JP2010213160A - Antenna device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device wherein degradation of gain due to passage loss increase of second radio waves is suppressed by setting the thickness of a first reflector at an optimum value in accordance with the incident angle of the second radio waves. <P>SOLUTION: The antenna device includes: a first primary radiator 1 for radiating first radio waves W1; a second primary radiator 2 for radiating second radio waves W2; and a double reflector 3 having a center axis offset and arranged with respect to radio-wave radiation directions of the first and second primary radiators 1, 2. The double reflector 3 includes: a first reflector 4 having a conductive grid for reflecting the first radio waves W1 thereon and making the second radio waves W2 pass therethrough to radiate the first and second radio waves W1, W2 in predetermined directions; and a second reflector 5 for reflecting the second radio waves W2 thereon. The thickness T of the first reflector 4 is set at an optimum value varying in accordance with an incident angle θ of the second radio waves W2 with respect to the first reflector 4 varying according to the incident position of the second radio waves W2. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、マイクロ波およびミリ波帯で使用される2重反射鏡を備えた情報通信用のアンテナ装置に関し、特に、導電性グリッドを有する第1反射鏡と第1反射鏡から離間配置された第2反射鏡とからなる2重反射鏡を用いた、直交2偏波共用のアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna device for information communication provided with a double reflector used in a microwave and millimeter wave band, and in particular, is disposed apart from a first reflector having a conductive grid and the first reflector. The present invention relates to an antenna device for dual orthogonal polarization using a double reflecting mirror composed of a second reflecting mirror.

従来から、通信効率を向上し、かつ交差偏波の反射を抑制したアンテナ装置として、低交差偏波性能を有する2重グリッドオフセットパラボラ反射鏡アンテナ装置が提案されている(たとえば、特許文献1、非特許文献1参照)。   Conventionally, a double grid offset parabolic reflector antenna device having low cross polarization performance has been proposed as an antenna device that improves communication efficiency and suppresses reflection of cross polarization (for example, Patent Document 1, Non-patent document 1).

この種のアンテナ装置においては、通信効率(電波の放射効率)を向上させるために、放射器に対してパラボラ反射鏡の中心軸がオフセット配置されており、放射器およびその周辺設備が、電波の入射経路および放射経路に対して干渉しないように構成されている。   In this type of antenna device, in order to improve communication efficiency (radiation efficiency of radio waves), the central axis of the parabolic reflector is offset with respect to the radiator, and the radiator and its peripheral equipment are It is configured not to interfere with the incident path and the radiation path.

また、直交する2偏波方向の電波を個別に反射する2重反射鏡のうち、電波の入射側および放射側に配置された第1反射鏡と、第1反射鏡の背面側に配置された第2反射鏡とからなる2重反射鏡のうち、少なくとも第1反射鏡が誘電体により構成され、かつ、前面反射鏡の表面付近に一定方向に揃えられた導電性グリッドが形成されている。   Of the double reflecting mirrors that individually reflect radio waves in two orthogonal polarization directions, the first reflecting mirror arranged on the incident side and the radiation side of the radio wave and the back side of the first reflecting mirror are arranged. Of the double reflecting mirrors including the second reflecting mirror, at least the first reflecting mirror is made of a dielectric, and a conductive grid aligned in a certain direction is formed near the surface of the front reflecting mirror.

このように、2重反射鏡の第1反射鏡に導電性グリッドを形成することにより、導電性グリッド方向を主電界方向とする第1の電波が第1反射鏡で反射され、主電界方向と直交する方向の第2の電波は、第1反射鏡を通過して第2反射鏡に到達する。このとき、第1反射鏡の導電性グリッド方向と直交する方向の不要な交差偏波の放射レベルは、著しく低下する。   Thus, by forming a conductive grid on the first reflecting mirror of the double reflecting mirror, the first radio wave having the conductive grid direction as the main electric field direction is reflected by the first reflecting mirror. The second radio wave in the orthogonal direction passes through the first reflecting mirror and reaches the second reflecting mirror. At this time, the radiation level of unnecessary cross polarized waves in the direction orthogonal to the conductive grid direction of the first reflecting mirror is significantly reduced.

なお、第1反射鏡の鏡面厚さは、第2の電波に関して、第1反射鏡の表面および背面での実質反射電波を位相相殺する(第2反射鏡への通過電波の損失を少なくする)ために、公知のように、約1/4波長の自然数倍(nλ/4)に設定されている。   The mirror surface thickness of the first reflecting mirror cancels out the phase of the substantially reflected radio wave on the front and back surfaces of the first reflecting mirror with respect to the second radio wave (reduces the loss of the passing radio wave to the second reflecting mirror). Therefore, as is well known, it is set to a natural number multiple (nλ / 4) of about ¼ wavelength.

