JPH0630408B2 - 反射鏡アンテナ - Google Patents
反射鏡アンテナInfo
- Publication number
- JPH0630408B2 JPH0630408B2 JP61189028A JP18902886A JPH0630408B2 JP H0630408 B2 JPH0630408 B2 JP H0630408B2 JP 61189028 A JP61189028 A JP 61189028A JP 18902886 A JP18902886 A JP 18902886A JP H0630408 B2 JPH0630408 B2 JP H0630408B2
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- JP
- Japan
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- reflector
- shape
- level
- horn
- antenna
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば静止衛星に搭載され、所定のサービ
スエリアを効率よく照射する成形ビームを実現する反射
鏡アンテナに関する。
スエリアを効率よく照射する成形ビームを実現する反射
鏡アンテナに関する。
従来の反射鏡アンテナの１つは、例えば特開昭５２−１
５６５３７号公報に示されている。この反射鏡アンテナ
は、第５，６図に示すように、反射鏡面が回転放物面の
１部からなる反射鏡１と、この反射鏡のほぼ焦点位置に
設置された複数個のホーン２ａ，２ｂ，……で構成した
一次放射器３とから成り、前記反射鏡１は支持体４を介
して衛星本体５に固定してある。そして各ホーン２ａ，
２ｂ，……から放射された球面波は反射鏡１で平面波に
変換され、平面波の進行方向に放射電力の強い放射パタ
ーンを実現する。この反射鏡アンテナの主ビームにおけ
る等レベルの形状、即ちその断面形状は通常円又は円に
近い楕円である。従って衛星本体５から見た場合の、地
球上におけるサービスエリアの形状が円又は円に近い楕
円でないときは、複数個のホーンを組合せた一次放射器
とすることによって上記サービスエリアの形状に合わせ
たビーム形状を実現している。
５６５３７号公報に示されている。この反射鏡アンテナ
は、第５，６図に示すように、反射鏡面が回転放物面の
１部からなる反射鏡１と、この反射鏡のほぼ焦点位置に
設置された複数個のホーン２ａ，２ｂ，……で構成した
一次放射器３とから成り、前記反射鏡１は支持体４を介
して衛星本体５に固定してある。そして各ホーン２ａ，
２ｂ，……から放射された球面波は反射鏡１で平面波に
変換され、平面波の進行方向に放射電力の強い放射パタ
ーンを実現する。この反射鏡アンテナの主ビームにおけ
る等レベルの形状、即ちその断面形状は通常円又は円に
近い楕円である。従って衛星本体５から見た場合の、地
球上におけるサービスエリアの形状が円又は円に近い楕
円でないときは、複数個のホーンを組合せた一次放射器
とすることによって上記サービスエリアの形状に合わせ
たビーム形状を実現している。
従来の反射鏡アンテナの他の例は、例えば特公昭５０−
１５３４１号公報に示されている。この反射鏡アンテナ
は、第７，８図に示すように、鏡面修整された中央部６
ａの形状が回転双曲面であり周辺部６ｂの形状が特定の
方向に放物線を含む曲面である反射鏡６と、球面波を放
射する１個のホーン７で構成され反射鏡のほぼ焦点位置
にある一次放射器８とから成る。反射鏡６は支持体９を
介して衛星本体１０に固定してある。そして一次放射器
８から放射された球面波は、反射鏡で反射されて、その
電波の等位相面が第９，１０図に示す如く、中央部Ａで
は球面波の一部となり、周辺部Ｂでは上記中央部Ａとの
境界曲線Ｃ上の各点Ｄにおける球面波の接平面と境界曲
線Ｃに垂直な平面との交線Ｅを集積して得られる笠状の
曲面波の一部となる。従って、この反射鏡アンテナの放
射パターンの等レベルの形状，即ちビームの断面形状を
希望の形状とすることができ、円又は円に近い楕円形状
以外の形状のサービスエリアも効率よく照射することが
できる。
１５３４１号公報に示されている。この反射鏡アンテナ
は、第７，８図に示すように、鏡面修整された中央部６
ａの形状が回転双曲面であり周辺部６ｂの形状が特定の
方向に放物線を含む曲面である反射鏡６と、球面波を放
射する１個のホーン７で構成され反射鏡のほぼ焦点位置
にある一次放射器８とから成る。反射鏡６は支持体９を
介して衛星本体１０に固定してある。そして一次放射器
８から放射された球面波は、反射鏡で反射されて、その
電波の等位相面が第９，１０図に示す如く、中央部Ａで
は球面波の一部となり、周辺部Ｂでは上記中央部Ａとの
境界曲線Ｃ上の各点Ｄにおける球面波の接平面と境界曲
線Ｃに垂直な平面との交線Ｅを集積して得られる笠状の
曲面波の一部となる。従って、この反射鏡アンテナの放
射パターンの等レベルの形状，即ちビームの断面形状を
希望の形状とすることができ、円又は円に近い楕円形状
