JPH053762B2 - - Google Patents
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- JPH053762B2 JPH053762B2 JP15631583A JP15631583A JPH053762B2 JP H053762 B2 JPH053762 B2 JP H053762B2 JP 15631583 A JP15631583 A JP 15631583A JP 15631583 A JP15631583 A JP 15631583A JP H053762 B2 JPH053762 B2 JP H053762B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflector
- sub
- reflecting mirror
- main
- mirror
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は一つのアンテナから複数のビームを独
立に放射できる複数ビームアンテナに関するもの
であつて、例えば衛星通信の地球局アンテナとし
て複数の衛星と通信する場合に用いる開口面アン
テナに関するものである。
立に放射できる複数ビームアンテナに関するもの
であつて、例えば衛星通信の地球局アンテナとし
て複数の衛星と通信する場合に用いる開口面アン
テナに関するものである。
（背景技術）
従来、一枚の主反射鏡面から一次放射系の数に
対応した複数のビームを放射するアンテナとして
は、それぞれの目的に合わせて種々の形式が考え
られている。一方、衛星通信の地球局アンテナと
しては個々のビームのビーム幅に比べ各ビーム相
互の間隔が広くとれるアンテナ、言い換えれば或
る一つのビームに着目した場合にはそのビームを
広い角度まで走査しても特性の劣化しないアンテ
ナが必要とされており、衛星の並ぶ面に垂直な軸
に対して軸対称な構造を有するトーラスアンテナ
と呼ばれるアンテナが有効とされている。第１図
に従来考えられているトーラスアンテナの構成を
示す。１および１′はそれぞれ一次放射系として
用いるホーン、２および２′はそれぞれホーン１
および１′からの電波を反射する副反射鏡、３は
ホーン１および１′からの電波に共通に用いる主
反射鏡、４は主反射鏡３の回転中心軸、５および
５′はそれぞれホーン１および１′に対応する電波
の進行方向を示す。６は主反射鏡の母線であつて
略放物線となつており、主反射鏡３はこの母線６
を回転中心軸４の回りに回転して得られた曲面に
より構成される。また、副反射鏡２および２′は
主反射鏡から放射される電波の通路外に配置さ
れ、電波通路を邪魔しないようになつている。本
アンテナの動作を送信を例に説明する。ホーン１
から出た電波は副反射鏡２に当り、主反射鏡３の
方向に反射される。ここで、副反射鏡２は鏡面修
整されており、単に電波の進行方向を折り返すの
みならず、主反射鏡がトーラス鏡面であるが故に
発生する位相歪を打ち消すように機能する。副反
射鏡２から主反射鏡３に向かつた電波は主反射鏡
３で反射され、電波の進行方向５に向かう。同様
に、ホーン１′から出た電波は副反射鏡２′、主反
射鏡３と当り、電波の進行方向５′に向かう。こ
こで、主反射鏡３は回転中心軸４に対して回転対
称であることに着目すると、ホーン１と副反射鏡
２の組合せがホーン１′と副反射鏡２′の組合せに
対して回転中心軸４回りに回転対称に配置されれ
ば、ホーン１から出た電波とホーン１′から出た
電波とはその最終的な進行方向が異なることを除
き同様の動作をすることは明らかである。このた
め、主反射鏡の大きさを十分にとれば、ビーム幅
に比べて広いビーム相互の間隔を以つて複数のビ
ームを配置しても、それぞれのビームの特性劣化
のないアンテナを構成できる。これがトーラスア
ンテナの原理である。ところが、実際上の要求は
ただ単にビーム相互の間隔が広くとれれば良いと
いうものではない。衛星が近接して置かれ、地上
からそれぞれの衛星を見込む角度が小さい場合に
は、ビーム間隔がビーム幅に比べれば大きくと
も、絶対角度としては数度といつた狭い間隔で配
置しなければならない事態が生ずる。従来のトー
ラスアンテナではこのような場合に欠点がある。
