JPH1065438A - 複反射鏡型小口径パラボラアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主反射鏡及び副反射鏡の口径を小さくし、な
おかつ所要の効率を確保して、一般家庭で衛星放送並び
に衛星通信受信用として好適に使用可能とする。 【解決手段】 小型の主反射鏡１１と、小型の副反射鏡
１２と、円形導波管フィーダ１３と、これに接続された
コンバータ１４とを備え、主反射鏡１１の直径をＤ、副
反射鏡１２の直径をｄ、主反射鏡１１の焦点距離をＦ、
主反射鏡１１の中心から副反射鏡１２の焦点までの距離
をＦ’、主反射鏡１１の焦点位置と副反射鏡１２の焦点
位置間の距離をＦ−Ｆ’、電磁波の波長をλとしたと
き、０．２５≦Ｆ／Ｄ≦０．３０、１８λ≦Ｄ≦２２
λ、 ２λ≦ｄ≦３λ、１．０λ≦Ｆ−Ｆ’≦１．５λ
に設定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主、副反射鏡を備
えた複反射鏡型パラボラアンテナ装置に係り、特に衛星
放送並びに衛星通信受信用として一般家庭で使用される
小口径の複反射鏡型パラボラアンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の複反射鏡型パラボラアンテナ装置
の１例を図１６に示す。この図において、１は主反射
鏡、２は副反射鏡、３は副反射鏡を支持するステイ、４
は導波管フィーダ、５は主反射鏡の前面開口部を覆うレ
ドームである。この場合、導波管フィーダ４と副反射鏡
２とが離れ、しかも副反射鏡自体も大型であるため、副
反射鏡２はステイ３を用いて固定しなければならない。
また、レドーム５もそれに伴い大型化する。

【０００３】図１６の従来装置において、主反射鏡１に
入射した電磁波は、主反射鏡１でその焦点位置にある副
反射鏡２に向けて反射され、さらに副反射鏡２で反射さ
れて導波管フィーダ４内に導かれる。

【０００４】ところで、従来の複反射鏡型パラボラアン
テナ装置は、(1)アンテナ装置の直径、(2)アンテナ装置
の奥行きの二点において、一般家庭で使用される小口径
の衛星放送並びに衛星通信受信用アンテナ装置には適し
ていなかった。

【０００５】まず、(1)についてであるが、従来の複反
射鏡型パラボラアンテナ装置では、一般的に副反射鏡の
直径は主反射鏡の直径の１／１０前後であり、副反射鏡
が反射鏡として働くためには使用周波数の波長の約１０
倍の直径が必要であるとされていた（「アンテナ工学ハ
ンドブック」第１６０，１６１頁、電子通信学会編、オ
ーム社昭和５５年１０月３０日第１版第１刷発行）。従
って、このアンテナ装置の主反射鏡の直径は使用周波数
の波長の約１００倍は必要になり、具体的に衛星放送並
びに衛星通信の使用周波数である１２ＧＨｚ帯において
は、その１波長は２５mmであるから、２.５ｍ以上の直
径の主反射鏡並びに２５cm前後の直径の副反射鏡を持つ
複反射鏡型パラボラアンテナ装置となり、一般家庭用の
小口径の衛星放送並びに衛星通信受信用アンテナ装置を
提供しようとする本発明の目的に反する。

【０００６】また、(2)についてであるが、図１６に示
すように、従来の複反射鏡型パラボラアンテナ装置は副
反射鏡２を含む一次放射器の先端部が主反射鏡１の開口
部から突出しているため風雨、積雪の影響を受けやす
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
複反射鏡型パラボラアンテナ装置の構成であると、直径
が２.５ｍもある主反射鏡を備えるパラボラアンテナ装
置となってしまい、一般家庭用の衛星放送並びに衛星通
信受信用アンテナ装置として使用するには困難である。
また、風雨、積雪の影響を防ぐためパラボラアンテナ装
置の主反射鏡開口部にレドームを装着することが有効な
手段となっているが、上記従来の構成であると、主反射
鏡の直径が大きく、さらに奥行きも大きいためレドーム
自体も大掛かりなものとなり、サイズ的にもコスト的に
も一般家庭用の衛星放送並びに衛星通信受信用アンテナ
装置として適していない。

【０００８】本発明の第１の目的は、上記の点に鑑み、
主反射鏡及び副反射鏡の口径を小さくし、なおかつ所要
の効率を確保して、一般家庭で衛星放送並びに衛星通信
受信用として好適に使用可能な複反射鏡型小口径パラボ
ラアンテナ装置を提供することを目的とする。