以外の形状のサービスエリアも効率よく照射することが
できる。
第５，６図に示す複数個のホーンで構成される一次放射
器３と回転放物面をもつ反射鏡１から成る反射鏡アンテ
ナを用い、各ホーンに対するビームを合成することによ
って希望するビーム形状を実現するためには、各ホーン
に対するビームが交差する方向のレベルをピークレベル
に対して約−６dBとすればよいことが、例えば、下記文
献７５ページ２０〜２１行目に示されている。M.Afifi
and P.Foldes：“Optimum Contiguous Multibeam Anten
na Coverage”，1980 IEEE AP-S Digest,AP.3-1,pp74-7
7,1980.即ち、各ホーンを同時に励振した場合に上記ビ
ームが交差する方向では、各々のビームに対応する電界
を合成した電界となるので、ピークレベルに対して約−
６dBとなるように設定すれば、各ビームを等レベルで連
続的につなぐことができる。
器３と回転放物面をもつ反射鏡１から成る反射鏡アンテ
ナを用い、各ホーンに対するビームを合成することによ
って希望するビーム形状を実現するためには、各ホーン
に対するビームが交差する方向のレベルをピークレベル
に対して約−６dBとすればよいことが、例えば、下記文
献７５ページ２０〜２１行目に示されている。M.Afifi
and P.Foldes：“Optimum Contiguous Multibeam Anten
na Coverage”，1980 IEEE AP-S Digest,AP.3-1,pp74-7
7,1980.即ち、各ホーンを同時に励振した場合に上記ビ
ームが交差する方向では、各々のビームに対応する電界
を合成した電界となるので、ピークレベルに対して約−
６dBとなるように設定すれば、各ビームを等レベルで連
続的につなぐことができる。
一方、ホーンが１個の反射鏡アンテナにおいては、スピ
ルオーバー損と開口分布による損失のバランスにより反
射鏡のエッジ方向のレベルをピークレベルに対し−１０
dB〜−１４dBとすることによって指向性利得を最大とす
ることができることが、例えば、下記文献図８に示され
ている。S.Lee and Y.Rahmat-Samii：“Simple Formula
s for Designing an Offset Multbeam Parabolic Refle
ctor”，IEEE Trans.Antennas & Propagat.,AP-29,3,pp
472-478,1981.しかし、このような条件を満足するホー
ンの複数個をもって成形ビームを作ると、各ビームが交
差する方向のレベルはピークレベルに対して約−１０dB
となり、各ビームを等レベルで連続的につなぐことがで
きない。連続的につなぐためには交差方向のレベルがピ
ークレベルに対して約−６dBとなればよいが、そのため
には上記の場合よりホーンの開口寸法を小さくしホーン
間隔を狭くして各ホーンに対するビーム間隔を狭くしな
ければならず、そうすると、反射鏡のエッジ方向のレベ
ルはピークレベルに対して−４dB〜−６dBとなり、スピ
ルオーバー損が大きくなり、アンテナの効率が低下する
という問題があった。
ルオーバー損と開口分布による損失のバランスにより反
射鏡のエッジ方向のレベルをピークレベルに対し−１０
dB〜−１４dBとすることによって指向性利得を最大とす
ることができることが、例えば、下記文献図８に示され
ている。S.Lee and Y.Rahmat-Samii：“Simple Formula
s for Designing an Offset Multbeam Parabolic Refle
ctor”，IEEE Trans.Antennas & Propagat.,AP-29,3,pp
472-478,1981.しかし、このような条件を満足するホー
ンの複数個をもって成形ビームを作ると、各ビームが交
差する方向のレベルはピークレベルに対して約−１０dB
となり、各ビームを等レベルで連続的につなぐことがで
きない。連続的につなぐためには交差方向のレベルがピ
ークレベルに対して約−６dBとなればよいが、そのため
には上記の場合よりホーンの開口寸法を小さくしホーン
間隔を狭くして各ホーンに対するビーム間隔を狭くしな
ければならず、そうすると、反射鏡のエッジ方向のレベ
ルはピークレベルに対して−４dB〜−６dBとなり、スピ
ルオーバー損が大きくなり、アンテナの効率が低下する
という問題があった。
また、第７，８図に示す反射鏡アンテナは単一ホーンの
一次放射器を用いているので、入り組んだ形状を有する
サービスエリアや分離した複数個の領域からなるサービ
スエリアを効率良く照射することが困難であり、さら
に、１つの反射鏡アンテナを用いて特殊な形状を有する
サービスエリアの全体を照射するビームと、上記サービ
スエリアの１部を部分的に照射するスポットビームの２
種類のビームを有することは困難であるという問題があ
った。
一次放射器を用いているので、入り組んだ形状を有する
サービスエリアや分離した複数個の領域からなるサービ
スエリアを効率良く照射することが困難であり、さら
