JPS5830210A - 多周波数帯共用アンテナ - Google Patents
多周波数帯共用アンテナInfo
- Publication number
- JPS5830210A JPS5830210A JP12819581A JP12819581A JPS5830210A JP S5830210 A JPS5830210 A JP S5830210A JP 12819581 A JP12819581 A JP 12819581A JP 12819581 A JP12819581 A JP 12819581A JP S5830210 A JPS5830210 A JP S5830210A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflector
- frequency
- radiator
- sub
- antenna
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
- H01Q5/45—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more feeds in association with a common reflecting, diffracting or refracting device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は反射鏡アンテナにおいて複数の異なる周波数帯
のビームを放射するアンテナを提供するものである。
のビームを放射するアンテナを提供するものである。
一般にこの種のアシテナは例えば衛星塔載用アンテナの
ように電量および寸法に制限のある状況で用−られ−一
つのアンテナを複数の異なる周波数帯で共用する場合な
どに用いられる。
ように電量および寸法に制限のある状況で用−られ−一
つのアンテナを複数の異なる周波数帯で共用する場合な
どに用いられる。
セころで従来より多周波数帯共用アンテナを実現する牟
めの方法としては周波数選択板を用いたものあるいは周
波数共用−次放射器を用−たもの等が知られている。第
１図はＮ波数選択 。
めの方法としては周波数選択板を用いたものあるいは周
波数共用−次放射器を用−たもの等が知られている。第
１図はＮ波数選択 。
板を用いた２アンテナの一例である。１は回転放物面か
ら成る主反射鎗−，２は高−周波数りを透過し低い周波
数ｆｔを反射する周波数選択板、３け該主反射鏡の焦点
、３１は該焦点の周波数選択板に対する電気的影像、４
は焦点３近傍に配電された周波数ｆｔ用の一次放射器５
Ｓは焦点３Ｉ近傍に配置された周波数ｆｔ用の一次竺射
器を表わす。こめアンテナ系の動作原理を説明するりま
ず周波数５なる電波は二次放射器番より周波数選択板２
を透過し主反射鏡１へ入射し位相がそろえられ放射ビー
ムとなるー。一方周波数ｆｔなる電波は一次放射器５よ
り周波数選択板２へ至シこれＫより反射されあ慶かも焦
点Ｓよシ放射されたような波面となって主反射＃１へ入
射し位相がそろえられ放射ビームとなる。結局１この形
式の多周波数帯共用特性は周波数選択板の分波特性によ
り決定されるととＫなる。第２図は周波数選択板の特性
の一例を定性的に示したものである０実線は反射損失を
示し、破線は透過損失を示す。＃！！！図のΔ１、Δ６
に示されるように１一般に周波ｔＡｓ ｊｔの双方に対
しそれぞれ完全な透過および反射特性を示さずいずれに
対しても若干の損失がともなうことになる。
ら成る主反射鎗−，２は高−周波数りを透過し低い周波
数ｆｔを反射する周波数選択板、３け該主反射鏡の焦点
、３１は該焦点の周波数選択板に対する電気的影像、４
は焦点３近傍に配電された周波数ｆｔ用の一次放射器５
Ｓは焦点３Ｉ近傍に配置された周波数ｆｔ用の一次竺射
器を表わす。こめアンテナ系の動作原理を説明するりま
ず周波数５なる電波は二次放射器番より周波数選択板２
を透過し主反射鏡１へ入射し位相がそろえられ放射ビー
ムとなるー。一方周波数ｆｔなる電波は一次放射器５よ
り周波数選択板２へ至シこれＫより反射されあ慶かも焦
点Ｓよシ放射されたような波面となって主反射＃１へ入
射し位相がそろえられ放射ビームとなる。結局１この形
式の多周波数帯共用特性は周波数選択板の分波特性によ
り決定されるととＫなる。第２図は周波数選択板の特性
の一例を定性的に示したものである０実線は反射損失を
示し、破線は透過損失を示す。＃！！！図のΔ１、Δ６
に示されるように１一般に周波ｔＡｓ ｊｔの双方に対
しそれぞれ完全な透過および反射特性を示さずいずれに
