JPH10294703A - 多重化チャネルビーム形成装置 - Google Patents
多重化チャネルビーム形成装置Info
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- JPH10294703A JPH10294703A JP10022401A JP2240198A JPH10294703A JP H10294703 A JPH10294703 A JP H10294703A JP 10022401 A JP10022401 A JP 10022401A JP 2240198 A JP2240198 A JP 2240198A JP H10294703 A JPH10294703 A JP H10294703A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0018—Space- fed arrays
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- 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
- H01Q19/18—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 having two or more spaced reflecting surfaces
- H01Q19/19—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 having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface
- H01Q19/192—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 having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface with dual offset reflectors
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 それぞれ別々の整数Ｎ個のソース（３０、３
１、３２）によって発生するＮ個のチャネル信号（Ｒ
０、Ｒ１、Ｒ２）を結合する装置を提供する。 【解決手段】 この装置は、結合された前記Ｎ個のチャ
ネル信号のコレクタアレー手段（５０）を備えることを
特徴とし、前記コレクタアレー手段（５０）は、そのコ
レクタアレー手段（５０）に関連するアレーローブによ
ってそれぞれ規定される方向に沿って前記複数のチャネ
ル信号（Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２）を受信する。
１、３２）によって発生するＮ個のチャネル信号（Ｒ
０、Ｒ１、Ｒ２）を結合する装置を提供する。 【解決手段】 この装置は、結合された前記Ｎ個のチャ
ネル信号のコレクタアレー手段（５０）を備えることを
特徴とし、前記コレクタアレー手段（５０）は、そのコ
レクタアレー手段（５０）に関連するアレーローブによ
ってそれぞれ規定される方向に沿って前記複数のチャネ
ル信号（Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２）を受信する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に複数の周波
数分割多重化チャネル信号を搬送するビームの形成装置
に関する。この装置は、この複数のチャネル信号を同一
のビームとして空間的に多重化（multiplexe）または結
合（combine）する。
数分割多重化チャネル信号を搬送するビームの形成装置
に関する。この装置は、この複数のチャネル信号を同一
のビームとして空間的に多重化（multiplexe）または結
合（combine）する。
【０００２】一実施形態によれば、このビーム形成装置
は、衛星中継器の出力段に属する。衛星は、例えばテレ
ビジョン信号放送衛星であり、地上のある地域をカバー
する送信ビームを生成する。
は、衛星中継器の出力段に属する。衛星は、例えばテレ
ビジョン信号放送衛星であり、地上のある地域をカバー
する送信ビームを生成する。
【０００３】
【従来の技術】従来技術によれば、この出力段は通常、
それぞれのチャネル信号を増幅するための複数の増幅
器、ならびに一つの出力「マルチプレクサ」を備える。
使用する増幅器の非線形性の結果生じる歪みを最小限に
抑えるために、様々なチャネル信号がそれぞれの増幅器
によって増幅される。増幅器の出力部に設けられた出力
「マルチプレクサ」ないしＯＭＵＸ（Output Multiplex
er）は、Ｇ．Ｍａｒａｌ及びＭ．Ｂｏｕｓｑｕｅｔの論
文「Satellite Communications Systems」、ＷＩＬＥＹ
刊、第２版のｐ．４１１以降に記載されているようなも
のである。このマルチプレクサは、複数のフィルタと、
チャネルをその個別の増幅及び濾波後に結合するための
一つの共通ガイドを備えている。
それぞれのチャネル信号を増幅するための複数の増幅
器、ならびに一つの出力「マルチプレクサ」を備える。
使用する増幅器の非線形性の結果生じる歪みを最小限に
抑えるために、様々なチャネル信号がそれぞれの増幅器
によって増幅される。増幅器の出力部に設けられた出力
「マルチプレクサ」ないしＯＭＵＸ（Output Multiplex
er）は、Ｇ．Ｍａｒａｌ及びＭ．Ｂｏｕｓｑｕｅｔの論
文「Satellite Communications Systems」、ＷＩＬＥＹ
