JPS5888904A - 周波数選択性アンテナ - Google Patents

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】 〔発明の背景〕 この発明はアンテナに関し、さらに詳しく言えば一般に
パラボラ形式の高い周波数において使用されるアンテナ
に関する。

侵年にわたって各種の形式のアンテナが開発され、使用
されている。非常に多くのアンテナの構造例および使用
例が１９７４年に版権の与えられたアメリカン　レディ
オ　リレー　リーグ（ＡｍｅｒｉｃａｎＲａｄｉｏ　Ｒ
ｅ１ａｙ　Ｌｅａｇｕｅ　）インコーホレーテッドよシ
発行された１、ヱーアールアールエル　アンテナブック
（ＡＲＲＬ　Ａｎｔｅｎｎａ　Ｂｏｏｋ）に示されてい
る。

アンテナは単純な線状のものから複雑な八木アンテナ、
放物面アンテナ（以下ではパラボラ・アンテナと称す）
、あるいはそれに類するものへと変化してきたが、高周
波信号を受信するために今日最も普通に用いられている
アンテナは高周波利得特性という点からパラボラ・アン
テナである。給電ホーンを適当な周波数選択性を持つよ
うに設計することができるが、これらは広帯域アンテナ
であシ、またパラボラ・アンテナの効率は寸法によって
はそれ種変化しない。しかしながら、これらのアンテナ
は大きく嵩高で且つ重量があり、構成が困難でｌ）、風
に対する風圧面が大きくなり、目ざわりで、しかも製造
に要する費用が高くなる等の欠点がある。

これに対してこの発明は、従来のパラボラ・アンテナの
欠点を殆んどすべて解消することができ、高い周波数選
択性を有する高利得アンテナを提供することを目的とし
たものである。このアンテナは、設計波長あるいはその
波長に近い周波数およびその周波数の倍数の周波数、あ
るいは狭い周波数帯に対して周波数選択性をもち、設計
波長の２分の１およびそれの奇数倍の信号を完全に打消
すことができるものである。この発明のアンテナは比較
的低コストで作ることができ、マイクロウェーブ、レー
ダ、サテライト等の通信および受信用として有効であり
、また光学的な反射を含むテレビジョンおよび中継路用
の多重点分配装置、焦点に同相で集めることによって強
める必要のある周波数を選択するといったような他の用
途にも有効なものである。

この発明の技術に従って構成されたアンテナは、含まれ
る周波数に関して各々が異った放物面を有する複数のパ
ラボラ素子（以下ではセグメントと称す）からなり、各
セグメントは次のセグメントに関して軸方向にずれてい
る。アンテナは比較的薄く、狭いあるいは低い形態をも
って゛いる。これによって風圧に対する係数を減少させ
ることができ、美的観賞の点からも周囲環境とうまくマ
ッチして快感を与え、すなわちあまり目ざわりでないア
ンテナを提供することができ、特に居住区域で個々にサ
テライト・テレビジョン信号を直接受信するために使用
することのアンテナを提供することができる。このアン
テナを家の屋根に取付けて使用した場合、同じ周波数の
信号を受信するように設計された従来のパラボラアンテ
ナに比べて目ぎわすな感じは全くない。このアンテナは
比較的簡単に作ることができ、その形態も異った周波数
あるいは狭い周波数帯の受信用として簡単に修正するこ
とができる。このアンテナは各種の材料を使って作るこ
とができ、また多くの通常の技法を使って作ることがで
きる。

〔発明の概説〕

この発明によれば、改良された形式の周波数選択性アン
テナを提供することができる。

この発明の他の特徴として、比較的高い周波数の信号に
関連して使用することができ、比較的薄くあるいは狭い
形態の周波数選択性アンテナを提供することができる。

この発明の別の特徴として、比較的簡単に構成すること
のできるアンテナを提供することができるＯ この発明のさらに別の特徴として、異った周波数の信号
を選択的に受信できるように簡単に構成することのでき
る改良されたアンテナを提供することができる。

以下、図示の実施例を参照しつつこの発明の構成、目的
、特徴について詳細に説明する。

〔実施例の説明〕

第１図および第２図では、この発明の実施例によるアン
テナ１０は外形が長方形として示されているが、円形あ
るいは他の形状であってもよい。ア１７を含んでいる。

各リング状セグメント１２乃至１７もまた放物面を有し
ているが、その各パラボラ面はアンテナによって受信さ
れるべき信号の波長あるいは周波数に関連する異った焦
点距離のパラボラに基いて形成されている。この発明の
アンテナは受信アンテナとして説明されているが、送信
用アンテナとしても使用し得ることは言う迄もない。

