JP2539104B2 - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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- JP2539104B2 JP2539104B2 JP3046088A JP4608891A JP2539104B2 JP 2539104 B2 JP2539104 B2 JP 2539104B2 JP 3046088 A JP3046088 A JP 3046088A JP 4608891 A JP4608891 A JP 4608891A JP 2539104 B2 JP2539104 B2 JP 2539104B2
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- antenna
- satellites
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Description
【発明の詳細な説明】
．
．
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマルチビームアンテナの
構成に関し、特に、広い角度にわたって電波を送信また
は受信するマルチビームアンテナの構成技術に関する。
構成に関し、特に、広い角度にわたって電波を送信また
は受信するマルチビームアンテナの構成技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、国内では静止衛星軌道上に複数の
通信衛星あるいは放送衛星が打ち上げられている。これ
ら複数の衛星からの電波を同時に受信できれば、設置す
るアンテナが１台で済むので、設置コストの低減、設置
スペースの有効利用が図られるなどメリットが多い。こ
の場合、１ビームのみを受信するアンテナの大きさに比
べあまり大きくならないほうが、耐風性・設置重量の点
からも望ましい。
通信衛星あるいは放送衛星が打ち上げられている。これ
ら複数の衛星からの電波を同時に受信できれば、設置す
るアンテナが１台で済むので、設置コストの低減、設置
スペースの有効利用が図られるなどメリットが多い。こ
の場合、１ビームのみを受信するアンテナの大きさに比
べあまり大きくならないほうが、耐風性・設置重量の点
からも望ましい。
【０００３】このようなコンパクトな構成のマルチビー
ム地球局アンテナとして、ある程度離れた２衛星あるい
はそれらの近傍の衛星からの電波を受信することが可能
なアンテナとして、従来双焦点アンテナがよく知られて
いる。この双焦点アンテナは２枚以上の反射鏡で構成さ
れており、大口径用アンテナとして有用であるが、小口
径用アンテナとしては副反射鏡が小さくなりすぎるので
実用的でない。
ム地球局アンテナとして、ある程度離れた２衛星あるい
はそれらの近傍の衛星からの電波を受信することが可能
なアンテナとして、従来双焦点アンテナがよく知られて
いる。この双焦点アンテナは２枚以上の反射鏡で構成さ
れており、大口径用アンテナとして有用であるが、小口
径用アンテナとしては副反射鏡が小さくなりすぎるので
実用的でない。
【０００４】本願発明のアンテナは、１枚の反射鏡で構
成する双焦点（あるいは一般的に多焦点）アンテナであ
り、小口径用アンテナとして有用である。従来、１枚鏡
双焦点アンテナとして、融合放物面反射鏡アンテナとよ
ばれるアンテナの研究がなされている。
成する双焦点（あるいは一般的に多焦点）アンテナであ
り、小口径用アンテナとして有用である。従来、１枚鏡
双焦点アンテナとして、融合放物面反射鏡アンテナとよ
ばれるアンテナの研究がなされている。
【０００５】そして、このようなアンテナについて、例
えば、文献「岩田、玉川“融合放物面鏡によるデュアル
ビームアンテナとＢＳ−ＣＳ同時受信用５ビームアンテ
ナへの応用”電子情報通信学会アンテナ伝搬研究会資料
ＡＰ９０−６９（１９９０年）」に発表されている。