刊、第２版のｐ．４１１以降に記載されているようなも
のである。このマルチプレクサは、複数のフィルタと、
チャネルをその個別の増幅及び濾波後に結合するための
一つの共通ガイドを備えている。
【０００４】フィルタと共通ガイドの間で損失の少ない
結合を実現するために、一般に高い電力損を発生すると
いう不都合のあるサーキュレータを利用せずに共通ガイ
ド上にフィルタを直接取り付けることが行われる。フィ
ルタおよび共通ガイドはキャビティー（空洞）の形であ
り、各フィルタと共通ガイドの間の結合は、絞りまたは
スリットによって実現される。共通ガイドの一端は短絡
され、他端は、多重化されたチャネル信号すべてを搬送
する合成信号を出力する。この合成信号がアンテナから
送信される。
結合を実現するために、一般に高い電力損を発生すると
いう不都合のあるサーキュレータを利用せずに共通ガイ
ド上にフィルタを直接取り付けることが行われる。フィ
ルタおよび共通ガイドはキャビティー（空洞）の形であ
り、各フィルタと共通ガイドの間の結合は、絞りまたは
スリットによって実現される。共通ガイドの一端は短絡
され、他端は、多重化されたチャネル信号すべてを搬送
する合成信号を出力する。この合成信号がアンテナから
送信される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術に
よるビーム形成装置によって増幅器の出力部とアンテナ
の間の部分に生じる損失は比較的高いままであり、通常
は、例えばｋａ帯の高い周波数では２ｄＢ前後である。
さらに、この種のＯＭＵＸは比較的重量が重い。
よるビーム形成装置によって増幅器の出力部とアンテナ
の間の部分に生じる損失は比較的高いままであり、通常
は、例えばｋａ帯の高い周波数では２ｄＢ前後である。
さらに、この種のＯＭＵＸは比較的重量が重い。
【０００６】本発明の第一の目的は、従来技術に比べて
電力損が減少した、ビーム形成装置、すなわち同一のビ
ームとして送信されるチャネル信号の結合装置を提供す
ることである。本発明の第二の目的は、従来技術の記載
された実施形態に比べて重量が減少した同一のビームと
して送信されるチャネル信号の結合装置を提供すること
である。
電力損が減少した、ビーム形成装置、すなわち同一のビ
ームとして送信されるチャネル信号の結合装置を提供す
ることである。本発明の第二の目的は、従来技術の記載
された実施形態に比べて重量が減少した同一のビームと
して送信されるチャネル信号の結合装置を提供すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために、Ｎを整数と
して、それぞれ別々のＮ個のソースによって生成される
Ｎ個のチャネル信号を結合する装置は、本発明によれば
コレクタアレー手段を備え、前記コレクタアレー手段
が、コレクタアレー手段に関連するアレーローブによっ
て規定されるそれぞれの方向に沿ってＮ個のチャネル信
号を受信することを特徴とする。
して、それぞれ別々のＮ個のソースによって生成される
Ｎ個のチャネル信号を結合する装置は、本発明によれば
コレクタアレー手段を備え、前記コレクタアレー手段
が、コレクタアレー手段に関連するアレーローブによっ
て規定されるそれぞれの方向に沿ってＮ個のチャネル信
号を受信することを特徴とする。
【０００８】このように結合された信号を送信するため
に、コレクタアレー手段を、結合されたＮ個のチャネル
信号を発信するトランスミットアレー手段に結合させる
ことができる。
に、コレクタアレー手段を、結合されたＮ個のチャネル
信号を発信するトランスミットアレー手段に結合させる
ことができる。
【０００９】さらに、トランスミットアレー手段に対し
てずらして配置されたパラボラを利用することができ
る。このパラボラは、結合されたＮ個のチャネル信号を
ビームの形で反射する。
てずらして配置されたパラボラを利用することができ
る。このパラボラは、結合されたＮ個のチャネル信号を
ビームの形で反射する。
【００１０】この装置はさらに、Ｎ個のチャネル信号を
前記それぞれの方向に沿ってコレクタアレー手段上に合
焦させるための合焦手段を備えると有利である。
前記それぞれの方向に沿ってコレクタアレー手段上に合
焦させるための合焦手段を備えると有利である。
【００１１】一実施形態によれば、合焦手段はそれぞれ
一つのチャネル信号に関連する実質的に凹型の反射要素
の形である。
一つのチャネル信号に関連する実質的に凹型の反射要素
の形である。
【００１２】第一の変形形態によれば、これらの反射要
素は放物弧の一部分によって担持される。
素は放物弧の一部分によって担持される。
【００１３】第二の変形形態によれば、これらの反射要
素は放物面の一部分によって担持される。
素は放物面の一部分によって担持される。
【００１４】本発明のその他の特徴及び利点は、対応す
る付属の図面を参照しながら以下の説明を読めばより明
らかになるであろう。
る付属の図面を参照しながら以下の説明を読めばより明
らかになるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明による
ビーム形成装置は、それぞれ別々のＮ個のソース３０、
３１、３２から供給を受ける。図１ではＮは３である。
各ソース３０、３１、３２は例えばホーン（horn）、通
常は小さなサイズのホーンから構成される。知られてい
るように、ホーンはアクセスガイドまたは入力ガイド部
分と、断面積が次第に増大する放射状の開口部を含む。
Ｎ個のソース３０、３１、３２それぞれの上流側に、パ
ワー増幅器１０、１１、１２と帯域通過フィルタ２０、
２１、２２がカスケード状に設けられている。
