JP5649550B2

JP5649550B2 - 反射鏡アンテナ

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Publication number: JP5649550B2
Application number: JP2011236246A
Authority: JP
Inventors: 道生瀧川; 内藤　出; 出内藤; 央任小島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2031-10-27
Also published as: JP2012182783A

Description

この発明は、一次放射部から放射された光線を、反射鏡で反射して外部に放射する反射鏡アンテナに関する。

従来から、配列された波源を一次放射部とし、ビーム走査が可能な反射鏡アンテナとして、以下のようなものが知られている。すなわち、この反射鏡アンテナは、配列された波源からなる一次放射部と、一次放射部からの平行光線を集束光線に変換する副反射鏡と、変換された集束光線が集束点を通過した発散光線を、再び平行光線に変換する主反射鏡とを備えている。なお、この反射鏡アンテナでは、ブロッキングを防止するために、オフセット形式の構成をとっている（例えば、非特許文献１参照）。

Ｃ．ＤｒａｇｏｎｅａｎｄＭ．Ｊ．Ｇａｎｓ，"ＩｍａｇｉｎｇＲｅｆｌｅｃｔｏｒＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓｔｏＦｏｒｍａＳｃａｎｎｉｎｇＢｅａｍＵｓｉｎｇａＳｍａｌｌＡｒｒａｙ"，ＢｅｌｌＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．５８，Ｎｏ．２，ｐｐ．５０１−５１５，Ｆｅｂ１９７９．

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。すなわち、非特許文献１に示された反射鏡アンテナでは、ブロッキングを防止するために、オフセット形式の構成をとっているので、反射鏡アンテナ自体が大きくなるという問題があった。

そこで、光線に対する副反射鏡および主反射鏡の働きを変えることなく、反射鏡アンテナをコンパクトな構成にすることを考えると、図２０に示されるようなセンターフィード形式の反射鏡アンテナが考えられる。しかしながら、図２０において、一次放射部５１から放射され、副反射鏡５２で反射されて主反射鏡５３に向かう光線５４は、一次放射部５１が主反射鏡５３に対してほぼブロッキングとなるので、アンテナ効率が低下するという問題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、センターフィード形式のコンパクトな構成をとり、ブロッキングによる影響を低減することができる反射鏡アンテナを得ることを目的とする。

この発明に係る反射鏡アンテナは、線状波源からなる一次放射部と、一次放射部から放射された光線を反射する副反射鏡と、副反射鏡で反射された光線を反射する主反射鏡と、を備えたセンターフィード形式の反射鏡アンテナであって、副反射鏡は、一次放射部から放射されて副反射鏡で反射された光線が、一次放射部が線状に表れる第１面において実際に集束する集束位置と、一次放射部から放射されて副反射鏡で反射された光線が、第１面に直交する第２面において仮想的に集束する集束位置とが、互いに異なる位置になる形状を有しているものである。

この発明に係る反射鏡アンテナによれば、副反射鏡は、一次放射部から放射されて副反射鏡で反射された光線を、一次放射部が線状に表れる第１面と、第１面に直交する第２面とで、互いに異なる位置に集束させる形状を有している。
そのため、センターフィード形式のコンパクトな構成をとり、ブロッキングによる影響を低減することができる反射鏡アンテナを得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナを示す概略構成図である。（ａ）、（ｂ）は、図１に示した反射鏡アンテナを示す平面図である。この発明の実施の形態２に係る反射鏡アンテナを示す概略構成図である。（ａ）、（ｂ）は、図３に示した反射鏡アンテナを示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態３に係る反射鏡アンテナを示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態４に係る反射鏡アンテナを示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態５に係る反射鏡アンテナを示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態６に係る反射鏡アンテナを示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態７に係る反射鏡アンテナを示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態８に係る反射鏡アンテナを示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態９に係る反射鏡アンテナを示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１０に係る反射鏡アンテナを示す平面図である。図１２に示した反射鏡アンテナの幾何光学的なブロッキングの大きさを示す説明図である。（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１１に係る反射鏡アンテナを示す平面図である。この発明の実施の形態１２に係る反射鏡アンテナを示す概略構成図である。この発明の実施の形態１３に係る反射鏡アンテナを示す平面図である。この発明の実施の形態１３に係る反射鏡アンテナを説明するための平面図である。この発明の実施の形態１３に係る反射鏡アンテナを示す別の平面図である。この発明の実施の形態１３に係る反射鏡アンテナを示すさらに別の平面図である。従来の反射鏡アンテナを示す平面図である。

