JPH0543201B2 - - Google Patents

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JPH0543201B2
JPH0543201B2 JP4554288A JP4554288A JPH0543201B2 JP H0543201 B2 JPH0543201 B2 JP H0543201B2 JP 4554288 A JP4554288 A JP 4554288A JP 4554288 A JP4554288 A JP 4554288A JP H0543201 B2 JPH0543201 B2 JP H0543201B2
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JP
Japan
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reflector
reflecting mirror
curved surface
sub
revolution
Prior art date
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JP4554288A
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JPH01220504A (ja
Inventor
Ryuichi Iwata
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は1つのアンテナで静止軌道上の3個の
衛星との同時通信を可能にするマルチビームアン
テナに関する。
(従来の技術) 従来のマルチビームアンテナは、例えば第9図
に示すように、3個の1次放射器21、同22お
よび同23と、これらの1次放射器の放射電波を
それぞれ異なる方向へ反射する1つの回転放物面
反射鏡7とからなり、1次放射器21、同22お
よび同23は回転放物面の焦点Fの近傍に適宜距
離離隔して配設されている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、第9図に示す従来のマルチビームアン
テナにおいては、回転放物面反射鏡7から放射さ
れるビームの偏移を大きくするには、1次放射器
21、同22および同23の配置間隔を広げる必
要があるが、そうすると配置位置が焦点Fから離
れることになるので、回転放物面反射鏡7の開口
面における波面に乱れが生じ、即ち開口面位相能
率の低下を来たしアンテナ利得が低下するという
問題点がある。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的は、開口面位相能率を低下
させることなく異なる3方向へ同時に電波放射を
なし得るマルチビームアンテナを提供することに
ある。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明のマルチビ
ームアンテナは次の如き構成を有する。
即ち、本発明のマルチビームアンテナは、第1
および第2の回転放物面のそれぞれの1部からな
る第1および第2の部分反射鏡を第1および第2
の回転放物面のそれぞれの回転中心軸が交差する
ように接合した1つの主反射鏡と;前記それぞれ
の中心軸上に存在する第1の回転放物面の焦点
(第1の焦点)位置および第2の回転放物面の焦
点(第2の焦点)位置と前記主反射鏡との間に設
けられる副反射鏡と;前記副反射鏡に関して前記
第1の焦点位置と対称な第1の鏡像点位置および
前記第2の焦点位置と対称な第2の鏡像点位置に
それぞれ設けられ副反射鏡に向けて電波放射を行
う第1および第2の1次放射器と;前記主反射鏡
と前記副反射鏡間であつて両反射鏡間の電波経路
を外れた側方位置に設けられその側方位置から副
反射鏡を電波照射する補正反射鏡と;前記補正反
射鏡に向けて電波放射を行う第3の1次放射器
と;を備え、主反射鏡が副反射鏡の反射電波を前
記それぞれの中心軸と平行な異なる2つの方向お
よびこの2つの方向とは異なる第3の方向へ放射
するようにしたマルチビームアンテナであつて;
前記副反射鏡は、前記第1の部分反射鏡側の第1
の曲面部と前記第2の部分反射鏡側の第2の曲面
部と該第1および第2の曲面部を連接する中央部
とからなり、中央部は平坦面に設定してある一
方、第1および第2の曲面部のそれぞれの曲面形
状は当該曲面部の反射電波がその曲面部側の前記
