JPH045287B2 - - Google Patents
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- JPH045287B2 JPH045287B2 JP18964282A JP18964282A JPH045287B2 JP H045287 B2 JPH045287 B2 JP H045287B2 JP 18964282 A JP18964282 A JP 18964282A JP 18964282 A JP18964282 A JP 18964282A JP H045287 B2 JPH045287 B2 JP H045287B2
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- JP
- Japan
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- plane
- reflector
- point
- mirror
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229940040553 latisse Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/007—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は複数個の一次放射器、副反射鏡及び
主反射鏡からなる複反射鏡形マルチビームアンテ
ナの改良に関するものである。このマルチビーム
の存在範囲は、例えば日本の国内通信衛星の場
合、第１図に示すように衛星から見て楕円状にな
ることがある。この場合、楕円の短径方向におい
て大きなビーム偏向が必要でなく、長径方向では
必要とされる。
主反射鏡からなる複反射鏡形マルチビームアンテ
ナの改良に関するものである。このマルチビーム
の存在範囲は、例えば日本の国内通信衛星の場
合、第１図に示すように衛星から見て楕円状にな
ることがある。この場合、楕円の短径方向におい
て大きなビーム偏向が必要でなく、長径方向では
必要とされる。
従来のこの種アンテナは第２図に示すように、
複数個の一次放射器１ａ〜１ｅ、及び回転対称形
の副反射鏡２、主反射鏡３で構成されていた。こ
こで、鏡面は鏡軸４に関して回転対称としてい
る。回転対称であるため、鏡面設計は２次元であ
る。副反射鏡２及び主反射鏡３の鏡面は次に述べ
るレイ・ラテイス法（以下、RLMと略称する。）
で求めている。
複数個の一次放射器１ａ〜１ｅ、及び回転対称形
の副反射鏡２、主反射鏡３で構成されていた。こ
こで、鏡面は鏡軸４に関して回転対称としてい
る。回転対称であるため、鏡面設計は２次元であ
る。副反射鏡２及び主反射鏡３の鏡面は次に述べ
るレイ・ラテイス法（以下、RLMと略称する。）
で求めている。
まず、点Ｆは一次放射器１ａの位相中心、点
P1は副反射鏡の頂点、αはビーム偏向角である。
これらのバロメータとαだけ傾いた平面までの全
光路長を初期条件として次の過程にもとづいて鏡
面を設計する。
P1は副反射鏡の頂点、αはビーム偏向角である。
これらのバロメータとαだけ傾いた平面までの全
光路長を初期条件として次の過程にもとづいて鏡
面を設計する。
() 点Ｆから点P1に光線を入射させる。副反射
鏡２は鏡面４に関して対称とすると、点P1で
の反射光線の方向が定まる。また、αだけ傾い
た平面までの全光路長一定の条件から、主反射
鏡３上の点Q1が求まる。
鏡２は鏡面４に関して対称とすると、点P1で
の反射光線の方向が定まる。また、αだけ傾い
た平面までの全光路長一定の条件から、主反射
鏡３上の点Q1が求まる。
() 主反射鏡３も回転対称であるから、点Q1の
対称な点Q2が定まる。このQ2にαだけ傾いた
光線を入射させる。点Q2における鏡面の法線
方向は既知であるから、Q2での反射方向が定
まる。したがつて、全光路長一定の条件から点
P2が求まる。
対称な点Q2が定まる。このQ2にαだけ傾いた
光線を入射させる。点Q2における鏡面の法線
方向は既知であるから、Q2での反射方向が定
まる。したがつて、全光路長一定の条件から点
P2が求まる。
() 点P2の対称な点P3が定まる。このP3に点Ｆ
から光線を入射させて、αだけ傾いた平面まで
の全光路長一定の条件から点Q3を求める。
から光線を入射させて、αだけ傾いた平面まで
の全光路長一定の条件から点Q3を求める。
() 点Q3の対称な点Q4を定め、所要の開口径に
なるまで、（）、（）の過程を繰り返す。
なるまで、（）、（）の過程を繰り返す。
このようにして設計された主反射鏡３、副反射
鏡２は鏡軸４に関して対称であるから、点Ｆの対
称な点F′の一次放射器１ｂの位相中心が一致した
場合、−αだけ傾いたビームが得られる。したが
つて、点Ｆ、F′近傍に一次放射器１ｃ，１ｄ，１
ｅを配置すれば利得低下の小さいマルチビームが
得られる。しかしながら、ビーム偏向角αが大き
くなると、設計が回転対称のため、ビーム偏向面
