JP2605939B2 - マルチビームアンテナ - Google Patents
マルチビームアンテナInfo
- Publication number
- JP2605939B2 JP2605939B2 JP2226310A JP22631090A JP2605939B2 JP 2605939 B2 JP2605939 B2 JP 2605939B2 JP 2226310 A JP2226310 A JP 2226310A JP 22631090 A JP22631090 A JP 22631090A JP 2605939 B2 JP2605939 B2 JP 2605939B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- revolution
- paraboloid
- reflecting mirror
- antenna
- paraboloids
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- 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） 本発明は、方向が異なる複数の電波の送受波を行うマ
ルチビームアンテナに係り、特に２方向群に分けたとき
それらの方向が大きく異なる場合のアンテナ構成技術に
関する。
ルチビームアンテナに係り、特に２方向群に分けたとき
それらの方向が大きく異なる場合のアンテナ構成技術に
関する。
（従来の技術） 近年では、衛星利用技術の進展に伴い送受信の対象と
なる多数の衛星が静止軌道上に打ち上げられているが、
各衛星ごとにアンテナを設置するのは場所や費用等の面
で得策ではないところから、１つのアンテナで複数の衛
星と送受信できるマルチビームアンテナが研究開発され
ている。
なる多数の衛星が静止軌道上に打ち上げられているが、
各衛星ごとにアンテナを設置するのは場所や費用等の面
で得策ではないところから、１つのアンテナで複数の衛
星と送受信できるマルチビームアンテナが研究開発され
ている。
この種のマルチビームアンテナとしては、従来、例え
ば第３図に示すようなトーラス反射鏡８を用いたものが
知られている（特公昭57−6281号公報）。トーラス反射
鏡８は、放物線をその中心軸にほぼ直交した直線（トー
ラス回転軸）７のまわりに回転してできる曲面からなる
反射鏡である。そして、２個の１次放射器18、同19を備
えるが、これらはトーラス回転軸７のまわりにビーム分
離角δだけ回転移動した位置に配置される。
ば第３図に示すようなトーラス反射鏡８を用いたものが
知られている（特公昭57−6281号公報）。トーラス反射
鏡８は、放物線をその中心軸にほぼ直交した直線（トー
ラス回転軸）７のまわりに回転してできる曲面からなる
反射鏡である。そして、２個の１次放射器18、同19を備
えるが、これらはトーラス回転軸７のまわりにビーム分
離角δだけ回転移動した位置に配置される。
このマルチビームアンテナでは、ビーム毎に使用領域
81、同82が異なるが、使用領域を一部共用することで反
射鏡８の面積を大きくしないで済む点に特徴がある。例
えば４個の衛星が静止軌道上の東経150゜、同154゜、同
158゜及び同162゜に配置されている場合のようにビーム
分離角δが10゜前後の場合は反射鏡８はそれほど大きく
はならないのである。
81、同82が異なるが、使用領域を一部共用することで反
射鏡８の面積を大きくしないで済む点に特徴がある。例
えば４個の衛星が静止軌道上の東経150゜、同154゜、同
158゜及び同162゜に配置されている場合のようにビーム
分離角δが10゜前後の場合は反射鏡８はそれほど大きく
はならないのである。
（発明が解決しようとする課題） ところが、前記４個の衛星（第１方向群とする）に加
えて、静止軌道上の例えば110゜に配置される衛星（第
２方向群とする）をも対象にしようとすると、地上から
見た両方向群の衛星は約55゜離れて見える。
えて、静止軌道上の例えば110゜に配置される衛星（第
２方向群とする）をも対象にしようとすると、地上から
見た両方向群の衛星は約55゜離れて見える。
そうすると、前述した従来のマルチビームアンテナで
は、ビーム分離角δが55゜前後となり、第１方向群のビ
ーム方向に対する使用領域と第２方向群のビーム方向に
対する使用領域とで共用できる部分がなくなり、その結
果反射鏡８の面積が大きくなり、マルチビームアンテナ
本来の目的が損なわれるという問題がある。
は、ビーム分離角δが55゜前後となり、第１方向群のビ
ーム方向に対する使用領域と第２方向群のビーム方向に
対する使用領域とで共用できる部分がなくなり、その結
果反射鏡８の面積が大きくなり、マルチビームアンテナ
本来の目的が損なわれるという問題がある。
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、そ