第1反射鏡上の導電性グリッドと直交する方向の第2の電波は、誘電体からなる第1反射鏡を通過して第2反射鏡に到達し、第2反射鏡で反射される。
このとき、第2反射鏡上で反射された電波のうち、一部の電波は、第1反射鏡上の導電性グリッドに平行な方向の偏波に変換されるが、第1反射鏡の導電性グリッドにより反射されて、主放射方向に放射されることはないので、第2反射鏡においても、不要な交差偏波の放射レベルは低下する。
The second radio wave in the direction orthogonal to the conductive grid on the first reflecting mirror passes through the first reflecting mirror made of a dielectric, reaches the second reflecting mirror, and is reflected by the second reflecting mirror.
At this time, some of the radio waves reflected on the second reflecting mirror are converted into polarized waves in a direction parallel to the conductive grid on the first reflecting mirror. Since it is reflected by the radiating grid and is not emitted in the main radiation direction, the radiation level of unnecessary cross-polarized waves is lowered also in the second reflecting mirror.

特開昭63−026005号公報JP-A 63-026005

「2重グリッドフセットパラボラ反射鏡アンテナ」、電子情報通信学会編、アンテナ工学ハンドブック(第2版)、p.323、6.6.2“Double Grid Facet Parabolic Reflector Antenna”, edited by IEICE, Antenna Engineering Handbook (2nd edition), p. 323, 6.6.2

しかしながら、従来のアンテナ装置は、第1反射鏡の鏡面厚さが、約nλ/4に均一に設定されているので、第1反射鏡での第2の電波の入射位置の違いによって入射角度が増大すると、第1反射鏡での第2の電波の実質通過経路長さが変化して、第2の電波の反射電波の位相相殺が不十分となり、第2の電波の通過損失が増大して利得が低下するという課題があった。   However, in the conventional antenna device, the mirror surface thickness of the first reflecting mirror is set uniformly to about nλ / 4, so that the incident angle varies depending on the difference in the incident position of the second radio wave on the first reflecting mirror. If it increases, the substantial passage path length of the second radio wave at the first reflecting mirror changes, the phase cancellation of the reflected radio wave of the second radio wave becomes insufficient, and the passage loss of the second radio wave increases. There was a problem that the gain decreased.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、第1反射鏡の鏡面厚さを第2の電波の入射角度に応じた最適値に設定することにより、第2の電波の通過損失増加による利得低下を抑制したアンテナ装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and by setting the mirror surface thickness of the first reflecting mirror to an optimum value corresponding to the incident angle of the second radio wave, An object of the present invention is to obtain an antenna device that suppresses a decrease in gain due to an increase in radio wave passage loss.

この発明に係るアンテナ装置は、第1の偏波方向で励振された第1の電波を放射する第1の1次放射器と、第1の偏波方向と直交する第2の偏波方向で励振された第2の電波を放射する第2の1次放射器と、第1および第2の1次放射器の電波放射方向に対して中心軸がオフセット配置された2重反射鏡とを備え、2重反射鏡は、第1および第2の電波を所定方向に放射するために、第1の電波を反射しかつ第2の電波を通過させるための導電性グリッドを有する第1反射鏡と、第2の電波を反射する第2反射鏡とにより構成されたアンテナ装置において、第1反射鏡の鏡面厚さは、第2の電波の入射位置によって異なる、第1反射鏡に対する第2の電波の入射角度に応じて、異なる最適値に設定されたものである。   An antenna apparatus according to the present invention includes a first primary radiator that radiates a first radio wave excited in a first polarization direction, and a second polarization direction that is orthogonal to the first polarization direction. A second primary radiator that radiates the excited second radio wave; and a double reflector that has a center axis offset from the radio wave radiation directions of the first and second primary radiators. The double reflecting mirror includes a first reflecting mirror having a conductive grid for reflecting the first radio wave and allowing the second radio wave to pass therethrough in order to radiate the first and second radio waves in a predetermined direction. In the antenna device constituted by the second reflecting mirror that reflects the second radio wave, the mirror thickness of the first reflecting mirror varies depending on the incident position of the second radio wave, and the second radio wave with respect to the first reflecting mirror. Depending on the incident angle, different optimum values are set.

この発明によれば、第1反射鏡の鏡面厚さを第2の電波の入射角度に応じた最適値に設定することにより、第2の電波の通過損失増加による利得低下を抑制することができる。   According to the present invention, by setting the mirror surface thickness of the first reflecting mirror to an optimum value according to the incident angle of the second radio wave, it is possible to suppress a decrease in gain due to an increase in the passage loss of the second radio wave. .

