JPH114116A - 地上通信システムにて使用される二重リフレクタマイクロ波アンテナ - Google Patents
地上通信システムにて使用される二重リフレクタマイクロ波アンテナInfo
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- JPH114116A JPH114116A JP10032795A JP3279598A JPH114116A JP H114116 A JPH114116 A JP H114116A JP 10032795 A JP10032795 A JP 10032795A JP 3279598 A JP3279598 A JP 3279598A JP H114116 A JPH114116 A JP H114116A
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Classifications
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
- H01Q17/001—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems for modifying the directional characteristic of an aerial
-
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- 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
- H01Q19/02—Details
- H01Q19/021—Means for reducing undesirable effects
- H01Q19/027—Means for reducing undesirable effects for compensating or reducing aperture blockage
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- 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
- H01Q19/193—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 feed supported subreflector
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 極めて効率的であり、しかも、短い遮蔽長さ
にて幅の広い角パワーの放射エネルギが極めて少ないマ
イクロ波アンテナを提供すること。 【解決手段】 二重リフレクタマイクロ波アンテナは、
軸線を有する放物線状の主リフレクタ１０と、主リフレ
クタの軸線に沿って伸長する導波管１３及び二重モード
の供給ホーン１３ａと、供給ホーンから主リフレクタま
で放射エネルギを伝送モードにて反射する補助リフレク
タ１１と、主リフレクタの外端縁から且つ主リフレクタ
の軸線に対して略平行に伸長する遮蔽体３０とを備え、
遮蔽体の内面に不要な放射エネルギを吸収すべく吸収性
材料３１が裏当てされている。この補助リフレクタの形
状は、補助リフレクタの陰部分の外側の主リフレクタの
領域に略拘束されるアパーチャパワーの分布状態となる
ように設定される。この補助リフレクタの支持体は、中
空の誘電性円錐体１２であることが好ましく、中空の誘
電性円錐体は円錐体を貫通するエネルギが該円錐体から
反射されたエネルギと同一位相となり、位相の打ち消し
が実現されるようにする共鳴厚さを有する。
にて幅の広い角パワーの放射エネルギが極めて少ないマ
イクロ波アンテナを提供すること。 【解決手段】 二重リフレクタマイクロ波アンテナは、
軸線を有する放物線状の主リフレクタ１０と、主リフレ
クタの軸線に沿って伸長する導波管１３及び二重モード
の供給ホーン１３ａと、供給ホーンから主リフレクタま
で放射エネルギを伝送モードにて反射する補助リフレク
タ１１と、主リフレクタの外端縁から且つ主リフレクタ
の軸線に対して略平行に伸長する遮蔽体３０とを備え、
遮蔽体の内面に不要な放射エネルギを吸収すべく吸収性
材料３１が裏当てされている。この補助リフレクタの形
状は、補助リフレクタの陰部分の外側の主リフレクタの
領域に略拘束されるアパーチャパワーの分布状態となる
ように設定される。この補助リフレクタの支持体は、中
空の誘電性円錐体１２であることが好ましく、中空の誘
電性円錐体は円錐体を貫通するエネルギが該円錐体から
反射されたエネルギと同一位相となり、位相の打ち消し
が実現されるようにする共鳴厚さを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全体として、マイ
クロ波アンテナ、より具体的には、供給機構を有する放
物線リフレクタと、所定形状の補助リフレクタ（スプラ
ッシュプレート）と、二重モード供給ホーンとを備える
型式のマイクロ波アンテナに関する。
クロ波アンテナ、より具体的には、供給機構を有する放
物線リフレクタと、所定形状の補助リフレクタ（スプラ
ッシュプレート）と、二重モード供給ホーンとを備える
型式のマイクロ波アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の双曲線カセグレン式アンテナ（Ｃ
ａｓｓｅｇｒａｉｎ ａｎｔｅｎｎａ）は、主供給ホー
ンと、双曲線状の補助リフレクタと、放物線状の主リフ
レクタとを備えている。この双曲線状の補助リフレクタ
の中心部分は、その虚焦点が供給ホーンの位相中心と一
致し、その実焦点が放物線状の主リフレクタの虚焦点と
一致するような形状及び配置とされている。伝送モード
において、供給ホーンは補助リフレクタを照射し、この
補助リフレクタはその実焦点の周りでこのエネルギを球
面波にて発射し主リフレクタを照射し、この主リフレク
タは、この球面波を主リフレクタのアパーチャを横断す
