JP3547949B2

JP3547949B2 - マルチビームアンテナ用反射鏡

Info

Publication number: JP3547949B2
Application number: JP23331797A
Authority: JP
Inventors: 宜一松井
Original assignee: Ｄｘアンテナ株式会社
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2017-08-13
Also published as: JPH1168451A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる方向からの電波の受信、または異なる方向へ電波の送信をするマルチビームアンテナに用いられる反射鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常のパラボラアンテナまたはオフセットパラボラアンテナでは、それの反射鏡の焦点距離対反射鏡の口径比（Ｆ／Ｄ）と、電波到来方向とにより、一次放射器の位置が定められ、ビーム分離角度が小さいマルチビームアンテナの場合、所要の性能を得る一次放射器を並べて配置することができない。
【０００３】
即ち、図８に示すように、一般にパラボラアンテナ反射鏡１の正面方向とθｂの角度をなす方向より到来する電波は、一次放射器１ａを焦点位置からθｆだけθｂと反対側に偏位させることにより、受信することができ、ビーム偏向係数（＝θｂ／θｆ）はＦ／Ｄに従属する値となる。また、一次放射器１ａの焦点位置からの偏位量ｄはθｆによって決まる。
【０００４】
現在、日本で受信可能な放送を行っている通信衛星は、軌道上の衛星配置が４度間隔であり、隣接した２基の通信衛星若しくはそれらを含む複数の静止衛星からの電波を受信するマルチビームアンテナでは、約４．５度のビーム分離角が必要である。その場合、一次放射器の間隔（ｄＸ２）は、Ｆ／Ｄ＝０．５程度のとき、反射鏡の口径が４５ｃｍの場合２５ｍｍ程度、７５ｃｍの場合５０ｍｍ程度になる。
【０００５】
一方、パラボラアンテナの性能要求として、オフセットパラボラアンテナの場合、図９に示すように一次放射器の焦点Ｆと反射鏡１の中心とを含む直線が反射鏡１の外周との間になす角度をθａとし、一次放射器のビームの中心の放射レベルを０ｄＢとしたとき、θａ方向（中心軸回りに全周）の放射レベルが、−１０乃至−１３ｄＢ（相対利得−１０乃至−１３ｄＢ、一般に−１０乃至−１３ｄＢのエッジテーパ）であることが望ましい。しかし、上記の通信衛星で運用されている１２．５ＧＨｚ帯では、上記エッジテーパを得るためには、一次放射器の開口径が３０乃至３５ｍｍ必要である。
【０００６】
上述したように、アンテナ口径が４５ｃｍで、４．５度のビーム分離角の場合、一次放射器の間隔は２５ｍｍ程度としているので、一次放射器の口径も２５ｍｍ程度にしかできず、上記のエッジテーパを得ることができない。また、アンテナ口径が７５ｃｍで、４．５度のビーム分離角の場合、上記のエッジテーパを得ることは理論的には可能であるが、近年、ローノイズブロックコンバータと一次放射器とを一体にした給電部が増加しているので、この給電部を５０ｍｍの間隔で配置するのは物理的に困難になっている。
【０００７】