ビーム形成装置は、それぞれ別々のＮ個のソース３０、
３１、３２から供給を受ける。図１ではＮは３である。
各ソース３０、３１、３２は例えばホーン（horn）、通
常は小さなサイズのホーンから構成される。知られてい
るように、ホーンはアクセスガイドまたは入力ガイド部
分と、断面積が次第に増大する放射状の開口部を含む。
Ｎ個のソース３０、３１、３２それぞれの上流側に、パ
ワー増幅器１０、１１、１２と帯域通過フィルタ２０、
２１、２２がカスケード状に設けられている。
【００１６】同一のビームとして送信されるＮ＝３個の
チャネル信号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２はそれぞれ中心周波数が
ｆ０、ｆ１、ｆ２である。例えば、それぞれ異なる周波
数ｆ０、ｆ１、ｆ２は、無線周波数帯域１１．５ＧＨｚ
〜１２．５ＧＨｚにある。各信号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２はそ
れぞれ増幅器１０、１１、１２の入力部に印加されて、
高出力に増幅される。その結果得られる増幅された各信
号はウェーブガイドを経て対応する帯域通過フィルタ２
０、２１、２２の入力部に送られる。各フィルタはキヤ
ビティーの形状であり、受信した信号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２
の周波数帯域ｆ０、ｆ１、ｆ２で信号を濾波する。フィ
ルタ２０、２１、２２の出力部は、それぞれスリットを
経てホーン３０、３１、３２の入力部に結合される。ホ
ーン３０、３１、３２はそれぞれ波Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２を
放射する。
チャネル信号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２はそれぞれ中心周波数が
ｆ０、ｆ１、ｆ２である。例えば、それぞれ異なる周波
数ｆ０、ｆ１、ｆ２は、無線周波数帯域１１．５ＧＨｚ
〜１２．５ＧＨｚにある。各信号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２はそ
れぞれ増幅器１０、１１、１２の入力部に印加されて、
高出力に増幅される。その結果得られる増幅された各信
号はウェーブガイドを経て対応する帯域通過フィルタ２
０、２１、２２の入力部に送られる。各フィルタはキヤ
ビティーの形状であり、受信した信号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２
の周波数帯域ｆ０、ｆ１、ｆ２で信号を濾波する。フィ
ルタ２０、２１、２２の出力部は、それぞれスリットを
経てホーン３０、３１、３２の入力部に結合される。ホ
ーン３０、３１、３２はそれぞれ波Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２を
放射する。
【００１７】これらの波Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２をそれぞれの
合焦手段４０、４１、４２に向かわせると有利である。
この実施形態では、これらの合焦手段は実質的に凹形の
反射要素ないしミラーの形である。これらの反射要素４
０、４１、４２は金属表面を有し、波Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２
をコレクタアレー５０に向けて反射する。反射要素４
０、４１、４２が凹形であるため、異なる波Ｒ０、Ｒ
１、Ｒ２のエネルギーがコレクタアレー５０上に合焦す
ることが保証される。
合焦手段４０、４１、４２に向かわせると有利である。
この実施形態では、これらの合焦手段は実質的に凹形の
反射要素ないしミラーの形である。これらの反射要素４
０、４１、４２は金属表面を有し、波Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２
をコレクタアレー５０に向けて反射する。反射要素４
０、４１、４２が凹形であるため、異なる波Ｒ０、Ｒ
１、Ｒ２のエネルギーがコレクタアレー５０上に合焦す
ることが保証される。
【００１８】図１に示した変形形態によれば、Ｎ＝３個
の反射要素４０、４１、４２は、例えばその焦点ｆがコ
レクタアレー５０に一致する仮想放物弧Ｃによって担持
される。図３に概略的に示した別の変形形態によれば、
ソースはＮ＝５個であり、十字形に配置される。この場
合、反射要素４０、４１、４２、４３、４４は仮想放物
面によって担持される。すなわち、異なる反射要素４
０、４１、４２（および場合によっては４３、４４）の
中心が、その焦点ｆがコレクタアレー５０と一致する同
一の仮想放物弧Ｃ（または仮想放物面）の点と一致する
ことになる。
の反射要素４０、４１、４２は、例えばその焦点ｆがコ
レクタアレー５０に一致する仮想放物弧Ｃによって担持
される。図３に概略的に示した別の変形形態によれば、
ソースはＮ＝５個であり、十字形に配置される。この場
合、反射要素４０、４１、４２、４３、４４は仮想放物
面によって担持される。すなわち、異なる反射要素４
０、４１、４２（および場合によっては４３、４４）の
中心が、その焦点ｆがコレクタアレー５０と一致する同
一の仮想放物弧Ｃ（または仮想放物面）の点と一致する
ことになる。
【００１９】各波Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２は、それらの波Ｒ
０、Ｒ１、Ｒ２を反射する反射要素４０、４１、４２の
位置と収ビームが適切なために特定の方向でコレクタア