る平面波に変換する。幅の広い角パワーの放射を抑制す
るため、このアンテナは、円筒状の吸収材が裏当てされ
た遮蔽体を主リフレクタ上に採用する。受け取りモード
において、放物線状の主リフレクタは、入射する平面波
によって照射され、このエネルギを球面波として反射
し、補助リフレクタを照射し、その補助リフレクタは、
その入射エネルギを供給ホーンに反射する。
ａｓｓｅｇｒａｉｎ ａｎｔｅｎｎａ）は、主供給ホー
ンと、双曲線状の補助リフレクタと、放物線状の主リフ
レクタとを備えている。この双曲線状の補助リフレクタ
の中心部分は、その虚焦点が供給ホーンの位相中心と一
致し、その実焦点が放物線状の主リフレクタの虚焦点と
一致するような形状及び配置とされている。伝送モード
において、供給ホーンは補助リフレクタを照射し、この
補助リフレクタはその実焦点の周りでこのエネルギを球
面波にて発射し主リフレクタを照射し、この主リフレク
タは、この球面波を主リフレクタのアパーチャを横断す
る平面波に変換する。幅の広い角パワーの放射を抑制す
るため、このアンテナは、円筒状の吸収材が裏当てされ
た遮蔽体を主リフレクタ上に採用する。受け取りモード
において、放物線状の主リフレクタは、入射する平面波
によって照射され、このエネルギを球面波として反射
し、補助リフレクタを照射し、その補助リフレクタは、
その入射エネルギを供給ホーンに反射する。
【０００３】典型的な主供給アンテナの幾何学的な形態
は、釦フックを有する供給ホーンと、放物線状の主リフ
レクタとを備えている。この放物線状の主リフレクタの
中心部分は、その虚焦点が供給ホーンの位相中心と一致
するような形状及び配置とされている。伝送モードにお
いて、供給ホーンは、主リフレクタを照射し、主リフレ
クタは、主リフレクタのアパーチャを横断する平面波を
放射する。幅の広い角パワーの放射を抑制するため、こ
のアンテナは、吸収材が裏当てされた遮蔽体を主リフレ
クタ上に採用する。
は、釦フックを有する供給ホーンと、放物線状の主リフ
レクタとを備えている。この放物線状の主リフレクタの
中心部分は、その虚焦点が供給ホーンの位相中心と一致
するような形状及び配置とされている。伝送モードにお
いて、供給ホーンは、主リフレクタを照射し、主リフレ
クタは、主リフレクタのアパーチャを横断する平面波を
放射する。幅の広い角パワーの放射を抑制するため、こ
のアンテナは、吸収材が裏当てされた遮蔽体を主リフレ
クタ上に採用する。
【０００４】受け取りモードにおいて、この放物線状の
主リフレクタに入射する平面波が照射され、該主リフレ
クタがその入射するエネルギを供給ホーン内に反射す
る。
主リフレクタに入射する平面波が照射され、該主リフレ
クタがその入射するエネルギを供給ホーン内に反射す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】通常、上述したアンテ
ナは、等しいＥ−面、Ｈ−面放射パターンにて略対称の
パターンを放射しなければならない。Ｅ−面パターン
は、水平方向への偏波に対応し、Ｈ−面パターンは、垂
直方向への偏波に対応する。双曲線状のカセグレン式ア
ンテナ、又は主供給アンテナの何れかから対称のパター
ンを放射するためには、供給ホーンは、略等しいＥ−面
及びＨ−面パターンを放射しなければならない。波形ホ
ーンは、略対称の放射パターンを放射する。しかしなが
ら、特に、２０乃至６０ギガヘルツ（以下に「ＧＨｚ」
で表す）の範囲に対応するミリメートル波長の周波数の
とき、その製造コストが高くなるため、設計の選択上、
波形ホーンは好ましくない。コストの嵩む波形ホーンを
採用することに代えて、二重モード（以下に「ＤＭ」で
表す）ホーンを使用することができる。このＤＭホーン
は、ＴＥ11モード及びＴＭ11モードを放射し、また、そ
の製造コストも低廉である。
ナは、等しいＥ−面、Ｈ−面放射パターンにて略対称の
パターンを放射しなければならない。Ｅ−面パターン
は、水平方向への偏波に対応し、Ｈ−面パターンは、垂
直方向への偏波に対応する。双曲線状のカセグレン式ア
ンテナ、又は主供給アンテナの何れかから対称のパター
ンを放射するためには、供給ホーンは、略等しいＥ−面
及びＨ−面パターンを放射しなければならない。波形ホ
ーンは、略対称の放射パターンを放射する。しかしなが
ら、特に、２０乃至６０ギガヘルツ（以下に「ＧＨｚ」
で表す）の範囲に対応するミリメートル波長の周波数の
とき、その製造コストが高くなるため、設計の選択上、
波形ホーンは好ましくない。コストの嵩む波形ホーンを
採用することに代えて、二重モード（以下に「ＤＭ」で
表す）ホーンを使用することができる。このＤＭホーン
は、ＴＥ11モード及びＴＭ11モードを放射し、また、そ
の製造コストも低廉である。
【０００６】本発明の主なる目的は、極めて効率的であ
り、しかも短い遮蔽長さにて幅の広い角パワーの放射が
極めて少ないマイクロ波アンテナを提供することであ
る。
り、しかも短い遮蔽長さにて幅の広い角パワーの放射が
極めて少ないマイクロ波アンテナを提供することであ
る。
【０００７】本発明のもう一つの目的は、製造コストが
低廉である、上記型式のアンテナを提供することであ
る。
低廉である、上記型式のアンテナを提供することであ
る。
【０００８】本発明の更に別の目的は、風の負荷が少な
い、上記型式のアンテナを提供することである。
い、上記型式のアンテナを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的は、二重リフレクタマイクロ波アンテナにより実現
される。このアンテナは、軸線を有する放物線状の主リ
フレクタと、主リフレクタの軸線に沿って伸長する導波
管及び二重モード供給ホーンと、供給ホーンから主リフ
レクタまで伝送モードにて放射エネルギを反射する補助
リフレクタと、主リフレクタの外端縁から、主リフレク
タの軸線に対して略平行に伸長する遮蔽体とを備え、該
遮蔽体の内面に不要な放射エネルギを吸収する吸収性材
料が裏当てされる。この補助リフレクタは、次のような
アパーチャパワーの分布状態を生じさせ得るような形状
