JP2584518B2 - 走査アンテナシステム - Google Patents
走査アンテナシステムInfo
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- circular polarizer
- antenna system
- energy
- scanning antenna
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
- H01Q19/18—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces
- H01Q19/19—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface
- H01Q19/195—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface wherein a reflecting surface acts also as a polarisation filter or a polarising device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
- H01Q15/22—Reflecting surfaces; Equivalent structures functioning also as polarisation filter
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- Electromagnetism (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はアンテナシステム、特に、偏波制御装置を
有する回転指向性ビームアンテナに関する。
有する回転指向性ビームアンテナに関する。
［従来の技術］ 実際上は、例えば水平走査などの包囲圏内でビームを
360゜走査できるアンテナシステムを提供することが好
ましい。そこで、回転アンテナシステムが実用上多く用
いられている。回転アンテナシステムには、RFフィード
がアンテナと共に回転するRF回転ジョイントが通常使用
されている。しかしながら、RF回転ジョイントは、特に
アンテナの回転速度が早い場合や、超時間連続して使用
しなければならない場合に、信頼できないことが分かっ
ている。また、ミリメートル波周波数で作動する回転ジ
ョイントを製造することは困難である。
360゜走査できるアンテナシステムを提供することが好
ましい。そこで、回転アンテナシステムが実用上多く用
いられている。回転アンテナシステムには、RFフィード
がアンテナと共に回転するRF回転ジョイントが通常使用
されている。しかしながら、RF回転ジョイントは、特に
アンテナの回転速度が早い場合や、超時間連続して使用
しなければならない場合に、信頼できないことが分かっ
ている。また、ミリメートル波周波数で作動する回転ジ
ョイントを製造することは困難である。
アンテナシステムの中にはフィードを所定位置に固定
し、フィード軸を中心にリフレクタを回転させて必要な
走査を行うことにより、RF回転ジョイントを不要にして
いるものがある。このようなシステムには、走査中に固
定直線偏波ビームを提供できないという欠点がある。フ
ィードが固定されていて動かず、リフレクタがフィード
軸を中心に回転するので、偏波の向きはリフレクタが90
゜回転する毎に90゜だけ変化する。例えば、90゜走査す
ると偏波は水平から垂直に変わる場合がある。従って、
リフレクタが１回転する度に偏波は垂直と水平との間を
２回変わることになる。フィードが円偏波されないと、
直角直線偏波のためのエネルギーが受信されなくなって
しまう。一方フィードが円偏波されると、直線偏波のた
めに3dBのエネルギーを損失し、特に、受信エネルギー
の偏波がフィードの偏波とは反対方向である場合には、
エネルギーは完全に失われてしまう。固定フィードにオ
ルソモードのトランスデューサを用いて固定直線偏波を
捕獲すると、エネルギーはリフレクタの位置に応じてト
ランスデューサのポート間で切り替わる。従って、トラ
ンスデューサの出力部に切り替え回路を設けて処理装置
に対して所望の偏波を行うと、更に複雑になる。走査中
に偏波を同一に維持する方法の中に、１個の回転リフレ
クタ及び複数個のフィードを用いたものがある。この方
法は、1980年にマグローヒル（McGrawHill）社から刊行
されたM.I.Skolnik氏の「INTRODUC−TION TO RADAR
SYSTEMS」第２版243〜244ページに記載されている。し
かしながら、このようなシステムは、フィードを起動す
るタイミングを含めて単一フィードシステムに比べて非
常に複雑になり、サイズ及び重量が共にかなり増える。
し、フィード軸を中心にリフレクタを回転させて必要な
走査を行うことにより、RF回転ジョイントを不要にして
いるものがある。このようなシステムには、走査中に固
定直線偏波ビームを提供できないという欠点がある。フ
ィードが固定されていて動かず、リフレクタがフィード
軸を中心に回転するので、偏波の向きはリフレクタが90
゜回転する毎に90゜だけ変化する。例えば、90゜走査す
ると偏波は水平から垂直に変わる場合がある。従って、
リフレクタが１回転する度に偏波は垂直と水平との間を
２回変わることになる。フィードが円偏波されないと、
直角直線偏波のためのエネルギーが受信されなくなって
しまう。一方フィードが円偏波されると、直線偏波のた
めに3dBのエネルギーを損失し、特に、受信エネルギー
の偏波がフィードの偏波とは反対方向である場合には、
エネルギーは完全に失われてしまう。固定フィードにオ
ルソモードのトランスデューサを用いて固定直線偏波を
捕獲すると、エネルギーはリフレクタの位置に応じてト
ランスデューサのポート間で切り替わる。従って、トラ
ンスデューサの出力部に切り替え回路を設けて処理装置
に対して所望の偏波を行うと、更に複雑になる。走査中
に偏波を同一に維持する方法の中に、１個の回転リフレ
クタ及び複数個のフィードを用いたものがある。この方
法は、1980年にマグローヒル（McGrawHill）社から刊行
されたM.I.Skolnik氏の「INTRODUC−TION TO RADAR
SYSTEMS」第２版243〜244ページに記載されている。し
かしながら、このようなシステムは、フィードを起動す
るタイミングを含めて単一フィードシステムに比べて非
常に複雑になり、サイズ及び重量が共にかなり増える。
