JP4878337B2 - Double reflector antenna - Google Patents
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本発明は、円形凹面型の主反射鏡と、主反射鏡の凹面中心から突出する１次放射器と、１次放射器の前方位置に誘電体支持手段で支持された円形凸面型の副反射鏡とからなる複反射鏡アンテナの技術分野に属する。 The present invention relates to a circular concave main reflector, a primary radiator protruding from the concave center of the main reflector, and a circular convex sub-reflection supported by a dielectric support means at a position in front of the primary radiator. It belongs to the technical field of double-reflector mirror antennas.
図４は、従来の円形の複反射鏡アンテナの側断面図である。（ａ）はアンテナ全体の側断面図、（ｂ）は主反射を除いた側断面図、（ｃ）は副反射鏡２を右から見た図である。矢印Ｚの方向が主ビーム方向である。このアンテナを矢印Ｚの逆方向で見た場合には主反射鏡５も副反射鏡２も円形に見える。３は副反射鏡を支持する誘電体支持部材である。
その動作は以下の通りである。
１次放射器４で放射された電磁波は副反射鏡２を照射しここで反射されて主反射鏡５へ向かい、主反射鏡５で再び反射されて矢印Ｚの方向へ放射される。受波の場合には逆経路で１次放射器へ集中入波する（例えば、特許文献１参照）。
FIG. 4 is a side sectional view of a conventional circular double reflector antenna. (A) is a sectional side view of the whole antenna, (b) is a sectional side view excluding the main reflection, and (c) is a view of the
The operation is as follows.
The electromagnetic wave radiated from the primary radiator 4 irradiates the
副反射鏡２の形状は、得ようとする指向特性と主反射鏡４の曲面形状に応じて、円錐形、凸面鏡形その他の各種の形状がある。
The shape of the
図５は、図４の（ｂ）即ち主反射鏡５を除いた状態での指向性と（ａ）のアンテナ全体の指向性を示す図である。
（ａ）が主反射鏡５を除いたときの指向性であり、（ｂ）がθｄ＝４５°における、主反射鏡５を取除いたときの指向性とアンテナ全体の指向性である。
（ａ）の図は、図４の（ｂ）におけるθｄを３５度、４０度、４５度と変化させた場合の図である。
(A) is the directivity when the main reflecting mirror 5 is removed, and (b) is the directivity when the main reflecting mirror 5 is removed at θd = 45 ° and the directivity of the entire antenna.
The figure of (a) is a figure at the time of changing (theta) d in (b) of FIG. 4 with 35 degree | times, 40 degree | times, and 45 degree | times.
従来の複反射鏡アンテナ装置は以上のように構成されているので、１次放射器から放射された電波は副反射鏡の端部で回折することで、アンテナのサイドローブの上昇をもたらしていた。
このような、スピルオーバーを抑圧するためには一般に１次放射器と副反射鏡を接近させ（図４の（ｂ）のθｄを大きくさせ）、エッジテーパをつけ、副反射鏡端部での回折波を抑圧する方法がとられるが、波長に対して小さな副反射鏡であると、回折波の影響が大きいため、この方法を用いても図５の（ａ）に示すように特に６０°≦θ≦９０°のスピルオーバーには効果がない。例えば、θｄ＝４５°と副反射鏡を近づけた場合のアンテナ全体の特性は図５の（ｂ）に示すように、６０°≦θ≦９０°のスピルオーバーによりサイドローブ特性が劣化する。
図５の横軸THETA（DEG）は、図４の（ａ）のＺ方向を０度とする偏波面内における角度θ（度）である。
Since the conventional double-reflecting mirror antenna apparatus is configured as described above, the radio wave radiated from the primary radiator is diffracted at the end of the sub-reflecting mirror, thereby increasing the side lobe of the antenna. .
