JPH0289404A

JPH0289404A - パラボラアンテナ装置

Info

Publication number: JPH0289404A
Application number: JP23981388A
Authority: JP
Inventors: Hisamatsu Nakano; 久松中野; Takeshi Ishino; 石野　健
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1990-03-29
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JP2711310B2

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）本発明は、衛星放送の受信等のマイクロ波通信に使用さ
れる円偏波用パラボラアンテナ装置に関する。

（発明の概要）本発明は、衛星放送の受信等のマイクロ波通信に使用さ
れる円偏波用パラボラアンテナ装置において、−次放射
器として用いられるバック７Ｔイヤー・ヘリカルアンテ
ナの先端付近の前方に反射体を設けたものである。

（従来の技術）従来、この種のＳＨＦ円偏波用パラボラアンテナ装置と
しては、特開昭５６−９３４０２号に示すように、−次
放射器としてエンドファイヤー・ヘリカルアンテナを使
用したものがあった。このパラボラアンテナ装置は一次
放射器の損失が大きいこと、また−次放射器の支持強度
の問題等があり、これらの問題を解消するものとして、
本出願人は特開昭６２−３２７０７号に示すように、次
放射器にバック７フイヤー・ヘリカルアンテナを使用し
たものを提案している。

第６図に一次放射器にバックファイヤー・ヘリカルアン
テナを使用したパラボラアンテナ装置の従来例を示す。

この図において、放物面反射鏡１の焦点にバックファイ
ヤー・ヘリカルアンテナ２が配置され、このバック７ｒ
イヤー・ヘリカルアンテナ２の反射鏡側の給電点に同軸
線路（例えばセミリジットケーブルやリジッドケーブル
等）３が接続される。該同軸線路３の周囲には樹脂等の
円筒状ステイ４が設けられ、該ステイ４の基部は反射鏡
１に螺子込み等で固定されている。該ステイ４は同軸線
路３を覆って保護するとともに機械的に補強して同軸線
路３の曲がり、振動等を防止する。また、前記バックフ
ァイヤー・ヘリカルアンテナ２は電波を透過する特性の
樹脂で形成されたフィドーム５で囲まれ、該フィドーム
５は前記円筒状ステイ４に接合固着されている。該フィ
ドーム５はバックファイヤー・ヘリカルアンテナ２に降
雨による水滴が付着して特性が変化するのを防止する。

ここで、バックファイヤー・ヘリカルアンテナ２は、第
７図のように前記同軸線路３の外側導体３Ａに接続され
る整合円板７と中心導体３Ｂに接続される１本の螺旋状
導体８とからなっている。

原理上、ヘリカルアンテナの線上を流れる電流は、ヘリ
カルアンテナの螺旋上をスムースに進行する。通常は、
螺旋の円周長（つまり、螺旋全体を円筒と見なした場合
、その円筒の円周長（以下、螺旋円周長と呼〕））より
大きな給電点側の反射板があるためにヘリカルアンテナ
の先端から電磁波が放射されるが（エンドファイヤー・
ヘリカルアンテナ）、前記給電点側の反射板の円周長が
螺旋の円周長より若干大きい寸法から、同じ大きさをへ
て、徐々に小さくなるに従って、後方（給電点側）へ電
磁波が放射されるようになる。つまり、バックローブが
生じる。パックファイヤー・ヘリカルアンテナはこのバ
ックローブを積極的に利用する考えかたで各寸法を選ん
でいる。ここでは、前記反射板を整合円板と称している
。

なお、バックファイヤー・ヘリカルアンテナとして、第
８図の如く螺旋状導体８の円筒形状の先端部が徐々に広
がったフレア形状８Ａを有するものを使用しても良く、
また、ｐｌＳ９図のように螺旋状導体８の円筒形状の後
端部（給電点側）が徐々に窄まったテーパー形状８Ｂを
有するものを使用しても良い。また、第１０図のように
ストレートの部分が無く全体が７レア形状８Ａを成して
いるコニカル型のものを採用することもできる。なお、
第８図乃至第１０図において整合円板７や同軸線路３の
接続は第７図と同様である。

以上の説明から明らかなように、バックファイヤー・ヘ
リカルアンテナ２のメインローブＭＢは＄６図に図示の
如く給電点側となる。

（発明が解決しようとする課題）一次放射器にバック７フイヤー・ヘリカルアンテナを用
いることによりパラボラアンテナ装置の開口効率は６８
％の高率に達している。

第１１図はこのバックファイヤー・ヘリカルアンテナの
放射特性を示したものであるが、前後比が１４ｄＢとな
っている。この前後比を改善できればパラボラアンテナ
装置の特性を更に向上させることが可能となる。