この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置を概略的に示す構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows schematically the antenna apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1内の第1反射鏡のA部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the A section of the 1st reflective mirror in FIG. 図1内の第2反射鏡のB部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the B section of the 2nd reflective mirror in FIG. 第1反射鏡のアンテナ位置に応じた第2の電波の入射角度の違いを構成図で示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the difference in the incident angle of the 2nd electromagnetic wave according to the antenna position of a 1st reflective mirror with a block diagram. 第1反射鏡のアンテナ位置に応じた第2の電波の入射角度の違いを分布特性で示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the difference in the incident angle of the 2nd electromagnetic wave according to the antenna position of a 1st reflective mirror by distribution characteristics. 第1反射鏡の鏡面厚さに対する第2の電波の通過損失特性を入射角度ごとに示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the passage loss characteristic of the 2nd electromagnetic wave with respect to the mirror surface thickness of a 1st reflective mirror for every incident angle. この発明の実施の形態1による第1反射鏡のアンテナ位置(入射角度)に対する鏡面厚さの設定値分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the setting value distribution of the mirror surface thickness with respect to the antenna position (incident angle) of the 1st reflective mirror by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置を概略的に示す構成図である。It is a block diagram which shows roughly the antenna apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るアンテナ装置を概略的に示す構成図である。また、図2および図3は図1内の2点鎖線領域A、Bをそれぞれ拡大して示す断面図である。
図1において、アンテナ装置は、第1の1次放射器1と、第2の1次放射器2と、2重反射鏡3と、を備えている。
2重反射鏡3は、電波を送受信する前面側に配置された第1反射鏡4と、第1反射鏡4の後面側に配置された第2反射鏡5とにより構成されている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram schematically showing an antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 2 and 3 are cross-sectional views showing enlarged two-dot chain line regions A and B in FIG.
In FIG. 1, the antenna device includes a first primary radiator 1, a second primary radiator 2, and a double reflecting mirror 3.
The double reflecting mirror 3 includes a first reflecting mirror 4 disposed on the front surface side for transmitting and receiving radio waves, and a second reflecting mirror 5 disposed on the rear surface side of the first reflecting mirror 4.

第1の1次放射器1は、ホーンアンテナなどからなり、第1の偏波方向に励磁された第1の電波W1(1点鎖線矢印参照)を放射する。一方、第2の1次放射器2は、ホーンアンテナなどからなり、第1の偏波方向と直交する第2の偏波方向に励磁された第2の電波W2(破線矢印参照)を放射する。
第1の電波W1は、第1反射鏡4で反射され、第2の電波W2は、第1反射鏡4を通過して、第2反射鏡5で反射される。
The first primary radiator 1 is composed of a horn antenna or the like, and radiates a first radio wave W1 (refer to a one-dot chain line arrow) excited in a first polarization direction. On the other hand, the 2nd primary radiator 2 consists of a horn antenna etc., and radiates | emits the 2nd electromagnetic wave W2 (refer broken line arrow) excited in the 2nd polarization direction orthogonal to the 1st polarization direction. .
The first radio wave W 1 is reflected by the first reflecting mirror 4, and the second radio wave W 2 passes through the first reflecting mirror 4 and is reflected by the second reflecting mirror 5.

図2において、第1反射鏡4は、誘電体からなる前面スキン4a、後面スキン4bおよびスペーサ4cと、前面スキン4a内に一定方向(第1の電波W1の偏波方向)に揃えて敷設された導電性グリッドG1とにより構成されている。
スペーサ4cは、公知のハニカム構造を有し、前面スキン4aと後面スキン4bとの間の鏡面厚さTを所定値(通常、λ/4)に設定している。
第1反射鏡4の鏡面厚さTは、後述するように、入射角度に応じて最適化されている。
In FIG. 2, the first reflecting mirror 4 is laid in a fixed direction (polarization direction of the first radio wave W1) in the front skin 4a, the rear skin 4b and the spacer 4c made of a dielectric, and in the front skin 4a. And a conductive grid G1.
The spacer 4c has a known honeycomb structure, and the mirror thickness T between the front skin 4a and the rear skin 4b is set to a predetermined value (usually λ / 4).
The mirror surface thickness T of the first reflecting mirror 4 is optimized according to the incident angle, as will be described later.