とされている。即ち、（１）補助リフレクタの陰部分の
外側にある主リフレクタの領域に略限定され、（２）主
リフレクタの外端縁に隣接して急なテーパーが付けら
れ、（３）上記の主リフレクタの上記の補助リフレクタ
の陰部分の外端縁に隣接して急なテーパーが付けられた
アパーチャパワーの分布状態となるようにされている。
この補助リフレクタの支持体は、中空の誘電性円錐体と
し、その円錐体が、該円錐体を透過するエネルギが、上
記円錐体から反射されるエネルギと同一位相となり、位
相の打ち消しを実現し得るような共鳴厚さを有するよう
にすることが好ましい。一つの好適な実施の形態におい
て、中空の支持円錐体は、供給ホーンと同心状であり、
導波管の外面と、補助リフレクタの外端縁との間に接続
される。供給ホーンは、ＤＭ供給ホーンであることが好
ましい。
目的は、二重リフレクタマイクロ波アンテナにより実現
される。このアンテナは、軸線を有する放物線状の主リ
フレクタと、主リフレクタの軸線に沿って伸長する導波
管及び二重モード供給ホーンと、供給ホーンから主リフ
レクタまで伝送モードにて放射エネルギを反射する補助
リフレクタと、主リフレクタの外端縁から、主リフレク
タの軸線に対して略平行に伸長する遮蔽体とを備え、該
遮蔽体の内面に不要な放射エネルギを吸収する吸収性材
料が裏当てされる。この補助リフレクタは、次のような
アパーチャパワーの分布状態を生じさせ得るような形状
とされている。即ち、（１）補助リフレクタの陰部分の
外側にある主リフレクタの領域に略限定され、（２）主
リフレクタの外端縁に隣接して急なテーパーが付けら
れ、（３）上記の主リフレクタの上記の補助リフレクタ
の陰部分の外端縁に隣接して急なテーパーが付けられた
アパーチャパワーの分布状態となるようにされている。
この補助リフレクタの支持体は、中空の誘電性円錐体と
し、その円錐体が、該円錐体を透過するエネルギが、上
記円錐体から反射されるエネルギと同一位相となり、位
相の打ち消しを実現し得るような共鳴厚さを有するよう
にすることが好ましい。一つの好適な実施の形態におい
て、中空の支持円錐体は、供給ホーンと同心状であり、
導波管の外面と、補助リフレクタの外端縁との間に接続
される。供給ホーンは、ＤＭ供給ホーンであることが好
ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、特定の好適な実施の形
態に関して説明するが、これは、本発明をこれらの特別
な実施の形態にのみ限定することを意図するものではな
いことが理解されよう。これに反して、特許請求の範囲
に規定された本発明の精神及び範囲に含まれるであろう
全ての代替例、改変例及び均等物を包含することを意図
するものである。
態に関して説明するが、これは、本発明をこれらの特別
な実施の形態にのみ限定することを意図するものではな
いことが理解されよう。これに反して、特許請求の範囲
に規定された本発明の精神及び範囲に含まれるであろう
全ての代替例、改変例及び均等物を包含することを意図
するものである。
【００１１】添付図面、最初に、図１乃至図５を参照す
ると、二重リフレクタマイクロ波アンテナは、放物線状
の主リフレクタ１０と、所定形状の補助リフレクタ１１
と、中空の誘電性支持円錐体１２と、主リフレクタ１０
の軸線に沿って伸長するＤＭ供給ホーン１３ａを形成す
る導波管１３とを備えている。伝送モードにおいて、こ
のＤＭ供給ホーン１３ａは、補助リフレクタ１１を照射
し、該補助リフレクタは、このエネルギを球面波として
反射し、主リフレクタ１０の環状領域を照射する一方、
この主リフレクタは、該球面波をリフレクタのアパーチ
ャを横断する、主リフレクタの軸線に対して垂直な平面
波に変換する。受け取りモードにおいて、この主リフレ
クタ１０には、入射する平面波で照射され、該主リフレ
クタがこのエネルギを球面波として反射し、補助リフレ
クタ１１を照射する一方、この補助リフレクタは、その
入射するエネルギを供給ホーン１３ａ内に反射する（本
明細書にて使用する「供給」という語は、伝送モードに
て使用する場合、明らかな意味を有するが、当該技術分
野にて、従来通り、受け取りモードでも同様に使用する
ものとする）。
ると、二重リフレクタマイクロ波アンテナは、放物線状
の主リフレクタ１０と、所定形状の補助リフレクタ１１
と、中空の誘電性支持円錐体１２と、主リフレクタ１０
の軸線に沿って伸長するＤＭ供給ホーン１３ａを形成す
る導波管１３とを備えている。伝送モードにおいて、こ
のＤＭ供給ホーン１３ａは、補助リフレクタ１１を照射
し、該補助リフレクタは、このエネルギを球面波として
反射し、主リフレクタ１０の環状領域を照射する一方、
この主リフレクタは、該球面波をリフレクタのアパーチ
ャを横断する、主リフレクタの軸線に対して垂直な平面
波に変換する。受け取りモードにおいて、この主リフレ
クタ１０には、入射する平面波で照射され、該主リフレ
クタがこのエネルギを球面波として反射し、補助リフレ
クタ１１を照射する一方、この補助リフレクタは、その
入射するエネルギを供給ホーン１３ａ内に反射する（本
明細書にて使用する「供給」という語は、伝送モードに
て使用する場合、明らかな意味を有するが、当該技術分
野にて、従来通り、受け取りモードでも同様に使用する
ものとする）。
【００１２】導波管１３は、主リフレクタ１０に取り付
けられた取り付け板２１の中心のアパーチャ内に取り付
けられた中心ハブ２０により支持されている。ハブ２０
は、フランジ２０ａを備えており、該フランジ２０ａ
は、ディスク２３を貫通し且つハブのフランジ２０ａ内
にねじ込まれる４本のボルト２２により、板２１の上で
フランジ２１ａの一側部に対して保持されている。ボル
ト２２を締め付けると、ボルトは、ハブフランジ２０ａ
及びディスク２３をフランジ２１ａの両側部に対してき
つく締め付ける。該導波管１３は、該導波管の一端部分
の外面の上にてねじ１３ｂによりハブに固着され、該ね
じは、ハブ２０の内面における対応するねじとかみ合
う。Ｏリング２４が導波管とハブとの間の境界面内に水