多くの用途では、走査中は偏波が特定のターゲットと
同じであるアンテナシステムが好ましい。受信信号の強
度を最大にするには、受信アンテナを受信信号と同じよ
うに偏波しなければならない。直線偏波の向きが異なる
場合は、抽出されるエネルギーは両偏波間の相対的角度
の余弦に比例して減少する。円偏波されるフィードが用
いられる場合は、偏波の不整合により3dBの損失が生じ
る。この3dBの損失は、用途によっては大問題である。
同じであるアンテナシステムが好ましい。受信信号の強
度を最大にするには、受信アンテナを受信信号と同じよ
うに偏波しなければならない。直線偏波の向きが異なる
場合は、抽出されるエネルギーは両偏波間の相対的角度
の余弦に比例して減少する。円偏波されるフィードが用
いられる場合は、偏波の不整合により3dBの損失が生じ
る。この3dBの損失は、用途によっては大問題である。
従って、回転ジョイントに関連した問題を除去し、ミ
リメートル波周波数で効率的に機能し、360゜の走査範
囲で直線偏波が一定である回転アンテナシステムが望ま
れている。
リメートル波周波数で効率的に機能し、360゜の走査範
囲で直線偏波が一定である回転アンテナシステムが望ま
れている。
［発明が解決しようとする課題］ この発明の課題は、回転リフレクタに円偏波器を取り
付けて、別の円偏波器を有する固定フィードにより両者
に供給することによって、先行技術の上記問題の総べて
ではないにしても、そのほとんどを解決することであ
る。
付けて、別の円偏波器を有する固定フィードにより両者
に供給することによって、先行技術の上記問題の総べて
ではないにしても、そのほとんどを解決することであ
る。
［課題を解決するための手段、作用、及び発明の効果］ この発明に基づくアンテナシステムでは、回転リフレ
クタは所定角度内を隅々までビーム走査するために回転
リフレクタが用いられている。この角度は360゜にする
ことができる。リフレクタと関連して使用される円偏波
器は、受信中にはビーム走査により受信した直線偏波エ
ネルギーを円偏波エネルギーに変換する。アンテナの固
定フィードは、反射された円偏波エネルギーを受信し
て、受信したエネルギーを直線偏波エネルギーに変換す
る。伝送中は、固定フィード内の円偏波器は、処理装置
から受信した直線偏波エネルギーを円偏波エネルギーに
変換してリフレクタに供給する。すると、リフレクタの
円偏波器が伝送用に円偏波エネルギーを直線偏波エネル
ギーに変換する。リフレクタと固定フィードとの間で円
偏波エネルギーだけを供給することにより、360゜のビ
ーム走査角全体を通じて同一の直線偏波エネルギーを一
様に受信することが可能になる。
クタは所定角度内を隅々までビーム走査するために回転
リフレクタが用いられている。この角度は360゜にする
ことができる。リフレクタと関連して使用される円偏波
器は、受信中にはビーム走査により受信した直線偏波エ
ネルギーを円偏波エネルギーに変換する。アンテナの固
定フィードは、反射された円偏波エネルギーを受信し
て、受信したエネルギーを直線偏波エネルギーに変換す
る。伝送中は、固定フィード内の円偏波器は、処理装置
から受信した直線偏波エネルギーを円偏波エネルギーに
変換してリフレクタに供給する。すると、リフレクタの
円偏波器が伝送用に円偏波エネルギーを直線偏波エネル
ギーに変換する。リフレクタと固定フィードとの間で円
偏波エネルギーだけを供給することにより、360゜のビ
ーム走査角全体を通じて同一の直線偏波エネルギーを一
様に受信することが可能になる。
両円偏波器の向きは、ビーム走査角全体に亙って特定
の直線偏波エネルギーを受信するように相互に調節する
ことができる。例えば、両円偏波器の向きを調節するこ
とにより、アンテナシステムは垂直偏波エネルギーを受
信したり、水平編波エネルギーを受信したりすることが
できる。この発明のアンテナシステムは、このようにし
て受信偏波を選択することができる。オルソモードのト
ランスデューサをフィードに取り付けることや、受信エ
ネルギーの両偏波成分を処理することができる。
の直線偏波エネルギーを受信するように相互に調節する
ことができる。例えば、両円偏波器の向きを調節するこ
とにより、アンテナシステムは垂直偏波エネルギーを受
信したり、水平編波エネルギーを受信したりすることが
できる。この発明のアンテナシステムは、このようにし
て受信偏波を選択することができる。オルソモードのト
ランスデューサをフィードに取り付けることや、受信エ
ネルギーの両偏波成分を処理することができる。
［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明を詳細に説明する。
尚、以下の説明では同一参照符号は各図に示されている
同一要素又は対応する要素を表示している。
尚、以下の説明では同一参照符号は各図に示されている
同一要素又は対応する要素を表示している。
第１図は、先行技術の回転リフレクタアンテナシステ
ム10を示している。RFフィード12は所定位置に固定され
ていて、リフレクタ14はフィード軸を中心に回転する。
リフレクタ14の表面はビームが所望の形状になるように
形成されている。典型的な固定RFフィード12は、円偏波
エネルギーを受信するように構成されている。アンテナ
システム10が直線偏波エネルギーを受信する場合は、リ
フレクタ14により固定フィード12に向かって反射される
直線偏波エネルギーの向きは、ビーム走査角全体に亙っ
て変化する。以下、この特性を第２図及び第３図を参照
して説明する。
ム10を示している。RFフィード12は所定位置に固定され
ていて、リフレクタ14はフィード軸を中心に回転する。
リフレクタ14の表面はビームが所望の形状になるように
形成されている。典型的な固定RFフィード12は、円偏波
エネルギーを受信するように構成されている。アンテナ
システム10が直線偏波エネルギーを受信する場合は、リ
フレクタ14により固定フィード12に向かって反射される
直線偏波エネルギーの向きは、ビーム走査角全体に亙っ
て変化する。以下、この特性を第２図及び第３図を参照
して説明する。
第２図は、垂直偏波RF信号が回転リフレクタでどのよ
うに反射して、受信エネルギーが第１の偏波を受けたよ
うに見えるかを表わしている。第２図に示すように、ベ
クトル「ａ−ｂ」により表わされる、ターゲットからの
RF信号は、垂直方向に直線偏波され、反斜面18で反射す
る。フィード16は所定位置に固定されている。反射信号
はフィード16から見るとベクトル「ａ′−ｂ′」により
示される第１の方向に偏波されている。
うに反射して、受信エネルギーが第１の偏波を受けたよ
うに見えるかを表わしている。第２図に示すように、ベ