レー５０に向かって合焦しながら反射される。波Ｒ０、
Ｒ１、Ｒ２は、反射なしにレンズを介してコレクタアレ
ー５０上に合焦させることができることに留意された
い。
０、Ｒ１、Ｒ２を反射する反射要素４０、４１、４２の
位置と収ビームが適切なために特定の方向でコレクタア
レー５０に向かって合焦しながら反射される。波Ｒ０、
Ｒ１、Ｒ２は、反射なしにレンズを介してコレクタアレ
ー５０上に合焦させることができることに留意された
い。
【００２０】本発明に従って反射後にコレクタアレー５
０に向けて波Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２が送信されるそれぞれ特
定の方向は、図２を参照すれば明らかになるであろう。
０に向けて波Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２が送信されるそれぞれ特
定の方向は、図２を参照すれば明らかになるであろう。
【００２１】知られているように、（Ｍ＋１）個のソー
スＳ０、Ｓ１、Ｓ２、．．．、ＳＭを含む、図２に示し
たタイプの同位相で供給される一次元ソースアレーは、
その最大値が次式のように角θによって規定される放射
図（ラディエーションダイアグラム）を生成する。
スＳ０、Ｓ１、Ｓ２、．．．、ＳＭを含む、図２に示し
たタイプの同位相で供給される一次元ソースアレーは、
その最大値が次式のように角θによって規定される放射
図（ラディエーションダイアグラム）を生成する。
【００２２】
【数１】
【００２３】ｄは隣接する二つのソース間の距離、λは
放射の波長、θはソースＳ０〜ＳＭの平面に対する法線
と当該の方向の間の角度、ｍは０または正または負の整
数である。
放射の波長、θはソースＳ０〜ＳＭの平面に対する法線
と当該の方向の間の角度、ｍは０または正または負の整
数である。
【００２４】どのアレーローブも現われないための条件
は次式で与えられる。
は次式で与えられる。
【００２５】
【数２】
【００２６】逆にｄ＞λの場合、アレーローブが現わ
れ、位置合せ（アラインメント）が複数のソースＳ０〜
ＳＭから構成される場合、放射図は複数の極大値を含む
ことができる。放射図にこれらのアレーローブが現われ
るのは、ソースアレーの周期的な性格によるものであ
る。
れ、位置合せ（アラインメント）が複数のソースＳ０〜
ＳＭから構成される場合、放射図は複数の極大値を含む
ことができる。放射図にこれらのアレーローブが現われ
るのは、ソースアレーの周期的な性格によるものであ
る。
【００２７】図１に戻ると、コレクタアレー５０は受信
時に機能する要素アレーの形である。例えば、このコレ
クタアレー５０は、行列形に配置された（５×５）ホー
ンから構成される。通常、コレクタアレー５０は矩形ま
たは三角形のグリッドを有する。コレクタアレー５０の
「周期的」幾何構造は、アレーがソースアレーの特徴を
もつようなものである。すなわち、送信時にそれぞれ異
なる方向に好ましくはほぼ同じ振幅の複数の極大値を生
じることができる。これらの方向は、それぞれ反射要素
４０、４１、４２で反射した後の波Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２の
放射方向に対応する。
時に機能する要素アレーの形である。例えば、このコレ
クタアレー５０は、行列形に配置された（５×５）ホー
ンから構成される。通常、コレクタアレー５０は矩形ま
たは三角形のグリッドを有する。コレクタアレー５０の
「周期的」幾何構造は、アレーがソースアレーの特徴を
もつようなものである。すなわち、送信時にそれぞれ異
なる方向に好ましくはほぼ同じ振幅の複数の極大値を生
じることができる。これらの方向は、それぞれ反射要素
４０、４１、４２で反射した後の波Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２の
放射方向に対応する。
【００２８】この場合、コレクタアレーは受信時に機能
するが、送信時と受信時のコレクタアレー５０の機能に
おける「相互性」を考慮に入れると、受信時に放射され
る異なる波の間で、あるいはチャネル信号Ｒ０、Ｒ１、
Ｒ２の間で大きな損失なしに混合または多重化がコレク
タアレー５０によって保証されることになる。コレクタ
アレー５０がコレクタアレー手段５０の送信時の理論的
アレーローブによってそれぞれ規定される方向に沿って
チャネル信号Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２を受信することを覚えて
おかなければならない。
するが、送信時と受信時のコレクタアレー５０の機能に
おける「相互性」を考慮に入れると、受信時に放射され
る異なる波の間で、あるいはチャネル信号Ｒ０、Ｒ１、
Ｒ２の間で大きな損失なしに混合または多重化がコレク
タアレー５０によって保証されることになる。コレクタ
アレー５０がコレクタアレー手段５０の送信時の理論的
アレーローブによってそれぞれ規定される方向に沿って
チャネル信号Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２を受信することを覚えて
おかなければならない。
【００２９】コレクタアレー５０のホーンの入力ガイド
ないしアクセスガイド部分では、異なるチャネル信号Ｒ
０、Ｒ１、Ｒ２が大きな損失なしに導かれる。コレクタ
アレー５０の各ホーンのアクセスガイド部分はトランス
ミットアレー５１の対応するホーンのアクセスガイド部
分と結合される。このトランスミットアレー５１は、例
えば行列形に配置された（５×５）ホーンから構成され
る。これは、結合されたｎ＝３個のチャネル信号Ｒ０、