部分反射鏡を経て放射されるときの位相誤差を補
正ないしは軽減するように設定してあり;かつ、
前記補正反射鏡は、その曲面形状が前記第3の1
次放射器から放射された電波が該補正反射鏡、前
記副反射鏡および前記主反射鏡と次々に反射され
た後に放射されるときの位相誤差を補正ないしは
軽減するように設定してあることを特徴とするも
のである。
(作用) 次に、前記の如く構成される本発明のマルチビ
ームアンテナの作用を説明する。
例えば、第1の鏡像点位置に配置された第1の
1次放射器の出射電波は副反射鏡の中央部と第2
の曲面部を照射することになる。中央部は平坦面
からなるので、中央部を照射した電波はそのまま
反射される。この反射電波は第1の焦点位置から
第1の部分反射鏡に向けて発した如くにして第1
の部分反射鏡に到達するから、第1の部分反射鏡
では入射電波を第1の回転放物面の中心軸と平行
な方向へ放射することとなる。このとき、全ての
光路長は一定となる。また、第2の曲面部を照射
した電波は第1の焦点位置から第2の部分反射鏡
に向けて発した如く反射され第2の部分反射鏡に
到達するが、第2の曲面部の曲面形状は当該曲面
部の反射電波が第2の部分反射鏡を経て放射され
るときの位相誤差を補正ないしは軽減するように
設定してある、即ち光路長が一定となるように設
定してあるので、第2の部分反射鏡での反射電波
は従来の如く位相誤差による開口面位相能率を低
下させることなく前記第1の回転放物面の中心軸
と平行な方向へ放射されることになる。
以上のことは第2の鏡像点位置に配置された第
2の1次放射器(この場合には中央部と第1の曲
面部が対象となる)についても同様であり、主反
射鏡からは第2の回転放物面の中心軸と平行な方
向へ放射される。
ここで注意すべきことは、中央部が2つの1次
放射器の共用となるが、中央部は平坦面であるか
らここでの位相誤差は生じない。つまり、副反射
鏡は2つの電波放射方向に対し主反射鏡で生ずる
位相誤差を予め同時に補正しているのである。
次に、第3の1次放射器について考えた場合、
これから放射された電波は、補正反射鏡で反射さ
れ次に副反射鏡で反射された後に主反射鏡で反射
され、第1の回転放物面の中心軸と第2の回転放
物面の中心軸とは異なる第3の方向へ放射され
る。
このとき電波の放射方向は2つの中心軸とのい
ずれとも異なるので第1および第2の回転放物面
に対して位相誤差が生じるが、補正反射鏡の曲面
形状はこの位相誤差を補正ないしは軽減するよう
に設定してある。
このように、本発明のマルチビームアンテナに
よれば、副反射鏡と補正反射鏡を介在させたこと
によつて3つの異なる方向に、開口位相能率の大
きな低下なしに電波を放射できる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
第1図乃至第4図は本発明の一実施例に係るマ
ルチビームアンテナを示し、第1図は全体構成の
見取図、第2図は平面図、第3図および第4図は
断面図である。このマルチビームアンテナは、主
反射鏡1と、1つの副反射鏡5と、1つの補正反
射鏡6と、3つの1次放射器21〜23とを備え
る。
主反射鏡1は、第1図に示すように、回転放物
面Aの1部からなる部分反射鏡31および回転放
物面Bの1部からなる部分反射鏡32を回転放物
面Aの中心軸41と回転放物面Bの中心軸42が
交差するように接合境界線2に沿つて継ぎ合わせ
たものである。
副反射鏡5は、第1図に示すように、中心軸4
1上に存在する回転放物面Aの焦点Faおよび中
心軸42上に存在する回転放物面Bの焦点Fb
前記主反射鏡1との間に設けてある。
この副反射鏡5は、部分反射鏡31側の曲面部
52と部分反射鏡32側の曲面部53とその両曲
面部を連接する中央部51とからなり、中央部は
平坦面に設定してある一方、曲面部52、同53
のそれぞれの曲面形状は後述する如くして設定さ
れる所定の曲面形状となつている。第5図に副反
射鏡5の具体的な外観図を示してある。
(第1の)1次放射器21は、副反射鏡5に関
して焦点Faと対称な鏡像点F′aの位置に、また同
様に(第2の)1次放射器22は焦点Fbと対称
な鏡像点F′bの位置にそれぞれ設けられ副反射鏡
5に向けて電波放射を行うようになつている。
第3図は中心軸41と同42を含む平面に垂直
に中心軸41に沿つて切断した断面図であつて、
1次放射器21と副反射鏡5との配置関係を具体
的に示すものである。1次放射器22についても
同様である。