【０００９】本発明の第２の目的は、小口径の主反射鏡
の開口部からの一次放射器先端部の突出を抑えて奥行き
を小さくし、フラットに近い形状のレドームを装着する
ことで、風雨、積雪対策が容易で、小型、薄型化に適し
た複反射鏡型小口径パラボラアンテナ装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の複反射鏡型小口径パラボラアンテナ装置
は、放物面を有する小型の主反射鏡と、該主反射鏡の焦
点近傍に位置する双曲面を有する小型の副反射鏡と、該
副反射鏡の焦点近傍に先端部が位置する円形導波管によ
る給電手段と、該円形導波管に接続されたコンバータと
を有する複反射鏡型パラボラアンテナ装置であって、前
記主反射鏡の直径をＤ、前記副反射鏡の直径をｄ、前記
主反射鏡の焦点距離をＦ、前記主反射鏡の中心から前記
副反射鏡の焦点までの距離をＦ’、前記主反射鏡の焦点
位置と前記副反射鏡の焦点位置間の距離をＦ−Ｆ’、電
磁波の波長をλとしたとき、 ０.２５≦Ｆ／Ｄ≦０.３０ １８λ≦Ｄ≦２２λ ２λ≦ｄ≦３λ １.０λ≦Ｆ−Ｆ’≦１.５λ であることを特徴としている。

【００１２】上記複反射鏡型小口径パラボラアンテナ装
置において、前記副反射鏡と前記円形導波管先端部とが
低誘電率の合成樹脂製中空構造体を介して互いに接続さ
れていて、該中空構造体により前記副反射鏡が所定位置
に設定され、なおかつ前記副反射鏡と前記中空構造体間
及び前記円形導波管と前記中空構造体間を弾性防水手段
を用いて水密に接合一体化した構成とすることができ
る。

【００１３】また、前記円形導波管は、内側形状が根元
部から先端部まで同一直径のストレートパイプである
か、又は内側形状が根元部から先端部近傍まで同一直径
のストレートパイプでかつ先端部のみテーパーが付けら
れたホーン状となっているものであるか、又は内側形状
が根元部から先端部まで当該先端部に向かって緩やかに
広がるテーパー状のものであり、前記円形導波管と前記
コンバータとの接続が、螺子による螺合であって着脱自
在な構成としてもよい。

【００１４】さらに、前記円形導波管の伝送モードがＴ
Ｅ₁₁であって、前記コンバータの入力部が円形導波管構
造で水平及び垂直の２本の直交プローブを持つ構成とす
ることができる。

【００１５】前記主反射鏡の開口部が前記副反射鏡と共
にはっ水性で平坦に近い形状のレドームで覆われ、前記
主反射鏡の開口縁に形成されたフランジ部の全周にわた
って弾性モールが装着され、前記主反射鏡のフランジ部
に嵌合する前記レドームの嵌合部の内側に複数箇所の係
止用凸状部が形成され、前記嵌合部が前記弾性モールの
外側に着脱自在に嵌着されるとともに、前記係止用凸状
部が前記弾性モールに圧接、係合するようにしてもよ
い。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る複反射鏡型小
口径パラボラアンテナ装置の実施の形態を図面に従って
説明する。

【００１７】図１は本発明に係る第１の実施の形態の全
体構成を示す側断面図、図２は図１の寸法関係を示す概
略構成図、図３は一次放射器部分を拡大して示す側断面
図である。

【００１８】これらの図に示すように、複反射鏡型小口
径パラボラアンテナ装置は、小型、小口径の主反射鏡
（パラボラ反射鏡）１１と、主反射鏡１１の焦点ｆの近
傍（焦点ｆよりも僅かに手前側）に置かれた小型、小口
径の副反射鏡１２と、副反射鏡１２の焦点ｆ’の近傍に
開口するように置かれた給電手段としての円形導波管フ
ィーダ１３とを備えている。

【００１９】前記主反射鏡１１は金属板を成型したり合
成樹脂等の表面をメタライズした凹面鏡であり、いわゆ
るパラボラアンテナ装置とするために、反射面が放物面
となった放物面反射鏡である。前記副反射鏡１２は金属
を成型もしくは加工したり合成樹脂等の表面をメタライ
ズして反射面１２ａとした凸面鏡であり、カセグレンア
ンテナ装置とするために、反射面が双曲面となった双曲
面反射鏡である。

【００２０】前記円形導波管フィーダ１３は先端が開口
しており、その先端部分は電磁波を送出あるいは受ける
一次ホーンを構成している。但し、本実施の形態では円
形導波管フィーダ１３の内側形状は根元部から先端部ま
で同一直径のストレートパイプの場合を例示している。
この円形導波管フィーダ１３は、主反射鏡１１の中心部
を貫通して副反射鏡１２の焦点ｆ’に至るまで延長した
センターフィード構造であり、円形導波管フィーダ１３
の開口１３ａよりも僅かに内側に焦点ｆ’が位置するこ
とが好ましい。なお、円形導波管フィーダ１３の根元部
はコンバータ（周波数変換器）１４に接続されており、
コンバータ１４と共に主反射鏡１１の背面側に固定され
たベース部材１５に固定、支持されている。