また、異なる方向から到来する複数の電波を受信する公知技術としては、例えば特開平４−１２２１０８号公報、特許第２５３９１０４号の明細書に、２つの回転放物面を加重平均して反射鏡を構成し、この反射鏡の一点において、２つの回転放物面の座標値と法線とがそれぞれ一致するように構成したものが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このマルチビームアンテナ用反射鏡において、ビーム分離角を４．５度とし、口径が４５ｃｍの反射鏡と、開口径が３５ｍｍの一次放射器を使用し、一次放射器の間隔を３５ｍｍとした場合、反射鏡の一点において２つの回転放物面の座標値と法線とがそれぞれ一致するという条件を満たそうとすると、座標値と法線とをそれぞれ一致させる点（融合中心点）と、焦点距離と、一次放射器の間隔との間に、相関関係があるので、融合中心点の位置または焦点距離を反射鏡の口径よりも大幅に大きくする必要がある。そのため、例えば図１０に示すように、反射鏡１の口径Ｄよりもオフセット量Ｏｆがかなり大きくなり、かつオフセット角θｏが極めて大きく、融合中心点と反射鏡の周囲との角度θａが小さく、チルト角τが大きく、非常にアンバランスな反射鏡となる。なお、図１０はＦ／Ｄ＝０．５とした例である。図９は、Ｆ／Ｄが約０．５で、Ｏｆ≪Ｄの通常のオフセットパラボラ反射鏡の側面を示しているが、図９と図１０との比較からも図１０の反射鏡がアンバランスな形状であることが明らかである。
【０００９】
図１０の場合、チルト角が大きいので、反射鏡を支柱等に取り付けるためのマウントを大型にしなければならず、θａが小さいので、ビームの鋭い、即ち開口径が大きい一次放射器が必要になる。さらにオフセット量Ｏｆが大きく、オフセット角θｏが大きいので、一次放射器支持用のアームが大型になる。このように、公知のパラボラアンテナの形状とは非常に異質なものとなり、一般消費者に受け入れられない可能性がある。
【００１０】
本発明は、通常のパラボラアンテナやオフセットパラボラアンテナとほぼ同様な形状であって、かつ良好に異なる方向の電波を送受できるマルチビームアンテナ用の反射鏡を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するための請求項１記載の発明は、少なくとも２つの方向から到来する電波の受信を、または前記少なくとも２つの方向への電波の放射をするマルチビームアンテナ用反射鏡である。この反射鏡は、前記少なくとも２つの方向を回転軸として得られる少なくとも２つの鏡面対象な回転放物面を加重平均して形成された融合領域内にある。前記少なくとも２つの回転放物面の焦点位置間の距離が、前記反射鏡と共に使用される少なくとも２つの一次放射器の開口径よりも大きく設定されている。前記少なくとも２つの回転放物面の焦点位置間の中点を原点とし、これら焦点位置を含む直線の方向をＸ軸方向とし、前記２つの焦点と同一平面内で前記Ｘ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とし、前記Ｘ軸及びＺ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とする座標系において、前記融合領域の中心位置のＸ値が０であって、Ｙ値が前記反射鏡の口径の１／２の値とオフセット量（送受信しようとする電波の０乃至２波長）とを加算した値に設定されている。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、この焦点位置間の距離と、融合領域の中心位置とを互いに独立に設定できるので、焦点位置間の距離を、複数の一次放射器同士が物理的に接触しないように、一次放射器の開口径よりも大きく設定できる。また、融合領域内の反射鏡の口径が、オフセット量よりも充分に大きく設定されているので、公知のオフセットパラボラ反射鏡と同様な形状となる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の反射鏡において、前記少なくとも２つの電波に対応する２つの回転放物面に対する前記加重平均の重みが、前記Ｘ軸方向の座標位置の関数である。
【００１５】