対しても若干の損失がともなうことになる。
さらに周波数選択板に関しては、使用周波数ｙｈ。
ｊｔ％肩波数選＃ｊｌ板への電波の入射角などの設計条
件を満足させなければならないだけでなく、多層構造を
保持するために問にはさも誘電体の影−やさらに衛星塔
載用としては耐宇宙環境性なども考慮せねどならず一単
純な鏡面に比較しその製作はか′＆シ困雛である。第３
図は周波数共用−次放射器を用いた多周波数帯共用アン
テナの一例である。１は主反射鏡、６は周波数共用−次
放射器であり、さらにこれはフの外部導体ホーンおよび
８の内部導体導波管とから成る。
件を満足させなければならないだけでなく、多層構造を
保持するために問にはさも誘電体の影−やさらに衛星塔
載用としては耐宇宙環境性なども考慮せねどならず一単
純な鏡面に比較しその製作はか′＆シ困雛である。第３
図は周波数共用−次放射器を用いた多周波数帯共用アン
テナの一例である。１は主反射鏡、６は周波数共用−次
放射器であり、さらにこれはフの外部導体ホーンおよび
８の内部導体導波管とから成る。
このアンテナでは周波数への電波は８の導波管から放射
され、周波数ｆｔの電波はフの外部導体および８の内部
導体導波管により構成される同軸ホーンから放射され−
いずれも主反射饋で位相をそろえられて所望のビームと
なる。この種のアンテナは、一つの一次放射器を＊＃の
周波数で共用するために次のような欠点を有する。
され、周波数ｆｔの電波はフの外部導体および８の内部
導体導波管により構成される同軸ホーンから放射され−
いずれも主反射饋で位相をそろえられて所望のビームと
なる。この種のアンテナは、一つの一次放射器を＊＃の
周波数で共用するために次のような欠点を有する。
まず、画周波数のホーンの相対位置関係や由互いのホー
ンの寸法などに独立な自由度がないこと、−次放射器に
対するＶ８ＷＲ特性などの調整が単−周波数用のホーン
に比較してボーであること、さらにＷｌ波数共用のため
に損失が増加すること等である。
ンの寸法などに独立な自由度がないこと、−次放射器に
対するＶ８ＷＲ特性などの調整が単−周波数用のホーン
に比較してボーであること、さらにＷｌ波数共用のため
に損失が増加すること等である。
本発明はこれらの欠点を除去するために、周波＃選択板
および周波数共用−次放射器を用いずに単紳な一面によ
り周波数共用を可能とすることを特徴としたもので、以
下図面について詳細に説明する。
および周波数共用−次放射器を用いずに単紳な一面によ
り周波数共用を可能とすることを特徴としたもので、以
下図面について詳細に説明する。
第４図−）は本発明の実施例であって１は回転放物面か
ら成る主反射鏡、Ｓは該主反射鏡および後記双曲面形状
を有する副反射鏡とで共通の焦点、３′は後記副反射鏡
の２つの焦点のうち残る１つの焦点、番、６はそれぞれ
焦点３および３Ｉｌの近傍Ｋｆｆｉかれた一次放射器で
あり１それぞれ異なる周波数帯で使用される。ここでは
簡単のため一次放射器４を高い方の周波ＷＩＡで、−次
放射器５を低い方の周波ａｆｔで使用する場合を考える
。９は回転双曲面から成る副反射鏡でありその一部が切
削されこの部分に前記−次放射器４が配置される＠なお
該１１反射ｆ＃９の２つの焦点は前記３および３′に位
ｆしており、θは主反射鏡曲面の回転放物面の回転Ｉｋ
ｌ！ＩＱと副反射鏡曲面の回転双曲線の回転軸Ｕとのな
す角度を表わしている。第４図（１））は該副反射鏡９
の一部を切削し周波数ｆｈ用の一次放射器４をこの部分
に配置したきころを主反射鏡面側から見たものである。
ら成る主反射鏡、Ｓは該主反射鏡および後記双曲面形状
を有する副反射鏡とで共通の焦点、３′は後記副反射鏡
の２つの焦点のうち残る１つの焦点、番、６はそれぞれ
焦点３および３Ｉｌの近傍Ｋｆｆｉかれた一次放射器で
あり１それぞれ異なる周波数帯で使用される。ここでは
簡単のため一次放射器４を高い方の周波ＷＩＡで、−次
放射器５を低い方の周波ａｆｔで使用する場合を考える
。９は回転双曲面から成る副反射鏡でありその一部が切
削されこの部分に前記−次放射器４が配置される＠なお
該１１反射ｆ＃９の２つの焦点は前記３および３′に位
ｆしており、θは主反射鏡曲面の回転放物面の回転Ｉｋ
ｌ！ＩＱと副反射鏡曲面の回転双曲線の回転軸Ｕとのな
す角度を表わしている。第４図（１））は該副反射鏡９
の一部を切削し周波数ｆｈ用の一次放射器４をこの部分
に配置したきころを主反射鏡面側から見たものである。
このアンテナの動作原理を説明する。周波数ｊｈの電波
は一次放射器４より放射され副反射鏡９には殆んど影譬
されずに進み、主反射鏡１へ入射し位相がそろえられ放
射ビームとなる。一方周波数ｆｉの電波は一次放射器６