図3において、第2反射鏡5は、誘電体からなる前面スキン5a、後面スキン5bおよびスペーサ5cと、前面スキン5a内に一定方向(第1の電波W1の偏波方向と直交する方向の第2の電波W2の偏波方向)に揃えて敷設された導電性グリッドG2とにより構成されている。   In FIG. 3, the second reflecting mirror 5 includes a front skin 5a, a rear skin 5b, a spacer 5c made of a dielectric material, and a fixed direction (a direction perpendicular to the polarization direction of the first radio wave W1) in the front skin 5a. 2 and a conductive grid G2 laid in line with the polarization direction of the second radio wave W2.

スペーサ5cは、公知のハニカム構造を有し、前面スキン5aと後面スキン5bとの間の鏡面厚さTが、所定値(通常、λ/4)に設定されている。
なお、ここでは、第2反射鏡5に第2の導電性グリッドG2を設けたが、第1反射鏡4の通過時に第2の電波W2に絞られているので、第2反射鏡5を金属製の反射鏡、または金属と同等の電波反射特性を有する反射鏡(たとえば、カーボン繊維織物からなる反射鏡)に代えることにより、第2の導電性グリッドG2を省略することもできる。
The spacer 5c has a known honeycomb structure, and the mirror thickness T between the front skin 5a and the rear skin 5b is set to a predetermined value (usually λ / 4).
Although the second conductive grid G2 is provided in the second reflecting mirror 5 here, the second reflecting mirror 5 is made of a metal since it is focused on the second radio wave W2 when passing through the first reflecting mirror 4. The second conductive grid G2 can be omitted by replacing with a reflector made of metal or a reflector having a radio wave reflection characteristic equivalent to that of metal (for example, a reflector made of a carbon fiber fabric).

次に、図1〜図3に示したこの発明の実施の形態1による動作について説明する。
第1の1次放射器1から放射された第1の電波W1は、鏡面厚さTが最適化された誘電体からなる第1反射鏡4の表面付近において、第1の1次放射器1による偏波方向と同一方向に形成された導電性グリッドG1により反射され、アンテナ前面の所定方向に放射される。
Next, the operation according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 will be described.
The first radio wave W1 radiated from the first primary radiator 1 is in the vicinity of the surface of the first reflecting mirror 4 made of a dielectric whose mirror surface thickness T is optimized. Is reflected by the conductive grid G1 formed in the same direction as the polarization direction of, and radiated in a predetermined direction on the front surface of the antenna.

一方、第2の1次放射器2から放射された第2の電波W2は、導電性グリッドG1の敷設方向と直交する偏波方向を有するので、第1反射鏡4を通過して、第2反射鏡5で反射された後、第1の電波W1と同様に、アンテナ前面の所定方向に放射される。   On the other hand, since the second radio wave W2 radiated from the second primary radiator 2 has a polarization direction orthogonal to the laying direction of the conductive grid G1, the second radio wave W2 passes through the first reflecting mirror 4 and is second. After being reflected by the reflecting mirror 5, it is radiated in a predetermined direction on the front surface of the antenna, similarly to the first radio wave W1.

次に、図1〜図3とともに、図4〜図7を参照しながら、この発明の実施の形態1による鏡面厚さTの設定値について、具体的に説明する。
図4は第1反射鏡4の各アンテナ位置に対する第2の電波W2の入射角度θを構成図で示す説明図である。
Next, the set value of the mirror thickness T according to the first embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 4 to 7 together with FIGS.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the incident angle θ of the second radio wave W2 with respect to each antenna position of the first reflecting mirror 4 in a configuration diagram.

図4においては、第1反射鏡4の下端部、中間部および上端部に対応した各アンテナ位置(Y座標)における入射角度θb、θm、θtを示している。また、ここでは、2重反射鏡3によるアンテナ開口径が約75波長(75λ)の場合を示している。   FIG. 4 shows incident angles θb, θm, and θt at each antenna position (Y coordinate) corresponding to the lower end portion, the middle portion, and the upper end portion of the first reflecting mirror 4. Further, here, a case is shown in which the antenna aperture diameter of the double reflector 3 is about 75 wavelengths (75λ).

図5は第1反射鏡4の各アンテナ位置に対する第2の電波W2の入射角度θを分布特性で示す説明図である。
図5において、横軸は、波長λで規格化した第1反射鏡4のアンテナ位置(Y座標位置)であり、縦軸は、入射角度θ[度]である。また、入射角度θの分布曲線上の黒丸は、それぞれ、図4内の各入射角度θb(=8度)、θm(=25度)およびθt(=40度)を示している。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the incident angle θ of the second radio wave W2 with respect to each antenna position of the first reflecting mirror 4 as distribution characteristics.
In FIG. 5, the horizontal axis represents the antenna position (Y coordinate position) of the first reflecting mirror 4 normalized by the wavelength λ, and the vertical axis represents the incident angle θ [degrees]. The black circles on the distribution curve of the incident angle θ indicate the incident angles θb (= 8 degrees), θm (= 25 degrees), and θt (= 40 degrees) in FIG. 4, respectively.

