JPH0936655A - マルチビームアンテナ - Google Patents

マルチビームアンテナ

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Publication number
JPH0936655A
JPH0936655A JP20270495A JP20270495A JPH0936655A JP H0936655 A JPH0936655 A JP H0936655A JP 20270495 A JP20270495 A JP 20270495A JP 20270495 A JP20270495 A JP 20270495A JP H0936655 A JPH0936655 A JP H0936655A
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JP
Japan
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power feeding
reflecting mirror
feeding unit
beam antenna
angle
Prior art date
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Application number
JP20270495A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Fukuda
清 福田
Takuya Koizumi
拓也 小泉
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Nippon Antenna Co Ltd
Original Assignee
Nippon Antenna Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0936655A publication Critical patent/JPH0936655A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型の反射鏡を用いても最良の給電部間隔に設
定できること。 【解決手段】反射鏡3からその焦点距離F離れて第1給
電部1および第2給電部2が配置される。反射鏡3が小
型である場合、2つの給電部を平行配置すると所定の給
電部間隔が得られず受信感度が低下するので、第1給電
部1と第2給電部2とをハの字状に配置して、2つのビ
ーム角度と2衛星間の角度を一致させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、単一の反射鏡に対
して複数の給電部を配置するようにしたマルチビームア
ンテナに関するものであり、特に衛星受信用アンテナに
適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】現在打ち上げられている通信衛星は、地
球の中心から4°毎の赤道上空38000kmに打ち上
げられている。すなわち、東経150°に位置するJC
SAT−1、東経154°に位置するJCSAT−2、
東経158°に位置するSCC−A、東経162°に位
置するSCC−Bがある。これらの通信衛星から送信さ
れた信号を受信する衛星受信アンテナには、1つの通信
衛星から送信された信号だけを受信するシングルビーム
アンテナと、2つの通信衛星から送信された信号を受信
するデュアルビームアンテナ、3つの通信衛星から送信
された信号を受信するトリプルビームアンテナ等のマル
チビームアンテナが知られている。
【0003】このうちのデュアルビームアンテナを一例
として図5に示すが、デュアルビームアンテナは、パラ
ボラ反射鏡15と、このパラボラ反射鏡15からパラボ
ラ反射鏡15の焦点距離離れた位置に、2つ配置された
第1給電部16および第2給電部17とから構成され
る。この2つの第1給電部16と第2給電部17とは、
所定の給電部間隔をおいて焦点Fを挟んで対向するよう
配置されており、この構成により2つのペンシルビーム
が生じるようになる。そして、この2つのペンシルビー
ムをそれぞれ通信衛星に向けることにより、2つの通信
衛星から送信された信号を受信することができるように
なる。
【0004】なお、給電部を焦点Fに対して移動するよ
うにすると、形成されるビーム方向は給電部の移動方向
と逆方向に移動するようになり、これを利用してビーム
を通信衛星に向けるようにする。また、マルチビームア
ンテナにおいては、他の通信衛星からの干渉を考慮し
て、特定の通信衛星に向けられるよう形成されたビーム
における他の通信衛星の方向の減衰量が、25dB以上
となるように設計している。
【0005】ここで、給電部の構成の例を図3および図
4に示す。図3において、(a)は給電部の正面図であ
り、(b)は側面図である。この図に示す給電部は、全
