JPH02179007A - Parabolic antenna - Google Patents
Parabolic antennaInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はパラボラアンテナに関し、特に電波の到来方向
を探査するのに適したパラボラアンテナに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a parabolic antenna, and particularly to a parabolic antenna suitable for detecting the arrival direction of radio waves.
〈従来技術〉
一般に、移動する物体、例えば船舶や車両等において、
固定局、例えば放送衛星からの電波を良好に受信するに
は、船舶や車両等は移動しているので、常に放送衛星の
方にアンテナが向くようにアンテナの方位角や仰角を自
動的に調整することが必要である。同様に、移動してい
る物体、例えば人工衛星からの電波を一定の位置で受信
する場合も、アンテナが常に人工衛星の方を向くように
アンテナの方位角や仰角を調整することが必要である。<Prior art> Generally, in a moving object such as a ship or a vehicle,
In order to receive good radio waves from a fixed station, such as a broadcasting satellite, the azimuth and elevation angle of the antenna must be automatically adjusted so that the antenna always faces the broadcasting satellite, since ships and vehicles are moving. It is necessary to. Similarly, when receiving radio waves from a moving object, such as an artificial satellite, at a fixed position, it is necessary to adjust the azimuth and elevation angle of the antenna so that the antenna always points toward the artificial satellite. .
このような調整方法としては、受信用の主アンテナの他
に、どのような方位角及び仰角から電波が到来している
かを検出する複数の副アンテナを用い、最も受信レベル
が大きい副アンテナの仰角及び方位角に主アンテナを向
ける方法がある。In this adjustment method, in addition to the main receiving antenna, multiple sub-antennas are used to detect the azimuth and elevation angle from which radio waves are arriving, and the elevation angle of the sub-antenna with the highest reception level is used. There is also a method of directing the main antenna in both directions and azimuth.
従来、このような調整方法に用いるアンテナとして、受
信電波かSHFHF上の場合、パラボラ反射鏡の焦点位
置に主アンテナとして一次放射器を1台設け、その周囲
に副アンテナとして複数台の一次放射器を設けたパラボ
ラアンテナがあった。Conventionally, as an antenna used for such an adjustment method, when receiving radio waves or SHFHF, one primary radiator is installed as the main antenna at the focal position of the parabolic reflector, and multiple primary radiators are installed around it as sub antennas. There was a parabolic antenna with a
〈発明か解決しようとする課題〉
しかし、上述したようなパラボラアンテナては、パラボ
ラ反射鏡の焦点位置の近傍に複数の一次放射器を配置し
なければならず、配置位置に物理的な制限があるという
問題点かあった。また、各一次放射器はこれらに対応し
て設けた各コンバータにそれぞれ導波管を介して接続さ
れるか、各一次放射器、各導波管及び各コンバータは、
一般にはパラボラ反射鏡に機械的に結合されているので
、これらか結合されたパラボラ反射鏡は重くなる。従っ
て、電波の到来方向に向けてパラボラ反射鏡の方位角や
仰角を調整するには大きな駆動力を発生する駆動装置を
用いなければならないという問題点もあった。<Invention or problem to be solved> However, in the parabolic antenna as described above, a plurality of primary radiators must be placed near the focal position of the parabolic reflector, and there are physical restrictions on the placement position. There was a problem. Also, each primary radiator is connected to each converter provided correspondingly via a waveguide, or each primary radiator, each waveguide, and each converter is
Since they are generally mechanically coupled to parabolic reflectors, these coupled parabolic reflectors are heavy. Therefore, there is a problem in that a driving device that generates a large driving force must be used to adjust the azimuth and elevation angle of the parabolic reflector in the direction in which the radio waves arrive.
本発明は、上記の各問題点を解決したパラボラアンテナ
を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a parabolic antenna that solves each of the above-mentioned problems.
