JP2004349886A - Antenna system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ形式として反射鏡形式とアレー形式の複合形を用いてマルチビームを放射するアンテナ装置に関するものであり、特に、給電回路の電力分配比によりビーム指向性を走査するアンテナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、従来のアンテナ装置について説明する。図4は、従来のアンテナ装置であるアレー給電反射鏡アンテナの構成を示す図であり、パラボラ反射鏡101と、一次放射器102a,102b,102cと、給電回路103と、送受信機104から構成される。なお、106a、106b、106cは、一次放射器102a,102b,102cにより放射されるビーム指向性を表す。
【0003】
ここで、上記アレー給電反射鏡アンテナの動作を簡単に説明する。一次放射器102a,102b,102cは、パラボラ反射鏡101の焦点を含み、かつ焦点からパラボラ反射鏡101の中心に向かう直線に直交する面内に配置され、パラボラ反射鏡101を介して、それぞれビーム指向性106a,106b,106cにビームを放射し、ビームを形成する。また、パラボラ反射鏡101は、一次放射器102a,102b,102cがビーム指向性106a,106b,106cのブロッキングとならないようにオフセット形式となっている。
【0004】
【非特許文献1】
アンテナ工学ハンドブック(電子情報通信学会編,オーム社,第1版第1刷発行,p.178〜180)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来のアンテナ装置においては、たとえば、給電回路103における電力分配比によりビーム指向性106aからビーム指向性106bへビーム走査した場合、ビーム走査中に利得低下が生じ、通信および通話が途切れやすい、という問題があった。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ビーム走査中の利得低下を補償し、送受信レベルをほぼ一定にすることが可能なアンテナ装置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるアンテナ装置にあっては、焦点付近に複数の一次放射器が配置されたパラボラ反射鏡と、前記一次放射器に電力を分配する給電回路を備えたアンテナ装置であって、前記給電回路により計算される電力分配比により、特定の一次放射器によるビーム指向性から隣接する一次放射器によるビーム指向性へビーム走査を行う場合に、当該ビーム走査中の送受信レベルの低下を補償する電力補償手段(後述する実施の形態の電力補償器5に相当)、を備えることを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、給電回路により計算される電力分配比により所定のビーム走査を行う場合、たとえば、上記電力補償手段にてビーム走査中の利得低下を補償することによって、アンテナ装置における送受信レベルをほぼ一定とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかるアンテナ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0010】
実施の形態1.
図1は、本発明にかかるアンテナ装置であるアレー給電反射鏡アンテナの構成を示す図である。このアレー給電反射鏡アンテナは、パラボラ反射鏡1と、一次放射器2a,2b,2cと、給電回路3と、送受信機4と、電力補償器5から構成される。なお、6a,6b,6cは一次放射器2a,2b,2cにより放射されるビーム指向性を表す。
【0011】
ここで、上記本発明にかかるアレー給電反射鏡アンテナの動作を、図面を用いて詳細に説明する。なお、一次放射器2a,2b,2cは、従来と同様に、パラボラ反射鏡1の焦点を含み、かつ焦点からパラボラ反射鏡1の中心に向かう直線に直交する面内に配置され、パラボラ反射鏡1を介して、それぞれビーム指向性6a,6b,6cにビームを放射し、ビームを形成する。
【0012】
本実施の形態では、給電回路3にて計算される電力分配比により、一次放射器2aによるビーム指向性6aから一次放射器2bによるビーム指向性6bへビーム走査を行う場合、電力補償器5にてビーム走査中の利得低下を下記のように補償することによって、ビーム走査中のアレー給電反射鏡アンテナにおける送受信レベルをほぼ一定とする。なお、ここでは、一例として、3つのビームを放射する場合について説明するが、これに限らず、2つまたは4つ以上のビームを放射する場合についても同様に適用可能である。
【0013】
図2は、パラボラ反射鏡1の座標系を示す図である。z方向はボアサイト方向である。たとえば、図2の座標系により、一次放射器2aによるビーム指向性6aから一次放射器2bによるビーム指向性6bへビーム走査を行う場合を想定する。ビーム指向性6aの方向をθ1、ビーム指向性6bの方向をθ2とし、次式(1)〜(4)を定義する。なお、kは波数を表す。
k1=k×sinθ1 …(1)
k2=k×sinθ2 …(2)
k+=(k1+k2)/2 …(3)
k−=(k1−k2)/2 …(4)
【0014】
また、θ1方向のビームにおけるパラボラ反射鏡1の開口分布f(θ1,x)、およびθ2方向のビームにおけるパラボラ反射鏡1の開口分布f(θ2,x)は、開口面上の振幅分布をa(x)とすると、次式(5),(6),(7),(8)で与えられる。なお、a(x)は各ビーム方向に対して一定とする。
【0015】
【数1】
【0016】
【数2】
【0017】
【数3】
【0018】
【数4】
【0019】
そして、θ1方向のビームとθ2方向のビームを合成した合成ビームにおけるパラボラ反射鏡1の開口分布f(γ,θ1,θ2,x)は次式(9)で与えられる。
【0020】
【数5】
【0021】
また、γ=0のとき、パラボラ反射鏡1の開口分布f(0,θ1,θ2,x)は、次式(10)で与えられ、ビーム指向性はθ1方向となる。
【0022】
【数6】
【0023】
また、γ=π/2のとき、パラボラ反射鏡1の開口分布f(π/2,θ1,θ2,x)は、次式(11)で与えられ、ビーム指向性はθ2方向となる。
