JP2003209434A - マルチビーム反射鏡アンテナ装置 - Google Patents
マルチビーム反射鏡アンテナ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オフセット配置の二次曲面鏡によって生じる
ビームピーク歪みを補償することができるマルチビーム
反射鏡アンテナ装置を得る。 【解決手段】 回転対称な主反射鏡１と、回転対称な副
反射鏡２と、複数の反射鏡と、複数の一次放射器５を備
えたマルチビーム反射鏡アンテナ装置であって、複数の
反射鏡を、オフセットされ、かつそれらの焦点が一直線
上となるよう配置された２枚の二次曲面鏡４ａ，４ｂ
と、この２枚の二次曲面鏡に対して面対称に配置された
他の２枚の二次曲面鏡４ａ’，４ｂ’とで構成する。
ビームピーク歪みを補償することができるマルチビーム
反射鏡アンテナ装置を得る。 【解決手段】 回転対称な主反射鏡１と、回転対称な副
反射鏡２と、複数の反射鏡と、複数の一次放射器５を備
えたマルチビーム反射鏡アンテナ装置であって、複数の
反射鏡を、オフセットされ、かつそれらの焦点が一直線
上となるよう配置された２枚の二次曲面鏡４ａ，４ｂ
と、この２枚の二次曲面鏡に対して面対称に配置された
他の２枚の二次曲面鏡４ａ’，４ｂ’とで構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばマルチビ
ームアンテナ技術に用いられるマルチビーム反射鏡アン
テナ装置に関するものである。
ームアンテナ技術に用いられるマルチビーム反射鏡アン
テナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のマルチビーム反射鏡アン
テナ装置として、例えば、進士、安達著、“マルチビー
ムアンテナ”、信学誌、７７、５、ｐｐ５４４−５５
１．に示されたものがある。
テナ装置として、例えば、進士、安達著、“マルチビー
ムアンテナ”、信学誌、７７、５、ｐｐ５４４−５５
１．に示されたものがある。
【０００３】図１１は、従来のマルチビーム反射鏡アン
テナ装置を示す概略構成図である。図において、１は主
反射鏡、２は副反射鏡、３ａは平面鏡１、３ｂは平面鏡
２、４ａは二次曲面鏡１、４ｂは二次曲面鏡２、５は一
次放射器を示す。なお、一次放射器５は複数配置されて
いる。また、二次曲面鏡４ａ，４ｂは通常回転放物面、
楕円面、双曲面で構成される。同図では一例として回転
放物面を示しており、Ｆ１，Ｆ２はそれぞれ二次曲面鏡
４ａ，４ｂの焦点を示す。
テナ装置を示す概略構成図である。図において、１は主
反射鏡、２は副反射鏡、３ａは平面鏡１、３ｂは平面鏡
２、４ａは二次曲面鏡１、４ｂは二次曲面鏡２、５は一
次放射器を示す。なお、一次放射器５は複数配置されて
いる。また、二次曲面鏡４ａ，４ｂは通常回転放物面、
楕円面、双曲面で構成される。同図では一例として回転
放物面を示しており、Ｆ１，Ｆ２はそれぞれ二次曲面鏡
４ａ，４ｂの焦点を示す。
【０００４】また、図１２は、従来のマルチビームアン
テナ装置の動作を説明するための説明図である。図１２
において、図１１と同じ番号を付したものは図１１と相
当のもので、図１１と同様の動作をする。また、図にお
いて、焦点Ｆ２を原点とし、二次曲面鏡４ｂを見込む円
錐の頂角を二等分する方向をＸ軸としそれに直交する面
内にＹ、Ｚ軸をとるＸＹＺ座標系をとる。今、そのＹＺ
面内に一次放射器５が配置されているものとする。
テナ装置の動作を説明するための説明図である。図１２
において、図１１と同じ番号を付したものは図１１と相
当のもので、図１１と同様の動作をする。また、図にお
いて、焦点Ｆ２を原点とし、二次曲面鏡４ｂを見込む円
錐の頂角を二等分する方向をＸ軸としそれに直交する面
内にＹ、Ｚ軸をとるＸＹＺ座標系をとる。今、そのＹＺ
面内に一次放射器５が配置されているものとする。
【０００５】図１３（ａ）は、ＹＺ面内に配置された一
次放射器５の位置を示す。一方、図１３（ｂ）は、焦点
Ｆ２をとおりＸ軸に平行な光線が二次曲面鏡４ａ、４ｂ
を反射したときの光線（中心軸光線と定義する）の方向
に垂直でＦ１を通る参照平面内での、それぞれの一次放
射器５より放射された光線の結像位置を示す。なお、図
１２の構成は、図１１の平面鏡３ａ、３ｂおよび二次曲
面鏡４ａ、４ｂと等価な鏡面構成を示している。
次放射器５の位置を示す。一方、図１３（ｂ）は、焦点
Ｆ２をとおりＸ軸に平行な光線が二次曲面鏡４ａ、４ｂ
を反射したときの光線（中心軸光線と定義する）の方向
に垂直でＦ１を通る参照平面内での、それぞれの一次放