クトル「ａ−ｂ」により表わされる、ターゲットからの
RF信号は、垂直方向に直線偏波され、反斜面18で反射す
る。フィード16は所定位置に固定されている。反射信号
はフィード16から見るとベクトル「ａ′−ｂ′」により
示される第１の方向に偏波されている。
第３図では、リフレクタ18は第２図の位置から90゜回
転しているが、固定フィード16は第２図の位置に止まっ
ている。ベクトル「ｃ−ｄ」で表わされる垂直偏波RF信
号はターゲットから受信され、フィード16から見るとベ
クトル「ｃ′−ｄ′」で表わすように第１の方向に対し
て直角な第２の方向に偏波されているように見える。従
って、第２図及び第３図のリフレクタ18が受信した信号
は同様に偏波されているにも拘らず、反射により固定フ
ィード16に入射する信号の向きは90゜異なっている。
転しているが、固定フィード16は第２図の位置に止まっ
ている。ベクトル「ｃ−ｄ」で表わされる垂直偏波RF信
号はターゲットから受信され、フィード16から見るとベ
クトル「ｃ′−ｄ′」で表わすように第１の方向に対し
て直角な第２の方向に偏波されているように見える。従
って、第２図及び第３図のリフレクタ18が受信した信号
は同様に偏波されているにも拘らず、反射により固定フ
ィード16に入射する信号の向きは90゜異なっている。
リフレクタ18が第３図の位置から180゜回転すると、
フィード16が受信するベクトルは第２の方向の偏波され
るが、第３図に示したベクトルｃ′−ｄ′から180゜の
方向になる。第２図で180゜回転させた場合も同様であ
る。従って、第１図に示す先行技術のアンテナシステム
では、フィード16に対するビームの向きは完全に１回転
する間に４回変わることになる。フィード16が円偏波さ
れる場合、3dBの偏波不整合損失が生じる。フィード16
が直線偏波される場合は、受信信号は360゜の走査で２
サイクルの周期を有する振幅で正弦的に変わる。
フィード16が受信するベクトルは第２の方向の偏波され
るが、第３図に示したベクトルｃ′−ｄ′から180゜の
方向になる。第２図で180゜回転させた場合も同様であ
る。従って、第１図に示す先行技術のアンテナシステム
では、フィード16に対するビームの向きは完全に１回転
する間に４回変わることになる。フィード16が円偏波さ
れる場合、3dBの偏波不整合損失が生じる。フィード16
が直線偏波される場合は、受信信号は360゜の走査で２
サイクルの周期を有する振幅で正弦的に変わる。
第４図にこの発明の一実施例であるアンテナシステム
30を示す。この実施例には固定フィードが使用されてい
るが、先行技術で生じる3dBの偏波不整合損失は生じな
い。アンテナシステム30は、先行技術のシステムで生じ
る直線偏波信号の向きの変化を補正して、360゜に亙る
アンテナの全走査を通じた一定の直線偏波信号の受信を
可能にする。
30を示す。この実施例には固定フィードが使用されてい
るが、先行技術で生じる3dBの偏波不整合損失は生じな
い。アンテナシステム30は、先行技術のシステムで生じ
る直線偏波信号の向きの変化を補正して、360゜に亙る
アンテナの全走査を通じた一定の直線偏波信号の受信を
可能にする。
ここで説明する構成には相反定理を適用することがで
きる。即ち、この構成は送受信機能を有している。ここ
では主に受信機能に付いて説明するが、この説明はこの
発明を制限するものではない。この発明は伝送機能をも
有している。便宜上、ここでは受信機能に関する説明だ
けを行なう。
きる。即ち、この構成は送受信機能を有している。ここ
では主に受信機能に付いて説明するが、この説明はこの
発明を制限するものではない。この発明は伝送機能をも
有している。便宜上、ここでは受信機能に関する説明だ
けを行なう。
第４図に示すオフセットのカセグレンアンテナシステ
ム30は、離れたフィールドからエネルギーを受信するよ
うに配置されている第１リフレクタ32を有している。同
アンテナシステム30は第１リフレクタ32と共に移動し、
第１リフレクタ32との関連で反射エネルギーを受信でき
るように配置されている第２リフレクタ34（サブリフレ
クタ）を更に有している。これら第１リフレクタ32と第
二リフレクタ34により本発明のリフレクタ手段を構成し
ている。サブリフレクタ34は、反射エネルギーを円偏波
する反射型円偏波器36（第一円偏波器）を有している。
また、アンテナシステム30は固定フィード38をも有して
いる。固定フィード38は、第一ポート51と第二ポート50
を有する。固定フィード38は、この実施例では円形導波
管であるが、円偏波器40（第二円偏波器）を有してい
る。円偏波器40は、誘電又は金属スラブ、ボタン、押し
潰された導波管、あるいは当業者が熟知しているその他
の技法により形成することができる。このような装置に
関する詳細は、1984年にマグローヒル社から出版された
R.C.Johnson及びH.Jasikの「ANTENNA ENGI−NEERING
HANDBOOK」第２版23−20〜23−28ページを参照された
い。
ム30は、離れたフィールドからエネルギーを受信するよ
うに配置されている第１リフレクタ32を有している。同
アンテナシステム30は第１リフレクタ32と共に移動し、
第１リフレクタ32との関連で反射エネルギーを受信でき
るように配置されている第２リフレクタ34（サブリフレ
クタ）を更に有している。これら第１リフレクタ32と第
二リフレクタ34により本発明のリフレクタ手段を構成し
ている。サブリフレクタ34は、反射エネルギーを円偏波
する反射型円偏波器36（第一円偏波器）を有している。
また、アンテナシステム30は固定フィード38をも有して
いる。固定フィード38は、第一ポート51と第二ポート50
を有する。固定フィード38は、この実施例では円形導波
管であるが、円偏波器40（第二円偏波器）を有してい
る。円偏波器40は、誘電又は金属スラブ、ボタン、押し
潰された導波管、あるいは当業者が熟知しているその他
の技法により形成することができる。このような装置に
関する詳細は、1984年にマグローヒル社から出版された
R.C.Johnson及びH.Jasikの「ANTENNA ENGI−NEERING
HANDBOOK」第２版23−20〜23−28ページを参照された
い。
サブリフレクタ34に取り付けられている円偏波器36
は、固定フィード38から一定距離だけ離れて配置され、
フィード軸42を中心にして回転する。第１リフレクタ32
もフィード軸42を中心にして回転する。
は、固定フィード38から一定距離だけ離れて配置され、
フィード軸42を中心にして回転する。第１リフレクタ32