Ｒ１、Ｒ２を発生する。
ないしアクセスガイド部分では、異なるチャネル信号Ｒ
０、Ｒ１、Ｒ２が大きな損失なしに導かれる。コレクタ
アレー５０の各ホーンのアクセスガイド部分はトランス
ミットアレー５１の対応するホーンのアクセスガイド部
分と結合される。このトランスミットアレー５１は、例
えば行列形に配置された（５×５）ホーンから構成され
る。これは、結合されたｎ＝３個のチャネル信号Ｒ０、
Ｒ１、Ｒ２を発生する。
【００３０】例示の実施形態によれば、トランスミット
アレー５１から送信発信される結合されたチャネル信号
はパラボラ６の一部分で反射される。トランスミットア
レー５１は当業者には知られている構成に従って、パラ
ボラの一部分によって反射されたチャネル信号のビーム
Ｆが装置の構成要素の方に向かわないように、パラボラ
６に対して「ずれた」構成に従って配置される。
アレー５１から送信発信される結合されたチャネル信号
はパラボラ６の一部分で反射される。トランスミットア
レー５１は当業者には知られている構成に従って、パラ
ボラの一部分によって反射されたチャネル信号のビーム
Ｆが装置の構成要素の方に向かわないように、パラボラ
６に対して「ずれた」構成に従って配置される。
【００３１】先の説明では、Ｎ＝３個のソース３０、３
１、３２に限って話をしたが、本発明はもっと多数のソ
ースに拡張することができる。そのためには、コレクタ
アレー５０に向かう放射された異なる波を同一平面の軸
に沿って搬送することもでき、またコレクタアレー５０
に向かって放射された異なる波を円錐形によって画定さ
れる立体に属する軸によって搬送することもできる。こ
の後者の点は、図２に示すような一次元型ではなくて二
次元型のソースアレーでは、アレーローブに関して得ら
れる結果が二つの次元で再現されることから生じる。
１、３２に限って話をしたが、本発明はもっと多数のソ
ースに拡張することができる。そのためには、コレクタ
アレー５０に向かう放射された異なる波を同一平面の軸
に沿って搬送することもでき、またコレクタアレー５０
に向かって放射された異なる波を円錐形によって画定さ
れる立体に属する軸によって搬送することもできる。こ
の後者の点は、図２に示すような一次元型ではなくて二
次元型のソースアレーでは、アレーローブに関して得ら
れる結果が二つの次元で再現されることから生じる。
【００３２】チャネル信号Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２の周波数ｆ
０、ｆ１、ｆ２が互いに接近し高い周波数帯域にあるほ
ど、本発明による装置の有効な機能が保証されることに
留意されたい。
０、ｆ１、ｆ２が互いに接近し高い周波数帯域にあるほ
ど、本発明による装置の有効な機能が保証されることに
留意されたい。
【００３３】図４を参照して、次に本発明による装置の
寸法設定の関係について詳しく説明する。さらに具体的
に言うと、ホーンの各ソースについて、コレクタアレー
５０上のスプレッド（広がり）Ｗ０の所与の焦点スポッ
トについて、距離ｄ０’、ｄ０（ｄ０’はソース３０と
反射要素４０の距離、ｄ０は反射要素４０とコレクタア
レー５０の距離）と、関連する放射要素、この場合は４
０の収ビームとの関係が定義される。コレクタアレー５
０上の焦点スポットは、図５に示すようにほぼ平面状の
等位相表面をもたなければならない。装置の機能は、ガ
ウス光学型波モデルに完全に適合した形で近似すること
ができる。
寸法設定の関係について詳しく説明する。さらに具体的
に言うと、ホーンの各ソースについて、コレクタアレー
５０上のスプレッド（広がり）Ｗ０の所与の焦点スポッ
トについて、距離ｄ０’、ｄ０（ｄ０’はソース３０と
反射要素４０の距離、ｄ０は反射要素４０とコレクタア
レー５０の距離）と、関連する放射要素、この場合は４
０の収ビームとの関係が定義される。コレクタアレー５
０上の焦点スポットは、図５に示すようにほぼ平面状の
等位相表面をもたなければならない。装置の機能は、ガ
ウス光学型波モデルに完全に適合した形で近似すること
ができる。
【００３４】各ソース、この場合は３０はホーン開口部
でのフィールドの広がりＷ１とホーンの長さＬによって
規定されるホーンの形である。
でのフィールドの広がりＷ１とホーンの長さＬによって
規定されるホーンの形である。
【００３５】図５を参照すると、フィールド管につい
て、フィールド分布の曲率半径Ｒと広がりＷはビームに
沿って変化し、等位相フィールドゾーンは、任意の点で
次式により組（Ｗ、Ｒ）によって規定される。
て、フィールド分布の曲率半径Ｒと広がりＷはビームに
沿って変化し、等位相フィールドゾーンは、任意の点で
次式により組（Ｗ、Ｒ）によって規定される。
【００３６】
【数３】
【００３７】したがって、曲率半径が無限大でコレクタ
アレー５０上の広がりがＷ０の等位相フィールドでは、
反射要素上の広がりＷ（ｄ０）は、
アレー５０上の広がりがＷ０の等位相フィールドでは、
反射要素上の広がりＷ（ｄ０）は、
【００３８】
【数４】
【００３９】で与えられ、コレクタアレー５０の方向に
おける反射要素４０の近傍での波の曲率半径Ｒ１（ｄ
０）は、コレクタアレー５０上ではｄ＝０、反射要素４
０上ではｄ＝ｄ０を基準として、
おける反射要素４０の近傍での波の曲率半径Ｒ１（ｄ
０）は、コレクタアレー５０上ではｄ＝０、反射要素４
０上ではｄ＝ｄ０を基準として、
【００４０】
【数５】
【００４１】で与えられる。
【００４２】ホーン開口部レベルでのガウス波は、組
（Ｗ１、Ｌ）で特徴付けられる。この波が長さｄ０’の
軌道をソース３０から放射４０へ伝播した後、パラメー
タ（Ｗ（ｄ０）、Ｒ１（ｄ０））をとらなければならな