請求項３記載の発明は、ｎ個（ｎは３以上の整数）の方向から到来する電波の受信を、または前記ｎ個の方向への電波の放射をするマルチビームアンテナ用反射鏡である。この反射鏡は、前記ｎ個の方向を回転軸として得られるｎ個の回転放物面を加重平均して形成される融合領域内にある。前記ｎ個の電波のうち最もビーム分離角度が小さい２個の電波に対する２つの回転放物面の焦点位置間の距離を、前記反射鏡と共に使用する一時放射器の開口径よりも大きく設定してある。前記２つの回転放物面の焦点位置間の中点を原点とし、これら焦点位置を含む直線の方向をＸ軸方向とし、前記２つの焦点と同一平面内で前記Ｘ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とし、前記Ｘ軸及びＺ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とする座標系において、前記融合領域の中心位置のＸ値が０であって、Ｙ値が前記反射鏡の口径の１／２の値と、オフセット量（送受信しようとする電波の０乃至２波長）とを加算した値に設定されている。前記融合領域の中心位置で前記ｎ個の回転放物面の座標位置が一致し、かつ前記融合領域の中心位置で前記２つの回転放物面の法線の平均値と、他のｎ−２個の回転放物面の法線とが一致するように、ｎ−２個の回転放物面が配置されている。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様に、ビーム分離角度が小さい２個の電波に対する２つの回転放物面を設定している。さらに、これら以外のｎ−２個の電波に対する回転放物面を、融合領域の中心位置で、２つの回転放物面と座標位置を一致させた上で、少なくとも２つの回転放物面の法線の平均値と、他のｎ−２個の回転放物面の法線とを一致させているので、上述した特開平４−１２２１０８号と同様に、各回転放物面は、融合領域の中心位置で一致しているので、無理のない融合が可能である。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項２記載のマルチビームアンテナ用反射鏡において、前記融合領域の中心位置における前記各回転放物面の法線のずれを、約１０度以下としたものである。請求項３記載の発明では、最もビーム分離角が小さい２つの回転放物面の法線ベクトルのＸ方向成分には、ずれがあるが、このずれを３次元で１０度以下とすることによって、各回転放物面の融合領域の中心位置における反射鏡面の近似性を損なうことなく、融合することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項２記載のマルチビームアンテナ用反射鏡において、前記少なくとも２つの回転放物面に対する加重平均の重みは、Ｘ座標値の関数であり、他の回転放物面に対する重みは、定数であるものである。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１または２記載のマルチビームアンテナ用反射鏡において、前記回転放物面を表す関数が、修整パラボラ関数であるものである。一般に、パラボラ関数は、（Ｘ^２＋Ｙ^２）＝４ｆＺで表される。これを修整した、例えば（Ｘ^２＋Ｙ^２）＝４（ｆ＋ｇ（Ｘ、Ｙ））Ｚを使用することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、Ｎ（Ｎは３以上の任意の整数）基の静止衛星、例えば通信衛星からの電波を受信する場合の反射鏡を説明するための図である。無論、受信と逆の経路を通って送信する場合も同様である。複数の静止衛星を衛星１乃至Ｎとし、その各々の到来電波の進行方向をベクトルＺ１、ベクトルＺ２・・・ベクトルＺＮとする。但し、図１では、図が錯綜するので、ベクトルＺ１、Ｚ２、ＺＮのみを示してある。これらベクトルＺ１乃至ＺＮを回転軸とする回転放物面Ｐ１乃至ＰＮ（図示せず）を考える。回転放物面Ｐ１乃至ＰＮは、後述する座標系において、Ｚ＝〔−（Ｘ^２＋Ｙ^２）／４ｆ〕＋ｆのパラボラ関数によって現されるものを、後述するように、移動させたものである。ｆは焦点距離である。これら回転放物面を、後述するように加重平均して形成した融合領域内に、反射鏡２がある。