各セグメント１２乃至１７は軸方向（第１図および第２
図から判るように、アンテナの後の方向）にオフセット
されていて、峰部分すなわち肩部２１乃至２６が各セグ
メント間に形成される。アンテナの各セグメントに関連
する軸方向のオフセット量、焦点距離、および他のパラ
メータについては次に説明する。後程説明する第３図（
ａ）、（ｂ）は第１図および第２図のアンテナの比較的
低くあるいは薄い形態を示している。

第１図および第２図に一例として示すアンテナ１０は、
中心周波数が１２．５　ＧＨ２（波長２．４σ）、主焦
点距離が１　ｍ、　Ｆｌ／ｄが０．８２のアンテナで、
各辺の長さは約１ｍである。この設計は全半径（セグメ
ント１７の端縁部２９まで）が６２（！ＩＩ＋、すなわ
ち全直径が１２２　ｃｍのアンテナを基本としたもので
ある。従って、もしすべてのセグメント１４乃至１７が
完全なリング状であって、図示のように長方形アンテナ
を形成するように切断（セグメント１４乃至１７）され
ていなければ、アンテナの直径は約１２２ｃｍ（４フイ
ート）である。アンテナは小さくも大きくもすることが
でき、大きくする場合は、セグメント１７の外側にさら
にセグメントが設けられる。

第１図および第２図に示すアンテナの実面積は約１ｒｒ
Ｌ２（約１０平方フイート）であり、一方全厚み（アン
テナの背面から肩部分２１乃至２６の最前端までの距離
）は約４ひである。すなわち、峰部分または肩部分の最
大偏位量は約２σ、アンテナの基部すなわち背面構造は
約２σである。このアンテナの最大厚みは約４ｃｍであ
るが、直径１２２σ、焦点距離１００　ｃＩｎの等価パ
ラボラ・アンテナはその外側端における最大振幅９．６
ひにそのアンテナ構体の中心部の厚みを加えた合計厚み
（中心の厚みを約２σと仮定すると、そのアンテナの最
大厚みすなわち側面距離は約１１．６　ａｍ）を持つも
のとなる。

後程説明するように、第３図（多）、（ｂ）に示す直径
１４２　ａｍのアンテナでは、外縁部における肩部の最
大振幅は約４σで、標準のパラボラでは１２Ｐ６ａ（背
面構造板が使用される場合はこれにその厚みが加えられ
る）である。従って、この発明に従って構成されたアン
テナは、特にその直径あるいは幅が大きくなるとき、厚
みを著しく薄く、つまり側面の高さ゛を低くすることが
できる。

第３図（ａ）、および第３図（ｂ）は第１図および第２
図のアンテナと同様なアンテナの各半分の断面図で、こ
のアンテナには以下に述べるように２つの別のセグメン
トが設けられている。なお、第３図（ａ）１．（ｂ）に
ついては、第３図（ａ）の右端が第３図山）の左端と接
合するように配置される。第３図（ａ）および（ｂ）は
アンテナ全体の代表的な厚みをよりよく示している。第
３図（ｂ）の点線２９は第１図および第２図に示すよう
にセグメント１７の端縁を示す。このアンテナは第１図
、第２図に示すアンテナと同様にパラボラ状の中心部分
すなわち中心面１１とパラボラ状のリング面１２乃至１
７をもっている。第３図（ａ）、（ｂ）のアンテナ、用
として肩部２７および２８に沿って別の面１８および１
９が示されている。またもし必要とするならばよシ多く
のセグメントを設けることもできる。後程示す表■は、
第１図乃至第３図と同様なアンテナであるが、セグメン
トの数がさらに多く、直径も２００　ａｍにおよぶアン
テナのデータを示す。第３図（ａ）および第３図（ｂ）
は、アンテナの中心軸であるＹ軸３１における切断部分
からアンテナの外縁端３２（点線２９は第１図および第
２図のアンテナにおける外縁端を示す）までのアンテナ
の２分の１のみを示している点に注意する必要がある。