以下、この発明に係る反射鏡アンテナの好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナを示す概略構成図である。また、図２は、図１に示した反射鏡アンテナを示す平面図であり、図２（ａ）は、図１に示した反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図２（ｂ）は、図１に示した反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。

図１、２において、この反射鏡アンテナは、センターフィード形式の反射鏡アンテナであり、一次放射部１、副反射鏡２および主反射鏡３から構成されている。
一次放射部１は、例えばアレーアンテナで構成される線状波源である。なお、図１、２では、一次放射部１を直線状の波源として示しているが、これに限定されず、一次放射部１は、例えば円弧状の波源であってもよい。

副反射鏡２は、図２（ａ）のＸＺ面において、一次放射部１から放射された平行光線１１を集束光線２１に変換して反射させるとともに、集束光線２１が副反射鏡２と主反射鏡３との間で集束して光線の集束位置４を形成する形状を有している。また、主反射鏡３は、図２（ａ）のＸＺ面において、副反射鏡２からの集束光線２１が集束位置４を通って発散した発散光線２２を、平行光線３１に変換して反射する形状を有している。ここで、図２（ａ）のＸＺ面において、この反射鏡アンテナは、非特許文献１に示されたイメージングリフレクタとして動作する。

一方、副反射鏡２は、図２（ｂ）のＹＺ面において、一次放射部１から放射された発散光線１２を発散光線２３として反射させるとともに、発散光線２３がＸＺ面における集束位置４とは異なる位置で集束して光線の集束位置５を形成する形状（例えば、双曲線や楕円）を有している。また、主反射鏡３は、図２（ｂ）のＹＺ面において、副反射鏡２からの発散光線２３を、平行光線３２に変換して反射する形状を有している。ここで、図２（ｂ）のＹＺ面において、この反射鏡アンテナは、幾何学的にブロッキングによる影響が低減されたアンテナとして動作することができる。

すなわち、副反射鏡２は、一次放射部１から放射されて副反射鏡２で反射された光線を、一次放射部１が線状に表れるＸＺ面と、ＸＺ面に直交するＹＺ面とで、互いに異なる位置に集束させる形状を有している。具体的には、副反射鏡２は、例えば図１に示した馬鞍のような概略形状を有しており、これにより、各面における光線の集束位置を独立して決定することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、副反射鏡は、一次放射部から放射されて副反射鏡で反射された光線を、一次放射部が線状に表れる第１面と、第１面に直交する第２面とで、互いに異なる位置に集束させる形状を有している。
そのため、センターフィード形式のコンパクトな構成をとり、ブロッキングによる影響を低減することができる反射鏡アンテナを得ることができる。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る反射鏡アンテナを示す概略構成図である。また、図４は、図３に示した反射鏡アンテナを示す平面図であり、図４（ａ）は、図３に示した反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図４（ｂ）は、図３に示した反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。

図３、４において、この反射鏡アンテナは、図１、２に示した一次放射部１を、フェーズドアレーアンテナで構成したものである。なお、フェーズドアレーアンテナは、どのような方式のものであってもよい。また、その他の構成は、上述した実施の形態１と同様なので、その説明を省略する。

一次放射部１をフェーズドアレーアンテナで構成した場合、図４（ａ）のＸＺ面において、ビーム走査が可能となる。ここで、上述した実施の形態１と同様に、図４（ａ）のＸＺ面における集束光線２１の集束位置４と、図４（ｂ）のＹＺ面における発散光線２３の集束位置５とを、互いに異なる位置とすることにより、図４（ｂ）のＹＺ面において、この反射鏡アンテナは、幾何学的にブロッキングによる影響が低減されたアンテナとして動作することができる。