【００２１】
ベクトルＺ１乃至ＺＮのうち、隣接する到来波との間の角度（アンテナにおけるビーム分離角）θｓが最も小さい組合せを、例えばベクトルＺ１、Ｚ２の組合せとする。その角度θｓをδ１＋δ２（但し、δ１＝δ２）とする。δ１＋δ２≦（２×アンテナのビーム幅程度）とする。
【００２２】
各回転放物面Ｐ１乃至ＰＮの焦点位置をｆ１乃至ｆＮとし、ｆ１とｆ２との直線距離を、この反射鏡において使用する各一次放射器の開口径より大きな値ｄ１＋ｄ２（ｄ１＝ｄ２）に、任意に設定する。このように設定することによって、各一次放射器が物理的に衝突することを回避できる。
【００２３】
焦点位置ｆ１及びｆ２を通り、ｆ１からｆ２に向かう方向を正とする軸をＸ軸とし、Ｘ軸上のｆ１とｆ２との中間点（線分ｆ１ｆ２の２分点）を原点Ｏとし、この原点Ｏを通り、ベクトルＺ１、Ｚ２と同一平面にあり、かつＸ軸と直交し、かつベクトルＺ１、Ｚ２と概ね一致する方向を正とする軸をＺ軸とし、Ｙ軸をＸ軸、Ｚ軸と右手系をなすように定める。
【００２４】
必要とするパラボラ反射鏡の口径をＤとし、オフセット量Ｏｆを、通常のオフセットパラボラ反射鏡と同様に、使用する一次放射器の開口径＋αとする。このオフセット量Ｏｆは、概ね受信しようとする電波の０乃至２波長程度の大きさとなる。従って、Ｄ≫Ｏｆである。そして、各回転放物面Ｐ１乃至ＰＮの融合領域における融合中心点ＭｐのＹ値を（Ｏｆ＋Ｄ／２）、Ｘ値を０とする。Ｚ値は、回転放物面Ｐ１またはＰ２の関数より求まる。なお、回転放物面Ｐ１は、Ｚ＝〔−（Ｘ^２＋Ｙ^２）／４ｆ〕＋ｆをδ１だけ回転させ、さらに焦点位置をｄ１だけ平行移動させることによって得られる。なお、回転放物面Ｐ２も同様にＺ＝〔−（Ｘ^２＋Ｙ^２）／４ｆ〕＋ｆをδ２だけ回転させ、さらに焦点位置をｄ２だけ平行移動させることによって得られる。
【００２５】
上記のようにｄ１、ｄ２を設定し、かつ融合中心点ＭｐのＹ値を設定しているので、形成された反射鏡２の各オフセット角θｏ１乃至θｏＮは、図２に示すように通常のオフセットパラボラ反射鏡のθｏに近い値となる。同様に、各焦点と融合中心点Ｍｐとを結ぶ直線と反射鏡２の周縁とがなす角θａも、通常のオフセットパラボラ反射鏡のθａに近い値となる。従って、通常のパラボラアンテナにおける同様なエッジテーパの設計が可能となる。
【００２６】
また、δ１＝δ２、ｄ１＝ｄ２であるので、回転放物面Ｐ１、Ｐ２は鏡面対称である。そして、反射鏡２は、このような回転放物面Ｐ１、Ｐ２を少なくとも融合したものである。従って、Ｘ座標値が０の場合、必ず座標値が一致するので、融合領域内に座標値の一致する点は、無限に考えられるが、それらの中に法線が一致するものは、上記のようにｄ１、ｄ２を設定し、かつ融合中心点ＭｐのＹ値を設定しているので、存在しない。また、融合領域の中には、法線が一致する点も多数考えられるが、それらの中に座標値が一致するものは、上記のようにｄ１、ｄ２を設定し、かつ融合中心点ＭｐのＹ値を設定しているので、存在しない。従って、融合する領域内では、回転放物面Ｐ１、Ｐ２の座標値、法線のいずれか一方が一致する点か、いずれも一致しない点しか存在しない。特に、融合中心点Ｍｐでは、座標値は一致しているが、法線は一致していない。このように構成しているので、反射鏡２の形状は、通常のオフセットパラボラアンテナと同様な形状となる。
【００２７】