補正反射鏡6は、主反射鏡1と副反射鏡5間で
あつて両反射鏡間の電波経路を外れた側方位置に
設けられ(第3の)1次放射器23から放射され
た電波を反射してその側方位置から副反射鏡5を
電波照射するようになつている。その具体的な配
置例を第4図に示してある。第4図は中心軸41
と同42を含む平面に垂直に両中心軸の交点と接
合境界線2を含む平面に沿つて切断した断面図で
ある。即ち、本実施例では、補正反射鏡6と1次
放射器23は、中心軸41と同42の交点と接合
境界線2を含む平面内であつて主反射鏡1と副反
射鏡5間の電波経路を外れた側方位置、つまり両
中心軸を含む平面下方の適宜位置に配置される。
なお、第4図において、Pd,P′cは1次放射器
23の位相中心、Pcは位相中心′cの鏡像点位置で
ある。
次いで、第6図および第7図を参照して副反射
鏡の曲面形状の決定方法を説明する。
第6図において、副反射鏡5がない場合、焦点
Faから発せられた多数の光線のうち部分反射鏡
(回転放物面A)31に入射する光線はすべて回
転放物面Aで反射された後中心軸41と平行な平
行光線となり、焦点Faから回転放物面Aを経て
中心軸41に垂直な平面に至る距離が等しくなつ
ている。したがつて、副反射鏡5のうち、回転放
物面Aに対応する部分(中央部51)を平面反射
鏡としておけばF′aから発せられた光線のうち中
央部51に入射する光線は反射された後、回転放
物面Aで反射され、中心軸41と平行な平行光線
となる。
他方、副反射鏡5がない場合、焦点Faから発
せられた光線のうち部分反射鏡(回転放物面B)
32に入射する光線は、回転放物面Bで反射され
た後おおむね中心軸41に平行な光線となるが、
焦点Faから回転放物面Bを経て中心軸41に垂
直な平面に至る距離は一定とならず、わずかな誤
差を生じる。そこで、副反射鏡のうち、回転放物
面Bに対応する部分(曲面部52)を平面からわ
ずかに変位させた所定の曲面形状にする。
そうすると、F′aから発せられ曲面部52で反
射された後、回転放物面Bで反射され中心軸41
に垂直な平面に至る光線の光路長をそれぞれの光
線について等しくできる。したがつて回転放物面
Bに基づく位相誤差による能率低下を少なくする
ことができる。
第7図は点F′bから発せられ中心軸42の方向
に放射される光線について第6図と同様に説明し
たものである。
要するに、曲面部52、同53の曲面形状は、
当該曲面部の反射電波がその曲面部側の前記部分
反射鏡を経て放射されるときの位相誤差を補正な
いしは軽減するように設定してあるのである。
以上説明した決定方法から明らかなように、曲
面部52や同53の大きさは対応する部分反射鏡
の大きさと焦点位置および当該副反射鏡の配置位
置によつて定まるものである。また中央部51の
大きさは図示例では曲面部とほぼ同じ大きさであ
るが、両回転放物面の焦点距離の差違などに応じ
て種々の大きさとなり得る。
また、第6図と第7図を比べればわかるよう
に、副反射鏡5のうち点F′aから発せられる光線
と、点F′bから発せられる光線の両方が入射する
領域は、中央部51の中に含まれ、しかも中央部
51は平面反射板であるため両者の光線に対して
共通して使つても位相誤差は生じない。
したがつて、副反射鏡5は2つのビーム放射方
向に対して、主反射鏡1で生じる位相誤差を同時
に補正することができる。
次に、補正反射鏡6の曲面形状の決定方法を説
明する。いま仮に、第8図に示すように、補正反
射鏡6を用いずに、1次放射器21と同22の間
に1次放射器23を配置し、直接副反射鏡5を照
射した場合を考える。
このとき、1次放射器23から放射された電波
は副反射鏡5の中央部51を主に照射する。
すなわち、1次放射器23の位相中心P′cから
光線を発した場合これは等価的に位相中心P′c
鏡像点Pcから発せられたものとなる。そして、こ
の光線は主反射鏡1で反射された後、おおむね中
心軸41と中心軸42間を2分した位置を通る第
3の方向43に向かう平行光線となるが、位相中
心Pcは回転放物面Aの焦点Faからも回転放物面
Bの焦点Fbからもずれているために、主反射鏡
1から放射される光線は完全な平行光線とはなら
ない。すなわち、位相中心P′cから発せられ副反
射鏡5で反射された後主反射鏡1で反射され第3
の方向43に垂直な平面に至る光線の光線長がそ
れぞれの光線について等しくならず、わずかな誤
差を生じる。そこで、この誤差を補正するために
本発明では、第4図に示すように補正反射鏡6を