射器５より放射された光線の結像位置を示す。なお、図
１２の構成は、図１１の平面鏡３ａ、３ｂおよび二次曲
面鏡４ａ、４ｂと等価な鏡面構成を示している。
【０００６】次に、動作について説明する。地球局アン
テナ、もしくは電波望遠鏡においては、追尾する衛星も
しくは観測天体を同時に観測するため、図１１に示すよ
うに、ひとつの鏡面構成に対して複数の一次放射器５を
配置し、複数の異なる方向からの衛星もしくは観測天体
からの電波を、主反射鏡１、副反射鏡２および反射鏡を
介してそれぞれの衛星、観測天体に応じた方向にピーク
を有するように配置された一次放射器５で送受信を行う
マルチビームを用いる。
テナ、もしくは電波望遠鏡においては、追尾する衛星も
しくは観測天体を同時に観測するため、図１１に示すよ
うに、ひとつの鏡面構成に対して複数の一次放射器５を
配置し、複数の異なる方向からの衛星もしくは観測天体
からの電波を、主反射鏡１、副反射鏡２および反射鏡を
介してそれぞれの衛星、観測天体に応じた方向にピーク
を有するように配置された一次放射器５で送受信を行う
マルチビームを用いる。
【０００７】このようなマルチビームアンテナ装置にお
いては、所望の位置でビームピークとなるよう一次放射
器５を配置する。一方、図１２には、逆に一次放射器５
をＹＺ面上でＹＺ座標系に対して格子状に配置した状態
を示している。ここで配置された一次放射器５より光線
を出し、二次曲面鏡４ａ、４ｂを介して参照面上での光
線位置を調べると、光線位置はＹＺ座標軸に対して格子
状とはならず歪みを生じる。
いては、所望の位置でビームピークとなるよう一次放射
器５を配置する。一方、図１２には、逆に一次放射器５
をＹＺ面上でＹＺ座標系に対して格子状に配置した状態
を示している。ここで配置された一次放射器５より光線
を出し、二次曲面鏡４ａ、４ｂを介して参照面上での光
線位置を調べると、光線位置はＹＺ座標軸に対して格子
状とはならず歪みを生じる。
【０００８】これは、二次曲面鏡４ａ、４ｂがいわゆる
オフセット配置となっているために生じる歪みである。
なお、参照面上での歪みはそれ以後反射する副反射鏡
２、および主反射鏡１が例えば図１１に示すように回転
対称な場合には、ビームピークは、参照面上での歪みと
同様の歪みを生じる。よって、格子状のビームピークを
所望の場合には、その歪みを補償するように一次放射器
５を配置するが、一次放射器５は歪んだ配置となり、給
電系などの構成が複雑になるという問題があった。
オフセット配置となっているために生じる歪みである。
なお、参照面上での歪みはそれ以後反射する副反射鏡
２、および主反射鏡１が例えば図１１に示すように回転
対称な場合には、ビームピークは、参照面上での歪みと
同様の歪みを生じる。よって、格子状のビームピークを
所望の場合には、その歪みを補償するように一次放射器
５を配置するが、一次放射器５は歪んだ配置となり、給
電系などの構成が複雑になるという問題があった。
【０００９】特に、地球局として用いられるマルチビー
ム反射鏡アンテナ装置においては、図９に示すように、
追尾に応じてＡｚ軸、Ｅｌ軸を回転させるとともに一次
放射器回転装置６により一次放射器５を回転させる必要
がある。このとき、その回転に伴いとある一次放射器に
対するビームピークが所望の位置からずれていくという
問題があった。
ム反射鏡アンテナ装置においては、図９に示すように、
追尾に応じてＡｚ軸、Ｅｌ軸を回転させるとともに一次
放射器回転装置６により一次放射器５を回転させる必要
がある。このとき、その回転に伴いとある一次放射器に
対するビームピークが所望の位置からずれていくという
問題があった。
【００１０】一方、このようなマルチビーム反射鏡アン
テナ装置においては、反射鏡の焦点に位置しないオフセ
ットされた一次放射器によるビームは、主反射鏡開口面
上で波面収差により利得、サイドローブなどの放射特性
が劣化するため、その波面収差が最小となるよう、主反
射鏡、副反射鏡および複数の反射鏡が交差偏波消去条件
を満足するように構成する。特に、地球局で用いられる
マルチビーム反射鏡アンテナ装置は、一般に構造上の条
件より、主反射鏡、副反射鏡が回転対称な構成となり交
差偏波は発生しない系であるので、途中の二次曲面鏡４
ａ、４ｂの組み合わせで交差偏波消去条件を満足するよ
う構成する。交差偏波消去条件は例えば、M.Mizusawa、
T.Kitsuregawa、“A beam-waveguide feed having a sym
metric beam for Cassegrain antennas、” IEEE Trans.