えば、文献「岩田、玉川“融合放物面鏡によるデュアル
ビームアンテナとＢＳ−ＣＳ同時受信用５ビームアンテ
ナへの応用”電子情報通信学会アンテナ伝搬研究会資料
ＡＰ９０−６９（１９９０年）」に発表されている。
【０００６】このアンテナの構成法および動作原理を、
図３を用いて説明する。図３（ａ）は融合放物面反射鏡
アンテナの構成概念図、（ｂ）は斜視図である。同図に
おいて、１，２はそれぞれ異なる放物面反射鏡Ｚ1 ，Ｚ
2 の水平中心断面曲線、３，４はそれぞれ放物面反射鏡
１，２に対する焦点、５，６は焦点３，４を位相中心と
して配置された一次放射器、７，８はそれぞれ１，２に
対する中心軸を表わす。
図３を用いて説明する。図３（ａ）は融合放物面反射鏡
アンテナの構成概念図、（ｂ）は斜視図である。同図に
おいて、１，２はそれぞれ異なる放物面反射鏡Ｚ1 ，Ｚ
2 の水平中心断面曲線、３，４はそれぞれ放物面反射鏡
１，２に対する焦点、５，６は焦点３，４を位相中心と
して配置された一次放射器、７，８はそれぞれ１，２に
対する中心軸を表わす。
【０００７】中心軸７，８はＺ軸に対して互いに角度δ
／２をなしているものとする。便宜上、中心軸７の方向
を＋δ／２、中心軸８の方向を−δ／２とし、放物面反
射鏡Ｚ1 ，Ｚ2 の焦点距離はともにｆとする。また、原
点Ｏと焦点３，４の距離をそれぞれｄとする。
／２をなしているものとする。便宜上、中心軸７の方向
を＋δ／２、中心軸８の方向を−δ／２とし、放物面反
射鏡Ｚ1 ，Ｚ2 の焦点距離はともにｆとする。また、原
点Ｏと焦点３，４の距離をそれぞれｄとする。
【０００８】焦点３に置かれた一次放射器５と放物面反
射鏡Ｚ1 でアンテナを構成すれば、＋δ／２の方向の電
波を高い利得で受信できる。しかし−δ／２の方向の電
波は、収差が大きいので受信不可能である。同様に、焦
点４に置かれた一次放射器６と放物面反射鏡Ｚ2 でアン
テナを構成すれば、−δ／２の方向の電波を高い利得で
受信できるが、＋δ／２の方向の電波は、収差が大きい
ので受信不可能である。
射鏡Ｚ1 でアンテナを構成すれば、＋δ／２の方向の電
波を高い利得で受信できる。しかし−δ／２の方向の電
波は、収差が大きいので受信不可能である。同様に、焦
点４に置かれた一次放射器６と放物面反射鏡Ｚ2 でアン
テナを構成すれば、−δ／２の方向の電波を高い利得で
受信できるが、＋δ／２の方向の電波は、収差が大きい
ので受信不可能である。
【０００９】ここで、Ｚ1 とＺ2 の中間の鏡面が形成で
きれば、利得は多少落ちるが、＋δ／２の方向の電波と
−δ／２の方向の電波を同時に受信できることになる。
この、Ｚ1 とＺ2 の中間の鏡面を融合放物面反射鏡と呼
ぶことにして、以下に鏡面の形成方法を述べる。Ｚ1 と
Ｚ2 と足し合わせる際に、鏡面の中心付近をＺ1 および
Ｚ2 にほぼ一致するようにすれば電波の乱れが少なくな
る。すなわち、鏡面の中心付近をなめらかな鏡面にす
る。このなめらかな鏡面を形成する条件は、ある点にお
いて座標点が一致し、かつその点における法線ベクトル
が一致することである。
きれば、利得は多少落ちるが、＋δ／２の方向の電波と
−δ／２の方向の電波を同時に受信できることになる。
この、Ｚ1 とＺ2 の中間の鏡面を融合放物面反射鏡と呼
ぶことにして、以下に鏡面の形成方法を述べる。Ｚ1 と
Ｚ2 と足し合わせる際に、鏡面の中心付近をＺ1 および
Ｚ2 にほぼ一致するようにすれば電波の乱れが少なくな
る。すなわち、鏡面の中心付近をなめらかな鏡面にす
る。このなめらかな鏡面を形成する条件は、ある点にお
いて座標点が一致し、かつその点における法線ベクトル
が一致することである。
【００１０】Ｚ1 は“数７”、Ｚ2 は“数８”で表わす
ことができる。これは、“数９”で表わされるＺをＸ軸
方向にそれぞれ−ｄ，＋ｄだけ平行移動し、さらに受信
方向がそれぞれ＋δ／２，−δ／２の方の方向となるよ
うにそれぞれ＋δ／２，−δ／２だけ回転して得られ
る。
ことができる。これは、“数９”で表わされるＺをＸ軸
