JPH05308221A - 複数の無線通信ビーム用の固定反射体型アンテナ - Google Patents

複数の無線通信ビーム用の固定反射体型アンテナ

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JPH05308221A
JPH05308221A JP4352241A JP35224192A JPH05308221A JP H05308221 A JPH05308221 A JP H05308221A JP 4352241 A JP4352241 A JP 4352241A JP 35224192 A JP35224192 A JP 35224192A JP H05308221 A JPH05308221 A JP H05308221A
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reflector
antenna
axis
network
antenna according
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JP4352241A
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Jean-Jacques Delmas
デルマス ジャン−ジャック
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Telediffusion de France ets Public de Diffusion
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Telediffusion de France ets Public de Diffusion
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/062—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for focusing
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H01Q19/17—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source comprising two or more radiating elements

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  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固定反射体を用い複数のビームの方向の制御
が可能なアンテナを提供することを目的とする。 【構成】 本アンテナは特に、家電装置、集合用装置、
または地域社会装置向けのもので、複数の無線通信ビー
ムを受信し、特に放物面型の、対称軸（Ｏz)のある固定
反射体（２）を含む。少なくとも一つの回折環状エレメ
ント（３1 −３4）網は軸（Ｏz)についてほぼ対称であ
り、反射体と平行に置かれる。網は軸（Ｏz)について対
称な第一および第二の焦点（Ｆ1 、Ｆ2 ）を定義し、そ
れら焦点に向けて、網の中心（Ｏ）およびそれぞれ第一
と第二の焦点を通る直線（ＯＦ2 、ＯＦ1 ）にほぼ平行
に送られる第一および第二の無線通信ビーム（ＦＳ1 、
ＦＳ2 ）を集束できる。一つの超高周波ヘッドが焦点線
（ＬＦ）に沿って焦点面（Ｆ1 ＯＦ2 ）を掃引でき、或
いは、複数の超高周波ヘッド（４1 −４7 ）が、反射体
が固定されているにもかかわらず複数のビームを受信ま
たは送信するためにアーチ（５）の上に置かれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無線通信ビームの受信ま
たは送信のアンテナに関わる。
【０００２】特に、このアンテナは個人住宅の家電装
置、ビルの集合用装置、またはケーブル網のヘッドへの
供給に使われる地域社会装置に充てられるもので、通信
衛星から送信され特にテレビ信号を搬送する複数のビー
ムを受信するためのものである。
【０００３】更に、本発明は、特にデータ通信網におい
て、専門的用途に使用することができる。
【０００４】
【従来の技術】現在最も広く市販されている衛星用の受
信アンテナは固定反射体を含み、その反射面は幅約 90c
m 〜120cm の回転放物面または楕円放物面か、或いは、
オフセット・アンテナと呼ばれる非対称型アンテナにつ
いてはその種の放物面の一部分である。反射体の対称軸
が、そこからの送信をキャッチするべき衛星の方に指向
される。一般に張線で固定される１個の超高周波受信ヘ
ッドが、放物面反射体の１個だけの焦点に置かれる。
【０００５】上記の衛星の軌道位置が他の静止衛星、例
えば西経 19 °に位置するＴＤＦ１衛星、ＯＬＹＭＰＵ
Ｓ衛星、ＴＶ ＳＡＴ２衛星などの非常に近くにある時
は、アンテナがこれらの各種衛星のビームをキャッチす
る可能性がある。
【０００６】もし使用者が、例えば東経上にあるものな
ど、上記の衛星とは異なる軌道位置を持つ他の衛星のビ
ームを受信したい場合は、受信アンテナの反射体を回し
て、この他の衛星を指向させなければならない。二つの
解決法がある：使用者が家またはビルの屋根に上り、反
射体の位置を手で修正するか、或いは、反射体の位置を
移動するための電動式リモートコントロール機構をアン
テナが含まなければならない。
【０００７】アンテナへの近づき難さを考慮すると、第
一の解決法を実際問題として使用者が利用することは稀
である。つまり、この解決法は、設置の専門家と、反射
体の位置の新たな調節に頼らざるを得ないもので、それ
故、使用者にとっては非常に使いにくい。
【０００８】第二の解決法はアンテナ本体の価格とその
設置費の点で不利である。電動反射体型アンテナは、よ
り重くかさばる基礎構造を必要とするからである。
【０００９】他に、パラボラ・アンテナの高価格と美的
でない外観の改善を目的とした、平らな、FRESNEL レン
ズの原理（DE−A −3 536 348 および DE −A −3 801
301）に基づくアンテナがある。しかしながら、これら
のアンテナもまた、焦点が１個なので、指向方向は一つ
である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のアン
テナの不都合な点を改善すること、更に特定的に言う
と、反射体は固定されているが、即ち、反射体を所定の
方向に一度指向させると、広い掃引角度の中に含まれる