Antennas and Propagat. 、 Vol.AP-21 、 pp.884-886 、
No.6 、 Nov. 1973および図１２に示すように、２枚の
二次曲面鏡において、ひとつの焦点を共有し、かつすべ
ての焦点が一直線上になるように配置することである。
テナ装置においては、反射鏡の焦点に位置しないオフセ
ットされた一次放射器によるビームは、主反射鏡開口面
上で波面収差により利得、サイドローブなどの放射特性
が劣化するため、その波面収差が最小となるよう、主反
射鏡、副反射鏡および複数の反射鏡が交差偏波消去条件
を満足するように構成する。特に、地球局で用いられる
マルチビーム反射鏡アンテナ装置は、一般に構造上の条
件より、主反射鏡、副反射鏡が回転対称な構成となり交
差偏波は発生しない系であるので、途中の二次曲面鏡４
ａ、４ｂの組み合わせで交差偏波消去条件を満足するよ
う構成する。交差偏波消去条件は例えば、M.Mizusawa、
T.Kitsuregawa、“A beam-waveguide feed having a sym
metric beam for Cassegrain antennas、” IEEE Trans.
Antennas and Propagat. 、 Vol.AP-21 、 pp.884-886 、
No.6 、 Nov. 1973および図１２に示すように、２枚の
二次曲面鏡において、ひとつの焦点を共有し、かつすべ
ての焦点が一直線上になるように配置することである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
る従来のマルチビーム反射鏡アンテナ装置は、反射鏡の
オフセット構成により、例えば所望の格子状のビームピ
ークを得るために、歪んだ配置の一次放射器を用いると
いう問題点があった。また、追尾を行う場合に一次放射
器を回転することにより、ビームピークが所望の方向か
らずれていくという問題点があった。
る従来のマルチビーム反射鏡アンテナ装置は、反射鏡の
オフセット構成により、例えば所望の格子状のビームピ
ークを得るために、歪んだ配置の一次放射器を用いると
いう問題点があった。また、追尾を行う場合に一次放射
器を回転することにより、ビームピークが所望の方向か
らずれていくという問題点があった。
【００１２】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、オフセット鏡面構成によるビ
ームピークの歪みを消去することができるマルチビーム
反射鏡アンテナ装置を提供することを目的とするもので
ある。
るためになされたもので、オフセット鏡面構成によるビ
ームピークの歪みを消去することができるマルチビーム
反射鏡アンテナ装置を提供することを目的とするもので
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るマ
ルチビーム反射鏡アンテナ装置は、回転対称な主反射鏡
と、回転対称な副反射鏡と、複数の反射鏡と、複数の一
次放射器を備えたマルチビーム反射鏡アンテナ装置であ
って、上記複数の反射鏡を、オフセットされ、かつそれ
らの焦点が一直線上となるよう配置された第１組の二次
曲面鏡と、該第１組の二次曲面鏡に対して面対称に配置
された第２組の二次曲面鏡とで構成したものである。
ルチビーム反射鏡アンテナ装置は、回転対称な主反射鏡
と、回転対称な副反射鏡と、複数の反射鏡と、複数の一
次放射器を備えたマルチビーム反射鏡アンテナ装置であ
って、上記複数の反射鏡を、オフセットされ、かつそれ
らの焦点が一直線上となるよう配置された第１組の二次
曲面鏡と、該第１組の二次曲面鏡に対して面対称に配置
された第２組の二次曲面鏡とで構成したものである。
【００１４】請求項２の発明に係るマルチビーム反射鏡
アンテナ装置は、上記第１組の二次曲面鏡として放物面
鏡を用いたものである。
アンテナ装置は、上記第１組の二次曲面鏡として放物面
鏡を用いたものである。
【００１５】請求項３の発明に係るマルチビーム反射鏡
アンテナ装置は、上記第２組の二次曲面鏡を、上記第１
組の二次曲面鏡によって生じるビームの歪みと逆の特性
を有する第３組の二次曲面鏡で構成したものである。
アンテナ装置は、上記第２組の二次曲面鏡を、上記第１
組の二次曲面鏡によって生じるビームの歪みと逆の特性
を有する第３組の二次曲面鏡で構成したものである。
【００１６】請求項４の発明に係るマルチビーム反射鏡
アンテナ装置は、上記第１組の二次曲面鏡として楕円面
鏡または放物面鏡を用い、上記第３組の二次曲面鏡とし
て放物面鏡または楕円面鏡を用いたものである。
アンテナ装置は、上記第１組の二次曲面鏡として楕円面
鏡または放物面鏡を用い、上記第３組の二次曲面鏡とし
