JPH0936634A - フィドーム、１次放射器及びマイクロ波用アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な反射損失特性を呈し、フィドームの十
分な強度を得、且つ、１次放射器を小型・軽量とする。 【解決手段】 放射器本体５の開口部５ｃ側にフィドー
ム６を配置し、このフィドーム６を、開口部５ｃに密着
した状態で配置し、電波の波長に較べて十分に薄い肉厚
の誘電体板６ａと、この誘電体板６ａの内側中央に固定
し、高さ及び直径の寸法がほぼ２分の１波長の整数倍に
設定した誘電体突部６ｂとから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星通信や衛星放
送の受信に用いられるマイクロ波用アンテナに関し、特
に、そのフィドームの改良に係わる。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波用アンテナの一種であるパラ
ボラアンテナとしては、カセグレンアンテナ、オフセッ
トアンテナ等があり、このオフセットアンテナは電波を
反射する反射鏡体と、この反射鏡体で反射された電波の
焦点位置付近に配置された１次放射器と、この１次放射
器内に取り込まれた電波を周波数変換するコンバータと
を備える。そして、上記１次放射器２０は、図７に示す
ように、電波が入射する開口部２１ａを有する放射器本
体２１を備え、この放射器本体２１の開口部２１ａには
雨水、埃等の侵入を防ぐためにフィドーム２２が一般的
に取り付けられる。ところが、このフィドーム２２を取
り付けた場合には次のような影響がある。

【０００３】即ち、図８において、放射器本体２１から
放射され、フィドーム２２に入射する電波Ｉは、放射器
本体２１側に反射する電力Ｒと、フィドーム２２を通過
する電力Ｔとに分解される。そして、フィドーム２２が
極めて薄い肉厚で、且つ、比誘電率が２程度である場合
を除いて、入射波Ｉと反射波Ｒの電力比Ｒ／Ｉで定義さ
れる反射損失がフィドーム２２を取り付けることにより
一般に増大し、アンテナの利得低下を招く。

【０００４】ここで、フィドーム２２付きの１次放射器
２０の反射損失を減少させるために従来では次のような
手段を講じていた。第１の手段は、図９（ａ）に示すよ
うに、フィドーム２２ａを肉厚が極めて薄い膜状に構成
し、このフィドーム２２ａを放射器本体２１の開口部２
１ａに密着又は近接した状態で取り付ける。第２の手段
は、図９（ｂ）に示すように、フィドーム２２ｂを電波
の波長に比較して肉厚を十分に薄く構成し、このフィド
ーム２２ｂを放射器本体２１の開口部２１ａに対して略
２分の１波長（λ₀：空気中の波長）だけ離した位置に
取り付ける。第３の手段は、図９（ｃ）に示すように、
フィドーム２２ｃを肉厚が略２分の１波長（λ：フィド
ーム中の波長）に構成し、このフィドーム２２ｃを放射
器本体２１の開口部２１ａに対して略２分の１波長（λ
₀：空気中の波長）だけ離した位置に取り付ける。第２
及び第３の手段は、〔Ｊ．Ａ．Ｓｔｒａｔｔｏｎ：“Ｅ
ＬＥＣＴＯＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ ＴＨＯＲＹ”，Ｍｃ
ＧＲＡＷ−ＨＩＬＬ Ｂｏｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙ，ｐ５
１１〜ｐ５１５，１９４１〕の文献に説明があるよう
に、空気または誘電体の厚さが、伝搬波長の２分の１の
時に、その媒質中を伝搬する電波の反射損失が最も少な
くなるという理論に基づくものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の各手段には、以下のような問題点があった。第
１の手段ではフィドーム２２ａの肉厚が極端に薄いため
破れやすい等の問題があり、屋外に設置する場合には非
実用的である。第２の手段ではフィドーム２２ｂを放射
器本体２１の開口部２１ａに離して取り付けるため、１
次放射器２０が大型化するという問題があった。第３の
手段ではフィドーム２２ｃの肉厚自体も大きいために第
２の手段にも増して大型化する上、重量も大きくなると
いう問題があった。

【０００６】そこで、本発明は良好な反射損失特性を呈
し、十分な強度が得られると共に１次放射器の小型化、
軽量化に供するフィドーム等を提供することを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の本発明のフィドームは、電波の波長に較べて十分に薄
い肉厚の誘電体板と、この誘電体板の内側の略中央部に
固定され、高さの寸法が、電波の波長をλとした場合
に、ほぼ（１／２）・λの整数倍とされ、且つ、直径若
しくは対角線の寸法が前記高さの寸法とほぼ同じに設定
された誘電体突部とを備えたものである。

【０００８】また、本発明の第１放射器は、電波が入射
する開口部を有する放射器本体と、前記開口部側に配置
されたフィドームとを備え、このフィドームが、前記開
口部に密着又は近接した状態で配置され、電波の波長に
較べて十分に薄い肉厚の誘電体板と、この誘電体板の内
側の略中央部に固定され、高さの寸法が、電波の波長を
λとした場合に、ほぼ（１／２）・λの整数倍とされ、
且つ、直径若しくは対角線の寸法が前記高さの寸法とほ
ぼ同じに設定された誘電体突部とを有するものである。

