JPS5884506A - 成形ビ−ムアンテナ - Google Patents

成形ビ−ムアンテナ

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Publication number
JPS5884506A
JPS5884506A JP18337081A JP18337081A JPS5884506A JP S5884506 A JPS5884506 A JP S5884506A JP 18337081 A JP18337081 A JP 18337081A JP 18337081 A JP18337081 A JP 18337081A JP S5884506 A JPS5884506 A JP S5884506A
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JP
Japan
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plane
axis
reflecting mirror
origin
partial
Prior art date
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Pending
Application number
JP18337081A
Other languages
English (en)
Inventor
Ikuo Sato
郁郎 佐藤
Mitsuhiro Kusano
草野 光裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS5884506A publication Critical patent/JPS5884506A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10Combinations 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
    • H01Q19/12Combinations 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 wherein the surfaces are concave

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)  発明の属する技術分野 本発明は無線通信における反射鏡アンテナに属し、放射
ビームの形状が反射鏡の主軸を含む平面内では扇形の拡
がりを有し、これと直交する平面内では真円とならない
成形ビームを有するいわゆる成形ビームアンテナに関し
、とくに放射ビームのビーム輻がある平面内では狭く、
これと直交する平面内では広いいわゆる扇形ビームアー
ンテヂに関する。
(2)従来技術 通常の無−通信においては無線局と無線局とが互いに正
対して通信を行うため、用いられるアンテナには一般に
高利得で低すイド寵−ブの特性が要求される。しかし例
えばある地域内に散在する複数の子局とlっの親局との
間で通信を行う場合には、親局のアンテナとしては子局
の散在する水平面内に広いビームを有し、垂直面内では
ビーム幅が絞られたいわゆる扇形ビームを有することが
望まれる。
従来、このような扇形ビームを合成する方法として第1
図の斜視図に示すような放物筒反射鏡10の焦[11上
に球面波波源の1次放射器12を配置して構成されるア
゛ンテナが考えられている。第1図で座標系x−y−z
は放物筒反射鏡10の焦線11の中心点Fを中心とし、
Y軸が焦線11上にある直交座標系である。したがって
X−Z平面と平行な平面での放物筒反射鏡10の切断線
はY軸と平行な準線を有する放物線である。
第1図に示すアンテナの側面図を第2図に、その平面図
を第3図に示す。第1図に示した焦II!11の中心点
PK設置された1次放射器12より放射された電波は放
物筒反射鏡10で反射された彼、X−Z平面内では例え
ば第2図の伝播路14および15で示すように進行方向
の一定した波面として、またy−z平面内では例えば第
3図の伝播路16および17で示すように発散する波面
として放射される。したがってアンテナ全体としては例
えば第4図に示すように2軸方向に最大放射方向を有し
、X−Z平面では実線19で示すビームのようにビーム
幅の絞られた放射特性を示しy−z平面内では破線20
で示すビームのようにビーム幅のムい放射特性を示す。
しかし、とのよ5に構成されたアンテナではY−2平面
内では第3図に示すように放物筒反射鏡1Gからの反射
波は発散する波面であること、さらに伝播路22および
23に沿って放射される1次放射器12からの漏洩電波
が存在することにより広角度の放射特性が劣化し、不要
放射電力を無視できない欠点があった。この広角度の放
射特性の劣化は第4図の実線20でいえばZ軸よりの角
度が3・度以上の角度の振幅値が大きいことで示され、
特に2軸よりの角度が90度以上の振幅値は1次放射器
12からの漏洩電波の影響が大きい。
(3)本発明の目的 本発明は、以上の欠点を除去するもので、放物円環体と