方向にそれぞれ−ｄ，＋ｄだけ平行移動し、さらに受信
方向がそれぞれ＋δ／２，−δ／２の方の方向となるよ
うにそれぞれ＋δ／２，−δ／２だけ回転して得られ
る。
【００１１】
【数７】
【００１２】
【数８】
【００１３】
【数９】
【００１４】図３において、点Ｍ0 （０，Ｙ0 ，Ｚ0 ）
を放物面反射鏡Ｚ1 とＺ2 が一致する点とし、かつＭ0
における法線ベクトル９もまた一致する点とすると、Ｙ
0 は“数１０”により、また、Ｚ0 は“数１１”により
求めることができる。図３の１０は融合放物面反射鏡Ｚ
で“数１２”で与える。ただし“数１２”中のＷ1 ，Ｗ
2 は“数１３”の条件を満足する係数である。
を放物面反射鏡Ｚ1 とＺ2 が一致する点とし、かつＭ0
における法線ベクトル９もまた一致する点とすると、Ｙ
0 は“数１０”により、また、Ｚ0 は“数１１”により
求めることができる。図３の１０は融合放物面反射鏡Ｚ
で“数１２”で与える。ただし“数１２”中のＷ1 ，Ｗ
2 は“数１３”の条件を満足する係数である。
【００１５】
【数１０】
【００１６】
【数１１】
【００１７】
【数１２】
【００１８】
【数１３】
【００１９】図３の１１は一次放射器５の中心レイであ
って、点Ｍ0 を指向する。“数１２”でＷ1 ＝０，Ｗ2
＝１とすれば、放物面反射鏡１０はＺ2 それ自身とな
り、逆に、Ｗ1 ＝１，Ｗ2 ＝０とすれば、放物面反射鏡
１０はＺ1 それ自身となる。ここでＷ1 ，Ｗ2 は受信す
る衛星の位置、数および要求される受信レベルに応じて
設定することができる。例えば、７および８の方向にそ
れぞれ１個の衛星が存在して、それぞれ同じような受信
レベルが要求されるときには、Ｗ1 ＝０．５，Ｗ2 ＝
０．５と設定して鏡面を形成すれば、それぞれの衛星か
らの電波を同じようなレベルで受信できることは容易に
推定できる。
って、点Ｍ0 を指向する。“数１２”でＷ1 ＝０，Ｗ2
＝１とすれば、放物面反射鏡１０はＺ2 それ自身とな
り、逆に、Ｗ1 ＝１，Ｗ2 ＝０とすれば、放物面反射鏡
１０はＺ1 それ自身となる。ここでＷ1 ，Ｗ2 は受信す
る衛星の位置、数および要求される受信レベルに応じて
設定することができる。例えば、７および８の方向にそ
れぞれ１個の衛星が存在して、それぞれ同じような受信
レベルが要求されるときには、Ｗ1 ＝０．５，Ｗ2 ＝
０．５と設定して鏡面を形成すれば、それぞれの衛星か
らの電波を同じようなレベルで受信できることは容易に
推定できる。
【００２０】また、７からの電波の受信レベルを８から
の電波の受信レベルより高くする必要があれば、Ｗ1 を
０．５より大きくすればよい。実際には放射特性を計算
した後にＷ1 をいくつに設定するかを決める。
の電波の受信レベルより高くする必要があれば、Ｗ1 を
０．５より大きくすればよい。実際には放射特性を計算
した後にＷ1 をいくつに設定するかを決める。
【００２１】この融合放物面反射鏡アンテナの特性例を
図４に示す。同図において、横軸１２は角度、縦軸１３
は絶対受信レベルを表わしている。７の受信方向を相対
的に角度０°としており、もう一方の８の方向をδ＝−
５２°としている。角度０°が一次放射器５から放射さ
れる電波の中心方向に対応し、角度−５２°が一次放射
器６から放射される電波の中心方向に対応している。
図４に示す。同図において、横軸１２は角度、縦軸１３
は絶対受信レベルを表わしている。７の受信方向を相対
的に角度０°としており、もう一方の８の方向をδ＝−
５２°としている。角度０°が一次放射器５から放射さ
れる電波の中心方向に対応し、角度−５２°が一次放射
器６から放射される電波の中心方向に対応している。
【００２２】１４，１５，１６，１７は角度０°近傍の
衛星からの電波の受信レベルで、１８は角度−５２°の
衛星からの電波の受信レベルである。この場合のＷ
i （ｉ＝１，２）については、７の方向およびその近傍
に合計４個の衛星が存在しているので、Ｗ1 ＝０．８程
度、Ｗ2 ＝０．２程度とＷ1 を大きく設定して融合面１