もフィード軸42を中心にして回転する。
第５図の反射型の円偏波器36は、第６図に詳細を示し
た溝付プレート又はグリッドを有している。フィン44相
互の離隔距離はλ/2未満であり、フィン44の高さは約λ
/8である。各フィンの幅はλより遥かに小さい。他の型
の円形偏波器を使用することもできる。第５図及び第６
図に示した偏波器に関する説明は、この発明を限定する
ものではなく、単に例を挙げているに過ぎない。このよ
うな装置の詳細は、1984年にマグローヒル社から出版さ
れたR.C.JohnsonとH.Jasikの「ANTENNA ENGI−NEERING
HANDBOOK」第２版23−25〜23−28を参照されたい。
た溝付プレート又はグリッドを有している。フィン44相
互の離隔距離はλ/2未満であり、フィン44の高さは約λ
/8である。各フィンの幅はλより遥かに小さい。他の型
の円形偏波器を使用することもできる。第５図及び第６
図に示した偏波器に関する説明は、この発明を限定する
ものではなく、単に例を挙げているに過ぎない。このよ
うな装置の詳細は、1984年にマグローヒル社から出版さ
れたR.C.JohnsonとH.Jasikの「ANTENNA ENGI−NEERING
HANDBOOK」第２版23−25〜23−28を参照されたい。
第４図に戻って、直線偏波信号46は第１リフレクタ32
により受信される。第１リフレクタ32は、円偏波器36を
有するサブリフレクタ34にエネルギーを反射する。円偏
波器36は、反射エネルギーを円形に偏波し、円偏波され
たエネルギー48を固定フィード38に送る。円偏波エネル
ギー48は第４図に絵画的に示されている。固定フィード
38及びその円偏波器40は、受信した円偏波エネルギーを
直線偏波する。従って、アンテナシステム30を受信モー
ドで使用すると、受信エネルギーは固定フィード38内の
円偏波器40により減極されて直線偏波状態に戻る。アン
テナシステム30を用いてエネルギーを伝達すると、エネ
ルギーは固定フィード38内の円偏波器40により円偏波さ
れ、次にサブリフレクタ34の円偏波器36により減極され
て直線偏波状態に戻る。
により受信される。第１リフレクタ32は、円偏波器36を
有するサブリフレクタ34にエネルギーを反射する。円偏
波器36は、反射エネルギーを円形に偏波し、円偏波され
たエネルギー48を固定フィード38に送る。円偏波エネル
ギー48は第４図に絵画的に示されている。固定フィード
38及びその円偏波器40は、受信した円偏波エネルギーを
直線偏波する。従って、アンテナシステム30を受信モー
ドで使用すると、受信エネルギーは固定フィード38内の
円偏波器40により減極されて直線偏波状態に戻る。アン
テナシステム30を用いてエネルギーを伝達すると、エネ
ルギーは固定フィード38内の円偏波器40により円偏波さ
れ、次にサブリフレクタ34の円偏波器36により減極され
て直線偏波状態に戻る。
従って、上記の通り、円偏波エネルギーだけが回転装
置とその固定フィードとの間で結合する。この特徴によ
り、類似した偏波信号は総べてが出力50で受信されるの
で、固定フィード38に対する第１リフレクタ32の回転位
置は固定フィード38により出力される信号50の向きに影
響しない。どの偏波がアンテナシステム30により最も効
率的に処理されるかは、グリッド偏波器36の回転位置に
より決まる。この相対的な回転は、サブリフレクタ34に
載置されている円偏波器36が軸52を中心に回転すること
により達成される。例えば、円偏波器36の偏波グリッド
が軸52を中心に45゜回転すれば、45゜斜めに直線偏波さ
れた信号を受信することができる。
置とその固定フィードとの間で結合する。この特徴によ
り、類似した偏波信号は総べてが出力50で受信されるの
で、固定フィード38に対する第１リフレクタ32の回転位
置は固定フィード38により出力される信号50の向きに影
響しない。どの偏波がアンテナシステム30により最も効
率的に処理されるかは、グリッド偏波器36の回転位置に
より決まる。この相対的な回転は、サブリフレクタ34に
載置されている円偏波器36が軸52を中心に回転すること
により達成される。例えば、円偏波器36の偏波グリッド
が軸52を中心に45゜回転すれば、45゜斜めに直線偏波さ
れた信号を受信することができる。
２個の円偏波器36、40を縦続接続することにより回転
可能な直線偏波器ができることが知られている。第１円
偏波器はＥフィールドベクトルの一方の成分を他方の成
分に対して例えば90゜という選択した量だけ前進又は遅
延させる。第２円偏波器を付加することにより、同一成
分を前進若しくは遅延させないか、又は更に前進若しく
は遅延させることができる。可変偏波アンテナシステム
が望まれる場合は、走査中に第１リフレクタ32の位置に
従って軸52を中心に円偏波器36を回転させる手段を設け
る。両偏波器を向きが同じである。即ち、どちらも右回
りに円偏波するか、左回り円偏波する。第４図の実施例
では、円偏波器36はフィードの固定円偏波器40と向きが
同一になるように配置されている。
可能な直線偏波器ができることが知られている。第１円
偏波器はＥフィールドベクトルの一方の成分を他方の成
分に対して例えば90゜という選択した量だけ前進又は遅
延させる。第２円偏波器を付加することにより、同一成
分を前進若しくは遅延させないか、又は更に前進若しく
は遅延させることができる。可変偏波アンテナシステム
が望まれる場合は、走査中に第１リフレクタ32の位置に
従って軸52を中心に円偏波器36を回転させる手段を設け
る。両偏波器を向きが同じである。即ち、どちらも右回
りに円偏波するか、左回り円偏波する。第４図の実施例
では、円偏波器36はフィードの固定円偏波器40と向きが
同一になるように配置されている。
アンテナシステムの回転部と固定フィード38との間で
結合するエネルギーは円偏波され、固定フィードはエネ
ルギーを直線偏波状態に戻す別の円偏波器を有している
ので、先行技術で生じるような3dBの偏波整合損失を発
生しない。
結合するエネルギーは円偏波され、固定フィードはエネ
ルギーを直線偏波状態に戻す別の円偏波器を有している
ので、先行技術で生じるような3dBの偏波整合損失を発
生しない。
以上の諸特徴により、走査中にターゲットの位置の影
響を受けないアンテナシステムが得られる。例えば、垂
直に直線偏波されたターゲットを第１リフレクタの360
゜に亙る走査で検出することが望まれる場合、この発明
のアンテナシステムでは第１リフレクタ32及びサブリフ
レクタ34の位置には無関係に、固定フィード38からター
ゲット信号と同じ向きの出力が得られる。このようなこ