【０００９】さらに、本発明のマイクロ波用アンテナ
は、電波を反射する反射鏡体と、この反射鏡体で反射さ
れた電波が入射する１次放射器とを備え、この１次放射
器が、開口部を有する放射器本体と、前記開口部側に配
置されたフィドームとを有し、このフィドームが、前記
開口部に密着又は近接した状態で配置され、電波の波長
に較べて十分に薄い肉厚の誘電体板と、この誘電体板の
内側の略中央部に固定され、高さの寸法が、電波の波長
をλとした場合に、ほぼ（１／２）・λの整数倍とさ
れ、且つ、直径若しくは対角線の寸法が前記高さの寸法
とほぼ同じに設定された誘電体突部とを有するものであ
る。

【００１０】上記構成によれば、フィドームの誘電体板
の肉厚を電波の波長に較べて十分に薄い肉厚に設定すれ
ば良いことからフィドームに十分な強度を与えられる程
度まで肉厚を厚くでき、又、フィドームの誘電体板の肉
厚が上述の如く薄く、且つ、誘電体板を放射器本体の開
口部に密着又は近接する状態で配置すると共に誘電体板
の内側に誘電体突部を設けるために１次放射器の小型
化、且つ、軽量化に供し、さらに、誘電体突部の直径若
しくは対角線の寸法及び高さをほぼ２分の１波長の整数
倍に設定したため、反射損失が低く押えられる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１から図５には本発明の一実施例が示されてい
る。図２（ａ）にはオフセットアンテナ式であるマイク
ロ波用アンテナの正面図、図２（ｂ）にはその側面図が
それぞれ示されている。図２（ａ），（ｂ）において、
マイクロ波用アンテナは電波を反射する反射鏡体１を有
し、この反射鏡体１は取付部２を介して支柱３に固定さ
れている。反射鏡体１の内面は回転放物面（パラボラ）
として構成され、この回転放物面で反射された電波の略
焦点位置には１次放射器４が配置されている。

【００１２】この１次放射器４は放射器本体５とフィド
ーム６とから成り、放射器本体５は取付アーム部７を介
して前記取付部２に固定されている。又、放射器本体５
の後端面にはコンバータ８が固定されている。

【００１３】図１（ａ）には前記１次放射器４の分解斜
視図、図１（ｂ）にはその断面図がそれぞれ示されてい
る。図１（ａ），（ｂ）において、放射器本体５は円形
導波管部５ａとこの前端側に連接する円錐ホーン部５ｂ
とを有し、この円錐ホーン部５ｂの先端は開口部５ｃと
して構成されている。

【００１４】フィドーム６は誘電体材（例えばＡＥＳ樹
脂）にて構成され、前記開口部５Ｃに密着又は近接した
状態で配置された誘電体板６ａと、この誘電体板６ａの
内側の略中央部に固定された誘電体突部６ｂとから成
る。誘電体板６ａは外周端側が少し折曲された円板状を
有し、電波の誘電体板６ａ内の波長に較べて十分に薄い
肉厚ｔに構成されている。誘電体突部６ｂは円柱形を有
し、その高さｈが電波の誘電体突部６ｂ内の波長をλと
した場合に、ほぼ（１／２）・λの整数倍の寸法に設定
されている。又、誘電体突部６ｂの直径ｄは前記高さの
寸法ｈとほぼ同じに設定されている。換言すれば、誘電
体突部６ｂの高さｈ及び直径ｄの寸法はほぼ２分の１波
長の整数倍（１，２，３，４，…）に設定されている。

【００１５】ここで、この実施例では１次放射器４が１
２ＧＨｚ帯周辺の直線偏波で使用されることを想定し、
誘電体板６ａの肉厚ｔ、誘電体突部６ｂの高さｈ、誘電
体突部６ｂの直径ｄ、フィドーム６の誘電率ε（フィド
ーム６内の電波の波長λは１５〜１６ｍｍ）、放射器本
体５の開口部５ｃの開口直径Ａ、放射器本体５の開口部
５ｃとフィドーム６の誘電体板６ａ間の距離Ｌはそれぞ
れ次のように設定されている。

【００１６】ｔ＝０．８ｍｍ，ｈ＝８．０ｍｍ，ｄ＝
８．０ｍｍ，ε＝３．０，Ａ＝３１ｍｍ，Ｌ＝０ｍｍ 上記構成において、反射鏡体１で反射された電波は焦点
位置付近で集束するべく進み、フィドーム６を通って開
口部５ｃより放射器本体５内に集められる。この際の反
射損失特性を測定した結果、図４に示す特性が得られ
た。フィドームを付けない１次放射器の反射損失特性が
図５に示され、フィドームを付けない場合と比較して同
等以上の反射損失特性が得られた。

