JP2740007B2 - Reflector antenna - Google Patents

Reflector antenna

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JP2740007B2
JP2740007B2 JP1168151A JP16815189A JP2740007B2 JP 2740007 B2 JP2740007 B2 JP 2740007B2 JP 1168151 A JP1168151 A JP 1168151A JP 16815189 A JP16815189 A JP 16815189A JP 2740007 B2 JP2740007 B2 JP 2740007B2
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reflector antenna
primary radiator
reflector
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大貴 中塚
実 奥村
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業の利用分野) この発明は、例えば人工衛星に搭載され、異なった周
波数の電波の送受信に供される反射鏡アンテナに関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a reflector antenna mounted on, for example, an artificial satellite and used for transmitting and receiving radio waves of different frequencies.

(従来の技術) 従来、この種の反射鏡アンテナにおいては、その給電
系を、第2図及び第3図に示すように構成することによ
り、異なった周波数での共用を実現していた。
(Prior Art) Conventionally, in a reflector antenna of this type, the feed system is configured as shown in FIGS. 2 and 3, thereby realizing common use at different frequencies.

即ち、第2図の給電系は、その反射鏡1の焦点に配置
される給電ホーンと称する一次放射器2の基部に対して
第1及び第2の入出力端3a,3bを有した分波器3を設
け、この分波器3の第1及び第2の入出力端3a,3bを介
して異なった周波数f1及びf2の入出力を行う。そして、
これら第1及び第2の入力端3a,3bから入力した周波数f
1及びf2の電磁波は、その分波器3を介して一次放射器
2に導かれて、一次放射器2の励振を行わしめる。
That is, the feed system shown in FIG. 2 is a splitter having first and second input / output terminals 3a and 3b with respect to a base of a primary radiator 2 called a feed horn disposed at the focal point of the reflecting mirror 1. A duplexer 3 is provided to input and output different frequencies f1 and f2 via first and second input / output terminals 3a and 3b of the duplexer 3. And
The frequency f input from these first and second input terminals 3a, 3b
The electromagnetic waves 1 and f2 are guided to the primary radiator 2 via the duplexer 3 to excite the primary radiator 2.

また、第3図の給電系は、その一次放射器2の周囲部
に複数のホーンアンテナ4を配置し、このホーンアンテ
ナ4及び一次放射器2でそれぞれ異なった周波数f1及び
f2の給電が行われる。
In the feed system of FIG. 3, a plurality of horn antennas 4 are arranged around the primary radiator 2, and the horn antenna 4 and the primary radiator 2 have different frequencies f1 and f1, respectively.
Power supply of f2 is performed.

ところが、上記反射鏡アンテナでは、前者の給電系を
設けた場合、その構成上、一次放射器2のホーン開口径
により、そのビーム幅が決定されてしまうため、共用す
る周波数が大きく異なると、周波数毎に最適なビーム幅
を確保することが困難となるという問題を有していた。
However, in the reflector antenna, when the former feed system is provided, the beam width is determined by the horn aperture diameter of the primary radiator 2 due to its configuration. There has been a problem that it is difficult to secure an optimum beam width for each time.

また、後者の給電系を設けた場合にあっては、通常、
反射鏡1の形状寸法及び所望のビーム幅に対応して給電
系の形状寸法が決まることにより、そのホーンアンテナ
4の開口径の上限に制約を受けるために、周波数に応じ
た最適なビーム幅を確保するための給電系の設計製作が
非常に面倒であるという問題を有していた。これは、特
に、人工衛星等の宇宙航行体に搭載する場合、その反射
鏡の形状寸法に制約を受けるために、その給電系の設計
制作が大きな問題となる。
In addition, when the latter power supply system is provided, usually,
Since the shape and size of the feed system are determined in accordance with the shape and size of the reflector 1 and the desired beam width, the upper limit of the aperture diameter of the horn antenna 4 is restricted. There was a problem that the design and production of the power supply system for securing the power supply were very troublesome. In particular, when it is mounted on a space vehicle such as an artificial satellite, the design and production of the power supply system become a serious problem because the shape and size of the reflector are restricted.

(発明が解決しようとする課題) 以上のべたように、従来の反射鏡アンテナでは、共用
する周波数が大きく異なると、周波数毎に最適のビーム
幅を確保するのが困難となるものであったり、あるいは
形状寸法に制約があると、最適のビーム幅を確保するの
が困難となるものであり、いずれのものも設計製作が面
倒であるという問題を有していた。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional reflector antenna, if the shared frequencies are significantly different, it is difficult to secure an optimum beam width for each frequency, Alternatively, if the shape and dimensions are restricted, it is difficult to secure an optimum beam width, and all of them have a problem that designing and manufacturing are troublesome.