第３図（ａ）、第３図（ｂ）のアンテナは、中心面１１
およびリング面１２乃至１９が形成される帯域すなわち
セグメントＡ乃至工からなるものとして示されている。

各連続するリング状セグメントＢ乃至■はメン）Ａ乃至
Ｉの間にある。これらの肩部の角度は後程述べるように
、アンテナの給電に従事することになるサイド・ロープ
輻射、すなわちアンテナの側部からアンテナの軸はずれ
部分に入シ込み、また肩部２１乃至２８の面からアンテ
ナ給電点に向けて反射する輻射が最少になるように選定
され葛。

第１図乃至第３図に示すアンテナは、繊維ガラスと共に
樹脂を型に注入して互いにからませることによって容易
に作ることができる。これによって第３図（ａ）および
（ｂ）に示すようなアンテナと同様な厚みのアンテナを
作ることができる。あるいは、第３図（ａ）および（ｂ
）のアンテナの上半分をこのようにして成形し、さらに
アンテナを丈夫にするためにあるいはアンテナの全重量
を小さくするためにフオーム材あるいは裏打ち材を設け
ることによって全体を作ることもできる。アンテナの背
面に適当な取付栓あるいはナツトを埋込むことによって
、あるいはアンテナの周縁に沿って取付は用フランジを
設ける等、このアンテナを取付けるための任意の手段を
設けることができる。金属のスタンピングを使用した他
の溝成方法を第８図（ａ）および第８図（ｂ）を参照し
て後程説明する。

この発明によるアンテナの設計条件について説明する。

次の表Ｉ（寸法はセンナメートルで示す）は第１図乃至
第３図に示すアンテナと同様なアンテナの例についての
詳細な設計データを示す。

第４図（ａ）および（ｂ）は隣接セグメント間の肩部の
関係を一理解し易くするために示した図である。簡単に
言えば、アンテナは基準線３４（第３図（ａ）、（ｂ）
を持ち、個々のセグメントはこの基準線３４から隆起し
あるいは偏位すると考えることができる。個々の表面（
例えば第３図（ａ）の表面１１）の基準線３４に関する
偏位あるいは位置は寸法２によって示されている。寸法
２は寸法Ｘの変化と共に変化し、Ｘは中心のＹ軸３１か
らこの軸と直角方向に外に向って水平に測った距離を示
す。表面上の任意の点におけるアンテナの各部分におけ
る表面（例えば表面１１）は軸３１と平行に入る輻射エ
ネルギに関して特定の角度にあり（この角度はアンテナ
自身の軸３１ニ関するアンテナの表面角度である）、特
定の点は軸３１から所定の水平距離Ｘの位置にある。

表■ 表Ｉ（続き） 特に重要なパラメータは、一般的に言って１つのセグメ
ントから他のセグメントへの軸方向の偏位が生ずる（例
えば第３図（ａ）に示すように肩部２１において生ずる
）中心軸３１と平行な方向の偏位量を表わす寸法Ｍであ
る。パラメータＭは波長の関数であり、このＭの下限値
はＹ軸３１で測定した波長の２分の１とされている。Ｙ
軸３１のアンテナの中心には実際には肩部すなわち上記
の偏位はないけれども、この限界は寸法Ｍについての測
定開始点を設定し、下限値を与えている。表■から明ら
かなように、中心軸Ｙからの水平距離Ｘの増加と共に寸
法Ｍは常に増加している。このＭは、隣接するセグメン
トの面間（第３図（ａ）および後程詳細に説明する第４
図（ａ）および第４図（ｂ）を参照のこと）のアンテナ
の焦点に向う輻射線に沿う距離ａよりも僅かに大か、殆
んど等しい。肩部（例えば肩部２１）すなわち偏位が生
ずる特定の位置は、基準線からの距離Ｚ上に任意の限界
点を設定し、寸法Ｘの増加と共にこの限界点に近づくか
、この限界点に到達したときに変化をつけることによっ
て選定される。寸法Ｚに対する任意の限界値の一例は、
表■に示すように２８Ｉｎである。この下限は好ましく
は０である。表Ｉから明らかなように、２の値を２ｃＩ
ｎとすることは出来なかった。これは便宜上Ｘの偶数値
の位置に偏位点を選定することによって行なった。後程
説明するように、第８図（ａ）は、２を各側における任
意の上限値にもってくる例を示している。

