JP3391216B2 - 多周波数帯共用アンテナ装置 - Google Patents

多周波数帯共用アンテナ装置

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JP3391216B2 JP12834997A JP12834997A JP3391216B2 JP 3391216 B2 JP3391216 B2 JP 3391216B2 JP 12834997 A JP12834997 A JP 12834997A JP 12834997 A JP12834997 A JP 12834997A JP 3391216 B2 JP3391216 B2 JP 3391216B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は多周波数帯共用ア
ンテナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は特開昭60−3208号公報に示
された従来の多周波数帯共用アンテナ装置である。図に
おいて、11はオフセット反射鏡面、12,13,14
は一次放射器、15,16は周波数選択鏡面である。
【0003】次に動作について説明する。オフセット反
射鏡面11の焦点F1 に低い周波数帯域f1 の一次放射
器12を配設し、第1の周波数選択鏡面15によって焦
点F1 と鏡像関係になる焦点F2 に高い周波数帯域f2
の一次放射器13を配設し、また、第2の周波数選択鏡
面16によって焦点F1 と鏡像関係になる焦点F3 に、
高い周波数帯域f2 と同一、または近傍の周波数帯域f
2 ’で、かつ前述の一次放射器13と異なる放射ビーム
を得る一次放射器14をそれぞれ配設する。このような
構成のアンテナでは、一次放射器12によって放射され
た周波数帯域f1 の電波は、周波数選択鏡面15,16
を透過し、反射鏡面11の全反射鏡面A〜Cを照射し放
射ビームP1 が得られる。また、一次放射器13によっ
て放射された周波数帯域f2 の電波は周波数選択鏡面1
5によって反射され、反射鏡面11の一部A〜Bを照射
し放射ビームP2 が得られる。同様にして一次放射器1
4によって放射された電波は周波数選択鏡面16によっ
て反射され、反射鏡面11の一部B〜Cを照射して放射
ビームP2 ’が得られる。
【0004】図9は図8に示す従来の装置の模式図を示
す。図において、曲線21は反射鏡面11の位置におけ
る等位相面、曲線22は周波数選択鏡面15の位置にお
ける等位相面である。焦点位置F1 はビームが絞られ
て、ビームウェストとなる。このビームウェスト位置で
は等位相面はほぼ平面をなしており、そこから等距離離
れた点は全て等位相面となるため、放射電波は球面波と
なる。そのため、周波数選択鏡面15上に照射する電波
は、鏡面の中心から端にかけて少しずつ位相が遅れる。
良好な放射パターンを得るためには、開口位相分布は均
一分布に近いことが望ましいため、これらの位相誤差は
開口位相分布を劣化させ、また、使用する周波数帯域が
高い程、開口位相分布に大きく影響し、放射特性に劣化
が生じる。また、これらの位相誤差は追尾補捉を行う構
成の場合、追尾放射特性のナルシフトの原因となり、追
尾特性が劣化する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の装
置では、周波数選択鏡面により生じる位相誤差が大きく
なり、周波数帯により放射特性の劣化を生じるという問
題点があった。また、追尾補捉を行う場合、この位相誤
差により追尾放射特性のナルシフトを生じ追尾特性に劣
化を生じるという問題点があった。さらにまた、周波数
選択鏡面は大きい程製造が困難であるという問題点もあ
った。
【0006】この発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、周波数選択鏡面をビームウェストに配
設することで、周波数選択鏡面で生じる位相誤差を低減
し、アンテナの放射特性を改善するとともに、追尾補捉
時には追尾特性も改善でき、また、周波数選択鏡面の大
きさを小型化することができるため製造が容易かつ安価
にできることを目的とする。さらに、各周波数帯におい
て設計自由度があり最適設計が可能であることにより、
良好なアンテナの放射特性を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る多周波数
帯共用アンテナ装置は、第1の周波数帯域の電波を反射
し、第2の周波数帯域の電波を透過する周波数選択鏡面
であって、上記第2の周波数帯域の電波のビーム半径が
最も小さくなるビームウェスト位置に配設した周波数選
択鏡面と、この周波数選択鏡面を透過した上記第2の周
波数帯域の電波を反射する第2の反射鏡と、この第2の
反射鏡を介して上記第2の周波数帯域の電波が伝送され
る第2の一次放射器とを備えたものである。
【0008】また、低周波数帯反射、かつ高周波数帯透
過型の1枚以上の周波数選択鏡面を用いたものである。
【0009】また、高周波数帯反射、かつ低周波数帯透
過型の1枚以上の周波数選択鏡面を用いたものである。
【0010】さらに、上記周波数選択鏡面で反射する上
