JP3245980B2 - マルチビームアンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、第１の組の
衛星を通信衛星、第２の組の衛星を放送衛星とし、これ
らの２組の衛星からの電波を同時に受信するために用い
るような、ビーム間隔の大きいマルチビームアンテナに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、図１５に示
すようなものがあった。この図は１９９２年電子情報通
信学会春季大会講演論文集、Ｂ−６８に示されたもので
ある。図１５（ａ）は従来のマルチビームアンテナの斜
視図、図１５（ｂ）は対称面５における断面図、図１５
（ｃ）は（ｂ）の、Ａ−Ａ′から左側を見た正面図を示
す。図において、１１１ａ，１１１ｂはそれぞれ一次放
射系１ａ，１ｂを構成する一次放射器として用いるホー
ン、２はパラボラ反射鏡、３はパラボラ反射鏡２のビー
ム軸、４ａ，４ｂはホーン１１１ａ，１１１ｂにより放
射されるビームの方向、５はパラボラ反射鏡２の焦点Ｆ
１とビーム軸３を含むパラボラ反射鏡の対称面、Ｆ２は
ビーム軸３上で収差が最も小さくなる点、Ｍ０はパラボ
ラ反射鏡における開口中心の点である。ビーム軸３は、
反射鏡２の鏡面形状を決定する回転放物面の軸、すなわ
ちパラボラ軸に平行で、反射鏡上で開口の中心である点
Ｍ０を通る軸としている。

【０００３】オフセットパラボラ反射鏡において、該反
射鏡の焦点以外の点に一次放射系を配置した場合には収
差が生じ、このため利得低下が生ずる。これらの収差の
うち、非点収差と呼ばれるものは、点Ｆ１と点Ｍ０とを
結ぶ線分と、点Ｍ０における反射鏡の法線とのなす角度
が、点Ｆ２と点Ｍ０とを結ぶ線分と、点Ｍ０における反
射鏡の法線とのなす角度と等しい場合、すなわちパラボ
ラアンテナのビーム軸に一次放射系を配置することによ
り除去できる。また、像面わん曲収差と呼ばれるもの
は、点Ｆ１と点Ｍ０とをむすぶ線分の長さに等しい距離
の点Ｆ２に一次放射系を配置することにより除去でき
る。すなわち、一次放射系１ｂを配置すべき点Ｆ２を、
ビーム軸上で、かつ点Ｆ２と点Ｍ０とをむすぶ線分の長
さを、点Ｆ１と点Ｍ０とをむすぶ線分の長さに等しく選
ぶことにより、該一次放射系の収差による利得低下を最
小にすることができる。

【０００４】上記の事実を鑑みて、パラボラ反射鏡と２
組の一次放射系の位置関係が決定される。すなわち、一
方の一次放射系１ａを構成する放射器としてのホーン１
１１ａはパラボラ反射鏡２の焦点Ｆ１上に配置されてい
る。他方の一次放射系１ｂを構成する放射器としてのホ
ーン１１１ｂはパラボラ反射鏡２のビーム軸３上の、収
差が最小となる点Ｆ２上に配置されている。したがっ
て、焦点Ｆ１に配置されたホーン１１１ａは、パラボラ
反射鏡２を介してビーム軸３の方向４ａにビームを放射
する。一方、ビーム軸３上の点Ｆ２上に配置されたホー
ン１１１ｂは、パラボラ反射鏡２を介して、ビーム軸３
から離れた方向４ｂにビームを放射する。

【０００５】従来のマルチビームアンテナは以上のよう
に構成されているので、パラボラ反射鏡の焦点Ｆ１に置
かれた一次放射系によるビームは収差による利得低下が
なく、パラボラ反射鏡のビーム軸上の点Ｆ２上に置かれ
た一次放射系によるビームは収差による利得低下が最小
で、かつ互いのビーム間隔が大きなマルチビームアンテ
ナが得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のマルチビームア
ンテナは上記のように互いの一次放射系および一次放射
系を支持するステーが、ブロッキングの位置に配置され
ているため、利得低下が生じ、したがって必ずしも効率
の良いマルチビームアンテナを実現することができない
という問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、効率が良く、ビーム間隔が大き
いマルチビームアンテナを得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明におけるマルチ
ビームアンテナは、オフセットパラボラ反射鏡と、２組
の一次放射系と、上記一次放射系を支持するステーとか
らなるマルチビームアンテナにおいて、オフセットパラ
ボラ反射鏡の開口中心を通ってパラボラ軸に平行な軸を
オフセットパラボラ反射鏡のビーム軸とし、オフセット
パラボラ反射鏡の焦点Ｆ１とビーム軸を含む平面をオフ
セットパラボラ反射鏡の対称面とし、ビーム軸上で収差
の最も小さくなる点をＦ２とし、点Ｆ２を通り対称面に
垂直な線をＹ軸と定義したとき、２組の一次放射系のう
ち一方をオフセットパラボラ反射鏡の焦点Ｆ１に、他方
をＹ軸上で、対称面から距離αだけ離れた点Ｆ３にそれ
ぞれ配置したことを特徴とするものである。