に、１つの反射鏡アンテナを用いて特殊な形状を有する
サービスエリアの全体を照射するビームと、上記サービ
スエリアの１部を部分的に照射するスポットビームの２
種類のビームを有することは困難であるという問題があ
った。
この発明は上記の問題を解決するためになされたもの
で、特殊な形状を有するサービスエリアを効率よく照射
するビームを有するとともに、上記サービスエリアの一
部を照射するスポットビームも有する反射鏡アンテナを
提供することを目的とする。
で、特殊な形状を有するサービスエリアを効率よく照射
するビームを有するとともに、上記サービスエリアの一
部を照射するスポットビームも有する反射鏡アンテナを
提供することを目的とする。
この発明は、上記目的達成のために、一次放射器を複数
個のホーンから構成し、上記反射鏡の中央部の形状を回
転双曲面とし、周辺部の形状を特定方向に放物線を含む
曲面とするとともに、反射鏡のエッジ方向のレベルがピ
ークレベルに対し−１０dB〜−１４dBとなるホーン形状
とし、各ホーンに対する反射鏡からの放射パターンのビ
ームが交差する方向のレベルがピークレベルに対して約
−６dBとなる修整された反射鏡面とした。
個のホーンから構成し、上記反射鏡の中央部の形状を回
転双曲面とし、周辺部の形状を特定方向に放物線を含む
曲面とするとともに、反射鏡のエッジ方向のレベルがピ
ークレベルに対し−１０dB〜−１４dBとなるホーン形状
とし、各ホーンに対する反射鏡からの放射パターンのビ
ームが交差する方向のレベルがピークレベルに対して約
−６dBとなる修整された反射鏡面とした。
この発明の反射鏡アンテナは上記の一次放射器と反射鏡
とを具備するので、反射鏡のエッジ方向のレベルがピー
クレベルに対して−１０dB〜−１４dBとなるように一次
放射器のホーンの形状を定め、さらに複数個のホーンの
それぞれの反射鏡からの放射パターンの各ビームが交差
する方向のレベルがピークレベルに対して約−６dBとな
るように反射鏡の鏡面を修整することによって、反射鏡
アンテナとして最も効率の高い成形ビームを実現でき
る。また、複数個のホーンのうちの一部のホーンを励振
することによってサービスエリアの一部のみを照射する
スポットビームを容易に実現することができる。
とを具備するので、反射鏡のエッジ方向のレベルがピー
クレベルに対して−１０dB〜−１４dBとなるように一次
放射器のホーンの形状を定め、さらに複数個のホーンの
それぞれの反射鏡からの放射パターンの各ビームが交差
する方向のレベルがピークレベルに対して約−６dBとな
るように反射鏡の鏡面を修整することによって、反射鏡
アンテナとして最も効率の高い成形ビームを実現でき
る。また、複数個のホーンのうちの一部のホーンを励振
することによってサービスエリアの一部のみを照射する
スポットビームを容易に実現することができる。
第１図はこの発明の１実施例の反射鏡アンテナの構成を
示す側面図、第２図はその正面図である。
示す側面図、第２図はその正面図である。
これらの図において、１１は中央部１１ａの形状を回転
双曲面とし、周辺部１１ｂの形状を特定方向に放物線を
含む笠状の曲面とした構成の反射鏡、１２は複数個のホ
ーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃから成る一次放射器、１３
は衛星本体１４に反射鏡１１を取付ける支柱である。
双曲面とし、周辺部１１ｂの形状を特定方向に放物線を
含む笠状の曲面とした構成の反射鏡、１２は複数個のホ
ーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃから成る一次放射器、１３
は衛星本体１４に反射鏡１１を取付ける支柱である。
そして、最適の効率を得るために、上記の一次放射器１
２の各ホーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃの形状を反射鏡１
１のエッジ方向のレベルがピークレベルに対して−１０
dB〜−１４dBとなるように定め、かつ、反射鏡１１の中
央部１１ａの回転双曲面と周辺部１１ｂの笠状曲面の傾
き角を、各ビームが交差する方向のレベルがピークレベ
ルに対して約−６dBとなるように選定した。
２の各ホーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃの形状を反射鏡１
１のエッジ方向のレベルがピークレベルに対して−１０
dB〜−１４dBとなるように定め、かつ、反射鏡１１の中
央部１１ａの回転双曲面と周辺部１１ｂの笠状曲面の傾
き角を、各ビームが交差する方向のレベルがピークレベ
ルに対して約−６dBとなるように選定した。
この一次放射器１２の各ホーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
を同時に励振した場合、放射パターンは各ホーンに対す
るビームをなめらかに接続した形となり、効率のよい放
射特性の所望成形ビームを実現する。
を同時に励振した場合、放射パターンは各ホーンに対す
るビームをなめらかに接続した形となり、効率のよい放
射特性の所望成形ビームを実現する。