０を形成している。
衛星からの電波の受信レベルで、１８は角度−５２°の
衛星からの電波の受信レベルである。この場合のＷ
i （ｉ＝１，２）については、７の方向およびその近傍
に合計４個の衛星が存在しているので、Ｗ1 ＝０．８程
度、Ｗ2 ＝０．２程度とＷ1 を大きく設定して融合面１
０を形成している。
【００２３】上述のように、従来の融合放物面反射鏡ア
ンテナにおいては、大きい角度δだけ離れた２衛星ある
いはその近傍の衛星からの電波を受信する場合はほぼ同
等の特性が得られる。ところが、その中間に位置する衛
星、例えば、図４におけるδ＝−２６°付近の衛星から
の電波の受信は不可能となる。この場合、δ＝−２６°
付近の衛星からの電波を受信しようとして一次放射器を
どこに置いても収差が大きいために受信レベルは小さ
い。
ンテナにおいては、大きい角度δだけ離れた２衛星ある
いはその近傍の衛星からの電波を受信する場合はほぼ同
等の特性が得られる。ところが、その中間に位置する衛
星、例えば、図４におけるδ＝−２６°付近の衛星から
の電波の受信は不可能となる。この場合、δ＝−２６°
付近の衛星からの電波を受信しようとして一次放射器を
どこに置いても収差が大きいために受信レベルは小さ
い。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】以上の説明のように、
従来の融合放物面反射鏡アンテナでは受信可能な衛星
が、離れた角度にある２衛星あるいはその各々の衛星の
近傍に限定されていたため、それ以外の軌道上にある衛
星からの電波を受信しようとして一次放射器をどこに置
いても受信できないという欠点があった。
従来の融合放物面反射鏡アンテナでは受信可能な衛星
が、離れた角度にある２衛星あるいはその各々の衛星の
近傍に限定されていたため、それ以外の軌道上にある衛
星からの電波を受信しようとして一次放射器をどこに置
いても受信できないという欠点があった。
【００２５】本発明は、このような従来の問題点を解決
するため成されたもので、３衛星あるいはその各々の近
傍の衛星からの電波も受信可能なアンテナ、さらには一
般にＮ個（Ｎ≧３の整数）の衛星あるいはその各々の近
傍の衛星からの電波も受信可能なアンテナを実現するこ
とを目的としている。
するため成されたもので、３衛星あるいはその各々の近
傍の衛星からの電波も受信可能なアンテナ、さらには一
般にＮ個（Ｎ≧３の整数）の衛星あるいはその各々の近
傍の衛星からの電波も受信可能なアンテナを実現するこ
とを目的としている。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
目的は前記特許請求の範囲に記載した手段により達成さ
れる。すなわち、本発明は、１枚の反射鏡と３個の一次
放射器からなるアンテナであって、該反射鏡開口面をＸ
Ｙ平面とし、電波の主たる進行方向を−Ｚ軸方向とする
右手系をなすＸＹＺ軸で規定された座標系において、該
一次放射器はＸ軸上あるいはその近傍に配置され、ＸＺ
平面に対して、放物面反射鏡の焦点距離をｆ、最も離れ
た２つのビームの中心軸間の角度をδとして、３方向の
放射ビームの中心軸を、それぞれ、−δ／２，０，＋δ
／２とし、該３つの中心軸は同一面にあるとし、ｄを最
も離れた２つの一次放射器の距離の１／２としたとき、
目的は前記特許請求の範囲に記載した手段により達成さ
れる。すなわち、本発明は、１枚の反射鏡と３個の一次
放射器からなるアンテナであって、該反射鏡開口面をＸ
Ｙ平面とし、電波の主たる進行方向を−Ｚ軸方向とする
右手系をなすＸＹＺ軸で規定された座標系において、該
一次放射器はＸ軸上あるいはその近傍に配置され、ＸＺ
平面に対して、放物面反射鏡の焦点距離をｆ、最も離れ
た２つのビームの中心軸間の角度をδとして、３方向の
放射ビームの中心軸を、それぞれ、−δ／２，０，＋δ
／２とし、該３つの中心軸は同一面にあるとし、ｄを最
も離れた２つの一次放射器の距離の１／２としたとき、