記第1の周波数帯域の電波を反射する第1の反射鏡と、
この第1の反射鏡を介して上記第1の周波数帯域の電波
が伝送される第1の一次放射器とを備えたものである。
【0011】
【0012】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1である多
周波数帯共用アンテナ装置を示すもので、図において、
主反射鏡1、副反射鏡2は焦点F0 を共用し、ある特定
の周波数帯f1 における副反射鏡2のもう一つの焦点F
1に、ある特定の周波数帯f1を反射する周波数選択鏡面
3を介して、ある特定の周波数帯f1 の一次放射器5を
配設する。上記周波数選択鏡面3は、上記のある特定の
周波数帯f1 以外の特定の周波数帯f2 におけるビーム
半径が最小となるビームウェスト位置に配設され、ある
特定の周波数帯f1 を反射し、この特定の周波数帯f1
以外の特定の周波数帯f2を透過する特性を有する。上
記周波数選択鏡面3を透過した、特定の周波数帯f2
おいては、反射鏡4を介して焦点F2 を結び、この焦点
位置に特定の周波数f2 の一次放射器6を配設する。
【0013】図2は図1に示すこの発明の多周波数帯共
用アンテナ装置の模式図を示す。図において、曲線31
は副反射鏡面2の位置における等位相面、直線32は周
波数選択鏡面3の位置における等位相面、曲線33は、
反射鏡4の位置における等位相面である。図2におい
て、焦点F4は、ある特定の周波数帯f2における反射鏡
4の焦点F2以外のもうひとつの焦点、焦点F3は、ある
特定の周波数帯f2における副反射鏡2の焦点F0以外の
もうひとつ焦点である。ある特定の周波数帯f2におけ
るビームウエスト位置はこれら焦点F3と焦点F4の間
で、最もビームが絞られる部分であり、ビーム半径が最
小となる。このような構成のアンテナ装置では、周波数
選択鏡面3は、周波数選択鏡面を透過する周波数帯f2
の電波のビーム半径が最も小さくなるビームウェスト位
置に配設されるので、周波数選択鏡面3の位置における
等位相面は直線32に示すように平面となり、周波数選
択鏡面3には平面波が入射する。このため、鏡面の中心
から端にかけて位相誤差がなくなり、開口位相分布の劣
化を低減し、良好な放射特性を得ることができる。
【0014】図3は周波数選択鏡面3の拡大模式図を示
す。図において、外周領域34は、ある特定の周波数帯
1 の電波が照射される領域を示し、中央領域35は周
波数帯f2 の電波が透過する領域を示している。そし
て、周波数選択鏡面3は、周波数帯f2 における最もビ
ームの絞られるビームウェスト位置に配設されているの
で、中央領域35は最小となる。反射する周波数帯f1
においては、周波数選択鏡面3は反射板であればよいた
め、周波数選択鏡面3は、図3に示すように中心部分の
周波数帯f2 が透過する中央領域35のみ周波数選択性
を有する鏡面とし、残りの外周領域34は金属板とし
た、部分周波数選択鏡面とすることも可能である。従っ
て、周波数選択鏡面部を最小にすることができ、製造を
安価かつ容易にすることができる。
【0015】また、この発明のアンテナ装置の構成にお
いては、まず、反射する周波数帯域f1 において、主反
射鏡1、副反射鏡2、周波数選択鏡面3および一次放射
器5のパラメータを最適に設計した上で、透過する周波
数帯域f2 においては、上記のビーム伝送系のパラメー
タを共用し、かつ、反射鏡4および一次放射器6のパラ
メータを最適に設計することができるため、各々の周波
数帯域での最適設計が可能となり、より良好なアンテナ
放射特性を得ることができる。
【0016】また、この実施の形態1では、1枚の周波
数選択鏡面3を用いた2周波数帯共用アンテナ装置につ
いて説明をしているが、1枚以上の周波数選択鏡面を用
いた多周波数帯共用アンテナ装置についても同様の効果
が得られる。
【0017】実施の形態2.図4はこの発明の実施の形
態2である多周波数帯共用アンテナ装置を示すものであ
る。この実施の形態2においては、ビームウェスト位置
に、低周波数帯反射かつ高周波数帯透過型の周波数選択
鏡面3aを配設したアンテナ装置であり、実施の形態1
と同様の効果が得られる。また、低周波数帯f1 を反
射、高周波数帯f2 を透過型とすることにより、さらに
周波数選択鏡面3aを小型化することができ、部分周波
数選択鏡面としても同様の効果が得られる。
【0018】実施の形態3.図5はこの発明の実施の形
態3である多周波数帯共用アンテナ装置を示すものであ
る。この実施の形態3においては、ビームウェスト位置
に、高周波数帯反射、かつ低周波数帯透過型の周波数選
択鏡面3bを配設したアンテナ装置であり、同様の効果
が得られる。なお、ここでは、高周波数帯f1 を反射、
低周波数帯f2 を透過型としている。
【0019】実施の形態4.図6はこの発明の実施の形
態4である多周波数帯共用アンテナ装置を示すものであ
り、異なる周波数帯のいずれかの組み合わせによる追尾
補捉機能を有するアンテナ装置である。この実施の形態
においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる
上に、さらに、追尾補捉時にも、周波数選択鏡面により