第３図および表Ｉから明らかなように、第１セグメント
すなわち帯域Ａの表面１１はｚ＝０である軸３１におけ
る基準線３１から出発し、パラボラ状曲線に沿って基準
線３１から上昇している。距離Ｘが２５（至）の位置で
２は１．５６！［４で増大する。ここで１．２１６　ａ
に等しいＭの偏位が生じ肩部２１が形成される。しかし
ながらこの変化は、２がさらに２σに近づくＸのより大
きな値の位置に形成することもできる。この偏位点にお
いて寸法２は０．３４４σにまで減少し、再びＸの増大
と共に２も大きくなり、Ｘの寸法が３５備の位置で２が
１．８２６ｃＩｎとなるような放物面１２が形成される
。Ｘが３５ｆｆｉの点で１．２３５　ａｍのＭの偏位が
生じ、２ば０．５９１　ａｍにまで減少する。表■は第
３図（ａ）および（ｂ）のアンテナの残りのセグメント
、半径が７１備すなわち直径が１４２Ｇのアンテナにつ
いての帯域工のセグメント１９までに関するデータを示
す。表■は第１図乃至第３図のアンテナについてのデー
タで、前に述べたように、中心周波数が１２．５　ＧＨ
ｚ　１波長が２．４ｃｍ１主焦点距離（すなわち軸３１
における焦点長さ）が１００ｃｒｎ１すなわち１ｍのア
ンテナに関するデーＩである。表Ｉにはさらに半径が１
００ｃ＃＋１すなわち直径が２ｍまでのデータが示され
ている。表Ｉに示されている焦点距離ＦＬは軸３１の位
置で測定したアンテナの各セグメントの焦点距離であり
、個々のアンテナ・セグメント１１乃至１９のうちの任
意のものの任意の点における実際の焦点距離は放物線の
式、すなわち中心セグメントに対してはＺ　＝Ｘ２／４
Ｆ　　　これに続くリングｎについてはＺ＝Ｘ２／１ 〔４ＦＬｎ−（ＦＬｎ−ＦＬｏ）〕　に従って変化する
。表１に示されている焦点距離は２分の１波長の増分毎
に増大しているが、１つのセグメントから次のセグメン
トまでの焦点距離の変化（すなわち、第３図（ａ）、第
４図（ａ）および第４図山）における寸法ａ）は２分の
１波長ではなく、セグメントからセグメン）１での僅か
な値の実際の増加分であり、ａは、第４図（ａ）および
第４図山）についてさらに説明するように距離Ｍにほぼ
等しい。

この発明によるアンテナの各種のパラメータを決定する
ための数学的な関係を以下に示す。アンテナの主焦点距
離はＦＬｏと定義され、表■の例でよシ〔９０°、４５
°〕である。

各種の距離Ｍ、は次のようにして決定される。

すなわち、Ｍ＝（ｚｎ−□−２ｎ） ここで△ＦＬは１つのアンテナ・セグメントと次のアン
テナ・セグメントとの間の実効焦点距離の変化量である
が、これは常にアンテナの中心軸３１によって測定され
る。従って１、△ＦＬ＝ＦＬｎ−ＦＬ（ｎ−〇、ここで
れは特定のアンテナ・セグメント（第３図のセグメント
１１乃至１９に対しては１乃至９）である。Δ九は常に
２分の１波長の整数倍で、通常は２分の１波長そのもの
である。

従って、Ｍは１つのセグメントと次のセグメントとの間
の軸３１に並行な方向の距離あるいは変化を示し、この
距離は表１から明らかなように常に２分の１波長よりも
犬である。ここで２分の１波長は１．２ｃＩｎであシ、
Ｍは１．２１６　ｃｍから１．４０ｆｆｉまで変化する
。例えば２４乃至２５　ＧＨｚのより高い周波数用のア
ンテナに対しては偏位の振幅Ｍを２倍にして、必要とす
るアンテナ・セグメントの数を減らすことができる。し
かしながらアンテナはまた選定された設計周波数の２分
の１の周波数に対して周波数選択性を示す。縦続するセ
グメント毎にＭだけ変位させることにより、このような
セグメントが、確実に各先行するセグメントの通過長よ
りも波長の偶数倍長い通過長を与えることができ、それ
によってすべての入来並行輻射線は正確にアンテナの焦
点に対して反射され、集束される。アンテナに対する応
答曲線は余弦波に従って現われ、最大周波数選択性およ
び利得は中心周波数、中心周波数の２倍の周波数等で生
ずる。