異なる軌道位置をもつ衛星からの、または衛星に向かう
複数のビームの受信または送信を行えるアンテナを供給
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このために、固定反射
体、反射体と平行に置かれた回折環状エレメント網、ま
たは上記の網の一部分、および反射体と比べて超高周波
のヘッドを持つ、複数の無線通信ビーム用のアンテナ
は、反射体と網の双方が、対称軸に対してほぼ対称な面
の部分から出来ている凹形の反射面を持つこと、上記の
回折網が上記の対称軸に対して対称な第一および第二の
焦点を定義し、それら焦点に向けて、対称面の中心およ
びそれぞれ第一と第二の焦点を通る直線にほぼ平行に送
られる第一および第二の無線通信ビームを集束できるこ
と、そして、超高周波ヘッドの位置は大体曲線形の焦点
線に近似的に沿っているが、この焦点線は対称軸上に中
心があり、曲線半径は上記の中心と各焦点の間の距離に
少なくとも大体等しく、かつ第一と第二の焦点を通るこ
と、を特徴とする。
【００１２】回折網によって二つのビーム集束焦点を設
けることで、アンテナは、全く異なる軌道位置をもつ複
数の衛星ビームをキャッチできる。例えば、二つの焦点
にそれぞれ置かれた二つの超高周波ヘッドは、軌道位置
が経度にして数十度離れた二つの衛星から送信されるビ
ームを同時に受信できる。その場合、反射体の反射面の
対称軸は、どちらか一方の衛星の方ではなく、特に、二
つの衛星の軌道位置によって定義される線分の垂直２等
分線の方へ一度だけ指向される。
【００１３】アンテナが非対称型、即ちオフセット型の
時は、反射体は、対称軸に対して対称な面の一部分から
出来ているにもかかわらず対称軸を持たない。この場
合、アンテナは、反射体の部分に類似の反射体の輪郭に
応じて切り取られた環状網の一部分しか含まない。
【００１４】回折網は、後述するように、FRESNEL の光
学レンズの回折の原理を利用して設計される。本発明に
基づくアンテナの利得は、同じ反射体を用いた従来のア
ンテナのそれにほぼ等しい。実際、ビームの電波は一部
分は回折網によって回折され、一部分は回折網のエレメ
ント間の間隙の下にある反射体の反射面の環状の部分に
よって反射される。
【００１５】このようにして、回折網は球冠の形をした
中央エレメントを含むことができるが、この中央エレメ
ントは周囲を環状エレメントで取り巻かれ、上記の対称
軸に対してほぼ対称である。もっとも、別法として、本
発明に基づく回折網を、上記の網エレメント間の環状間
隙の代わりに環状エレメントだけで構成することもでき
る。
【００１６】論理的計算が、回折網の寸法はキャッチす
るべき衛星ビームの搬送周波帯の中心周波数にほぼ対応
する波長に依存すること、および、反射体の反射面と回
折網との間の距離は搬送周波帯の中心周波数にほぼ対応
する波長の４分の１にほぼ等しいことを示している。特
に、低い周波数で反射型アンテナを使えるようにするた
めに、非常に短い波長の方向について与えられた回折利
得を得ようとする場合にはそうである。しかし、本発明
のアンテナのサイズは、比較的大きな公差をもつ解析網
を認めている。
【００１７】従って、特に、網エレメントの幅は対称軸
から径方向に遠ざかるにつれて減少し、および／また
は、網エレメント間の間隙の幅は対称軸から径方向に遠
ざかるにつれて減少する。この場合、網エレメントの少
なくとも一部分の輪郭をほぼ楕円形にすることができ、
そうするとその楕円の短軸は焦点と対称軸を含む焦点面
の上にあることになる。しかし、特に焦点が反射体の対
称軸の比較的近くにある時は、網エレメントの少なくと
も一部分の輪郭を円形で同心型にすることができる。
【００１８】特に、反射体に由来する対称面は、例えば
回転または楕円の、放物面である。もっとも、反射体の
反射面は軸対称について知られている他のいかなる凹形
であってもよい。
【００１９】特に反射体がパラボラ反射体のように広く
行きわたっている型のものである時のこのアンテナの製
作のフィージビリティを示すと、反射体が回転対称型で
あろうと、或いは特に非対称（オフセット）型であろう
と、回折網はアンテナの上記の反射体と同一の第二の反
射体から切り取ることによって得られる。
【００２０】アンテナの製作費を削減するために、型打
ち技術、或いは機械加工または鋳込みで作られた誘電材
料へのプリントまたは金属蒸着、或いは誘電材料への薄
層インプランテーション技術を利用することができる。
【００２１】アンテナの性能を大幅に引き上げるよう
に、本発明に基づくアンテナは複数の異なる回折環状エ
レメント網を含み、それらは反射体の前に平行に積み重
ねられる。そして、網の環状エレメントは、各群に各網
のエレメントが一つずつ含まれるように群に分けられ、
各群の環状エレメントの外縁は反射体にほぼ垂直に積み
重ねられ、内縁は反射体から階段を形成する。
【００２２】複数の回折網を持つこの種のアンテナは、
次の、寸法に関する規則が守られると一層効果が上が
る：
【００２３】−一つの群の中の環状エレメントの幅は、
反射体から、その群の中で反射体に最も遠いエレメント
の幅に等しい割合で、等差的に減少すること。
【００２４】−反射体と隣接する網との距離および隣接
する二つの網の間の距離が、ほぼλ／(2.m) に等しいこ
と。ここで、λは、特に、無線通信ビームの搬送周波帯
の中の一周波数にほぼ対応する波長であり、m-1 は回折
網の数を表す。
【００２５】本発明は、一つまたは複数の回折網を備え
た一つの固定反射体で複数の衛星ビームをキャッチする
ための様々な解決法を考えている。
【００２６】第一の実施例では、アンテナは複数の超高
周波ヘッドを持ち、それらはそれぞれの方向を調節され
た後で、二つの焦点を通る焦点線に沿って固定される。
例えば、衛星用受信アンテナについては、いくつかの第
一のヘッドが、ほぼ等しい経度軌道位置にある衛星から
来るビームをそれぞれキャッチするために、焦点の一つ
の近く、即ち、最大数センチメートル以内のところに固
定される；および／または、いくつかの第二のヘッド
が、数度または数十度異なる経度軌道位置にある衛星か
ら来るビームをそれぞれキャッチするために、焦点の一
つのかなり近く、即ち、数センチメートルから数十セン
チメートルのところに固定される。
【００２７】ヘッドは、衛星からの放射をそれぞれ最大
限にキャッチするような位置に置かれる。そのために、
受信ヘッドの位置と向きを調節し固定するための、特に
電動式の機構が設けられる。この機構は、特に大体焦点
面の上での、また大体焦点線に沿ったヘッドの様々な移
動を行う。このようにして、ヘッドの調節と固定の機構