分が侵入するのを防止する。補助リフレクタの方を向い
た主リフレクタ１０の側部におけるハブ２０及び取り付
け板２１の露出面は、主リフレクタの補助リフレクタの
陰部分よりも小さい領域、即ち、補助リフレクタ及びそ
の支持構造体の直径よりも小さい領域に制限される。
けられた取り付け板２１の中心のアパーチャ内に取り付
けられた中心ハブ２０により支持されている。ハブ２０
は、フランジ２０ａを備えており、該フランジ２０ａ
は、ディスク２３を貫通し且つハブのフランジ２０ａ内
にねじ込まれる４本のボルト２２により、板２１の上で
フランジ２１ａの一側部に対して保持されている。ボル
ト２２を締め付けると、ボルトは、ハブフランジ２０ａ
及びディスク２３をフランジ２１ａの両側部に対してき
つく締め付ける。該導波管１３は、該導波管の一端部分
の外面の上にてねじ１３ｂによりハブに固着され、該ね
じは、ハブ２０の内面における対応するねじとかみ合
う。Ｏリング２４が導波管とハブとの間の境界面内に水
分が侵入するのを防止する。補助リフレクタの方を向い
た主リフレクタ１０の側部におけるハブ２０及び取り付
け板２１の露出面は、主リフレクタの補助リフレクタの
陰部分よりも小さい領域、即ち、補助リフレクタ及びそ
の支持構造体の直径よりも小さい領域に制限される。
【００１３】主リフレクタ１０及び供給ホーン１３ａに
対して所望の位置に補助リフレクタ１１を支持するた
め、補助リフレクタは、中空の誘電性円錐体１２の幅の
広い端部に取り付けられる一方、該中空の誘電性円錐体
は、その小径端にて導波管１３の外面に締結されてい
る。具体的には、中空の円錐体１２の小径端は、導波管
１３の雄ねじに係合する雌ねじを有する円筒状スリーブ
１２ａにて終端となっている。導波管に設けられたスト
ッパフランジ１３ｃが、導波管の長さに沿った中空の円
錐体１２の最終位置を設定し、又、導波管と、供給ホー
ンと、中空の支持円錐体と、補助リフレクタとから成る
補助システムの内部に水分が侵入するのを防止するた
め、導波管とスリーブ１２ａとの境部分内にＯリング２
５を取り付けることが好ましい。中空の誘電性円錐体１
２の共鳴厚さは、中空の円錐体を透過するエネルギが中
空の円錐体から反射されるエネルギと同一位相となり、
位相の打ち消しが実現され得るように選択することが好
ましい。この中空の誘電性円錐体は熱的に安定し且つ水
分を吸収しない適当な誘電性材料で成形し、機械的な一
体性、安定性及び強パワーをアンテナに付与するように
することが好ましい。
対して所望の位置に補助リフレクタ１１を支持するた
め、補助リフレクタは、中空の誘電性円錐体１２の幅の
広い端部に取り付けられる一方、該中空の誘電性円錐体
は、その小径端にて導波管１３の外面に締結されてい
る。具体的には、中空の円錐体１２の小径端は、導波管
１３の雄ねじに係合する雌ねじを有する円筒状スリーブ
１２ａにて終端となっている。導波管に設けられたスト
ッパフランジ１３ｃが、導波管の長さに沿った中空の円
錐体１２の最終位置を設定し、又、導波管と、供給ホー
ンと、中空の支持円錐体と、補助リフレクタとから成る
補助システムの内部に水分が侵入するのを防止するた
め、導波管とスリーブ１２ａとの境部分内にＯリング２
５を取り付けることが好ましい。中空の誘電性円錐体１
２の共鳴厚さは、中空の円錐体を透過するエネルギが中
空の円錐体から反射されるエネルギと同一位相となり、
位相の打ち消しが実現され得るように選択することが好
ましい。この中空の誘電性円錐体は熱的に安定し且つ水
分を吸収しない適当な誘電性材料で成形し、機械的な一
体性、安定性及び強パワーをアンテナに付与するように
することが好ましい。
【００１４】支持する中空の円錐体１２に補助リフレク
タを取り付け易くするため、中空の円錐体１２の幅の広
い端部は、外方に伸長するフランジ１２ｂにて終端とな
っており、このフランジは、補助リフレクタの外周部分
に対して相補的である凹所を形成する。具体的には、該
フランジ１２ｂは、補助リフレクタの外端縁に沿って且
つ中空の円錐体１２の方を向いた補助リフレクタの面の
隣接する周部分に沿って伸長している。補助リフレクタ
１１の外周及びフランジ１２ｂの外端における張り出し
部１２ｃの両対向面には、協動するねじが形成されてお
り、このため、これら２つの部分を共に簡単にねじ止め
することができる。フランジ１２ｂと補助リフレクタ１
１の対向面の間におけるＯリング２６が、その境界部か
ら水分が侵入するのを防止する。
タを取り付け易くするため、中空の円錐体１２の幅の広
い端部は、外方に伸長するフランジ１２ｂにて終端とな
っており、このフランジは、補助リフレクタの外周部分
に対して相補的である凹所を形成する。具体的には、該
フランジ１２ｂは、補助リフレクタの外端縁に沿って且
つ中空の円錐体１２の方を向いた補助リフレクタの面の
隣接する周部分に沿って伸長している。補助リフレクタ
１１の外周及びフランジ１２ｂの外端における張り出し
部１２ｃの両対向面には、協動するねじが形成されてお
り、このため、これら２つの部分を共に簡単にねじ止め
することができる。フランジ１２ｂと補助リフレクタ１
１の対向面の間におけるＯリング２６が、その境界部か
ら水分が侵入するのを防止する。
【００１５】該補助リフレクタの形状は、次のように設
定されている。即ち、（１）補助リフレクタにより反射
された略全ての放射エネルギが主リフレクタの外端縁と
主リフレクタ上の補助リフレクタの陰部分の外端縁との
間にて主リフレクタ１０の部分を照射し、（２）アパー
チャパワーの分布状態が、主リフレクタ１０の照射領域
の主要部分、好ましくは、その照射部分の面積の少なく
とも２／３に亙って略一定であるようにする。このアパ
ーチャパワーの分布状態は、主リフレクタ１０の照射領
域の内端縁及び外端縁の双方にて急激に低下することが
好ましい。かかるアパーチャパワーの分布状態の一つの
具体例が図６に図示されており、この場合、所望のパワ
ーＰＡは、アパーチャ軸線から正規化した距離の関数と
してプロットしてある、即ち、Ｘ／（Ｄ／２）であり、
この場合、Ｘは、アパーチャ軸線からの距離、Ｄは、主