【００２７】各一次放射器が指向するＹＺ面上の点
（０，Ｙ0 ，Ｚ0 ）を“数１４”および“数１５”のと
おりとし、一次放射器中心を（−ｄ，０，０）、放射ビ
ーム中心軸をδとしたときの放物面Ｚ1 が“数１６”で
表わされ、一方、一次放射器中心を（０，−ｂ3 ，−ｃ
3 ）、放射ビーム中心軸を０としたときの放物面Ｚ3 が
“数１７”となる条件において、ｂ3 ，ｃ3 が“数１
８”および“数１９”を同時に満たすように構成したア
ンテナ装置である。
（０，Ｙ0 ，Ｚ0 ）を“数１４”および“数１５”のと
おりとし、一次放射器中心を（−ｄ，０，０）、放射ビ
ーム中心軸をδとしたときの放物面Ｚ1 が“数１６”で
表わされ、一方、一次放射器中心を（０，−ｂ3 ，−ｃ
3 ）、放射ビーム中心軸を０としたときの放物面Ｚ3 が
“数１７”となる条件において、ｂ3 ，ｃ3 が“数１
８”および“数１９”を同時に満たすように構成したア
ンテナ装置である。
【００２８】
【数１４】
【００２９】
【数１５】
【００３０】
【数１６】
【００３１】
【数１７】
【００３２】
【数１８】
【００３３】
【数１９】
【００３４】
【作用】上記手段によれば、任意の３方向あるいは、そ
れ以上の方向からの衛星の電波を受信することの可能な
マルチビームアンテナを実現することができる。以下本
発明の作用等に関し、実施例に基づいて詳細に説明す
る。
れ以上の方向からの衛星の電波を受信することの可能な
マルチビームアンテナを実現することができる。以下本
発明の作用等に関し、実施例に基づいて詳細に説明す
る。
【００３５】
【実施例】図１は本発明の一実施例のアンテナの全体
図、図２は実施例のアンテナの一次放射器の配置の様子
を示す図である。これらの図において、数字符３〜９、
および１１は先に説明した図３の場合と同じであり、２
２は新たに融合させる３番めの放物面反射鏡Ｚ3 の焦
点、１９は新たな放物面反射鏡、２０は焦点２２を位相
中心とする一次放射器、２１は中心レイである。
図、図２は実施例のアンテナの一次放射器の配置の様子
を示す図である。これらの図において、数字符３〜９、
および１１は先に説明した図３の場合と同じであり、２
２は新たに融合させる３番めの放物面反射鏡Ｚ3 の焦
点、１９は新たな放物面反射鏡、２０は焦点２２を位相
中心とする一次放射器、２１は中心レイである。
【００３６】この図では、Δ1 ＝δ／２の方向、Δ2 ＝
−δ／２の方向に加えて、Δ3 として０°の方向からの
電波も受信できるように融合放物面反射鏡および一次放
射器を構成しているが、Δ3 はもちろんそれ以外の方向
でもよい。２３は中心軸で、ＸＺ面に平行である。
−δ／２の方向に加えて、Δ3 として０°の方向からの
電波も受信できるように融合放物面反射鏡および一次放
射器を構成しているが、Δ3 はもちろんそれ以外の方向
でもよい。２３は中心軸で、ＸＺ面に平行である。
【００３７】また、焦点２２はＹＺ面にあり、原点Ｏと
焦点２２を結ぶ線分はＺ軸に対して角度θだけ傾いてい
る。すなわち、焦点３，４，２２はある同一平面上にあ
り、この平面はＸＺ面に対して角度θだけ傾いているこ
とになる。以下にこの動作原理およびθの値について説
明する。まず、Δ1 ＝δ／２の方向、Δ2 ＝−δ／２の
方向の衛星からの電波を受信するための放物面Ｚ1 ，Ｚ
2は図３の場合と同じとする。
焦点２２を結ぶ線分はＺ軸に対して角度θだけ傾いてい
る。すなわち、焦点３，４，２２はある同一平面上にあ
り、この平面はＸＺ面に対して角度θだけ傾いているこ
とになる。以下にこの動作原理およびθの値について説
明する。まず、Δ1 ＝δ／２の方向、Δ2 ＝−δ／２の
方向の衛星からの電波を受信するための放物面Ｚ1 ，Ｚ
2は図３の場合と同じとする。
【００３８】すなわち、点Ｍ0 （０，Ｙ0 ，Ｚ0 ）で鏡
面座標値が一致しかつその点における法線ベクトル９が
一致するようにパラメータを決める。つぎに、Δ3 ＝０
°の方向からの電波も受信できるように新たに融合する