より放射され副反射ｔＩ１９で反射された後、あたかも
焦点３より放射されたような波面となり主反射鏡ｌへ入
射し位相がそろえられて放射ビームとなる。この周ｔＩ
ＩＷｔｆｔの電波に関しては、副反射−が完全な回転双
曲面ではなく・その一部が周波数り用の一次放射器４に
置換されているため、この部分に入射した１波は乱され
アンテナ系の利得低下要因となる。この利得低下歓は第
４図（ｂ）において副反射＠９に占める一次放射器４の
面積の割合によりほぼ決定され、後者が前者に対して小
さい程利得低下量も小さくなる。したがってアンテナと
して一次放射器６からの放射ビームの特性を向上するた
めには、副反射鏡面の面積を太きく・設計しこの鏡面全
体を有効に照射すること、さらに−次放射器番の寸法を
Ｐ＃波数為の電波を放射するために十分大きい範囲で、
可能な限り小さくし副反射鏡面９で回転双曲面ではな一
領域を小さくすれば良い。特に−次放射器４で使用する
周波気タ が−次放射器５で使用する周波数ｋに比較し
はるかに高い場合には上記の条件を満足することが容易
であり利得低下量も非常に小さくできる。
は一次放射器４より放射され副反射鏡９には殆んど影譬
されずに進み、主反射鏡１へ入射し位相がそろえられ放
射ビームとなる。一方周波数ｆｉの電波は一次放射器６
より放射され副反射ｔＩ１９で反射された後、あたかも
焦点３より放射されたような波面となり主反射鏡ｌへ入
射し位相がそろえられて放射ビームとなる。この周ｔＩ
ＩＷｔｆｔの電波に関しては、副反射−が完全な回転双
曲面ではなく・その一部が周波数り用の一次放射器４に
置換されているため、この部分に入射した１波は乱され
アンテナ系の利得低下要因となる。この利得低下歓は第
４図（ｂ）において副反射＠９に占める一次放射器４の
面積の割合によりほぼ決定され、後者が前者に対して小
さい程利得低下量も小さくなる。したがってアンテナと
して一次放射器６からの放射ビームの特性を向上するた
めには、副反射鏡面の面積を太きく・設計しこの鏡面全
体を有効に照射すること、さらに−次放射器番の寸法を
Ｐ＃波数為の電波を放射するために十分大きい範囲で、
可能な限り小さくし副反射鏡面９で回転双曲面ではな一
領域を小さくすれば良い。特に−次放射器４で使用する
周波気タ が−次放射器５で使用する周波数ｋに比較し
はるかに高い場合には上記の条件を満足することが容易
であり利得低下量も非常に小さくできる。
一例として、開口径１１ｍ、間口半角３６°、副反射−
口径０．４５ｍ、主反射＃照点距離０．９’７ 、 。
口径０．４５ｍ、主反射＃照点距離０．９’７ 、 。
副反射＃１ＩＩｌ心率阜９、副反射鏡の２無点間距嘴０
．５５ｍ−両＃面の錠軸のなす角θが４°のオフセット
カセグレンアンテナを２．Ｂ Ｇｕｍおよび加ＧＨｚの
２周波数で共用するなめに本発明を適用した場合の、周
波数共用に起因する利得低下量を計算してみる。この場
合第４図（→において一次放射器４を２０ＧＨ” ％−
一次放射器５八５ ＧＨｚで使用すると副反射鏡の切削
される部分は直径約ｏ、１４ｍのほぼ円形間口となり、
２０ＧＨｙｓ帯で祉殆んど利得低下はなく、幼ＧＨｚ帯
では約Ｑ６ａＳの利得低下となる。これは現在の技術で
得られる周波数選択板管用いて、耐宇宙環境性を有し、
衛星塔載用として実用可能なアンテナにおいて実現可能
な最少利得低下量である２０ＧＨｍ帯約ＬＩＳ ｄＢ
Ｓ＆５ ＧＨｓｉ帯約０．６１１Ｂと比較すると非常に
優れた特性であることを示す。さらに−次放射器５を使
用する周波数がはるかに低い場合には、割戻ＩＩｔ＃の
切削部分がこの周波数に対しカッジオ７となるために、
利得低下量を副反射鏡と切削部分との面積比から近似的
に計算した上記数値よりも一層小さくなる。
．５５ｍ−両＃面の錠軸のなす角θが４°のオフセット
カセグレンアンテナを２．Ｂ Ｇｕｍおよび加ＧＨｚの
２周波数で共用するなめに本発明を適用した場合の、周
波数共用に起因する利得低下量を計算してみる。この場
合第４図（→において一次放射器４を２０ＧＨ” ％−
一次放射器５八５ ＧＨｚで使用すると副反射鏡の切削
される部分は直径約ｏ、１４ｍのほぼ円形間口となり、
２０ＧＨｙｓ帯で祉殆んど利得低下はなく、幼ＧＨｚ帯
では約Ｑ６ａＳの利得低下となる。これは現在の技術で
得られる周波数選択板管用いて、耐宇宙環境性を有し、
衛星塔載用として実用可能なアンテナにおいて実現可能
な最少利得低下量である２０ＧＨｍ帯約ＬＩＳ ｄＢ
Ｓ＆５ ＧＨｓｉ帯約０．６１１Ｂと比較すると非常に
優れた特性であることを示す。さらに−次放射器５を使
用する周波数がはるかに低い場合には、割戻ＩＩｔ＃の