体としてL字状に形成されており、先端に形成されたホ
ーンアンテナ10と、ホーンアンテナ10に続く円形導
波管と、円形導波管から導かれた信号を増幅・周波数変
換する平形のLNB(Low Noise Booster )11から構
成されている。この給電部においては、ホーンアンテナ
10から入力された信号は円形導波管を伝播し、図示し
ないプローブにより受信されてLNB11に導かれて増
幅されると共に、中間周波数(IF)に変換されて接栓
12から出力される。なお、この給電部の横幅は同図
(a)に示すように幅dのように広いものである。
【0006】また、図4において(a)は給電部の正面
図であり、(b)は側面図である。この図に示す給電部
は、全体的に縦長とされており、先端に形成されたホー
ンアンテナ10と、ホーンアンテナ10に続く円形導波
管と、円形導波管から導かれた信号を増幅・周波数変換
する角形のLNB(Low Noise Booster )11から構成
されている。この給電部においても、ホーンアンテナ1
0から入力された信号は円形導波管を伝播し、図示しな
いプローブにより受信されてLNB11に導かれて増幅
されると共に、中間周波数(IF)に変換されて接栓1
2から出力される。
【0007】ところで、図6(a)に示すように第1給
電部16,第2給電部17と、パラボラ反射鏡15の中
心軸との間隔をDとした時、パラボラ反射鏡15の中心
と第1給電部16,第2給電部17とを結ぶラインと、
パラボラ反射鏡15の中心軸とのなす角度がθであった
とすると、 θ=tan-1(D/F) ・・・ (1) と表される。ただし、Fはパラボラ反射鏡15の焦点距
離である。この時、形成される2つのビームは同図
(b)に示すようになる。このビームの最大ビーム方向
とパラボラ反射鏡15の中心軸とのなす角度をθ1とす
ると、 θ1≒0.7θ〜0.8θ ・・・ (2) となる。
【0008】すなわち、形成された2つのビーム間の角
度2θ1を受信すべき2つの通信衛星間の角度と同一に
することにより、2つの通信衛星から送信された信号を
受信できるデュアルビームアンテナとすることができ
る。なお、現在のデュアルビームアンテナのビーム間の
角度は4°型と8°型の2種類があり、通常、反射鏡の
開口寸法が60〜90cmとされたデュアルビームアン
テナのビーム間の角度は8°型とされ、反射鏡の開口寸
法が1.2m以上とされたデュアルビームアンテナのビ
ーム間の角度は4°型と8°型の2種類とされる。ま
た、前記数式(1)および数式(2)で示されるように
形成されるビーム間の角度は、2つの給電部16,17
の給電部間隔Dに比例し、焦点距離Fに反比例してい
る。従って、反射鏡15の焦点距離Fと2方向のビーム
間角度が決定されれば、おのずと給電部間隔Dも決定さ
れることになる。
【0009】なお、日本における受信点から見た赤道上
に打ち上げられた前記した通信衛星間の角度は、4.4
°〜4.6°あるいは8.8°〜9.2°となるため、
デュアルビームアンテナにおいてはこのようなビーム間
角度を設定することが必要となる。さらに、この角度は
水平方向だけでなく受信点における通信衛星間の仰角の
差も含んだ傾斜した仰角差のある角度である。従って、
この仰角差のあるデュアルビームの角度をデュアルビー
ムアンテナに設定するには、反射器15の焦点近傍を中
心に通信衛星間の角度に応じた給電部間隔Dで回転移動
させて、適切な位置に固定させることにより、受信点に
応じたデュアルビームを形成することが必要である。
【0010】そこで、このようにデュアルビームを設定
するために図7に示す仰角調整金具に第1給電部16お
よび第2給電部17は取り付けられている。この仰角調
整金具においては、仰角差指示メモリが付された第1の
取り付け板に第1給電部16を取り付け、この第1の取
り付け板に取り付けボルト23により第2の給電部17
の取り付けられた第2の取り付け板が取り付けられてい
る。第1給電部16および第2給電部17が所定の仰角
差を持つように調整する時には、仰角調整軸ボルト21
および仰角調整固定ボルト22を緩めて、仰角差指示メ
モリを見ながら仰角調整金具を仰角調整軸ボルト21を
回転軸として回転させ、仰角差指示メモリが予めわかっ
ている受信点の仰角差を指示するように設定する。
【0011】次いで、第1給電部16で受信される電界
強度が最大になるように仰角を微調整する。続いて、仰
角調整固定ボルト22および仰角調整軸ボルト21を締
着し、取り付けボルト23を緩めるようにする。そし
て、第2の取り付け板を上下することにより第2給電部
17で受信される電界強度が最大になるよう仰角を微調
整して、取り付けボルト23を締着する。また、第1給
電部16および第2給電部17は図4に示すような構成
の給電部とされているが、受信される電波の偏波角を調
整することができるように、その長軸を中心として回転