リフレクタの直径である。
定されている。即ち、（１）補助リフレクタにより反射
された略全ての放射エネルギが主リフレクタの外端縁と
主リフレクタ上の補助リフレクタの陰部分の外端縁との
間にて主リフレクタ１０の部分を照射し、（２）アパー
チャパワーの分布状態が、主リフレクタ１０の照射領域
の主要部分、好ましくは、その照射部分の面積の少なく
とも２／３に亙って略一定であるようにする。このアパ
ーチャパワーの分布状態は、主リフレクタ１０の照射領
域の内端縁及び外端縁の双方にて急激に低下することが
好ましい。かかるアパーチャパワーの分布状態の一つの
具体例が図６に図示されており、この場合、所望のパワ
ーＰＡは、アパーチャ軸線から正規化した距離の関数と
してプロットしてある、即ち、Ｘ／（Ｄ／２）であり、
この場合、Ｘは、アパーチャ軸線からの距離、Ｄは、主
リフレクタの直径である。
【００１６】補助リフレクタ１１と主リフレクタ１０と
の間の対応する放射エネルギの分布状態が図７に図示さ
れている。補助リフレクタの中心と外端縁との間の形状
が略凹状であるため、環状のビームが発生される。この
環状のビームは、主リフレクタの照射範囲を補助リフレ
クタの陰部分と主リフレクタの外端縁との間の環状領域
に制限する。
の間の対応する放射エネルギの分布状態が図７に図示さ
れている。補助リフレクタの中心と外端縁との間の形状
が略凹状であるため、環状のビームが発生される。この
環状のビームは、主リフレクタの照射範囲を補助リフレ
クタの陰部分と主リフレクタの外端縁との間の環状領域
に制限する。
【００１７】図６の所望のアパーチャパワーの分布状態
を実現する補助リフレクタ１１の正確な形状を得るため
には、次の条件を同時に満足させなければならない。即
ち、（１）補助リフレクタ及び主リフレクタから反射し
た後、供給ホーンのエネルギ力を保存すること、（２）
補助リフレクタ及び主リフレクタにてスネルの法則（Ｓ
ｎｅｌｌ’ｓ Ｌａｗ）を作用させること、（３）リフ
レクタのアパーチャの照射部分に亙り略一定の位相を実
現することである。こうした３つの条件は、異なる等式
を提供し、これらの等式を解けば、主リフレクタ及び補
助リフレクタの最適な形状を設定することができる。そ
の形状が設定されたならば、主リフレクタの実際の形状
を得るため、最も具合よく嵌まる放物線状の形状体を使
用することができる。
を実現する補助リフレクタ１１の正確な形状を得るため
には、次の条件を同時に満足させなければならない。即
ち、（１）補助リフレクタ及び主リフレクタから反射し
た後、供給ホーンのエネルギ力を保存すること、（２）
補助リフレクタ及び主リフレクタにてスネルの法則（Ｓ
ｎｅｌｌ’ｓ Ｌａｗ）を作用させること、（３）リフ
レクタのアパーチャの照射部分に亙り略一定の位相を実
現することである。こうした３つの条件は、異なる等式
を提供し、これらの等式を解けば、主リフレクタ及び補
助リフレクタの最適な形状を設定することができる。そ
の形状が設定されたならば、主リフレクタの実際の形状
を得るため、最も具合よく嵌まる放物線状の形状体を使
用することができる。
【００１８】幅の広い角パワーの放射を抑制するため、
図１乃至図５のアンテナは、不要な放射エネルギを吸収
する吸収性材料３１が裏当てされた円筒状の吸収材裏当
て遮蔽体３０を採用する。図面に図示した好適な実施の
形態において、この遮蔽体３０は主リフレクタの外端縁
から主リフレクタの軸線に対して略平行に伸長して、主
リフレクタ１０の一体部分として形成されている。本発
明のアンテナの一つの有利な点は、従来の双曲線状のカ
セグレン式アンテナ、又は、主供給アンテナに対して必
要とされる遮蔽体と比べて、吸収材が裏当てされた遮蔽
体の長さを著しく短くし得ることである。所定形状の補
助リフレクタ１１は、リフレクタの端縁からパワーを急
激に低下させるべく幅の広い角パワーの放射エネルギを
吸収するために必要とされる吸収材が裏当てされた遮蔽
体の長さは著しく短くてよい。例えば、典型的な直径３
０４．８ｍｍ（１２インチ）のリフレクタアパーチャ、
即ち、吸収材裏当ての遮蔽体の長さは、本発明のアンテ
ナの場合、７６.２ｍｍ（約３インチ）であるが、主供
給アンテナの場合、２０３．２乃至２５４ｍｍ（８乃至
１０インチ）、又は双曲線状カセグレン式アンテナの場
合、１５２.４乃至２０３．２ｍｍ（６乃至８インチ）
である。この吸収材裏当て遮蔽体の長さが短いことは、
アンテナにおける風の負荷を小さくし且つアンテナの環
境上且つ美観上の外観を向上させる。
図１乃至図５のアンテナは、不要な放射エネルギを吸収
する吸収性材料３１が裏当てされた円筒状の吸収材裏当
て遮蔽体３０を採用する。図面に図示した好適な実施の
形態において、この遮蔽体３０は主リフレクタの外端縁
から主リフレクタの軸線に対して略平行に伸長して、主
リフレクタ１０の一体部分として形成されている。本発
明のアンテナの一つの有利な点は、従来の双曲線状のカ
セグレン式アンテナ、又は、主供給アンテナに対して必
要とされる遮蔽体と比べて、吸収材が裏当てされた遮蔽
体の長さを著しく短くし得ることである。所定形状の補
助リフレクタ１１は、リフレクタの端縁からパワーを急
激に低下させるべく幅の広い角パワーの放射エネルギを
吸収するために必要とされる吸収材が裏当てされた遮蔽
体の長さは著しく短くてよい。例えば、典型的な直径３
０４．８ｍｍ（１２インチ）のリフレクタアパーチャ、
即ち、吸収材裏当ての遮蔽体の長さは、本発明のアンテ
ナの場合、７６.２ｍｍ（約３インチ）であるが、主供
給アンテナの場合、２０３．２乃至２５４ｍｍ（８乃至
１０インチ）、又は双曲線状カセグレン式アンテナの場
合、１５２.４乃至２０３．２ｍｍ（６乃至８インチ）
である。この吸収材裏当て遮蔽体の長さが短いことは、
アンテナにおける風の負荷を小さくし且つアンテナの環
境上且つ美観上の外観を向上させる。
【００１９】本発明のアンテナに使用される所定形状の
補助リフレクタの更に有利な点は、電圧安定波比（「Ｖ
ＳＷＲ」）が小さく、特に、放射パターンがより良好と