【０００９】また、点Ｆ３を決定する距離αを、点Ｆ３
に配置する一次放射系を対称面から距離αずらすことに
より生ずる収差による利得低下と、上記一次放射系およ
び上記一次放射系を支持するステーのブロッキングによ
る焦点Ｆ１に配置した一次放射系の利得低下とがほぼ等
しくなるように決めることを特徴とするものである。

【００１０】また、２個以上の相互に接近した第１の組
の衛星と、これとは地上から見たビーム間隔が離れた位
置にあり、第１の組の衛星より電波の出力の強い第２の
組の衛星とからの電波を同時に受信するマルチビームア
ンテナであって、第１の組の衛星に対応した一次放射系
の２個以上の一次放射器を、焦点Ｆ１近傍で、オフセッ
トパラボラ反射鏡の対称面上近傍に存在するように配置
し、第２の組の衛星に対応した一次放射系を、上記２個
以上の第１の組の衛星を連ねた線が対称面に沿うように
合せた場合に第１の組の衛星と第２の組の衛星の相対的
位置関係により決定される距離αだけ離れた点Ｆ３に配
置したことを特徴とするものである。

【００１１】また、２個以上の第１の組の衛星のうちの
１個の衛星と、第２の組の衛星とからの電波を同時に受
信するマルチビームアンテナであって、第１の組の衛星
に対応した一次放射系が１個の一次放射器からなり、上
記一次放射器の位置を変えるための駆動装置および偏波
面を変えることのできる偏波面切替装置を有することを
特徴とするものである。

【００１２】また、一次放射器の位置を変えるための駆
動装置と偏波面を変えることのできる偏波面切替装置と
を制御する制御装置を有し、上記制御装置を、マルチビ
ームアンテナに接続される受信器の放送選択手段の動き
に応じて動作させることを特徴とするものである。

【００１３】また、円偏波を受信する一次放射系を、円
偏波がオフセットパラボラ反射鏡で反射された際に生ず
るビームずれに対応させるように位置補償された点Ｆ３
に配置したことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】請求項１のマルチビームアンテナは、２組の一
次放射系のうち一方をオフセットパラボラ反射鏡の焦点
Ｆ１に配置することによって、収差による利得低下のな
いビームをオフセットパラボラ反射鏡のビーム軸方向に
形成するとともに、他方を点Ｆ２を通るＹ軸上で、対称
面から距離αだけ離れた点Ｆ３に配置することによっ
て、該一次放射系のブロッキングによる、焦点付近に配
置した一次放射系の利得低下が少なくビーム間隔の大き
なマルチビームアンテナを実現できる。

【００１５】請求項２のマルチビームアンテナは、点Ｆ
３を決定する距離αを、該一次放射系を対称面から距離
αずらすことにより生ずる収差による利得低下と、該一
次放射系および該一次放射系を支持するステーのブロッ
キングによる他方の一次放射系の利得低下とがほぼ等し
くなるように決めたことによって、通信衛星および放送
衛星それぞれからの電波の強度に応じて双方のビームの
利得低下をほぼ等しくすることができ、かつビーム間隔
の大きなマルチビームアンテナを実現できる。

【００１６】請求項３のマルチビームアンテナは、２個
以上の通信衛星と、放送衛星を同時に受信するマルチビ
ームアンテナにおいて、各通信衛星に対応した一次放射
器を、焦点Ｆ１近傍で、オフセットパラボラ反射鏡の対
称面上近傍に存在するように配置し、各放送衛星に対応
した一次放射器を、通信衛星と放送衛星の相対的位置関
係により決定される点Ｆ３に配置したことによって、高
周波出力の小さい通信衛星に対応する一次放射系の収差
による利得低下、および他方の一次放射系および一次放
射系を支持するステーのブロッキングによる該一次放射
系の利得低下を低減することができる。

【００１７】請求項４のマルチビームアンテナは、通信
衛星に対応した１個の一次放射器からなる一次放射系に
対し、該一次放射器の位置を変えるための駆動装置およ
び偏波面を変えることのできる偏波面切替装置を有した
ことによって、ビーム方向および偏波面の異なる複数の
通信衛星からの電波を１個の一次放射器の位置および偏
波面を切替えることによって受信することができ、該一
次放射系およびステーのブロッキングによる他方の一次
放射系の利得低下を小さくすることができる。

