度部
分が前記給電システム（３）の配設位置にくるように、前記反射鏡の実効表面の
略々全面の形状を定めてあることを特徴とするアンテナシステム。 - 【請求項２】 前記給電システムへのフィードバックを低減するための近傍
界の最適化によって正偏波遠方界が実質的に変化することがないようにして、前
記反射鏡の表面の形状を定めてあることを特徴とする請求項１記載のアンテナシ
ステム。 - 【請求項３】 前記給電システム（３）が、小さな開口径を有することを特
徴とする請求項１または２記載のアンテナシステム。 - 【請求項４】 前記給電システム（３）が、繊維強化プラスチック製のハニ
カム構造を有する支柱（４）で支持されていることを特徴とする請求項１乃至３
の何れか１項記載のアンテナシステム。 - 【請求項５】 請求項１記載の中央給電型アンテナシステムの最適化方法に
おいて、 前記アンテナシステムの遠方界及び近傍界を算出するための計算モデルを使用
し、前記モデルによって前記反射鏡の表面の略々全面の形状を定めるようにし、
前記反射鏡の表面の略々全面の形状を定める際には、近傍界の前記給電システム
の近傍に強度ゼロ部分が発生するようにすると共に、正偏波遠方界の最大強度部
分が前記カバー領域にくるようにすることを特徴とする方法。 - 【請求項６】 最初に前記アンテナシステムの計算モデルを使用して遠方界
における要求条件を算定し、続いて当該計算モデルに最適化を施し、その最適化
を施す際には、近傍界の前記給電システムの近傍に強度ゼロ点が発生するように
する一方で、算出した遠方界は実質的に変化しないようにすることを特徴とする
請求項５記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19817766A DE19817766A1 (de) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | Zentral gespeistes Antennensystem und Verfahren zum Optimieren eines solchen Antennensystems |
| DE19817766.6 | 1998-04-21 | ||
| PCT/DE1999/001188 WO1999054955A2 (de) | 1998-04-21 | 1999-04-20 | Zentral gespeistes antennensystem und verfahren zum optimieren eines solchen antennensystems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002512462A true JP2002512462A (ja) | 2002-04-23 |
Family
ID=7865303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000545212A Withdrawn JP2002512462A (ja) | 1998-04-21 | 1999-04-20 | 中央給電型アンテナシステム及びかかるアンテナシステムの最適化方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6489929B1 (ja) |
| EP (1) | EP1074061B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002512462A (ja) |
| CN (1) | CN1292939A (ja) |
| CA (1) | CA2329739C (ja) |
| DE (2) | DE19817766A1 (ja) |
| DK (1) | DK1074061T3 (ja) |
| WO (1) | WO1999054955A2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005018049A1 (ja) * | 2003-08-13 | 2005-02-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 反射鏡アンテナ装置 |
| JP2006200941A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Device Co Ltd | アンテナ昇降装置 |
| JP2012502534A (ja) * | 2008-09-05 | 2012-01-26 | アストリウム・リミテッド | アンテナ反射器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4001014B2 (ja) * | 2002-12-25 | 2007-10-31 | 日本電気株式会社 | 携帯電話機 |
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| US10707552B2 (en) | 2018-08-21 | 2020-07-07 | Eagle Technology, Llc | Folded rib truss structure for reflector antenna with zero over stretch |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564903A (en) | 1979-06-26 | 1981-01-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Opening surface antenna with improved cross polarization characteristic |
-
1998
- 1998-04-21 DE DE19817766A patent/DE19817766A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-04-20 DE DE59903754T patent/DE59903754D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-20 EP EP99927692A patent/EP1074061B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-20 DK DK99927692T patent/DK1074061T3/da active
- 1999-04-20 JP JP2000545212A patent/JP2002512462A/ja not_active Withdrawn
- 1999-04-20 WO PCT/DE1999/001188 patent/WO1999054955A2/de active IP Right Grant
- 1999-04-20 CA CA002329739A patent/CA2329739C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-04-20 US US09/673,838 patent/US6489929B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-20 CN CN99803942XA patent/CN1292939A/zh active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005018049A1 (ja) * | 2003-08-13 | 2005-02-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 反射鏡アンテナ装置 |
| US7081863B2 (en) | 2003-08-13 | 2006-07-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Reflector antenna |
| JP2006200941A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Device Co Ltd | アンテナ昇降装置 |
| JP4673067B2 (ja) * | 2005-01-18 | 2011-04-20 | 株式会社デバイス | アンテナ昇降装置 |
| JP2012502534A (ja) * | 2008-09-05 | 2012-01-26 | アストリウム・リミテッド | アンテナ反射器 |
| US9190716B2 (en) | 2008-09-05 | 2015-11-17 | Astrium Limited | Reflector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE59903754D1 (de) | 2003-01-23 |
| CA2329739C (en) | 2004-02-24 |
| DK1074061T3 (da) | 2003-01-06 |
| US6489929B1 (en) | 2002-12-03 |
| CN1292939A (zh) | 2001-04-25 |
| CA2329739A1 (en) | 1999-10-28 |
| WO1999054955A3 (de) | 1999-12-02 |
| EP1074061A2 (de) | 2001-02-07 |
| WO1999054955A2 (de) | 1999-10-28 |
| EP1074061B1 (de) | 2002-12-11 |
| DE19817766A1 (de) | 1999-11-11 |
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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: 20060704 |