以上のように、実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、一次元に限定されるものの、ビーム走査が可能となる。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る反射鏡アンテナを示す平面図であり、図５（ａ）は、この反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図５（ｂ）は、この反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。

副反射鏡２は、図５（ａ）のＸＺ面において、一次放射部１から放射された平行光線１１を集束光線２１に変換して反射させるとともに、集束光線２１が副反射鏡２と主反射鏡３との間で集束して焦線６を形成する形状を有している。一方、副反射鏡２は、図５（ｂ）のＹＺ面において、一次放射部１から放射された発散光線１２を発散光線２３として反射させるとともに、発散光線２３が副反射鏡２の背後（反主反射鏡３側）で集束して１つの焦線７を形成する形状を有している。なお、その他の構成は、上述した実施の形態１、２と同様なので、その説明を省略する。

すなわち、図５に示した反射鏡アンテナは、ＸＺ面については、非特許文献１に示されたイメージングリフレクタとして、ＹＺ面については、カセグレンアンテナとして動作する。
以上のように、実施の形態３によれば、上述した実施の形態１、２と同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４に係る反射鏡アンテナを示す平面図であり、図６（ａ）は、この反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図６（ｂ）は、この反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。

副反射鏡２は、図６（ａ）のＸＺ面において、一次放射部１から放射された平行光線１１を集束光線２１に変換して反射させるとともに、集束光線２１が副反射鏡２と主反射鏡３との間で集束して焦線６を形成する形状を有している。一方、副反射鏡２は、図６（ｂ）のＹＺ面において、一次放射部１から放射された発散光線１２を集束光線２４に変換して反射させるとともに、集束光線２４が副反射鏡２と主反射鏡３との間で集束して、ＸＺ面における焦線６とは異なる位置に１つの焦線７を形成する形状を有している。なお、その他の構成は、上述した実施の形態１、２と同様なので、その説明を省略する。

すなわち、図６に示した反射鏡アンテナは、ＸＺ面については、非特許文献１に示されたイメージングリフレクタとして、ＹＺ面については、グレゴリアンアンテナとして動作する。
以上のように、実施の形態４によれば、上述した実施の形態１、２と同様の効果を得ることができる。

実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５に係る反射鏡アンテナを示す平面図であり、図７（ａ）は、この反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図７（ｂ）は、この反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。

副反射鏡２は、図７（ａ）のＸＺ面において、一次放射部１から放射された平行光線１１を集束光線２１に変換して反射させるとともに、集束光線２１が副反射鏡２と主反射鏡３との間で集束して焦線６を形成する形状を有している。一方、副反射鏡２は、図７（ｂ）のＹＺ面において、一次放射部１から放射された発散光線１２を発散光線２３として反射させるとともに、発散光線２３が副反射鏡２の背後（反主反射鏡３側）で集束して２つの焦線７ａ、７ｂを形成する形状を有している。なお、その他の構成は、上述した実施の形態１、２と同様なので、その説明を省略する。

すなわち、図７に示した反射鏡アンテナは、ＸＺ面については、非特許文献１に示されたイメージングリフレクタとして、ＹＺ面については、軸偏位カセグレンアンテナとして動作する。
以上のように、実施の形態５によれば、上述した実施の形態１、２と同様の効果を得ることができる。

実施の形態６．
図８は、この発明の実施の形態６に係る反射鏡アンテナを示す平面図であり、図８（ａ）は、この反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図８（ｂ）は、この反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。

副反射鏡２は、図８（ａ）のＸＺ面において、一次放射部１から放射された平行光線１１を集束光線２１に変換して反射させるとともに、集束光線２１が副反射鏡２と主反射鏡３との間で集束して焦線６を形成する形状を有している。一方、副反射鏡２は、図８（ｂ）のＹＺ面において、一次放射部１から放射された発散光線１２を集束光線２４に変換して反射させるとともに、集束光線２４が副反射鏡２と主反射鏡３との間で集束して、ＸＺ面における焦線６とは異なる位置に２つの焦線７ａ、７ｂを形成する形状を有している。なお、その他の構成は、上述した実施の形態１、２と同様なので、その説明を省略する。

