JP2758909B2 - レフレクタ型マイクロ波アンテナ - Google Patents

レフレクタ型マイクロ波アンテナ

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JP2758909B2 JP63297166A JP29716688A JP2758909B2 JP 2758909 B2 JP2758909 B2 JP 2758909B2 JP 63297166 A JP63297166 A JP 63297166A JP 29716688 A JP29716688 A JP 29716688A JP 2758909 B2 JP2758909 B2 JP 2758909B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレフレクタ型マイクロ波アンテナに関し,特
にVSAT(極小開口端子局)アンテナに特に有用な支持構
造に関する。VSATアンテナはKuバンド即ち受信11.70−1
2.20GHz,送信14.00−14.50GHzバンドに使用する。VSAT
システムは私設通信システムとして広く使用される。1
個のシステムが数千のアンテナを必要とし,特にシステ
ムの主機能が多数の顧客との間の連続通信を行い,例え
ば販売対象,宗教及び地方的オフィス,サービスセンタ
ー等がある。このシステムは多数のアンテナを必要とす
るため,このアンテナを安価に,大量生産方式を使用し
て製造し,アンテナを野外で未熟者によって,所定結果
を得るように組立容易にすることが重要である。
発明の概要 本発明の主目的は新しいフレクタ型マイクロ波アンテ
ナを提供し,安価に大量生産可能であり野外でレフレク
タの所要形状を歪曲せずに急速に組立可能であり,マイ
クロ波アンテナの組立技法に未熟の作業者でも組立可能
とするにある。
本発明の他の重要な目的は,上述の新しいレフレクタ
型マイクロ波アンテナを提供し,パラボロイドのレフレ
クタと支持フレームとの間の自己アライメント連結部を
含み,これによって,大量生産部品が比較的広い範囲の
製造交差による変化があってもレフレクタの本質的形状
が歪曲することがない。
本発明の別の目的は、新しいレフレクタ型マイクロ波
アンテナを提供し,水平垂直面共に改善されたパターン
を生ずるようにする。
本発明の他の目的は,安価なレフレクタ支持取付孝造
を提供し,アンテナの照準を容易にし,良い構造的一本
性を有する。
本発明の他の目的と利点は後述の図面による説明にお
いて明らかにされる。
上述の目的を達するための本発明によるレフレクタ型
マイクロ波アンテナは,パラポロイドのレフレクタと,
レフレクタの焦点位置にありマイクロ波信号をレフレク
タに供給しマイクロ波信号をレフレクタから受けるフィ
ードホーンとの組合せと,レフレクタとフィードホーン
の支持フレームとを備え,該フレームはレフレクタの後
側に沿って延長してレフレクタの後側の3個の離間した
取付位置に達する3本の腕を含み,腕をレフレクタの後
側の離間した取付位置に取付ける手段を備えて各取付手
段が夫々の腕をレフレクタに取付けレフレクタに対して
相対運動可能の非締付位置と夫々の腕がレフレクタに強
固に取付けられた締付位置とを有し,取付手段が非締付
位置の時に夫々の腕のレフレクタに対する傾動運動を可
能にし,取付手段が締付位置の時に腕がレフレクタに対
して異なる位置を可能にする揺動手段を取付手段に含
む。
好適な実施例によって,取付手段がレフレクタの後側
に固着した外周フランジを有し夫々の腕とレフレクタと
の間に伝達される力をフランジの囲むレフレクタ部分に
分布させるカップ状部材と,各カップ状部材の中央部を
半径腕の1個に固着するボルトとを含み,揺動手段がボ
ルトと夫々の腕との間に配置し腕をボルトの軸線に対し
て傾動可能とする。
フィードホーン支持フレームのアンテナパターンに対
する悪影響を減少するための実施例は,支持フレームが
レフレクタの縁部からレフレクタの開口内に延長してフ
ィードホーンを支持するブームを含み,アンテナ開口の
軸線に面するブーム面を逆V型横断面としてブームの占
める部分でのブームのアンテナパターンに対する悪影響
を減少する。逆V型断面の角度を約100゜とする。
実施例 本発明は種々の変型が可能であり,本発明が好適な実
施例について説明するが実施例並びに図面は例示であっ
て発明を限定するものではない。
第1図に示すアンテナはパラボロイドのレフレクタ10
を含み,送受信マイクロ波信号を遠隔のステーションと
フィードホーン11との間に反射させる。好適な例でレフ
レクタ10はアルミニウム円板から両軸線方向に延伸形成
し,円板の円周は後方次に外方に曲げてレフレクタを補
強する。フィードホーン11はレフレクタ10の凹面を画成
するパラボロイドの焦点位置Fにある。