他の回転放物面Ｐ３乃至ＰＮも、回転放物面Ｐ１、Ｐ２と共に融合されている。その融合中心点Ｍｐにおいて、回転放物面Ｐ３乃至ＰＮは、座標値が、回転放物面Ｐ１、Ｐ２の座標値と一致し、かつ回転放物面Ｐ３乃至ＰＮの法線ベクトルのＸ成分が０となるように、焦点位置ｆ３乃至ｆＮの位置が設定されている。焦点位置ｆ３乃至ｆＮの位置は、ｄ３乃至ｄＮ、ｂ３乃至ｂＮ、ｃ３乃至ｃＮによってそれぞれ現される。代表として、焦点位置ｆＮのＸ座標値ｄＮを図１に、同Ｙ座標値ｂＮ、同Ｚ座標値ｃＮを、図３に示す。回転放物面Ｐ３乃至ＰＮは、Ｚ＝〔−（Ｘ^２＋Ｙ^２）／４ｆ〕＋ｆをδ３乃至δＮだけ回転させ、さらに焦点位置をｄ３乃至ｄＮ、ｂ３乃至ｂＮ、ｃ３乃至ｃＮだけ平行移動させることによって得られる。
【００２８】
上述したように、融合中心点Ｍｐでは、回転放物面Ｐ１の法線ベクトルＶ１と同Ｐ２の法線ベクトルＶ２とは、一致していないが、回転放物面Ｐ１、Ｐ２は、鏡面対称であるので、図４に示すように、それらのＸ成分Ｖ１Ｘ、Ｖ２Ｘ、Ｙ成分Ｖ１Ｙ、Ｖ２Ｙ、Ｚ成分Ｖ１Ｚ、Ｖ２Ｚには、Ｖ１Ｘ＝−Ｖ２Ｘ、Ｖ１Ｙ＝Ｖ２Ｙ、Ｖ１Ｚ＝Ｖ２Ｚの関係がある。従って、両法線ベクトルを平均した平均ベクトルＶ０のＸ成分は０である。他の回転放物面３乃至Ｎは、回転放物面Ｐ１、Ｐ２と融合中心点Ｍｐにおいて、座標値が一致し、かつ、それらの法線ベクトルのＸ成分、例えばＶ３Ｘ、Ｖ４Ｘ・・・ＶＮＸが零になるように、即ち、これらの法線ベクトルのＸ−Ｚ平面成分がＺ軸と平行になるように、各焦点位置が設定されている。このように設定することによって、回転放物面Ｐ１、Ｐ２の平均したベクトルＶ０と、回転放物面Ｐ３乃至ＰＮのＹ−Ｚ平面成分の方向が一致する。従って、特開平４−１２２１０８号公報と同様に、各回転放物面Ｐ１乃至ＰＮの法線は、融合中心点Ｍｐにおいて、ほぼ一致し、無理のない融合が可能となる。
【００２９】
このようにして、各回転放物面Ｐ１乃至ＰＮの配置を決め、これら回転放物面Ｐ１乃至ＰＮのＺ値に、重みＷ１乃至ＷＮを乗算して、加算することによって、即ち加重平均することによって、反射鏡２の融合領域を決定する。但し、重みＷ３乃至Ｗ４は、定数で、各々零以上１以下の値で、その累算値は、数１で示される。また、重みＷ１、Ｗ２は、数２、数３で表される。
【００３０】
【数１】

【数２】

【数３】

【００３１】
数２、数３から明らかなように、重みＷ１、Ｗ２は、Ｘ軸上の座標値の関数である。融合領域における法線が一致しない領域での合成を良好に行えるように、シミュレーションの結果、各重みの値は決定されている。
【００３２】
【実施例】
２基の通信衛星からの電波を受信する場合の実施例の融合形態と、元の回転放物面の概念を図５（ａ）、（ｂ）に示す。この場合、δ１＝δ２＝４．５度、反射鏡の口径Ｄを４６０ｍｍ、焦点距離Ｆを２３０ｍｍ、オフセット量Ｏｆを０及び５０ｍｍ、融合中心点ＭｐのＹ値を２３０＋Ｏｆｍｍとした。なお、融合中心点ＭｐのＸ値は０であり、Ｚ値は、回転放物面Ｐ１、Ｐ２の関数によって、定まる。
【００３３】
この反射鏡を使用したアンテナにおいて、一次放射器間隔（ｄ１＋ｄ２）を変化させた場合の利得の変化のシミュレーション結果を図７（ａ）に示す。一次放射器にその口径が３５ｍｍのものを使用した場合、一次放射器が物理的に衝突しないためには、一次放射器の間隔は３５ｍｍ以上必要であるが、この３５ｍｍ以上の範囲では、３９ｍｍにおいて、アンテナ径４５０ｍｍのシングルビームアンテナの利得３３．８ｄＢとほぼ同様な３３．５ｄＢ以上の利得が得られた。
【００３４】
４基の通信衛星からの電波を受信する場合の実施例の融合形態と、元の回転放物面の概念を図６（ａ）、（ｂ）に示す。この場合、δ１＝δ２＝４．５度、δ３＝δ４＝１０．１度、アンテナ径Ｄを４６０ｍｍ、焦点距離Ｆを２３０ｍｍ、オフセット量Ｏｆを０、融合中心点ＭｐのＹ値を２３０ｍｍ（無論Ｘ値は０）とした。
【００３５】