に直交する面では波面の乱れが大きく、すなわち
非点収差が発生して利得低下、サイドローブレベ
ルの上昇といつた性能劣化をもたらす。マルチビ
ームの存在範囲が第１図に示したような楕円状で
なく円形であれば第２図で示した回転対称形の
RLMで設計されたアンテナも一つの答えとなる。
しかし、楕円状であるならば、オフセツト形複反
射鏡を検討する必要がある。また、オフセツト形
式は副反射鏡によるブロツキングが無いことも有
利な点である。
鏡２は鏡軸４に関して対称であるから、点Ｆの対
称な点F′の一次放射器１ｂの位相中心が一致した
場合、−αだけ傾いたビームが得られる。したが
つて、点Ｆ、F′近傍に一次放射器１ｃ，１ｄ，１
ｅを配置すれば利得低下の小さいマルチビームが
得られる。しかしながら、ビーム偏向角αが大き
くなると、設計が回転対称のため、ビーム偏向面
に直交する面では波面の乱れが大きく、すなわち
非点収差が発生して利得低下、サイドローブレベ
ルの上昇といつた性能劣化をもたらす。マルチビ
ームの存在範囲が第１図に示したような楕円状で
なく円形であれば第２図で示した回転対称形の
RLMで設計されたアンテナも一つの答えとなる。
しかし、楕円状であるならば、オフセツト形複反
射鏡を検討する必要がある。また、オフセツト形
式は副反射鏡によるブロツキングが無いことも有
利な点である。
本発明はマルチビームの存在範囲を楕円状とし
た場合、この範囲内において性能劣化の小さいマ
ルチビームを形成するもので、以下、図面を用い
て詳細に説明する。
た場合、この範囲内において性能劣化の小さいマ
ルチビームを形成するもので、以下、図面を用い
て詳細に説明する。
第３図はこの発明の一実施例を示している。１
Ａ〜１Ｄは一次放射器、５はオフセツト形副反射
鏡、６はオフセツト形主反射鏡である。これらの
鏡面はダブルカーブ曲線で構成されている。ま
ず、垂直面内（zx面）の中心断面曲線M0、S0は
双焦点F1、F2を得るようにRLMで設計する。こ
の設計は２次元である。次に、水平面内（yz面）
のビーム偏向に対して、双焦点F3、F4を得るよ
うに、中心断面曲線に直交する、代表的な鏡面曲
線SnSn′、SsSs′もRLMで設計する。この場合は
３次元の設計となる。したがつて、第３図に示す
ように、双焦点F1、F2に一次放射器１Ａ，１Ｂ
の位相中心を一致させた場合、ビーム偏向の分の
収差を差引いた主反射鏡６の開口面上における残
留収差は第４図ａのようになり、また、双焦点
F3、F4に一次放射器１Ｃ，１Ｄの位相中心を一
致させた場合、残留収差は第４図ｂのようにすべ
て零となる。(a)の場合、垂直面では零であるが、
それ以外では収差が発生している。しかし、楕円
状のマルチビームの存在範囲であるならば、短径
方向を垂直面内に、長径方向を水平面内に対応さ
せればこの範囲で利得低下の小さいマルチビーム
アンテナを形成できる利点がある。
Ａ〜１Ｄは一次放射器、５はオフセツト形副反射
鏡、６はオフセツト形主反射鏡である。これらの
鏡面はダブルカーブ曲線で構成されている。ま
ず、垂直面内（zx面）の中心断面曲線M0、S0は
双焦点F1、F2を得るようにRLMで設計する。こ
の設計は２次元である。次に、水平面内（yz面）
のビーム偏向に対して、双焦点F3、F4を得るよ
うに、中心断面曲線に直交する、代表的な鏡面曲
線SnSn′、SsSs′もRLMで設計する。この場合は
３次元の設計となる。したがつて、第３図に示す
ように、双焦点F1、F2に一次放射器１Ａ，１Ｂ
の位相中心を一致させた場合、ビーム偏向の分の
収差を差引いた主反射鏡６の開口面上における残
留収差は第４図ａのようになり、また、双焦点
F3、F4に一次放射器１Ｃ，１Ｄの位相中心を一
致させた場合、残留収差は第４図ｂのようにすべ
て零となる。(a)の場合、垂直面では零であるが、
それ以外では収差が発生している。しかし、楕円
状のマルチビームの存在範囲であるならば、短径
方向を垂直面内に、長径方向を水平面内に対応さ
せればこの範囲で利得低下の小さいマルチビーム
アンテナを形成できる利点がある。
第５図は垂直面内のRLMを説明する図である。
一次放射器１Ａ、１Ｂの位相中心を双焦点F1、
F2に対応させている。７は基準軸であり、点F1
の場合は基準軸７から−θaだけのビーム偏向、
点F2の場合はθaだけのビーム偏向を得るように、
RLMで中心断面曲線M0、S0を次にように求め
る。M0、S0の周辺M1、S1及びF1の座標を初期条
件として与える。また、点F2は入力パラメータ
で、これによつて求まる鏡面が変化する。点M1
にθaだけ傾いた光線が入射した場合、点M1での
反射の法則および点F2までの全光路長一定の条
件から点S2の座標を求めることができる。ここ
で、点M1における法線ベクトルは上記の初期条
件から既知であり、また点F2までの全光路長に
入力パラメータである。次に点F1からS2に光線
を入射させて、S2での反射の法則及び−θaだけ
傾いた開口面までの全光路長一定の条件から点
M2の座標を求めることができる。ここで、S2に