いとすると、ｄ０’を次のようにｄ０の関数として表す
ことができる。
（Ｗ１、Ｌ）で特徴付けられる。この波が長さｄ０’の
軌道をソース３０から放射４０へ伝播した後、パラメー
タ（Ｗ（ｄ０）、Ｒ１（ｄ０））をとらなければならな
いとすると、ｄ０’を次のようにｄ０の関数として表す
ことができる。
【００４３】
【数６】
【００４４】一方、反射要素４０の収ビームＣは次式で
与えられる。
与えられる。
【００４５】
【数７】
【００４６】ただし、Ｒ２（ｄ０）はソース３０から来
た波の反射要素４０の近傍での曲率半径であり、次式で
規定される。
た波の反射要素４０の近傍での曲率半径であり、次式で
規定される。
【００４７】
【数８】
【００４８】上記では、各曲率半径の符号は、波が発散
する場合は正、波が集ビームする場合は負という規則に
従う。
する場合は正、波が集ビームする場合は負という規則に
従う。
【００４９】上記の装置の動作を、コレクタアレー５０
が５個のホーンからなる列を５列含む実施形態について
シミュレートした。この（５×５）ホーンは行列形に配
置され、各ホーンのフレアー（末広がり）の末端の断面
は一辺の長さ２６．２ｍｍの正方形である。ソース３
０、３１、３２等々はＮ＝５個であり、十字形に配置さ
れる。図３に示したように、この場合、反射要素４０、
４１、４２、４３、４４は、焦点ｆがコレクタアレー５
０と一致する仮想放物面によって担持される。トランス
ミットアレー５１は５×５個のホーンを含み、各ホーン
はそれぞれコレクタアレー５０の対応するホーンから供
給される。各ソースについて、放射図はＣＯＳτ（θ）
の図でモデル化される。
が５個のホーンからなる列を５列含む実施形態について
シミュレートした。この（５×５）ホーンは行列形に配
置され、各ホーンのフレアー（末広がり）の末端の断面
は一辺の長さ２６．２ｍｍの正方形である。ソース３
０、３１、３２等々はＮ＝５個であり、十字形に配置さ
れる。図３に示したように、この場合、反射要素４０、
４１、４２、４３、４４は、焦点ｆがコレクタアレー５
０と一致する仮想放物面によって担持される。トランス
ミットアレー５１は５×５個のホーンを含み、各ホーン
はそれぞれコレクタアレー５０の対応するホーンから供
給される。各ソースについて、放射図はＣＯＳτ（θ）
の図でモデル化される。
【００５０】以下に、四つの結合「行列」を示す。その
それぞれが所与のソースについてコレクタアレー５０の
（５×５）ホーンそれぞれの結合係数を規定する。各係
数は、振幅（ｄＢ）と位相（°）により組（Ｘ（ｄ
Ｂ）；Ｙ（°））の形で示されている。
それぞれが所与のソースについてコレクタアレー５０の
（５×５）ホーンそれぞれの結合係数を規定する。各係
数は、振幅（ｄＢ）と位相（°）により組（Ｘ（ｄ
Ｂ）；Ｙ（°））の形で示されている。
【００５１】ミラー４２（図３）を照射するソースに関
連する第一の行列
連する第一の行列
【００５２】
【数９】
【００５３】ミラー４１（図３）を照射するソースに関
連する第二の行列
連する第二の行列
【００５４】
【数１０】
【００５５】ミラー４０（図３）を照射するソースに関
連する第三の行列
連する第三の行列
【００５６】
【数１１】
【００５７】ミラー４３および４４（図３）を照射する
二つのソースに関連する第三の行列
二つのソースに関連する第三の行列
【００５８】
【数１２】
【００５９】ミラー４３および４４を照射する二つのソ
ースに関連する二つの行列は、この二つのソースがコレ
クタアレー５０に関して対称に配置されているため、同
一である。
ースに関連する二つの行列は、この二つのソースがコレ
クタアレー５０に関して対称に配置されているため、同
一である。
【００６０】これらの行列は、網の各ホーンごとに位相
が十分に一定であることを示しており、このため本発明
による装置の良好な動作が保証される。図６に、この四
つの行列に対応するフィールドの等レベル線を示すが、
これらの線は本発明の装置によって形成されるスポット
が実質的に同心状であることを示している。
が十分に一定であることを示しており、このため本発明
による装置の良好な動作が保証される。図６に、この四
つの行列に対応するフィールドの等レベル線を示すが、
これらの線は本発明の装置によって形成されるスポット
が実質的に同心状であることを示している。
【図１】本発明による同一のビームとして送信するチャ
ネル信号を結合する装置の構成図である。
ネル信号を結合する装置の構成図である。
【図２】本発明の説明のためのソースアレーを示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明の一変形形態による装置の一部を構成す
る反射要素の平面図である。
る反射要素の平面図である。
【図４】それぞれ、本発明による装置の一部分を示す
図、および本発明による装置の寸法設定を説明するため
のフィールド管を示す図である。
図、および本発明による装置の寸法設定を説明するため
のフィールド管を示す図である。
【図５】それぞれ、本発明による装置の一部分を示す
図、および本発明による装置の寸法設定を説明するため
のフィールド管を示す図である。
図、および本発明による装置の寸法設定を説明するため
のフィールド管を示す図である。
【図６】本発明に従って得られる複数の等レベル曲線を
示す図である。
示す図である。
１０、１１、１２ パワー増幅器 ２０、２１、２２ 帯域通過フィルタ ３０、３１、３２ ホーン ４０、４１、４２ 反射要素（合焦手段） ５０ コレクタアレー ５１ トランスミットアレー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル・ルノー フランス国、31270・フルザン、リユ・ デ・ベゴニヤ・１