切削部分がこの周波数に対しカッジオ７となるために、
利得低下量を副反射鏡と切削部分との面積比から近似的
に計算した上記数値よりも一層小さくなる。
なお１ことでは送信の場合についてのみ説明したが、受
信として動作する場合も通常の可逆定理より全く同様の
ことが言える。
信として動作する場合も通常の可逆定理より全く同様の
ことが言える。
さらに第４図ではオフセット形式のアンテナへの実施例
のみを示したが軸対称形式のアンテナへも全く同じ原理
で適用可能である。
のみを示したが軸対称形式のアンテナへも全く同じ原理
で適用可能である。
また、−・次放射器４．５については単一のホーンとし
て説ｗＡしてき念がこれらのいずれかあるいは両者が複
数個のホーンにより構成された一次放射器である場合や
線状の一次放射器である場合にも全く同様の原理で多周
波数帯共用が実現できる。
て説ｗＡしてき念がこれらのいずれかあるいは両者が複
数個のホーンにより構成された一次放射器である場合や
線状の一次放射器である場合にも全く同様の原理で多周
波数帯共用が実現できる。
また、副反射−の切削部分はほぼ円形の単一開口として
説明してきたが、この形状は一次放射器４の形状に合わ
せた任意の形状でよく例えば複機ホーンの一次放射器に
対してはＩＩ数個の小開口を設けることもできろ。
説明してきたが、この形状は一次放射器４の形状に合わ
せた任意の形状でよく例えば複機ホーンの一次放射器に
対してはＩＩ数個の小開口を設けることもできろ。
以上説明したように、本発明によるアンテナ装置におい
てはｌ１ｌｆＩＩ数遺択叡を使うものに比較しＳ製作が
容易であるばかりでなくｍｐ数選択板やこれに付随する
誘電体等による損失がなくなり、特に、主反射鏡の照点
近傍に記音される一次放射器から放射される電波に対し
ては副反射鏡の存在は殆んど影譬がないため周波数帯共
用による電気的特性劣化は無視でき、高性能なアンテナ
特性が得られるなどの利点がある。さらに回転双曲面で
ある副反射鏡の鏡面パラメータ、例えば離心率や副反射
鏡の主反射鏡に対する傾き−を変化させることにより主
反射纜の焦点３に対する副反射鏡およびその焦点３′の
相対的な距離や位置が自由に変本られるため、ブロッキ
ングやスピルオーバなどを考慮して一次放射器や副反射
鏡の最適な位置を実現する仁とができる。第５図はこの
状況を示したものである。第Ｓ図（＆）は回転双曲面の
離心率が小さく、さらに角度０も小さいために一次放射
器５が周波数人厖いずれのビームに対してもブロッキン
グを生じている場合である。１８５図（１））はこのブ
ロッキングをな（すために副反射−の回転双曲面の離心
率を大きく、シかもｇｐ点点間距離を大きくするととも
に傾き角θを大きくしており、−次放射器５０寸法を十
分に大きく設定できなおかつブロッキングが少な一構成
が可能な例を示している。
てはｌ１ｌｆＩＩ数遺択叡を使うものに比較しＳ製作が
容易であるばかりでなくｍｐ数選択板やこれに付随する
誘電体等による損失がなくなり、特に、主反射鏡の照点
近傍に記音される一次放射器から放射される電波に対し
ては副反射鏡の存在は殆んど影譬がないため周波数帯共
用による電気的特性劣化は無視でき、高性能なアンテナ
特性が得られるなどの利点がある。さらに回転双曲面で
ある副反射鏡の鏡面パラメータ、例えば離心率や副反射
鏡の主反射鏡に対する傾き−を変化させることにより主
反射纜の焦点３に対する副反射鏡およびその焦点３′の
相対的な距離や位置が自由に変本られるため、ブロッキ
ングやスピルオーバなどを考慮して一次放射器や副反射
鏡の最適な位置を実現する仁とができる。第５図はこの
状況を示したものである。第Ｓ図（＆）は回転双曲面の
離心率が小さく、さらに角度０も小さいために一次放射
器５が周波数人厖いずれのビームに対してもブロッキン
グを生じている場合である。１８５図（１））はこのブ
ロッキングをな（すために副反射−の回転双曲面の離心
率を大きく、シかもｇｐ点点間距離を大きくするととも
に傾き角θを大きくしており、−次放射器５０寸法を十
分に大きく設定できなおかつブロッキングが少な一構成
が可能な例を示している。
また本発明は各周波数帯毎に独立な一次放射器を配置す
るために、周波数帯共用−次放射器を用−る方法に比較
し１各周波数帯のビーム方向、ビーム幅等を独立に設定
できること、さらに入力Ｖ８ＷＲ等の調整が容易である
などの利点がある。
るために、周波数帯共用−次放射器を用−る方法に比較
し１各周波数帯のビーム方向、ビーム幅等を独立に設定
できること、さらに入力Ｖ８ＷＲ等の調整が容易である
などの利点がある。
第１図は従来の周波数選択板を用いた多周波数帯共用ア