図6は鏡面厚さTに対する第2の電波W2の通過損失の特性を示す説明図であり、入射角度による通過損失のシミュレーション計算結果を示している。
図6において、横軸は、波長λで規格化した第1反射鏡4の鏡面厚さT(λ)であり、縦軸は、第2の電波W2の通過損失である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the characteristics of the passage loss of the second radio wave W2 with respect to the mirror surface thickness T, and shows the simulation calculation result of the passage loss depending on the incident angle.
In FIG. 6, the horizontal axis represents the mirror surface thickness T (λ) of the first reflecting mirror 4 normalized by the wavelength λ, and the vertical axis represents the passage loss of the second radio wave W2.

また、図6において、実線は、第1反射鏡4の下端部での入射角度θb(=8度)の場合の通過損失特性を示し、破線は、第1反射鏡4の中間部での入射角度θm(=25度)の場合の通過損失特性を示し、点線は、第1反射鏡4の上端部での入射角度θt(=40度)の場合の通過損失特性を示している。   Further, in FIG. 6, the solid line indicates the passage loss characteristic in the case of the incident angle θb (= 8 degrees) at the lower end portion of the first reflecting mirror 4, and the broken line indicates the incidence at the intermediate portion of the first reflecting mirror 4. The transmission loss characteristic in the case of the angle θm (= 25 degrees) is shown, and the dotted line shows the transmission loss characteristic in the case of the incident angle θt (= 40 degrees) at the upper end of the first reflecting mirror 4.

図7はこの発明の実施の形態1による鏡面厚さTの設定値分布を示す説明図であり、図6の通過損失特性に基づいて設定された値を示している。
図7において、横軸は、波長λで規格化したアンテナ位置(Y座標位置)であり、縦軸は、波長λで規格化した第1反射鏡4の鏡面厚さT(λ)である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a set value distribution of the mirror thickness T according to the first embodiment of the present invention, and shows values set based on the passage loss characteristics of FIG.
In FIG. 7, the horizontal axis represents the antenna position (Y coordinate position) normalized by the wavelength λ, and the vertical axis represents the mirror surface thickness T (λ) of the first reflecting mirror 4 normalized by the wavelength λ.

前述の通り、第1反射鏡4の鏡面厚さTは、第2の1次放射器2から放射された第2の電波W2が第1反射鏡4を通過する際の損失を抑制するために、通常、約1/4波長に設定される。   As described above, the mirror surface thickness T of the first reflecting mirror 4 is to suppress the loss when the second radio wave W2 radiated from the second primary radiator 2 passes through the first reflecting mirror 4. Usually, it is set to about ¼ wavelength.

しかしながら、図6に示すように、第1反射鏡4に第2の電波W2が入射する際の入射角度θの違いによって、通過損失が最も小さくなる鏡面厚さTが異なる。
すなわち、第1反射鏡4の下端部および中間部での入射角度θb、θm(実線、破線)に対しては、約1/4波長の鏡面厚さT(λ)(≒0.25)が最適であるが、第1反射鏡4の上端部での入射角度θt(点線)に対しては、0.5(λ/2)以上の鏡面厚さT(λ)が適切となる。
However, as shown in FIG. 6, the mirror surface thickness T that minimizes the passage loss varies depending on the difference in the incident angle θ when the second radio wave W2 is incident on the first reflecting mirror 4.
That is, with respect to the incident angles θb and θm (solid line and broken line) at the lower end portion and the intermediate portion of the first reflecting mirror 4, a mirror surface thickness T (λ) (≈0.25) of about ¼ wavelength is obtained. Although optimal, a mirror surface thickness T (λ) of 0.5 (λ / 2) or more is appropriate for the incident angle θt (dotted line) at the upper end of the first reflecting mirror 4.

したがって、図7に示すように、波長λで正規化した鏡面厚さT(λ)を、均一な分布からシフトさせて、入射角度θが所定角度となるアンテナ位置(波長λで正規化した値「45」付近)を超えた場合に増大させる。なお、所定角度は、アンテナ装置の仕様によって異なるが、入射角度θは、30度〜50度の範囲内の値に設定されることが望ましい。
これにより、図6の特性からも明らかなように、約0.1dBの利得の改善を実現することができる。
Accordingly, as shown in FIG. 7, the mirror surface thickness T (λ) normalized by the wavelength λ is shifted from the uniform distribution, and the antenna position where the incident angle θ becomes a predetermined angle (value normalized by the wavelength λ). It increases when it exceeds “near“ 45 ”). The predetermined angle varies depending on the specifications of the antenna device, but the incident angle θ is preferably set to a value within a range of 30 degrees to 50 degrees.
As a result, as is clear from the characteristics of FIG. 6, an improvement in gain of about 0.1 dB can be realized.