すなわち、図８に示した反射鏡アンテナは、ＸＺ面については、非特許文献１に示されたイメージングリフレクタとして、ＹＺ面については、軸偏位グレゴリアンアンテナとして動作する。
以上のように、実施の形態６によれば、上述した実施の形態１、２と同様の効果を得ることができる。

実施の形態７．
図９は、この発明の実施の形態７に係る反射鏡アンテナを示す平面図であり、図９（ａ）は、この反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図９（ｂ）は、この反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。

図９において、この反射鏡アンテナは、図１〜図８に示した副反射鏡２を、リフレクトアレーで構成したものである。なお、リフレクトアレーは、上述した実施の形態１〜６の動作が可能であれば、どのような形状であってもよい。また、その他の構成は、上述した実施の形態１〜６と同様なので、その説明を省略する。

以上のように、実施の形態７によれば、上述した実施の形態１〜６と同様の効果を得ることができる。

実施の形態８．
図１０は、この発明の実施の形態８に係る反射鏡アンテナを示す平面図であり、図１０（ａ）は、この反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図１０（ｂ）は、この反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。

図１０において、この反射鏡アンテナは、図１〜図８に示した主反射鏡３を、リフレクトアレーで構成したものである。なお、リフレクトアレーは、上述した実施の形態１〜６の動作が可能であれば、どのような形状であってもよい。また、その他の構成は、上述した実施の形態１〜６と同様なので、その説明を省略する。

以上のように、実施の形態８によれば、上述した実施の形態１〜６と同様の効果を得ることができる。

実施の形態９．
図１１は、この発明の実施の形態９に係る反射鏡アンテナを示す平面図であり、図１１（ａ）は、この反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図１１（ｂ）は、この反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。

図１１において、この反射鏡アンテナは、図１〜図８に示した副反射鏡２および主反射鏡３を、それぞれリフレクトアレーで構成したものである。なお、リフレクトアレーは、上述した実施の形態１〜６の動作が可能であれば、どのような形状であってもよい。また、その他の構成は、上述した実施の形態１〜６と同様なので、その説明を省略する。

以上のように、実施の形態９によれば、上述した実施の形態１〜６と同様の効果を得ることができる。

実施の形態１０．
図１２は、この発明の実施の形態１０に係る反射鏡アンテナを示す平面図であり、図１２（ａ）は、この反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図１２（ｂ）は、この反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。なお、反射鏡アンテナの構成は、上述した実施の形態３と同様なので、その説明を省略する。

図１２（ａ）のＸＺ面において、一次放射部１と副反射鏡２との距離ｄは、非特許文献１に示されたイメージングリフレクタの原理より、主反射鏡３の焦点距離Ｆ（主反射鏡３と焦線６との距離）と、イメージングリフレクタの倍率ｍとを用いて、ｄ＝Ｆ×（ｍ＋１）／ｍ^２で決定される。この条件によって、図１２（ａ）のＸＺ面における点Ａ、Ｂ、Ｃが決定される。

一方、図１２（ｂ）のＹＺ面において、点Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ図１２（ａ）のＸＺ面における点Ａ、Ｂ、Ｃと共通の点となる。このとき、副反射鏡２の背後（反主反射鏡３側）に集束して形成される１つの焦線７から、一次放射部１の外形を通る光線２５は、主反射鏡３に一次放射部１の影Ｄｈを形成する。ここで、ブロッキングの要因となるのは、一次放射部１の影Ｄｈ、および副反射鏡２の大きさＤｓが主反射鏡３に投影される影によるものである。

そのため、一次放射部１の影Ｄｈによるブロッキングおよび副反射鏡２の大きさＤｓによるブロッキングが最も小さな値となるようにすれば、ブロッキングを最小にすることができる。ここで、図１２（ｂ）のＹＺ面において、点Ｃから焦線７までの距離Δｆを変化させた場合に、一次放射部１の影Ｄｈによるブロッキングと副反射鏡２の大きさＤｓによるブロッキングとは、図１３に示される関係を有する。図１３より、双方のブロッキングが互いに等しくなるΔｆを選択することにより、図１２（ｂ）のＹＺ面において、幾何光学的にブロッキングを最小にすることができる。

