JPH01137804A - オフセットアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は主としてマイクロ波帯通信あるいはレーダー
等に用いる開口面アンテナに関するもので、さらに詳し
く言えば円形開口を有するオフセットアンテナの改良に
関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば特公昭５３−３１３４５号公報に示され
た従来のオフセットアンテナを示す側面図、第５図は正
面図、第６図は部分斜視図であり２図において（１）は
Ｆ２に焦点としＡＡｉ回転軸とする回転放物面を前記回
転軸ＡＡとφなる角度をなす平面Ｐで切断して得られる
主反射鏡、（２）はＦｌとＦｚｋ共やく焦点としＢＢｉ
回転軸とする回転楕円面の一部の副反射鏡、　＋３１Ｈ
例えば円錐ホーンの一次放射器で。

この−次放射器（３）の放射電波位相中心は副反射鏡（
２）の焦点の１つＦｌと一致している。（４）ハ主反射
鏡（１）の周囲を覆う円筒形状の側板、（５）は側板（
４）の−部全切り。取って構成される穴、（６）は−次
放射器（３）と側板（４）の穴（５）を覆う箱体、（７
）は側板（４）の副反射ｆｉ　（２１の側の開口を覆う
誘電体板のレドーム、（８）は−次放射器（３）から放
射される電波の伝送路、　（９１ｉ穴（５）のエツジで
ある。従来のオフセットアンテナは上記の様に構成され
、これを送信アンテナとして考えた場合、−次放射器（
３）より放射される電波は伝送路（８）の通り、前記−
次放射器（３）の放射電波位相中心、すなわち焦点Ｆｅ
ｅ中心とする球面波として放射され、副反射鏡（２）で
反射して焦点Ｆｅｅ経由し、主反射鏡（１）で反射して
平面波となり、アンテナの前方に鋭いビームを形成する
。この−次放射器（３）の開口に雨滴や雪が付着すると
、−次放射器（３）から放射される電波の振巾分布と位
相分布が変化するため２本来の鋭いビームが劣化したり
。

不要な方向への電波が放射されるので、レドーム（７）
ハ主反射鏡（υ、側板（４）９箱体（６）とともに密閉
構造全なし、この内部に雨や雪が浸入して一次放射器（
３）に付着することを防いでいる。さらに−次放射器（
３）から副反射鏡（２１，主反射鏡＋Ｉ＋を経てアンテ
ナ前方に至る伝送路（８）の途上で電波がブロックされ
ることのないように側板（４）の穴（５）は配置されて
おり、レドーム（７）も電波が通過する際の反射を極力
少なくするために波長と比べて十分薄い誘電体の薄膜を
使用している。上記の様な留意によりオフセットアンテ
ナは９本質的にブロッキングの存在するパラボラアンテ
ナやカセグレンアンテナと比べ、ブロッキングによるサ
イドロープ劣化や利得低下がなく、特性良好なアンテナ
として高密度通信や衛星通信に利用・されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記従来のオフセットアンテナにおいて必要
とされる側板（４（の穴（５）に関して、電気的特性お
よび機械的強度上２〜３の考慮すべき点がある。

まず電気的特性では、穴（５）全幾何光学的に考えた場
合にはその形状は焦点Ｆ２ヲ頂点とし主反射鏡（１）の
周囲を導線とする円錐と側板（４）との相貫線とすれば
よい訳だが、実際には波長が数儒の電波であるためこの
電波がなす円錐は波動的な拡りを有しているから、穴（
５）ニ上記相貫線より大きくなくてはならない。特に焦
点Ｆ２の近傍では十分太きくする必要がおり、実用にあ
たっては第６図に示すように穴（５）は箱体（６）と同
等の大きさとするのが通常である。さらに穴（５）は側
板（４）との間にエツジ（９）を形成し、アンテナとし
ての不可避的なエツジすなわち主反射鏡（１）と副反射
鏡（２）の外周の他にエツジ（９）ヲ有することになり
、エツジ回折あるいはエツジ散乱によってサイドロープ
特性の劣化が増大するので電波吸収体の装着などが必要
になる。

つぎに機械的強度の面では、側板（４）の円筒シェルと
しての連続性金穴（５）が分断し、さらに側板（４）と
箱体（６）の接合される箇所はシェルとしての曲率とそ
の方向が急変するから、ここに面外曲げモーメントが発
生するので板厚を厚くしたシ、補強を加えるなどの処置
が必要である。またアンテナに台風など強風が作用する
際９箱体（６）ハ風の流線を見出し風荷重を増加させる
ので、乱れを少なくするよう風洞実験などにより影響の
少ない形状を模索し、その結果に基づき各部の強度を向
上させる必要がある。

しかし、これらはオフセットアンテナとしての本質的な
問題点ではなく、いずれもオフセットアンテナ本来の電
気・機械的特性の劣化を防ぐためになされるものでわる
が、その改善は電波吸収体の使用、板厚の増加など製作
費の増大と、穴の形状や電波吸収体の装着位置１箱体の
形状選定など実験的要素の犬なる開発手順を招き、結果
として安価かつ特性良好なオフセットアンテナの実現を
困難にしていた。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、上記の特性劣化要因のない安価なオフセットアンテ
ナを得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に関わるオフセットアンテナは側板の内面形状
を、主反射鏡の外周を導線とし主反射鏡の回転軸を含む
面内に頂点を有し主反射鏡と所定の関係をなす錐体とし
、この錐体すなわち側板内に副反射鏡と一次放射器を包
含するものである。