In order to suppress such spillover, generally, the primary radiator and the sub-reflector are brought close to each other (θd in FIG. 4B is increased), an edge taper is provided, and a diffracted wave at the end of the sub-reflector is obtained. However, if the sub-reflection mirror is small with respect to the wavelength, the influence of the diffracted wave is large. Therefore, even if this method is used, as shown in FIG. ≤90 ° spillover has no effect. For example, when θd = 45 ° and the sub-reflector is brought close to the antenna, the side lobe characteristics deteriorate due to spillover of 60 ° ≦ θ ≦ 90 ° as shown in FIG. 5B.
The horizontal axis THETA (DEG) in FIG. 5 is an angle θ (degrees) in the plane of polarization with the Z direction in FIG.
本発明の解決課題は、上記従来技術の問題点に鑑みて、副反射鏡の端部における回折によるスピルオーバーを軽減し、サイドローブレベルの抑圧を図った複反射鏡アンテナを実現することにある。 The problem to be solved by the present invention is to realize a double-reflecting mirror antenna that reduces the spillover due to diffraction at the end of the sub-reflecting mirror and suppresses the sidelobe level.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段構成を有する。
本発明の第１の構成は、円形凹面形の主反射鏡と、該主反射鏡の凹面中心から突出する１次放射器と、該１次放射器の前方位置に円形の円周から、円周を含む面よりも主反射鏡側の方へ出張った面を有する副反射鏡とを有する複反射鏡アンテナにおいて、前記副反射鏡上の円形中心を通る偏波面との交線上の副反射鏡周縁寄りの位置で該偏波面交線と交差するスリットを有することを特徴とする複反射鏡アンテナである。
The present invention has the following means in order to solve the above problems.
A first configuration of the present invention includes a circular concave main reflecting mirror, a primary radiator protruding from the concave center of the main reflecting mirror, a circular circumference at a position in front of the primary radiator, and a circular shape. A sub-reflector antenna having a sub-reflector having a surface traveled toward the main reflector side rather than a surface including the circumference, and a sub-reflector on a line intersecting with a polarization plane passing through a circular center on the sub-reflector A double-reflector antenna having a slit that intersects the plane of polarization crossing at a position near the periphery.
本発明の第２の構成は、前記第１の構成において、偏波面交線とスリットの交差角が直角であることを特徴とする複反射鏡アンテナである。 A second configuration of the present invention is the double reflector antenna according to the first configuration, wherein the crossing angle between the plane of polarization and the slit is a right angle.
本発明の第３の構成は、前記第１の構成又は第２の構成において、スリットが円弧状であることを特徴とする複反射鏡アンテナである。 A third configuration of the present invention is the double reflector antenna according to the first configuration or the second configuration, wherein the slit has an arc shape.
副反射鏡の端部における回折によるスピルオーバーは、副反射鏡の円形中心を通る偏波面と副反射鏡の円周縁との交点（図４の（ｃ）のＳ１、Ｓ２）近傍で顕著に現われる。
従って、この交点Ｓ１、Ｓ２の近傍にスリットを設け、そのスリットを通って１次放射器からの電磁波の一部が副反射鏡の背面側（アンテナとしては放射方向）へ漏れるようにしておくとスピルオーバー波と漏れ波が干渉、或いは合成されることになる。
この場合、両方の波の位相が逆相で、振幅が等しければ相殺し合ってゼロということになる。完全にゼロにすることは困難であるとしても、実用上はゼロにはならなくとも現状よりスピルオーバー波のレベルを小さくすることができれば有用である。
本発明は、この点に着眼したものである。
Spillover due to diffraction at the end of the sub-reflecting mirror is prominent in the vicinity of the intersection (S 1 and S 2 in FIG. 4C) of the polarization plane passing through the circular center of the sub-reflecting mirror and the peripheral edge of the sub-reflecting mirror. Appear.
Therefore, a slit is provided in the vicinity of the intersections S 1 and S 2 so that a part of the electromagnetic wave from the primary radiator leaks to the back side of the sub-reflector (radiating direction as an antenna) through the slit. In other words, the spillover wave and the leaky wave interfere or are combined.
In this case, if the phases of both waves are out of phase and the amplitudes are equal, they cancel each other and become zero. Even if it is difficult to achieve zero, it is useful if the level of the spillover wave can be reduced from the present level even if it is not zero in practice.
