JPH02123803A - アンテナ装置 - 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〕 衛星を同時に指向する衛星通信用地球面・アンテナに関
するものである。

〔従来の技術〕

第９図は従来の２周波に使用され、かつ各周波数によっ
て衛星が異なる受信アンテナを示す概念図であり、＋１
１は主反射鏡、（２）は副反射鏡、（３）は周波数ｒ１
を受信するホーンでこの（１）、　＋２１．１３１でカ
セグレンアンテナを構成し第１θ図のｆ＋のアンテナ受
信パターンを得る。さらにホーン（４）と主反射鏡１１
）でパラボラを構成する。ここでホーン（４）は副反射
鏡（２）の周縁に配置されているため、給電点がオフセ
ントされたパラボラアンテナとなり、第１０図に示すよ
うにアンテナ正面方向から離れた受信パターンとなる。

ビームの離角Φは、パラボラ（１１の焦点距離はｆと、
パラボラ軸から給電点のオフセット量δにより決まり、
近憤的に δ Φ”ｊａｎ−’　　− で示される。このとき、ビームの正面方向利得はビーム
離角が大きくなるほど低下し、例えば「アンテナ工学ハ
ンドブック、第４車間口面アンテナ。

４．５．３マルチビームアンテナは時Ｐ、　１７９　Ｊ
に示すように、ｆ／Ｄ　＜０．３５　（Ｄ　ｉアンテナ
直径）の場合、６ビ一ム幅で３ｄＢ以上の利得低下とな
る０例えば１枚のパラボラ反射鏡を共用し、２っｑ異な
る周波数を用い、かつ２つの異なる放射パターンを得る
アンテナにおいて、２つの放射パターンがビーム幅の数
１０倍以上又は３０’〜６０”　と大は１倦限度がある
。さらにΦを連続的に変える場合δを連続的に変化させ
る必要がある。

（発明が解決しようとするｍ！ｌり 従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので
、ｒ、とｆ怠の２つの周波数の電波を受信する場合、そ
のビームの方向は比較的近接している。

具体的には４０Ｈ，で１０ｍのカセグレンアンテナとし
、２０　Ｈ２で主反射鏡を共用する。このとき副反射鏡
は約１．４ｍとなる。よってＤ　＝１．４　ｍとなる。

焦点距離を５ｍと仮定するとΦ＝１５°となり、これは
２ＧＨｇ　のビーム幅（−１’）の１５倍となり、利得
も正面方向から約１０ｄＢ低下となる。

利得低下の点から、Ｄをかえてこれ以上離れたビームの
方向とすることは不可能である。

この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、利得低下をある程度にまで抑えつつ、正面方向から
大幅に離れた角度にビームを作るアンテナ装置を得るこ
とを目的とする。また正面方向から離れたビームの角度
は前記では原則的に固定であったが、ビーム離角を可変
にできるアンテナ装置を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は係るμンテナ装置は、ｆ、、　ｆ、の周波数
を対象とするアンテナで、ｒｌではカセグレンアンテナ
の構成をし、ｒ！では給電点を鏡軸と直交した方向にオ
・フセットしたパラボラアンテナの構成をもっており、
ｆ２において、ビーム離角を太き（、かつ可変とするア
ンテナ装置を得るものである。

〔作用〕

この発明におけるアンテナ装置は、少なくともｔｏに対
応する２ケのホーンと、その合成回路と合成回路の一方
の分岐側に設けられた位相器とにより、ｒ２においてビ
ーム離角を大きくかつ可変とできる。

〔実施例〕

第１図は、その一実施例である。第１図において（４ａ
）　（４ｂ）は同一のホーンであり、副反射鏡（２）の
周縁に鏡軸Ｑｌｌに対し、対称に配置されている。（５
）は連続的に位相量をかえられる位相器、（６）は−次
ホーン（４ａ）　（４ｂ）からの出力を合成する合成器
である。第３図は正方形ホーン（４ａ）、　（４ｂ）と
導波管回路による位相器（５ａ）と合成器（６ａ）　（
マジックＴ）による具体的例である。

第２図は前記アンテナ装置でのｆｌおよびｆ８での放射
パターンを示す、（９目よ！、の通常のカセグレンアン
テナの放射パターンである。　ａＳはｆｌの一次ホーン
（４ａ）、　（４ｂ）の合成出力の放射パターンである
。

特にｆ２の合成出力は、いわゆるアレーパターンにより
、周期的にグレーティングローブが出ることが特長的で
あり、このグレーティングローブを利用することにより
、ビーム中心から大幅に離れた方向にもビームを向ける
ことができる。