て放物面鏡または楕円面鏡を用いたものである。
【００１７】請求項５の発明に係るマルチビーム反射鏡
アンテナ装置は、上記第１組および第３の二次曲面鏡と
してその鏡面が修正された修正鏡を用いたものである。
アンテナ装置は、上記第１組および第３の二次曲面鏡と
してその鏡面が修正された修正鏡を用いたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１によるマルチビーム反射鏡アンテナ装置
を示す構成図である。図１において、図１１、図１２と
対応する部分には同一符号を付し、その重複説明を省略
する。但し、図１においては、一例として、第１組の二
次曲面鏡としての二次曲面鏡４ａ、４ｂは楕円面鏡とし
て記載している。図１において、４ａ’，４ｂ’はそれ
ぞれ４ａ，４ｂに対して面対称な第２組の二次曲面鏡と
しての二次曲面鏡を示す。また、Ｆ１、Ｆ２は二次曲面
鏡４ｂの焦点、Ｆ１、Ｆ３は二次曲面鏡４ｂの焦点、Ｆ
３、Ｆ１’は４ａに対して面対称な二次曲面鏡４ａ’の
焦点、Ｆ１’、Ｆ２’は４ｂに対して面対称な二次曲面
鏡４ｂ’の焦点を示す。また、図中の対称面は焦点Ｆ３
を通り、中心軸光線に垂直な平面を示す。
の実施の形態１によるマルチビーム反射鏡アンテナ装置
を示す構成図である。図１において、図１１、図１２と
対応する部分には同一符号を付し、その重複説明を省略
する。但し、図１においては、一例として、第１組の二
次曲面鏡としての二次曲面鏡４ａ、４ｂは楕円面鏡とし
て記載している。図１において、４ａ’，４ｂ’はそれ
ぞれ４ａ，４ｂに対して面対称な第２組の二次曲面鏡と
しての二次曲面鏡を示す。また、Ｆ１、Ｆ２は二次曲面
鏡４ｂの焦点、Ｆ１、Ｆ３は二次曲面鏡４ｂの焦点、Ｆ
３、Ｆ１’は４ａに対して面対称な二次曲面鏡４ａ’の
焦点、Ｆ１’、Ｆ２’は４ｂに対して面対称な二次曲面
鏡４ｂ’の焦点を示す。また、図中の対称面は焦点Ｆ３
を通り、中心軸光線に垂直な平面を示す。
【００１９】また、図２は、この発明の実施の形態１に
よるマルチビーム反射鏡アンテナ装置の動作原理を説明
するものであり、図２において、図１と対応する部分に
は同一符号を付し、その重複説明を省略する。図２にお
いて、参照面Ａは焦点Ｆ３を通り、中心軸光線に垂直な
平面である。また、参照面Ｂは焦点Ｆ２’を通り、中心
軸光線に垂直な平面を示す。また、図３は、ＸＹ面内に
配置された図２の一次放射器５の位置を示す。また、図
４は、上記図２の参照面Ａ上における各一次放射器５か
らの光線追跡の位置を示す。また、図５は、上記図２の
参照面Ｂ上における各一次放射器５からの光線追跡の位
置を示す。
よるマルチビーム反射鏡アンテナ装置の動作原理を説明
するものであり、図２において、図１と対応する部分に
は同一符号を付し、その重複説明を省略する。図２にお
いて、参照面Ａは焦点Ｆ３を通り、中心軸光線に垂直な
平面である。また、参照面Ｂは焦点Ｆ２’を通り、中心
軸光線に垂直な平面を示す。また、図３は、ＸＹ面内に
配置された図２の一次放射器５の位置を示す。また、図
４は、上記図２の参照面Ａ上における各一次放射器５か
らの光線追跡の位置を示す。また、図５は、上記図２の
参照面Ｂ上における各一次放射器５からの光線追跡の位
置を示す。
【００２０】ここで、二次曲面鏡４ａ、４ｂの焦点Ｆ
１、Ｆ２、Ｆ３が一直線上にあり、交差偏波消去条件を
満足する。このとき、二次曲面鏡４ａ’、４ｂ’は対称
面に対して対称であるので、同じく二次曲面鏡４ａ’、
４ｂ’で交差偏波消去条件を満足している。よって、本
実施の形態は、交差偏波消去条件を満足する構成である
ので、離焦点位置にある一次放射器５からの電波の収差
成分を小さくすることができ、利得低下を最小限に抑え
らることができる。
１、Ｆ２、Ｆ３が一直線上にあり、交差偏波消去条件を
満足する。このとき、二次曲面鏡４ａ’、４ｂ’は対称
面に対して対称であるので、同じく二次曲面鏡４ａ’、
４ｂ’で交差偏波消去条件を満足している。よって、本
実施の形態は、交差偏波消去条件を満足する構成である
ので、離焦点位置にある一次放射器５からの電波の収差
成分を小さくすることができ、利得低下を最小限に抑え
らることができる。
【００２１】次に、動作について説明する。電波源から
の電波は主反射鏡１、副反射鏡２、二次曲面鏡４ｂに対
して面対称な二次曲面鏡４ｂ’、二次曲面鏡４ａに対し
て面対称な二次曲面鏡４ａ’、二次曲面鏡４ａ、二次曲
面鏡４ｂを介して一次放射器５で受信する。このとき、
ビーム特性を説明するために、図３に示すように、一次
放射器５が格子状に配置されているものとして、各一次
放射器５から光線を出し、光線追跡を行う。
の電波は主反射鏡１、副反射鏡２、二次曲面鏡４ｂに対