The present invention focuses on this point.
本発明は、副反射鏡の円形中心を通る偏波面との交線の副反射鏡周縁寄りの位置に偏波面交線と交差するスリットを設けることにより回折によるスピルオーバーを軽減することができ、サイドローブレベルを低く改善することができる。 In the present invention, a spillover due to diffraction can be reduced by providing a slit intersecting the polarization plane intersection line at a position near the periphery of the secondary reflection mirror at the intersection line with the polarization plane passing through the circular center of the secondary reflection mirror. The lobe level can be improved.
スリットの形状、スリットの幅、スリットの長さや偏波面交線との交差角等は、理論計算によって求めてもよいが、数値を変えてゆく実験や調整によってサイドローブができるだけ低くなる態様にするのが実際的である。 The shape of the slit, the width of the slit, the length of the slit, the crossing angle with the plane of polarization, etc. may be obtained by theoretical calculation. It is practical.
副反射鏡におけるスピルオーバーは、副反射鏡の円形中心を通る偏波面に関して対称と考えられるので、スリットの副反射鏡と偏波面との交線とのなす交差角は直角とするのが最良の実施形態である。
また、交線の両側におけるスリットの長さは同寸法とするのが最良の実施形態である。
更に、副反射鏡の外周は円形であるからスリットもこの円形と同心の円弧状とするのが最良の実施形態である。
Since the spillover in the sub-reflector is considered to be symmetric with respect to the plane of polarization passing through the circular center of the sub-reflector, it is best practice to make the angle of intersection between the slit's sub-reflector and the plane of polarization a right angle It is a form.
In the best embodiment, the slits on both sides of the intersection line have the same length.
Further, since the outer periphery of the sub-reflecting mirror is circular, it is the best embodiment that the slit is arcuate and concentric with the circular shape.
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の複反射鏡アンテナのうち主反射鏡を除いた部分を示す図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）を右側から見た正面図である。
図４の従来の副反射鏡との違いは、副反射鏡２と偏波面との交線と交差するようにし、副反射鏡２の円周寄りにスリット１が設けられている点である。
スリット１は副反射鏡２の円周に沿った同心状の円弧となっており、偏波面を示す直線と直交し、左右対称となっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams showing a portion of the double reflector antenna of the present invention excluding a main reflector, where FIG. 1A is a side sectional view and FIG. 1B is a front view of FIG.
The difference from the conventional sub-reflecting mirror of FIG. 4 is that a slit 1 is provided near the circumference of the
The slit 1 is a concentric arc along the circumference of the
図２は本発明の副反射鏡を用いたときの指向性図である。
（ａ）は主反射鏡を除いたときの指向性であり、（ｂ）の実線は、アンテナ全体の指向性である。破線は（ａ）の曲線を併記したものである。
FIG. 2 is a directivity diagram when the sub-reflecting mirror of the present invention is used.
(A) is the directivity when the main reflector is removed, and the solid line in (b) is the directivity of the entire antenna. The broken line shows the curve (a).
図３は本発明、複反射鏡アンテナについての指向性と、図４の従来の場合の指向性を比較のために併記した指向性図である。
即ち、図２の指向性図と、図５の指向性図のうちθｄ＝４５°の場合の指向性図を比較できるように併記した図である。
この図によれば、まず（ａ）において６０°≦θ≦９０°の範囲でスピルオーバーが軽減されており、その結果（ｂ）の指向性において同じ角度範囲のサイドローブレベルが抑圧されていることが分かる。
FIG. 3 is a directivity diagram in which the directivity of the present invention, the double reflector antenna, and the directivity of the conventional case of FIG. 4 are shown for comparison.
That is, the directivity diagram of FIG. 2 and the directivity diagram in the case of θd = 45 ° in the directivity diagram of FIG.
According to this figure, first, spillover is reduced in the range of 60 ° ≦ θ ≦ 90 ° in (a), and as a result, the side lobe level in the same angular range is suppressed in the directivity of (b). I understand.
１ スリット
２ 副反射鏡
３ 誘電体支持部材
４ １次放射器
５ 主反射鏡
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