は、二つの焦点を通る直線に平行な方向に大体沿ってヘ
ッドを個別に動かすための機構、および／または、対称
軸また特に焦点面に垂直な軸の周りをヘッドを個別に回
転させるための機構、および／または、反射体の中心に
向けて大体集束させる方向にヘッドを個別に動かすため
の機構を含むことができる。
【００２８】第二の実施例では、アンテナは超高周波ヘ
ッドを一つしか含まないが、そのヘッドは可動で、特
に、無線通信ビームの様々な方向と偏波に適応するよう
に多重偏波型である。その場合、ヘッドを少なくとも上
記の焦点線に大体沿って移動させるために、特に電動式
の機構が反射体の支持構造に固定される。ヘッドを移動
させる機構は、アンテナの中心部を貫通するアームを持
ち、アームの第一の端は上記のヘッドを支持し、第二の
端は焦点面に大体垂直な軸の回りを少なくとも回転する
ように組み込まれる。
【００２９】
【実施例】ここで、物理学者 Charles FRESNELが発明し
た回折環付き平面レンズの集束特性を思い出してみよ
う。
【００３０】図１と２に示されるように、平面レンズＬ
Ｐa は、共通の中心Ｃa について同心の、半透明材料で
できた複数の同心円型の環ＡＯa を含む。半透明の環は
透明なフィルムまたは板の上に固定され、透明の環ＡＴ
a と交互になっている。例えば、半透明の環の数は４個
である。
【００３１】１本の入射ビームＦＩa が平面レンズＬＰ
a に垂直にコリメートされ、透明の環ＡＴa を通して回
折される。FRESNEL によると、回折されたビームの、半
透明な環の外縁と内縁から来る２本の光波の波面の進み
遅れが入射ビームの電磁波の半波長λ/2に等しい時、回
折で生じたビームＦＤa は、レンズＬＰa の主軸Ｏa−
Ｏa 上の、レンズの中心Ｃa から焦点距離ＤＦa のとこ
ろにある一つの焦点Ｆa に集束する。
【００３２】図２によると、n が１から順に増えていく
整数の時、(n＋1)/2番目の半透明の環ＡＯa の円形の内
縁と外縁の光波Ｒn とＲn+1 は、以下のとおりである： Ｒn ＝〔n.λ. ＤＦa ＋ (n.λ/2)2〕1/2 Ｒn+1 ＝〔(n+1).λ. ＤＦa ＋ ((n+1).λ/2) )2〕
1/2 。
【００３３】Ｒn+1 −Ｒn の差を整数 nを関数として計
算すると、透明の環ＡＴa と半透明の環ＡＯa は中心Ｃ
a から遠ざかるにつれて幅が狭くなることが明らかにな
る。
【００３４】コリメートされた入射ビームＦＩb が、レ
ンズに垂直な入射方向ではなくレンズの軸Ｏb −Ｏb に
対して入射角i をなす方向で送信される時も、環付き平
面レンズＬＰb によるビームの回折で生じた回折ビーム
ＬＩb の集束の原理が同様に適用される。レンズＬＰb
および対応する回折を図３と４に示す。
【００３５】焦点Ｆa と比較して、レンズＬＰb の焦点
Ｆb はレンズの主軸Ｏb −Ｏb から外れて、レンズの中
心に近づき、レンズＬＰb の中心Ｃb を通る入射光波上
に位置している。レンズＬＰb の半透明の環ＡＯb と透
明の環ＡＴb はもはや円形、同心型ではなく、互いに、
またレンズの主軸に対して偏心した楕円環である。環の
長軸は互いに一直線上にあり、レンズの主軸に垂直で、
焦点面Ｆb −Ｏb −Ｏb の上にある。
【００３６】この種のレンズＬＰa とＬＰb は、レンズ
面に対して所定の入射角を持つ光ビームに使用できる。
入射ビームＦＩa とＦＩb が、数ギガヘルツの周波数を
もつ衛星から送信されるビームのような超高周波（また
はマイクロ波）の時は、半透明の環ＡＯa 、ＡＯb は導
体材料、即ち金属で作られる。
【００３７】ドイツ特許申請 DE-A-3 801 301 は、マイ
クロ波、特にミリメートル波を受信するために、FRESNE
L レンズＬＰa の半透明の環ＡＯa のような円形で同心
型の平たい金属環の組を反射体の前に配置した、平面金
属反射体を持つ平面アンテナを推奨している。この場
合、アンテナに垂直に向けられた入射マイクロ波ビーム
は、回折、反射され、環の中心の垂直線上にある、環と
向かい合った、即ち図１でＬＰa の右側にある一つの焦
点に集束する。これらの金属環は反射体に固定された均
一な材料の上に乗せることができるが、それは反射体と
円形環の間の距離を波長のおおよそ 1/4に等しくするこ
とが目的である。
【００３８】同じくパラボラ反射体の、特に価格と美観
に関する不都合な点を改善するために、ドイツ特許申請
DE-A-3 536 348 は、第二の FRESNELレンズＬＰb に基
づく平面アンテナを公表している。このアンテナは、従
って、平たい金属反射体と一組の楕円の平たい金属環を
持つ。
【００３９】受信電力に関して言えば、超高周波受信機
構が平面アンテナの一つだけの焦点に置かれると、この
アンテナの性能は同じ面積を持つ受信アンテナのほぼ半
分に等しくなる。
【００４０】既に述べたように、本発明は三次元空間に
FRESNELレンズの回折の原理を適用し、この原理を、以
下で言及するように、例えばパラボラ反射体型などの軸
対称アンテナの反射特性と対称特性に合わせて活用する
ものである。
【００４１】以後の記述においては、一つまたは複数の
受信ヘッドを備えた受信アンテナが考察されるが、本発
明に基づく反射体と回折網（一つまたは複数）の組み合
わせは、一つまたは複数の送信ヘッドを備えた送信アン
テナにも使うことができる。
【００４２】図５と６に示すように、本発明の第一の実
施例によるアンテナ１は、基本的に、一つの反射体２と
一つの環状回折網３を含み、これらは双方とも、平行
な、例えば放物面型の凹反射面を持つ。
【００４３】概念をはっきりさせるために、アンテナ１
の寸法を、制限的ではなく例として以下に示す。特に、
回折網３の寸法は直交三軸上の座標点Ｏx 、Ｏy 、Ｏz
で示される。Ｏは網の中心で、反射体の中心に非常に近
く、更に正確に言うと、そこから網が生まれる凹放物面
の中心であり、Ｏz は上記の面（ここでは網と反射体）
の対称軸を表す。
【００４４】反射体２は従来のもので、放物面状の球冠
となっており、ここでは回転放物面であるが、例えばア
ルミニウムのような打ち延ばした金属で製造される。反
射体の厚さは 1.2mm、半径Ｒ2 は 437mm、高さＨ2 は 1
63.5mmである。反射体はポールおよび／または骨組みの
ような（図には表されていない）従来型の支持構造によ
って支えられ、例えば個人住宅の屋根の上に固定され
る。
【００４５】図５と６に示す実施例では、回折網３は放
物面状の球冠３0 、および複数（ここでは４個）の放物
面状の環３1 から３4 で構成される。しかし、他の実施
例では、回折網は図示した網３のエレメント３0 から３