次にこの実施例の反射鏡アンテナの適用例を第３，４図
により説明する。これらの図において、１５は静止軌道
上の点から見た日本列島、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃはホ
ーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃをそれぞれ別個に励振した
場合の各ホーンのビームを等高線（２dB間隔）で示した
断面形状、１６はホーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃを同時
に励振した場合の成形ビームの断面形状を示す。そし
て、日本列島１５は細長いので、１個のホーンによるビ
ーム形状を楕円形状とし、即ち波面の境界曲線を楕円形
状とするとともに、前記の通り各ホーンのビームの交差
する方向のレベルを約−６dBとすることによって、第４
図の如く日本列島１５を無駄なく効率よく成形ビームで
覆うことができる。さらに、一次放射器１２を３個のホ
ーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃから構成したので、日本列
島を３等分してその一部分のみを照射するスポットビー
ムも実現することができ、マルチビームアンテナとして
利用できる。
により説明する。これらの図において、１５は静止軌道
上の点から見た日本列島、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃはホ
ーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃをそれぞれ別個に励振した
場合の各ホーンのビームを等高線（２dB間隔）で示した
断面形状、１６はホーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃを同時
に励振した場合の成形ビームの断面形状を示す。そし
て、日本列島１５は細長いので、１個のホーンによるビ
ーム形状を楕円形状とし、即ち波面の境界曲線を楕円形
状とするとともに、前記の通り各ホーンのビームの交差
する方向のレベルを約−６dBとすることによって、第４
図の如く日本列島１５を無駄なく効率よく成形ビームで
覆うことができる。さらに、一次放射器１２を３個のホ
ーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃから構成したので、日本列
島を３等分してその一部分のみを照射するスポットビー
ムも実現することができ、マルチビームアンテナとして
利用できる。
なお、反射鏡の中央部，周辺部の形状は、所望の波面を
決定し、第１１図に示すように、反射鏡Ｇの焦点Ｆと反
射鏡Ｇ上の点Ｍ、この点Ｍと波面（等位相面）Ｈ上の点
Ｒを結ぶ線の長さが一定という光路程一定の原理より定
められる。
決定し、第１１図に示すように、反射鏡Ｇの焦点Ｆと反
射鏡Ｇ上の点Ｍ、この点Ｍと波面（等位相面）Ｈ上の点
Ｒを結ぶ線の長さが一定という光路程一定の原理より定
められる。
以上は静止衛星搭載用アンテナとして用いた場合につい
て説明したが、地上の通信用アンテナとしてもこの発明
の反射鏡アンテナを用いることができる。
て説明したが、地上の通信用アンテナとしてもこの発明
の反射鏡アンテナを用いることができる。
この発明の反射鏡は、一次放射器を複数個のホーンから
構成し、反射鏡の中央部の形状を回転双曲面とし周辺部
の形状を特定方向に放物線を含む曲面とした構成である
から、反射鏡のエッジ方向のレベルがピークレベルに対
して−１０dB〜−１４dBとなるように一次放射器のホー
ンの形状を定め、さらに各ホーンの反射鏡からの反射パ
ターンの各ビームが交差する方向のレベルがピークレベ
ルに対して約−６dBとなるように反射鏡の鏡面を修整す
ることができ、これによって反射鏡アンテナとして最も
効率の高い成形ビームを実現でき、さらに複数個のホー
ンのうちの一部のホーンを励振することによってサービ
スエリアの一部のみを照射するスポットビームを容易に
実現することができる。
構成し、反射鏡の中央部の形状を回転双曲面とし周辺部
の形状を特定方向に放物線を含む曲面とした構成である
から、反射鏡のエッジ方向のレベルがピークレベルに対
して−１０dB〜−１４dBとなるように一次放射器のホー
ンの形状を定め、さらに各ホーンの反射鏡からの反射パ
ターンの各ビームが交差する方向のレベルがピークレベ
ルに対して約−６dBとなるように反射鏡の鏡面を修整す
ることができ、これによって反射鏡アンテナとして最も
効率の高い成形ビームを実現でき、さらに複数個のホー
ンのうちの一部のホーンを励振することによってサービ
スエリアの一部のみを照射するスポットビームを容易に
実現することができる。
第１図はこの発明の１実施例の反射鏡アンテナの構成を
示す側面図、第２図はその正面図、第３，４図はこの発
明の反射鏡による１例の放射パターンの説明図、第５図
は従来例の１つの構成を示す側面図、第６図はその正面
図、第７図は他の従来例の構成を示す側面図、第８図は
その正面図、第９図は反射鏡から反射した電波の等位相
