JP3667502B2

JP3667502B2 - マルチビームパラボラアンテナ用一次放射器

Info

Publication number: JP3667502B2
Application number: JP20731997A
Authority: JP
Inventors: 篤北内
Original assignee: Ｄｘアンテナ株式会社
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JPH1141028A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１台のパラボラ反射鏡に複数の一次放射器を設けたマルチビームパラボラアンテナで使用する一次放射器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチビームパラボラアンテナは、１台のパラボラ反射鏡に、複数台の一次放射器を設け、各一次放射器ごとにビームを形成する。このマルチビームパラボラアンテナは、例えば比較的接近して打ち上げられている複数台の通信衛星からの電波を、１台のアンテナで受信するときに、使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図７（ａ）に示すように、パラボラアンテナの正面方向とθb の角度をなす方向からパラボラアンテナに到来する電波は、θb と反対側方向に一次放射器を焦点位置からθf だけ変位させることによって受信することができる。θb のθf に対する比であるビーム偏向係数は、Ｆ／Ｄ比（焦点距離／アンテナ径）に従属する値となる。また、一次放射器の焦点位置からの偏位量ｄは、θf によって決まる。現在日本に向かって放送を行っている通信衛星は、軌道上の衛星の位置が４度間隔であり、隣接した２基の衛星若しくはこれら２基の衛星を含む複数の通信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度のビーム分離角度が必要である。この場合、Ｆ／Ｄが０．５の場合、一次放射器の間隔（ｄＸ２）は、アンテナ径が４５ｃｍで、２５ｍｍ程度、アンテナ径が７５ｃｍで、５０ｍｍ程度必要である。
【０００４】
一方、アンテナの性能要求としては、オフセットアンテナの場合、図７（ｂ）に示すように、一次放射器の中心軸と反射鏡の外周との間の角度をθa として一次放射器のビーム中心の放射レベルを０ｄＢとしたとき、θa 方向（中心軸回りの全周）の放射レベルが−１０ｄＢ乃至―１３ｄＢ（相対利得−１０ｄＢ乃至−１３ｄＢ、一般に−１０ｄＢ乃至−１３ｄＢのエッジテーパ）であることが望ましい。上述したような通信衛星で運用されている１２．５ＧＨｚ帯では上記のエッジテーパを得るために、一次放射器の開口径が３０乃至３５ｍｍ必要である。
【０００５】
従って、アンテナ径が４５ｃｍのパラボラアンテナにおいて、開口径が３０乃至３５ｍｍの一次放射器を、２５ｍｍの間隔で配置することは、両一次放射器が衝突することになるので、不可能である。そのため、一次放射器の開口径を小さくしなければならず、性能の劣化を招いている。アンテナ径が７５ｃｍの場合でも、昨今のＬＮＢ（ローノイズブロックコンバータ）が一体型の給電部であることを考慮すると、２つの給電部を５０ｍｍ間隔で配置するのは物理的に困難である。
【０００６】
本発明は、互いに衝突しないマルチビームパラボラアンテナ用の一次放射器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、一列に接近させた２または３本のホーン部が結合された本体部と、前記各ホーン部にそれぞれ連通している２または３本の導波管部と、これら導波管部の端部に形成され、前記各導波管部に対応する２または３台の周波数変換器との結合用フランジとを、有している。さらに、前記各導波管部のうち両外側に位置するものに対応する前記各周波数変換器が隣接するものと非接触となるように、前記両外側の導波管部が外方に折り曲げられている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の一次放射器において、前記本体部が、胴部内に前記各ホーン部を有している。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の一次放射器において、前記各ホーン部の最大径部よりも前記周波数変換器の幅寸法が大きくされている。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の一次放射器において、前記各ホーン部は、それらの先端部に、共通のコルゲートリングを有している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の一次放射器２は、例えば直径が５０ｃｍのマルチビームパラボラ反射鏡（図示せず）の焦点の近傍に設けられ、通信衛星の軌道位置が約４度異なる２つの通信衛星からの例えば１２ＧＨｚ帯の電波を受信するためのものである。