可能とされている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、反射鏡の開
口寸法の大きさはしだいに小さくなっており、例えば反
射鏡の開口寸法を60cmとして、図3に示すような構
成の給電部を2つ配置したデュアルビームアンテナとし
た場合は、2つの給電部が近接して平行配置されること
になる。しかしながら、図3に示す給電部の場合はLN
B11の幅dが広すぎて給電部間隔を最良間隔に設定で
きないようになる。この場合、図7に示すように仰角調
整金具に給電部を取り付ける必要があることから、給電
部間隔は給電部の幅寸法を越えたある程度以上の間隔が
必要となる。
【0013】そして、給電部間隔が最良間隔からずれる
と、図8に示すように形成された第1のビームと第2の
ビームに対して衛星の方向が一致しないようになり、最
大指向方向で受信することができなくなるため、受信感
度が低下するという問題点が生じることになる。なお、
図8においては衛星1の方向と形成された第1ビームの
最大指向方向とは一致しているものの、衛星2の方向と
形成された第2のビームの最大指向方向とが一致せず、
角度θ2の角度差が生じている場合を示しており、この
角度差θ2が生じるために受信感度が低下することを理
解することができる。
【0014】この場合、反射鏡の設計を最初からやり直
すことにより、反射鏡の焦点距離Fを長くするようにす
れば、反射鏡を小型化しても給電部間隔を最良間隔に設
定することができる。しかしながら、このように反射鏡
の設計を再度行い、反射鏡を製造する金型等を製作し直
すようにすると、衛星受信アンテナのコストが高くなり
製品としては好ましいものではない。従って、通常はす
でに製品とされているBSアンテナ等の反射鏡を共用す
るようにしているのであるが、小型化された反射鏡を共
用するようにすると前記したような問題点が発生するの
である。そこで、本発明は小型の反射鏡であっても給電
部間隔を最良間隔に設定することのできるマルチビーム
アンテナを提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上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、複数の給電部の
前部に、前記パラボラ反射鏡で集束された電波を受信す
るホーンアンテナがそれぞれ備えられており、前記複数
の給電部の前部間の配置間隔を、該給電部の後部間の配
置間隔より狭くすることにより、反射鏡が小型であって
も複数の給電部を最良間隔で配置することができるよう
にしたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明のマルチビームアンテナの
実施の一形態例を図1に示すが、この図に示すマルチビ
ームアンテナはデュアルビームアンテナを例として示し
ている。図1に示すデュアルビームアンテナにおいて、
パラボラ面とされた反射鏡3は焦点距離がFとされてい
る。この焦点距離Fの位置に第1給電部1と第2給電部
2とが、焦点Fを含む反射鏡3の中心軸を挟んで配置さ
れている。この第1給電部1および第2給電部2の構成
は、前記した図3に示す構成とされている。
【0017】この第1給電部1および第2給電部2の先
端にはホーンアンテナが設けられているが、このホーン
アンテナの中心位置と、反射鏡3の中心軸との間隔がD
1とされている。この間隔D1は、反射鏡3と、第1給
電部1あるいは第2給電部2とで形成されるビームの最
大指向方向と、それぞれ受信すべき衛星の方向とが一致
する最良間隔とされている。また、図示するように第1
給電部1と第2給電部2とは幅の狭くされた前部間の間
隔より、後部の幅が広くされたLNB(Low Noise Boos
ter )間の間隔が広くされている。すなわち、第1給電
部1と第2給電部2とはハの字状に配置されているので
ある。
【0018】これにより、反射鏡3としてすでに製品と
されている小型の反射鏡を共用化することができると共
に、LNBの幅が広くされた給電部を採用するようにし
ても、2つの給電部1,2を最良間隔に配置することが
できるようになる。なお、第1給電部1と第2給電部2
のそれぞれの中心軸と、反射鏡3の中心軸とのなす角度
がθ3であったとした場合、角度θ3を有させるように
しても受信感度は低下しない。
【0019】この理由を説明すると、反射鏡3単独で形
成されるビームの半値幅は数度のペンシルビームとされ
るが、第1給電部1あるいは第2給電部2単独で形成さ
れるビームの半値幅は数十度のブロードのビームとされ
る。従って、第1給電部1および第2給電部2を角度θ
3傾けるようにしても、反射鏡3で形成されるペンシル
ビームは第1給電部1あるいは第2給電部2の方向に一
致しているため、第1給電部1および第2給電部2にお
ける受信感度はほとんど低下することがない。なお、角
度θ3を大きな角度とすると当然電気的特性も劣化する
ようになるが、第1給電部1と第2給電部2とが最良間