【００２１】図３に示すように、前記副反射鏡１２と前
記円形導波管フィーダ１３の先端部とは、電磁波を透過
する材質、すなわち低誘電率の合成樹脂製中空構造体の
フィドーム１６を介して互いに接続されていて、前記フ
ィドーム１６により前記副反射鏡１２が所定位置に固定
され、なおかつ水密性を保つため前記副反射鏡１２と前
記フィドーム１６間及び前記円形導波管フィーダ１３先
端部と前記フィドーム１６間をゴム等の弾性材の防水手
段（例えばＯリング等の防水部品）１７を用いて嵌合、
一体化している。なお、副反射鏡１２とフィドーム１６
間、円形導波管フィーダ１３とフィドーム１６間を接着
剤により水密状態を維持して接合する構成としてもよ
い。

【００２２】また、円形導波管フィーダ１３の根元部と
コンバータ１４との接続部分には、円形導波管フィーダ
１３の根元部に雄螺子１３ｂ、コンバータ１４の入力側
ジョイント部１４ａに雌螺子１４ｂがそれぞれ形成され
ている。そして、この円形導波管フィーダ１３は主反射
鏡１１の中心孔１１ａを通り裏側に達しており、コンバ
ータ１４は主反射鏡裏側に延長したその根元部に接続さ
れている。すなわち、円形導波管フィーダ１３の根元部
の雄螺子１３ｂがコンバータ側の雌螺子１４ｂに螺合さ
れている。この結果、副反射鏡１２、円形導波管フィー
ダ１３を持つ一次放射器部分は主反射鏡１１を持つ本体
部に対し着脱自在である。なお、円形導波管フィーダ１
３の根元部とコンバータ１４の入力側ジョイント部１４
ａ間を水密に維持するため、円形導波管フィーダ１３の
根元部のコンバータ側ジョイント部１４ａに嵌入する部
分にゴム等の弾性材の防水部品（例えばＯリング等）１
８が設けられている。

【００２３】図４乃至図６はコンバータ１４の有する受
信プローブ部２０の構造例を示している。受信プローブ
部２０を構成する水平及び垂直の２本の直交プローブ２
０ａ，２０ｂをコンバータ１４の入力側の円形導波管部
２１（円形導波管フィーダ１３と同一内径で連続してい
る）に持つことにより、コンバータ１４は水平偏波と垂
直偏波の両方を受信することが可能である。さらに、水
平偏波と垂直偏波の合成による右旋及び左旋円偏波を受
信することも可能である。なお、２本の直交プローブ２
０ａ，２０ｂは、円形導波管部２１の垂直断面において
当該円形導波管部２１の中心方向に向いていて、図５の
ように同一面内に、もしくは図６のように互いに電磁波
の進行方向に離れた位置に固定されている。

【００２４】主反射鏡１１、副反射鏡１２で反射され円
形導波管フィーダ１３の開口部に入射した受信電磁波
は、円形導波管フィーダ１３の内部をＴＥ₁₁モードで伝
送され、コンバータ１４の受信プローブ部２０で受信さ
れる。コンバータ１４の受信プローブ部２０は、図４乃
至図６で説明したように、互いに直交する２本の直交プ
ローブ２０ａ，２０ｂからなっているため、水平偏波と
垂直偏波の両方を受信することが可能である。さらに、
水平偏波と垂直偏波の合成による右旋及び左旋円偏波を
受信することも可能である。

【００２５】前記主反射鏡１１の開口部にはレドーム３
０が取り付けられている。このレドーム３０は、主反射
鏡１１の開口部とともに副反射鏡１２を覆うもので、平
坦に近い形状（本実施の形態では周辺部よりも中央部が
僅かに高くなったフラットに近い形状）となるように電
磁波を透過する材質、すなわち低誘電率のプラスチック
板等で形成されている。また、その表面は雨水、雪等の
付着を防ぐため、例えばフッ素樹脂等のはっ水性の材料
が表面にコーティングされている。なお、このレドーム
は雨水、雪等の影響の無い環境下では装着しなくともよ
い。

【００２６】図７に示すように、レドーム３０の主反射
鏡１１側への密着性を強化してレドーム３０の内側への
雨水の浸入を防止するため、主反射鏡１１の外縁部とな
るフランジ部１１ｂの全周にゴム等の弾性モール３１が
装着されている。また、レドーム３０の外縁部は円周状
嵌合部３０ａとなっており、当該レドーム３０を主反射
鏡１１の前面に脱落しないように係止するために、図７
及び図８に示すように円周状嵌合部３０ａに複数箇所の
内側に出っ張る係止用凸状部３０ｂが一体に形成されて
いる。各係止用凸状部３０ｂはレドーム３０をプラスチ
ック板等で形成することで多少たわむことができるよう
になっている。そして、主反射鏡１１側の弾性モール３
１の外側にレドーム３０の円周状嵌合部３０ａを嵌合さ
せ、係止用凸状部３０ｂをフランジ部１１ｂのやや背後
側の弾性モール３１に圧接、係合させ、係止用凸状部３
０ｂが弾性モール３１に食い込むようにしている。この
ように、主反射鏡１１に対して弾性モール３１を介在さ
せてレドーム３０を嵌合、密着させることで確実に装着
が可能である。この構成によれば、工具を使用せずにレ
ドーム３０の着脱が可能である。