【００１８】請求項５のマルチビームアンテナは、一次
放射器の位置を変えるための駆動装置および偏波面を変
えることのできる偏波面切替装置の両方を制御するため
の制御装置を有し、該制御装置を、該マルチビームアン
テナに接続される受信器の放送選択手段に連動させたこ
とによって、ビーム方向および偏波面の異なる２個以上
の通信衛星のうち任意の１個からの電波を容易に選択で
きる。

【００１９】請求項６のマルチビームアンテナは、円偏
波を受信する一次放射系を、円偏波がオフセットパラボ
ラ反射鏡で反射された際に生ずるビームずれを補償する
ような点Ｆ３に配置することにより、ビームずれによる
該一次放射系の利得低下を低減し、かつステーのブロッ
キングによる他方の一次放射系の利得低下を低減するこ
とができる。

【００２０】

【実施例】実施例１． 図１はこの発明の実施例１を示す概略構成図である。図
１（ａ）はこの発明の実施例１を示すマルチビームアン
テナの斜視図、図１（ｂ）は対称面５における断面図、
図１（ｃ）は（ｂ）の、Ａ−Ａ′から左側を見た正面図
を示す。図において１〜５および１１１、点Ｆ１、点Ｆ
２および点Ｍ０は、図１５に示す従来装置と同様のもの
である。一方の一次放射系１ａを構成する一次放射器と
してのホーン１１１ａはパラボラ反射鏡２の焦点Ｆ１上
に配置されている。他方の一次放射系１ｂを構成する一
次放射器としてのホーン１１１ｂは、パラボラ反射鏡２
のビーム軸３上にある収差が最小となる点Ｆ２を通るＹ
軸上で、対称面から距離ａだけ離れた点Ｆ３上に配置さ
れている。

【００２１】前記のように構成されたマルチビームアン
テナにおいては、ホーン１１１ａは、従来装置と同様に
して、パラボラ反射鏡２を介してビーム軸３の方向４ａ
にビームを放射する。一方、ホーン１１１ｂは、パラボ
ラ反射鏡２を介して、ビーム軸３から離れた方向４ｂに
ビームを放射する。

【００２２】パラボラ反射鏡の焦点Ｆ１に置かれたホー
ン１１１ａから放射され、パラボラ反射鏡２で反射され
たビームは、ビーム軸３の方向が最大放射方向となる。
ここで、ホーン１１１ａと１１１ｂとを比べたとき、例
えばホーン１１１ａのほうが受信する電波の電界強度が
小さいというようにホーン１１１ａ側の一次放射系１ａ
に高利得、高効率な特性が要求される場合、ホーン１１
１ａをパラボラ反射鏡の焦点に配置することによって該
一次放射系の利得を最大にでき、かつ対となるホーン１
１１ｂをビーム軸３上にある収差が最小となる点Ｆ２を
通るＹ軸上で、対称面から距離ａだけ離れた点Ｆ３上に
配置し、ホーン１１１ｂを支えるステーの配置を適切な
位置に選ぶことによって該ホーンおよび該ステーのブロ
ッキングによるホーン１１１ａの利得低下を最小限に抑
えることができる。

【００２３】このとき、ホーン１１１ｂを配置する点Ｆ
３は収差が最小となる点Ｆ２から離れるが、点Ｆ３を点
Ｆ２近傍のＹ軸上に選ぶことにより、像面わん曲収差最
小の条件は近似的に満たされ、かつ非点収差最小の条件
のずれも小さい。したがって、ホーン１１１ｂの利得低
下も最小限に抑えることができる。

【００２４】実施例２． 図２はこの発明の実施例２を示す概略構成図である。図
２（ａ）はこの発明の実施例２を示すマルチビームアン
テナの斜視図、図２（ｂ）は対称面５における断面図、
図２（ｃ）は（ｂ）の、Ａ−Ａ′から左側を見た正面図
を示す。図において２，５および１１１は、図１に示す
実施例１と同様のもので、実施例１と同様の動作をす
る。６はホーン１１１を支持するステーである。

【００２５】一次放射器であるホーン１１１を反射鏡２
に対して所定の位置に保持するため、ステー６が用いら
れる。このステーは互いのホーンに対してブロッキング
となり、一次放射系の利得低下の要因となる。

【００２６】したがってステー６の本数を各一次放射系
に対し１本ずつにすることでステーのブロッキングによ
る他方の一次放射系の利得低下を最小限に抑えることが
できる。

【００２７】実施例３． 図３はこの発明の実施例３を示す概略構成図である。図
３（ａ）はこの発明の実施例３を示すマルチビームアン
テナの斜視図、図３（ｂ）は対称面５における断面図、
図３（ｃ）は（ｂ）の、Ａ−Ａ′から左側を見た正面図
を示す。図において２，５，６および１１１は、図２に
示す実施例２と同様のもので、実施例２と同様の動作を
する。