して面対称な二次曲面鏡４ｂ’、二次曲面鏡４ａに対し
て面対称な二次曲面鏡４ａ’、二次曲面鏡４ａ、二次曲
面鏡４ｂを介して一次放射器５で受信する。このとき、
ビーム特性を説明するために、図３に示すように、一次
放射器５が格子状に配置されているものとして、各一次
放射器５から光線を出し、光線追跡を行う。
【００２２】このとき、二次曲面鏡４ｂおよび二次曲面
鏡４ａを介した後の参照面Ａ上での光線位置は、図４に
示すように歪みを生じる。しかしながら、二次曲面鏡４
ａに対して面対称な二次曲面鏡４ａ’、二次曲面鏡４ｂ
に対して面対称な二次曲面鏡４ｂ’は二次曲面鏡４ａ、
二次曲面鏡４ｂに対して逆写像となるため、参照面Ｂ上
では、図５に示すように歪みが補正される。よって、副
反射鏡２、主反射鏡１が回転対称であればビームピーク
の歪みは生じない。
鏡４ａを介した後の参照面Ａ上での光線位置は、図４に
示すように歪みを生じる。しかしながら、二次曲面鏡４
ａに対して面対称な二次曲面鏡４ａ’、二次曲面鏡４ｂ
に対して面対称な二次曲面鏡４ｂ’は二次曲面鏡４ａ、
二次曲面鏡４ｂに対して逆写像となるため、参照面Ｂ上
では、図５に示すように歪みが補正される。よって、副
反射鏡２、主反射鏡１が回転対称であればビームピーク
の歪みは生じない。
【００２３】このようにして、本実施の形態では、オフ
セット配置の二次曲面鏡に対して、それによって生じる
ビームピーク歪みを、上記のオフセットされた鏡面に対
して対称な鏡面を配置することによって補償することが
できる。
セット配置の二次曲面鏡に対して、それによって生じる
ビームピーク歪みを、上記のオフセットされた鏡面に対
して対称な鏡面を配置することによって補償することが
できる。
【００２４】実施の形態２．図６は、この発明の実施の
形態２によるマルチビーム反射鏡アンテナ装置を示す構
成図である。図６において、図１と対応する部分には同
一符号を付し、その重複説明を省略する。図６におい
て、３ｃ、３ｃ’、３ｄは平面鏡を示す。特に、３ｃ、
３ｃ’は対称面に対して面対称に配置されている。ま
た、７ａ、７ｂは放物面鏡を、７ａ’、７ｂ’はそれぞ
れ７ａ、７ｂに対して面対称な放物面鏡を示す。また、
図７は、図６のマルチビームアンテナ装置において、平
面鏡３ｃ、３ｃ’を除いた場合の鏡面構成を示す。
形態２によるマルチビーム反射鏡アンテナ装置を示す構
成図である。図６において、図１と対応する部分には同
一符号を付し、その重複説明を省略する。図６におい
て、３ｃ、３ｃ’、３ｄは平面鏡を示す。特に、３ｃ、
３ｃ’は対称面に対して面対称に配置されている。ま
た、７ａ、７ｂは放物面鏡を、７ａ’、７ｂ’はそれぞ
れ７ａ、７ｂに対して面対称な放物面鏡を示す。また、
図７は、図６のマルチビームアンテナ装置において、平
面鏡３ｃ、３ｃ’を除いた場合の鏡面構成を示す。
【００２５】本実施の形態は、上記実施の形態１におい
て特に二次曲面鏡として放物面鏡を用いた場合を示す。
但し、図７に示すように、放物面鏡のみで構成する場合
には対称面に対して配置した場合には、構成できないた
め、随時平面鏡を配置している。
て特に二次曲面鏡として放物面鏡を用いた場合を示す。
但し、図７に示すように、放物面鏡のみで構成する場合
には対称面に対して配置した場合には、構成できないた
め、随時平面鏡を配置している。
【００２６】このようにして、本実施の形態では、二次
曲面鏡として放物面鏡を用いることにより、一般的に楕
円面鏡や双曲面鏡に比べて曲率の小さい鏡面構成を得る
ことができる。特に楕円面鏡の場合には放物面に比して
曲率が大きいが、この場合には、焦点にない一次放射器
５からの電波のビーム偏向が大きく、スピルオーバーも
大きい。この場合には、一次放射器を、位相中心を回転
軸に回転するなどの対策がとられるが、一次放射器の構
成が複雑になる。しかしながら、放物面鏡での構成で
は、一次放射器を同一面内に配置することができる。
曲面鏡として放物面鏡を用いることにより、一般的に楕
円面鏡や双曲面鏡に比べて曲率の小さい鏡面構成を得る
ことができる。特に楕円面鏡の場合には放物面に比して
曲率が大きいが、この場合には、焦点にない一次放射器
５からの電波のビーム偏向が大きく、スピルオーバーも
大きい。この場合には、一次放射器を、位相中心を回転
軸に回転するなどの対策がとられるが、一次放射器の構
成が複雑になる。しかしながら、放物面鏡での構成で
は、一次放射器を同一面内に配置することができる。
【００２７】実施の形態３．図８は、この発明の実施の
形態３によるマルチビーム反射鏡アンテナ装置を示す構
成図である。図８において、図１と対応する部分には同
一符号を付し、その重複説明を省略する。図８におい
て、８ａ、８ｂは第３組の二次曲面鏡としての楕円面