とが起きるのは、主に第１リフレクタ32で受信されるエ
ネルギーが第１円偏波器36に対して常に同じ極性であ
り、しかも円偏波されたエネルギーが固定フィード38に
伝達されるからである。
響を受けないアンテナシステムが得られる。例えば、垂
直に直線偏波されたターゲットを第１リフレクタの360
゜に亙る走査で検出することが望まれる場合、この発明
のアンテナシステムでは第１リフレクタ32及びサブリフ
レクタ34の位置には無関係に、固定フィード38からター
ゲット信号と同じ向きの出力が得られる。このようなこ
とが起きるのは、主に第１リフレクタ32で受信されるエ
ネルギーが第１円偏波器36に対して常に同じ極性であ
り、しかも円偏波されたエネルギーが固定フィード38に
伝達されるからである。
この発明の別の実施例であるアンテナシステム30を第
７図に示す。この実施例では、固定フィード38はハウジ
ング54に取り付けられている。フレーム56はハウジング
54に回転可能に取り付けられており、第１リフレクタ32
及びサブリフレクタ34を支承している。第１リフレクタ
32は所望のアンテナゲイン及びパターンが得られるよう
に形成されている。反射型の円偏波器36はサブリタレク
タ34に結合している。固定フィード38は、円偏波器40及
び直角偏波の受信に使用されるオルソモードのトランス
デューサ58を有している。第４図にはオルソモードのト
ランスデューサ58も示されている。
７図に示す。この実施例では、固定フィード38はハウジ
ング54に取り付けられている。フレーム56はハウジング
54に回転可能に取り付けられており、第１リフレクタ32
及びサブリフレクタ34を支承している。第１リフレクタ
32は所望のアンテナゲイン及びパターンが得られるよう
に形成されている。反射型の円偏波器36はサブリタレク
タ34に結合している。固定フィード38は、円偏波器40及
び直角偏波の受信に使用されるオルソモードのトランス
デューサ58を有している。第４図にはオルソモードのト
ランスデューサ58も示されている。
オルソモードのトランスデューサ58を使用すると、円
偏波器36の溝43は受信したい直線偏波の向きに対して空
間内で45゜の方向に向く。例えば、垂直又は水平偏波の
場合、溝43はオルソモードのトランスデューサのどのポ
ートが使用されるか、又は円偏波器40がどの方向の円形
であるかによって、垂直から±45゜傾斜して配置され
る。オルソモードのトランスデューサを使用した場合、
１つのポートが垂直偏波信号を受信し、直角ポートは水
平偏波信号を受信する。偏波溝43が垂直又は水平方向に
向いていると、受信信号はオルソモードのトランスデュ
ーサのポートに応じて±45゜傾斜した直線に整合する。
偏波器36の溝43は受信したい直線偏波の向きに対して空
間内で45゜の方向に向く。例えば、垂直又は水平偏波の
場合、溝43はオルソモードのトランスデューサのどのポ
ートが使用されるか、又は円偏波器40がどの方向の円形
であるかによって、垂直から±45゜傾斜して配置され
る。オルソモードのトランスデューサを使用した場合、
１つのポートが垂直偏波信号を受信し、直角ポートは水
平偏波信号を受信する。偏波溝43が垂直又は水平方向に
向いていると、受信信号はオルソモードのトランスデュ
ーサのポートに応じて±45゜傾斜した直線に整合する。
この発明の他の実施例では、円偏波器はサブリフレク
タ34にではなく、第１リフレクタ32に取り付けられてい
る。
タ34にではなく、第１リフレクタ32に取り付けられてい
る。
この発明の更に別の実施例では、単一リフレクタアン
テナシステムを使用する。単一リフレクタアンテナシス
テムは、第１円偏波器を上に取り付けることができる。
このリフレクタの形状は、ビームが所望の形状になるよ
うに形成される。
テナシステムを使用する。単一リフレクタアンテナシス
テムは、第１円偏波器を上に取り付けることができる。
このリフレクタの形状は、ビームが所望の形状になるよ
うに形成される。
第８図に更に別の実施例の概略を示す。この実施例で
は、レードーム60がリフレクタ62を取り囲んでいる。こ
のレードーム60には、シグザグ状のラインなど、伝送型
の円偏波器64が取り付けられている。（このような円偏
波器の詳細については、1984年にマグローヒル社から刊
行されたR.C.JohnsonとH.Jasikの「ANTENNA ENGINEERI
NG HANDBOOK」第２版の46−10〜46−14ページを参照さ
れたい。）レードーム60からの円偏波されたエネルギー
は、リフレクタ62で反射して円偏波器40を有する固定フ
ィード38に向かう。
は、レードーム60がリフレクタ62を取り囲んでいる。こ
のレードーム60には、シグザグ状のラインなど、伝送型
の円偏波器64が取り付けられている。（このような円偏
波器の詳細については、1984年にマグローヒル社から刊
行されたR.C.JohnsonとH.Jasikの「ANTENNA ENGINEERI
NG HANDBOOK」第２版の46−10〜46−14ページを参照さ
れたい。）レードーム60からの円偏波されたエネルギー
は、リフレクタ62で反射して円偏波器40を有する固定フ
ィード38に向かう。
以上、回転ジョイントを使用せずにビーム走査を行な
うことのできる新規なアンテナシステムを例を挙げて説
明した。このアンテナシステムは360゜に亙るビーム走
査角全体を通じて直角偏波又は偏波不整合による電力損
失もなくエネルギーの選択性直線偏波を固定フィードに
より効率良く処理できる。
うことのできる新規なアンテナシステムを例を挙げて説
明した。このアンテナシステムは360゜に亙るビーム走
査角全体を通じて直角偏波又は偏波不整合による電力損
失もなくエネルギーの選択性直線偏波を固定フィードに
より効率良く処理できる。
以上、この発明について例を挙げて詳細に説明した
が、ここに挙げた例はいずれもこの発明を説明するのた
めの便宜的手段であるに過ぎない。従って、この発明が
ここに挙げた例によって限定されるものと解釈してはな
らない。また、当業者であれば以上の説明に基づいてこ
の発明を様々に変更することができるが、特許請求の範
囲に特に限定されていない限り、そのような変更もこの
発明の範囲に含まれることはいうまでもない。また、特
許請求の範囲に実施例の走査アンテナに対応した符号が
付されているが、本発明は実施例の走査アンテナに限定
されるものではない。
が、ここに挙げた例はいずれもこの発明を説明するのた
めの便宜的手段であるに過ぎない。従って、この発明が
ここに挙げた例によって限定されるものと解釈してはな
らない。また、当業者であれば以上の説明に基づいてこ
