JPH0467364B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は成形反射鏡空中線に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

成形反射鏡空中線は、従来から衛星搭載用空中
線として用いられている。特に、静止軌道に位置
する衛星、あるいは３軸安定型の地球周回衛星に
おいて、地球局との通信回線を、衛星の位置又は
地球局の位置にかかわらず安定に維持するため
に、空間伝送損失が一定となるよう衛星搭載空中
線の放射パターンを成形することにより通信回線
の品位を向上し、安定に保つことが可能となる。
この成形放射パターンを得るため、主反射鏡の放
物面鏡面の焦点位置に多数個の１次放射器を用い
てそれぞれの電力分量及び位相量を可変して成形
ビームを得る方法（第５図）、あるいは反射鏡面
を放射状に分割した多面放物面鏡で構成して成形
ビームを得る方法（第６図）、あるいはビーム中
心方向を空間伝搬損失が最大となる方向に向ける
ため一種類の回転対称放物面鏡で反射鏡面を構成
することにより成形ビームを得る方法（第７図）
等がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

先の２つの方法は主に静止衛星で用いられてお
り、任意形状の放射ビームが得られる特徴がある
が、成形ブロードビームパターンを得ることは非
常に難かしい。又、回転対称な放物面鏡のビーム
オフセツト角１６（第７図）を大きく取つて広い
成形ビームパターンを得る方法（第７図）は、３
軸安定型の地球周回衛星に良く利用されており、
本発明の目的である成形反射鏡空中線に近いが、
主ビーム方向に放射位相がそろいすぎるため、本
空中線を３軸安定型の地球周回衛星に用いた場
合、衛星直下点方向で放射利得が低くなりすぎる
欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、これらの問題点を解決するため、回
転対称な反射鏡面を回転対称な円錐鏡面１と回転
対称な放物面鏡面２を第１図に示すように副反射
鏡３、１次放射器４、サポート６を組合せ、それ
ら鏡面１と２の組合せ量を可変して３軸安定型地
球周回衛星の任意の高度に最も適合した放射パタ
ーンを得ることを可能とした成形反射鏡空中線で
ある。または、第２図に示すように、回転対称な
双曲面鏡面５と回転対称な放物面鏡面２を組合
せ、これら鏡面５と放物面鏡面２の組合せ量を可
変して副反射鏡３、１次反射器４、サポート６の
組合せで任意の成形放射パターンを得られるよう
にした成形反射鏡空中線である。さらに、第３図
に示すように、焦点距離あるいは鏡面オフセツト
角の異なる回転対称な放物面鏡面７と放物面鏡面
２の組合せ量を可変して同様に任意の成形放射パ
ターンを得られるようにした成形反射鏡空中線で
ある。さらにまたは、第４図に示すように、副反
射鏡３及びサポート６を省略し、この代わりに自
立型の１次放射器８を配置することにより成形ビ
ームを得られるようにした成形反射鏡空中線であ
る。

〔作用〕

以下図面について詳細に説明する。

第１図〜第４図は本発明の実施例で、第１図に
示した空中線は、回転対称な円錐面鏡面１、回転
対称な放物面鏡面２、回転対称な双曲面を有する
副反射鏡３と、それを支持するためのサポート６
と、さらに副反射鏡３の焦点位置に設置された１
次放射器４から成り、副反射鏡３は共焦点が主反
射鏡の焦点９と一致させるように配置されてい
る。この第１図の実施例の動作原理を第８図を用
いて説明する。0′を副反射鏡３の共焦点位置と
し、ここに１次放射器を置いて副反射鏡３に向け
て電波を放射すると、副反射鏡３が回転対称な双
曲面鏡であるため、そこで反射した電波は回転対
称な鏡面１及び２に向けて一様に放射される。こ
の放射波は鏡面１及び２上に等位相分布で入射す
る。円錐面鏡面１に入射した電波はこの鏡面の垂
直ベクトルに対して入射角に等しい角度でS′方向
へビームを放射し、同様に放物面鏡面２で反射し
た電波はＲ方向へビームを放出する。ここで鏡面
２は放物面鏡であるため、鏡面の主ビーム方向の
ボアサイトを最も利得を必要としている方向₀
に選ぶとその方向に伝幡位相がそろう。そのため
₀方向に主ビームが向くが、₀が大きい場合、
鏡面２だけではＺ軸方向の利得が低くなりすぎて
しまう。これは₀方向に位相がそろうことを意
味している。また、これだけでは₀方向から離
れる従つて利得も低下することを意味している。
これに対し円錐面鏡面１の反射電波は、上述のよ
うに入射角に等しい角度で放射し、また入射電波
とは振幅方向が異なるため広角に散乱する波とな
る。鏡面１及び２の鏡面傾斜角及び反射断面積を
調整することによつて、鏡面２及び１からそれぞ
れＲ方向及びS′方向に放射する波の振幅及び位相
の混合比をコントロールして第９図のような二次
放射パターンが得られる。