【００２７】ここで、従来の複反射鏡型パラボラアンテ
ナ装置とは異なり一般家庭用小型小口径の複反射鏡型パ
ラボラアンテナ装置を実現するための条件について述べ
る。すなわち、主反射鏡１１、副反射鏡１２を小口径と
し、かつ副反射鏡１２を持つ一次放射器の主反射鏡開口
部からの突出量を少なくするための条件を、図２の主反
射鏡１１や副反射鏡１２の焦点、焦点距離等の寸法関係
を示す概略構成図を用いて検討する。図２において、主
反射鏡１１の直径をＤ、副反射鏡１２の直径をｄ、主反
射鏡１１の焦点位置をｆ、主反射鏡１１の焦点距離を
Ｆ、副反射鏡１２の焦点位置をｆ’、前記主反射鏡１１
の中心から前記副反射鏡１２の焦点までの距離をＦ’、
前記主反射鏡１１の焦点位置と前記副反射鏡１２の焦点
位置間の距離をＦ−Ｆ’、電磁波の波長をλ、主反射鏡
１１の開口面（主反射鏡１１の開口縁を通る平面）から
の焦点位置ｆの突出量をＳとしている。

【００２８】図２からわかるように、副反射鏡１２は主
反射鏡１１の焦点ｆの近傍（焦点ｆよりも僅かに手前
側）に配置する必要があるため、副反射鏡１２を持つ一
次放射器の突出量を少なくするには主反射鏡１１の直径
Ｄに比べて焦点距離Ｆを小さく設定する必要がある。

【００２９】図９は主反射鏡１１の焦点距離Ｆと直径Ｄ
の比Ｆ／Ｄを横軸にとり、主反射鏡１１の開口面からの
焦点位置ｆの突出量Ｓと主反射鏡１１の直径Ｄの比Ｓ／
Ｄ（％）を縦軸にとってＦ／ＤとＳ／Ｄとの関係を求め
たものである。この図から、Ｆ／Ｄを０.３以下にする
ことにより主反射鏡１１の焦点位置ｆの突出量Ｓを主反
射鏡１１の直径Ｄの１０％以下に抑えることができ、ま
た、Ｆ／Ｄ＝０.２５のとき主反射鏡１１の焦点位置ｆ
の突出量Ｓは０となり、主反射鏡１１にフラットなレド
ームを装着することが可能になることがわかる。この点
に鑑み、本実施の形態では０.２５≦Ｆ／Ｄ≦０.３０に
設定している。

【００３０】なお、０.３＜Ｆ／Ｄとなると、前記突出
量Ｓが過大になってアンテナ装置の奥行き寸法が大きく
なり、レドーム３０の形状も中央が突出した形状とな
り、風雨、積雪の影響を受けやすくなるため不適当であ
る。また、Ｆ／Ｄ＜０.２５としても、Ｆ／Ｄ＝０.２５
のときと比べて奥行き寸法の縮小効果は無く、かえって
効率の低下を招くためやはり不適当である。

【００３１】このように、主反射鏡１１のＦ／Ｄ比を小
さくし（０.２５≦Ｆ／Ｄ≦０.３０に設定し）、一次放
射器の突出を少なくするためには、主反射鏡１１の開口
角を大きくする必要があり、この場合、副反射鏡１２の
指向性を主反射鏡１１に合わせて広くする必要がある。
また、それに伴って円形導波管フィーダ１３の指向性も
また副反射鏡１２に合わせて広くする必要がある。この
条件を満たすためには、円形導波管フィーダ１３の開口
部にテーパを付けずに同一径のストレートパイプ形状を
そのまま利用すればよい。すなわち、Ｆ−Ｆ’寸法が
１.０λ〜１.５λの範囲の値においては、同一径のスト
レートパイプ形状のときの指向性が適しているからであ
る。

【００３２】ここで、一般家庭用に適した小型小口径の
複反射鏡型パラボラアンテナ装置の条件を、主反射鏡１
１の直径をＤ、副反射鏡１２の直径をｄ、主反射鏡１１
の焦点距離をＦ、前記主反射鏡１１の中心から前記副反
射鏡１２の焦点までの距離をＦ’、前記主反射鏡１１の
焦点位置と前記副反射鏡１２の焦点位置間の距離をＦ−
Ｆ’、電磁波の波長をλとしたとき、 Ｆ／Ｄ＝０.３０ １８λ≦Ｄ≦２２λ ２λ≦ｄ≦３λ １.０λ≦Ｆ−Ｆ’≦１.５λ に設定して実験によって以下の図１０及び図１１の測定
結果を得た。