生じる位相誤差による追尾特性の劣化を抑えた良好な追
尾特性が得られる。
【0020】実施の形態5.図7はこの発明の実施の形
態5である多周波数帯共用アンテナ装置を示すものであ
り、周波数選択鏡面3により反射される周波数帯f1
電波において、一次放射器5と周波数選択鏡面3との間
に、反射鏡7を配設した構成を有するアンテナ装置であ
る。この実施の形態においても上記実施の形態1と同様
の効果が得られ、さらに、反射する周波数帯域f1 にお
ける設計自由度が増えることにより高性能のアンテナ装
置を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
【0022】特定の周波数帯域の電波を透過させ、この
特定の周波数帯域以外の周波数帯域の電波を反射させる
周波数選択鏡面をこれを透過する周波数帯の電波のビー
ムウェスト位置に配設することにより、周波数選択鏡面
により生じる位相誤差を低減し、アンテナ放射特性を改
善できるとともに、追尾補捉時には追尾特性も改善する
ことができる。また、周波数選択鏡面の小型化により製
造が容易、かつ安価となる。
【0023】また、共用する各周波数帯において、最適
設計をすることができ、アンテナ特性を改善することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1である多周波数帯共
用アンテナ装置を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態1を示す模式図であ
る。
【図3】 この発明の周波数選択鏡面の拡大模式図であ
る。
【図4】 この発明の実施の形態2である多周波数帯共
用アンテナ装置を示す構成図である。
【図5】 この発明の実施の形態3である多周波数帯共
用アンテナ装置を示す構成図である。
【図6】 この発明の実施の形態4である多周波数帯共
用アンテナ装置を示す構成図である。
【図7】 この発明の実施の形態5である多周波数帯共
用アンテナ装置を示す構成図である。
【図8】 従来の多周波数帯共用アンテナ装置を示す構
成図である。
【図9】 従来のアンテナ装置の模式図である。
【符号の説明】
1 主反射鏡、2 副反射鏡、3 周波数選択鏡面、4
反射鏡、5 一次放射器、6 一次放射器、7 反射
鏡、11 オフセット反射鏡、12 一次放射器、13
一次放射器、14 一次放射器、15 周波数選択鏡
面、16 周波数選択鏡面、21 オフセット反射鏡1
1の位置における等位相面、22 周波数選択鏡面15
の位置における等位相面、31 副反射鏡2の位置にお
ける等位相面、32 周波数選択鏡面3の位置における
等位相面、33 反射鏡4の位置における等位相面、3
4 ある特定の周波数帯f1 の電波が照射される外周領
域、35 周波数帯f2 の電波が透過する中央領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−90902(JP,A) 特開 昭62−143503(JP,A) 特開 昭48−66351(JP,A) 特開 昭48−16557(JP,A) 特開 昭62−3510(JP,A) 特開 平8−204440(JP,A) 特開 昭63−2408(JP,A) 特開 平3−21107(JP,A) 実開 平4−103716(JP,U) 特表 昭64−500555(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 19/18 H01Q 15/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主、副両反射鏡を有する多周波数共用
    アンテナ装置において、第1の周波数帯域の電波を反射
    し、第2の周波数帯域の電波を透過する周波数選択鏡面
    であって、上記第2の周波数帯域の電波のビーム半径が
    最も小さくなるビームウェスト位置に配設した周波数選
    択鏡面と、この周波数選択鏡面を透過した上記第2の周
    波数帯域の電波を反射する第2の反射鏡と、この第2の
    反射鏡を介して上記第2の周波数帯域の電波が伝送され
    る第2の一次放射器とを備えたこと特徴とする多周波数
    帯共用アンテナ装置。
  2. 【請求項2】 上記周波数選択鏡面は、低周波数帯反
    射、かつ高周波数帯透過型の1枚以上の周波数選択鏡面
    としたことを特徴とする請求項1記載の多周波数帯共用
    アンテナ装置。
  3. 【請求項3】 上記周波数選択鏡面は、高周波数帯反
    射、かつ低周波数帯透過型の1枚以上の周波数選択鏡面
    としたことを特徴とする請求項1記載の多周波数帯共用
    アンテナ装置。
  4. 【請求項4】 上記周波数選択鏡面で反射する上記第1
    の周波数帯域の電波を反射する第1の反射鏡と、この第
    1の反射鏡を介して上記第1の周波数帯域の電波が伝送
    される第1の一次放射器とを備えたこと特徴とする請求
    項1記載の多周波数帯共用アンテナ装置。
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