の発明を様々に変更することができるが、特許請求の範
囲に特に限定されていない限り、そのような変更もこの
発明の範囲に含まれることはいうまでもない。また、特
許請求の範囲に実施例の走査アンテナに対応した符号が
付されているが、本発明は実施例の走査アンテナに限定
されるものではない。
第１図は回転リフレクタ及び円偏波フィードを有する先
行技術のアンテナシステムを示し、 第２図は回転リフレクタ及び円偏波フィードを有する先
行技術のアンテナシステム並びに垂直偏波信号の受信を
示し、 第３図は第２図の信号から90゜離隔した位置にある垂直
偏波信号を受信する第２図のアンテナシステムを示し、 第４図はこの発明の基づくアンテナシステムの概略を示
し、 第５図はこの発明の実施例に使用される反射型の円偏波
器を示し、 第６図は第５図に示した円偏波器の側面の一部を示し、 第７図はこの発明の原理を実施したオフセットのカセグ
レン型アンテナシステムを示し、 第８図はレードームに伝送型の円偏波器を有した、この
発明に基づくアンテナシステムの更に別の実施例を示
す。 32……第１リフレクタ、34……第２リフレクタ、38……
固定フィード、40……円偏波器、50……出力、58……オ
ルソモードのトランスデューサ
行技術のアンテナシステムを示し、 第２図は回転リフレクタ及び円偏波フィードを有する先
行技術のアンテナシステム並びに垂直偏波信号の受信を
示し、 第３図は第２図の信号から90゜離隔した位置にある垂直
偏波信号を受信する第２図のアンテナシステムを示し、 第４図はこの発明の基づくアンテナシステムの概略を示
し、 第５図はこの発明の実施例に使用される反射型の円偏波
器を示し、 第６図は第５図に示した円偏波器の側面の一部を示し、 第７図はこの発明の原理を実施したオフセットのカセグ
レン型アンテナシステムを示し、 第８図はレードームに伝送型の円偏波器を有した、この
発明に基づくアンテナシステムの更に別の実施例を示
す。 32……第１リフレクタ、34……第２リフレクタ、38……
固定フィード、40……円偏波器、50……出力、58……オ
ルソモードのトランスデューサ
Claims (9)
- 【請求項１】直線偏波信号を偏波処理して所定の走査角
度で走査可能なビームを生成すする、以下の構成を備え
ている走査アンテナシステム（30）； 放射線状の第１リフレクタ（32）：この第１リフレクタ
は、ビームを形成し、軸（42）の回りを旋回可能でビー
ムを走査するようになし、第２リフレクタ（34）と連結
し、この第２リフレクタは、回転軸に沿って伝達するエ
ネルギーを反射するのに適切な形状をなし、そしてこの
エネルギーをビームに形作って第１リフレクタを適切に
照射するようになし、これら第１及び第２リフレクタ
は、固定した関係を持ち、回転軸の回りに一緒に回転
し、さらに第１円偏波器（36）を有し、この円偏波器
は、第２リフレクタ（34）に取付けられ、回転軸に沿っ
て供給される円偏波の波（48）と、反射されかつ再び方
向付けされた波の直線偏波との間で変換して第１リフレ
クタ（32）を照射するようになしている、 固定フィード（38）：この固定フィードは、第１ポート
（51）を有し、軸（42）に沿って配置され、第１ポート
（51）と第２リフレクタ（34）との間に軸に沿って円偏
波エネルギーを供給する位置に固定されており、そし
て、直線偏波エネルギーを供給する第２ポート（50）を
有する；及び、 第２円偏波器（40）：この第２円偏波器は、固定フィー
ド（38）に配置されて固定フィードにより処理されるエ
ネルギーに作用し、偏波方向が第１円偏波器（36）と同
一である。 - 【請求項２】第１円偏波器（36）は反射型円偏波器を有
している請求項１に記載の走査アンテナシステム（3
0）。 - 【請求項３】固定フィード（38）は直線偏波エネルギー
の直角偏波を供給するオルソモードトランスデューサ
（58）を有している請求項１に記載の走査アンテナシス
テム（30）。 - 【請求項４】第１円偏波器（36）は第２リフレクタ（3
4）によりビームエネルギーが軸に沿って反射する前に
ビームエネルギーに作用するように配置されている請求
項１に記載の走査アンテナシステム（30）。 - 【請求項５】第１円偏波器（36）はビーム走査角により
第２リフレクタ（34）を囲繞するように配置されている
請求項４に記載の走査アンテナシステム（30）。 - 【請求項６】第２リフレクタ（34）を囲繞し、第１円偏
波器（36）を収納しているレードームをさらに有してい
る請求項５に記載の走査アンテナシステム（30）。 - 【請求項７】第１円偏波器（36）は第２リフレクタ（3
4）によりビームエネルギーが軸に沿って反射してから
ビームエネルギーに作用するように配置されている請求
項１に記載の走査アンテナシステム（30）。 - 【請求項８】第１円偏波器（36）はビーム走査角により
第２リフレクタ（34）を囲繞するように配置されている
請求項７に記載の走査アンテナシステム（30）。 - 【請求項９】第２リフレクタ（34）を囲繞し、第１円偏
波器（36）を収納しているレードームをさらに有してい
る請求項８に記載の走査アンテナシステム（30）。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/289,336 US4939526A (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Antenna system having azimuth rotating directive beam with selectable polarization |
| US289,336 | 1988-12-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02219305A JPH02219305A (ja) | 1990-08-31 |
| JP2584518B2 true JP2584518B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=23111091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1334702A Expired - Lifetime JP2584518B2 (ja) | 1988-12-22 | 1989-12-22 | 走査アンテナシステム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4939526A (ja) |
| EP (1) | EP0384021B1 (ja) |