〈課題を解決するための手段〉
上記の目的を達成するため、本発明は、パラボラ反射鏡
と、このパラボラ反射鏡の焦点位置に設けられた一次放
射器とを設け、これらを主アンテナとして用い、パラボ
ラ反射鏡の反射面に沿って、その中心を通り交差する複
数の放物線−Lにそれぞれ上記中心を挟んで位置するよ
うに複数の平面アンテナを設け、これらを副アンテナと
して用いるものである。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention provides a parabolic reflector and a primary radiator provided at the focal point of the parabolic reflector, and uses these as a main antenna. , a plurality of planar antennas are provided along the reflecting surface of the parabolic reflecting mirror so as to be located on a plurality of parabolas -L that pass through the center and intersect, respectively, with the center on either side, and these are used as sub-antennas.
また、各平面アンテナが取り付けられているパラボラ反
射鏡の反射面の部分を、他の反射面の部分よりも一次放
射器側に突出させてもよい。Further, the reflecting surface portion of the parabolic reflector to which each planar antenna is attached may be made to protrude toward the primary radiator side more than the other reflecting surface portions.
さらに、各平面アンテナを多層構造で、その表面にスリ
ットを有する金属製のものとし、その金属表面に上記能
の反射面の部分と一致させてもよい。Furthermore, each planar antenna may have a multilayer structure and be made of metal with slits on its surface, and the metal surface may be aligned with the above-mentioned reflective surface.
〈作用・効果〉
本発明によれば、平面アンテナは、反射鏡の中心を通る
複数の放物線上にそれぞれ中心を挟んで位置するように
複数の平面アンテナを設けているので、その取付けに物
理的な制限がなく、比較的容易に取付けられる。そして
、パラボラ反射鏡に取り付けられている各平面アンテナ
は1重量か非常に軽いものであるので、これらか取り付
けられたパラボラ反射鏡の重量はさして増加せず、各平
面アンテナの出力の比較によって決定した方位角及び仰
角に、小さな駆動力を有する駆動装置によってパラボラ
アンテナを駆動することができる。<Operation/Effect> According to the present invention, the planar antenna is provided with a plurality of planar antennas so as to be positioned on the plurality of parabolas passing through the center of the reflecting mirror, with the center sandwiched between them. There are no restrictions and installation is relatively easy. Since each of the planar antennas attached to the parabolic reflector is very light, weighing only one weight, the weight of the attached parabolic reflector does not increase much, and is determined by comparing the output of each planar antenna. The parabolic antenna can be driven at the azimuth and elevation angles by a drive device with a small driving force.
また、平面アンテナを取付けたパラボラ反射鏡の部分を
、他の部分よりも一次放射器側に突出させると、平面ア
ンテナに、誘電体の一方の面に地導体を設け、他方の面
に放射素子を設けたものを用いた場合に生じる位相遅れ
を相殺することができる。即ち、平面アンテナを設けた
パラボラ反射鏡の部分で反射され、一次放射器に入射す
る電波は、誘電体内を通過することにより、平面アンテ
ナを設けていない部分で反射されて一次放射器に入射さ
れる電波よりも位相か遅れるか、平面アンテナを取付け
たパラボラ反射鏡の部分を、他の部分よりも一次放射器
側に突出させることにょフて、この位相遅れを相殺でき
る。In addition, if the part of the parabolic reflector to which the planar antenna is attached protrudes toward the primary radiator compared to other parts, the planar antenna will have a ground conductor on one dielectric surface and a radiating element on the other surface. It is possible to cancel out the phase delay that occurs when using a device equipped with . In other words, the radio wave that is reflected by the part of the parabolic reflector provided with the planar antenna and incident on the primary radiator passes through the dielectric material, is reflected by the part not provided with the planar antenna, and is incident on the primary radiator. This phase lag can be canceled out by making the part of the parabolic reflector to which the planar antenna is attached protrude closer to the primary radiator than the other parts.