この反射鏡を使用したアンテナにおいて、一次放射器間隔（ｄ１＋ｄ２）を変化させた場合における±４．５度、±１０．５度の方向から電波が到来する場合の利得の変化のシミュレーション結果を図７（ｂ）、（ｃ）に示す。なお、重みＷ３、Ｗ４を同じ値とし、これをパラメータとして、０．１乃至０．４の範囲で変化させている。
【００３６】
図７（ｂ）から明らかなように、±４．５度でビームが入射する場合のみを考えると、Ｗ３、Ｗ４を０．１またはＯ．２とした場合、一次放射器の間隔が４０ｍｍ程度で、利得３３．５ｄＢが得られる。追加ビームとして±１０．１度も必要な場合、±１０．１度のビームの利得として３０ｄＢ以上必要であれば、図７（ｂ）、（ｃ）から、Ｗ３、Ｗ４を０．３として、±４．５度のビーム用の一次放射器の間隔を３５ｍｍとすると、これらのビームに対して３３ｄＢの利得が得られる。
【００３７】
以上のように、アンテナのビーム幅の２倍程度以下のビーム分離角を含むマルチビームアンテナにおいて、さらに広い分離角のビームを付加することが可能なマルチビームアンテナ用反射鏡を実現できる。
【００３８】
上記の実施の形態では、回転放物面を使用したが、これを修整したものを使用することもできる。例えばＸ^２＋Ｙ^２＝４（ｆ＋ｇ（Ｘ，Ｙ））Ｚと修整した関数を使用することもできる。但し、ｇ（Ｘ，Ｙ）はＫ１（Ｙ＋α）＋Ｋ２（｜Ｘ｜＋β）、αは−Ｏｆ＋Ｄ以上で、−Ｏｆ−Ｄ以下、βは−（Ｄ／２）以上で、（Ｄ／２）以下、Ｋ１、Ｋ２は係数である。Ｋ２＝０、Ｋ１＜０、α＝−（Ｏｆ＋Ｄ／２）とすることもでき、Ｋ１＝０、Ｋ１＞０、β＝０とすることもでき、Ｋ１＝０とすることもでき、Ｋ１＝Ｋ２＝０、α＝−（Ｏｆ＋Ｄ／２）、β＝０とすることもできる。このような修整関数を用いると、反射鏡の収差に基づく等位相点の拡散を抑え、等位相点を集中させることができ、利得を向上させることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、必要な開口径を持つ一次放射器を物理的に衝突することなく配置可能で、かつ利得性能を大幅に低下させることがなく、通常のオフセットパラボラアンテナと近似の形状のマルチビームアンテナ用反射鏡を実現できる。
【００４０】
請求項２記載の発明によれば、反射鏡の融合領域における法線が一致しない領域での各回転放物面の合成を良好に行える。
【００４１】
請求項３記載の発明によれば、通常のオフセットパラボラアンテナと近似の形状であって、必要な開口径を持つ一次放射器を物理的に衝突することなく複数台配置可能で、かつ利得性能を大幅に低下させることがなく、３波以上の電波を送受信することができるマルチビームアンテナ用反射鏡を実現できる。
【００４２】
請求項４記載の発明によれば、各パラボラ関数の融合領域の中心位置における各反射面の近似性を損なうことなく、融合することができる。
【００４３】
請求項５記載の発明によれば、３波以上のビームを送受できる各反射鏡の融合領域における法線が一致しない領域での各回転放物面の合成を良好に行える。
【００４４】
請求項６記載の発明によれば、修整関数を用いているので、反射鏡の収差に基づく等位相点の拡散を抑え、等位相点を集中させることができ、利得を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のマルチビーム反射鏡の斜視図である。
【図２】同第１の実施の形態の側面図である。
【図３】同第１の実施の形態の焦点ｆＮを示す図である。
【図４】同第１の実施の形態における融合領域の断面を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例の形状とその原関数とを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例の形状とその原関数とを示す図である。