即ち、ビーム間隔をどれだけ近接できるかは回転
中心軸からみた各副反射鏡間の角度をどれだけ狭
くできるかに係つており、ビーム間隔を狭くする
には副反射鏡を近接して配置しなければならな
い。ところが、然るべき大きさの副反射鏡をそれ
ぞれのビームに対して専用に用いているので、ビ
ーム間隔を狭くしようとしても、複数の副反射鏡
が相互にぶつかるために、ある程度以上ビーム間
隔を狭くできないという欠点があつた。このよう
な問題は、副反射鏡径の選び方にもよるが、概ね
ビーム間隔を数度以下にしようとした場合に起こ
つてくる。
対応した複数のビームを放射するアンテナとして
は、それぞれの目的に合わせて種々の形式が考え
られている。一方、衛星通信の地球局アンテナと
しては個々のビームのビーム幅に比べ各ビーム相
互の間隔が広くとれるアンテナ、言い換えれば或
る一つのビームに着目した場合にはそのビームを
広い角度まで走査しても特性の劣化しないアンテ
ナが必要とされており、衛星の並ぶ面に垂直な軸
に対して軸対称な構造を有するトーラスアンテナ
と呼ばれるアンテナが有効とされている。第１図
に従来考えられているトーラスアンテナの構成を
示す。１および１′はそれぞれ一次放射系として
用いるホーン、２および２′はそれぞれホーン１
および１′からの電波を反射する副反射鏡、３は
ホーン１および１′からの電波に共通に用いる主
反射鏡、４は主反射鏡３の回転中心軸、５および
５′はそれぞれホーン１および１′に対応する電波
の進行方向を示す。６は主反射鏡の母線であつて
略放物線となつており、主反射鏡３はこの母線６
を回転中心軸４の回りに回転して得られた曲面に
より構成される。また、副反射鏡２および２′は
主反射鏡から放射される電波の通路外に配置さ
れ、電波通路を邪魔しないようになつている。本
アンテナの動作を送信を例に説明する。ホーン１
から出た電波は副反射鏡２に当り、主反射鏡３の
方向に反射される。ここで、副反射鏡２は鏡面修
整されており、単に電波の進行方向を折り返すの
みならず、主反射鏡がトーラス鏡面であるが故に
発生する位相歪を打ち消すように機能する。副反
射鏡２から主反射鏡３に向かつた電波は主反射鏡
３で反射され、電波の進行方向５に向かう。同様
に、ホーン１′から出た電波は副反射鏡２′、主反
射鏡３と当り、電波の進行方向５′に向かう。こ
こで、主反射鏡３は回転中心軸４に対して回転対
称であることに着目すると、ホーン１と副反射鏡
２の組合せがホーン１′と副反射鏡２′の組合せに
対して回転中心軸４回りに回転対称に配置されれ
ば、ホーン１から出た電波とホーン１′から出た
電波とはその最終的な進行方向が異なることを除
き同様の動作をすることは明らかである。このた
め、主反射鏡の大きさを十分にとれば、ビーム幅
に比べて広いビーム相互の間隔を以つて複数のビ
ームを配置しても、それぞれのビームの特性劣化
のないアンテナを構成できる。これがトーラスア
ンテナの原理である。ところが、実際上の要求は
ただ単にビーム相互の間隔が広くとれれば良いと
いうものではない。衛星が近接して置かれ、地上
からそれぞれの衛星を見込む角度が小さい場合に
は、ビーム間隔がビーム幅に比べれば大きくと
も、絶対角度としては数度といつた狭い間隔で配
置しなければならない事態が生ずる。従来のトー
ラスアンテナではこのような場合に欠点がある。
即ち、ビーム間隔をどれだけ近接できるかは回転
中心軸からみた各副反射鏡間の角度をどれだけ狭
くできるかに係つており、ビーム間隔を狭くする
には副反射鏡を近接して配置しなければならな
い。ところが、然るべき大きさの副反射鏡をそれ
ぞれのビームに対して専用に用いているので、ビ
ーム間隔を狭くしようとしても、複数の副反射鏡
が相互にぶつかるために、ある程度以上ビーム間
隔を狭くできないという欠点があつた。このよう
な問題は、副反射鏡径の選び方にもよるが、概ね
ビーム間隔を数度以下にしようとした場合に起こ
つてくる。
（発明の目的）
本発明は以上の欠点を改善することを目的と
し、その特徴は、主反射鏡、副反射鏡、および該
副反射鏡に電波を照射する一次放射系から成り、
主反射鏡の鏡面形状として略放物線から成る母線
を主反射鏡から放射される電波の進行方向と略垂
直で主反射鏡前方に位置した軸回りに回転して得