周知の通り,レフレクタ型マイクロ波アンテナの性能
を最適にするには第1に反射を所要のパラボロイド形に
適合させて製造するだけでなく,アンテナの取付操作間
所要の形状を保つことを必要とする。レフレクタ面が所
要の理論的パラボロイド形状から逸脱する程度を通常は
“RMS"単位で表現し,これはレフレクタ面の精密度をレ
フレクタ面の各種の点で所要理論形からの実際の逸脱の
測定に基く既知の評価技法の数値結果である。
第2図に示す通り,図示のアンテナはオフセット型で
あり,パロボロイド面の焦点Fがアンテナ開口の中心線
CLからオフセットする。このオフセット配置はフィード
ホーン11をアンテナ開口の最高電界分野から離し開口の
給電阻止の逆効果を減少させる。このオフセット配置は
更にフィードホーン11の支持構造をアンテナ開口の縁部
に近い比較的低い電界強度の部分の位置とし,アンテナ
パターンの支持構造の悪影響を減少する。
レフレクタの裏側でアンテナを垂直柱12にフレームに
よって取付け,フレームは曲面の垂直ビーム13とビーム
13の両側から横方向に延長する2本の側部腕14,15を有
する。2本の側部腕14,15は好適な例でアルミニウム鋳
物とし,好適な例で四角のアルミニウム管とした垂直ビ
ーム13の両側に強固にボルトで固着する。
側部腕14,15は後方に延長するフランジ16,17を含み,
柱12の頂部に固着した取付ケーシング18にアンテナを枢
支する。この枢支取付は調節ストラット19によってアン
テナの角度を容易に調節でき,アンテナの照準を容易に
する。アンテナを所要角度に調節した時に,フランジと
ブラケットを通るボルト20のナットを締めてフランジ1
6,17を強固に取付ケーシングにロックする。
本発明の重要な特徴によって,側部腕14,15の外方端
及び垂直ビーム13の上端をレフレクタの後側に3個の離
間した取付位置で取付け,各取付位置の取付装置は取付
装置の固有前はフレーム部材とレフレクタ面との間の相
対回動運動可能とする枢支装置を含む。第3図の例で
は,側部腕15の外方端はレフレクタの裏側の支持部材30
に枢支し,球面ナット32,33を支持するボルト31を腕15
の両側の凹面ワッシャ34,35に係合させて取付ける。ボ
ルト31を通すために腕15,ワッシャ34,35に形成する孔は
ボルトの直径よりも大きくし,ボルト31と腕15との間の
環状スペースによって腕とボルトとの間の限定自由回動
運動を可能にする。ナット32,33が緩い時は,ナット32,
33とワッシャ34,35の形成する揺動継手を中心として腕1
5はボルト31の軸線に対して傾動可能である。
後述する通り,ボルト31の軸線はレフレクタ10と支持
部材30の形状によって固定される。それ故揺動継手は腕
15をレフレクタ面に対して異なる位置を取ることを可能
にする。ナット32,33を締めて腕15をボルト31,支持部材
30に対してクランプした時に,揺動継手は腕15は傾動位
置に固定し,腕15,レフレクタ10に歪み応力を生じな
い。
アンテナ組立体の名部品は高速製造技法によって大量
生産されるため,組立てるべき各素子の位置は通常の製
作公差の範囲で変化がある。例えば第3図に示すサブ組
立体で相違の生ずるのは,支持腕15の外端部の位置,ボ
ルト31を通すための腕に形成したボルト孔の位置,ボル
ト孔軸線と支持腕15の面及び支持部材30の後端部の間の
角度,支持部材30とレフレクタ10の後面に取付けた他の
2個の支持部材との相対位置,支持部材30のボルト係合
孔の位置がある。球面ナットとワッシャによって形成し
た揺動継手のため,製作公差による各部品のアライメン
ト変化は,腕15がボルト31,支持部材30の軸線に対して
異なる角度位置を取り得るために吸収される。即ち,各
種部品の組立間に腕15が自動的に傾動してミスアライメ
ントを吸収するため,この組立は実際上自己アライメン
トとなる。
他の実施例による揺動継手組立体を第4図に示す。こ
の実施例では,球面ナット33と対応するワッシャ35に代
えて球面37を有する球面ワッシャ36を腕15の前側に形成
した対応する凹面に係合させる。球面ワッシャ36は腕15
を通す丸頭四角首ボルト38のヘッド側の位置とする。ボ
ルト38の他端は第3図と同様の球面ナット32とワッシャ
34を有しロックナット39を付加する。この構成は前と同
様に腕15の両側即ちボルト38の両側に揺動継手を形成
し,ボルト38と腕15との間に限定した回動運動を可能に
する。
第2の側部腕14と主ビーム13とは側部腕15と同様の取
付組立体を介してレフレクタ10に連結される。この取付
組立体は側部腕15で説明した組立体と同様の支持部材4
0,50を有する。3個の各支持部材30,40,50の連結のため
に同様の揺動継手を設け,3個の凡ての取付位置でのミス
アライメントを吸収するに必要な相対運動を行う。
本発明の他の重要な特徴によって,カップ状支持部材