すなわち、図１２に示した反射鏡アンテナは、ＸＺ面については、非特許文献１に示されたイメージングリフレクタとして、ＹＺ面については、ブロッキングが最小となるカセグレンアンテナとして動作する。
以上のように、実施の形態１０によれば、上述した実施の形態３と同様の効果を得ることができ、さらに、ブロッキングによる性能劣化を最小限にすることができる。

実施の形態１１．
図１４は、この発明の実施の形態１１に係る反射鏡アンテナを示す平面図であり、図１４（ａ）は、この反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図であり、図１４（ｂ）は、この反射鏡アンテナをＹＺ面（第２面）から見た平面図である。なお、反射鏡アンテナの構成は、上述した実施の形態４と同様なので、その説明を省略する。

図１４（ａ）のＸＺ面において、一次放射部１と副反射鏡２との距離ｄは、非特許文献１に示されたイメージングリフレクタの原理より、主反射鏡３の焦点距離Ｆ（主反射鏡３と焦線６との距離）と、イメージングリフレクタの倍率ｍとを用いて、ｄ＝Ｆ×（ｍ＋１）／ｍ^２で決定される。この条件によって、図１４（ａ）のＸＺ面における点Ａ、Ｂ、Ｃが決定される。

一方、図１４（ｂ）のＹＺ面において、点Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ図１４（ａ）のＸＺ面における点Ａ、Ｂ、Ｃと共通の点となる。このとき、副反射鏡２と主反射鏡３との間で集束して形成される１つの焦線７から、一次放射部１の外形を通る光線２５は、主反射鏡３に一次放射部１の影Ｄｈを形成する。ここで、ブロッキングの要因となるのは、一次放射部１の影Ｄｈ、および副反射鏡２の大きさＤｓが主反射鏡３に投影される影によるものである。

そのため、一次放射部１の影Ｄｈによるブロッキングおよび副反射鏡２の大きさＤｓによるブロッキングが最も小さな値となるようにすれば、ブロッキングを最小にすることができる。ここで、図１４（ｂ）のＹＺ面において、点Ｃから焦線７までの距離Δｆを変化させた場合に、一次放射部１の影Ｄｈによるブロッキングと副反射鏡２の大きさＤｓによるブロッキングとは、図１３に示された関係を有する。図１３より、双方のブロッキングが互いに等しくなるΔｆを選択することにより、図１４（ｂ）のＹＺ面において、幾何光学的にブロッキングを最小にすることができる。

すなわち、図１４に示した反射鏡アンテナは、ＸＺ面については、非特許文献１に示されたイメージングリフレクタとして、ＹＺ面については、ブロッキングが最小となるグレゴリアンアンテナとして動作する。
以上のように、実施の形態１１によれば、上述した実施の形態４と同様の効果を得ることができ、さらに、ブロッキングによる性能劣化を最小限にすることができる。

実施の形態１２．
図１５は、この発明の実施の形態１２に係る反射鏡アンテナを示す概略構成図である。図１５において、この反射鏡アンテナは、センターフィード形式の反射鏡アンテナであり、一次放射部１、副反射鏡２および主反射鏡３から構成されている。
一次放射部１は、円筒波を放射する線状波源である。

副反射鏡２は、この反射鏡アンテナのＹＺ面における断面曲線４１を、ＸＺ面における断面曲線４２に沿って動かして形成されるダブリーカーブ形状を有している。具体的には、副反射鏡２のＸＺ面の断面曲線４２は、放物線である。また、副反射鏡２のＹＺ面の断面曲線４１は、実施の形態３、１０に示したカセグレンアンテナの場合は双曲線であり、実施の形態４、１１に示したグレゴリアンアンテナの場合は楕円であり、実施の形態５に示した軸偏位カセグレンアンテナの場合は２つの対称な双曲線をつなぎ合わせた曲線であり、実施の形態６に示した軸偏位グレゴリアンアンテナの場合は２つの対称な楕円をつなぎ合わせた曲線である。