4 間の環状間隙の代わりに、レンズＬＰa 、ＬＰb の半
透明の環ＡＯa 、ＡＯb の分布と類似の仕方で環状エレ
メントだけで構成される。
【００４６】例えば、網３は反射体２と同一の第二の反
射体から得られ、第二の反射体から球冠と環が以下に指
示される寸法に従って切り取られる。網３は、誘電スペ
ーサ３１を反射体２と網３の間に置き、反射体と網に貼
りつけることによって、反射体２の凹反射面上に平行に
固定される。スペーサ３１は、例えばポリスチレンのよ
うな、軽い電気絶縁材料でできている。スペーサの厚さ
は、反射体１の凹面と網３の凹面の距離が大体λ/4に等
しくなるように、波長λの 1/4を大体下回り、典型的に
は
【数１】 である。
【００４７】波長λの約 2.5cmという値は、アンテナで
キャッチする、静止衛星から送信される超高周波ビーム
の平均波長に対応する。例えば、アンテナ１は当初、西
経 19 °にある衛星ＴＤＦ 1（或いはＯＬＹＭＰＵＳ、
またはＴＶ ＳＡＴ２）のような第一の衛星ＳＴ1 およ
び東経 19 °にある衛星ＡＳＴＲＡ１のような第二の衛
星ＳＴ2 の、２本の無線通信電磁ビームＦＳ1 とＦＳ2
をキャッチするためのものだとする。これら二つの衛星
は、例えばパリにアンテナ１があるものとして、パリか
ら 2α＝ 42 °の角度に見え、それぞれ、11.7〜 12.5
GHz と 10.95〜11.7 GHz の周波帯の中で送信している
ので、平均波長はほぼ 12 GHz に相当する。
【００４８】回折網３が切り取られる放物面の方程式は
次のようである： ｘ2 ＋ｙ2 ＝ 2ｐｚ ここでｐ＝Ｒ2 2/ (2Ｈ2)＝ 58.4cm は放物面の、即ち図
５に示した面 yＯz の上の放物線ｙ2 ＝ 2ｐｚのパラメ
ーターであり、焦点距離ＯＦに等しい。
【００４９】再び図３を参照すると、平面レンズＬＰb
に対する入射角がｉのビームＦＩbは、レンズの軸Ｏb
−Ｏb から外れた焦点Ｆb に集束することが示された。
アンテナ１の放物面は対称なので、軸Ｏz について対称
な二つの焦点Ｆ1 とＦ2 が存在し、アンテナ１の軸Ｏz
が二つの衛星の視覚 2αの２等分線と大体一致する限り
において、焦点Ｆ1 とＦ2 に、二つの衛星から送信され
る２本の無線通信ビームＦＳ1 とＦＳ2 が集束する。こ
のようにして、従来の技術と異なり、アンテナ１はその
送信をキャッチするべき衛星の一つの方に向けられない
のに、つまり反射体は地上で、例えば建物の屋根の上で
動かないにもかかわらず、アンテナ１は少なくとも二つ
の衛星から送信されるビームを同時に受信することがで
きる。これらの条件のもとで、衛星ＳＴ2 とＳＴ1 の方
へそれぞれ向けられた同一平面上の半直線ＯＦ1 とＯＦ
2 の上にある二つの対称な焦点Ｆ1 とＦ2 が求められ
る。
【００５０】実際、衛星ＳＴ1 から来る、ビームＦＳ1
に属する入射電波は焦点Ｆ2 を通り、球冠３0 の中心０
で反射され、図５に示すような焦点Ｆ1 を通る反射電波
になるが、逆に、焦点Ｆ1 を通るビームＦＳ2 の入射電
波は、反射されて中心０を出る電波になり、焦点Ｆ2 を
通るだろう。FRESNEL レンズにおける透明の環と半透明
の環の相互性に基づいて、既に指摘したように、一連の
透明の環を一連の反射環で置換できることに注目するべ
きである。特に、中央の放物面球冠３0 は、アンテナの
性能を大幅に引き上げるように、回折網の中央の“透明
の”穴にすることが望ましい。
【００５１】その上、反射体の上方の焦点Ｆ1 とＦ2 の
高さｚF を、これらの焦点に置かれる超高周波受信ヘッ
ド４1 と４2 の角度βの開口円錐が反射体全体を含むよ
うに最適化しなければならない。既知のように、これら
の超高周波ヘッドは、増幅器に給電するデータゲイン回
路が入った箱の形をしており、増幅器の後には周波数変
換器が続き、周波数変換器は 12 GHz(センチメートル
波) の周波帯の中で周波数変調された信号を１〜２GHz
のオーダーの第一の中間周波数に変える。これらのヘッ
ドは、従来の柔軟な導波管（同軸ケーブル）などのトラ
ンスミッション・ライン、および給電ケーブル４１1 と
４１2 によって受信信号処理端末に接続される。端末に
おいては、超高周波信号スイッチがベース・バンド周波
数に再び移調し、受信信号を選択してから、それらを例
えばテレビ信号の受信器に印加する。ヘッド４1 と４2
は、アーチ５のような、反射体の（図には表されていな
い）支持構造に一体化された支持の上に固定されるが、
これについては以下にいくつかの別法に沿って記述す
る。
【００５２】焦点Ｆ1 とＦ2 の位置についての前記の二
つの条件は次の関係式で表される： ｔg α＝ｙF ／ｚF ｔg β＝ 2Ｒ2(ｚF −Ｈ2 ）/[( ｚF −Ｈ2 ）2 −（Ｒ2 2−ｙF 2)] 。
【００５３】ここで（−ｙF , ｚF ）と（ｙF ，ｚF ）
は焦点面 yＯz における焦点Ｆ1 とＦ2 の座標である。
前記のアンテナの寸法によると、α＝ 21 °、β＝ 58
°となり、ｙF ＝ 21.8cm 、ｚF ＝ 56.8cm ＜ｐ で
ある。
【００５４】２本の対称の放射ビームＦＳ1 とＦＳ2 の
一方、例えば図５に詰め込みすぎないようにそのうちの
数本の電波だけが描かれているビームＦＳ1 を考える
と、与えられた波“面”Ｐから来るこれらの電波は、も
し網３のエレメントの縁上での回折条件が満たされれ
ば、反射によって焦点Ｆ1 に集束する。例えば、図５の
対称軸Ｏz の右側にある網の半分の球冠と環の、ｂ1 か
らｂ9 の座標を持つ縁（ここではｂn の nが奇数整数の
時は球冠または環の外縁を表し、偶数整数の nは環の内
縁を表す）に関する波面の進み遅れは次のとおりであ
る： ｄ0'＋ｄ0 ＝ｄ1'＋ｄ1 ＋λ/2 ＝ｄn ' ＋ｄn ＋ nλ/2 。 距離ｄn とｄn ' は座標ｙn ＝ｂn の縁で平面Ｐを出る
電波の長さとこの縁から焦点Ｆ1 までの電波の長さを表
し、距離ｄ0'とｄ0 は球冠３0 の中心０での反射に関す
るものである。
【００５５】網エレメント３0 から３4 の間の間隙を通
る、反射体２によって反射される光線についても、前記
に類似の関係が同じく満足される。網と反射体の間隔は
(λ/2）/2＝λ/4に等しいからである。
【００５６】焦点Ｆ2 を通る波面Ｐを仮定すると、次の
関係 ｄ0'＋ｄ0 ＝ｄn ' ＋ｄn ＋ nλ/2 のそれぞれは、簡単な幾何学的な関係を用いて次のよう
になる： 2(ｙF ＋ｚF ）1/2 ＝ｄn '(ｙn , ｚn ）＋ｄn ( ｙn , ｚn ）＋ nλ/2
【００５７】ここでｙn ＝ｂn 、ｚn ＝ｂn 2/(2ｐ）で