隔で配置される程度に傾けるのであれば問題となること
はない。
【0020】このように配置される第1給電部1および
第2給電部2は前記図7に示す仰角調整金具に取り付け
られて、受信点に応じた仰角になるよう調整される。こ
の場合、仰角調整軸ボルト21および仰角調整固定ボル
ト22を緩めて仰角調整金具を右回転させると、図2に
示すように第1給電部1および第2給電部2とは、焦点
を中心にして右回転方向に位置が順次変更されていくよ
うになる。これにより、最良の仰角となるよう第1給電
部1および第2給電部2を調整して位置させることがで
きる。なお、この場合一方の給電部は他方の給電部に対
し若干上下に移動可能とされて仰角を微調整することが
できるようにされていると共に、給電部の受信電波の偏
波角も調整することができるように仰角調整金具に対し
回転可能に取り付けられている。
【0021】本発明の反射鏡3は、金属板により形成す
るようにしてもよいが、合成樹脂製として一体成型によ
り形成するようにしてもよい。この場合、成型後の反射
鏡の内面側に導電薄膜を形成するようにする。この導電
薄膜の形成は、金属薄膜を貼着したり、導電製材料を蒸
着あるいは塗布したりすることにより行うことができ
る。以上の説明においては、デュアルビームアンテナに
ついて説明したが、本発明はこれに限らず、トリプルビ
ーム以上のマルチビームアンテナに適用することができ
るものである。
【0022】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、給電部の
ホーンアンテナが持っているブロードな放射特性を利用
し、2つの給電部をハの字配置することにより、小型の
反射鏡を用いたマルチビームアンテナにおいても最良の
給電部間隔に設定することができる。従って、すでに製
品とされている衛星受信アンテナの反射鏡を共用してマ
ルチビームアンテナの反射鏡として利用することができ
るようになるので、マルチビームアンテナのコストを下
げることができると共に、小型化することもできる。し
かも小型化しても受信感度をほとんど低下しないように
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマルチビームアンテナの実施の一形態
の構成を示す図である。
【図2】本発明のマルチビームアンテナにおける仰角調
整を行うための図である。
【図3】給電部の一構成を示す図である。
【図4】給電部の他の構成を示す図である。
【図5】従来のデュアルビームアンテナの構成を示す図
である。
【図6】従来のデュアルビームアンテナにおいて、給電
部間隔に対して形成されるビームの関係を説明するため
の図である。
【図7】デュアルビームアンテナにおいて、仰角調整を
行う仰角調整金具の構成を示す図である。
【図8】デュアルビームアンテナの問題点を説明するた
めの放射パターン図である。
【符号の説明】
1,2,16,17 給電部 3,15 反射鏡

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射鏡と、該反射鏡から該反射鏡の焦
    点距離だけ離隔して配置され、該反射鏡で集束された電
    波を受信する複数の給電部とからなるマルチビームアン
    テナにおいて、 前記複数の給電部の前部に、前記反射鏡で集束された電
    波を受信するホーンアンテナがそれぞれ備えられてお
    り、前記複数の給電部の前部間の配置間隔が、該給電部
    の後部間の配置間隔より狭くされていることを特徴とす
    るマルチビームアンテナ。
JP20270495A 1995-07-18 1995-07-18 マルチビームアンテナ Pending JPH0936655A (ja)

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JP20270495A JPH0936655A (ja) 1995-07-18 1995-07-18 マルチビームアンテナ

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JP20270495A JPH0936655A (ja) 1995-07-18 1995-07-18 マルチビームアンテナ

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1999038228A1 (fr) * 1998-01-22 1999-07-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Element rayonnant primaire multiple, adaptateur de bande a la frequence inferieure et antenne multifaisceau
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