【００２８】図４はこの発明の実施例３を示すステー６
の配置例を示す図で、反射鏡２の対称面５が地上に対し
てほぼ水平となるように設置し、反射鏡２の開口面に垂
直な方向から反射鏡２を見た図である。図において２，
５，６および１１１は図３に示すものと同一のものであ
る。

【００２９】該マルチビームアンテナを、反射鏡２の対
称面５が地上に対してほぼ水平となるように設置し、ホ
ーン１１１ｂを対称面５より上方の点Ｆ３に配置する。
この場合、ステー６を対称面５より上方の該反射鏡の縁
に設置することにより、ステーのブロッキングを減らす
ことができ、ブロッキングによる一次放射系１ａの利得
低下を低減することができる。

【００３０】実施例４． 図５はこの発明の実施例４を示す概略構成図である。図
５（ａ）はこの発明の実施例４を示すマルチビームアン
テナの斜視図、図５（ｂ）は反射鏡２の開口面に垂直な
方向から反射鏡２を見た図である。図において２，５，
６および１１１は図３に示す実施例３と同様のもので、
実施例３と同様の動作をする。７はステー６を支持する
ステー支持具である。

【００３１】ホーン１１１を所定の点Ｆ１，Ｆ３に支持
するための２本のステー６の、ホーン１１１のある側と
は反対側の端部を、反射鏡に固定された共通のステー支
持具７に接続する。上記に示すマルチビームアンテナ
は、実施例２および実施例３と同様な効果が期待できる
と共に、ステー６を共通のステー支持具７に接続するた
め、ステーの支持機構が１か所にまとまり、したがって
構造が簡易で安価なマルチビームアンテナを得ることが
できる。

【００３２】実施例５． 図６はこの発明の実施例５を示す概略構成図である。図
６（ａ）は該マルチビームアンテナをベランダ等の構造
物に設置した場合の図、図６（ｂ）は該マルチビームア
ンテナを対称面５に垂直な面から見た場合の図である。
この図において２，６，７および１１１は図５に示す実
施例４と同様のもので、実施例４と同様の動作をする。
８はベランダその他の構造物９に該マルチビームアンテ
ナを取り付けるためのアンテナマウントである。

【００３３】ステー支持具７とアンテナマウント８とを
一体にした上記に示す構成のマルチビームアンテナは、
実施例４と同様の効果が得られると共に、アンテナマウ
ント８が、該マルチビームアンテナを動作状態に設置し
た場合に反射鏡２の上部に設置されるため、ベランダそ
の他の構造物９から上部に張り出す部分が少なくなり、
設置の容易さ、および美観の点において良好なマルチビ
ームアンテナを得ることができる。

【００３４】実施例６． 図７はこの発明の実施例６を示す、ホーン１１１ｂのＹ
軸上の位置に対する、ホーン１１１ｂの収差による利得
低下量と、ホーン１１１ｂおよびステー６ｂのブロッキ
ングによるホーン１１１ａの利得低下量との関係を示す
図である。６および１１１は図２に示す実施例２と同様
のもので、実施例２と同様の動作をする。

【００３５】図７に示すようにホーン１１１ｂを図１の
Ｙ軸に沿って対称面５から変位させることによりホーン
１１１ｂおよびステー６ｂのブロッキングによるホーン
１１１ａの利得低下量は減少する。一方ホーン１１１ｂ
をＹ軸に沿って対称面５から変位させることにより、ホ
ーン１１１ｂの収差によるホーン１１１ｂの利得低下量
は増加する。したがって、ホーン１１１ｂをＹ軸上で点
Ｆ２からαの距離にある点Ｆ３に配置することにより、
双方のビーム利得低下をほぼ等しくすることができ、か
つビーム間隔の大きなマルチビームアンテナを実現でき
る。

【００３６】実施例７． 図８はこの発明の実施例７を示す概略構成図である。図
８（ａ）は対称面５における断面図、図８（ｂ）は
（ａ）の、Ａ−Ａ′から左側を見た正面図を示す。図に
おいて２〜５、点Ｆ１、点Ｆ２、点Ｆ３および点Ｍ０
は、図１に示す実施例１と同様のもので、実施例１と同
様の動作をする。１１１ａ，１１２ａは、パラボラ反射
鏡２の焦点Ｆ１近傍に配置される、通信衛星からの電波
を受信するための一次放射系１ａを構成する各々のホー
ンである。１１１ｂは、Ｙ軸上の点Ｆ３近傍に配置され
る放送衛星からの電波を受信するための一次放射系１ｂ
を構成するホーンである。

【００３７】図９はこの発明の実施例７を説明する、地
上から見た静止衛星軌道上のビーム間隔の大きな２群３
個の静止衛星である通信衛星、放送衛星の位置を示す図
である。図において５は図８に示すものと同様のもので
ある。２１１ａ，２１２ａは、それぞれ図８のホーン１
１１ａ，１１２ａに対応する通信衛星、２１１ｂは図８
のホーン１１１ｂに対応する放送衛星、１０は地上から
見た静止衛星軌道である。