あり、ｄn ' とｄn は以後、ｘn ＝0 として示される。
【００５８】これらの関係式を計算すると、回折網３の
エレメントの縁のｙ座標が与えられる： ｂ1 ＝ 12.01 cm ｂ2 ＝ 17.08 cm ｂ3 ＝ 21.03 cm ｂ4 ＝ 24.41 cm ｂ5 ＝ 27.44 cm ｂ6 ＝ 30.22 cm ｂ7 ＝ 32.81 cm ｂ8 ＝ 35.26 cm ｂ9 ＝ 37.60 cm
【００５９】網３の金属エレメントの幅ｂ1 、ｂ3 −ｂ
2 からｂ9 −ｂ8 は、これらのエレメント間の軸Ｏy に
沿った間隙の幅と同じく、中心０から反射体の周辺に向
かうにつれて減少する。
【００６０】回折網のエレメント３0 から３4 の縁の輪
郭を完全に決めるために、ｙ座標ｂn の各縁について、
焦点Ｆ2 を通る平面Ｐ( Ｆ2)のような、ビームＦＳ1 に
垂直な波面から来る電波の組で、次の関係式を満たすも
のを求める： ｄ0 ＋ｄ0'＝ｄn ＋ｄn ' ＋ n（λ/2） 更に正確に言うと、点Ｎの座標ｘn 、ｙn およびｚn
で、この式を満たし、かつ、網３の次の式を満たす放物
面の上にあるものを求める： ｘn 2 ＋ｙn 2 ＝ 2ｐｚn 。
【００６１】焦点Ｆ2 (0, ｙF , ｚF ) を通る平面 P
(Ｆ2 ）を (ｏx ，ｏy ，ｏz ）で表すと： ｙ sinα＋ｚ cosα− (ｙF sin α＋ｚF cos α) ＝
0、 つまり: ｙ (ｙF / ｚF ) ＋ｚ−( ｙF 2/ｚF ＋ｚF )
＝ 0である。
【００６２】点Ｎ（ｘn ，ｙn ，ｚn ）から平面Ｐ（Ｆ
2 ）までの距離ｄn ' は： ｄn ' ＝〔ｙn ( ｙF / ｚF ) ＋ｚn ＋( ｙF 2/ｚF ＋ｚF )] / [(ｙF / ｚF )2＋ 1]1/2、 また、点Ｎから焦点Ｆ1( 0, −ｙF , ｚF ）までの距離
ｄn は： ｄn ＝〔ｘn 2＋ (ｙn ＋ｙF )2＋ (ｚn −ｚF )2 ]1/2 である。
【００６３】ｂn 2 ＝ 2ｐｚn が分かっているので、前
記の方程式から、Ｏz に垂直でＯz上に中心がある楕円
の上にある点Ｎの座標ｘn とｙn が求められるが、その
楕円の短軸 2ｂn は焦点面Ｆ1 ＯＦ2 の上にあり、長軸
2ａn は焦点面に垂直である。Ｏx 軸で読んだａn の値
（図６）は、例として取上げたエレメント網の縁につい
ては、以下のようになる： a1 ＝ 12.8 cm a2 ＝ 18.2 cm a3 ＝ 22.44 cm a4 ＝ 26.09 cm a5 ＝ 29.39 cm a6 ＝ 32.46 cm a7 ＝ 35.34 cm a8 ＝ 38.10 cm a9 ＝ 40.77 cm
【００６４】軸Ｏy に沿った金属エレメント網の幅と同
じく、軸Ｏx に沿うエレメント網の幅、そして同じ軸上
のエレメント間の環状の間隙の幅も、また、中央０から
反射体の縁に向かって減少している。長軸 2a1から 2a9
に沿ってのエレメントの幅と間隙の幅は、短軸 2b1から
2b9 に沿ったエレメントの幅と間隙の幅よりも大体大き
い。言い換えれば、回折網のエレメント３0 から３4 の
楕円形の縁の偏心度は、周辺に向けて中心から遠ざかる
につれて、大体において増大する。
【００６５】上記の例では偏心度は 100分の４程度変化
するが、このことが、環３1 から３4 のそれぞれの楕円
の輪郭が平行で、つまり、各環の幅が次の差の式に対応
する一定値である時、実際問題として、アンテナの性能
に関して良い結果を得させてくれる： ｂn+1 −ｂn 、つまり ａn+1 ＝ａn ＋ｂn+1 −ｂn 。
【００６６】ここでは反射体の放物面のパラメーターｐ
が大きいので、この簡略化により円錐形表面として近似
できることによって製作が容易になる。
【００６７】上に述べ、図５と６に図示した回折網は第
一近似として、条件 ｄ0 ' ＋ｄ0 ＝ ｄn ' ＋ｄn ＋ nλ/2、 を満たすが、それは、図５で軸ＯZ の反対側に位置する
縁に関して、波面の進みが次の式のようになるからであ
り： ｄ0 ' ＋ｄ0 ＝ ｄn ' ＋ｄn − nλ/2 、
【００６８】これは焦点面 yＯz において網のエレメン
トに相当な非対称性を課することになるであろうが、網
の製作の簡易化のために無視されてきた。
【００６９】従って、より一般的に言うと、本発明は波
面の進みの差が次の式を満足する回折網エレメントを持
つアンテナに関係するものである： (ｄ0 ' ＋ｄ0)＝ (ｄn ' ＋ｄn ) ± nλ/m、
【００７０】ここで mは整数であることが望ましいが、
いかなる数であっても良い。
【００７１】m ＝2 である時には、アンテナの型は上で
図５と６を参照して定義されたものとなる。
【００７２】図７と８に示した他の例によると、アンテ
ナは m−1 ＝3 個の回折網、Ｒ1 とＲ2 及び、Ｒm-1 ＝
Ｒ3 を持つが、それらは反射体２に平行に配置され、こ
こではほぼ放物面であり、二つずつ組になって、その互
いの離隔はλ/(2.m)＝λ/8である。この網、Ｒ1 からＲ
m-1 ＝Ｒ3 は円形あるいは楕円形の回折主要外縁Ｂ1、
Ｂ2 、Ｂ3 、……Ｂn を持ち、それらは反射体に対して
ほぼ垂直に積層され、更に詳しく言うと、中心軸Ｏｚに
沿ってではなく焦点Ｆ1 とＦ2 の方に向けて積層される
が、これにより、Ｂn-1 から次のＢn への波面の進み遅
れｄn-1 ' ＋ｄn-1 およびｄn ' ＋ｄn は波長λとはか
なり異なるものとなる。
【００７３】図を簡明にするために、図７では焦点Ｆ1
とＦ2 は焦点線ＬＦと軸Ｏｚ上の焦点ＦＯに代えられて
おり、そこに網で回折された電磁波のビームが集束す
る。外側の主要縁Ｂn から始まって、1 から m−1 へと
順に反射体２から隔たっていく網Ｒ1 からＲm-1 ＝Ｒ3
は、積み重ねられた一群の環を持ち、その内縁は「階
段」をなして中央軸Ｏｚから遠ざかり、焦点ＦＯに向か
って回折される電波について、その波面の進みの値が
((n-1)m＋1)λ/m、((n −1)＋2)λ/m、…… ((n−1)m
＋m-1)λ/m＝ (nm−1)λ/m に対応する。言い換えれば
網Ｒ1 からＲm-1 ＝Ｒ3 の環は積み重ねられ、“共通
の”外縁Ｂn のレベルで一体に再編されているがその幅
は、最上層の網の環、Ｒm-1 ＝Ｒ3 の幅にほぼ等しい割
合で環から次の環へと等差的に減少する。従って、m ＝
4 を例にとり、一つの外縁Ｂn に着目すると、一方で
は、第二の網Ｒ2 は幅 2w を持ち、それは反射体２のす
ぐ上にある第一の網Ｒ1 の環の幅 3W のほぼ三分の二
で、縁Ｂn から環Ｒ1 のほぼ三分の二を覆っているが、