また、平面アンテナに、多層構造で、スリットを設けた
金属で表面を構成したものを用いた場合、電波の放射は
、この金属面で生じる。従って、この金属面は、平面ア
ンテナを設けていないパラボラ反射鏡の面と同じ位置に
位置させることによって位相を揃えることができる。Furthermore, when a planar antenna with a multilayer structure and a surface made of metal with slits is used, radiation of radio waves occurs on this metal surface. Therefore, by positioning this metal surface at the same position as the surface of the parabolic reflector that is not provided with a planar antenna, the phases can be aligned.
〈実施例〉
第1図及び第2図に第1の実施例を示す、この実施例は
、船舶や車両のような移動体に搭載されて、静止衛星で
ある放送衛星から送信されている衛星放送を、常に良好
に受信できるように用いるパラボラアンテナに、この発
明を実施したものである。<Example> The first example is shown in Figs. 1 and 2. This example is a satellite that is mounted on a moving body such as a ship or a vehicle and is transmitting from a broadcasting satellite that is a geostationary satellite. The present invention is applied to a parabolic antenna that is used to ensure good reception of broadcasts at all times.
第1図及び第2図において、lOは、パラボラ反射鏡2
例えば金属製の回転パラボラ反射鏡で、その焦点位置に
は一次放射器12か設けられている。In FIGS. 1 and 2, lO is the parabolic reflector 2
For example, it is a rotating parabolic reflector made of metal, and a primary radiator 12 is provided at its focal point.
なお1図には示していないが、一次放射器12は導波管
を介して、例えば12GHz帯の衛星放送信号をI G
H2帯の第1中間周波信号に変換するBSコンバータに
接続されている。このBSコンバータは、適当な支持具
によってパラボラ反射鏡10に機械的に結合されている
。Although not shown in FIG. 1, the primary radiator 12 transmits, for example, a 12 GHz band satellite broadcast signal to an IG via a waveguide.
It is connected to a BS converter that converts it into a first intermediate frequency signal in the H2 band. This BS converter is mechanically coupled to the parabolic reflector 10 by suitable supports.
パラボラ反射filoの反射面の中心を通る上下方向の
放物線において、中心を挟んで両側にはそれぞれ平面ア
ンテナ14aJ4bが設けられている。同様に、パラボ
ラ反射鏡lOの反射面の中心を通る水平方向の放物線に
おいて、中心を挟んで両側にも平面アンテナ14c、1
4dが設けられている。各平面アンテナ14a、 14
b、 14c、 I4dは1例えば誘電体16の一方の
面に金属箔製の地導体18を設け、他方の面にクランク
状の放射素子20を多数設けたもので。In a vertical parabola passing through the center of the reflective surface of the parabolic reflection filo, planar antennas 14aJ4b are provided on both sides of the center. Similarly, in a horizontal parabola passing through the center of the reflecting surface of the parabolic reflector lO, there are planar antennas 14c, 1 on both sides of the center.
4d is provided. Each planar antenna 14a, 14
b, 14c, and I4d are those in which, for example, a ground conductor 18 made of metal foil is provided on one surface of a dielectric 16, and a number of crank-shaped radiating elements 20 are provided on the other surface.