【００３３】図１０は、主反射鏡１１の直径Ｄ＝１８λ
としたときの主反射鏡１１の焦点位置ｆと副反射鏡１２
の焦点位置ｆ’間の距離Ｆ−Ｆ’とアンテナ開口効率と
の関係を副反射鏡１２の直径ｄをパラメータとして示
す。この結果によれば、副反射鏡１２の曲面を変えるこ
とにより、主反射鏡１１の焦点位置ｆと副反射鏡１２の
焦点位置ｆ’間の距離Ｆ−Ｆ’を変えることができるの
で円形導波管フィーダ１３との組み合わせでは、最小Ｆ
−Ｆ’寸法を１.０λにまで近づけることが可能で、Ｆ
−Ｆ’寸法が１.０λ〜１.５λの範囲の値であれば、副
反射鏡１２の直径ｄが２λ〜３λの範囲内においてアン
テナ開口効率６０％以上の特性が得られる。なお、アン
テナ開口効率の定義は、反射鏡型アンテナのような開口
面アンテナを考えたときに、そのアンテナの直径で計算
上最大の利得が得られるときの効率を１００％とし、実
際の利得をその最大利得を基準として百分率で表したも
のである。

【００３４】図１１は、主反射鏡１１の直径Ｄ＝２２λ
としたときの距離Ｆ−Ｆ’とアンテナ開口効率との関係
を副反射鏡１２の直径ｄをパラメータとして示す。この
場合も、Ｆ−Ｆ’寸法が１.０λ〜１.５λの範囲の値で
あれば、副反射鏡１２の直径ｄが２λ〜３λの範囲内に
おいてアンテナ開口効率６０％以上の特性が得られてい
ることがわかる。

【００３５】なお、図１０及び図１１は共にＦ／Ｄ＝
０.３０の場合の測定値であるが、Ｆ／Ｄを０.２５まで
変化させた場合もほぼ同様の結果となる。

【００３６】以上の結果から、各条件を ０.２５≦Ｆ／Ｄ≦０.３０ １８λ≦Ｄ≦２２λ ２λ≦ｄ≦３λ １.０λ≦Ｆ−Ｆ’≦１.５λ のように設定することにより、小型、小口径で、平坦
（フラット）に近いレドームを装着可能で、風雨、積雪
の影響を受けにくい一般家庭での使用に適した複反射鏡
型小口径パラボラアンテナ装置を提供するという、本発
明の目的を達成することができる。実際の寸法関係の例
として、周波数１２.５ＧＨｚのとき、（λ＝２４mm）
主反射鏡１１の直径Ｄ及び副反射鏡１２の直径ｄ及びＦ
−Ｆ’の取り得る値はＦ／Ｄ＝０.３０のとき ４３２mm≦Ｄ≦５２８mm ４８mm≦ｄ≦７２mm ２４mm≦Ｆ−Ｆ’≦３６mm となり、最も大きな値を選んだ場合でも、その大きさは
従来のアンテナの約１／５となり小型化を実現すること
が可能となる。

【００３７】なお、主反射鏡１１の直径Ｄを２２λより
も大きくすることは、主反射鏡１１の大径化、奥行き寸
法の増大、重量の増加、設置スペースの増大等の不都合
が生じ、一般家庭向きではなくなるので不適当である。
また、直径Ｄを１８λよりも小さくすることは受信感度
が低下し、また開口効率を６０％以上に維持することが
困難となるため不適当である。

【００３８】また、副反射鏡１２の直径ｄは３λよりも
大きくなると形状及び重量が大きくなり過ぎ、またブロ
ッキング等の影響で開口効率がかえって低下するので不
適当であり、２λよりも小さいときも開口効率の低下を
きたすので不適当である（いずれも開口効率を６０％以
上に維持することが困難）。

【００３９】さらに、主反射鏡１１の焦点位置ｆと副反
射鏡１２の焦点位置ｆ’間の距離Ｆ−Ｆ’も図１０及び
図１１から明らかなように、１.５λよりも大きい場合
及び１.０よりも小さい場合のいずれも開口効率が低下
するので不適当である（いずれも開口効率を６０％以上
に維持することが困難）。

【００４０】本発明に係る第１の実施の形態によれば、
次の通りの効果を得ることができる。

【００４１】(1) 本発明の第１の実施の形態におい
て、副反射鏡１２を持つ一次放射器は深い皿状の開口角
の広い主反射鏡１１に効率良く整合するために広い指向
性を持たせており、また、円形導波管フィーダ１３の開
口部の指向性も副反射鏡１２と同様に広い指向性を持た
せている。これにより、Ｆ／Ｄの値の範囲を０.２５≦
Ｆ／Ｄ≦０.３０に設定した場合の効率を良好に保つと
ともに、一次放射器の先端部の主反射鏡開口面からの突
出量を主反射鏡１１の直径Ｄの１０分の１以下にするこ
とができる。このため、一次放射器の突出を抑えて奥行
を小さくできる。また、アンテナサイズ、すなわち主反
射鏡１１の径は従来の複反射鏡型パラボラアンテナ装置
に比べ約１／５と小さいのにもかかわらず、アンテナ開
口効率は６０％以上を確保でき、従来のものと遜色な
い。さらに、副反射鏡１２と円形導波管フィーダ１３先
端部の距離を短くすることにより（１.０λ≦Ｆ−Ｆ’
≦１.５λに設定したことにより）、副反射鏡１２の固
定手段を簡素化することができる。