なることである。この所定形状の補助リフレクタは、ア
ンテナのホーン領域又は陰領域に対して拡散して戻すエ
ネルギは極めて僅かである。ホーン及び補助リフレクタ
の陰部分から拡散されたエネルギは、放射パターンを劣
化させるため、所定形状の補助リフレクタはＶＳＷＲを
低下させ且つ放射されるパターンをより良好なものにす
る。
補助リフレクタの更に有利な点は、電圧安定波比（「Ｖ
ＳＷＲ」）が小さく、特に、放射パターンがより良好と
なることである。この所定形状の補助リフレクタは、ア
ンテナのホーン領域又は陰領域に対して拡散して戻すエ
ネルギは極めて僅かである。ホーン及び補助リフレクタ
の陰部分から拡散されたエネルギは、放射パターンを劣
化させるため、所定形状の補助リフレクタはＶＳＷＲを
低下させ且つ放射されるパターンをより良好なものにす
る。
【００２０】図８ａ及び図８ｂは、図１乃至図５のマイ
クロ波アンテニを３８．２５ＧＨｚにて作動させたとき
のＥ−面及びＨ−面の同一面状の放射パターンを測定し
たグラフであり、図９ａ及び図９ｂは、対応する測定Ｅ
−面及びＨ−面の交差面状の放射パターンのグラフであ
る。Ｅ−面及びＨ−面パターンの双方は、欧州の欧州電
気通信標準協会（ＥＴＳＩ）、及び米国のＦＣＣが現
在、要求する基準に適合する。また、これらのパターン
は、極めて指向性が強い。図示したパターンは、３８．
２５ＧＨｚの周波数にて発生させたが、ＤＭ供給ホーン
の寸法、及び補助リフレクタの形状を変更するだけで、
約２ＧＨｚ乃至６０ＧＨｚの範囲のマイクロ波周波数範
囲に亙って同様の結果を得ることができる。更に、図２
及び図３に図示した特別な補助リフレクタの形状は、Ｄ
Ｍ供給ホーンの寸法を適宜に修正することにより、約２
２ＧＨｚ乃至約４０ＧＨｚの範囲の周波数にて使用する
のに適したものになる。
クロ波アンテニを３８．２５ＧＨｚにて作動させたとき
のＥ−面及びＨ−面の同一面状の放射パターンを測定し
たグラフであり、図９ａ及び図９ｂは、対応する測定Ｅ
−面及びＨ−面の交差面状の放射パターンのグラフであ
る。Ｅ−面及びＨ−面パターンの双方は、欧州の欧州電
気通信標準協会（ＥＴＳＩ）、及び米国のＦＣＣが現
在、要求する基準に適合する。また、これらのパターン
は、極めて指向性が強い。図示したパターンは、３８．
２５ＧＨｚの周波数にて発生させたが、ＤＭ供給ホーン
の寸法、及び補助リフレクタの形状を変更するだけで、
約２ＧＨｚ乃至６０ＧＨｚの範囲のマイクロ波周波数範
囲に亙って同様の結果を得ることができる。更に、図２
及び図３に図示した特別な補助リフレクタの形状は、Ｄ
Ｍ供給ホーンの寸法を適宜に修正することにより、約２
２ＧＨｚ乃至約４０ＧＨｚの範囲の周波数にて使用する
のに適したものになる。
【００２１】
【発明の効果】このように、上述したアンテナは、その
長さが極めて短い遮蔽体によって極めて方向効率に優れ
且つ広い幅角パワーの放射エネルギが少ない、低コスト
のマイクロ波アンテナを提供するものであることが理解
できる。一方、遮蔽体の長さが短いことは、アンテナに
おける風の負荷を小さくし、このことは、アンテナに必
要とされる支持構造体のコストを軽減することにつなが
る。
長さが極めて短い遮蔽体によって極めて方向効率に優れ
且つ広い幅角パワーの放射エネルギが少ない、低コスト
のマイクロ波アンテナを提供するものであることが理解
できる。一方、遮蔽体の長さが短いことは、アンテナに
おける風の負荷を小さくし、このことは、アンテナに必
要とされる支持構造体のコストを軽減することにつなが
る。
【図１】本発明を具体化するマイクロ波アンテナの背面
図である。
図である。
【図２】図１の線２−２に略沿った縦断面図である。
【図３】図１及び図２のアンテナの供給部分の拡大図で
ある。
ある。
【図４】図２に図示した供給機構の左側部から見た平面
図である。
図である。
【図５】図２の図示した供給機構の右側部から見た平面
図である。
図である。
【図６】図１乃至図５のアンテナの主リフレクタのアパ
ーチャの半分、即ち、その半径に沿った所望のアパーチ
ャパワーの分布状態を示す図である。
ーチャの半分、即ち、その半径に沿った所望のアパーチ
ャパワーの分布状態を示す図である。
【図７】図１乃至図５のアンテナの放射エネルギの分布
線図である。
線図である。
【図８】図８ａは、３８．２５ＧＨｚで作動させた図１
乃至図５のマイクロ波アンテナに対するＥ−面の同一面
放射パターンの測定グラフである。図８ｂは、３８．２
５ＧＨｚで作動させた図１乃至図５のマイクロ波アンテ
ナに対するＨ−面の同一面放射パターンの測定グラフで
ある。
乃至図５のマイクロ波アンテナに対するＥ−面の同一面
放射パターンの測定グラフである。図８ｂは、３８．２
５ＧＨｚで作動させた図１乃至図５のマイクロ波アンテ
ナに対するＨ−面の同一面放射パターンの測定グラフで
ある。
【図９】図９ａは、３８．２５ＧＨｚで作動させた図１
乃至図５のマイクロ波アンテナに対するＥ−面の交差面
放射パターンの測定グラフである。図９ｂは、３８．２
５ＧＨｚで作動させた図１乃至図５のマイクロ波アンテ
ナに対するＨ−面の交差面放射パターンの測定グラフで
ある。
乃至図５のマイクロ波アンテナに対するＥ−面の交差面
放射パターンの測定グラフである。図９ｂは、３８．２
５ＧＨｚで作動させた図１乃至図５のマイクロ波アンテ
ナに対するＨ−面の交差面放射パターンの測定グラフで
ある。
１０ 主リフレクタ １１ 補助リフレク
タ １２ 誘電性円錐体 １２ａ 円筒状スリ
ーブ １２ｂ フランジ １２ｃ 張り出し部 １３ 導波管 １３ａ ＤＭ供給ホ
ーン １３ｂ ねじ １３ｃ ストッパフ
ランジ ２０ 中心ハブ ２０ａ ハブフラン
ジ ２１ 取り付け板 ２１ａ フランジ ２２ ボルト ２３ ディスク ２４、２５、２６ Ｏリング ３０ 遮蔽体 ３１ 吸収性材料
タ １２ 誘電性円錐体 １２ａ 円筒状スリ
ーブ １２ｂ フランジ １２ｃ 張り出し部 １３ 導波管 １３ａ ＤＭ供給ホ
ーン １３ｂ ねじ １３ｃ ストッパフ
ランジ ２０ 中心ハブ ２０ａ ハブフラン