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易
にして、最適なビーム幅の確保を実現し得、かつ、小形
化を図り得るようにした反射鏡アンテナを提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a reflector antenna which can realize an optimum beam width easily and can be made smaller. .

[発明の構成] (課題を解決しようとする手段) この発明は、反射鏡の焦点に、第1の周波数で給電す
る一次放射器を対向配置して、前記反射鏡を介して前記
第1の周波数の信号を送受する第1の給電系と、前記反
射鏡の鏡面上に、第2の周波数で給電するパッチアンテ
ナ上に複数の無給電素子を積重した複数のアレー素子を
所定の間隔に配置して、前記複数のアレー素子を介して
前記第2の周波数の信号を送受する第2の給電系とを備
えて反射鏡アンテナを構成したものである。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, a primary radiator for feeding power at a first frequency is arranged opposite to a focal point of a reflecting mirror, and the first radiator is arranged via the reflecting mirror. A first power supply system for transmitting and receiving a signal of a frequency, and a plurality of array elements in which a plurality of parasitic elements are stacked on a patch antenna for feeding at a second frequency on a mirror surface of the reflecting mirror at a predetermined interval. And a second feeding system for transmitting and receiving the signal of the second frequency via the plurality of array elements to constitute a reflector antenna.

(作用) 上記構成によれば、第1及び第2の給電系は、まず第
1の給電系を第1の周波数に対応するように設定し、こ
れに対応して、第2の給電系のアレー素子の配置間隔を
設定し、その後、アレー素子の無給電素子の数,形状寸
法及び相互間の間隔を第2の周波数に対応するように設
定することにより、第1及び第2の周波数に対応した最
適なビーム幅が確保される。従って、第2の給電系の無
給電素子を適宜設定することにより、第2の給電系を第
2の周波数に対応した最適なビーム幅に設定することが
可能となるために、簡易な設計製作が実現されると共
に、その小形化を図ることが可能となる。
(Operation) According to the above configuration, the first and second power supply systems first set the first power supply system to correspond to the first frequency, and accordingly, the second power supply system By setting the arrangement intervals of the array elements, and then setting the number, shape and size of the parasitic elements of the array elements and the interval between them to correspond to the second frequency, The corresponding optimum beam width is secured. Therefore, by appropriately setting the parasitic element of the second power supply system, it is possible to set the second power supply system to an optimum beam width corresponding to the second frequency, so that a simple design and manufacture is possible. Is realized, and the size can be reduced.

(実施例) 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳
細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例に係る反射鏡アンテナを
示すもので、反射鏡10の焦点には第1の給電系を構成す
る一次放射器11が、例えば図示しない通信機器に接続さ
れる導波管12を介して配置される。この一次放射器11は
所望の周波数f1に対応して設定され、その周囲の反射鏡
10の鏡面上には、第2の給電系のアレー素子を構成する
例えば、第1乃至第4のパッチアンテナ13a〜13dが配置
される。第1乃至第4のパッチアンテナ13a〜〜13dは第
1及び第2の電力分配器14,15を介して上記通信機器
(図示せず)に接続されるメイン電力分配器16に接続さ
れ、その上面には、例えば金属材料製の略円盤状の複数
の無給電素子17が支柱18を介して略同様に所定の間隔を
有して積重されて取付けられる。この無給電素子17は周
波数f2における所望のビーム幅に対応して、その数,形
状寸法及び相互の間隔が設定される。
FIG. 1 shows a reflector antenna according to an embodiment of the present invention. At a focal point of a reflector 10, a primary radiator 11 constituting a first feed system is connected to, for example, a communication device (not shown). It is arranged via a waveguide 12. The primary radiator 11 is set corresponding to a desired frequency f1, and a surrounding mirror is provided.
On the mirror surface of 10, for example, first to fourth patch antennas 13a to 13d constituting an array element of a second feeding system are arranged. The first to fourth patch antennas 13a to 13d are connected to a main power distributor 16 connected to the communication device (not shown) via first and second power distributors 14 and 15, and On the upper surface, a plurality of substantially disk-shaped parasitic elements 17 made of, for example, a metal material are stacked and attached at predetermined intervals substantially in the same manner via a support column 18. The number, shape and size of the parasitic elements 17 are set in accordance with the desired beam width at the frequency f2.

上記構成において、周波数f1の送受信時には一次放射
器11が給電されて送受信が行われる。そして、周波数f2
の送受信時には、第1乃至第4のパッチアンテナ13a〜1
3d及び無給電素子17で構成されるアレー素子が給電さ
れ、例えば、送信時にはメイン電力分配器16で、電磁波
が分配された後、第1及び第2の電力分配器14,15を介
してアレー素子がそれぞれ励振される。
In the above configuration, the primary radiator 11 is supplied with power when transmitting and receiving at the frequency f1. And the frequency f2
When transmitting / receiving the first to fourth patch antennas 13a to 13a-1
An array element composed of the 3d and the parasitic element 17 is supplied with power. For example, at the time of transmission, after the electromagnetic wave is distributed by the main power distributor 16, the array is transmitted through the first and second power distributors 14, 15. The elements are each excited.