回転放物面を組み合わせて1個?反射鏡を構成し、これ
を1個の1次放射器で給電することにより、広角度の放
射特性の良好な扇形ビームを合成することができる成形
ビームアンテナを提供することを目的とする。
(4)本発明の特徴 本発明は、主反射鏡と、この主反射鏡を直接または副反
射鏡を介して照射する1次放射器とを備え、上記主反射
鏡が形成する電波ビームの進行方向KZ軸を想定し上記
主反射鏡を一直接照射する1次放射器または副反射鏡の
位置近傍に原点を想定しこの原点を含む上記2軸に垂直
な平面にY軸およびY軸を想定するとき、上記主反射鏡
が、Y軸を含みZ軸に対して小さい角度をなす平面によ
る切断面で考えるとき、中央部分反射鏡と、この中央部
分反射鏡に隣接する3つの両端部分反射鏡とを含む成形
ビームアンテナにおいて、上記中央部分反射鏡は、Y−
Z平面に平行な平面による切断面では円弧であり、X−
Z平面による切断面は上記原点を焦点としX−Z平面上
のY軸と平行な直線を単線とする放物線であり、上記両
端部分反射鏡は、上記原点を焦点としY−Z平面上でY
軸と平行な準線を持つ放物線がy−z平面に含まれ上記
原点を通る直線回りに回転されて作られる回転面の一部
であることを特徴とする。
(5)  本発明の実施例 以下実施例図面について詳細に説明する。
第S図は本発明第一実施例アンテナの斜視図、第6図は
そのY−2平面での切断図である。第S図および第・図
において主反射鏡3oは部分反射使31,32、および
33を組み合わせて構成することにより、この主反射鏡
3oを球面波波源の1次放射器12で給電して、Y軸を
含みy−z平面と直交する平面、例えばX−Z平面内で
はビーム幅が絞られ、Y−Z平面内で扇形の拡がりを有
する扇形ビームを合成することができる。
部分反射鏡31はX−Z平面での切断線が点Fを焦点と
し、軸34を単線とする放物線を母線とし、この母線を
軸34と平行なX軸回りに角度上θ。たけ回転した放物
円環体よりなる。したがって第6図で部分反射鏡310
両端部、すなわちX−Zmt平面およびX −Z、、平
面での切断線はX−2平面での切断線と同一の放物線で
ある。また部分反射鏡32および33は前記放物線をそ
れぞれ点Fを通る軸2□および軸zsmの回りに回転し
てなる回転放物面の一部分である。
このような構成で、まずこのアンテナから放射される主
ビームの形状について説明する。第6図および第6図に
おいて、点rに配置された1次放射器12より放射され
た球面波のうち、部分反射鏡31で反射された波は点F
が放物円環体の焦点であることからX軸を含みY−Z平
面と直交する平面内では位相の揃った波として放射され
る。したがって上記平面内では第4図の実@19のよう
にビーム幅が絞られた放射特性を示す。一方Y−Z平面
と平行な平面内ではX軸が回転軸であることから第S図
の伝播路43および44に示すように点rを中心とする
円形上で波面の揃った波として放射される。したがって
全体としてはX軸を中心とする円筒波となる。1i17
図の破線46に部分反射a131によるY−Z平面内で
の反射波の放射特性図を示す。
7一方、1次放射器12より放射された球面波のうち部
分反射鏡32および33で反射された波は点Vが部分反
射鏡32および33の焦点であり、しかも軸zs*と軸
2□とがそれぞれの回転対称軸であるため、部分反射@
32の反射波は軸z0方向に進行する平面波として、ま
た部分反射鏡33の反射波は軸Z11方向に進行する平
面波として放射される。第6図の破線48および49は
それぞれ部分反射鏡32および33の伝播路の例を示す
。したがって放射特性はそれぞれ軸2□と軸゛zo方向
に最大放射方向を有し、ビーム幅が絞られたものとなる
。717図の2点鎖線50および51に部分反、射鏡3
2および33からのy−z平面内での放射特性図を示す
またアンテナ全体の放射特性は各部分反射鏡の放射波の
ベクトル和として定まる。まずX軸を含みY−2平面と
直交する平面内では前記説明からも明らかなように各部
分反射鏡からの放射ビームはビーム幅が絞られた特性を
有するためζ全体の特性もビーム幅が絞られた特性を示
す。一方、Y−2平面と平行な平面内では、例えば第7
図のY−2平面内の放射特性例に示すように、z@に近
い角度範囲では部分反射鏡31の放射特性を示す破線4
6が主体となり、その両端では部分反射鏡32および3
3の放射特性をそれぞれ示す2点鎖線50および51が
主体となり、全体としては一実@52で示すような放射
特性となる。したがって本実施例アンテナはY−2平面
と平行な平面内ではビーム幅が広く、X軸を含みY−Z
平面と直交する平面内ではビーム幅が絞られた、いわゆ
る扇形ビームを有するととkなる。
つぎにY−Z平面と平行な平面内での広角度放射特性に
ついて説明する。広角度放射特性は第3図と第6図とを
比較することにより明らかとなる。
すなわち1次放射器12から放射された電波のうち、l
lR3図の破線により示される伝播路22および23に
沿って進行する漏洩電波のエネルイーは、第6図の場合
は部分反射@132および33で反射され、破線により
示される伝播路43および44に沿って進行する電波と