地導体18をパラボラ反射鏡10の反射面側に位置する
ように取付けである。なお、パラボラ反射鏡lOが金属
製であるので、これを地導体18として用いる場合、誘
電体16側に地導体18を設けるのを省略することがで
きる。なお、このような平面アンテナ14a、14b、
14c、14dの表面は、パラボラ反射鏡10の反射面
に取付けたことにより、その表面は平面ではなく、放物
面となるが、これは、各平面アンテナ14a、14b、
14cJ4dの放射素子20をその曲面を補正する形
状に設計して、給電の位相を調整することによって、平
面であるのと等価な指向性を持たせることができる。2
2.22.22.22は、各平面アンテナ14a、 1
4b%14c、 14dの給電点で、それぞれパラボラ
反射鏡10の中心側に設けられ、これらは第2図に示す
ようにパラボラ反射鏡10の背面側に設けられたコンバ
ータ24.24,24.24に接続されている。これら
コンバータ24.24.24.24は、例えば12GH
,帯の衛星放送信号をI GHz帯の第1中間周波信号
に変換するもので、各平面アンテナ14a、 14b、
14c、 14dのうち、レベルが最も大きい第1中間
周波信号に対応する平面アンテナの方に向って仰角及び
方位角が調整される。なお、パラボラ放射鏡10の方位
角や仰角を衛星放送を良好に受信することかできるよう
に調整する場合には、各平面アンテナ14a、14b、
14c、 14dの指向性は、第2図に示すように、
約5°乃至10°外方を向くことが望ましい、このよう
な指向特性とすることも、各平面アンテナ14a、 1
4b、 14c、 14dの放射素子20への給電位相
を調整することによって可能である。また、各平面アン
テナ14a、 14b、14c、 14dが、パラボラ
反射鏡lOの反射面に沿う面積の約175の面積を占め
るように構成した場合、各コンバータ24.24.24
、z4及び一次放射器12に結合されているコンバータ
で、それぞれ良好な受信をすることかできた。The ground conductor 18 is attached so as to be located on the reflective surface side of the parabolic reflector 10. Note that since the parabolic reflector IO is made of metal, when this is used as the ground conductor 18, it is possible to omit providing the ground conductor 18 on the dielectric 16 side. Note that such planar antennas 14a, 14b,
Since the surfaces of the antennas 14c and 14d are attached to the reflecting surface of the parabolic reflector 10, the surfaces thereof are not flat but paraboloidal.
By designing the 14cJ4d radiating element 20 in a shape that corrects its curved surface and adjusting the feeding phase, it is possible to provide directivity equivalent to that of a flat surface. 2
2.22.22.22 is each planar antenna 14a, 1
4b% 14c and 14d are provided at the center side of the parabolic reflector 10, respectively, and these converters 24.24 and 24.24 are provided on the back side of the parabolic reflector 10 as shown in FIG. It is connected to the. These converters 24.24.24.24 are for example 12GH
, band satellite broadcasting signal into a first intermediate frequency signal of I GHz band, each of the planar antennas 14a, 14b,
Among the antennas 14c and 14d, the elevation angle and azimuth angle are adjusted toward the planar antenna corresponding to the first intermediate frequency signal having the highest level. In addition, when adjusting the azimuth angle and elevation angle of the parabolic radiation mirror 10 so that satellite broadcasting can be received well, each of the planar antennas 14a, 14b,
The directivity of 14c and 14d is as shown in Fig. 2.
It is preferable that each of the planar antennas 14a, 1
This is possible by adjusting the phase of power feeding to the radiating elements 20 of 4b, 14c, and 14d. Furthermore, if each of the planar antennas 14a, 14b, 14c, and 14d is configured to occupy approximately 175 of the area along the reflective surface of the parabolic reflector lO, each converter 24, 24, 24
, z4 and the converter coupled to the primary radiator 12, each was able to provide good reception.
第2の実施例を第3図に示す、第1の実施例では、一次
放射器12で受信される電波は、第2図に示すように平
面アンテナ14a、 14b%14c、14dが設けら
れていない部分で反射されて入射する電波Aと、平面ア
ンテナ14a、 14b、 14c%14dが設けられ
ている部分で反射されて入射する電波Bとからなり、電
波Bは誘電体16内を通過する分だけ位相が遅れる。各
平面アンテナ14a、 14b、 14c、 14dが
パラボラ反射鏡lOの反射面に占める割合が比較的大き
い場合には、上記の位相の遅れを無視することができな
いことがある。このような場合に、対応するのが、第2
の実施例で、平面アンテナ14a、 I4b。A second embodiment is shown in FIG. 3. In the first embodiment, the radio waves received by the primary radiator 12 are transmitted through planar antennas 14a, 14b, 14c, and 14d as shown in FIG. The radio wave B consists of a radio wave A that is reflected and incident on a portion where the planar antennas 14a, 14b, 14c% and 14d are provided, and a radio wave B that is incident on the portion where the planar antennas 14a, 14b, 14c% and 14d are provided. The phase is delayed. When each of the planar antennas 14a, 14b, 14c, and 14d occupies a relatively large proportion of the reflecting surface of the parabolic reflector IO, the above-mentioned phase delay may not be negligible. In such a case, the second
In the embodiment, the planar antennas 14a, I4b.