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｎを整数として、それぞれ別々のＮ個の
ソース（３０、３１、３２）によって生成されるＮ個の
チャネル信号（Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２）を結合する装置であ
って、コレクタアレー手段（５０）を備え、前記コレク
タアレー手段（５０）が、コレクタアレー手段（５０）
に関連するアレーローブによって規定されるそれぞれの
方向に沿って前記Ｎ個のチャネル信号（Ｒ０、Ｒ１、Ｒ
２）を受信することを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記Ｎ個のチャネル信号が無線信号であ
ることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記コレクタアレー手段（５０）が、結
合された前記Ｎ個のチャネル信号（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）
を送信するトランスミットアレー手段（５１）に結合さ
れていることを特徴とする請求項１または２に記載の装
置。 - 【請求項４】 前記コレクタアレー手段（５０）および
前記トランスミットアレー手段（５１）が、ホーンの形
状であり、コレクタアレー（５０）の各ホーンがアクセ
スガイドを介してそれぞれトランスミットアレー（５
１）のホーンと結合されていることを特徴とする請求項
３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記トランスミットアレー手段（５１）
に対してずらして配置されたパラボラ手段（６）を備
え、前記パラボラ手段が、結合された前記Ｎ個のチャネ
ル信号（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）をビーム（Ｆ）の形で反射
することを特徴とする請求項３または４に記載の装置。 - 【請求項６】 前記装置が、前記Ｎ個のチャネル信号を
それぞれ前記方向に沿ってそれぞれ前記コレクタアレー
（５０）上に合焦させるための合焦手段（４０、４１、
４２）を備えることを特徴とする請求項１から５のいず
れか一項に記載の装置。 - 【請求項７】 前記合焦手段（４０、４１、４２）がそ
れぞれ１つのチャネル信号を受ける実質的に凹型の反射
要素の形状であることを特徴とする請求項６に記載の装
置。 - 【請求項８】 前記反射要素（４０、４１、４２）が放
物弧（Ｃ）の一部分によって担持されることを特徴とす
る請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 前記反射要素（４０、４１、４２、４
３、４４）が放物面の一部分によって担持されることを
特徴とする請求項６に記載の装置。 - 【請求項１０】 請求項１から９のいずれか一項に記載
の装置を備える衛星。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9701153A FR2759204B1 (fr) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | Unite de formation de faisceau de canaux multiplexes |
| FR9701153 | 1997-02-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10294703A true JPH10294703A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=9503232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10022401A Pending JPH10294703A (ja) | 1997-02-03 | 1998-02-03 | 多重化チャネルビーム形成装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6023248A (ja) |
| EP (1) | EP0856908B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10294703A (ja) |
| CA (1) | CA2226334A1 (ja) |
| DE (1) | DE69826341T2 (ja) |
| FR (1) | FR2759204B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6314293B1 (en) * | 2000-01-27 | 2001-11-06 | Verizon Laboratories Inc. | Probabilistic use of wireless reserve channels for admission control |
| DE102008011350A1 (de) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Loeffler Technology Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Echtzeiterfassung von elektromagnetischer THz-Strahlung |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3631503A (en) * | 1969-05-02 | 1971-12-28 | Hughes Aircraft Co | High-performance distributionally integrated subarray antenna |