放物面反射鏡Ｚ3 を“数２０”のように決める。（０，
ｂ3 ，ｃ3 ）が焦点２２の位置となる。
面座標値が一致しかつその点における法線ベクトル９が
一致するようにパラメータを決める。つぎに、Δ3 ＝０
°の方向からの電波も受信できるように新たに融合する
放物面反射鏡Ｚ3 を“数２０”のように決める。（０，
ｂ3 ，ｃ3 ）が焦点２２の位置となる。
【００３９】“数２０”において、点Ｍ0 （０，Ｙ0 ，
Ｚ0 ）を通り、かつ点Ｍ0 における法線ベクトルが一致
するようにｂ3 ，ｃ3 が、“数２１”“数２２”より一
義的に求まる。このとき、θは“数２３”のようにな
る。ｂ3 ，ｃ3 が決まれば融合すべき放物面反射鏡Ｚ3
が決まるので、“数２４”であらたな融合放物面反射鏡
Ｚが決定される。ただし、Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 は“数２
５”に示すとおりである。
Ｚ0 ）を通り、かつ点Ｍ0 における法線ベクトルが一致
するようにｂ3 ，ｃ3 が、“数２１”“数２２”より一
義的に求まる。このとき、θは“数２３”のようにな
る。ｂ3 ，ｃ3 が決まれば融合すべき放物面反射鏡Ｚ3
が決まるので、“数２４”であらたな融合放物面反射鏡
Ｚが決定される。ただし、Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 は“数２
５”に示すとおりである。
【００４０】
【数２０】
【００４１】
【数２１】
【００４２】
【数２２】
【００４３】
【数２３】
【００４４】
【数２４】
【００４５】
【数２５】
【００４６】これにより、Δ1 ，Δ2 の方向のみならず
Δ3 ＝０°の方向からの電波も受信可能となる。この融
合放物面反射鏡Ｚが１９である。θの値は、例えば、ｆ
＝５５０mm、ｄ＝３００mm、δ＝５２°とパラメータを
決めると８°程度の値となる。以上は、角度δ／２°，
０°，−δ／２°の方向の３衛星あるいはその近傍にあ
る衛星からの電波の受信を可能とするアンテナの構成方
法であったが、一般のＮ個の衛星からの電波の受信を可
能とするアンテナも同様に構成できる。すなわち、い
ま、任意の受信方向Δi （ｉ＝１，２，３・・・Ｎ：Ｎ
≧３）に対して融合すべき放物面反射鏡Ｚi を“数２
６”で表わす。
Δ3 ＝０°の方向からの電波も受信可能となる。この融
合放物面反射鏡Ｚが１９である。θの値は、例えば、ｆ
＝５５０mm、ｄ＝３００mm、δ＝５２°とパラメータを
決めると８°程度の値となる。以上は、角度δ／２°，
０°，−δ／２°の方向の３衛星あるいはその近傍にあ
る衛星からの電波の受信を可能とするアンテナの構成方
法であったが、一般のＮ個の衛星からの電波の受信を可
能とするアンテナも同様に構成できる。すなわち、い
ま、任意の受信方向Δi （ｉ＝１，２，３・・・Ｎ：Ｎ
≧３）に対して融合すべき放物面反射鏡Ｚi を“数２
６”で表わす。
【００４７】
【数２６】
【００４８】これは、“数１０”、“数１１”で、焦点
位置をさらにＸ軸にｄi だけ平行移動して、さらに受信
方向をΔi にするために、Δi だけ回転したものであ
る。（ただし、Δi ≠０とする。Δi ＝０のときは“数
１０”、“数１１”を用いる。）
位置をさらにＸ軸にｄi だけ平行移動して、さらに受信
方向をΔi にするために、Δi だけ回転したものであ
る。（ただし、Δi ≠０とする。Δi ＝０のときは“数
１０”、“数１１”を用いる。）
【００４９】点（ｄi ，ｂi ，ｃi ）はｉ番目の融合す
べき放物面反射鏡の焦点位置を表わす。“数２６”にお
いて、点Ｍ0 （０，Ｙ0 ，Ｚ0 ）を通り、かつ点Ｍ0 に
おける法線ベクトルが９と一致するようにｄi ，ｂi ，
ｃi が一義的に求まる。ｄi，ｂi ，ｃi が決まれば融
合すべき放物面反射鏡Ｚi が決まるので、“数２７”で
あらたな融合放物面反射鏡ができる。ここでｄi を＋ｄ
から−ｄまで変化させると、焦点位置（ｄi ，ｂi ，ｃ