| JP (1) | JP2584518B2 (ja) |
| CA (1) | CA2004724A1 (ja) |
| DE (1) | DE68906016T2 (ja) |
| IL (1) | IL92591A (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5034750A (en) * | 1983-10-31 | 1991-07-23 | Raytheon Company | Pulse radar and components therefor |
| EP0476308B1 (de) * | 1990-09-20 | 1997-03-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Bipolartransistor für hohe Leistung im Mikrowellenlängenbereich |
| DE19544500C2 (de) * | 1994-12-15 | 1999-07-08 | Daimler Benz Aerospace Ag | Reflektorantenne, insbesondere für einen Kommunikationssatelliten |
| US5579021A (en) * | 1995-03-17 | 1996-11-26 | Hughes Aircraft Company | Scanned antenna system |
| JPH10145129A (ja) * | 1996-11-01 | 1998-05-29 | Honda Motor Co Ltd | アンテナ装置 |
| US5969691A (en) * | 1998-02-10 | 1999-10-19 | Gilbarco Inc. | Fuel dispenser transponder antenna arrangement |
| DE19807077A1 (de) * | 1998-02-20 | 1999-08-26 | Pates Tech Patentverwertung | Polarisierer und Verfahren zur Herstellung von diesem |
| US6108131A (en) * | 1998-05-14 | 2000-08-22 | Moxtek | Polarizer apparatus for producing a generally polarized beam of light |
| US5973654A (en) * | 1998-10-06 | 1999-10-26 | Mitsubishi Electronics America, Inc. | Antenna feed having electrical conductors differentially affecting aperture electrical field |
| US6078296A (en) * | 1998-12-01 | 2000-06-20 | Datron/Transco Inc. | Self-actuated off-center subreflector scanner |
| GB9914162D0 (en) * | 1999-06-18 | 1999-08-18 | Secr Defence Brit | Steerable transponders |
| US7306338B2 (en) | 1999-07-28 | 2007-12-11 | Moxtek, Inc | Image projection system with a polarizing beam splitter |
| US7061561B2 (en) | 2002-01-07 | 2006-06-13 | Moxtek, Inc. | System for creating a patterned polarization compensator |
| US6909473B2 (en) | 2002-01-07 | 2005-06-21 | Eastman Kodak Company | Display apparatus and method |
| WO2004111946A1 (en) * | 2003-06-18 | 2004-12-23 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Motion compensated reconstruction technique |
| KR100713202B1 (ko) * | 2003-12-23 | 2007-05-02 | 주식회사 케이엠더블유 | 이동통신 기지국 안테나 빔 제어장치 |
| US7961393B2 (en) | 2004-12-06 | 2011-06-14 | Moxtek, Inc. | Selectively absorptive wire-grid polarizer |
| US7630133B2 (en) | 2004-12-06 | 2009-12-08 | Moxtek, Inc. | Inorganic, dielectric, grid polarizer and non-zero order diffraction grating |
| US7570424B2 (en) | 2004-12-06 | 2009-08-04 | Moxtek, Inc. | Multilayer wire-grid polarizer |
| US7800823B2 (en) | 2004-12-06 | 2010-09-21 | Moxtek, Inc. | Polarization device to polarize and further control light |
| US8755113B2 (en) | 2006-08-31 | 2014-06-17 | Moxtek, Inc. | Durable, inorganic, absorptive, ultra-violet, grid polarizer |
| US7789515B2 (en) | 2007-05-17 | 2010-09-07 | Moxtek, Inc. | Projection device with a folded optical path and wire-grid polarizer |
| US8248696B2 (en) | 2009-06-25 | 2012-08-21 | Moxtek, Inc. | Nano fractal diffuser |