【0024】
【数7】
【0025】
また、γ=π/4のとき、パラボラ反射鏡1の開口分布f(π/4,θ1,θ2,x)は次式(12)で与えられ、ビーム指向性はθ1とθ2の中間の方向となる。
【0026】
【数8】
【0027】
図3は、ビーム走査時の利得の軌跡を示す図であり、8は従来のビーム走査時の利得の軌跡を表し、9は電力補償後のビーム走査時の利得の軌跡を表す。上記式からわかるように、ビーム走査中にはパラボラ反射鏡1の開口分布に振幅テーパがつくため、利得低下が生じる。そこで、本実施の形態では、上記振幅テーパによる利得低下分を電力補償器5で補償することにより、アレー給電反射鏡アンテナにおける送受信レベルをほぼ一定とする。
【0028】
以上のように、本実施の形態においては、給電回路3により計算される電力分配比により、一次放射器2aによるビーム指向性6aから一次放射器2bによるビーム指向性6bへアレー給電反射鏡アンテナのビーム走査を行う場合、電力補償器5にてビーム走査中の利得低下を補償する。これにより、アレー給電反射鏡アンテナにおける送受信レベルをほぼ一定とすることができる。
【0029】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、給電回路により計算される電力分配比により、特定の一次放射器によるビーム指向性から他の一次放射器によるビーム指向性へビーム走査を行う場合、電力補償手段にてビーム走査中の利得低下を補償することとした。これにより、アンテナ装置(アレー給電反射鏡アンテナ)における送受信レベルをほぼ一定とすることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるアンテナ装置の構成を示す図である。
【図2】パラボラ反射鏡1の座標系を示す図である。
【図3】ビーム走査時の利得の軌跡を示す図である。
【図4】従来のアンテナ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 パラボラ反射鏡、2a,2b,2c 一次放射器、3 給電回路、4 送受信機、5 電力補償器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device that emits a multi-beam by using a complex type of a reflector type and an array type as an antenna type, and particularly to an antenna device that scans a beam directivity by a power distribution ratio of a feed circuit. It is.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, a conventional antenna device will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an array-fed reflector antenna, which is a conventional antenna device, and includes a
[0003]
Here, the operation of the array-fed reflector antenna will be briefly described. The
[0004]
[Non-patent document 1]
Antenna Engineering Handbook (edited by the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Ohmsha, 1st edition, 1st printing, p. 178-180)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional antenna device, for example, when beam scanning is performed from the
[0006]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an antenna device capable of compensating for a reduction in gain during beam scanning and making transmission and reception levels substantially constant.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, in an antenna device according to the present invention, a parabolic reflector in which a plurality of primary radiators are arranged near a focal point, and power is distributed to the primary radiators An antenna device having a feed circuit that performs beam scanning from a beam directivity by a specific primary radiator to a beam directivity by an adjacent primary radiator by a power distribution ratio calculated by the feed circuit. Power compensating means (corresponding to a power compensator 5 in an embodiment described later) for compensating for a decrease in the transmission / reception level during the beam scanning.