他方では、第二の網Ｒ2 は幅が第三の網であるＲ3 の環
の幅 Wの三分の一であり、縁Ｂn からこの網Ｒ3 の環で
ほぼ三分の一が覆われている；網Ｒ1 からＲ3 の上記の
環の内縁は主要縁Ｂn-1 から環状の間隙で隔てられてい
るが、その幅はほぼ、ｗ，2w, 3wである。
【００７４】サブ網Ｒ1 からＲ3 の積層は環状の誘電体
のスペーサの台Ｄ1 、Ｄ2 、およびＤ3 を使って達成で
きるが、スペーサの厚さはλ/(2m) ＝λ/8にほぼ等しい
かこれより小さく、その幅は、図７に示すように、それ
ぞれ、網の環の幅に等しいかそれより小さくなってい
る。
【００７５】他の別法によると、図５から７に示した別
法による反射体２を誘電体の一様な連続層で覆って、網
３（図５）、網Ｒ1 （図７）を支えることができる；同
様に、図７の型のアンテナでは、誘電体環のスペーサ
を、網と共に積層される誘電体の連続層で置き換えるこ
とができる。
【００７６】１個または m−1 個の回折網を備えた本発
明によるアンテナの様々な製造方法を以下に簡単に述べ
る。
【００７７】アンテナが反射体と網の間に誘電体の層ま
たは台を持つ時、網は、環状の金属層の形で、あらゆる
既知の方式により、積層したまたは貼り合わせた誘電体
層の上にプリントまたは蒸着されるか、或いは、階段状
に機械加工または鋳込みで作られた一体の誘電体層の上
にプリントまたは蒸着されることによって形成される；
或いは、各環は同心型の金属線条の形に作られ、波長に
比べると短い距離だけ互いに間隔を置いて、特に透明な
誘電材料の中に接着されるか一体に作り付けられる；或
いは、網は、多層膜とも呼ばれる薄膜構成技術によって
作られる。誘電体はポリスチレンのように部分的に、ま
たは完全に半透明でもよいし、またはガラスのように透
明でもよい。厚さがほぼλ/(2m) のステップは金属の層
で覆うか、或いは望ましくない寄生反射の一切を防止す
るために電磁波の反射防止用吸収層で覆ってもよい。
【００７８】他の別法では、図７の断面図に見られる回
折網と反射体の階段状の連続断面を、均一なまたは穿孔
した金属板の型打ち、或いは打ち延ばした金属によって
得るが、それは、それだけで反射体と回折網の両方を兼
ねることになる。どの製作方法の場合にも、アンテナ
は、図６または８のようなアンテナを上から見たところ
を径方向に規則的に分割して得られる、二つ、三つ、四
つ、またはそれ以上の大体同じ形の曲線からなる部分を
組立てて、或いは、ほぼ曲線からなる、ほぼ長方形の輪
郭を持つ“花弁”を、軸Ｏx と軸Ｏy 軸に側面が平行に
なるように組み立てて作ることができる。
【００７９】以上では例として、回転放物面反射体型の
アンテナ、即ち横断面が円形で軸Ｏz に垂直なものを記
述してきたが、本発明は楕円放物面反射体をもつアンテ
ナ、更に一般的に、焦点面上に対称軸のある凹反射面反
射体をもつ全てのアンテナにも同様に適用される。
【００８０】別法として、反射体をこの種の反射面の一
部分から作り、オフセット型とも呼ばれる非対称型アン
テナにすることもできる。この場合、回折網または回折
網の組は反射体の反射面の部分に同一な第二の部分の中
からオフセット反射体の輪郭に応じて切り取られ、網
の、または各網のいくつかのエレメント、特に周辺エレ
メントは環状の部分でしかなくなる。
【００８１】既に述べたように、超高周波ヘッド４1 と
４2 は、例えば、反射体２の前に置かれる軽材料ででき
た細いアーチ５で支持される。アーチは、図５に示すよ
うに、基本的に、Ｏz 軸に垂直で焦点面Ｆ1 −０−Ｆ2
の上に置かれる梁５１、並びにＯz 軸にほぼ平行で梁の
両端を反射体の（図には表されていない）支持構造の周
辺端に接続する２本の柱５２を含む。梁と柱を軽合金製
の管にして、その中に受信端末に向けてケーブル４１1
と４１2 を通すことができる。
【００８２】勿論、本発明に基づくこのアンテナ１は、
即ち反射体２と回折網３または反射体２と回折網の組Ｒ
1 からＲm-1 のこの組み合わせは、軌道位置がごく近
い、従って照準角αがほぼ等しい複数の衛星のビームを
キャッチするために、焦点Ｆ1とＦ2 の近くに複数の受
信ヘッドを設置できる。
【００８３】更に、経験から、このアンテナ１を、照準
角が角度αと数度異なる衛星から来るビーム、即ち放射
の方向が方向ＯＦ1 とＯＦ2 と大きく異なるビームのキ
ャッチに使用できることも示された。実際、例えば図５
でビームＦＳ1 のように右側から来るビームで、軸Ｏy
との角度が更に小さいビームも、受信ヘッドを焦点Ｆ1
と軸Ｏz の間に置けば、受容できる性能でキャッチされ
るだろう。測定の結果、受信ヘッドは、軸Ｏz について
対称な、焦点Ｆ1 とＦ2 を通る、そして曲線半径が中心
と焦点Ｆ1 、Ｆ2 の距離より大きい曲線の焦点線ＬＦ上
にほぼ中心が来るようにしなければならないことが示さ
れた；しかし、実際には、焦点線ＬＦは、反射体の中心
または回折網の中心０を中心とした、ＯＦ1 から（2.Ｏ
Ｆ1)の半径をもつ円弧によって近似的に定義することが
できる。これらの条件のもとで、梁５１は、特に、焦点
線ＬＦに大体沿った曲線が望ましい。
【００８４】一方で、梁５１はこのように、ヘッド４
1 、４3 、４4 のような、焦点の一つＦ1 の近くに固定
された複数の第一の受信ヘッドを支持し、軸Ｏz の右側
から来る衛星ビームをそれぞれキャッチする。例えば、
ＴＤＦ１衛星に割り当てられたヘッド４1 の近くに、西
経19°にあるＯＬＹＭＰＵＳ衛星とＴＶ ＳＡＴ２衛星
に割り当てられた他の二つの第一のヘッド４3 と４4 が
配置される。
【００８５】他方で、梁５１は、ヘッド４5 、４6 、４
7 のような、焦点Ｆ1 とＦ2 の近くにアンテナの軸Ｏz
に対称に固定された複数の第二の受信ヘッドも支持し、
アンテナから見て軌道方向がＯＦ2 およびＯＦ1 と明ら
かに異なる衛星から来るビームをそれぞれキャッチす
る。例えば、東経 19 °のＡＳＴＲＡ１衛星用のヘッド
４2 が置かれた焦点Ｆ2 のかなり近くの位置に、東経 1
6 °のＥＵＴＥＬＳＡＴ１衛星のビームＦ1 の受信に割
り当てられた第二のヘッド４5 と、東経 23.5 °のＫＯ
ＰＥＲＮＩＫＵＳ１衛星のビームの受信に割り当てられ
た他の第二のヘッド４6 が置かれる。他の例では、他の
第二の受信ヘッド４7 が焦点Ｆ1 のかなり近くに置か
れ、軌道位置が西経 8°のＴＥＬＥＣＯＭ １Ａ衛星か
ら送信されるビームをキャッチする。
【００８６】これらの各種の受信ヘッド４1 から４7
は、アーチ５の中を通したケーブル４１1 から４１7 に
よって、アンテナ１に付随する受信信号処理端末の超高
周波信号スイッチに接続される。これらのヘッドは既知