以上のように、この発明の実施の形態1(図1〜図3)に係るアンテナ装置は、第1の偏波方向で励振された第1の電波W1を放射する第1の1次放射器1と、第1の偏波方向と直交する第2の偏波方向で励振された第2の電波W2を放射する第2の1次放射器2と、第1および第2の1次放射器1、2の電波放射方向に対して中心軸がオフセット配置された2重反射鏡3とを備え、2重反射鏡3は、第1および第2の電波W1、W2を所定方向に放射するために、第1の電波W1を反射しかつ第2の電波W2を通過させるための導電性グリッドG1を有する第1反射鏡4と、第2の電波W2を反射する第2反射鏡5と、により構成されている。   As described above, the antenna device according to Embodiment 1 (FIGS. 1 to 3) of the present invention is the first primary radiator that radiates the first radio wave W1 excited in the first polarization direction. 1, a second primary radiator 2 that radiates a second radio wave W2 excited in a second polarization direction orthogonal to the first polarization direction, and first and second primary radiators A double reflecting mirror 3 whose center axis is offset with respect to the radio wave radiation directions 1 and 2, and the double reflecting mirror 3 radiates the first and second radio waves W1 and W2 in a predetermined direction. Furthermore, the first reflecting mirror 4 having the conductive grid G1 for reflecting the first radio wave W1 and allowing the second radio wave W2 to pass through, and the second reflecting mirror 5 for reflecting the second radio wave W2 are provided. It is configured.

第1反射鏡4の鏡面厚さTは、図4〜図7に示すように、第2の電波W2の入射位置によって異なる、第1反射鏡4に対する第2の電波W2の入射角度θに応じて、異なる最適値に設定されている。
具体的には、鏡面厚さTは、第2の電波W2の入射角度θが所定角度(30度〜50度の範囲内の値)以下となるアンテナ位置においては、第2の電波W2の波長λの約1/4に設定され、入射角度θが所定角度を超えるアンテナ位置においては、波長λの1/4よりも大きい値に設定される。
The mirror surface thickness T of the first reflecting mirror 4 varies depending on the incident position of the second radio wave W2, as shown in FIGS. 4 to 7, and depends on the incident angle θ of the second radio wave W2 with respect to the first reflecting mirror 4. Are set to different optimum values.
Specifically, the mirror surface thickness T is the wavelength of the second radio wave W2 at the antenna position where the incident angle θ of the second radio wave W2 is equal to or smaller than a predetermined angle (value within a range of 30 degrees to 50 degrees). At an antenna position where the incident angle θ is set to approximately ¼ of λ and the incident angle θ exceeds a predetermined angle, the value is set to a value larger than ¼ of the wavelength λ.

また、第1反射鏡4の鏡面厚さTは、入射角度θが所定角度を超えるアンテナ位置においては、図7のように、入射角度θが大きくなるほど大きい値に設定される。
このように、第1反射鏡4の鏡面厚さTを、第2の電波W2の入射角度θに応じた最適値に設定することにより、第1反射鏡4に対する第2の電波W2の通過損失を抑制することができ、アンテナ利得を向上させることができる。
Further, the mirror surface thickness T of the first reflecting mirror 4 is set to a larger value as the incident angle θ increases as shown in FIG. 7 at the antenna position where the incident angle θ exceeds the predetermined angle.
Thus, by setting the mirror surface thickness T of the first reflecting mirror 4 to an optimum value corresponding to the incident angle θ of the second radio wave W2, the passage loss of the second radio wave W2 with respect to the first reflecting mirror 4 is achieved. Can be suppressed, and the antenna gain can be improved.

第1反射鏡4は、図2に示すように、導電性グリッドG1が埋設された前面スキン4aと、前面スキン4aに対向配置された後面スキン4bと、前面スキン4aと後面スキン4bとの間隔を鏡面厚さTとして保持するためのスペーサ4cと、により構成されており、導電性グリッドG1は、第1の偏波方向と同一方向に敷設されている。   As shown in FIG. 2, the first reflecting mirror 4 includes a front skin 4a in which a conductive grid G1 is embedded, a rear skin 4b disposed opposite to the front skin 4a, and a distance between the front skin 4a and the rear skin 4b. And a spacer 4c for holding the mirror surface thickness T, and the conductive grid G1 is laid in the same direction as the first polarization direction.