代表的なアンテナについての特定の設計データを前記表
■に示したが、他の焦点距離、寸法のアンテナを作るこ
ともできることは言う迄もない。

各側ともアンテナは実際上中心のパラボラ部分と、複数
の同心パラボラ・リング部分とからなシ、各セグメント
の表面は異ったパラボラを形成しており、１つのセグメ
ントから次のセグメントへの焦点距離の増加は各セグメ
ントにおいて２分の１波長以上づつ増加する。これは広
帯域アンテナとは異った周波数選択性のアンテナを提供
することができ、また比較的薄く、すなわち標準のパラ
ボラ・アンテナに比べて外形の低いアンテナを提供する
ことができる。他の代表的なアンテナ一ついてのデータ
が次の表１に示されている。この表から明らかなように
、アンテナは第１図乃至第３図のアンテナと同様な形を
もっている（寸法はセンナメートルで示す）。このアン
テナは１２．０　ＧＨｚ　（波長２．５ｃｍ）の周波数
用のアンテナで、焦点距離は４８．８　ａｍ、　ＦＬｏ
／ｄは０．４、直径は１２２　ｃＩｎである。

表■ 各々のセグメントにおける焦点距離の変化を計算する方
法を第４図（ａ）、第４図（ｂ）によって説明する。ま
た、肩部（例えば肩部２１乃至２８）の角度を設定する
方法についても説明する。第４図（ａ）、Φ）において
、参照番号４０は第１図乃至第３図に示すアンテナと同
様なアンテナの概略構造を示す。このアンテナ４０は中
心軸４４から外に向って伸びる幾つかのセグメント４１
乃至４３と肩部４６乃至４８を有している。第４図（ａ
）には、アンテナの焦点５０、軸４４と並行な第１およ
び第２の入射光５２．５３、および表面４３で反射され
て焦点５０に向う各反射光５４．５５が示されている。

第４図によってパラメータＭ（前述のように軸４４と並
行な距離）と距離ａ（所定の水平位置Ｘにおける１つの
セグメントから次のセグメントへの焦点距離の違いを示
す）との間の関係を示し、説明する。説明上、この例で
は軸焦点距離（面４１の中心から焦点５０までの軸距離
）は約３８．１国（１５インチ）、波長は約２．５４頌
（１インチ）と仮定する。次の表Ａは、約シ３の尺度で
示した第４図（ａ）の構成についてのパラメータを一例
として示したものである（単位はセンナメートル）。

表Ａ 第４図（ａ）および上の表Ａは距離ａ°を解くのに充分
である。この距離は第４図（ａ）、（ｂ）の参照番号５
８で示されている。第４図中）の鋭角３角形ａｂｃに正
弦の法則を適用すると、 ここで第４図（ｂ）の角度を代入すると、よつ、て、 ａ　　　　　　　　　　　　　　　ｂ ｂ　＝　Ｍ　＝　１．３９６Ｉｎであるから、５ｉｎ７
３．１６７°　５ｉｎ７３．５５°　０．９５７２　　
０．９６０９よって、 ０．９６０９　ａ　＝　１．３３１ θ、と０２は常にほぼ等しい（しかし角θが水平距離Ｘ
と共に減少するとθ□は僅かに大きくなる）ので、距離
ａとｂ（ｂは距離Ｍ）も同様にほぼ等しくなる（ただし
ａはｂすなわちＭよりも極〈僅かに小さい）。従って、
すべての意図する目的を達成するには、Ｍが距離Ｘと共
に増加するときａ＝Ｍとなる。前の２つの式はＭのよシ
正確な値を与えるものであるが、次の式はλの関数とし
てＭの近似を与えるものである。

Ｍ　：　（ｓｅｅ　（９０°−〇）λ〕−−次に肩部の
角度を選定する方法について説明する。第４図（ａ）は
肩部４７に関する幾つかの可能性を示している。ここで
、参照番号６２．６３．６４は３つの舞った角度を示し
ている。線６２は焦点と交叉する放射線を示す。この線
は、点線６５によって示す軸４４と並行な入射光線が肩
部４７の線６２に溢って表面４３から反射し、反射光が
焦点５０と交叉すると仮定した線である。一方、線６４
はアンテナの軸４４と並行な肩部の高さを示し、線６３
は線６２と６４との間の妥協的中心を示す線である。線
６４によって表わされる肩部の角度は、焦点５０におけ
るアンテナ給電点あるいはホーンに入り込むサイド・ロ
ーブ輻射が存在しないことを保証するものである。しか
し線６２と６４との間の任意の角、特に製造上の理由に
よって指示される任意の角度を使用することができる。