30は一体の型打で形成し外方に延長するフランジ60を外
周に形成し3個のボルト61,62,63と対応するナット64,6
5,66によってレフレクタ10に取付ける。支持部材30の中
央部はレフレクタ10から離れて後方に延長し,支持部材
30の最後部の中央を通るボルト31を介して側部腕15に取
付ける。支持部材30の後方に延長する壁は多少の曲りが
可能であり,小さな力又は大きな力の分力がレフレクタ
の形状に悪影響を生ずるのを防ぐ。
本発明の他の特徴によって,フィードホーン11は片持
ブームの端部に支持し,ブームの内向き面を逆V断面と
し,ブームの占める部分でのブームのアンテナパターン
に対する悪影響を減少する。フィードホーンをオフセッ
ト位置とし片持支持部材で支持してもフィードホーン支
持部材からの反射はアンテナパターンに対して著しい歪
みを導入する。フィードホーン支持ブームが本発明の面
構造を有する場合には,パターンを著しく改良し,パタ
ーンFCC規格以内とする。
図示の例でフィードホーン11は垂直ビーム13の底部か
ら片持としたブーム70の端部に支持する。ビーム13とブ
ーム70とは2枚のガセット71,72をビームとブームにボ
ルト止めして連結する。ブーム70はレフレクタ10の縁部
を超えて前方にパラボロイド面の焦点に向けてアンテナ
の開口内に延長する。フィードホーン11はブーム70の前
端にボルト止めしたL型ブラケット73に取付ける。
第6図に示す通り,ブーム70は五角形断面であり,3個
の直角壁74,75,76を有する。他の2個の壁77,78は壁74,
76に130゜の角度で交叉し,壁77,78間の角度は100゜で
ある。かくして,両壁77,78は前述の逆V面を形成し,
アンテナ開口の軸線に面する面となる。勿論,非直角壁
77,78の形成する頂部付の面がブーム70の負荷支持壁を
形成する必要はない。ブームは通常の四角管から形成し
比較的薄い逆V型レフレクタを管の一側に取付ける。
上述によって明らかにされた通り,本発明によるアン
テナ支持構造は未熟練者が野外で容易に組立可能であ
り,レフレクタのパラボロイド形状を歪曲させる危険は
殆どない。支持組立の各種部品は通常のボルトナットと
ねじによって互いに取付可能であり,レフレクタに対す
る自己アライメント連結はレフレクタ形状の歪曲を防ぐ
と共に,組立てるべき各種部品の製造公差を吸収する。
更に組立は交価な取付具又は特殊な接着剤を使用せずに
行い,野外の場合でも急速に完成する。尚,凡ての部品
は型打,鋳造等の通常の技法を使用して容易に大量生産
でき,組合せ部品の精密加工の必要はない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるVSATアンテナの側面図,第2図は
第1図の2−2線に沿いアンテナ構造の後部を示す断面
図,第3図は第2図の3−3線に沿う拡大断面図,第4
図は第3図と同様でありアンテナ構造の他の実施例を示
す図,第5図は第1図のアンテナのフィードホーンを支
持するブームの拡大側面図,第6図は第5図の6−6線
に沿う断面図である。 10……レフレクタ、11……フィードホーン、12……柱、
13……ビーム、14,15……側部腕、16,17……フランジ、
19……調節ストラット、20,31,38……ボルト、30,40,50
……支持部材、32,33……球面ナット、34,35……凹面ワ
ッシャ、36……球面ワッシャ、70……ブーム、77,78…
…逆V型壁
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01Q 1/12 H01Q 15/16 H01Q 19/12 - 19/13

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レフレクタ型マイクロ波アンテナであっ
    て、 パラボロイド形状のレフレクタと、 前記レフレクタの焦点位置に設けられ、マイクロ波信号
    を該レフレクタに送信し且つ又該レフレクタからのマイ
    クロ波信号を受信するフィードホーンと、 前記レフレクタの後面側にある三つの離間した取付位置
    まで該後面側に沿って延在する三本の腕を備えると共に
    前記レフレクタ及び前記フィードホーンを支持する支持
    フレームと、 前記腕を前記レフレクタの後面側の前記取付位置へ取り
    付ける取付手段とを具備し、 前記取付手段が非締付位置の時に、前記腕は前記レフレ
    クタに対して移動自在であり、前記取付手段が締付位置
    の時には、前記腕は前記レフレクタに対して強固に取り
    付けられ、 前記取付手段は又揺動手段を有し、該揺動手段は、前記
    非締付位置の時に前記腕を前記レフレクタの表面に対し
    て揺動自在とする一方、前記締付位置の時に前記腕を前