14c、14dを取付ける部分を一次放射器12側に突
出させ、平面アンテナ14g、 14b、 14c、
14dに、他の部分よりも速く電波が到来するようにし
て、誘電体16内で位相の遅れが生じても、一次放射器
12の入射する場合には、他の部分で反射された電波と
同じ位相となるようにしたものである。なお、誘電体1
6の比誘電率(1を1.8、厚さを1.5mg+とじた
場合、突出させる量りは、約0.41− (h勾1−1
/eoes)となる、ε。は真空の誘電率である。The parts to which 14c and 14d are attached protrude toward the primary radiator 12 side, and the planar antennas 14g, 14b, 14c,
14d so that the radio waves arrive faster than other parts, so that even if there is a phase delay in the dielectric 16, when the radio waves are incident on the primary radiator 12, they are different from those reflected in other parts. This is so that they are in the same phase. Note that dielectric 1
The dielectric constant of 6 (if 1 is 1.8 and the thickness is 1.5 mg +, the amount of protrusion is approximately 0.41- (h slope 1-1
/eoes), ε. is the dielectric constant of vacuum.
第3の実施例を第4図に示す、この実施例は、各平面ア
ンテナ141に、多層構造のものを用いである。即ち、
この平面アンテナ141は、誘電体161の一方の面に
地導体181を設け1反対側の面に放射素子201を設
けると共に別の誘電体202を設け、さらにその上に金
属面203を設け、この金属面203に各放射素子20
1に対応するようにスリット204を設けたものである
。この平面アンテナ141ては、各スリット204にお
いてそれぞれ放射が生じる。従って、この平面アンテナ
141を設けていない部分とm相を揃えるためには、金
属面203かパラボラ反射鏡IOの他の部分と回じ放物
面状に位置させる必要かある。そこで、この実施例では
、パラボラ反射鏡10における平面アンテナ1、41を
取付ける部分を、他の部分よりも一次放射312とは反
対側に突出させている。なお、この突出楡は、金属面2
03が平面アンテナ141を取付けていない部分と回し
放物面を形成するように選択されている。また、第1の
実施例と同様にパラボラ反射鏡10が金属製の場合、地
導体181を省略してもよい。A third embodiment is shown in FIG. 4. In this embodiment, each planar antenna 141 has a multilayer structure. That is,
This planar antenna 141 has a ground conductor 181 on one surface of a dielectric 161, a radiating element 201 on the opposite surface, another dielectric 202, and a metal surface 203 on top of the ground conductor 181. Each radiating element 20 is placed on a metal surface 203.
A slit 204 is provided corresponding to 1. In this planar antenna 141, radiation occurs at each slit 204. Therefore, in order to align the m-phase with the portion where the planar antenna 141 is not provided, it is necessary to position the metal surface 203 or other portions of the parabolic reflector IO in a circular paraboloid shape. Therefore, in this embodiment, the portions of the parabolic reflector 10 to which the planar antennas 1 and 41 are attached are made to protrude to the side opposite to the primary radiation 312 than the other portions. Note that this protruding elm is located on the metal surface 2.
03 is selected so that it forms a paraboloid with the portion to which the planar antenna 141 is not attached. Furthermore, similarly to the first embodiment, if the parabolic reflecting mirror 10 is made of metal, the ground conductor 181 may be omitted.
さらに各平面アンテナ141の取付位置のパラボラ反射
鏡10の表面にスリット204を設け、これを金属面2
03の代りに使用してもよい。この場合には無論パラボ
ラ反射鏡における平面アンテナの取付位との部分を一次
放射器12と反対側に突出させる必要はない。Furthermore, a slit 204 is provided on the surface of the parabolic reflector 10 at the mounting position of each planar antenna 141, and the slit 204 is inserted into the metal surface 2.