【００１２】
この一次放射器２は、図１に示すように、概略直方体状に形成された胴部４を有している。胴部４は、その内部に接近して図２に示すように一列に配置された２本のホーン部６ａ、６ｂを有している。これらホーン部６ａ、６ｂは、円錐台状であり、その最大口径が例えば約３０ｍｍに形成されている。
【００１３】
これらホーン部６ａ、６ｂの最小口径部に直線状につらなって円形の導波管部８ａ、８ｂが胴部４内に形成されている。さらに、これらの円形導波管部８ａ、８ｂに直線状につらねて、円形導波管部１０ａ、１０ｂが胴部４内に形成されている。これらホーン部６ａ、円形導波管部８ａ、１０ａは、同心状に配置され、ホーン部６ｂ、円形導波管部８ｂ、１０ｂも同心状に配置されている。
【００１４】
ホーン部６ａ、円形導波管部８ａ、１０ａと、ホーン部６ｂ、円形導波管部８ｂ、１０ｂは、それらの間に共通の管壁１２を有している。もし、ホーン部６ａ、円形導波管部８ａ、１０ａと、ホーン部６ｂ、円形導波管部８ｂ、１０ｂとを、胴部４内に設けずに、それぞれ個別に設けたなら、両者がそれぞれ管壁を持つので、その管壁の厚さの分だけ両者を接近して配置することができない。しかし、胴部４内に設けているので、両者の間には、共通の管壁１２が存在するだけであるので、この管壁１２の厚さを調整することによって両者を接近させることができる。
【００１５】
胴部４の外部には、円形導波管部１０ａ、１０ｂにつらなって円形の傾斜導波管部１２ａ、１２ｂが設けられている。これら傾斜導波管部１２ａ、１２ｂは、胴部４の外方に向かってそれぞれ同一角度だけ傾斜している。これら傾斜導波管部１２ａ、１２ｂの端部には、それぞれ周波数変換器、例えばＬＮＢ（ローノイズブロックコンバータ）１４ａ、１４ｂとの接続用の円形フランジ１６ａ、１６ｂが形成されている。
【００１６】
これらフランジ１６ａ、１６ｂの径は、ＬＮＢ１４ａ、１４ｂの大きさに応じて設定されており、ホーン部６ａ、６ｂの最大口径よりも大きい。従って、傾斜導波管部１２ａ、１２ｂを設けなければ、ＬＮＢ１４ａ、１４ｂは、互いに衝突し、取付が不可能なものである。
【００１７】
そして、傾斜導波管部１２ａ、１２ｂの傾斜角度は、ＬＮＢ１４ａ、１４ｂが物理的に接触しないように、かつ、ホーン部６ａ、６ｂ、円形導波管部８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂを伝播したマイクロ波帯の電波が良好にＬＮＢ１４ａ、１４ｂに伝播されるように選択されている。この実施の形態では、傾斜導波管１２ａは、ホーン部６ａ、円形導波管部８ａ、１０ａの中心軸に対して約２０度の角度をなすように形成されている。傾斜導波管部１２ｂも同様に円形導波管部８ｂ、１０ｂの中心軸に対して約２０度の角度をなすように形成されている。なお、この実施の形態では、両フランジ１６ａ、１６ｂは、一体に形成されているが、それぞれ別個に形成することもできる。
【００１８】
ホーン部６ａ、６ｂの先端部の周囲には、図１及び図２に示すように、ホーン部６ａ、６ｂの周囲を包囲するように、コルゲートリング１８も形成されている。これは、ビーム成形を容易にするために設けられている。
【００１９】
これら胴部４、傾斜導波管部１２ａ、１２ｂ、フランジ部１６ａ、１６ｂ、コルゲートリング１８は、例えばアルミダイキャストによって一体成形されている。
【００２０】
このように２基の一次放射器が一体に形成されているので、マルチビームパラボラ反射鏡の焦点位置の近傍に、この一次放射器を取り付けるときも、１台のアームだけでよいので、取付が容易に行える。
【００２１】
図４は、この一次放射器２の指向特性を示したもので、両指向特性は、約４．５度のずれがあり、受信しようとしている２基の衛星からの電波の到来方向のずれに、丁度一致している。
【００２２】
図５及び図６に第２の実施の形態の一次放射器２０を示す。この一次放射器２０は、３基の衛星からの電波を受信するためのもので、３つのホーン部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを有している。これらホーン部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、互いに接近して一列に配置され、これらの先端部の周囲には、これらを結合する小判状部２１が形成されており、各ホーン部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを結合している。この小判状部２１内に、各ホーン部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの先端部を包囲するようにコルゲートリング２３が形成されている。
【００２３】