【００４２】(2) 上記したように、一次放射器の先端
部の主反射鏡開口面からの突出量を主反射鏡１１の直径
Ｄの１０分の１以下にし、一次放射器の突出を抑えて奥
行を小さくできるため、主反射鏡１１の開口面をレドー
ム３０で覆うことが容易になり、レドーム３０を平面形
状に近いなだらかな曲面形状にすることが可能となる。
さらに、レドーム表面をはっ水性の高い材質（フッ素樹
脂等）にすることにより、付着した雨水、雪を容易に落
下させることが可能となる。その結果、コンパクトで
（小口径で奥行きが小さくて）取り付けスペースが小さ
く、風雨、積雪の影響を受けにくい複反射鏡型小口径パ
ラボラアンテナ装置を得ることができる。

【００４３】(3) 給電手段として円形導波管フィーダ
１３を用いており、その伝送モードはＴＥ₁₁としている
ため、その後部に接続される、水平及び垂直の２本の直
交プローブ２０ａ，２０ｂを持ちかつ偏波切り替え機能
を持つコンバータ１４との組み合わせによって、水平偏
波と垂直偏波の両方を受信することが可能である。さら
に、水平偏波と垂直偏波の合成による右旋及び左旋円偏
波を受信することも可能である。

【００４４】(4) 円形導波管フィーダ１３と副反射鏡
１２間の距離を短く設定しており、副反射鏡１２と円形
導波管フィーダ先端部とを低誘電率の合成樹脂製中空構
造体のフィドーム１６を介して互いに接続し、該フィド
ーム１６により副反射鏡１２を所定位置に固定できる。
このため、副反射鏡１２を支持するための特別な部材
（ステイ等）が不要であり、構造の簡素化及び小型化を
図ることができる。また、副反射鏡１２とフィドーム１
６間及び円形導波管フィーダ１３とフィドーム１６間を
弾性防水部品１７を用いて水密に接合一体化しており、
防水性を一層向上させている。

【００４５】(5) 円形導波管フィーダ１３は、製造容
易で安価に作製でき、また円形導波管フィーダ１３とコ
ンバータ１４との接続が、螺子による螺合であって着脱
自在であるため、分解、組み立て容易である。

【００４６】(6) 主反射鏡１１の開口縁に形成された
フランジ部１１ｂの全周にわたって弾性モール３１を装
着し、ここに嵌合するレドーム３０の円周状嵌合部３０
ａの内側に複数箇所の係止用凸状部３０ｂを形成してお
くことにより、円周状嵌合部３０ａを弾性モール３１の
外側に嵌めてレドーム３０を主反射鏡開口部に装着した
ときに、前記係止用凸状部３０ｂが弾性モール３１に圧
接、係合し、レドーム３０が脱落しないように保持する
ことができる。また、レドーム３０は主反射鏡１１に対
して着脱自在で工具を用いずに装着、離脱可能である。

【００４７】さて、上記第１の実施の形態は、円形導波
管フィーダとして内側形状が根元部から先端部まで同一
直径のストレートパイプを用いたが、この場合、開口部
のインピーダンスマッチングが取れず、ＶＳＷＲ（電圧
定在波比）の劣化を招く恐れがある。この点に配慮した
構成を以下の第２の実施の形態で説明する。

【００４８】図１２は本発明に係る第２の実施の形態の
全体構成を示す側断面図、図１３は図１２の寸法関係を
示す概略構成図、図１４は一次放射器部分を拡大して示
す側断面図である。

【００４９】これらの図に示すように、複反射鏡型小口
径パラボラアンテナ装置は、小型、小口径の主反射鏡
（パラボラ反射鏡）１１と、主反射鏡１１の焦点ｆの近
傍（焦点ｆよりも僅かに手前側）に置かれた小型、小口
径の副反射鏡１２と、副反射鏡１２の焦点ｆ’の近傍に
開口するように置かれた給電手段としての円形導波管フ
ィーダ２３とを備えている。そして、円形導波管フィー
ダ２３は、内側形状が根元部から先端部近傍まで同一直
径のストレートパイプ２４であり、先端部（開口部）の
みがテーパーが付けられて開いたホーン状部２５となっ
ている。このホーン状部２５の先端は開口しており、電
磁波を送出あるいは受ける構成である。但し、ホーン状
部２５は指向性に大きく影響を与えない程度の小さな形
状に設定される。