【００３８】前記のように構成されたマルチビームアン
テナにおいては、パラボラ反射鏡２の対称面５を電波の
出力の弱い通信衛星２１１ａ，２１２ａをむすぶ直線の
方向に合わせる。すなわち通信衛星２１１ａ，２１２ａ
に対応するホーン１１１ａ，１１２ａを対称面５上に、
これらのホーン１１１ａ，１１２ａをむすぶ線分の中心
がパラボラ反射鏡の焦点Ｆ１に位置するように配置す
る。しかるに、ホーン１１１ａ，１１２ａは、焦点Ｆ１
上には存在しないが、対称面５上に存在するために収差
による利得低下を最小限に抑えることができる。また鏡
面の非対称性により発生する交さ偏波による利得低下も
低減できる。

【００３９】また、該通信衛星に対応するホーンを上記
のように配置することで、該通信衛星の軌道面すなわち
対称面５上では交さ偏波が発生しないため、各々直交２
偏波を使用する隣接した通信衛星からの電波に対して交
さ偏波による干渉を低く抑えることができる。

【００４０】通信衛星に対応した一次放射系を構成する
ホーンの、パラボラ反射鏡に対する位置関係が上記のよ
うに決まると、図９に示すように地上から見た各々の通
信衛星、放送衛星の相対的位置関係が定まっているた
め、電波の出力の強い放送衛星２１１ｂに対応するホー
ン１１１ｂの位置は一意に決まり、対称面５からずれ
た、点Ｆ３の近傍に配置される。

【００４１】したがってホーン１１１ａ，１１２ａは、
パラボラ反射鏡２の対称面５上にあるので焦点Ｆ１から
の変位に伴う収差による利得低下を最小限に抑えること
ができ、反射鏡の非対称性に起因する交さ偏波の発生に
よる利得低下を最小限に抑えることができ、対称面５上
で良好な交さ偏波識別度が得られ、かつホーン１１１ｂ
のブロッキングによる利得低下を小さくすることができ
る。すなわち電波の出力の小さい通信衛星に対応するホ
ーンを前記のように配置することにより利得低下が小さ
く、対称面上で交さ偏波識別度の良好なマルチビームア
ンテナを得ることができる。

【００４２】実施例８． 図１０はこの発明の実施例８を示す概略構成図である。
図１０（ａ）は対称面５における断面図、図１０（ｂ）
は（ａ）の、Ａ−Ａ′から左側を見た正面図を示す。図
において２〜５、１１１，１１２、点Ｆ１，点Ｆ２，点
Ｆ３および点Ｍ０は、図８に示す実施例７と同様のもの
で、実施例７と同様の動作をする。１１３ａ，１１４ａ
は、パラボラ反射鏡２の焦点Ｆ１近傍に配置される一次
放射系を構成する各々のホーンであり、ホーン１１１
ａ、ホーン１１２ａと同様の目的で通信衛星からの電波
を受信するために配置される。

【００４３】図１１はこの発明の実施例８を説明する、
地上から見た静止衛星軌道上のビーム間隔の大きな２群
５個の静止衛星である通信衛星、放送衛星の位置を示す
図である。図において５，１０，２１１および２１２ａ
は、図９に示す実施例７と同様のもので、実施例７と同
様の動作をする。２１３ａ，２１４ａは、それぞれ図１
０のホーン１１３ａ，１１４ａに対応する通信衛星であ
る。

【００４４】前記のように構成されたマルチビームアン
テナにおいては、パラボラ反射鏡２の対称面５を電波の
出力の弱い通信衛星２１１ａ，２１２ａ，２１３ａ，２
１４ａ近傍を通る直線の方向に合わせる。すなわち通信
衛星２１１ａ，２１２ａ，２１３ａ，２１４ａに対応す
るホーン１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａを対
称面５の近傍に、これらのホーン１１１ａ，１１２ａ，
１１３ａ，１１４ａの近傍をむすぶ線分の中心がパラボ
ラ反射鏡の焦点Ｆ１に位置するように配置する。しかる
に、ホーン１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａ
は、焦点Ｆ１上には存在しないが、対称面５近傍に存在
するために収差による利得低下を最小限に抑えることが
できる。また鏡面の非対称性により発生する交さ偏波に
よる利得低下も低減できる。

【００４５】また、該通信衛星に対応するホーンを上記
のように配置することで、該通信衛星の軌道面近傍の面
すなわち対称面５上では交さ偏波の発生量が少ないた
め、各々直交２偏波を使用する隣接した通信衛星からの
電波に対して交さ偏波による干渉を低く抑えることがで
きる。