ンテナ、第２図は周波数選択板の反射特性と、透過特性
の定性的説明図、第３図は従来の周波数帯共用−次放射
器を用いた多周波数帯共用アンテナ、第４図（＆）は本
発明アンテナの一実施例、（ｂ）はＳ反射一部の主反射
ｍ個から見た図、第５図（＆）（ｂ）は本発明アンテナ
の実施例であり副反射−面のパラメータによるプｐツキ
ングの変化を示す図面である。 １：主反射＠ＳＺ：周波数避択板、３：主反射−の焦点
１３′：焦点３の周波数選択板に対する影像、３＃：副
反射−の２焦点のうちの１つであり主反射−に共用され
ない方の焦点、４：焦点３近傍に配置された１次放射器
１５：焦点５あるいは３′近傍に配置された一次放射儀
、６８周波数共用−次放射器、フ：外部導体ホーン、８
；内部導体導波管、９：副反射− 代理人 弁理士 本 間 崇第 ｌ 図 第２図 關 波 斂 第３図 第 ４ 図 第５図
ンテナ、第２図は周波数選択板の反射特性と、透過特性
の定性的説明図、第３図は従来の周波数帯共用−次放射
器を用いた多周波数帯共用アンテナ、第４図（＆）は本
発明アンテナの一実施例、（ｂ）はＳ反射一部の主反射
ｍ個から見た図、第５図（＆）（ｂ）は本発明アンテナ
の実施例であり副反射−面のパラメータによるプｐツキ
ングの変化を示す図面である。 １：主反射＠ＳＺ：周波数避択板、３：主反射−の焦点
１３′：焦点３の周波数選択板に対する影像、３＃：副
反射−の２焦点のうちの１つであり主反射−に共用され
ない方の焦点、４：焦点３近傍に配置された１次放射器
１５：焦点５あるいは３′近傍に配置された一次放射儀
、６８周波数共用−次放射器、フ：外部導体ホーン、８
；内部導体導波管、９：副反射− 代理人 弁理士 本 間 崇第 ｌ 図 第２図 關 波 斂 第３図 第 ４ 図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 回転放物面からなる主反射鏡と２つの焦点のうちその一
つを該主反射鏡と共有するよう１に配置された回転双曲
面からなる副反射鏡とそのも 、う一方の焦点近傍に
配置された一次放射器とから成る２枚反射−アンテナ系
に°お−て該主反射−と該副反射鏡との共有焦点近傍に
配置され１、 前記−声放射器とは異なる周波数の電磁
波を照 。 射する別の一次放射器と前記副反射鏡として１該−次放
射器から該主寥射続への照射を可能ならしむるように一
部分を切削した一該副反射続とを有することを特−とす
る多周波数帯共用アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12819581A JPS5830210A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 多周波数帯共用アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12819581A JPS5830210A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 多周波数帯共用アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830210A true JPS5830210A (ja) | 1983-02-22 |
Family
ID=14978800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12819581A Pending JPS5830210A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 多周波数帯共用アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830210A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6333206U (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-03 |
-
1981
- 1981-08-18 JP JP12819581A patent/JPS5830210A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6333206U (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-03 |
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