られるトーラス鏡面を用い、前記副反射鏡を主反
射鏡から放射される電波の通路外に配置したトー
ラスアンテナにおいて、前記副反射鏡形状として
トーラス鏡面を用いると共に、主反射鏡を形成す
るトーラス鏡面の回転中心軸と前記副反射鏡を形
成するトーラス鏡面の回転中心軸とを一致させる
と共に、一次放射系を前記副反射鏡に比べ回転中
心軸から遠くに配置したアンテナ装置にある。
し、その特徴は、主反射鏡、副反射鏡、および該
副反射鏡に電波を照射する一次放射系から成り、
主反射鏡の鏡面形状として略放物線から成る母線
を主反射鏡から放射される電波の進行方向と略垂
直で主反射鏡前方に位置した軸回りに回転して得
られるトーラス鏡面を用い、前記副反射鏡を主反
射鏡から放射される電波の通路外に配置したトー
ラスアンテナにおいて、前記副反射鏡形状として
トーラス鏡面を用いると共に、主反射鏡を形成す
るトーラス鏡面の回転中心軸と前記副反射鏡を形
成するトーラス鏡面の回転中心軸とを一致させる
と共に、一次放射系を前記副反射鏡に比べ回転中
心軸から遠くに配置したアンテナ装置にある。
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
（発明の構成及び作用）
第２図は本発明の一実施例であつて、７はホー
ン１および１′から出たそれぞれの電波に対して
共用する副反射鏡であり、その鏡面形状は主反射
鏡と同じくトーラス鏡面となつている。即ち、副
反射鏡の母線８を主反射鏡と同じく回転中心軸４
の回りに、回転して得られる曲面でできている。
本アンテナの動作を送信を例にとつて説明する。
ホーン１から出た電波は副反射鏡７に当り、主反
射鏡３の方向に反射され、更に主反射鏡３で反射
されて電波の進行方向５に向かう。同様に、ホー
ン１′から出た電波も副反射鏡７、主反射鏡３と
当り、電波の進行方向５′に向かう。ここで、主
反射鏡３および副反射鏡７が共に回転中心軸４に
対して回転対称であることに着目すると、ホーン
１がホーン１′に対して回転中心軸４回りに回転
対称に配置されれば、ホーン１から出た電波とホ
ーン１′から出た電波とはその最終的な進行方向
が異なることを除き同様の動作をすることは明ら
かである。
ン１および１′から出たそれぞれの電波に対して
共用する副反射鏡であり、その鏡面形状は主反射
鏡と同じくトーラス鏡面となつている。即ち、副
反射鏡の母線８を主反射鏡と同じく回転中心軸４
の回りに、回転して得られる曲面でできている。
本アンテナの動作を送信を例にとつて説明する。
ホーン１から出た電波は副反射鏡７に当り、主反
射鏡３の方向に反射され、更に主反射鏡３で反射
されて電波の進行方向５に向かう。同様に、ホー
ン１′から出た電波も副反射鏡７、主反射鏡３と
当り、電波の進行方向５′に向かう。ここで、主
反射鏡３および副反射鏡７が共に回転中心軸４に
対して回転対称であることに着目すると、ホーン
１がホーン１′に対して回転中心軸４回りに回転
対称に配置されれば、ホーン１から出た電波とホ
ーン１′から出た電波とはその最終的な進行方向
が異なることを除き同様の動作をすることは明ら
かである。
従つて、本発明は広い角度のビーム走査に対し
て特性劣化なしに動作することが理解される。本
発明においては、従来のトーラスアンテナと異な
り副反射鏡を共通に用いており、各ビーム間のビ
ーム間隔の限界はホーンがぶつかるか否かで決ま
ることが理解される。ところが、ホーンは副反射
鏡に比べて回転中心軸から遠くに置くことができ
る。従つて、回転中心軸からの角度を一定とすれ
ばホーンの配置は楽になり、逆にホーンが接触す
るまで近づければビーム間隔は狭くすることがで
きる。以上、説明を簡単にするために二つのビー
ムを例に述べたが、ビームの数は三つあるいはそ
れ以上であつても差し支えない。ビーム数を増や
すにはホーンの数を増やせばよい。
て特性劣化なしに動作することが理解される。本
発明においては、従来のトーラスアンテナと異な
り副反射鏡を共通に用いており、各ビーム間のビ
ーム間隔の限界はホーンがぶつかるか否かで決ま
ることが理解される。ところが、ホーンは副反射
鏡に比べて回転中心軸から遠くに置くことができ
る。従つて、回転中心軸からの角度を一定とすれ
ばホーンの配置は楽になり、逆にホーンが接触す