本発明は、−次放射器として用いるバックファイヤー・
ヘリカルアンテナに反射体を付加することにより、−次
放射器の前後比を改善し、それにより特性を向上させる
ことが可能なパラボラアンテナ装置を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するため、反射鏡の焦点の存
在する側に、単線式の円筒形状又は円筒形状端部にテー
パーもしくはフレア形状を有するバックファイヤー・ヘ
リカルアンテナを給電点が反射鏡側となる如く配置し、
該バックファイヤー・ヘリカルアンテナの先端付近の前
方に反射体を配置した構成としている。

（作用）本発明で用いるバックファイヤー・ヘリカルアンテナは
、給電点側（後端方向）に指向性を有し、すなわちメイ
ンローブは給電点側に向いている。

しかし、比較的低いレベルではあるが空間側（先端方向
）に７０ントロープが存在するため、反射鏡から一次放
射器に集まる電波の収集効果を多少域じている。そこで
、−次放射器、すなわちバックファイヤー・ヘリカルア
ンテナの空間側（先端側）に反射体を配置すれば、空間
方向への放射を遮ることｌこなり、それにより７０ント
ローブレベルを低くすることが可能となり、パラボラア
ンテナ装置の特性を向上させることができる。

（実施例）以下、本発明に係るパラボラアンテナ装置の実施例を図
面に従って説明する。

ｔｌＩＪ１図において、放物面反射鏡１の焦点にバック
ファイヤー・ヘリカルアンテナ２が配置され、このバッ
クファイヤー・ヘリカルアンテナ２の先端部から所定間
隔（数ｍｍ程度）だけ前方（空間側）に反射体１０が配
置されている。すなわち、本実施例では反射体１０は第
２図の断面図の如く銅板加工品等の導体で作成された有
底円筒状のものであり、バックファイヤー・ヘリカルア
ンテナ２を囲んだフィドーム５の先端面（空間側の端面
）の外側に接着されている。フィドーム５はテフロン樹
脂等の電波を透過する特性の樹脂で形成される。

第２図に示すように、有底円筒状の反射体１０における
寸法ｄは底面１１の外径、寸法ｌは側面１２の長さ、角
度θは底面１１の延長面と側面１２の成す角である。具
体的には角度θは９０°以下の任意の値を取ることがで
き、側面１２はテーパーがついていてもよい。また、寸
法ｅは余り艮いとバックファイヤー・ヘリカルアンテナ
２の螺旋状導体を流れる電流に影響を及ぼすので寸法ｄ
に比べて小さくする。さらに、寸法ｌ＝０、すなわち外
径ｄの円板状の反射体としても有効であることが実験の
結果判明している。

なお、その他の構成は、第６図の従来例と同様である。

次に、上記実施例の動作を説明する。アンテナは受信の
場合にもアンテナとしての動作は送信の場合と全く同じ
になることが「相反定理」として良く知られているため
、ここでは送信アンテナとして説明する。第１図のバッ
ク７フイヤー・ヘリカルアンテナ２から給電点側に放射
された電波は放物面反射鏡１で反射され空間の一方向に
放射される。このとき、パックファイヤー・ヘリカルア
ンテナ２はメインローブＭＢを給電点側にもっているの
でバックファイヤー・ヘリカルアンテナ２から電波は効
率的に放射されるが、幾分空間方向（先端方向）にも放
射される。空間方向に方向される電波は放物面反射１！
１で反射された電波のように一方向に集中せず広い角度
範囲にわたって散乱するためパラボラアンテナ装置の効
率を低下させる原因となるが、反射体１０によって空間
方向への電波放射はさえぎられる。これにより、バック
７Ｔイヤー・ヘリカルアンテナ２の前後比が大きくなり
、パラボラアンテナ装置の特性が向上する。

次に、本実施例の測定結果について述べる。

第３図は反射体１０を付加した一次放射器としてのバッ
クファイヤー・ヘリカルアンテナの放射特性を示したも
ので、前後比が１９ｄＢとなり、第１１図の従来例の場
合の前後比が１４ｄＢであるのに比べて５ｄＢ改善され
ていることが判る。