の様々な型でよく、それぞれの超高周波ビームの直線、
円形、または楕円の偏波に適合している。勿論、それぞ
れのヘッドを、それぞれの衛星から送信される信号の搬
送周波数に適応させる。搬送周波帯の帯域が数ギガヘル
ツである限りにおいては、回折網３または回折網Ｒ1 か
らＲn-1 の寸法および網と反射体の距離λ/(2.m)は決定
的に重要な訳ではない。従って、これらの寸法は無線通
信ビームの搬送周波帯のほぼ平均の周波数、ほぼ 11 〜
13 GHz の間に含まれる周波数については典型的な値と
して12GHzについて計算される。
【００８７】ヘッドの支持のこの第一の実施例では、ア
ンテナ１の梁５１はヘッド４1 から４7 の位置を手動で
調節するための力学的機構を含み、各ヘッドの開口角β
を反射体２の大きさに応じて適当な向きに向けることに
よって放射を最大限にキャッチするようになっている。
調節機構は、例えば面 yＯz 、または焦点線ＬＦに平行
な１本または複数の縦のガイドレール５３をもつ梁５１
から成り、ガイドレールの中をヘッドの台座と一体にさ
れたスライダ５４が滑ることができる。対応するスライ
ダ上に、各ヘッドは、図５にヘッド４2 について２本の
矢印ＲＯとＴＲで示されるように、一方では、対称軸Ｏ
z にほぼ垂直でできれば軸Ｏx に平行な軸の回りを回転
するように、他方では、縦軸に沿って、つまり反射体の
中心に向けてほぼ集束する方向に動くように、組み込ま
れる。この様々な移動機構に、ヘッドの位置を梁５１上
で、またヘッドの向きを焦点面 yＯz にほぼ平行な面の
上で安定させるように、既知のロック機構を付随させ
る。これらの条件のもとで、各ヘッドを、焦点Ｆ1 とＦ
2 の一つの近くに、或いは更に一般的に、焦点線ＬＦに
ほぼ沿った最適な送信／受信位置に効率よく置くことが
できる。
【００８８】別法では、ヘッドの位置調節機構は部分的
または全面的に電動化され、特にアーチ５に固定された
ケーブルを介してリモートコントロールできる。この調
節機構の電動化は、アンテナが屋根の上にあり、非常に
近づきにくい時には特に便利である。この場合、アンテ
ナの使用者はヘッドの位置を地上から調節し、また、周
波数の適応化と選択によって、アーチで支持するヘッド
数を減らすことができる。
【００８９】より経済的な第二の実施例では、反射体２
は上記の向きに常に動かない状態に保たれるが、アンテ
ナは図９に示すようにただ１個の超高周波ヘッド４だけ
しか含まない。
【００９０】ヘッド４は支持アーム６の上端に固定され
るが、アーム６は図５に合わせて描かれた図９の実施例
については回折網３と反射体２の球冠の中心３0 に開け
られた二重の穴３２と２２を通り、或いは図７に合わせ
た実施例では反射体の中心の一つの穴２２を通る。反射
体の下方のアーム６の下端は軸Ｏz に平行な軸６１の回
りを回転するように組み込まれ、軸６１は、例えば歯車
のような型の力学的伝達機構によって、地上からリモー
トコントロールできる小型電動モーター６２に接続され
る。モーター６２と軸６１は反射体の支持構造に固定さ
れる。
【００９１】穴３２−２２、または２２は、アームが焦
点面 yＯz に平行で近い面を掃引できるような大きさ、
つまり、ヘッド４が焦点線ＬＦに大体沿って対称軸Ｏz
の両側をαより大きい角度λまで、即ち約40°まで動け
るような大きさにする。アーム６の長さは、ヘッド４と
回転軸６１の間の半径が距離ＯＦ1 ＝ＯＦ2 より大きく
なるようにする。この点に関して、ヘッド４が所定の焦
点線ＬＦになるべく正確に沿いながら動けるように、ヘ
ッド４は、特に、アームの上端に縦にスライドするよう
に組み込まれる。
【００９２】これらの条件のもとで、モーター６２を所
定のヘッド位置まで、例えばステップきざみで、または
自動的に動かすと、使用者は地上からアームの回転を制
御し、衛星の一つから来るビームをキャッチするために
希望の位置にヘッドの一つを置くことができる。同時
に、受信端末内の超高周波スイッチが（ヘッド内での周
波数変換の後で）、付随する搬送周波数に調整される。
【００９３】別法として、アーム６の下端を、特に使用
反射体の型に応じて横断面が円形または楕円の円錐の内
部を動かすことができる。この場合、アームの移動機構
６１−６２は電動カルダン継ぎ手に相当する。
【００９４】この第二の実施例では、ヘッド４はヘリッ
クス型の多重偏波型である。ヘッド４は低損失の従来の
導波管によって、或いはアーム６の中を通した光ファイ
バーによって受信端末に接続される。
【００９５】回折するべき受信ビームに好ましくないノ
イズを与えるおそれがある、アンテナの中心での電波の
反射を一切防止するために、二重穴３２−２２または一
つ穴２２は誘電体層を被せるか、或いはアーム６を貫通
させた柔軟な誘電体膜３３で閉じることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】円形回折網を持つフレネル平面レンズの、それ
ぞれ、軸に沿った断面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】楕円回折網を持つフレネル平面レンズの軸に沿
った断面図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】本発明の第一の実施例に基づく一つの回折網と
複数の超高周波ヘッドをもつパラボラ・アンテナの、焦
点を含む面で切った図式的な断面図である。
【図６】図５のアンテナを、超高周波ヘッドを除いて上
から見た図である。
【図７】本発明の第二の製作例に基づく複数の積層回折
網をもつパラボラ・アンテナの、焦点を含む面で切った
図式的な断面図である。
【図８】図７のアンテナを上から見たものの一部分であ
る。
【図９】本発明に基づく一つの回折網と一つの可動ヘッ
ドをもつアンテナの、焦点を含む面で切った図式的な断
面図である。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固定反射体（２）、反射体と平行に置か
    れた回折の環状エレメント（３1 −３4 ）網（３；Ｒ1
    −Ｒn-1 ）、または上記の網（３；Ｒ1 −Ｒn-1 ）の一
    部分、および反射体と比べて超高周波のヘッド（４）を
    持つ複数の無線通信ビーム（ＦＳ1 、ＦＳ2 ）用のアン
    テナ（１）において、 反射体（２）と網（３；Ｒ1 −Ｒn-1 ）の双方が、対称
    軸（Ｏz ）についてほぼ対称な面の部分から出来ている
    凹形の反射面を持ち、 上記の回折網が上記の対称軸（Ｏz ）に対して対称な第
    一および第二の焦点（Ｆ1 、Ｆ2 ）を定義し、それら焦