の目的は、複数の電波方向を２方向群に分けたときそれ
らの方向が大きく異なる場合でも本来の目的を損なわな
いで済むマルチビームアンテナを提供することにある。
の目的は、複数の電波方向を２方向群に分けたときそれ
らの方向が大きく異なる場合でも本来の目的を損なわな
いで済むマルチビームアンテナを提供することにある。
（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明のマルチビームア
ンテナは次の如き構成を有する。
ンテナは次の如き構成を有する。
即ち、本発明のマルチビームアンテナは、１点におい
て座標値及び法線を一致させた互いに異なる２つの回転
放物面の座標値の加重平均によって前記１点を中心付近
とする曲面が定められる反射鏡と；前記２つの回転放物
面の一方の焦点近傍に配置される１つの第１の１次放射
器または２以上の第１の１次放射器群と；前記２つの回
転放物面の他方の焦点近傍に配置される１つの第２の１
次放射器または２以上の第２の１次放射器群と；を備え
たことを特徴とするものである。
て座標値及び法線を一致させた互いに異なる２つの回転
放物面の座標値の加重平均によって前記１点を中心付近
とする曲面が定められる反射鏡と；前記２つの回転放物
面の一方の焦点近傍に配置される１つの第１の１次放射
器または２以上の第１の１次放射器群と；前記２つの回
転放物面の他方の焦点近傍に配置される１つの第２の１
次放射器または２以上の第２の１次放射器群と；を備え
たことを特徴とするものである。
（作 用） 次に、前記の如く構成される本発明のマルチビームア
ンテナの作用を説明する。
ンテナの作用を説明する。
本発明のマルチビームアンテナでは、反射鏡の曲面を
互いに異なる２つの回転放物面の座標値の加重平均によ
って定められる曲面とし、しかもこれら２つの回転放物
面は当該反射鏡の中心付近の１点においてその座標値及
び法線を一致させてある。そして、これら２つの回転放
物面それぞれの焦点近傍に１または２以上の１次放射器
を配置してある。
互いに異なる２つの回転放物面の座標値の加重平均によ
って定められる曲面とし、しかもこれら２つの回転放物
面は当該反射鏡の中心付近の１点においてその座標値及
び法線を一致させてある。そして、これら２つの回転放
物面それぞれの焦点近傍に１または２以上の１次放射器
を配置してある。
その結果、２つの回転放物面の回転中心軸は比較的大
きな角で交差することになるから、２つの大きく異なる
方向群の電波を反射鏡の大部分を共用して送受波できる
ことになる。
きな角で交差することになるから、２つの大きく異なる
方向群の電波を反射鏡の大部分を共用して送受波できる
ことになる。
（実 施 例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に係るマルチビームアンテ
ナの概念図である。このマルチビームアンテナは、反射
鏡１、第１群の１次放射器（11,12,13,14）及び第２群
の１次放射器21（本実施例では１個）から構成されてい
る。以下の説明では本発明のアンテナを送信アンテナと
して使用する場合について述べるが、アンテナの可逆性
により、受信アンテナとして使用する場合にも同様な効
果が得られる。
ナの概念図である。このマルチビームアンテナは、反射
鏡１、第１群の１次放射器（11,12,13,14）及び第２群
の１次放射器21（本実施例では１個）から構成されてい
る。以下の説明では本発明のアンテナを送信アンテナと
して使用する場合について述べるが、アンテナの可逆性
により、受信アンテナとして使用する場合にも同様な効
果が得られる。
第１図の構成において、第１群の１次放射器から放射
された電磁波は、反射鏡１で反射された後、それぞれ3
1,32,33,34の方向に放射される。他方、第２群の１次放
射器21から放射された電磁波は、反射鏡１で反射された
後、第１群のとは大きく異なる41の方向に放射される。
された電磁波は、反射鏡１で反射された後、それぞれ3
1,32,33,34の方向に放射される。他方、第２群の１次放
射器21から放射された電磁波は、反射鏡１で反射された
後、第１群のとは大きく異なる41の方向に放射される。
次に、本発明のアンテナの動作原理を第２図を参照し
て説明する。
て説明する。
反射鏡１は、２つの異なる回転放物面Ａ及び同Ｂの加
重平均として求められる曲面である。即ち、回転放物面
Ａの式をZA＝fA（X,Y）、回転放物面Ｂの式をZB＝f
B（X,Y）としたとき反射鏡１を Ｚ＝ZAm＋ZB（１−ｍ） ……（１） で定義する。ここで、ｍは加重平均の重みである。これ
は０≦ｍ≦１であり後述する方法で定める。また、X,Y,
Zの座標は第２図のように定める。
重平均として求められる曲面である。即ち、回転放物面
Ａの式をZA＝fA（X,Y）、回転放物面Ｂの式をZB＝f
B（X,Y）としたとき反射鏡１を Ｚ＝ZAm＋ZB（１−ｍ） ……（１） で定義する。ここで、ｍは加重平均の重みである。これ