おける法線ベクトルは光線追跡法M1→S2→F2に
よつて既知であり、またこの場合の全光路長は｜
M1S1F1｜である。以下、M2にθaだけ傾いた光線
を入射させて順次S3、M3、S4、M4を求めること
ができる。したがつて、点F1からの光線はS0上
のS1S4、M0上のM1M4を用いて−θa方向の平面
波に、一方、点F2からの光線はS0上のS2S5、M0
上のM1M4を用いてθa方向の平面波にすることが
できる。以上はM0の範囲が固定であるが、上記
のRLMの順番を逆、すなわちF1、S4、M4を初期
値、F2からS4に光線を入射させて、S0を固定に
できる。
一次放射器１Ａ、１Ｂの位相中心を双焦点F1、
F2に対応させている。７は基準軸であり、点F1
の場合は基準軸７から−θaだけのビーム偏向、
点F2の場合はθaだけのビーム偏向を得るように、
RLMで中心断面曲線M0、S0を次にように求め
る。M0、S0の周辺M1、S1及びF1の座標を初期条
件として与える。また、点F2は入力パラメータ
で、これによつて求まる鏡面が変化する。点M1
にθaだけ傾いた光線が入射した場合、点M1での
反射の法則および点F2までの全光路長一定の条
件から点S2の座標を求めることができる。ここ
で、点M1における法線ベクトルは上記の初期条
件から既知であり、また点F2までの全光路長に
入力パラメータである。次に点F1からS2に光線
を入射させて、S2での反射の法則及び−θaだけ
傾いた開口面までの全光路長一定の条件から点
M2の座標を求めることができる。ここで、S2に
おける法線ベクトルは光線追跡法M1→S2→F2に
よつて既知であり、またこの場合の全光路長は｜
M1S1F1｜である。以下、M2にθaだけ傾いた光線
を入射させて順次S3、M3、S4、M4を求めること
ができる。したがつて、点F1からの光線はS0上
のS1S4、M0上のM1M4を用いて−θa方向の平面
波に、一方、点F2からの光線はS0上のS2S5、M0
上のM1M4を用いてθa方向の平面波にすることが
できる。以上はM0の範囲が固定であるが、上記
のRLMの順番を逆、すなわちF1、S4、M4を初期
値、F2からS4に光線を入射させて、S0を固定に
できる。
第６図は中心断面曲線に直交する鏡面曲線を求
めるRLMを説明する図である。原理的には第２
図と同じであり、第６図の場合は３次元的であ
る。各パラメータの対応はF3→Ｆ、S0i→P1、S1i
→P2、S2i→P3、M0i→Q1、M1i→Q2、M2i→Q3、
M3i→Q4及びθs→αである。
めるRLMを説明する図である。原理的には第２
図と同じであり、第６図の場合は３次元的であ
る。各パラメータの対応はF3→Ｆ、S0i→P1、S1i
→P2、S2i→P3、M0i→Q1、M1i→Q2、M2i→Q3、
M3i→Q4及びθs→αである。
すなわち本願のマルチビームアンテナは、レ
イ・ラテイス法によつて、主反射鏡と副反射鏡の
鏡面を形成し、焦点F1、F2、F3、F4に位相中心
を一致させて複数個の一次放射器１Ａ〜１Ｄを配
置したので、利得低下の小さなマルチビームが得
られる。
イ・ラテイス法によつて、主反射鏡と副反射鏡の
鏡面を形成し、焦点F1、F2、F3、F4に位相中心
を一致させて複数個の一次放射器１Ａ〜１Ｄを配
置したので、利得低下の小さなマルチビームが得
られる。
また、複数個の一次放射器１Ａ〜１Ｄを上記各
焦点F1、F2、F3、F4の近傍に配置することによ
つても、上記実施例とほぼ同様な効果が得られ
る。
焦点F1、F2、F3、F4の近傍に配置することによ
つても、上記実施例とほぼ同様な効果が得られ
る。
なお、以上は第５図に示すように副反射鏡を凸
面形状としたが、本発明は凹面形状に使用しても
よい。
面形状としたが、本発明は凹面形状に使用しても
よい。
以上のように本発明によれば、楕円状のマルチ
ビームの存在範囲に対して、オフセツト形の
RLMを行い、主反射鏡と副反射鏡の鏡面を形成
して、かつ複数個の一次放射器を、焦点F1、F2、
F3及びF3のzx面に関する対称な焦点F4に位相中
心を一致させて配置するか、又はこれら各焦点の
近傍に配置してマルチビームアンテナを構成した
ので、利得低下の小さなマルチビームを得る利点
がある。
ビームの存在範囲に対して、オフセツト形の
RLMを行い、主反射鏡と副反射鏡の鏡面を形成
して、かつ複数個の一次放射器を、焦点F1、F2、
F3及びF3のzx面に関する対称な焦点F4に位相中
心を一致させて配置するか、又はこれら各焦点の
近傍に配置してマルチビームアンテナを構成した
ので、利得低下の小さなマルチビームを得る利点
がある。
第１図は本発明の背景を説明する図、第２図は
従来のマルチビームアンテナの概略構成図、第３
図は本発明の一実施例を説明する図、第４図、第
５図、第６図は本発明の一実施例を説明する図で
あり、図中、１Ａ〜１Ｄは一次放射器、２は回転
対称形副反射鏡、３は回転対称形主反射鏡、４は
鏡軸、５はオフセツト形副反射鏡、６はオフセツ