    点に向けて、対称面の中心（Ｏ）およびそれぞれ第一と
    第二の焦点を通る直線（ＯＦ2 、ＯＦ1 ）にほぼ平行に
    送られる第一および第二の無線通信ビーム（ＦＳ1 、Ｆ
    Ｓ2 ）を集束でき、 超高周波ヘッド（４）の位置はほぼ曲線形の焦点線（Ｌ
    Ｆ）に近似的に沿っているが、この焦点線は対称軸（Ｏ
    z ）上に中心があり、曲線半径は上記の中心（Ｏ）と各
    焦点（Ｆ1 、Ｆ2 ）の間の距離に少なくとも大体等し
    く、かつ第一と第二の焦点（Ｆ1 、Ｆ2 ）を通ること、
    を特徴とするアンテナ。
  2. 【請求項２】 網エレメント（３0 −３4 ）の幅（ｂ
    1 、ｂ3 −ｂ2 、ｂ5−ｂ4 、ｂ7 −ｂ6 、ｂ9 −ｂ
    8 ）が対称軸（Ｏz ）から径方向に遠ざかるにつれて減
    少し、および／または、網エレメント（３0 −３4 ）間
    の間隙の幅（ｂ2−ｂ1 、ｂ4 −ｂ3 、ｂ6 −ｂ5 、ｂ8
    −ｂ7 ）が対称軸（Ｏz)から径方向に遠ざかるにつれ
    て減少すること、 を特徴とする、請求項１に記載のアンテナ。
  3. 【請求項３】 網エレメント（３0 −３4 ）の少なくと
    も一部分の輪郭がほぼ楕円形で、その楕円の短軸（ 2ｂ
    1 から 2ｂ9)は焦点（Ｆ1 、Ｆ2 ）と対称軸（Ｏz)を含
    む焦点面(xＯz)の上にあること、 を特徴とする、請求項１または２に記載のアンテナ。
  4. 【請求項４】 網エレメント（３0 −３4 ）の少なくと
    も一部分の輪郭が円形で同心型であること、 を特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のアン
    テナ。
  5. 【請求項５】 回折網（３；Ｒ1 −Ｒn-1 ）が反射体
    （２）の凹反射面に、誘電材料（３１）を介して結合さ
    れること、 を特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のアン
    テナ。
  6. 【請求項６】 回折網（３；Ｒ1 −Ｒn-1 ）と反射体
    （２）の全体が、階段状に機械加工または鋳込みで作ら
    れた誘電材料の上にプリントまたは蒸着されるか、或い
    は誘電材料の中で薄層を形成すること、 を特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載のアン
    テナ。
  7. 【請求項７】 回折網（３；Ｒ1 −Ｒn-1 ）が、アンテ
    ナの上記の反射体（２）と同一の第二の反射体から切り
    取ることによって得られること、 を特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載のアン
    テナ。
  8. 【請求項８】 回折網（３；Ｒ1 −Ｒn-1 ）と反射体
    （２）の全体が、型打ちされた一枚の金属板であるこ
    と、 を特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載のアン
    テナ。
  9. 【請求項９】 回折網（３）が、上記の対称軸（Ｏz)に
    ついてほぼ対称な球冠（３0 ）の形をした中央のエレメ
    ントを含むこと、 を特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載のアン
    テナ。
  10. 【請求項１０】 反射体（２）と網（３）が、無線通信
    ビーム（ＦＳ1 、ＦＳ2 ）の搬送周波帯の中の一周波数
    にほぼ対応する波長（λ）のほぼ四分の一だけ隔たって
    いること、 を特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載のアン
    テナ。
  11. 【請求項１１】 反射体の前に平行に積み重ねられた複
    数の異なる回折環状エレメント網（Ｒ1 −Ｒn-1 ）を含
    む、 請求項１から８のいずれかに記載のアンテナ。
  12. 【請求項１２】 網の環状エレメントが、各群に各網の
    エレメントが一つずつ含まれるように群に分けられ、各
    群の環状エレメントの外縁（Ｂn ）は反射体にほぼ垂直
    に積み重ねられ、内縁は反射体から階段を形成する、 請求項１１に記載のアンテナ。
  13. 【請求項１３】 一つの群の中の環状エレメントの幅
    が、反射体から、その群の中で反射体（２）に最も遠い
    エレメント（Ｒn-1 ）の幅に等しい割合で、等差的に減
    少すること、 を特徴とする、請求項１２に記載のアンテナ。
  14. 【請求項１４】 反射体（２）と隣接する網との距離お
    よび隣接する二つの網（Ｒ1 −Ｒn-1 ）の間の距離が、
    λを無線通信ビーム（ＦＳ1 、ＦＳ2 ）の搬送周波帯の
    中の一周波数にほぼ対応する波長とし、m-1 は回折網の
    数を表すものとした時に、ほぼλ／(2.m) に等しいこ
    と、 を特徴とする、請求項１１から１３のいずれかに記載の
    アンテナ。
  15. 【請求項１５】 上記の焦点線（ＬＦ）の大体近くに置
    かれる複数の超高周波ヘッド（４1 から４7 ）を含むこ
    と、 を特徴とする、請求項１１から１４のいずれかに記載の
    アンテナ。
  16. 【請求項１６】 ヘッド（４1 から４7 ）の位置と向き
    を調節し固定するための、特に電動式の、機構（５）を
    含むこと、 を特徴とする、請求項１５に記載のアンテナ。
  17. 【請求項１７】 ヘッド（４）を上記の焦点線（ＬＦ）
    にほぼ沿って移動させるための、特に電動式の、機構
    （５）を含み、ヘッドを移動させるための上記の機構
    は、アンテナの中心部（３２、２２）を貫通するアーム
    （６）を特に含み、アームの第一の端は上記のヘッド
    （４）を支持し、第二の端は、上記の焦点（Ｆ1 、Ｆ
    2 ）と上記の対称軸（Ｏz)を含む焦点面(yＯz)にほぼ垂
    直な軸（６１）の回りを少なくとも回転するように組み
    込まれること、 を特徴とする、請求項１から１５のいずれかに記載のア
    ンテナ。
JP4352241A 1991-12-11 1992-12-10 複数の無線通信ビーム用の固定反射体型アンテナ Withdrawn JPH05308221A (ja)

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