    記レフレクタに対し異なる位置をとらせ、 前記取付手段は更に、前記レフレクタの後面側に取り付
    けられた外周フランジを有するカップ状部材を有し、も
    って、前記腕の各々と前記レフレクタとの間で伝達され
    る力を該外周フランジによって囲まれたレフレクタの全
    域に亘って分散せしめ、又、前記取付手段は、前記カッ
    プ状部材の各々の中央部を前記腕の一つに固着するボル
    トを備え、 前記揺動手段は、前記ボルトの各々と前記腕の夫々の間
    に配置され、該腕を前記ボルトの軸線に対して傾動可能
    とすることを特徴とするレフレクタ型マイクロ波アンテ
    ナ。
  2. 【請求項2】前記揺動手段は、球面ナット及びワッシャ
    を含んで成る請求項1に記載のレフレクタ型マイクロ波
    アンテナ。
  3. 【請求項3】前記揺動手段は、凹/凸面ワッシャ及び通
    常のナットを含んで成る請求項1に記載のレフレクタ型
    マイクロ波アンテナ。
  4. 【請求項4】前記揺動手段は、凹面のワッシャ及び凸面
    のナットを含んで成る請求項1に記載のレフレクタ型マ
    イクロ波アンテナ
  5. 【請求項5】前記揺動手段は、凸面のワッシャ及び凹面
    のナットを含んで成る請求項1に記載のレフレクタ型マ
    イクロ波アンテナ
  6. 【請求項6】レフレクタ型マイクロ波アンテナであっ
    て、 パラボロイド形状のレフレクタと、 前記レフレクタの焦点位置に設けられ、マイクロ波信号
    を該レフレクタに送信し且つ又該レフレクタからのマイ
    クロ波信号を受信するフィードホーンと、 前記レフレクタの後面側にある三つの離間した取付位置
    まで該後面側に沿って延在する三本の腕を備えると共に
    前記レフレクタ及び前記フィードホーンを支持する支持
    フレームと、 前記腕を前記レフレクタの後面側の前記取付位置へ取り
    付ける取付手段とを具備し、 前記取付手段が非締付位置の時に、前記腕は前記レフレ
    クタに対して移動自在であり、前記取付手段が締付位置
    の時には、前記腕は前記レフレクタに対して強固に取り
    付けられ、 前記取付手段は揺動手段を有し、該揺動手段は、前記非
    締付位置の時に前記腕を前記レフレクタの表面に対して
    揺動自在とする一方、前記締付位置の時に前記腕を前記
    レフレクタに対し異なる位置をとらせ、 前記取付手段は更に、前記レフレクタの後面側に取り付
    けられた外周フランジを有するカップ状部材を有し、も
    って、前記腕の各々と前記レフレクタとの間で伝達され
    る力を、前記レフレクタの適切な形状を変えることな
    く、該外周フランジによって囲まれたレフレクタの全域
    に亘って分散せしめることを特徴とするレフレクタ型マ
    イクロ波アンテナ。
  7. 【請求項7】レフレクタ型マイクロ波アンテナであっ
    て、 パラボロイド形状のレフレクタと、 前記レフレクタの焦点位置に設けられ、マイクロ波信号
    を該レフレクタに送信し且つ又該レフレクタからのマイ
    クロ波信号を受信するフィードホーンと、 前記レフレクタの後面側にある三つの離間した取付位置
    まで該後面側に沿って延在する三本の腕を備えると共に
    前記レフレクタ及び前記フィードホーンを支持する支持
    フレームと、 前記腕を前記レフレクタの後面側の前記取付位置へ夫々
    取り付ける取付手段とを具備し、 該取付手段が非締付位置の時に、前記腕は前記レフレク
    タに対して移動自在であり、該取付手段が締付位置の時
    には、前記腕は前記レフレクタに対して強固に取り付け
    られ、 前記取付手段は又揺動手段を有し、該揺動手段は、前記
    非締付位置の時に前記腕を前記レフレクタの表面に対し
    て揺動自在とする一方、前記締付位置の時に前記腕を前
    記レフレクタに対し異なる位置をとらせ、 前記支持フレームは、前記レフレクタの縁部から該レフ
    レクタの開口内へと前方に延出して前記フィードホーン
    を支持するブームを有し、前記アンテナの軸に対向する
    前記ブームの面を断面逆V字型にして、前記ビームの占
    める領域におけるアンテナパターンに対して前記ブーム
    が悪影響を与えないようにしたことを特徴とするレフレ
    クタ型マイクロ波アンテナ。
  8. 【請求項8】前記逆V字型断面の角度が約100゜である
    請求項7に記載のレフレクタ型マイクロ波アンテナ。
  9. 【請求項9】前記ブームの断面が五角形である請求項7
    又は8に記載のレフレクタ型マイクロ波アンテナ。
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