| US4236161A (en) * | 1978-09-18 | 1980-11-25 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Array feed for offset satellite antenna |
| US4355314A (en) * | 1980-11-28 | 1982-10-19 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Wide-field-of-view antenna arrangement |
| US4343005A (en) * | 1980-12-29 | 1982-08-03 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Microwave antenna system having enhanced band width and reduced cross-polarization |
| US4479129A (en) * | 1981-09-10 | 1984-10-23 | George Skahill | Directive antenna system employing a paraboloidal main dish and ellipsoidal subdish |
| US4415901A (en) * | 1981-09-21 | 1983-11-15 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Low power beam switchable antenna arrangement |
| US4595929A (en) * | 1982-04-13 | 1986-06-17 | Communications Satellite Corporation | Scheme for aberration correction in scanning or multiple beam confocal antenna system |
| US4482897A (en) * | 1982-06-28 | 1984-11-13 | At&T Bell Laboratories | Multibeam segmented reflector antennas |
| FR2685551B1 (fr) * | 1991-12-23 | 1994-01-28 | Alcatel Espace | Antenne active "offset" a double reflecteurs. |
| JP2882183B2 (ja) * | 1992-04-24 | 1999-04-12 | ケイディディ株式会社 | アンテナ装置 |
| FR2709877B1 (fr) * | 1993-08-04 | 1995-10-13 | Alcatel Espace | Antenne active à balayage électronique en azimut et en élévation, en particulier pour l'imagerie hyperfréquence par satellite. |
-
1997
- 1997-02-03 FR FR9701153A patent/FR2759204B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-29 DE DE69826341T patent/DE69826341T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-29 EP EP98400184A patent/EP0856908B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-02 US US09/017,168 patent/US6023248A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-02-02 CA CA002226334A patent/CA2226334A1/fr not_active Abandoned
- 1998-02-03 JP JP10022401A patent/JPH10294703A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0856908A1 (fr) | 1998-08-05 |
| EP0856908B1 (fr) | 2004-09-22 |
| DE69826341T2 (de) | 2005-03-17 |
| FR2759204A1 (fr) | 1998-08-07 |
| CA2226334A1 (fr) | 1998-08-03 |
| US6023248A (en) | 2000-02-08 |
| DE69826341D1 (de) | 2004-10-28 |
| FR2759204B1 (fr) | 1999-02-26 |
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