して軸z0と軸2゜の近傍に集中的に放射され、主ビー
ムの合成に有効に利用される。したがって第8図の2軸
よりの角度がo6近辺の放射特性は実線54で示すよう
に、単なる放物筒反射鏡の放射特性である破線2oに比
較して急峻に減衰する特性を示し、また漏洩電波が減少
した分だ!Ifz軸よりの角度が90度以上の振幅値も
減少する。これら広角度の不要放射電力が減少した分だ
け主ビーム内に電力が供給されることになる。
第9図は本発明第二実施例アンテナの斜視図である。本
実施例は本発明をいわゆるオフセット形アンテナに適用
した場合であり、第5図および第・図に示した主反射鏡
3oの一部分を用い、1次放射器12を負の2軸方向よ
り角度αだけオフセットした構成である。したがって放
射特性は第フ図および第8図に示したと同様の特性を有
する。
ただしその構成上、第S図および第6図の実施例のよう
に、反射鏡からの反射波が1次放射器12でブ四ツキン
グされることが無い利点を有する。
なお以上の説明では、部分反射#A31の放物円環体と
部分反射@S2および33の回転放物面とは、同一の放
物線を母線とするとして説明したが、各部分反射鏡の母
線となる放物線がそれぞれ異なる場合にも動作原理は°
第S図およびtlK6図の場合と同様であるため、本発
明を適用することができる。
さらに以上の説明では、便宜上各部分反射鏡31.32
、および33の焦点は一点Fに一致しているとしたが、
このことは必ずしも必要条件でなく、それぞれの焦点が
多少偏位している場合にも本発明を適用することがで鎗
る。
また上記説明では、アンテナはすべて送信アンテナとし
て説明したが、アンテナの相反性により受信アンテナに
も本発明を適用することができる。
(6)本発明の詳細 な説明したように、本発明な用いることにより、広角度
の放射特性が良好な扇形ビームアンテナを実現すること
ができ、鍵面系も放物円環体と回転放物面鏡を組み合わ
せて・容易に構成できる利点があり、ある地域に散在す
る複数の局との無線通信を行う必要のある親局のアンテ
ナに利用すれば優れた効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例扇形ビームアンテナの斜視図。 第2図はその側面図。 第3図はその平面図。 第4図は第1図に示したアンテナの放射特性図。 第1図は本発明第一実施例アンテナの斜視図。 第6図はそのy−z平面での切断図。   □第7図お
よび第8図は第S図に示したアンテナの放射特性図。 第滲図は本発明第二実施例アンテナの斜視図。 10・・・放物筒反射鏡、11・・・放物筒反射鏡の焦
線、12・・・1次放射器、14.15.16.17.
22.23・・・伝播路、30・・・主反射鏡、31.
32.33・・・部分反射鏡、34・・・軸、43.4
4.48.49・・・伝播路。 特許出願人日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 13図 第4図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  主反射鏡(30)と、この主反射鏡を直接ま
    たは副反射鏡を介して照射する1次放射器(12)とを
    備え、上記主反射鏡が形成する電波ビームの進行方向に
    2軸を想定し上記主反射鏡を直接照射する1次放射器ま
    たは副反射鏡の位置近傍に原点を想定しこの原点を含む
    上記2軸に垂直な平面にY軸およびY軸をIIi宏する
    とき、上記主反射鏡(30)が、Y軸を含^2軸に対し
    て小さい角度をなす平面による切断絢で考えるとき、中
    央部分反射鏡(31)と、この中央部分反射鏡に隣接す
    る3つの両端部分反射鏡(32,33)とを含む成形ビ
    ームアンテナにおいて、上記中央部分反射鏡(31)は
    。 y−z平面に平行な平面による切断面では円弧であり、
    X−Z平面による切断間は上記原点を焦点としX−Z平
    面上のY軸と平行な直線を単線とする放物線で鳴り、上
    記両端部分反射鏡(32,33)は、上記原点を焦点と
    しY−Z平面上でY軸と平行な単線を持つ放物線がY−
    Z平面に含まれ上記原点を通る直線回りに回転されて作
    られる回転面の一部であることを特徴とする成形ビーム
    アンテナ。
JP18337081A 1981-11-16 1981-11-16 成形ビ−ムアンテナ Pending JPS5884506A (ja)

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JP (1) JPS5884506A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5136294A (en) * 1987-01-12 1992-08-04 Nec Corporation Multibeam antenna

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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