【００４６】通信衛星に対応した一次放射系を構成する
ホーンの、パラボラ反射鏡に対する位置関係が上記のよ
うに決まると、図１１に示すように地上から見た各々の
通信衛星、放送衛星の相対的位置関係が定まっているた
め、電波の出力の強い放送衛星２１１ｂに対応するホー
ン１１１ｂの位置は一意に決まり、対称面５からずれた
点Ｆ３の近傍に配置される。

【００４７】したがってホーン１１１ａ，１１２ａ，１
１３ａ，１１４ａは、パラボラ反射鏡２の焦点１近傍の
対称面５近傍にあるので焦点Ｆ１からの変位に伴う収差
による利得低下および反射鏡の非対称性に起因する交さ
偏波の発生による利得低下を最小限に抑えることがで
き、対称面５上で良好な交さ偏波識別度が得られ、かつ
ホーン１１１ｂのブロッキングによる利得低下を小さく
することができる。すなわち電波の出力の小さい通信衛
星に対応するホーンを前記のように配置することにより
利得低下が小さく、対称面上で交さ偏波識別度の良好な
マルチビームアンテナを得ることができる。

【００４８】なお、ここでは、４個の通信衛星と、１個
の放送衛星を同時に受信するマルチビームアンテナにつ
いて説明したが、２個以上の通信衛星と、１個以上の放
送衛星を受信するマルチビームアンテナについても同様
の効果が期待できる。

【００４９】実施例９． 図１２はこの発明の実施例９を示す概略構成図である。
図１２（ａ）はこの発明の実施例９を示すマルチビーム
アンテナの１の構成図、図１２（ｂ）はこの発明の実施
例９を示すマルチビームアンテナの２の構成例を示す。
図において２，６，７および１１１は図５に示す実施例
４と同様のもので、実施例４と同様の動作をする。１１
は一次放射器であるホーン１１１ａの位置を変えるため
の駆動装置、１２はホーン１１１ａの偏波面を変えるた
めの偏波面切替装置である。

【００５０】前記のように構成されたマルチビームアン
テナは、複数の放送衛星に対する一次放射系を１個のホ
ーンで構成し、かつそれら放送衛星のビーム方向および
偏波面の相違に対応するべく駆動装置１１および偏波面
切替装置１２を具備したので、放送衛星受信用に複数の
ホーンを配置したマルチビームアンテナに比べ、ホーン
のブロッキングによる他方の一次放射系の利得低下を低
減することができる。

【００５１】実施例１０． 図１３はこの発明の実施例１０を示す概略構成図であ
る。図において６，７，１１，１２および１１１は図１
２に示す実施例９と同様のもので、実施例９と同様の動
作をする。１３は駆動装置１１、偏波面切替装置１２の
両方を制御する制御装置、１４は受信器の放送選択手段
である。

【００５２】１個のホーン１１１によりビーム方向およ
び偏波面の異なる複数の通信衛星のうち１個の通信衛星
からの電波を受信する場合、これら選択された通信衛星
に対しホーン１１１の方向および偏波面を合わせるた
め、それぞれ駆動装置１１および偏波面切替装置１２が
用いられる。駆動装置１１および偏波面切替装置１２を
制御装置１３で制御し、上記制御装置１３を該マルチビ
ームアンテナに接続される受信器の放送選択手段１４と
連動させることにより、ビーム方向および偏波面の異な
る２個以上の通信衛星のうち任意の１個からの電波を容
易に選択できる。

【００５３】実施例１１． 図１４はホーン１１１ｂで放射された直線偏波の電波が
反射鏡２で反射した後の電界分布と、ホーン１１１ｂで
放射された円偏波の電波が反射鏡２で反射した後の電界
分布を示す図である。図１４（ａ）は反射後の直線偏波
の電界分布、図１４（ｂ）は反射後の円偏波の電界分布
を示している。図において１５は主偏波の振幅、１６は
交さ偏波の振幅である。

【００５４】一般にオフセットパラボラ反射鏡を用いる
と、その鏡面の非対称性のため直線偏波の入射波に対し
ては図１４（ａ）に示すようにビーム軸４を中心に正偏
波の位相と比べて−９０°か＋９０°の位相を持つ交さ
偏波が発生する。一方円偏波の入射波に対しては図１４
（ｂ）に示すように交さ偏波は生じず、かわりに正偏波
において角度θ０のビームずれを生ずる。

【００５５】このビームずれを補償する点Ｆ３にホーン
１１１ｂを配置することによりビームずれによるホーン
１１１ｂに対する利得低下を減少させ、かつホーン１１
１ｂおよびステー６ｂのブロッキングによるホーン１１
１ａに対する利得低下を減少させることができる。