第2反射鏡5は、図3に示すように、第2の電波W2を反射させるための第2の導電性グリッドG2を有し、第2の導電性グリッドG2は、第2の偏波方向と同一方向に敷設されている。
これにより、第2反射鏡5において、第2の電波W2のみを確実に反射されることができ、さらに通信効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 3, the second reflecting mirror 5 has a second conductive grid G2 for reflecting the second radio wave W2, and the second conductive grid G2 has a second polarization direction. Are laid in the same direction.
Thereby, in the 2nd reflective mirror 5, only the 2nd electromagnetic wave W2 can be reflected reliably, and communication efficiency can be improved further.

なお、図2、図3においては、第1および第2の電波W1、W2の電界方向が一定の直線偏波の場合を例にとって、第1反射鏡4および第2反射鏡5に一定方向に揃った導電性グリッドG1、G2を形成したが、電界方向が時間とともに回転する円偏波の場合にも適用することができる。この場合、第1反射鏡4および第2反射鏡5の各表面に設けられる導電性グリッドは、円形などのパターンに形成されてもよい。   In FIGS. 2 and 3, the first and second reflecting mirrors 4 and 5 are arranged in a fixed direction, taking as an example the case where the electric field directions of the first and second radio waves W1 and W2 are constant. Although the uniform conductive grids G1 and G2 are formed, the present invention can also be applied to a circularly polarized wave whose electric field direction rotates with time. In this case, the conductive grid provided on each surface of the first reflecting mirror 4 and the second reflecting mirror 5 may be formed in a pattern such as a circle.

また、上記説明では、送信アンテナ装置について説明したが、直交2偏波の電波を受信する受信アンテナ装置にも適用可能なことは言うまでもない。
この場合、第1および第2の1次放射器1、2と同位置に第1および第2の受信器(図示せず)を設置してもよく、第1および第2の1次放射器1、2が受信機能を兼用する構成を備えていてもよい。
In the above description, the transmitting antenna device has been described. Needless to say, the transmitting antenna device can also be applied to a receiving antenna device that receives radio waves of two orthogonal polarizations.
In this case, a first receiver and a second receiver (not shown) may be installed at the same position as the first and second primary radiators 1 and 2, and the first and second primary radiators are provided. 1 and 2 may be configured to also have a reception function.

実施の形態2.
なお、上記実施の形態1(図1〜図7)では、真円分布の放射パターンとして、一定の所定方向に第1および第2の電波W1、W2を放射する場合を示したが、アンテナ装置の通信対象となる領域(サービスエリア)が真円ではない場合を考慮して、図8のように、放射方向を調整した形状の第1反射鏡4Cを用いてもよい。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment (FIGS. 1 to 7), the case where the first and second radio waves W1 and W2 are radiated in a predetermined direction as the radiation pattern of the perfect circle distribution is shown. In consideration of the case where the communication target area (service area) is not a perfect circle, the first reflecting mirror 4C having a shape whose radiation direction is adjusted may be used as shown in FIG.

図8はこの発明の実施の形態2に係るアンテナ装置を概略的に示す構成図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「C」を付して詳述を省略する。
図8において、2重反射鏡3Cの第1反射鏡4Cは、サービスエリアに対して第1および第2の電波W1、W2を高効率に照射することができるように、鏡面形状が修整されている。
FIG. 8 is a block diagram schematically showing an antenna apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Components similar to those described above (see FIG. 1) are denoted by the same reference numerals as those described above or after the reference numerals. A detailed description is omitted with “C”.
In FIG. 8, the mirror surface shape of the first reflecting mirror 4C of the double reflecting mirror 3C is modified so that the first and second radio waves W1 and W2 can be efficiently irradiated to the service area. Yes.

また、2重反射鏡3Cは、前面鏡面修整反射鏡からなり、第1反射鏡4Cは、第2の1次放射器2から放射された第2の電波W2が通過する際の通過損失が抑制されるように、前述と同様に、第2の電波W2の入射角度θに応じて、鏡面厚さTが最適値に設定されている。
図8のように、放射方向が修正された第1反射鏡4Cを用いたアンテナ装置においても、前述と同様の作用効果を奏することができる。
The double reflecting mirror 3C is a front mirror surface modified reflecting mirror, and the first reflecting mirror 4C suppresses passage loss when the second radio wave W2 radiated from the second primary radiator 2 passes. As described above, the mirror surface thickness T is set to an optimum value according to the incident angle θ of the second radio wave W2 as described above.
As shown in FIG. 8, the antenna device using the first reflecting mirror 4 </ b> C whose radiation direction has been corrected can achieve the same effects as described above.

