JPH02150102A - 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５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６図は正面図、第７図は部分斜視図であり２図におい
て（ｔｌｔｉＦ２を焦点とじＡＡを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Ｆ２を共やく焦
点としＢＢを回転軸とする回転楕円面の一部の副反射鏡
、（３１は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。

（４１ｉｌｔ主反射鏡（１１の周囲を覆う円筒形状の側
板、（５）Ｆｉ＠飯（４）の一部を切り取って構成され
る穴、（６）は副反射鏡（２）、−次放射器（３）と側
板（４）の穴（５）を覆う箱体、（ア）は側板（４）の
副反射鏡（２）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
、（９）は焦点Ｆ２　　を頂点とし主反射鏡（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（３１の放射電波位相中心、すなわち焦
点Ｆ１ｆｔ中心とする球面波として放射され、副反射鏡
（２１で反射して焦点Ｆ２を静由し、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（３１から放射される電波の撮巾
分布と位相分布が変化するため。

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）は主反射鏡（１）。

側板（４）９箱体（６）とともに密閉構造をなし、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
（２）、主反射鏡（１）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）も波長と比べて十分薄い誘電体の薄膜を使用し。

レドーム（７）と伝送路（８１とのなす角を直角でない
角度ψとして電波が通過する際の反射を極力少なくして
いる。上記の様な留意によりオフセットアンテナ４２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課題〕

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、′ｒＭ気的特
性および機掛的強度上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
合にはその形状は相貫線（９）でよい訳だが、実際には
波長が数１の電波であるため焦点Ｆ２から出る電波がな
す円錐は波動的な拡り含有しているから、穴（５）は相
貫線（９）より大きくなくてはならない。特に焦点Ｆ２
の近傍ではビームウェスト半径より大きい穴とする必要
があり、実用にあたっては第７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。

つぎに機械的強度の面では、側板（４）の円筒シェルと
しての連続性を穴（５）が分断し、側板（５）と箱体（
６）の接合される箇所はシェルとしての曲名とその方向
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り、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１箱
体（６１は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。

さらにレドーム（７）の形状は円筒を斜めに切断して得
られるため楕円形となるが、レドーム（７）が薄膜であ
ることから強風が作用する際この楕円形が円形に移行す
る傾向があり、この結果側板（４）に二次応力が発生す
るだけでなくアンテナ全体に変形が及び、ビーム方向の
変化會もたらす。

これらは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あるが、その
改善は板厚の増加など製作費の増大と、穴の形状や箱体
の形状選定など実験的要素の大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。この発明はかかる課題を解決するた
めになされたもので、上記の特性劣化要因のない安価な
オフセットアンチナラ得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発−に関わるオフセットアンテナはレドームの外周
形状を円形とし、側板の内面形状を主反射鏡の外周を導
線としレドームの外周上の各点を頂点とする錐体の包絡
体で構成するものである。

〔作用〕

この発明においては、側板の電波を通過させる穴が最少
になるから穴周辺の機械的強度の劣化が少なく箱体の形
状を最小にする。

〔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、第３図は部分斜視図であり２図において（１）は
主反射鏡、（２）は副尺射鏡、（３）は−次放射器、（
８）は伝送路でこれらは上ａｅ従来装置と同じである。

ａυは側板、α１１は外周形状が円形のレドーム、（１
３は側板０１の一部を切り取って構成される穴。

（１３は副尺射鏡（２）、−次放射器（３）と側板α１
の穴ａ３を覆う箱体である。側板αυの形状は以下のよ
うに定める。主反射鏡（１）の外周を導線としレドーム
Ｕの外周上の一点を頂点とする錐体は楕円錐であり一義
的に定まる。レドームＣ１１ｌの外周上で頂虚を移動し
ていくと、それに対応して錐体が順次定まるが。

レドームαｌ）の外周を頂点が一周するとこれら錐体の
集合として包絡体が形成される。

この包絡体の形状は、レドームαυの大ききすなわち半
径と、主反射鏡（１）とレドームｆｉｌｌとの相対位置
が定まれば主反射鏡（１）に対して一義的に定まる。

従ってとの包絡体の外表面を構成する母線の主反射鏡（
１）の対称面上にある２本の母線のうち１回転軸側の母
線が焦点Ｆ２の近傍を通り、かつ主反射鏡ｆｉｌからの
電波を妨げないようにレドームの半径とその位置を定め
る。上記のようにレドーム口１１の外周形状を定めると
前Ｆ包絡体は一義的に定まり。

これを内面形状とする側板ａ１の形状が定まる。この側
板αυの面は、一般に展開可能曲面ではないが。

第３図にしめすように主反射鏡（１）とレドーム口υの
各々の外周を等分し、各点の間の実長から三角形の累積
形状として数値的に近似展開可能である。

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。

この電波が側板ａ１を通過する箇所、すなわち穴＋１３
は幾伺光学的には点もしくは微小な楕円でよく。

波動的な考慮を加えても焦点Ｆ２におけるビームウェス
ト半径の程度の大きさで足りる。つまり電気特性を左右
する穴ａ３Ｉ−１ｔ最小のものになる。機械的には、こ
の側板ａυの各微小部分は楕円錐シェルであって２周に
沿って連続かつ滑らかであるがら。

従来装置の側板（４）の円筒シェルと同じガウス曲塞口
のシェルに近似であって強度上の性状はほぼ同じである
うえ、従来装置と異なり穴ｔｉｚは小さく側板ａ１の幅
の一割程度が欠けるにすぎないからシェルの連続性は十
分保たれ、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）よりこの発明
の箱体α３ははるかに小さいから風の流線２乱すことが
少なく風荷重もほとんど増加しない。ざらにレドームα
１１の外周形状が円形であって、かつ側板α１との接合
剛性が連続かつ滑らかであるから、二次応力やビーム方
向の変化が少ない。

この側板ααは上記で述べたように数値的に近似展開す
ることが可能であり、その装造は板金加工でできるので
極めて安価にオフセットアンテナが構成できる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、オフセットアンテナの側
根ヲある定められた錐体の包絡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図は部分斜視図、第４図は側板の展開図、第
５図は従来のオフセットアンテナを示す側面図、第６図
は正面図、第７図は部分斜視図である。 因において、（１）は主反射鏡、（２）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、ａαは側板。 ｔｉｌｌはレドーム、α２は穴、（１３は箱体である。 なお、各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、外周形状が円形のレ
   ドームを備え、上記主反射鏡の外周を導線とし上記レド
   ームの外周上の各点を頂点とする錐体の包絡体を内面形
   状とする側板を備え、この側板の外部に上記副反射鏡と
   一次放射器を配置するとともにこの副反射鏡と一次放射
   器を上記側板との間に収容する箱体を備え、上記包絡体
   の上記主反射鏡の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主反射鏡の焦点の近傍を
   通るとともに、上記側板には上記副反射鏡からの電波を
   妨げない所定の半径の穴を備えたことを特徴とするオフ
   セットアンテナ。