配置し、1次放射器23から放射された光線を補
正反射鏡6で位相中心P′cに収束させた後に副反
射鏡5の中央部51を主に照射させるようにし
た。
このとき、補正反射鏡6は位相中心P′cおよび
同Pdを2つの焦点とする回転楕円反射鏡となる
が、曲面形状を回転楕円体からわずかに変位させ
ると上述した光路長の誤差を補正できる。すなわ
ち、1次放射器の位相中心Pdから多数の光線を
発した場合、これらが補正反射鏡6、副反射鏡5
および主反射鏡1で次々と反射された後、第3の
方向43に垂直な平面に至る光路長が等しくなる
ように補正反射鏡6の曲面形状を決めるのであ
る。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のマルチビームア
ンテナによれば、主反射鏡を2つの回転放物面そ
れぞれの部分反射鏡を接合して構成し、この主反
射鏡と3つの1次放射器間に副反射鏡と補正反射
鏡を介在させ、主反射鏡で電波放射する際に生ず
る位相誤差を副反射鏡および補正反射鏡に補正さ
せるようにしたので、開口面位相能率の低下を招
くことなく異なる方向へ同時に電波放射をなし得
るマルチビームアンテナを提供できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明の一実施例に係るマ
ルチビームアンテナを示し、第1図は全体構成の
見取図、第2図は平面図、第3図および第4図は
断面図、第5図は本発明に係る副反射鏡の外観
図、第6図および第7図は本発明に係る副反射鏡
の曲面形状の決定方法の説明図、第8図は本発明
に係る補正反射鏡の曲面形状の決定方法の説明
図、第9図は従来のマルチビームアンテナの構成
例である。 1……主反射鏡、2……接合境界線、5……副
反射鏡、6……補正反射鏡、7……回転放物面反
射鏡、21,22,23……1次放射器、31,
32……部分反射鏡、41……回転放物面Aの回
転中心軸、42……回転放物面Bの回転中心軸、
43……第3の方向、51……中央部、52,5
3……曲面部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1および第2の回転放物面のそれぞれの1
    部からなる第1および第2の部分反射鏡を第1お
    よび第2の回転放物面のそれぞれの回転中心軸が
    交差するように接合した1つの主反射鏡と;前記
    それぞれの中心軸上に存在する第1の回転放物面
    の焦点(第1の焦点)位置および第2の回転放物
    面の焦点(第2の焦点)位置と前記主反射鏡との
    間に設けられる副反射鏡と;前記副反射鏡に関し
    て前記第1の焦点位置と対称な第1の鏡像点位置
    および前記第2の焦点位置と対称な第2の鏡像点
    位置にそれぞれ設けられ副反射鏡に向けて電波放
    射を行う第1および第2の1次放射器と;前記主
    反射鏡と前記副反射鏡間であつて両反射鏡間の電
    波経路を外れた側方位置に設けられその側方位置
    から副反射鏡を電波照射する補正反射鏡と;前記
    補正反射鏡に向けて電波放射を行う第3の1次放
    射器と;を備え、主反射鏡が副反射鏡の反射電波
    を前記それぞれの中心軸と平行な異なる2つの方
    向およびこの2つの方向とは異なる第3の方向へ
    放射するようにしたマルチビームアンテナであつ
    て;前記副反射鏡は、前記第1の部分反射鏡側の
    第1の曲面部と前記第2の部分反射鏡側の第2の
    曲面部と該第1および第2の曲面部を連接する中
    央部とからなり、中央部は平坦面に設定してある
    一方、第1および第2の曲面部のそれぞれの曲面
    形状は当該曲面部の反射電波がその曲面部側の前
    記部分反射鏡を経て放射されるときの位相誤差を
    補正ないしは軽減するように設定してあり;か
    つ、前記補正反射鏡は、その曲面形状が前記第3
    の1次放射器から放射された電波が該補正反射
    鏡、前記副反射鏡および前記主反射鏡と次々に反
    射された後に放射されるときの位相誤差を補正な
    いしは軽減するように設定してあることを特徴と
    するマルチビームアンテナ。
JP4554288A 1988-02-27 1988-02-27 マルチビームアンテナ Granted JPH01220504A (ja)

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