また、主反射鏡３は、一次放射部１から放射され、副反射鏡２および主反射鏡３で反射された光線の、任意の開口面４３までの距離を一定とする光路長一定の条件によって形状が決定される。図１５では、光路長一定の条件を満足する光線４４を例示している。

以上のように、実施の形態１２によれば、上述した実施の形態１〜６、１０、１１と同様の効果を得る３次元の鏡面を構成することができる。

なお、上記実施の形態１２では、副反射鏡２がダブリーカーブ形状を有していると説明したが、これに限定されず、主反射鏡３がダブリーカーブ形状を有しているとして、副反射鏡２の形状を、光路長一定の条件によって決定してもよい。

主反射鏡３がダブリーカーブ形状を有しているとした場合、主反射鏡３は、この反射鏡アンテナのＹＺ面における断面曲線４５を、ＸＺ面における断面曲線４６に沿って動かして形成される。具体的には、主反射鏡３のＸＺ面の断面曲線４６は、放物線である。また、主反射鏡３のＹＺ面の断面曲線４５は、実施の形態３〜６、１０、１１で考えられるＸＺ面とは、焦点距離の異なる放物線である。

また、上記実施の形態１２では、ＹＺ面における断面曲線を、ＸＺ面における断面曲線に沿って動かして形成されるダブリーカーブ形状と説明したが、これに限定されず、ＸＺ面における断面曲線を、ＹＺ面における断面曲線に沿って動かして形成されるダブリーカーブ形状としてもよい。

実施の形態１３．
図１６は、この発明の実施の形態１３に係る反射鏡アンテナを示す平面図であり、この反射鏡アンテナをＸＺ面（第１面）から見た平面図である。図１６において、一次放射部１は、斜め状に配列されている。なお、その他の構成は、上述した実施の形態１２と同様なので、その説明を省略する。

上記実施の形態１２で示した反射鏡アンテナの諸元の決定において、一次放射部１と副反射鏡２との距離が、波長に比べて長くとれない場合がある。ここで、図１７に示されるように、一次放射部１が直線状に配列されたアレーアンテナで構成される場合について考える。

このとき、一次放射部１からの光線（電磁波）６１が副反射鏡２で反射され、主反射鏡３に向かう副反射鏡２の反射波６２の一部が一次放射部１で反射され、その反射波６３が再び副反射鏡２で反射されるというように多重反射が発生して、放射パターン特性に影響を及ぼす恐れがある。

そこで、図１６に示したように、一次放射部１のアレーアンテナの配列形状を斜め状とすることにより、一次放射部１からの反射波６３の方向を、副反射鏡２の外側に向けることができる。すなわち、一次放射部１の形状を変えることにより、反射条件を変えることができるので、多重反射の影響を低減することができる。

ここで、一次放射部１の斜め状の角度については、特に限定するものではなく、所望の特性が得られるように形状を調整することにより、多重反射を軽減した最適な反射特性を得ることができる。

なお、上記実施の形態１３では、一次放射部１を斜め状に配列する場合について説明したが、これに限定されない。一次放射部１のアレーアンテナの配列形状は、図１８に示されるように、くの字形であっても、上記実施の形態１３と同様の効果を得ることができる。ここで、一次放射部１のくの字形の角度については、特に限定するものではなく、所望の特性が得られるように形状を調整することにより、多重反射を軽減した最適な反射特性を得ることができる。

また、一次放射部１のアレーアンテナの配列形状は、図１９に示されるように、曲面状であっても、上記実施の形態１３と同様の効果を得ることができる。ここで、一次放射部１の曲面形状については、特に限定するものではなく、所望の特性が得られるように形状を調整することにより、多重反射を軽減した最適な反射特性を得ることができる。

また、実施の形態１〜１１に示した反射鏡アンテナについても、同様に一次放射部１のアレーアンテナの配列形状を変えることにより、多重反射の影響を低減することができる。

また、上記実施の形態１３では、一次放射部１と副反射鏡２との間の多重反射について説明したが、これに限定されず、一次放射部１と主反射鏡２との間の多重反射を軽減するために、一次放射部１のアレーアンテナの配列形状を変えてもよい。