i ）は（＋ｄ，０，０）と（−ｄ，０，０）を通るある
曲線上にのる。
べき放物面反射鏡の焦点位置を表わす。“数２６”にお
いて、点Ｍ0 （０，Ｙ0 ，Ｚ0 ）を通り、かつ点Ｍ0 に
おける法線ベクトルが９と一致するようにｄi ，ｂi ，
ｃi が一義的に求まる。ｄi，ｂi ，ｃi が決まれば融
合すべき放物面反射鏡Ｚi が決まるので、“数２７”で
あらたな融合放物面反射鏡ができる。ここでｄi を＋ｄ
から−ｄまで変化させると、焦点位置（ｄi ，ｂi ，ｃ
i ）は（＋ｄ，０，０）と（−ｄ，０，０）を通るある
曲線上にのる。
【００５０】
【数２７】
【００５１】この様子を図２（ｂ）に示す。この図は、
４の放物面から融合放物面反射鏡を合成する様子を表わ
したものである。２４は、ｄi を＋ｄから−ｄまで変化
させたときの、焦点位置（ｄi ，ｂi ，ｃi ）の軌跡で
ある。２６は２４上の点で、この点を焦点とする放物面
をＺ4 とする。
４の放物面から融合放物面反射鏡を合成する様子を表わ
したものである。２４は、ｄi を＋ｄから−ｄまで変化
させたときの、焦点位置（ｄi ，ｂi ，ｃi ）の軌跡で
ある。２６は２４上の点で、この点を焦点とする放物面
をＺ4 とする。
【００５２】２５は２６を位相中心とする一次放射器、
２７は中心軸、２８は２７をＸＺ面に投影したもので、
２８と−Ｚ軸のなす角は−δ／２とδ／２の間のある任
意の角度とする。θ＝ａｒｃｔａｎ（ｂi ／ｃi ）は一
定値となり、“数２４”で表わされる値と一致すること
は式変形により解析的にも求められる。
２７は中心軸、２８は２７をＸＺ面に投影したもので、
２８と−Ｚ軸のなす角は−δ／２とδ／２の間のある任
意の角度とする。θ＝ａｒｃｔａｎ（ｂi ／ｃi ）は一
定値となり、“数２４”で表わされる値と一致すること
は式変形により解析的にも求められる。
【００５３】図２（ｂ）では４個の放物面反射鏡の融合
を例にとったが、“数２６”“数２７”を用いれば一般
にＮ個の放物面反射鏡の融合が可能であり、一次放射器
の位相中心を曲線２４上に配置することにより、Ｎ個の
方向の衛星あるいはその近傍の衛星からの電波の受信が
可能となる。
を例にとったが、“数２６”“数２７”を用いれば一般
にＮ個の放物面反射鏡の融合が可能であり、一次放射器
の位相中心を曲線２４上に配置することにより、Ｎ個の
方向の衛星あるいはその近傍の衛星からの電波の受信が
可能となる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
任意の３方向あるいはそれ以上の方向からの衛星の電波
を受信できるマルチビームアンテナが実現できる利点が
ある。
任意の３方向あるいはそれ以上の方向からの衛星の電波
を受信できるマルチビームアンテナが実現できる利点が
ある。
【図１】本発明の一実施例のアンテナの全体図である。
【図２】実施例のアンテナの一次放射器の配置の様子を
示す図である。
示す図である。
【図３】従来の融合放物面反射鏡アンテナの構成を示す
図である。
図である。
【図４】従来の融合放物面反射鏡アンテナの特性の例を
示す図である。
示す図である。
１，２ それぞれ異なる放物面反射鏡Ｚ1 ，Ｚ2 の水
平中心断面曲線 ３，４ それぞれ１，２に対する焦点 ５，６ それぞれ３，４を位相中心として配置された
一次放射器 ７，８ それぞれ１，２に対する中心軸 ９ 点Ｍ0 における法線ベクトル １０ 放物面反射鏡Ｚ1 とＺ2 の融合放物面反射鏡 １１ 一次放射器５の中心レイ １２ 横軸の角度 １３ 縦軸の絶対受信レベル １４，１５，１６，１７ 角度０°近傍の衛星からの
電波の受信レベル １８ 角度−５２°の衛星からの電波の受信レベル １９ Ｚ1 ，Ｚ2 ，Ｚ3 で作られる融合放物面反射鏡 ２０ 一次放射器 ２１ ２０からの電波の中心レイ ２２ Ｚ3 の焦点位置 ２３ Ｚ3 の中心軸 ２４ 融合すべき放物面反射鏡Ｚi （ｉ＝１，２，３
・・・Ｎ：Ｎ≧３）の焦点の軌跡 ２５ 一次放射器 ２６ Ｚ4 の焦点位置 ２７ Ｚ4 の中心軸 ２８ ２７のＸＺ面への投影