第７図のように、素子アンテナ（４ａ）の放射パターン
Ｅｌｌを −ｊａｒ Ｅ、　±　　　　　　　　ＧＯａ　　θ「 とする。

同等素子アンテナ（４ｂ）の放射パターンＥ。

よって合成パターンＥは ばれ、第８図のように図示される。（φ−０）さらに合
成回路の片側位相器φを挿入するとｋｄｓｉｎθ→（ｋ
ｄｓｉｎ　ｅ＋φ）とすればよい、従ってφをかえれば
、第８図の破線で示すようにアレーパターンのピッチが
変えられることになる。上式の振幅は となるゆえ、結局アンテナの放射パターンは素子パター
ンとなる。従って素子パターンとしてＣＯＳθ以外のも
のでもよ（、アレーパターンをきめるｄとφに応じて周
期的にピークがくり返し出てくることなる。（グレーテ
ィングとよばれる）素子パターンとして第５図の給電点
オフセット型式のパラボラアンテナの放射パターンＥ１
を用いても、同様のグレーティング効果を得る。即ち−
ｊｋｒ Ｅｌ　寓　　　　　　・　ｃｏｓ　　（θ　＋α）よっ
て合成パターンＥは ここでαは第６図に示すようにオフビーム給電時のビー
ム離角である。ｄはホール間隔である。（２）式は（１
１式の拡張形であり、やはりグレーティングローブが出
ることが自明である。従ってこのグレーティングローブ
を用いて、ｆｌに対してはアンテナの正面方向にビーム
を向け、ｆ、に対しては、アンテナの正面方向から大き
く離れた方向にビームを向けられる。

グレーティングローブのθに関する変化は、で示される
が基本的には周期函数であり、グレーティングピークは
θでくり返し出てくる。従ってそのピークを使えば、ア
ンテナの正面方向から大きく離れた方向にもビームがむ
いていることになる。かつその方向は位相量φによって
連続的に変化できる。

また上記実施例ではｆｌ＋　ｒ＊と異なる周波数で説明
したが、ｆ、　−ｆ、でもよい０以上の発明は２つの異
なる位置の衛星を同時に指向するアンテナに適用できる
。

また第４図のように、平面パンチアンテナ（４ｃ）　。

（４ｄ）を用いて、マイクロストリップ形式のアンテナ
を副反射鏡の周縁につけてもよい、　（５ａ）は位相器
である。

（発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、１台のアンチで２周
波敗を共用し、かつその１つの周波数に対するアンテナ
ビームと、もう１つの周波数に対するアンテナビームを
それぞれ異なる衛星に同時に対向するように構成したの
で本来は２台のアンテナでそれぞれの衛星に対向してい
たのに比べ装置が安価にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るアンテナ装置の一実施例を示す
構成図、第２図は第１図のアンテナ装置の放射パターン
を示す図、第３図は本発明のアンテナ装置に使われる一
次ホーンを導波管回路で構成した例の構成図、第４図は
本発明のアンテナ装置に使われる一次ホーンをマイクロ
波ストリップ回路で構成した例の構成図、第５図は本発
明の他の一実施例における一次ホーンの配置図、第６図
は第５図の放射パターンを示す図、第７図は本発明に使
用する素子アンテナによる特性説明図、第８図は第７図
による放射特性の説明図、第９図は従来のアンテナ装置
の構成図、第１Ｏ図は第９図の放射パターンの説明図で
ある。 図において、（１）は主反射鏡、（２）は副反射鏡、（
３）はホーン、＋４１　、　（４ａ）、　（４ｂ）は−
次ホーン、（５）は位相器、（６）は合成器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つの衛星を同時に指向する１台のアンテナにおい
   て、１つの衛星に対してはカセグレン形のアンテナで、
   他の１つの衛星には複数の一次ホーンをアレー給電形と
   したパラボラ形のアンテナで構成することを特徴とする
   アンテナ装置。 ２、少なくとも２つの一次ホーンを、カセグレンアンテ
   ナの副反射鏡の周縁に置き、そのホーンのどちらかに可
   変の位相器を接続し、かつその出力ともう一方の出力と
   を合成した請求項１に記載のアンテナ装置。 ３、少なくとも２つのパッチアンテナをカセグレンアン
   テナの副反射鏡の周縁に置き、マイクロストリップ回路
   で位相器と合成器を構成した請求項１に記載のアンテナ
   装置。