は０≦ｍ≦１であり後述する方法で定める。また、X,Y,
Zの座標は第２図のように定める。
また、回転放物面Ａ及び回転放物面Ｂは第２図に示す
ように反射鏡１の中心附近の１点Ｐにおいてその座標値
が一致し（ZA＝ZB）さらに、点Ｐにおける回転放物面Ａ
の法線ベクトルと回転放物面Ｂの法線ベクトルが一致す
るように設定されている。このようにすることによって
回転放物面Ａ及び回転放物面Ｂは点Ｐの近傍においてほ
とんど一致し、反射鏡１の全面にわたってもおおむね一
致するようにできる。
ように反射鏡１の中心附近の１点Ｐにおいてその座標値
が一致し（ZA＝ZB）さらに、点Ｐにおける回転放物面Ａ
の法線ベクトルと回転放物面Ｂの法線ベクトルが一致す
るように設定されている。このようにすることによって
回転放物面Ａ及び回転放物面Ｂは点Ｐの近傍においてほ
とんど一致し、反射鏡１の全面にわたってもおおむね一
致するようにできる。
そして、第１群の１次放射器（11,12,13,14）は回転
放物面Ａの焦点FAの近傍に、第２群の１次放射器21は回
転放物面Ｂの焦点FBに置かれている。
放物面Ａの焦点FAの近傍に、第２群の１次放射器21は回
転放物面Ｂの焦点FBに置かれている。
さて、式（１）において重みｍが１のとき、即ち、反
射鏡１が回転放物面Ａと一致している場合（Ｚ＝ZA）を
考える。このとき、点FAから発射されるいくつかの光線
を考えた場合、これらの光線は反射鏡１（いまの場合は
回転放物面Ａに等しい）で反射された後に光路長誤差が
なく回転放物面Ａの回転中心軸51と平行な光線となる。
即ち、位相誤差による能率の低下なしで回転中心軸51の
方向へビームを放射できる。また、点FBから発射される
いくつかの光線を考えた場合、これらの光線は反射鏡１
で反射された後平行光線とはならず、光路長誤差が生じ
る。しかし、反射鏡１（いまの場合は回転放物面Ａに等
しい）はおおむね回転放物面Ｂに等しいので、おおむね
回転放物面Ｂの回転中心軸52と平行な光線となり位相誤
差による能率低下をともなうものの回転中心軸52の方向
にビームを放射できる。
射鏡１が回転放物面Ａと一致している場合（Ｚ＝ZA）を
考える。このとき、点FAから発射されるいくつかの光線
を考えた場合、これらの光線は反射鏡１（いまの場合は
回転放物面Ａに等しい）で反射された後に光路長誤差が
なく回転放物面Ａの回転中心軸51と平行な光線となる。
即ち、位相誤差による能率の低下なしで回転中心軸51の
方向へビームを放射できる。また、点FBから発射される
いくつかの光線を考えた場合、これらの光線は反射鏡１
で反射された後平行光線とはならず、光路長誤差が生じ
る。しかし、反射鏡１（いまの場合は回転放物面Ａに等
しい）はおおむね回転放物面Ｂに等しいので、おおむね
回転放物面Ｂの回転中心軸52と平行な光線となり位相誤
差による能率低下をともなうものの回転中心軸52の方向
にビームを放射できる。
次に、式（１）において重みｍが０のとき、即ち、反
射鏡１が回転放物面Ｂと一致している場合（Ｚ＝ZB）を
考える。このときは上述の場合と逆となり、回転中心軸
52の方向には位相誤差による能率の低下なく、また、回
転中心軸51の方向には若干の能率低下をともなってビー
ムを放射できる。
射鏡１が回転放物面Ｂと一致している場合（Ｚ＝ZB）を
考える。このときは上述の場合と逆となり、回転中心軸
52の方向には位相誤差による能率の低下なく、また、回
転中心軸51の方向には若干の能率低下をともなってビー
ムを放射できる。
さらに、ｍ＝0.5のときは、反射鏡１は回転放物面Ａ
と回転放物面Ｂの中間の曲面となり、回転中心軸51と同
52の方向へほとんど同じ能率でビームを放射できる。
と回転放物面Ｂの中間の曲面となり、回転中心軸51と同
52の方向へほとんど同じ能率でビームを放射できる。
ここに、回転中心軸51と同52は比較的大きな角で交差
するから、両放射ビームは反射鏡１の大部分を共用しつ
つ大きく異なる２方向へ放射されることになる。
するから、両放射ビームは反射鏡１の大部分を共用しつ
つ大きく異なる２方向へ放射されることになる。
なお、以上の説明から明白なように、重みｍを０から
１の範囲で変えることにより、回転中心軸51と回転中心
軸52の方向へのビーム放射の能率の大小関係を変化させ
ることができる。従って、異なる２方向への利得の要求
の大小に応じてｍを定めればよい。
１の範囲で変えることにより、回転中心軸51と回転中心
軸52の方向へのビーム放射の能率の大小関係を変化させ
ることができる。従って、異なる２方向への利得の要求
の大小に応じてｍを定めればよい。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明のマルチビームアンテナ
によれば、反射鏡の曲面を互いに異なる２つの回転放物
面の座標値の加重平均によって定められる曲面とし、し
かもこれら２つの回転放物面は当該反射鏡の中心付近の