【００５０】このような円形導波管フィーダ２３は、主
反射鏡１１の中心部を貫通して副反射鏡１２の焦点ｆ’
に至るまで延長したセンターフィード構造であり、円形
導波管フィーダ２３の開口２３ａよりも僅かに内側に焦
点ｆ’が位置することが好ましい。

【００５１】また、円形導波管フィーダ２３の根元部と
主反射鏡１１の背面側のコンバータ１４との接続部分に
は、円形導波管フィーダ２３の根元部に雄螺子２３ｂ、
コンバータ１４の入力側ジョイント部１４ａに雌螺子１
４ｂがそれぞれ形成されている。そして、この円形導波
管フィーダ２３は主反射鏡１１の中心孔１１ａを通り裏
側に達しており、コンバータ１４は主反射鏡裏側に延長
したその根元部に接続されている。すなわち、円形導波
管フィーダ２３の根元部の雄螺子２３ｂがコンバータ側
の雌螺子１４ｂに螺合されている。この結果、副反射鏡
１２、円形導波管フィーダ２３を持つ一次放射器部分は
主反射鏡１１を持つ本体部に対し着脱自在である。

【００５２】なお、その他の構成は前述した第１の実施
の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付
して説明を省略する。

【００５３】この第２の実施の形態によれば、第１の実
施の形態の場合の作用効果に加えて、円形導波管フィー
ダ２３の先端部がテーパーを付けた小さなホーン状とな
っているため、円形導波管フィーダ開口部のインピーダ
ンスマッチングを改善し、ＶＳＷＲの劣化を抑制して特
性改善を図ることができる。

【００５４】図１５は本発明の第３の実施の形態であっ
て、やはりＶＳＷＲに配慮した構成を示したものであ
る。この図において、複反射鏡型小口径パラボラアンテ
ナ装置は、小型、小口径の主反射鏡（パラボラ反射鏡）
１１と、主反射鏡１１の焦点ｆの近傍（焦点ｆよりも僅
かに手前側）に置かれた小型、小口径の副反射鏡１２
と、副反射鏡１２の焦点ｆ’の近傍に開口するように置
かれた給電手段としての円形導波管フィーダ３３とを備
えている。そして、円形導波管フィーダ３３は、内側形
状が根元部から先端部に至るまで当該先端部に向かって
緩やかに広がるテーパー状であり、先端は開口していて
電磁波を送出あるいは受ける構成である。但し、前記根
元部から先端部に向かって広がるテーパー形状は指向性
に大きく影響を与えない程度の小さな傾きに設定され
る。

【００５５】このような円形導波管フィーダ３３は、主
反射鏡１１の中心部を貫通して副反射鏡１２の焦点ｆ’
に至るまで延長したセンターフィード構造であり、円形
導波管フィーダ３３の開口３３ａよりも僅かに内側に焦
点ｆ’が位置することが好ましい。

【００５６】なお、その他の構成は前述した第１の実施
の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付
して説明を省略する。

【００５７】この第３の実施の形態によっても、第１の
実施の形態の場合の作用効果に加えて、円形導波管フィ
ーダ３３の内側形状が根元部から先端部に至るまで当該
先端部に向かって緩やかに広がるテーパー状となってい
るため、ＶＳＷＲの劣化を抑制して特性改善を図ること
ができる。

【００５８】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主反射鏡の直径と奥行きとが小さくなるように設定する
ことにより、一般家庭用に適したコンパクトな衛星放送
並びに衛星通信受信用のアンテナ装置を実現することが
できる。また、アンテナ装置の奥行き寸法を小さくし
て、はっ水性を有する平坦（フラット）に近い形状のレ
ドームを装着可能とすることにより、降雨、積雪の影響
を受けにくい構造とすることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る複反射鏡型小口径パラボラアンテ
ナ装置の第１の実施の形態であって全体構成を示す側断
面図である。

【図２】図１の第１の実施の形態の寸法関係を示す概略
構成図である。

【図３】第１の実施の形態における一次放射器部分の拡
大側断面図である。

【図４】第１の実施の形態において、受信プローブ部を
有するコンバータ入力側の正面図である。

【図５】前記受信プローブ部の１例を示す斜視図であ
る。

【図６】受信プローブ部の他の例を示す斜視図である。

【図７】第１の実施の形態における主反射鏡とレドーム
との嵌合部分を示す要部拡大断面図である。

【図８】前記レドームの背面図である。

【図９】主反射鏡の焦点距離Ｆと直径Ｄの比Ｆ／Ｄと、
主反射鏡の開口面からの焦点位置ｆの突出量Ｓと前記直
径Ｄの比Ｓ／Ｄとの関係を示すグラフである。

【図１０】主反射鏡の直径Ｄ＝１８λとしたときの主反
射鏡の焦点位置ｆと副反射鏡の焦点位置ｆ’間の距離Ｆ
−Ｆ’とアンテナ開口効率との関係を副反射鏡の直径ｄ
をパラメータとして示すグラフである。