| US8611007B2 (en) | 2010-09-21 | 2013-12-17 | Moxtek, Inc. | Fine pitch wire grid polarizer |
| US8913321B2 (en) | 2010-09-21 | 2014-12-16 | Moxtek, Inc. | Fine pitch grid polarizer |
| US8873144B2 (en) | 2011-05-17 | 2014-10-28 | Moxtek, Inc. | Wire grid polarizer with multiple functionality sections |
| US8913320B2 (en) | 2011-05-17 | 2014-12-16 | Moxtek, Inc. | Wire grid polarizer with bordered sections |
| US8922890B2 (en) | 2012-03-21 | 2014-12-30 | Moxtek, Inc. | Polarizer edge rib modification |
| US9354374B2 (en) | 2013-10-24 | 2016-05-31 | Moxtek, Inc. | Polarizer with wire pair over rib |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3230537A (en) * | 1959-05-22 | 1966-01-18 | Telefunken Ag | Feed horn with broad-band compensated polarization changer |
| US3029431A (en) * | 1960-06-30 | 1962-04-10 | Sperry Rand Corp | Broadband selective polarization antenna system |
| US3235870A (en) * | 1961-03-09 | 1966-02-15 | Hazeltine Research Inc | Double-reflector antenna with polarization-changing subreflector |
| US3340535A (en) * | 1964-06-16 | 1967-09-05 | Textron Inc | Circular polarization cassegrain antenna |
| GB1240529A (en) * | 1968-08-09 | 1971-07-28 | British Aircraft Corp Ltd | Polarisers |
| JPS5238709B2 (ja) * | 1971-12-27 | 1977-09-30 | ||
| IT1056100B (it) * | 1974-03-08 | 1982-01-30 | Thomson Csf | Multiplexore demultiplexore per antenna iperfrequenza |
| US4109253A (en) * | 1977-02-22 | 1978-08-22 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method and apparatus for substantially reducing cross polarized radiation in offset reflector antennas |
| US4144535A (en) * | 1977-02-22 | 1979-03-13 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method and apparatus for substantially reducing cross polarized radiation in offset reflector antennas |
| FR2382109A1 (fr) * | 1977-02-25 | 1978-09-22 | Thomson Csf | Transformateur de polarisation hyperfrequence |
| JPS5432949A (en) * | 1977-08-18 | 1979-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | Effective area antenna |
| IL66327A0 (ja) * | 1982-07-15 | 1982-11-30 | ||
| US4575726A (en) * | 1982-08-16 | 1986-03-11 | Rca Corporation | Antenna construction including two superimposed polarized parabolic reflectors |
| US4672334A (en) * | 1984-09-27 | 1987-06-09 | Andrew Corporation | Dual-band circular polarizer |
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-
1988
- 1988-12-22 US US07/289,336 patent/US4939526A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-12-06 CA CA002004724A patent/CA2004724A1/en not_active Abandoned
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- 1989-12-13 DE DE8989123067T patent/DE68906016T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-13 EP EP89123067A patent/EP0384021B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-22 JP JP1334702A patent/JP2584518B2/ja not_active Expired - Lifetime
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