鏡、９ａ、９ｂは同じく第３組の二次曲面鏡としての放
物面鏡を示す。
形態３によるマルチビーム反射鏡アンテナ装置を示す構
成図である。図８において、図１と対応する部分には同
一符号を付し、その重複説明を省略する。図８におい
て、８ａ、８ｂは第３組の二次曲面鏡としての楕円面
鏡、９ａ、９ｂは同じく第３組の二次曲面鏡としての放
物面鏡を示す。
【００２８】図９は、本実施の形態のマルチビーム反射
鏡アンテナ装置の動作原理を示す説明図である。図９に
おいて、図８と同じ番号を付したものは図８と同じはた
らきをする。図９において、５’は焦点Ｆ３におかれた
仮想的な一次放射器を示す。また、図１０（ａ）は、一
次放射器５より光線を出した場合の参照面１における光
線位置を示し、図１０（ｂ）は、仮想的な一次放射器
５’より光線を出した場合の参照面２における光線位置
を示す。
鏡アンテナ装置の動作原理を示す説明図である。図９に
おいて、図８と同じ番号を付したものは図８と同じはた
らきをする。図９において、５’は焦点Ｆ３におかれた
仮想的な一次放射器を示す。また、図１０（ａ）は、一
次放射器５より光線を出した場合の参照面１における光
線位置を示し、図１０（ｂ）は、仮想的な一次放射器
５’より光線を出した場合の参照面２における光線位置
を示す。
【００２９】上記実施の形態１〜２においては、対称面
に対して面対称な鏡面構成を論じているが、例えば図９
に示すように、交差偏波消去条件を満足する２枚の楕円
面鏡８ａ、８ｂに対して一次放射器５より光線を出した
場合の参照面１での光線位置は、図１０（ａ）のように
歪む。一方で、交差偏波消去条件を満足する２枚の放物
面鏡９ａ、９ｂに対して仮想的な一次放射器５’より光
線を出した場合の参照面２での光線位置は図１０（ｂ）
のように、楕円面鏡の構成と逆の方向に歪む。よってこ
れらの鏡面を組み合わせることにより、歪みを最小限に
補正することができる。
に対して面対称な鏡面構成を論じているが、例えば図９
に示すように、交差偏波消去条件を満足する２枚の楕円
面鏡８ａ、８ｂに対して一次放射器５より光線を出した
場合の参照面１での光線位置は、図１０（ａ）のように
歪む。一方で、交差偏波消去条件を満足する２枚の放物
面鏡９ａ、９ｂに対して仮想的な一次放射器５’より光
線を出した場合の参照面２での光線位置は図１０（ｂ）
のように、楕円面鏡の構成と逆の方向に歪む。よってこ
れらの鏡面を組み合わせることにより、歪みを最小限に
補正することができる。
【００３０】上記鏡面の組み合わせについては、ひとつ
の組の鏡面は楕円面と双曲面、もしくは高能率化などの
ために修整された鏡面で構成されることも考えられる。
特に修整された鏡面では、交差偏波消去条件を満足しな
い場合も存在するが、ビームのピーク歪みを補正すると
いう機能は上記と同様の組み合わせにて実現できる。但
し、これら反射鏡を設置するスペースを考慮すれば、楕
円面鏡と放物面鏡の構成が最も効率的である。
の組の鏡面は楕円面と双曲面、もしくは高能率化などの
ために修整された鏡面で構成されることも考えられる。
特に修整された鏡面では、交差偏波消去条件を満足しな
い場合も存在するが、ビームのピーク歪みを補正すると
いう機能は上記と同様の組み合わせにて実現できる。但
し、これら反射鏡を設置するスペースを考慮すれば、楕
円面鏡と放物面鏡の構成が最も効率的である。
【００３１】このようにして、本実施の形態では、歪み
の特性が逆方向にある鏡面系を組み合わせることによ
り、ビームピーク歪みを補正することができるという効
果を有する。
の特性が逆方向にある鏡面系を組み合わせることによ
り、ビームピーク歪みを補正することができるという効
果を有する。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、回転対称な主反射鏡と、回転対称な副反射鏡と、複
数の反射鏡と、複数の一次放射器を備えたマルチビーム
反射鏡アンテナ装置であって、上記複数の反射鏡を、オ
フセットされ、かつそれらの焦点が一直線上となるよう
配置された第１組の二次曲面鏡と、該第１組の二次曲面
鏡に対して面対称に配置された第２組の二次曲面鏡とで
構成したので、オフセット配置の二次曲面鏡によって生
じるビームピーク歪みを補償することができるという効
果がある。
ば、回転対称な主反射鏡と、回転対称な副反射鏡と、複
数の反射鏡と、複数の一次放射器を備えたマルチビーム
反射鏡アンテナ装置であって、上記複数の反射鏡を、オ
フセットされ、かつそれらの焦点が一直線上となるよう
配置された第１組の二次曲面鏡と、該第１組の二次曲面
鏡に対して面対称に配置された第２組の二次曲面鏡とで
構成したので、オフセット配置の二次曲面鏡によって生