１点においてその座標値及び法線を一致させてある。そ
して、これら２つの回転放物面それぞれの焦点近傍に１
または２以上の１次放射器を配置してあるので、２つの
回転放物面の回転中心軸は比較的大きな角で交差するこ
とになり、２つの大きく異なる方向群の電波を反射鏡の
大部分を共用して送受波できる効果がある。
によれば、反射鏡の曲面を互いに異なる２つの回転放物
面の座標値の加重平均によって定められる曲面とし、し
かもこれら２つの回転放物面は当該反射鏡の中心付近の
１点においてその座標値及び法線を一致させてある。そ
して、これら２つの回転放物面それぞれの焦点近傍に１
または２以上の１次放射器を配置してあるので、２つの
回転放物面の回転中心軸は比較的大きな角で交差するこ
とになり、２つの大きく異なる方向群の電波を反射鏡の
大部分を共用して送受波できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例に係るマルチビームアンテナ
の概念図、第２図は動作原理を説明するための断面図、
第３図は従来のマルチビームアンテナの概念図である。 １……反射鏡、２……法線ベクトル、11,12,13,14……
第１群の１次放射器、21……第２群の１次放射器、31,3
2,33,34……第１群のビーム放射方向、41……第２群の
ビーム放射方向、51,52……回転放物面Ａ及び同Ｂの回
転中心軸。
の概念図、第２図は動作原理を説明するための断面図、
第３図は従来のマルチビームアンテナの概念図である。 １……反射鏡、２……法線ベクトル、11,12,13,14……
第１群の１次放射器、21……第２群の１次放射器、31,3
2,33,34……第１群のビーム放射方向、41……第２群の
ビーム放射方向、51,52……回転放物面Ａ及び同Ｂの回
転中心軸。
Claims (1)
- 【請求項１】１点において座標値及び法線を一致させた
互いに異なる２つの回転放物面の座標値の加重平均によ
って前記１点を中心付近とする曲面が定められる反射鏡
と；前記２つの回転放物面の一方の焦点近傍に配置され
る１つの第１の１次放射器または２以上の第１の１次放
射器群と；前記２つの回転放物面の他方の焦点近傍に配
置される１つの第２の１次放射器または２以上の第２の
１次放射器群と；を備えたことを特徴とするマルチビー
ムアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2226310A JP2605939B2 (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | マルチビームアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2226310A JP2605939B2 (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | マルチビームアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04108202A JPH04108202A (ja) | 1992-04-09 |
| JP2605939B2 true JP2605939B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=16843200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2226310A Expired - Lifetime JP2605939B2 (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | マルチビームアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605939B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3131347B2 (ja) * | 1993-06-15 | 2001-01-31 | 三菱電機株式会社 | マルチビームアンテナ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63146502A (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-18 | Nec Corp | マルチビ−ムアンテナ |
-
1990
- 1990-08-28 JP JP2226310A patent/JP2605939B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04108202A (ja) | 1992-04-09 |
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