平中心断面曲線 ３，４ それぞれ１，２に対する焦点 ５，６ それぞれ３，４を位相中心として配置された
一次放射器 ７，８ それぞれ１，２に対する中心軸 ９ 点Ｍ0 における法線ベクトル １０ 放物面反射鏡Ｚ1 とＺ2 の融合放物面反射鏡 １１ 一次放射器５の中心レイ １２ 横軸の角度 １３ 縦軸の絶対受信レベル １４，１５，１６，１７ 角度０°近傍の衛星からの
電波の受信レベル １８ 角度−５２°の衛星からの電波の受信レベル １９ Ｚ1 ，Ｚ2 ，Ｚ3 で作られる融合放物面反射鏡 ２０ 一次放射器 ２１ ２０からの電波の中心レイ ２２ Ｚ3 の焦点位置 ２３ Ｚ3 の中心軸 ２４ 融合すべき放物面反射鏡Ｚi （ｉ＝１，２，３
・・・Ｎ：Ｎ≧３）の焦点の軌跡 ２５ 一次放射器 ２６ Ｚ4 の焦点位置 ２７ Ｚ4 の中心軸 ２８ ２７のＸＺ面への投影
Claims (1)
- 【請求項１】 １枚の反射鏡と３個の一次放射器からな
るアンテナであって、該反射鏡開口面をＸＹ平面とし、
電波の主たる進行方向を−Ｚ軸方向とする右手系をなす
ＸＹＺ軸で規定された座標系において、該一次放射器は
Ｘ軸上あるいはその近傍に配置され、ＸＺ平面に対し
て、放物面反射鏡の焦点距離をｆ、最も離れた２つのビ
ームの中心軸間の角度をδとして、３方向の放射ビーム
の中心軸を、それぞれ、−δ／２，０，＋δ／２とし、
該３つの中心軸は同一面にあるとし、ｄを最も離れた２
つの一次放射器の距離の１／２としたとき、各一次放射
器が指向するＹＺ面上の点（０，Ｙ0 ，Ｚ0 ）を“数
１”および“数２”のとおりとし、一次放射器中心を
（−ｄ，０，０）、放射ビーム中心軸をδとしたときの
放物面Ｚ1 が“数３”で表わされ、一方、一次放射器中
心を（０，−ｂ３，−ｃ３）、放射ビーム中心軸を０と
したときの放物面Ｚ3 が“数４”となる条件において、
ｂ3 ，ｃ3 が“数５”および“数６”を同時に満たすこ
とを特徴とする、アンテナ装置。 【数１】 【数２】 【数３】 【数４】 【数５】 【数６】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046088A JP2539104B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046088A JP2539104B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | アンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04264804A JPH04264804A (ja) | 1992-09-21 |
| JP2539104B2 true JP2539104B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=12737233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3046088A Expired - Lifetime JP2539104B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2539104B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012050074A (ja) * | 2010-07-27 | 2012-03-08 | Maspro Denkoh Corp | アンテナ装置 |
-
1991
- 1991-02-19 JP JP3046088A patent/JP2539104B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04264804A (ja) | 1992-09-21 |
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