面の形状を示す正面図、第１０図はその側面図、第１１
図は焦点，反射面，等位相面を結ぶ光路程一定の原理の
説明図である。 １１……反射鏡、１１ａ……反射鏡の中央部、１１ｂ…
…反射鏡の周辺部、１２……一次放射器、１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ……ホーン。
示す側面図、第２図はその正面図、第３，４図はこの発
明の反射鏡による１例の放射パターンの説明図、第５図
は従来例の１つの構成を示す側面図、第６図はその正面
図、第７図は他の従来例の構成を示す側面図、第８図は
その正面図、第９図は反射鏡から反射した電波の等位相
面の形状を示す正面図、第１０図はその側面図、第１１
図は焦点，反射面，等位相面を結ぶ光路程一定の原理の
説明図である。 １１……反射鏡、１１ａ……反射鏡の中央部、１１ｂ…
…反射鏡の周辺部、１２……一次放射器、１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ……ホーン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片木 孝至 神奈川県鎌倉市上町屋325番地 三菱電機 株式会社鎌倉製作所内 (56)参考文献 特開 昭56−47106（ＪＰ，Ａ) 特公 昭50−15341（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】反射鏡とこの反射鏡のほぼ焦点位置に設置
された一次放射器とを具備する反射鏡アンテナにおい
て、 上記一次放射器を複数個のホーンから構成し、上記反射
鏡の中央部の形状を回転双曲面とし、周辺部の形状を特
定方向に放物線を含む曲面とするとともに、 反射鏡のエッジ方向のレベルがピークレベルに対し−１
０dB〜−１４dBとなるホーン形状を有し、各ホーンに対
する反射鏡からの放射パターンのビームが交差する方向
のレベルがピークレベルに対して約−６dBとなる修整さ
れた反射鏡面を有することを特徴とする反射鏡アンテ
ナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189028A JPH0630408B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 反射鏡アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189028A JPH0630408B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 反射鏡アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345903A JPS6345903A (ja) | 1988-02-26 |
| JPH0630408B2 true JPH0630408B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=16234087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189028A Expired - Lifetime JPH0630408B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 反射鏡アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630408B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5174700B2 (ja) * | 2009-01-28 | 2013-04-03 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| JP2014017708A (ja) * | 2012-07-10 | 2014-01-30 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 空間合成アンテナ装置及び鏡面修整反射鏡の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5015341A (ja) * | 1973-06-12 | 1975-02-18 | ||
| JPS5647106A (en) * | 1979-09-26 | 1981-04-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Multihorn shaped-beam antenna |
-
1986
- 1986-08-12 JP JP61189028A patent/JPH0630408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6345903A (ja) | 1988-02-26 |
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