〔作　用〕

この発明においては、側板が一次放射器から放射される
電波全分断あるいはブロッキングすることなく伝送路を
覆うことができるから、側板に電波を通過させる穴が不
要で穴のエツジに起因するサイドローブ特性劣化や穴周
辺の機械的強度の劣化がない。さらに副反射鏡、−次放
射器と穴を覆う箱体をこの発明の側板は兼ねるから、オ
フセットアンテナ全構成する部品の数を少なくする。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す側面図、第２図は正
面図であり９図において（１）は主反射鏡。

（２）は副反射鏡、（３）は−次放射器、（７）はレド
ーム。

（８）は伝送路でこれらは上記従来装置と同じである。

口０）ハ側板で、主反射鏡山の対称面つまり主反射鏡ｕ
ｌの外周がなす面に垂直すなわち平面Ｐに垂直で回転軸
ＡＡを含む平面Ｑ上（第１図においては紙面に平行で焦
点Ｆ２　ｋ含む平面上）に頂点Ｔを有し。

主反射鏡（１）の外周を導線にもつ錐体を内面形状とし
たものでアリ、この錐体内すなわち側板ＱＯ１の内部に
副反射鏡（２）と−次放射器（３）が包含されるように
錐体の平面Ｑ上における回転軸ＡＡ側の母線と回転軸Ａ
Ａがなす角度θを定め、かつこの角度θと。

錐体の平面Ｑ上における頂角２α（半頂角α）と。

平面Ｐが回転軸ＡＡとなす角度φとが次の関係を満足す
るようにしたものである。

上記のように構成されたオフセットアンテナにおいて、
−次放射器（３）から副反射鏡（２）、主反射鏡（１）
へ放射される電波は従来装置と同様に伝送路（８）を伝
搬しアンテナ前方に鋭いビームを形成するが。

この電波がなす円錐は側板（１０１に包含されており。

従来装置に存在した穴や穴によるエツジは不要であり、
側板叫が伝送路（８）を分断あるいはブロッキングする
ことがない。つまり電気特性の劣化要因のエツジはアン
テナとしての不可避的なエツジすなわち主反射鏡＋１７
と副反射＠（２）の外周のみであり。

電波の波動的なふるまいによるサイドロープ劣化は最小
限のものになる。

また機械的には、この側板（１０１は円錐シェルになり
、従来の装置の側板（４）の円筒シェルと同じガウス曲
率０のシェルであるから強度上の性状はほぼ同じである
が、従来装置と異なり穴がないからシェルの連続性が保
たれ、シェルの強度を最大限に発揮でき補強措置は不要
である。そして従来装置の箱体（６）をこの発明の側板
側は兼ねるから１箱体（６）が不要であって部品点数が
減少するとともに風の流線は円滑なものになり風荷重も
増加しない。

さらにこの側板ααは上記で述べたようにガウス曲率Ｏ
のシェルであるから展開可能曲面であり。

側板ｕｏ＋ｉ板金加工で製造できるので極めて安価にオ
フセットアンテナが構成できるし、板金加工以外の製造
方法９例えばガラス繊維強化グラスチックの成形による
場合など型を製造する際にも側板の内面形状が円錐であ
ることから立旋盤など汎用機械で十分加工できる利点が
ろる。側板αｌ’に板金加工で製造する場合の展開形状
例（ｌ／２部分）を第３図に示す。

〔効　果〕

この発明は以上説明した通り、オフセットアンテナの側
板金ある定められた錐体とすることにより、電気的機械
的特性の劣化要因のないオフセットアンテナを安価に実
現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す側面図、第２図は正
面図、第３図は側板の展開図、第４図は従来のオフセッ
トアンテナを示す側面図、第５図は正面図、第６図は部
分斜視図である。 図において、（１）は主反射鏡、（２１は副反射鏡、（
３）は−次放射器、（４）は側板、（５）は穴、（６）
は箱体、（７）はレドーム、（８）は伝送路、（９）は
エツジ、　（１０１は側板である。 なお１図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転放物面を回転軸とφなる角度をなす平面で切断して
   得られる主反射鏡と、上記主反射鏡外周につけた側板と
   、上記主反射鏡の焦点を共やく焦点の１つとする回転楕
   円面の一部の副反射鏡と、上記副反射鏡の他方の共やく
   焦点を電波位相中心とする一次放射器と、上記側板の開
   口側を覆うレドームとからなるオフセットアンテナにお
   いて、上記主反射鏡の対称面内に頂点を有し上記主反射
   鏡の外周を導線にもつ錐体を内面形状とする側板を備え
   、この側板の内部に上記副反射鏡と一次放射器を備える
   とともに、上記錐体の上記対称面上における母線のうち
   上記回転放物面の回転軸側の母線が上記回転軸となす角
   度θ、上記錐体の上記対称面上における半頂角αおよび
   上記主反射鏡を切断する角度φが｛ｔａｎα［ｃｏｓφ
   −ｃｏｓ（φ＋θ）／ｓｉｎ（φ＋θ）］｝の関係にあ
   ることを特徴とするオフセットアンテナ。