じるビームピーク歪みを補償することができるという効
果がある。
【００３３】また、請求項２の発明によれば、上記第１
組の二次曲面鏡として放物面鏡を用いたので、楕円面鏡
や双曲面鏡等に比べて曲率の小さい鏡面構成を得ること
ができ、装置の小型化が可能になるという効果がある。
組の二次曲面鏡として放物面鏡を用いたので、楕円面鏡
や双曲面鏡等に比べて曲率の小さい鏡面構成を得ること
ができ、装置の小型化が可能になるという効果がある。
【００３４】また、請求項３の発明によれば、上記第２
組の二次曲面鏡を、上記第１組の二次曲面鏡によって生
じるビームの歪みと逆の特性を有する第３組の二次曲面
鏡で構成したので、ビームピーク歪みを補正することが
できるという効果がある。
組の二次曲面鏡を、上記第１組の二次曲面鏡によって生
じるビームの歪みと逆の特性を有する第３組の二次曲面
鏡で構成したので、ビームピーク歪みを補正することが
できるという効果がある。
【００３５】また、請求項４の発明によれば、上記第１
組の二次曲面鏡として楕円面鏡または放物面鏡を用い、
上記第３組の二次曲面鏡として放物面鏡または楕円面鏡
を用いたので、ビームピーク歪みを補正することができ
ると共に、効率のよい組み立て構成が可能になるという
効果がある。
組の二次曲面鏡として楕円面鏡または放物面鏡を用い、
上記第３組の二次曲面鏡として放物面鏡または楕円面鏡
を用いたので、ビームピーク歪みを補正することができ
ると共に、効率のよい組み立て構成が可能になるという
効果がある。
【００３６】また、請求項５の発明によれば、上記第１
組および第３の二次曲面鏡としてその鏡面が修正された
修正鏡を用いたので、ビームピーク歪みの補正、効率の
よい組み立て構成に寄与できるという効果がある。
組および第３の二次曲面鏡としてその鏡面が修正された
修正鏡を用いたので、ビームピーク歪みの補正、効率の
よい組み立て構成に寄与できるという効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１によるマルチビーム
反射鏡アンテナ装置を示す構成図である。
反射鏡アンテナ装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１によるマルチビーム
反射鏡アンテナ装置の動作原理を説明するための図であ
る。
反射鏡アンテナ装置の動作原理を説明するための図であ
る。
【図３】 図２の一次放射器の位置を示す図である。
【図４】 図２の参照面Ａ上における各一次放射器から
の光線追跡の位置を示す図である。
の光線追跡の位置を示す図である。
【図５】 図２の参照面Ｂ上における各一次放射器から
の光線追跡の位置を示す図である。
の光線追跡の位置を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態２によるマルチビーム
反射鏡アンテナ装置を示す構成図である。
反射鏡アンテナ装置を示す構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態２によるマルチビーム
反射鏡アンテナ装置の変形例を示す図である。
反射鏡アンテナ装置の変形例を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態３によるマルチビーム
反射鏡アンテナ装置を示す構成図である。
反射鏡アンテナ装置を示す構成図である。
【図９】 この発明の実施の形態３によるマルチビーム
反射鏡アンテナ装置の動作原理を示す説明図である。
反射鏡アンテナ装置の動作原理を示す説明図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３における一次放射
器より光線を出した場合の参照面１における光線位置お
よび仮想的な一次放射器より光線を出した場合の参照面
２における光線位置を示す図である。
器より光線を出した場合の参照面１における光線位置お
よび仮想的な一次放射器より光線を出した場合の参照面
２における光線位置を示す図である。
【図１１】 従来のマルチビーム反射鏡アンテナ装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１２】 従来のマルチビーム反射鏡アンテナ装置の
動作を説明するための図である。
動作を説明するための図である。
【図１３】 従来のマルチビーム反射鏡アンテナ装置に
おける一次放射器の位置および一次放射器より放射され
た光線の結像位置を示す図である。
おける一次放射器の位置および一次放射器より放射され
た光線の結像位置を示す図である。
１ 主反射鏡、２ 副反射鏡、３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｃ，３ｄ 平面鏡、４ａ，４ｂ，４ａ’，４ｂ’ 二次