１一次放射部、２副反射鏡、３主反射鏡、４集束位置、５集束位置、６焦線、７、７ａ、７ｂ焦線、１１平行光線、１２発散光線、２１集束光線、２２発散光線、２３発散光線、２４集束光線、２５一次放射部の外形を通る光線、３１平行光線、３２平行光線、４１副反射鏡のＹＺ面における断面曲線、４２副反射鏡のＸＺ面における断面曲線、４３開口面、４４光路長一定の条件を満足する光線、４５主反射鏡のＹＺ面における断面曲線、４６主反射鏡のＸＺ面における断面曲線、５１一次放射部、５２副反射鏡、５３主反射鏡、５４副反射鏡から主反射鏡に向かう光線、６１一次放射部から放射される光線、６２副反射鏡から主反射鏡に向かう反射波、６３一次放射部からの反射波。

Claims

線状波源からなる一次放射部と、
前記一次放射部から放射された光線を反射する副反射鏡と、
前記副反射鏡で反射された光線を反射する主反射鏡と、
を備えたセンターフィード形式の反射鏡アンテナであって、
前記副反射鏡は、前記一次放射部から放射されて前記副反射鏡で反射された光線が、前記一次放射部が線状に表れる第１面において実際に集束する集束位置と、前記一次放射部から放射されて前記副反射鏡で反射された光線が、前記第１面に直交する第２面において仮想的に集束する集束位置とが、互いに異なる位置になる形状を有している
ことを特徴とする反射鏡アンテナ。
前記一次放射部は、フェーズドアレーアンテナであることを特徴とする請求項１に記載の反射鏡アンテナ。
前記副反射鏡は、前記一次放射部から放射されて前記副反射鏡で反射された光線が、前記第１面において、前記副反射鏡と前記主反射鏡との間で集束して焦線を形成するとともに、前記第２面において、前記副反射鏡の反前記主反射鏡側で集束して１つの焦線を形成する形状を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射鏡アンテナ。
前記副反射鏡は、前記一次放射部から放射されて前記副反射鏡で反射された光線が、前記第１面において、前記副反射鏡と前記主反射鏡との間で集束して焦線を形成するとともに、前記第２面において、前記副反射鏡と前記主反射鏡との間で集束して、前記第１面における焦線とは異なる位置に１つの焦線を形成する形状を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射鏡アンテナ。
前記第２面において、前記主反射鏡に形成される前記一次放射部の影と前記副反射鏡の大きさが前記主反射鏡に投影される影とが、互いに等しい大きさになるように、前記第２面における前記焦線の位置を選択することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の反射鏡アンテナ。
前記副反射鏡は、前記一次放射部から放射されて前記副反射鏡で反射された光線が、前記第１面において、前記副反射鏡と前記主反射鏡との間で集束して焦線を形成するとともに、前記第２面において、前記副反射鏡の反前記主反射鏡側で集束して２つの焦線を形成する形状を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射鏡アンテナ。
前記副反射鏡は、前記一次放射部から放射されて前記副反射鏡で反射された光線が、前記第１面において、前記副反射鏡と前記主反射鏡との間で集束して焦線を形成するとともに、前記第２面において、前記副反射鏡と前記主反射鏡との間で集束して、前記第１面における焦線とは異なる位置に２つの焦線を形成する形状を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射鏡アンテナ。
前記副反射鏡は、リフレクトアレーであることを特徴とする請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の反射鏡アンテナ。
前記主反射鏡は、リフレクトアレーであることを特徴とする請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の反射鏡アンテナ。
前記副反射鏡および前記主反射鏡は、リフレクトアレーであることを特徴とする請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の反射鏡アンテナ。
前記副反射鏡または前記主反射鏡が、ダブリーカーブ形状を有していることを特徴とする請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の反射鏡アンテナ。
前記一次放射部は、斜め状に配列されていることを特徴とする請求項１から請求項１１までの何れか１項に記載の反射鏡アンテナ。
前記一次放射部は、くの字形に配列されていることを特徴とする請求項１から請求項１１までの何れか１項に記載の反射鏡アンテナ。
前記一次放射部は、曲面状に配列されていることを特徴とする請求項１から請求項１１までの何れか１項に記載の反射鏡アンテナ。