[0008]
According to the present invention, when predetermined beam scanning is performed based on the power distribution ratio calculated by the power supply circuit, for example, the transmission / reception level of the antenna device can be reduced by compensating for a decrease in gain during beam scanning by the power compensating means. Almost constant.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an antenna device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by the embodiment.
[0010]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an array-fed reflector antenna that is an antenna device according to the present invention. This array-fed reflector antenna includes a
[0011]
Here, the operation of the array-fed reflector antenna according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The
[0012]
In the present embodiment, when beam scanning is performed from the
[0013]
FIG. 2 is a diagram illustrating a coordinate system of the parabolic reflecting
k 1 = k × sin θ 1 (1)
k 2 = k × sin θ 2 (2)
k + = (k 1 + k 2 ) / 2 (3)
k − = (k 1 −k 2 ) / 2 (4)
[0014]
The aperture distribution f (θ 1 , x) of the
[0015]
(Equation 1)
[0016]
(Equation 2)
[0017]
[Equation 3]
[0018]
(Equation 4)
[0019]
The aperture distribution f (γ, θ 1 , θ 2 , x) of the
[0020]
(Equation 5)
[0021]
When γ = 0, the aperture distribution f (0, θ 1 , θ 2 , x) of the
[0022]
(Equation 6)
[0023]
Further, when γ = π / 2, opening the distribution f of the parabolic reflector 1 (π / 2, θ 1 ,
[0024]
(Equation 7)
[0025]
When γ = π / 4, the aperture distribution f (π / 4, θ 1 , θ 2 , x) of the parabolic reflecting
[0026]
(Equation 8)
[0027]
FIG. 3 is a diagram showing a locus of a gain at the time of beam scanning, where 8 shows a locus of a gain at the time of conventional beam scanning, and 9 shows a locus of a gain at the time of beam scanning after power compensation. As can be seen from the above equation, during beam scanning, the aperture distribution of the
[0028]
As described above, in the present embodiment, the power distribution ratio calculated by the
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the beam scanning is performed from the beam directivity by a specific primary radiator to the beam directivity by another primary radiator by the power distribution ratio calculated by the feeding circuit, Compensation means compensates for the gain reduction during beam scanning. As a result, the transmission and reception levels of the antenna device (array-fed reflector antenna) can be made substantially constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an antenna device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a coordinate system of the parabolic reflecting
FIG. 3 is a diagram illustrating a locus of gain during beam scanning.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional antenna device.
[Explanation of symbols]
1 parabolic reflector, 2a, 2b, 2c primary radiator, 3 feeding circuit, 4 transceiver, 5 power compensator.
Claims (1)
前記給電回路により計算される電力分配比により、特定の一次放射器によるビーム指向性から隣接する一次放射器によるビーム指向性へビーム走査を行う場合に、当該ビーム走査中の送受信レベルの低下を補償する電力補償手段、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。In a parabolic reflector in which a plurality of primary radiators are arranged near a focal point, and an antenna device including a feed circuit that distributes power to the primary radiators,
The power distribution ratio calculated by the power supply circuit compensates for a decrease in the transmission / reception level during beam scanning when performing beam scanning from the beam directivity of a specific primary radiator to the beam directivity of an adjacent primary radiator. Power compensation means,
An antenna device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003142631A JP2004349886A (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Antenna system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003142631A JP2004349886A (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Antenna system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004349886A true JP2004349886A (en) | 2004-12-09 |
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ID=33530663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003142631A Abandoned JP2004349886A (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Antenna system |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2004349886A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010034969A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | Multi-beam antenna device for loading satellite |
EP3806239A1 (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-14 | Airbus Defence and Space Limited | Multibeam antenna and control method thereof |
-
2003
- 2003-05-20 JP JP2003142631A patent/JP2004349886A/en not_active Abandoned
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AU2020364109B2 (en) * | 2019-10-09 | 2022-10-27 | Airbus Defence And Space Limited | Multibeam antenna comprising direct radiating array and reflector |
US11658423B2 (en) | 2019-10-09 | 2023-05-23 | Airbus Defence And Space Limited | Multibeam antenna comprising direct radiating array and reflector |
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