曲面鏡、５，５’ 一次放射器、７ａ，７ｂ，７ａ’，
７ｂ’ 放物面鏡、８ａ，８ｂ 楕円面鏡、９ａ，９ｂ
放物面鏡。
ｃ，３ｄ 平面鏡、４ａ，４ｂ，４ａ’，４ｂ’ 二次
曲面鏡、５，５’ 一次放射器、７ａ，７ｂ，７ａ’，
７ｂ’ 放物面鏡、８ａ，８ｂ 楕円面鏡、９ａ，９ｂ
放物面鏡。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 水野 友宏
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
Ｆターム(参考） 2H039 AA02 AB22
2H087 KA22 TA02
5J020 AA03 BA10 BA12 BA17 BA19
BC07 DA03 DA04 DA09
Claims (5)
- 【請求項１】 回転対称な主反射鏡と、回転対称な副反
射鏡と、複数の反射鏡と、複数の一次放射器を備えたマ
ルチビーム反射鏡アンテナ装置であって、 上記複数の反射鏡を、オフセットされ、かつそれらの焦
点が一直線上となるよう配置された第１組の二次曲面鏡
と、該第１組の二次曲面鏡に対して面対称に配置された
第２組の二次曲面鏡とで構成したことを特徴とするマル
チビーム反射鏡アンテナ装置。 - 【請求項２】 上記第１組の二次曲面鏡として放物面鏡
を用いたことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム
反射鏡アンテナ装置。 - 【請求項３】 上記第２組の二次曲面鏡を、上記第１組
の二次曲面鏡によって生じるビームの歪みと逆の特性を
有する第３組の二次曲面鏡で構成したことを特徴とする
請求項１記載のマルチビーム反射鏡アンテナ装置。 - 【請求項４】 上記第１組の二次曲面鏡として楕円面鏡
または放物面鏡を用い、上記第３組の二次曲面鏡として
放物面鏡または楕円面鏡を用いたことを特徴とする請求
項３記載マルチビーム反射鏡アンテナ装置。 - 【請求項５】 上記第１組および第３の二次曲面鏡とし
てその鏡面が修正された修正鏡を用いたことを特徴とす
る請求項３または４記載マルチビーム反射鏡アンテナ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005674A JP2003209434A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | マルチビーム反射鏡アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005674A JP2003209434A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | マルチビーム反射鏡アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003209434A true JP2003209434A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27644654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002005674A Withdrawn JP2003209434A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | マルチビーム反射鏡アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003209434A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006261994A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Toshiba Corp | アンテナ装置 |
-
2002
- 2002-01-15 JP JP2002005674A patent/JP2003209434A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006261994A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Toshiba Corp | アンテナ装置 |
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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: 20050405 |