一方、線６２によって表わされる角度は、この角度が同
様に焦点５０におけるホーンあるいは給電点にサイド・
ローブ輻射が到達するのを阻止することが出来る限り充
分であり、好ましいものである。代表として選ばれた線
はアンチ５すの各肩部について使用される。この特定の
角度は単なるサイド・ロープの観点以外の理由によって
も選定され、第８図（ａ）、（ｂ）に関して述べるよう
に製造上の処理あるいは技術にも関連して作用する。

次に第８図（ａ）、（ｂ）を参照する。これらの図は他
の形式のアンテナを概略的に示しており、第８図（ａ）
は各パラボラ・セグメントが最大設定寸法２（例えば前
に述べたように２　ａｍ　）に達する形式を示しでいる
。この点においてこの図は理想化されたアンテナの形式
を示している。第８図中）は寸法２が除々に大きくなる
他の形式のアンテナを概略的に示している。さらにこれ
らの図は、表面の各セグメントが金属のスタンプによっ
て形成され、次いで強化用の適当な裏打ちを設けること
によって構成された形式のアンテナを示している。第４
図（ａ）の角度６３を使用すると、アンテナを金属のス
タンプによって作る場合に最良の結果が得られ、また影
の面積は角度６４を採用した場合の影の面積よりも大幅
に減少する。

第８図（ａ）には、セグメント７１乃至７４、肩部７６
乃至７９、中心軸８１を有するアンテナを示している。

基準線は８２で示されており、寸法２についての最大偏
位は線８３によって示されている。この形式のアンテナ
では、各セグメントはパラボラの式に従って線８３にま
で上昇し、次に前述のように寸法Ｍだけ降下している。

与えられる各セグメントが寸法２の線８３にまで上昇す
るこの例では、Ｍの偏位が生ずると、後続する次のセグ
メントは実際には基準線篩よりも下に降下する。このた
め、特にセグメント７１乃至７４を金属からのスタンプ
によって作るならば、８５乃至８８で示すような肩部の
基部すなわち谷部に多少の平坦部が生ずる。しかしなが
ら、この平坦部は影となる面に現われるので、これがア
ンテナの効率に悪影響を与える心配は全くない。さらに
、第４図に関して前に説明したように、上記の平坦部を
少なくするために１．肩部７６乃至７９の角度を多少変
えることもできる。しかしながら、これらの平坦な部分
８５乃至８８は、セグメント７１乃至７４ヲ薄い金属か
らのスタンプによって作る場合に有効に利用することが
できる。すなわち、これらの平坦な面すなわちリングは
、アンテナの中心部分８９と共に第８図（ａ）の基準線
８２によって表わされる平坦な金属シートあるいは金属
板にスポット溶接するだめの適当な面を与えることがで
きる。従って、この構造のアンテナでは、セグメント７
１乃至７４を薄い金属板のスタンプによって作シ、得ら
れたセグメント構体を参照番号８２によって示されるよ
うな他の金属シートあるいは金属板に平坦面８５乃至８
９でスポット溶接して最終的なアンテナ７０を得ること
ができる。さらに、平坦な面８５乃至８８が存在すると
、アンテナ７０のセグメント７１乃至７４をスタンプす
る場合に必要とする圧力およ゛び型の深さが最小になる
ので、上記平坦な面８５乃至８８を持った構成は肩部７
６乃至７９における各偏位部分を極めて有効に利用する
ことができるという点に注目する必要がある。さらに、
各側において、寸法２がその選定された限界値に達する
ことのできる第８図（ａ）の理想的な形態では、各後続
するセグメント（例えば７２乃至７３．７４等）はＸ軸
に沿って先行す不セグメントよシも幅が狭くなる。

第８図中）に示す形式のアンテナでは、基準線１０２バ
一定の基準線として保持されており、寸法２は後続する
各々のセグメント９１乃至９４に対して段階的に増大し
ている。第８図中）から明らかなように、肩部９７．９
８．９９は線１０３によって示される２の限界線よシも
段階的に高く上昇している。この形式のアンテナも肩の
基部にスボツｈ溶接が行なわれる点を与えることができ
るが、それらの面積は第８図（ａ）に示す形式のアンテ
ナの場合種火きくはない。