ト形主反射鏡、７は基準軸である。なお図中同一
あるいは相当部分には同一符号を付して示してあ
る。
従来のマルチビームアンテナの概略構成図、第３
図は本発明の一実施例を説明する図、第４図、第
５図、第６図は本発明の一実施例を説明する図で
あり、図中、１Ａ〜１Ｄは一次放射器、２は回転
対称形副反射鏡、３は回転対称形主反射鏡、４は
鏡軸、５はオフセツト形副反射鏡、６はオフセツ
ト形主反射鏡、７は基準軸である。なお図中同一
あるいは相当部分には同一符号を付して示してあ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主反射鏡及び副反射鏡により複数の焦点をも
つようにされたマルチビームアンテナにおいて、 yz面を水平面、zx面を垂直面とし、この垂直
面における主反射鏡の鏡面曲線M0、副反射鏡の
鏡面曲線S0はｙ軸まわりにyz面をθa、−θaだけ回
転させた方向からの平面波を上記垂直面の焦点
F1、F2に集束させる曲線とし、上記鏡面曲線M0
上の点M01、M02、…、M0iにｘ軸まわりにzx面
をθsだけ回転させた方向からの平面波を入射さ
せ、yz面である水平面内の焦点F3に集束させる
副反射鏡の点S01、S02、…、S0iを求め、次に、副
反射鏡のzx面の対称性を用いて、対応する点S11、
S12、…、S1iを定め、焦点F3からこれらS11、S12、
…、S1iに入射させ、上記θs方向の平面波となるよ
うに、主反射鏡の点M11、M12、…、M1iを求め、
次に、主反射鏡のzx面の対称性から対応する点
M21、M22、…、M2iを定め、以下、同様の過程
を繰り返す、いわゆるレイ・ラテイス法によつ
て、主反射鏡と副反射鏡の鏡面を形成し、かつ複
数個の一次放射器を、焦点F1、F2、F3及びF3の
zx面に関する対称な焦点F4に位相中心を一致さ
せて配置するか、又はこれら各焦点の近傍に配置
してマルチビームを形成することを特徴とするマ
ルチビームアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18964282A JPS5979606A (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | マルチビ−ムアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18964282A JPS5979606A (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | マルチビ−ムアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979606A JPS5979606A (ja) | 1984-05-08 |
| JPH045287B2 true JPH045287B2 (ja) | 1992-01-31 |
Family
ID=16244720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18964282A Granted JPS5979606A (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | マルチビ−ムアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5979606A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011079315A1 (en) | 2009-12-23 | 2011-06-30 | The Scripps Research Institute | Tyrosine bioconjugation through aqueous ene-like reactions |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5846970B2 (ja) * | 2012-03-06 | 2016-01-20 | 三菱電機株式会社 | 反射鏡アンテナ、反射鏡アンテナにおける光線放射方法 |
-
1982
- 1982-10-28 JP JP18964282A patent/JPS5979606A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011079315A1 (en) | 2009-12-23 | 2011-06-30 | The Scripps Research Institute | Tyrosine bioconjugation through aqueous ene-like reactions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5979606A (ja) | 1984-05-08 |
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