るまで近づければビーム間隔は狭くすることがで
きる。以上、説明を簡単にするために二つのビー
ムを例に述べたが、ビームの数は三つあるいはそ
れ以上であつても差し支えない。ビーム数を増や
すにはホーンの数を増やせばよい。
本発明において、主反射鏡の母線としては放物
線、副反射鏡の母線としては双曲線あるいは楕円
等の二次曲線を用いるばかりでなく、これ等を目
的に応じて修整した曲線の組合せを用いることが
できる。特に、ビームの並んだ面と垂直な面内で
の衛星の位置変動を追尾する等の目的でビームを
走査する場合には、双焦点反射鏡と呼ばれる反射
鏡の断面曲線を用いることは、走査に伴う利得低
下を少なくする上で有効である。また、母線とし
て高能率修整鏡面の断面曲線を用いることは、ア
ンテナ能率を向上する上で有効である。双焦点反
射鏡はそれぞれの焦点位置に対して位相歪なくビ
ームを集束することのできるもので、その設計法
は種々研究されており、そのいずれを用いても差
し支えない。また、高能率修整鏡面の断面曲線に
ついても設計法は確立しており、当該分野の技術
者には容易に設計できる。
線、副反射鏡の母線としては双曲線あるいは楕円
等の二次曲線を用いるばかりでなく、これ等を目
的に応じて修整した曲線の組合せを用いることが
できる。特に、ビームの並んだ面と垂直な面内で
の衛星の位置変動を追尾する等の目的でビームを
走査する場合には、双焦点反射鏡と呼ばれる反射
鏡の断面曲線を用いることは、走査に伴う利得低
下を少なくする上で有効である。また、母線とし
て高能率修整鏡面の断面曲線を用いることは、ア
ンテナ能率を向上する上で有効である。双焦点反
射鏡はそれぞれの焦点位置に対して位相歪なくビ
ームを集束することのできるもので、その設計法
は種々研究されており、そのいずれを用いても差
し支えない。また、高能率修整鏡面の断面曲線に
ついても設計法は確立しており、当該分野の技術
者には容易に設計できる。
第３図は本発明の一実施例であつて、ホーン１
と集束反射鏡９より成る一次放射系を示す斜視図
である。該一次放射系は第２図におけるホーン１
または１′の代わりに用いる。ここで、９は主反
射鏡３および副反射鏡７で発生する位相歪を打ち
消すための集束反射鏡である。集束反射鏡９を用
いることにより、位相歪をなくし、アンテナ開口
能率を高くすることができる。集束反射鏡９の代
わりにレンズを用いても差し支えない。これら集
束反射鏡９またはレンズの設計は光路長一定の条
件と呼ばれる条件式を用いることにより簡単に行
うことができる。
と集束反射鏡９より成る一次放射系を示す斜視図
である。該一次放射系は第２図におけるホーン１
または１′の代わりに用いる。ここで、９は主反
射鏡３および副反射鏡７で発生する位相歪を打ち
消すための集束反射鏡である。集束反射鏡９を用
いることにより、位相歪をなくし、アンテナ開口
能率を高くすることができる。集束反射鏡９の代
わりにレンズを用いても差し支えない。これら集
束反射鏡９またはレンズの設計は光路長一定の条
件と呼ばれる条件式を用いることにより簡単に行
うことができる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明により、一枚の主
反射鏡から複数のビームの出るアンテナのビーム
間隔を狭くできるので、これを衛星通信の地球局
アンテナとして用いれば衛星の位置が近接してい
ても一台のアンテナで済むので、方式の経済化に
寄与することができる。
反射鏡から複数のビームの出るアンテナのビーム
間隔を狭くできるので、これを衛星通信の地球局
アンテナとして用いれば衛星の位置が近接してい
ても一台のアンテナで済むので、方式の経済化に
寄与することができる。
第１図は従来のトーラスアンテナの斜視図、第
２図は本発明の一実施例を示す斜視図、第３図は
本発明の一実施例の一次放射系を示す斜視図であ
る。 １，１′……ホーン、２，２′……副反射鏡、３
……主反射鏡、４……回転中心軸、５，５′……
電波の進行方向、６……主反射鏡の母線、７……
副反射鏡、８……副反射鏡の母線、９……集束反
射鏡。
２図は本発明の一実施例を示す斜視図、第３図は
本発明の一実施例の一次放射系を示す斜視図であ
る。 １，１′……ホーン、２，２′……副反射鏡、３