【図１１】主反射鏡の直径Ｄ＝２２λとしたときの距離
Ｆ−Ｆ’とアンテナ開口効率との関係を副反射鏡の直径
ｄをパラメータとして示すグラフである。

【図１２】本発明の第２の実施の形態の全体構成を示す
側断面図である。

【図１３】図１２の第２の実施の形態の寸法関係を示す
概略構成図である。

【図１４】第２の実施の形態における一次放射器部分の
拡大側断面図である。

【図１５】本発明の第３の実施の形態の全体構成を示す
側断面図である。

【図１６】従来の複反射鏡型パラボラアンテナ装置の１
例を示す側断面図である。

【符号の説明】

１，１１ 主反射鏡 ２，１２ 副反射鏡 ３ ステイ ４，１３，２３，３３ 導波管フィーダ ５，３０ レドーム １１ａ 中心孔 １１ｂ フランジ部 １３ｂ，２３ｂ 雄螺子 １４ コンバータ １４ｂ 雌螺子 １５ ベース部材 １６ フィドーム １７，１８ 防水部品 ２０ 受信プローブ部 ２０ａ，２０ｂ 直交プローブ ２１ 円形導波管部 ３０ａ 円周状嵌合部 ３０ｂ 係止用凸状部 ３１ 弾性モール

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放物面を有する小型の主反射鏡と、該主
   反射鏡の焦点近傍に位置する双曲面を有する小型の副反
   射鏡と、該副反射鏡の焦点近傍に先端部が位置する円形
   導波管による給電手段と、該円形導波管に接続されたコ
   ンバータとを有する複反射鏡型パラボラアンテナ装置で
   あって、前記主反射鏡の直径をＤ、前記副反射鏡の直径
   をｄ、前記主反射鏡の焦点距離をＦ、前記主反射鏡の中
   心から前記副反射鏡の焦点までの距離をＦ’、前記主反
   射鏡の焦点位置と前記副反射鏡の焦点位置間の距離をＦ
   −Ｆ’、電磁波の波長をλとしたとき、 ０.２５≦Ｆ／Ｄ≦０.３０ １８λ≦Ｄ≦２２λ ２λ≦ｄ≦３λ １.０λ≦Ｆ−Ｆ’≦１.５λ であることを特徴とする複反射鏡型小口径パラボラアン
   テナ装置。
2. 【請求項２】 前記副反射鏡と前記円形導波管先端部と
   が低誘電率の合成樹脂製中空構造体を介して互いに接続
   されていて、該中空構造体により前記副反射鏡が所定位
   置に設定され、なおかつ前記副反射鏡と前記中空構造体
   間及び前記円形導波管と前記中空構造体間を弾性防水手
   段を用いて水密に接合一体化してなる請求項１記載の複
   反射鏡型小口径パラボラアンテナ装置。
3. 【請求項３】 前記円形導波管は、内側形状が根元部か
   ら先端部まで同一直径のストレートパイプであり、前記
   円形導波管と前記コンバータとの接続が、螺子による螺
   合であって着脱自在である請求項１又は２記載の複反射
   鏡型小口径パラボラアンテナ装置。
4. 【請求項４】 前記円形導波管は、内側形状が根元部か
   ら先端部近傍まで同一直径のストレートパイプであり、
   先端部のみテーパーが付けられたホーン状となってお
   り、前記円形導波管と前記コンバータとの接続が、螺子
   による螺合であって着脱自在である請求項１又は２記載
   の複反射鏡型小口径パラボラアンテナ装置。
5. 【請求項５】 前記円形導波管は、内側形状が根元部か
   ら先端部まで当該先端部に向かって緩やかに広がるテー
   パー状であり、前記円形導波管と前記コンバータとの接
   続が、螺子による螺合であって着脱自在である請求項１
   又は２記載の複反射鏡型小口径パラボラアンテナ装置。
6. 【請求項６】 前記円形導波管の伝送モードがＴＥ₁₁で
   あって、前記コンバータの入力部が円形導波管構造で水
   平及び垂直の２本の直交プローブを持つ請求項１，２，
   ３，４又は５記載の複反射鏡型小口径パラボラアンテナ
   装置。
7. 【請求項７】 前記主反射鏡の開口部が前記副反射鏡と
   共にはっ水性で平坦に近い形状のレドームで覆われ、前
   記主反射鏡の開口縁に形成されたフランジ部の全周にわ
   たって弾性モールが装着され、前記主反射鏡のフランジ
   部に嵌合する前記レドームの嵌合部の内側に複数箇所の
   係止用凸状部が形成され、前記嵌合部が前記弾性モール
   の外側に着脱自在に嵌着されるとともに、前記係止用凸
   状部が前記弾性モールに圧接、係合してなる請求項１，
   ２，３，４，５又は６記載の複反射鏡型小口径パラボラ
   アンテナ装置。