これらホーン部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの最小口径部につらなって、円形導波管部２４ａ、２４ｂ、２４ｃが、ホーン部２２ａ、２２ｂ、２２ｃと同心状に配置されている。これら円形導波管部２４ａ、２４ｂ、２４ｃにつらなって、円形導波管部２６ａ、２６ｂ、２６ｃが円形導波管部２４ａ、２４ｂ、２４ｃと同心状に配置されている。両外側に位置する円形導波管部２６ａ、２６ｃは、中央の導波管部２６ｂよりも短く形成されている。
【００２４】
これら両外側の円形導波管部２６ａ、２６ｃにつらなって、円形の傾斜導波管部２８ａ、２８ｃが外方に向かって傾斜した状態に形成されている。傾斜導波管部２８ａ、２８ｃが設けられているのは、第１の実施の形態において傾斜導波管部１２ａ、１２ｂを設けたのと同様な理由による。
【００２５】
これら傾斜導波管部２８ａ、２８ｃと円形導波管部２６ｂとの端部には、図示しない３つのＬＮＢに各傾斜導波管部２８ａ、２８ｃと、円形導波管部２６ｂとをそれぞれ接続するためのフランジ３０が形成されている。このフランジ３０は、１つだけ設けたが、各傾斜導波管部２８ａ、２８ｃと、円形導波管部２６ｂとに、それぞれ個別に設けてもよい。なお、上記の２つの実施の形態では、複数の導波管部のうち外側に位置するものに傾斜導波管部をそれぞれ設けたが、例えば複数のコンバータが一体に形成されているものを使用する場合には、傾斜導波管部は省略することができる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、一列に接近させて結合した２または３本のホーン部にそれぞれ連通している複数の導波管部のうち両外側に位置するものが、外方に折り曲げられているので、この導波管部に接続される周波数変換器が物理的に接触することがなく、接近して打ち上げられている２または３基の衛星からの電波を良好に受信することができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、胴部内に前記各ホーン部を有しているので、各ホーン部は、それらの間に共通の管壁によって区画されているので、各ホーン部それぞれに管壁を設ける必要がなく、各ホーン部を接近して配置することができる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、各ホーン部の最大径部よりも周波数変換器の幅寸法が大きい場合であっても、両外側の導波管部を外方に折り曲げているので、各周波数変換器が物理的に接触することがなく、接近して打ち上げられている複数の衛星からの電波を良好に受信することができる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、各ホーン部は、それらの先端部に、共通のコルゲートリングを有しているので、所望のビームの形成が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一次放射器の第１の実施の態様の部分破断平面図である。
【図２】同第１の実施の態様の正面図である。
【図３】同第１の実施の態様の背面図である。
【図４】同第１の実施の態様の指向特性図である。
【図５】同第２の実施の態様の正面図である。
【図６】同第２の実施の態様の平面図である。
【図７】従来のパラボラアンテナにおける電波の到来方向と一次放射器の位置との関係を示す図および従来のパラボラアンテナの縦断面図である。
【符号の説明】
２２０一次放射器
４胴部
６ａ６ｂ２２ａ２２ｂ２２ｃホーン部
８ａ８ｂ１０ａ１０ｂ２４ａ２４ｂ２４ｃ２６ａ２６ｂ２６ｃ円形導波管部
１２ａ１２ｂ２８ａ２８ｃ傾斜導波管部
１４ａ１４ｂＬＮＢ（周波数変換器）
１６ａ１６ｂ３０フランジ
１８２３コルゲートリング

Claims

一列に接近させた２または３本のホーン部が結合された本体部と、
前記各ホーン部にそれぞれ連通している２または３本の導波管部と、
これら導波管部の端部に形成され、前記各導波管部に対応する２または３台の周波数変換器との結合用フランジとを、有し、
前記各導波管部のうち両外側に位置するものに対応する前記各周波数変換器が隣接するものと非接触となるように、前記両外側の導波管部が外方に折り曲げられているマルチビームパラボラアンテナ用一次放射器。
請求項１記載のマルチビームパラボラアンテナ用一次放射器において、前記本体部は、同部内に前記各ホーン部を有しているマルチビームパラボラアンテナ用一次放射器。
請求項１記載のマルチビームパラボラアンテナ用一次放射器において、前記各ホーン部の最大径部よりも前記各周波数変換器の幅寸法が大きいマルチビームパラボラアンテナ用一次放射器。
請求項１記載のマルチビームパラボラアンテナ用一次放射器において、前記各ホーン部は、それらの先端部に、共通のコルゲートリングを有するマルチビームパラボラアンテナ用一次放射器。