……主反射鏡、４……回転中心軸、５，５′……
電波の進行方向、６……主反射鏡の母線、７……
副反射鏡、８……副反射鏡の母線、９……集束反
射鏡。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主反射鏡、副反射鏡、および該副反射鏡に電
波を照射する一次放射系から成り、主反射鏡の鏡
面形状として略放物線から成る母線を主反射鏡か
ら放射される電波の進行方向と略垂直で主反射鏡
前方に位置した軸回りに回転して得られるトーラ
ス鏡面を用い、前記副反射鏡を主反射鏡から放射
される電波の通路外に配置したトーラスアンテナ
において、前記副反射鏡形状としてトーラス鏡面
を用いると共に、主反射鏡を形成するトーラス鏡
面の回転中心軸と前記副反射鏡を形成するトーラ
ス鏡面の回転中心軸とを一致させると共に、一次
放射系を前記副反射鏡に比べ回転中心軸から遠く
に配置したことを特徴とするアンテナ装置。 ２ 主反射鏡および副反射鏡を形成するトーラス
鏡面の母線として双焦点アンテナ鏡面の断面曲線
として求められる主反射鏡および副反射鏡の曲線
形状をそれぞれ用いたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載のアンテナ装置。 ３ 主反射鏡および副反射鏡を形成するトーラス
鏡面の母線として高能率修整鏡面の断面曲線とし
て求められる主反射鏡および副反射鏡の曲線形状
をそれぞれ用いたことを特徴とする特許請求範囲
第１項に記載のアンテナ装置。 ４ 前記主反射鏡および前記副反射鏡で生ずる位
相歪を打ち消すように鏡面修整された少なくとも
一枚以上の反射鏡またはレンズを備えた一次放射
系を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項ないし第３項のいずれか一項に記載のアンテナ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15631583A JPS6048603A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15631583A JPS6048603A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | アンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6048603A JPS6048603A (ja) | 1985-03-16 |
| JPH053762B2 true JPH053762B2 (ja) | 1993-01-18 |
Family
ID=15625110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15631583A Granted JPS6048603A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6048603A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07118609B2 (ja) * | 1989-12-20 | 1995-12-18 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| WO2019170541A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | Technische Universiteit Eindhoven | Extreme scanning focal-plane arrays using a double-reflector concept with uniform array illumination |
-
1983
- 1983-08-29 JP JP15631583A patent/JPS6048603A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6048603A (ja) | 1985-03-16 |
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