このように、上記反射鏡アンテナは周波数f1に対応す
る第1の給電系を構成する一次放射器11の周囲に第1乃
至第4のパッチアンテナ13a〜13d上に複数の無給電素子
17を所定の間隔を有して積重した複数のアレー素子を所
定の間隔に配置した周波数f2に対応する第2の給電系を
設けるように構成した。これによれば、まず一次放射器
11を周波数f1に対応するように設定し、これに対応し
て、第1乃至第4のパッチアンテナ13a〜13dの配置間隔
を設定し、その後、その無給電素子17の数,形状寸法及
び相互間の間隔を周波数f2に対応するように設定するこ
とにより、周波数f1及びf2に対応した最適なビーム幅を
確保することができるために、第2の給電系を制作する
のに、その無給電素子が適宜設定することにより、制作
することができるので、可及的に簡便な設計製作が実現
される。また、これによれば、第2の給電系として、パ
ッチアンテナを用いて構成していることにより、従来の
ようにホーンアンテナを用いて構成した場合に比して、
可及的に小形化を図ることが可能となるため、特に人工
衛星等の宇宙航行体に搭載する場合に有効な効果が期待
される。
As described above, the reflector antenna has a plurality of parasitic elements on the first to fourth patch antennas 13a to 13d around the primary radiator 11 constituting the first feed system corresponding to the frequency f1.
The second power supply system corresponding to the frequency f2 in which a plurality of array elements 17 are stacked at predetermined intervals is arranged at predetermined intervals. According to this, first the primary radiator
11 is set so as to correspond to the frequency f1, the arrangement intervals of the first to fourth patch antennas 13a to 13d are set accordingly, and then the number, shape, size and mutual By setting the interval between them so as to correspond to the frequency f2, the optimum beam width corresponding to the frequencies f1 and f2 can be ensured. Since the device can be manufactured by appropriately setting the elements, design and manufacture as simple as possible are realized. In addition, according to this, since the second power supply system is configured using a patch antenna, compared with a conventional configuration using a horn antenna,
Since the size can be reduced as much as possible, an effective effect can be expected particularly when it is mounted on a spacecraft such as an artificial satellite.

なお、上記実施例では、一次放射器11の周囲部に、第
2の給電系を構成するアレー素子を4個配置して構成し
た場合で説明したが、この数に限ることなく、適用可能
である。
In the above embodiment, the case where four array elements constituting the second power supply system are arranged around the primary radiator 11 has been described. However, the present invention is not limited to this number but can be applied. is there.

よって、この発明は上記実施例に限ることなく、その
他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実
施し得ることは勿論のことである。
Therefore, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

[発明の効果] 以上詳述したように、この発明によれば、簡易にし
て、最適なビーム幅の確保を実現し得、かつ、小形化を
図り得るようにした反射鏡アンテナを提供することがで
きる。
[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a reflector antenna that can easily secure an optimum beam width and can be downsized. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例に係る反射鏡アンテナの要
部を示す図、第2図及び第3図は従来の反射鏡アンテナ
のの要部を示す図である。 10……反射鏡、11……一次放射器、12……導波管、13a
〜13d……第1乃至第4のパッチアンテナ、14,15……第
1及び第2の電力分配器、16……メイン電力分配器、17
……無給電素子、18……支柱。
FIG. 1 is a view showing a main part of a reflector antenna according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are views showing a main part of a conventional reflector antenna. 10 ... Reflector, 11 ... Primary radiator, 12 ... Waveguide, 13a
... 13d... First to fourth patch antennas, 14, 15... First and second power dividers, 16.
…… parasitic element, 18 …… post.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】反射鏡の焦点に、第1の周波数で給電する
一次放射器を対向配置して、前記反射鏡を介して前記第
1の周波数の信号を送受する第1の給電系と、 前記反射鏡の鏡面上に、第2の周波数で給電するパッチ
アンテナ上に複数の無給電素子を積重した複数のアレー
素子を所定の間隔に配置して、前記複数のアレー素子を
介して前記第2の周波数の信号を送受する第2の給電系
とを具備したことを特徴とする反射鏡アンテナ。
A first radiator for feeding power at a first frequency at a focal point of a reflecting mirror, and a first feeding system for transmitting and receiving a signal of the first frequency via the reflecting mirror; On the mirror surface of the reflector, a plurality of array elements in which a plurality of parasitic elements are stacked on a patch antenna that feeds at a second frequency are arranged at predetermined intervals, and the plurality of array elements are arranged via the plurality of array elements. And a second power supply system for transmitting and receiving a signal of a second frequency.
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