ジ ２１ 取り付け板 ２１ａ フランジ ２２ ボルト ２３ ディスク ２４、２５、２６ Ｏリング ３０ 遮蔽体 ３１ 吸収性材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディー・ジョン・コール イギリス国スコットランド，ケイワイ11・ ５アールエイ，ダンファームリン，ピット コーディー，プレイン・グローブ １
Claims (14)
- 【請求項１】 地上通信システムにて使用される二重リ
フレクタマイクロ波アンテナにおいて、 軸線を有する放物線状主リフレクタと、 該主リフレクタの軸線に沿って伸長する導波管及び二重
モード供給ホーンと、 前記供給ホーンから前記主リフレクタまで放射エネルギ
を伝送モードにて反射する補助リフレクタとを備え、 該補助リフレクタの形状が、（１）補助リフレクタの陰
部分の外側にある主リフレクタの領域に略限定され、
（２）主リフレクタの外端縁に隣接して急なテーパーが
付けられ、（３）前記主リフレクタの前記補助リフレク
タの陰部分の外端縁に隣接して急なテーパーが付けられ
たアパーチャパワーの分布状態を生じさせるように設定
され、 前記主リフレクタの外端縁から、該主リフレクタの軸線
に対して略平行に伸長する遮蔽体を備え、該遮蔽体の内
面に不要な放射エネルギを吸収すべく吸収性材料が裏当
てされている、二重リフレクタマイクロ波アンテナ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のアンテナにおいて、前
記遮蔽体が前記主リフレクタの軸線に対して垂直な面で
あって、前記補助リフレクタの反射面よりも前記主リフ
レクタの中心から僅かだけより離れている面内にて終端
となる、アンテナ。 - 【請求項３】 請求項１に記載のアンテナにおいて、前
記補助リフレクタの形状が、該補助リフレクタの陰部分
の外側にて主リフレクタの領域に略拘束された環状ビー
ムとして前記ホーンからのエネルギを反射し得るように
設定される、アンテナ。 - 【請求項４】 請求項１に記載のアンテナにおいて、前
記主リフレクタの方を向いた前記補助リフレクタの面が
該補助リフレクタの中心と外端縁との間にて略凹状をし
ている、アンテナ。 - 【請求項５】 請求項１に記載のアンテナにおいて、前
記導波管の外面と前記補助リフレクタの外端縁との間に
接続され、該補助リフレクタを該導波管の上に取り付け
る誘電性の支持手段を備える、アンテナ。 - 【請求項６】 請求項５に記載のアンテナにおいて、前
記誘電性支持手段が共鳴厚さを有する中空の円錐体を備
え、該円錐体を貫通するエネルギが該円錐体から反射さ
れるエネルギと同一位相となり、位相の打ち消しが実現
されるようにする、アンテナ。 - 【請求項７】 請求項１に記載のアンテナにおいて、前
記導波管が、前記主リフレクタの中心にてハブに取り付
けられ且つ該ハブにより支持される、アンテナ。 - 【請求項８】 地上通信システムにて使用される二重リ
フレクタマイクロ波アンテナにおいて、 軸線を有する放物線状主リフレクタと、 該主リフレクタの軸線に沿って伸長する導波管及び供給
ホーンと、 前記供給ホーンから前記主リフレクタまで放射エネルギ
を伝送モードにて反射する補助リフレクタとを備え、 該補助リフレクタの形状が、（１）補助リフレクタの陰
部分の外側にある主リフレクタの領域に略限定され、
（２）主リフレクタの外端縁に隣接して急なテーパーが
付けられ、（３）前記主リフレクタの前記補助リフレク
タの陰部分の外端縁に隣接して急なテーパーが付けられ
たアパーチャパワーの分布状態を生じさせるように設定
され、 前記補助リフレクタを支持し得るように前記供給ホーン
と同心状の中空の誘電性円錐体であって、該円錐体を貫
通するエネルギが該円錐体から反射されたエネルギと同
一位相となり、位相の打ち消しが実現されるようにする
共鳴厚さを有する中空の絶縁性円錐体とを備える、二重
リフレクタマイクロ波アンテナ。 - 【請求項９】 請求項８に記載のアンテナにおいて、前
記主リフレクタの外端縁から該主リフレクタの軸線に対
して略平行に伸長する遮蔽体を備え、該遮蔽体の内面に
不要な放射エネルギを吸収すべく吸収性材料が裏当てさ
れている、アンテナ。 - 【請求項１０】 請求項８に記載のアンテナにおいて、
前記導波管の外面に前記中空の誘電性円錐体が取り付け
られる、アンテナ。 - 【請求項１１】 請求項９に記載のアンテナにおいて、
前記遮蔽体が、前記主リフレクタの軸線に対して垂直な
面であって、前記補助リフレクタの反射面よりも前記主
リフレクタの中心から僅かだけより離れている面内にて
終端となる、アンテナ。 - 【請求項１２】 請求項８に記載のアンテナにおいて、
前記補助リフレクタの形状が、該補助リフレクタの陰部
分の外側にて主リフレクタの領域に略拘束された環状ビ
ームとして前記ホーンからのエネルギを反射し得るよう
に設定された、アンテナ。 - 【請求項１３】 請求項８に記載のアンテナにおいて、
前記主リフレクタの方を向いた前記補助リフレクタの面
が該補助リフレクタの中心と外端縁との間にて略凹状を
している、アンテナ。 - 【請求項１４】 請求項８に記載のアンテナにおいて、
前記導波管が、前記主リフレクタの中心にてハブに取り
付けられ且つ該ハブにより支持される、アンテナ。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US3720597P | 1997-02-14 | 1997-02-14 | |
| US09/022652 | 1998-02-12 | ||
| US09/022,652 US6107973A (en) | 1997-02-14 | 1998-02-12 | Dual-reflector microwave antenna |