第５図乃至第７図はこの発明によるアンテナと共に使用
される給電ホーンの幾つかの例を示す。

第５図には、この発明によるアンテナ１１０が、上側反
射器１１１、給電ホーン１１２、および下部コンバータ
１１３と共に示されている。反射器１１１は幾つか（例
えば３乃至４）の支柱１１５．１１６によっテ支持され
、給電ホーン１１２および下部コンバータ１１３はアン
テナ１１０の、中心に適当な方法で取付けられた、ちる
いは上記中心部を貫通して適当な支持枠（図示せず）に
取付けられた丈夫な導波管１１７によって支持されてい
る。１１８は下部コンバータ１１３に接続された給電ケ
ーブルを示し、テレビジョンの入力端あるいは他の適当
な高周波処理装置に接続される。反射器１１１は、給電
ホーンおよびアンテナに関して反射光を拡げるように若
干凸面とされていることが好ましい。ここに示すアンテ
ナの焦点長は１ｄである。但し、ｄはアンテナの直径で
ある。

第６図にはアンテナ１２０、反射器１２１、給電ホー　
７１２２　、下部コンバータ１２３、何本かの支柱１２
５乃至１２６、給電ケーブル１２８からなる第５図と同
様なアンテナ全体の構造を示す。このアンテナの焦点距
離は０．５ｄである。この構成では、下部コンバータ１
２３および給電ホーン１２２はアンテナ１２０の中心面
あるいは中心面近くに取付けられる。第５図および第６
図の構造では、代表的な長方形の給電ホーンは通常の円
形アンテナよシも第１図および第２図に示すこの発明に
よる４角形のアンテナとよりよく整合する。さらに、サ
イド・ロープの輻射に関する問題を一層軽減するために
、第５図あるいは第６図に示すアンテナの外周に、図の
１２９によって概略的に示すように短かいシリンダを設
けることもできる。

第７図はこの発明によるアンテナの他の給電構造を示す
。しかしこの場合は、アンテナ１３０は、中心線１３９
から外側端１４０マでの半分のセグメントのみからなっ
ている。アンテナ１３０は円形あるいは長方形のいずれ
でもよいが、長方形の給電ホーｙ１３２の特性とよシよ
く整合することができるように、アンテナは正方形ある
いは長方形であることが望ましい。この構成例では、上
側反射器１３１は丈夫な支持部材１３６に固定された枠
１３４によって支持され、また必要に応じて支柱１３５
によっても支持されるｇ下部コンバータ１３３および給
電ホーン１３２用の枠１３７を設けることができる。

この発明によるアンテナは、前述のように、各種の方法
によって作ることができる。さらに、未加工部材を研摩
しあるいは回転させて切削加工することによって所望の
形に形成し、さらに仕上げ加工することによって、ある
いは他の方法によってこの発明のアンテナを作ることが
できる。各セグメントを金属からのスタンプによって形
成する場合は、ペンキ塗布のような適当な耐水性被覆を
施こす以外に特別な表面仕上げを必要としない。

アンテナをプラスチックあるいは樹脂材料によって構成
する場合は、スプレー法、浸漬法等の任意の方法によっ
て被覆される。このアンテナの側面形状は低くなってい
るので、風圧が小さくなり、またその構造により風圧を
さらに小さくするだめの外装類を使用し易くなる。従来
のパラボラ・アンテナではこのような効果は得にくい。

また、この発明のアンテナは薄く、すなわち断面形状が
低く比較的平坦であるので、２個あるいはそれ以上の数
に切断分解すること、梱包、船積み、設置場所での組立
て′等が極めて容易になる。低い設定周波数ではアンテ
ナは大型になるので、この発明によるアンテナの主たる
用途は約１ギガヘルツあるいはそれ以上の周波数である
と思われる。この発明のアンテナを主として高周波信号
の受信用について説明したが、この発明は先に述べたよ
うに送信用アンテナとしても使用することができる。さ
らにこの形式のアンテナは、スペクトル天文学、レーザ
使用等の同波数選択性の反射望遠鏡としても使用するこ
とができる。