It may be used instead of 03. In this case, of course, there is no need for the part of the parabolic reflector where the planar antenna is attached to protrude to the side opposite to the primary radiator 12.
」−記の各実施例では、各平面アンテナは中心を挟んで
上F方向及び左右方向に合計4台を設けたが、中心を通
る右上から左下に向う放物線上及び左りから右下に向う
放物線上にそれぞれ中心を挟んで位置するように設けて
もよい、さらに、各平面アンテナの台数は、中心を通る
2本以上の放物線りに中心を挟んで位置するように取付
けられるのなら、上記の実施例よりも増加させることか
できる。また、上記の各実施例では、パラボラ反射鏡に
回転パラボラ反射鏡を用いたが、他にオフセットパラボ
ラ反射鏡を用いてもよい、また、平面アンテナとしては
上記の各実施例に示したものの他に、公知の種々のマイ
クロストリップ型平面アンテナ等を使用することもてき
る。In each of the examples described above, a total of four planar antennas were installed in the upper F direction and in the left and right directions with the center in between. They may be installed so that they are located on both sides of the center on each parabola.Furthermore, if the number of each planar antenna is installed so that the center is on both sides of two or more parabolas that pass through the center, the number of planar antennas is the same as above. can be increased more than in the embodiment. Further, in each of the above embodiments, a rotating parabolic reflector is used as the parabolic reflector, but an offset parabolic reflector may also be used.Furthermore, the planar antenna may be other than the one shown in each of the above embodiments. Alternatively, various known microstrip planar antennas or the like may be used.
第1図はこの発明によるパラボラアンテナの第1の実施
例の平面図、第2図は第1図のA−A線に沿う断面図、
第3図は第2の実施例の第2図に対応する端面図、第4
図は第3の実施例の部分省略縦断面図である。
IO・・・・パラボラ反射鏡、12・・・−一次放射器
、14a、14b、 14e、 14d、141−−−
−−平面アンテナ。
第1 団
第3 図
第2 関
第4 MFIG. 1 is a plan view of a first embodiment of a parabolic antenna according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG.
Figure 3 is an end view corresponding to Figure 2 of the second embodiment;
The figure is a partially omitted longitudinal sectional view of the third embodiment. IO...parabolic reflector, 12...-primary radiator, 14a, 14b, 14e, 14d, 141---
--Planar antenna. 1st Group 3rd Figure 2 Seki 4th M
Claims (3)
置に設けられた一次放射器と、上記パラボラ反射鏡の反
射面に沿ってこの中心を通り交差する複数の放物線上に
それぞれ上記中心を挟んで位置させて設けた複数の平面
アンテナとを、具備するパラボラアンテナ。(1) A parabolic reflector, a primary radiator provided at the focal point of the parabolic reflector, and a plurality of parabolas that intersect through the center along the reflecting surface of the parabolic reflector, with the center sandwiched between the two. A parabolic antenna comprising a plurality of planar antennas positioned at .
各平面アンテナが取り付けられている上記パラボラ反射
鏡の反射面の部分を、他の反射面の部分よりも上記一次
放射器側に突出させてなるパラボラアンテナ。(2) The parabolic antenna according to claim 1, wherein a portion of the reflecting surface of the parabolic reflector to which each of the planar antennas is attached is made to protrude toward the primary radiator side more than other portions of the reflecting surface. parabolic antenna.
各平面アンテナを多層構造で、その表面にスリットを有
する金属製のものとし、その表面に上記反射面と同一面
に位置させてなるパラボラアンテナ。(3) The parabolic antenna according to claim 1, wherein each of the planar antennas has a multilayer structure and is made of metal having slits on its surface, and is located on the same surface as the reflecting surface.
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0559601B2 (en) | 1993-08-31 |
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