但し、測定に使用した反射体１０は有底円筒状であり、
第２図の寸法ｄが１８ｍｍ、ｉが８１ｆｉｌ’ｌｌｓ　
θ＝９０°である。

第４図は本発明によるパラボラアンテナ装置の利得を第
６図の従来例のパラボラアンテナ装置の利得と比較した
特性図である。図中、横軸は（ｄ／Ｄ）（但し、ｄは第
２図の反射体１０の底面外径であり、Ｑ＝Ｏとした。Ｄ
は第７図の螺旋状導体による円筒形状の外径である）、
縦軸は利得の差（ｄＢ）である。第２図のＣ寸法＝０、
すなわち反射体１０が外径ｄの円板状である場合、本発
明のパラボラアンテナ装置の利得は、　（ｄ／Ｄ）が１
乃至３の範囲で従来例の利得よりも０．０３ｄＢ〜０．
２ｄＢ向上していることが判る。

なお、測定に用いた上記従来例のパラボラアンテナ装置
の利得は３４．１ｄＢであり、本発明のパラボラアンテ
ナ装置の利得はｄ＝　１６ｍｍ　、　Ｄ＝８ｍｌ１１の
とき３４．３ｄＢである。なお、本発明のパラボラアン
テナ装置の測定試料は、反射体を除き、比較に用いた上
記従来例のパラボラアンテナ装置の測定試料と同一のも
のを用いた。

なお、第１図の本発明の実施例では、銅板加工品等の反
射体１０をフィドーム５に接着した場合を例示したが、
第５図の本発明の他の実施例に示す如く、フィドーム５
の空間側の先端面の内側に銅等の反射導電膜２０をメツ
キ法、蒸着法、エツチング法等で形成することが可能で
あり、量産的にも容易である。

また、反射体１０を示すｔ！Ｓ２図の説明では、反射体
１０が有底円筒状もしくは円板状である場合を述べたが
、これと類似の形状、例えば反射体１０が有底多角筒状
もしくは多角板状であっても良いさらに、第５図は反射導電膜２０がフィドーム５の内面
に固着されているが、フィドーム先端面の外側に反射導
電［３２０を設けても良い。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のパラボラアンテナ装置に
よれば、−次放射器としてのバックファイヤー・ヘリカ
ルアンテナの先端付近の前方に反射体を配置し、該反射
体により空間方向（先端方向）の放射を抑えることがで
きるので、−次放射器の前後比が改善され、パラボラア
ンテナ装置の特性を改善することが可能であり、しかも
構造が簡単で量産にも適するので実用上の効果は極めて
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパラボラアンテナ装置の実施例を
示す側断面図、第２図は実施例で用いた反射体の側断面
図、第３図は実施例の場合の一次放射器の放射パターン
図、第４図は本発明のパラボラアンテナ装置と従来例の
パラボラアンテナ装置との利得差を示すグラフ、第５図
は本発明の他の実施例の要部構成を示す側断面図、第６
図はパラボラアンテナ装置の従来例を示す側断面図、第
７図はバックファイヤー・ヘリカルアンテナの具体例の
側断面図、第８図乃至第１０図はそれぞれバックファイ
ヤー・ヘリカルアンテナの変形列を示す側断面図、第１
１図は従来例の一次放射器の放射パターン図である。１・・・放物面反射鏡、２・・・バック７フイヤー・ヘ
リカルアンテナ、３・・・同軸線路、５・・・フィドー
ム、７・・・整合円板、８・・・螺旋状導体、１０・・
・反射体、２０・・・反射導電膜。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反射鏡の焦点の存在する側に、単線式の円筒形状
又は円筒形状端部にテーパーもしくはフレア形状を有す
るバックファイヤー・ヘリカルアンテナを給電点が反射
鏡側となる如く配置し、該バックファイヤー・ヘリカル
アンテナの先端付近の前方に反射体を配置したことを特
徴とするパラボラアンテナ装置。
（２）前記反射体が有底円筒状又は有底多角筒状である
請求項１記載のパラボラアンテナ装置。
（３）前記反射体が円板状又は多角板状である請求項１
記載のパラボラアンテナ装置。
（４）前記反射体はその外径が前記バックファイヤー・
ヘリカルアンテナの外径の１乃至３倍である請求項１記
載のパラボラアンテナ装置。
（５）前記反射体は前記バックファイヤー・ヘリカルア
ンテナを囲ったフィドームに固着されている請求項１記
載のパラボラアンテナ装置。