以上、この発明の好ましい実施例について示し説明した
が、これ以外に各種の変形例が考えられることは明らか
である。従って、特許請求の範囲には前述の実施例の他
に各種の変形例も含まれることは言う迄もない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるアンテナの一実施例の斜視図、 テナの製造に当って使用されるある寸法関係を示す図、 第５図、第６図および第７図はこの発明によるアンテナ
の他の給電形態を示す図、 例によるアンテナを第３図と同様な部分断面図の形で示
した図である。 １０・・・アンテナ、１１．１２．１３．１４．１５．
１６．１７．１８．１９・・・アンテナ・セグメント、
２１．２２．２３．２４．２５．２６．２７．２８・・
・肩部、３１・・・軸、３２・・・外端縁、１１１・・
・反射器、１１２・・・給電ホーン。 特許出願人　　フォーカス　コミュニケーションズイン
コーホレーテッド 代理人　清水　哲ほか２名 才８Ｆ２ Ｊｒ５図 手続補正書（方式）（自発ン 昭和５７年１２月１６日 特許庁長官　　若　杉　和　夫　　殿 １、事件の表示 特願昭５７−１９８８３９号 ２、発明の名称 周波数選択性アンテナ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 アメリカ合衆国　テネシー州　３７２３９ナツシユビル
　コマース・ブレイス　１　スィート　２５ フォーカス　コミュニケーションズ　インコーホレーテ
ッド４、代理人 ５、　補正の対象 図　　面 ６、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし）。 添付書類 図　　　　　面　　　　１通 以　　」二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）所定周波数あるいは狭い周波数範囲内にある設計
   周波数で選択性を示すアンテナであって、隣接する複数
   のアンテナ・セグメントからなり、各セグメントは異っ
   た焦点距離をもった放物面を有し、また各セグメントは
   隣接して先行するセグメントに関して軸方向の距離Ｍだ
   け軸方向にづれており、Ｍはアンテナの上記設計周波数
   における２分の１波長よりも犬であり、またＭは各後続
   するセグメントに対して段階的に大きくなっている、周
   波数選択性アンテナ。 （２）　　第１の円形中心セグメントと、同心リング状
   の後続するセグメントとを含む特許請求の範囲第１項記
   載の周波数選択性アンテナ。 によって与えられ、 Ｘは軸から各セグメントまでの半径方向の距離、ＦＬは
   各々の（一般にＮ番目）セグメントの焦点距離、 ｎはセグメントの数、 △ＦＬはあるセグメントと次のセグメントとの間の軸方
   向焦点距離の変化量で、設計周波数の波長の２分の１の
   偶数倍である、 特許請求の範囲第１項記載の周波数選択性アンテナ０ （４）　　中心軸と、この中心軸に沿うアンテナ表面の
   中心から焦点までの主焦点距離とを有し、各後続するセ
   グメントはアンテナの設計周波数の２分の１波長の偶数
   倍にある上記軸において測定した焦点距離を有する、特
   許請求の範囲第１項記載の周波数選択性アンテナ。 （５）所定周波数あるいは狭い周波数範囲内にある設計
   周波数で選択性を示すアンテナであって、第１の円形中
   心セグメントと、同心リング状の後続するセグメントと
   からなる複数の隣接するアンテナ・セグメントを有し、 各セグメントは異った焦点距離をもった放物面を有し、 各々のセグメントは隣接して先行するセグメントに関し
   てアンテナの軸と並行に距離Ｍだけ軸方向にづれておシ
   、 Ｍは上記設計周波数における２分の１波長よりも犬であ
   り、また各後続するセグメントに対して段階的に増大し
   ている、周波数選択性アンテナ。 （６）　　アンテナの外側セグメントの端縁部は長方形
   アンテナを形成するように切取もれており、によって与
   えられ、 Ｘは軸から各セグメントまでの半径方向の距離、ＦＬは
   各々の（一般にＮ番目）セグメントの焦点距離、 ｎはセグメントの数、 ΔＦはあるセグメントと次のセグメントとの間り の軸方向焦点距離の変化で、設計周波数の波長の２分の
   １の偶数６倍である、 特許請求の範囲第５項記載の周波数選択性アンテナ。 （７）　　アンテナの各セグメントは金属をスタンプす
   ることによって作られる、特許請求の範囲第５項記載の
   周波数選択性アンテナ。 （８）　　アンテナの放物面に関して取付けられた給電
   ホーンを有し、アンテナは給電ホーンに向けであるいは
   給電ホーンからの輻射エネルギを特徴する特許請求の範
   囲第６項記載の周波数選択性アンテナ０