【図７】第１及び第２の実施例における一次放射器の間隔と利得との関係を示す図である。
【図８】従来の通常のパラボラ反射鏡においてアンテナ正面方向以外からの電波を受信する状態を示す図である。
【図９】従来の通常のパラボラ反射鏡の側面図である。
【図１０】従来の融合鏡面反射鏡の側面図である。
【符号の説明】
２反射鏡
ｄ１＋ｄ２焦点位置間の距離
Ｄ開口径
Ｏｆオフセット量
Ｍｐ融合領域の中心位置

Claims

少なくとも２つの方向から到来する電波の受信を、または前記少なくとも２つの方向への電波の放射をするマルチビームアンテナ用反射鏡であって、
この反射鏡は、前記少なくとも２つの方向を回転軸として得られる少なくとも２つの鏡面対象な回転放物面を加重平均して形成された融合領域内にあり、
前記少なくとも２つの回転放物面の焦点位置間の距離が、前記反射鏡と共に使用される少なくとも２つの一次放射器の開口径よりも大きく設定され、
前記少なくとも２つの回転放物面の焦点位置間の中点を原点とし、これら焦点位置を含む直線の方向をＸ軸方向とし、前記２つの焦点と同一平面内で前記Ｘ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とし、前記Ｘ軸及びＺ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とする座標系において、前記融合領域の中心位置のＸ値が０であって、Ｙ値が前記反射鏡の口径の１／２の値と、オフセット量（送受信しようとする電波の０乃至２波長）とを加算した値に設定されている
マルチビームアンテナ用反射鏡。
請求項１記載のマルチビームアンテナ用反射鏡において、前記少なくとも２つの電波に対応する２つの回転放物面に対する前記加重平均の重みは、前記原点からの前記Ｘ軸方向への距離の関数であるマルチビームアンテナ用反射鏡。
ｎ個（ｎは３以上の整数）の方向から到来する電波の受信を、または前記ｎ個の方向への電波の放射をするマルチビームアンテナ用反射鏡であって、
この反射鏡は、前記ｎ個の方向を回転軸として得られるｎ個の回転放物面を加重平均して形成される融合領域内にあり、
前記ｎ個の電波のうち最もビーム分離角度が小さい２個の電波に対する２つの回転放物面の焦点位置間の距離を、前記反射鏡と共に使用する一時放射器の開口径よりも大きく設定し、
前記２つの回転放物面の焦点位置間の中点を原点とし、これら焦点位置を含む直線の方向をＸ軸方向とし、前記２つの焦点と同一平面内で前記Ｘ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とし、前記Ｘ軸及びＺ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とする座標系において、前記融合領域の中心位置のＸ値が０であって、Ｙ値が前記反射鏡の口径の１／２の値と、オフセット量（送受信しようとする電波の０乃至２波長）とを加算した値に設定され、
前記融合領域の中心位置で前記ｎ個の回転放物面の座標位置が一致し、かつ前記融合領域の中心位置で前記２つの回転放物面の法線の平均値と、他のｎ−２個の回転放物面の法線とが一致するように、ｎ−２個の回転放物面を配置してなるマルチビームアンテナ用反射鏡。
請求項２記載のマルチビームアンテナ用反射鏡において、前記融合領域の中心位置における前記各回転放物面の法線のずれが、約１０度以下であるマルチビームアンテナ用反射鏡。
請求項２記載のマルチビームアンテナ用反射鏡において、前記少なくとも２つの回転放物面に対する加重平均の重みは、Ｘ座標値の関数であり、他の回転放物面に対する重みは、定数であるマルチビームアンテナ用反射鏡。
請求項１または２記載のマルチビームアンテナ用反射鏡において、前記回転放物面を表す関数が、修整パラボラ関数であるマルチビームアンテナ用反射鏡。