| US60/037205 | 1998-02-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH114116A true JPH114116A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=21893029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10032795A Pending JPH114116A (ja) | 1997-02-14 | 1998-02-16 | 地上通信システムにて使用される二重リフレクタマイクロ波アンテナ |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6107973A (ja) |
| EP (1) | EP0859427B1 (ja) |
| JP (1) | JPH114116A (ja) |
| CN (1) | CN1185764C (ja) |
| AU (1) | AU731351B2 (ja) |
| BR (1) | BR9800630A (ja) |
| DE (1) | DE69834968T2 (ja) |
| ES (1) | ES2267156T3 (ja) |
| HU (1) | HUP9800315A3 (ja) |
| TW (1) | TW367633B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101032190B1 (ko) | 2008-11-04 | 2011-05-02 | 주식회사 극동통신 | 유전체 장하혼 및 이를 이용한 이중 반사판 안테나 |
| JP2014533026A (ja) * | 2011-11-02 | 2014-12-08 | アストリアム リミテッド | デュアルバンドスプラッシュプレートサポートを含むリフレクタアンテナ |
Families Citing this family (52)
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|---|---|---|---|---|
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| US6677908B2 (en) | 2000-12-21 | 2004-01-13 | Ems Technologies Canada, Ltd | Multimedia aircraft antenna |
| DE20107294U1 (de) * | 2001-04-21 | 2001-08-23 | Woetzel Frank E | Anordnung zur Erregung einer zentralfokussierten Reflektorantenne |
| US6697027B2 (en) * | 2001-08-23 | 2004-02-24 | John P. Mahon | High gain, low side lobe dual reflector microwave antenna |
| US6657598B2 (en) | 2001-10-12 | 2003-12-02 | Andrew Corporation | Method of and apparatus for antenna alignment |
| EP1315239A1 (en) * | 2001-11-22 | 2003-05-28 | Marconi Communications GmbH | Parabolic reflector and antenna incorporating same |
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| US7242360B2 (en) * | 2005-11-14 | 2007-07-10 | Northrop Grumman Corporation | High power dual band high gain antenna system and method of making the same |
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| EP1939981B1 (en) * | 2006-12-26 | 2016-08-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Antenna apparatus |
| WO2008102377A2 (en) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Indian Space Research Organization | A device for feeding multimode monopulse signals from antennas for tracking satellites |
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| ITRM20070154A1 (it) | 2007-03-23 | 2008-09-24 | Space Engineering Spa | Antenna ad alta efficienza e dimensioni compatte, in particolare per installazione su veicolo, quale aeromobile o treno ad alta velocita o autoveicolo. |
| US7907097B2 (en) * | 2007-07-17 | 2011-03-15 | Andrew Llc | Self-supporting unitary feed assembly |
| FR2926680B1 (fr) * | 2008-01-18 | 2010-02-12 | Alcatel Lucent | Reflecteur-secondaire d'une antenne a double reflecteur |
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