第２，３及び４図の実施例も考え方は同様であ
る。

〔実施例〕

上記作用を利用して本空中線を三軸安定型地球
周回衛星の地球視野面に用い、地上局からの空間
伝送損失が最大となる視野のエツジで利得が最
大、地上局が衛星直下点となる点で利得が小さく
なるように成形した放射パターンを得られるよう
に設計すると、衛星視野範囲内では常に安定した
通信回線の維持が可能となる。軌道高度570Kmで
設計した放射パターンの一例を第９図に示す。放
射パターンはＺ軸に回転対称のためＸ−Ｚ面内を
計算したものである。図中の要求利得カーブは空
間伝幡損失の衛星視野範囲内で一定となるように
した場合を示す。この図からわかるように、視野
範囲、衛昇直下点（＋Y_aw軸）±66°の範囲で成形
された放射パターンを得ることができる。

第２図は主反射鏡を回転対称な双曲面鏡５と回
転対称な放物面鏡２の組合せ鏡面としたもので、
その他の構成は第１図のものと同じ構成である。
この動作原理は、第１図の場合とほぼ同じである
が、組合せの構成が第１図の場合は円錐面鏡面１
であつたのが双曲面鏡面５となつたため、この部
分からの放射パターンが第１図の場合よりもより
散乱するため、第１図よりもさらに広角な成形ブ
ロードビームを得られる利点がある。

第３図は主反射鏡の組合せを放物面鏡７及び２
の組合せ鏡面としたもので、鏡面７の主ビーム方
向と放物面鏡２の鏡面の主ビーム方向を可変して
合成することによつて、第１図、第２図と同様の
成形ブロードビーム放射パターンを得られるよう
にしたものである。

第４図は前記第１図〜第３図で用いていた副反
射鏡３及びサポート６を省略したものである。こ
の場合の動作原理は１次放射器８を組合せ主反射
鏡の焦点位置に配置し、１次放射器８から主反射
鏡方向に直接照射するようにしたもので、このよ
うにすることによつて副反射鏡３及びサポート６
のブロツキング及び副反射鏡３及びサポート６か
らの散乱波による干渉を防ぐことができ、第１図
〜第３図の場合よりパターン上のリツプルが少な
い広角な成形ブロードビーム放射パターンを得る
ことが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の空中線は、主反射
鏡を回転対称な円錐面鏡面、双曲面鏡面、放物面
鏡面を組合せることによつて広角な成形ブロード
ビーム放射パターンを得られ、さらに組合せの各
鏡面の面積及び各鏡面からの放射ビームの方向の
組合せを可変することによつて、Ｚ軸に回転対称
な任意の方向にビームを成形できる利点がある。
したがつて、本空中線を三軸安定型地球周回衛星
の地球視野面に配置し、空間伝送損失が一定とな
るように成形パターンを作るように設計すれば、
衛星が地球視野範囲に入つてくる間、安定した通
信回線を確保できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は本発明の
一実施例を示す平面及び側面図、第５図ａ、第６
図ａ、第７図は従来の空中線を示し、第５図ｂは
同図ａのＡ−A′断面、第６図ｂは同図ａのＡ−
A′断面を示す図、第８図は本発明の動作原理を
示す図、第９図は第１図の方式を用いた場合の放
射パターンの一例を示す特性図である。なお図に
おいて、１は回転対称な円錐面鏡、２は回転対称
な放物面鏡、３は回転対称な副反射鏡、４は１次
放射器、５は回転対称な双曲面鏡、６は副反射鏡
を支持するサポート、７はオフセツト角が異なる
放物面鏡、８は自立型１次放射器、９は主反射鏡
焦点、１０は１次放射器群、１１は１次放射器、
１２，１３，１４は部分放物面鏡、１５は主ビー
ムのボアサイト、１６はビームオフセツト角、を
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転対称な反射鏡空中線の主反射鏡鏡面を回
   転対称な円錐鏡面１と回転対称な放物面鏡面２の
   組合せで構成し、さらに前記主反射鏡鏡面の前面
   に１次放射手段を設け、成形ブロードビームパタ
   ーンを放射できるようにしたことを特徴とする成
   形反射鏡空中線。 ２ 回転対称な反射鏡空中線の主反射鏡鏡面を回
   転対称な双曲面鏡面５と回転対称な放物面鏡面２
   の組合せで構成し、さらに前記主反射鏡鏡面の前
   面に１次放射手段を設け、成形ブロードビームパ
   ターンを放射できるようにしたことを特徴とする
   成形反射鏡空中線。 ３ 回転対称な反射鏡空中線の主反射鏡鏡面を焦
   点距離あるいはオフセツト角の異なる放物面鏡面
   ２，７の組合せで構成し、さらに前記主反射鏡鏡
   面の前面に１次放射手段を設け、成形ブロードビ
   ームパターンを放射できるようにしたことを特徴
   とする成形反射鏡空中線。