【００１７】また、フィドーム６の誘電体板６ａの肉厚
ｔが０．８ｍｍであるため、フィドーム６に十分な強度
が得られる。又、フィドーム６の誘電体板６ａの肉厚ｔ
が０．８ｍｍと薄く、且つ、誘電体板６ａを放射器本体
５の開口部５ｃに密着して配置すると共に誘電体板６ａ
の内側に誘電体突部６ｂを設けたため、１次放射器４が
小型で、且つ、軽量になる。

【００１８】次に、上記実施例において、フィドーム６
の誘電体板６ａの肉厚をｔ＝１．１ｍｍとし、誘電体突
部６ｂの高さをｈ＝７．５ｍｍ、直径をｄ＝１０．０ｍ
ｍに設定した場合には図５に示すような良好な反射損失
特性が得られた。

【００１９】図６（ａ）にはフィドーム１０の変形例の
断面図が示されている。図６（ａ）において、フィドー
ム１０は前記と同様に略円板状の誘電体板１０ａと略円
柱状の誘電体突部１０ｂとから成るが、誘電体突部１０
ｂの中心部には空洞部１０ｃが構成されている。このフ
ィドーム１０にあっても前記と略同様の反射損失特性が
得られると共にさらなる軽量化に供する。

【００２０】また、誘電体突部６ａ，１０ａの断面外形
形状は、上述のような円形ではなく図６（ｂ）の如く多
角形（例えば四角形）等でも良く、多角形の場合にはそ
の対角線寸法を高さ寸法とほぼ同等に設定する。

【００２１】さらに、１次放射器４は上述の如く円錐ホ
ーン形式のみならずコルゲートホーン、複モードホーン
等であっても良い。マイクロ波アンテナも上述の如くオ
フセットアンテナ式ではなくカセグレンアンテナ式でも
良く、又、偏波にしても直線偏波のみならず、円偏波で
も良い。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、フィ
ドームを、電波の波長に較べて十分に薄い肉厚の誘電体
板と、誘電体板の内側の略中央に固定され、その直径若
しくは対角線の寸法及び高さの寸法がほぼ２分の１波長
の整数倍である誘電体突部とから構成し、又、このよう
な構成のフィドームを用いて１次放射器又はマイクロ波
アンテナを構成したので、良好な反射損失特性を有する
一方、フィドームには十分な強度が得られると共に１次
放射器の小型化・軽量化に供するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は１次放射器の分解斜視図、（ｂ）はそ
の断面図（実施例）。

【図２】（ａ）はマイクロ波アンテナの正面図、（ｂ）
はその側面図（実施例）。

【図３】フィドーム装着時の１次放射器の反射損失特性
線図（実施例）。

【図４】フィドームを付けない場合の反射損失特性線図
（実施例）。

【図５】フィドーム装着時の１次放射器の反射損失特性
線図（実施例）。

【図６】（ａ）はフィドームの断面図、（ｂ）はフィド
ームの斜視図（変形例）。

【図７】一般的なフィドーム付き１次放射器の分解斜視
図。

【図８】一般的なフィドームの影響を説明する図。

【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれフィドーム
付き１次放射器の概略構成図（従来例）。

【符号の説明】

１…反射鏡体 ４…１次放射器 ５…放射器本体 ５ｃ…開口部 ６…フィドーム ６ａ…誘電体板 ６ｂ…誘電体突部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電波の波長に較べて十分に薄い肉厚の誘
   電体板と、 この誘電体板の内側の略中央部に固定され、高さの寸法
   が、電波の波長をλとした場合に、ほぼ（１／２）・λ
   の整数倍とされ、且つ、直径若しくは対角線の寸法が前
   記高さの寸法とほぼ同じに設定された誘電体突部と、 を備えたことを特徴とするフィドーム。
2. 【請求項２】 電波が入射する開口部を有する放射器本
   体と、前記開口部側に配置されたフィドームとを備え、 このフィドームが、前記開口部に密着又は近接した状態
   で配置され、電波の波長に較べて十分に薄い肉厚の誘電
   体板と、 この誘電体板の内側の略中央部に固定され、高さの寸法
   が、電波の波長をλとした場合に、ほぼ（１／２）・λ
   の整数倍とされ、且つ、直径若しくは対角線の寸法が前
   記高さの寸法とほぼ同じに設定された誘電体突部と、を
   有することを特徴とする１次放射器。
3. 【請求項３】 電波を反射する反射鏡体と、この反射鏡
   体で反射された電波が入射する１次放射器とを備え、 この１次放射器が、開口部を有する放射器本体と、前記
   開口部側に配置されたフィドームとを有し、 このフィドームが、前記開口部に密着又は近接した状態
   で配置され、電波の波長に較べて十分に薄い肉厚の誘電
   体板と、 この誘電体板の内側の略中央部に固定され、高さの寸法
   が、電波の波長をλとした場合に、ほぼ（１／２）・λ
   の整数倍とされ、且つ、直径若しくは対角線の寸法が前
   記高さの寸法とほぼ同じに設定された誘電体突部と、を
   有することを特徴とするマイクロ波用アンテナ。