【００５６】

【発明の効果】この第１の発明では、オフセットパラボ
ラ反射鏡と、２組の一次放射系と、上記一次放射系を支
持するステーとからなるマルチビームアンテナにおい
て、オフセットパラボラ反射鏡の開口中心を通ってパラ
ボラ軸に平行な軸をオフセットパラボラ反射鏡のビーム
軸とし、オフセットパラボラ反射鏡の焦点Ｆ１とビーム
軸を含む平面をオフセットパラボラ反射鏡の対称面と
し、ビーム軸上で収差の最も小さくなる点をＦ２とし、
点Ｆ２を通り対称面に垂直な線をＹ軸と定義したとき、
２組の一次放射系のうち一方をオフセットパラボラ反射
鏡の焦点Ｆ１に、他方をＹ軸上で、対称面から距離αだ
け離れた点Ｆ３にそれぞれ配置したので、焦点近傍に配
置した一次放射系の収差による利得低下、および他方の
一次放射系のブロッキングによる焦点近傍に配置した一
次放射系の利得低下が少なくかつビーム間隔の大きなマ
ルチビームアンテナが得られる効果がある。

【００５７】また、第２の発明では、ビーム軸近傍に配
置される一次放射系を配置する点Ｆ３を決定する距離α
を、該一次放射系を対称面から距離αずらすことにより
生ずる収差による利得低下と、該一次放射系のブロッキ
ングによる他方の一次放射系の利得低下とがほぼ等しく
なるように決めたので、第１の組の衛星と第２の組の衛
星それぞれからの電波の強度に応じて双方のビームの利
得低下をほぼ等しくすることができ、かつビーム間隔の
大きなマルチビームアンテナが得られる効果がある。

【００５８】また、第３の発明では、２個以上の第１の
組の衛星と、第２の組の衛星を同時に受信するマルチビ
ームアンテナにおいて、各第１の組の衛星に対応した一
次放射器を、焦点Ｆ１近傍のパラボラ反射鏡の対称面上
近傍に存在するように配置し、各第２の組の衛星に対応
した一次放射器を、第１の組の衛星と第２の組の衛星の
相対的位置関係により決定される点Ｆ３に配置したの
で、高周波出力の小さい第１の組の衛星に対応する一次
放射系の収差による利得低下および反射鏡の非対称性に
起因する交さ偏波の発生による利得低下を最小限に抑え
ることができ、第１の組の衛星に対して良好な交さ偏波
識別度が得られ、他方の一次放射系のブロッキングによ
る該一次放射系の利得低下を低減する効果がある。

【００５９】また、第４の発明では、第１の組の衛星に
対応した１個の一次放射器からなる一次放射系に対し、
上記一次放射器の位置を変えるための駆動装置および偏
波面を変えることのできる偏波面切替装置を有すること
によって、ビーム方向および偏波面の異なる複数の第１
の組の衛星からの電波を１個の一次放射器の位置および
偏波面を切替えることによって受信することができ、か
つ該一次放射系およびステーのブロッキングによる他方
の一次放射系の利得低下を低減する効果がある。

【００６０】また、第５の発明では、一次放射器の位置
を変えるための駆動装置および偏波面を変えることので
きる偏波面切替装置の両方を制御するための制御装置を
有し、該制御装置を、該マルチビームアンテナに接続さ
れる受信器の放送選択手段に連動させたので、ビーム方
向および偏波面の異なる２個以上の第１の組の衛星のう
ち任意の１個からの電波を容易に選択できる効果があ
る。

【００６１】また、第６の発明では、一次放射系が第２
の組の衛星に対応した、円偏波を受信する１個以上の一
次放射器から構成されている場合、円偏波がパラボラ反
射鏡で反射された際に生ずるビームずれを補償するよう
な点Ｆ３に該一次放射系を配置したので、ビームずれに
よる該一次放射系の利得低下を低減し、かつステーのブ
ロッキングによる他方の一次放射系の利得低下を低減す
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す概略構成図である。