1 第1の1次放射器、2 第2の1次放射器、3、3C 2重反射鏡、4、4C 第1反射鏡、5、5C 第2反射鏡、W1 第1の電波、W2 第2の電波、T 鏡面厚さ、θ、θb、θm、θt 入射角度。   1 1st primary radiator 2 2nd primary radiator 3 3C double reflector 4, 4C 1st reflector 5, 5C 2nd reflector, W1 1st radio wave, W2 1st 2 radio wave, T mirror surface thickness, θ, θb, θm, θt Incident angle.

Claims (6)

第1の偏波方向で励振された第1の電波を放射する第1の1次放射器と、
前記第1の偏波方向と直交する第2の偏波方向で励振された第2の電波を放射する第2の1次放射器と、
前記第1および第2の1次放射器の電波放射方向に対して中心軸がオフセット配置された2重反射鏡と、を備え、
前記2重反射鏡は、前記第1および第2の電波を所定方向に放射するために、
前記第1の電波を反射しかつ前記第2の電波を通過させるための導電性グリッドを有する第1反射鏡と、
前記第2の電波を反射する第2反射鏡と、
により構成されたアンテナ装置において、
前記第1反射鏡の鏡面厚さは、前記第2の電波の入射位置によって異なる、前記第1反射鏡に対する前記第2の電波の入射角度に応じて、異なる最適値に設定されたことを特徴とするアンテナ装置。
A first primary radiator that radiates a first radio wave excited in a first polarization direction;
A second primary radiator that radiates a second radio wave excited in a second polarization direction orthogonal to the first polarization direction;
A double reflector having a central axis offset with respect to the radio wave radiation direction of the first and second primary radiators,
In order for the double reflector to radiate the first and second radio waves in a predetermined direction,
A first reflecting mirror having a conductive grid for reflecting the first radio wave and passing the second radio wave;
A second reflecting mirror for reflecting the second radio wave;
In the antenna device configured by
The mirror surface thickness of the first reflecting mirror differs depending on the incident position of the second radio wave, and is set to a different optimum value according to the incident angle of the second radio wave with respect to the first reflecting mirror. An antenna device.
前記第1反射鏡の鏡面厚さは、
前記第2の電波の入射角度が所定角度以下となるアンテナ位置においては、前記第2の電波の波長の約1/4に設定され、
前記入射角度が前記所定角度を超えるアンテナ位置においては、前記波長の1/4よりも大きい値に設定された
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
The mirror thickness of the first reflecting mirror is
At the antenna position where the incident angle of the second radio wave is a predetermined angle or less, it is set to about 1/4 of the wavelength of the second radio wave,
2. The antenna device according to claim 1, wherein the antenna position is set to a value larger than ¼ of the wavelength at an antenna position where the incident angle exceeds the predetermined angle.
前記第1反射鏡の鏡面厚さは、前記入射角度が前記所定角度を超えるアンテナ位置においては、前記入射角度が大きくなるほど大きい値に設定されたことを特徴とする請求項2に記載のアンテナ装置。   3. The antenna device according to claim 2, wherein a mirror surface thickness of the first reflecting mirror is set to a larger value as the incident angle increases at an antenna position where the incident angle exceeds the predetermined angle. . 前記所定角度は、30度〜50度の範囲内の値に設定されたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 2 or 3, wherein the predetermined angle is set to a value within a range of 30 degrees to 50 degrees. 前記第1反射鏡は、
前記導電性グリッドが埋設された前面スキンと、
前記前面スキンに対向配置された後面スキンと、
前記前面スキンと前記後面スキンとの間隔を前記鏡面厚さとして保持するためのスペーサと、により構成され、
前記導電性グリッドは、前記第1の偏波方向と同一方向に敷設されたことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のアンテナ装置。
The first reflecting mirror is
A front skin in which the conductive grid is embedded;
A rear skin disposed opposite to the front skin;
A spacer for maintaining the distance between the front skin and the rear skin as the mirror thickness, and
The antenna device according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductive grid is laid in the same direction as the first polarization direction.
前記第2反射鏡は、前記第2の電波を反射させるための第2の導電性グリッドを有し、
前記第2の導電性グリッドは、前記第2の偏波方向と同一方向に敷設されたことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のアンテナ装置。
The second reflecting mirror has a second conductive grid for reflecting the second radio wave,
The antenna device according to any one of claims 1 to 5, wherein the second conductive grid is laid in the same direction as the second polarization direction.
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