【図２】この発明の実施例２を示す概略構成図である。

【図３】この発明の実施例３を示す概略構成図である。

【図４】この発明の実施例３を示すステーの配置例を示
す図である。

【図５】この発明の実施例４を示す概略構成図である。

【図６】この発明の実施例５を示す概略構成図である。

【図７】この発明の実施例６を示すＹ軸上に配置される
ホーンの、対称面からの変位に対する収差とブロッキン
グによる利得低下との関係を示す図である。

【図８】この発明の実施例７を示す概略構成図である。

【図９】この発明の実施例７を示す、地上から見た静止
衛星軌道上の静止衛星の位置を示す図である。

【図１０】この発明の実施例８を示す概略構成図であ
る。

【図１１】この発明の実施例８を示す、地上から見た静
止衛星軌道上の静止衛星の位置を示す図である。

【図１２】この発明の実施例９を示す概略構成図であ
る。

【図１３】この発明の実施例１０を示す概略構成図であ
る。

【図１４】この発明の実施例１１を示すホーンが放射す
る直線偏波および円偏波の電波がオフセットパラボラア
ンテナで反射した後の電界分布を示す図である。

【図１５】従来のマルチビームアンテナの概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 一次放射系 １１１，１１２，１１３，１１４ ホーン ２ パラボラ反射鏡 ３ パラボラ反射鏡のビーム軸 ４ ビーム方向 ５ パラボラ反射鏡の焦点とビーム軸を含む対称面 ６ ステー ７ ステー支持具 ８ アンテナマウント ９ ベランダその他の構造物 １０ 地上から見た静止衛星軌道 １１ 駆動装置 １２ 偏波面切替装置 １３ 制御装置 １４ 受信器の放送選択手段 １５ 主偏波の振幅 １６ 交さ偏波の振幅 ２１１ａ，２１２ａ，２１３ａ，２１４ａ 通信衛星 ２１１ｂ 放送衛星 Ｆ１ パラボラ反射鏡の焦点 Ｆ２ ビーム軸上で収差が最も小さくなる点 Ｆ３ Ｙ軸上で、対称面５から距離α離れた点 Ｍ０ パラボラ反射鏡における開口中心の点

フロントページの続き (72)発明者 石田 修己 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (72)発明者 片木 孝至 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (72)発明者 古野 孝允 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (72)発明者 大和 昌夫 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−51807（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−100301（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−122108（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−113707（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−904（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−191139（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−155801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−82101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−219888（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−91951（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−178004（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−277007（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−254804（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−46239（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−8323（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−107810（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−120111（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 19/17 H01Q 25/00 H01Q 3/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オフセットパラボラ反射鏡と、２組の一
   次放射系と、上記一次放射系を支持するステーとからな
   るマルチビームアンテナにおいて、オフセットパラボラ
   反射鏡の開口中心を通ってパラボラ軸に平行な軸をオフ
   セットパラボラ反射鏡のビーム軸とし、オフセットパラ
   ボラ反射鏡の焦点Ｆ１とビーム軸を含む平面をオフセッ
   トパラボラ反射鏡の対称面とし、ビーム軸上で収差の最
   も小さくなる点をＦ２とし、点Ｆ２を通り対称面に垂直
   な線をＹ軸と定義したとき、２組の一次放射系のうち一
   方をオフセットパラボラ反射鏡の焦点Ｆ１に、他方をＹ
   軸上で、対称面から距離αだけ離れた点Ｆ３にそれぞれ
   配置したことを特徴とするマルチビームアンテナ。
2. 【請求項２】 点Ｆ３を決定する距離αを、点Ｆ３に配
   置する一次放射系を対称面から距離αずらすことにより
   生ずる収差による利得低下と、上記一次放射系および上
   記一次放射系を支持するステーのブロッキングによる焦
   点Ｆ１に配置した一次放射系の利得低下とがほぼ等しく
   なるように決めることを特徴とする、請求項１記載のマ
   ルチビームアンテナ。
3. 【請求項３】 ２個以上の相互に接近した第１の組の衛
   星と、これとは地上から見たビーム間隔が離れた位置に
   あり、第１の組の衛星より電波の出力の強い第２の組の
   衛星とからの電波を同時に受信するマルチビームアンテ
   ナであって、第１の組の衛星に対応した一次放射系の２
   個以上の一次放射器を、焦点Ｆ１近傍で、オフセットパ
   ラボラ反射鏡の対称面上近傍に存在するように配置し、
   第２の組の衛星に対応した一次放射系を、上記２個以上
   の第１の組の衛星を連ねた線が対称面に沿うように合せ
   た場合に第１の組の衛星と第２の組の衛星の相対的位置
   関係により決定される距離αだけ離れた点Ｆ３に配置し
   たことを特徴とする、請求項１記載のマルチビームアン
   テナ。
4. 【請求項４】 ２個以上の第１の組の衛星のうちの１個
   の衛星と、第２の組の衛星とからの電波を同時に受信す
   るマルチビームアンテナであって、第１の組の衛星に対
   応した一次放射系が１個の一次放射器からなり、上記一
   次放射器の位置を変えるための駆動装置および偏波面を
   変えることのできる偏波面切替装置を有することを特徴
   とする、請求項１または請求項２記載のマルチビームア
   ンテナ。
5. 【請求項５】 一次放射器の位置を変えるための駆動装
   置と偏波面を変えることのできる偏波面切替装置とを制
   御する制御装置を有し、上記制御装置を、マルチビーム
   アンテナに接続される受信器の放送選択手段の動きに応
   じて動作させることを特徴とする、請求項４記載のマル
   チビームアンテナ。
6. 【請求項６】 円偏波を受信する一次放射系を、円偏波
   がオフセットパラボラ反射鏡で反射された際に生ずるビ
   ームずれに対応させるように位置補償された点Ｆ３に配
   置したことを特徴とする、請求項３、４または５記載の
   マルチビームアンテナ。