JPS60254804A - カセグレンアンテナの低雑音化方法及び装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、放送用衛星などに使用するに適するカセグレ
ンアンテナの低雑音化方法及び装置にかかり特に地上局
などの送受信対象に対するビームポインティングを向上
するようにしたものに関する〇 〔発明の技術的背景〕 一般にこの種アンテナにおいては、光学分野のカセグレ
ン望遠鏡の原理に基づいて、２つの反射鏡（主・副反射
鏡）と、一つの一次放射器で構成されている。２つの反
射鏡をもつこのアンテナの作用は、単一反射鏡のパラボ
ラアンテナと同様に取扱えるので、−次放射器の開口は
小さくて十分で、副反射鏡は一次放射器からの放射波を
受け止めるには十分な大きさであればよいものであるこ
と。またこのアンテナは一次放射器と送受信機が直結で
きるため、給電系電送損失が少なく、更に宇宙空間に放
射する場合、副反射鏡からの漏洩電力が天体方向に向く
ため雑音を受けることが少ないなどの利点を有している
。そして、この程アンテナにおいて、ビームボインティ
ングを行なう場合には副反射鏡を適宜に傾けて行なう形
式のものがある。すなわちこれを第を図により説明する
と、−次放射器（１）から放射されるビームａｆｉ＝双
曲面を有する副反射鏡（２）により一旦受け、ここで−
反射するビームを主反射鏡（３）に供給し、これにエリ
反射して同一指向性のビームを放射するようにしてい、
る◎〔背景技術の問題点〕 しかしながら、前記副反射鏡に、主反射鏡との間隔を極
力小さくしアンテナ装置として小形化を図ろうとするあ
まり、比較的曲率の大きい曲面を有するものが用いられ
る関係で、この副反射鏡を適宜に傾けて、ビームボイン
ティングをとろうとする場合、前記曲率が大きければ大
きいｔｌど換言すれば、主反射鏡の開口角が大きいほど
その光学的収差によるアンテナの放射特性の悪化がみら
れる。

また、これの対策として一次放射器を動がしてビームボ
インティングを行なう方法も考えられるがこの場合には
、給電回路（導波管など〕をフレキシブルな構造にする
必要があり、これが特に複数個の一次放射器を用いたマ
ルチビーム用のものであればその構造が更に特定される
ことからその製作がきわめて困難であった。

〔発明の目的〕

不発Ｆ！Ａハ以上の点に鑑みてなされたもので、地上局
などの送受信対象の方向がずれるような場合に、これを
アンテナにより方向修正できるようにすると同時にアン
テナの放射特性の劣化を防止することができるようにし
たカセグレンアンテナの低雑音化方法及び装置を提供す
るものである。

〔発明の概要〕

すなわち、主・副反射鐘音わずかに変形させる鏡面修整
技術によって位相分布を均一に保った１ま修整するとい
ういわば、周矧ガリンド法による方法により得た光学的
リッチエイフレチャン系のアンテナを用い、王・副反射
鏡を相互の関係位置をくずさないで一体的に可動できる
ようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下不発ＢＡを第１図及び第２図に示される一実施例に
つめて説明すると、（ｌυは導体板製の凸状の放物面を
有する主反射鏡装置である。αりは炭素繊維プラスチッ
クやアルミノニウムなどの導電性材料の表面を有してビ
ーム全反射する凹状の双曲面を有する副反射鏡装置であ
る。前記副反射鏡装置叫は、副反射鏡０２ａ）とこの副
反射鏡（１２ａ）ｔ−回動する駆動装置（１２ｂ）　よ
り構成され、前記主反射鏡装置（１１）は、主反射鏡（
１１ａ）とこの主反射鏡（１１ａ）を回動する駆動装置
（Ｒｌｂ）　より構成されている。（１３１）〜０３４
）はビームを放射する多数の一次放射器で、例えばこの
−次放射器（１’３２）　、　（１３ａ）より放射され
たビームは第２図矢視Ｚ　２　＋　Ｚ　３で示されるよ
うに前記副反射鏡（１２ａ）及び主反射鏡（１１ａ）に
エリ反射され、それぞれ異なった所定の方向に放射され
るようになっている。これら−次放射器（１：ｈ）〜（
１３４）副反射鏡（１２ａ）、主反射鏡（１１ａ）との
組合わせによりリッチエイフレチャン系のオフセットカ
セグレンアンテナが構成される。前記−次放射器（１３
１）〜（１３４）に、Ｎ２図に示されるようにその開口
部０３ａ）・・・の位相中心が、前記副反射鏡を介する
ことにより得られる焦点面Ｘ（はぼ０点金中心とする球
面に近い面となるよう主・副反射鏡の曲率を選ぶことに
より得られる）上に位置するように配置されている。

前記駆動装置（１２ｂ）及びＱ　１　ｂ）は、それぞれ
の反射板（１２ａ）及び（１１ａ）が前記点Ｏを中心軸
にして第２図の矢視ｙ・・・のように公転軌跡上を移動
し例えば２点鎖線で示されるような位置にくるようにな
されている。これは各反射鏡（１２ａ）及び（ｌｌａ）
ｌｄ、その幾何学的な位置関係を保ちながらそれぞれが
移動するようになっているものである。すなわち、この
移動にあたってはこれら駆動装置（１，２ｂ）及び（１
ｌ　ｂ）の駆動により反射鏡（１２ａ）及び０１ａ）の
それぞれの相対関係を保持しつつ０点を中心に所定角度
公転したのと同様な動きをする構成でおって、その駆動
装置（１２ｂ）及び（１ｌ　ｂ）の制御方法としては、
予め、０点を中心とした副反射鏡の公転軌跡を電子的に
記憶しておき、一方の反射鏡（１２ａ）あるいは（１１
Ａ）が地上局からのコマンドあるいは自動的に任意の動
きをしたとき、他方の反射鏡（１１ａ）あるいは（１２
ａ）が前記一方の反射鏡に対して幾何学的な位置関係が
保たれる位置全自動的に計算し、これが前記駆動装置を
動作して自動的に制御するようにすることができる。こ
のとき前記の任意の動きは、人工衛星の姿勢のずれ分音
補正するものでなければならない。

なお、（１４）Ｕ上記のカセグレンアンテナを支持する
基台で、人工衛星などの送受信機器本体（図示せず）に
取付けられる。

しかして、人工衛星などに装着され、一方の地上局より
受信したビーム情報を一次放射器（１３１）〜（１３４
）　ヨり任意のビームＺ２．’Ｚ３　ｆｆｉ　出力り、
７．：とすると、このそれぞれのビームは副反射鏡０２
ａ）及び主反射鏡（１１＆）　を介してそれぞれ異方向
に放射されるようになる。このようにして異方向にビー
ム情報を送信することができる。

ここで、人工衛星自体の姿勢に若干のずれが生じた場合
には、地上局からのコマンドあるいは自動的にその補正
をすべく副反射鏡及び主反射鏡の向き全かえる。すなわ
ち、上述したように各反射鏡装置を動作させて放射ビー
ムが地上局などの送受信対象に向かうようにそれぞれの
反射鏡が相互の関係位置を保ちつつ移動して送受信を行
なうようになる。

他方、第３図に示される実施例を第１図及び第２図と同
一部分に同一符号を付して説明すると、第１図及び第２
図に示されるように副反射鏡（１２ａ）及び主反射鏡（
１１ａ）　を所定の幾何学的な位置関係に配置され、こ
れがそれぞれスノくイダーｃ）１）、＋加及びｔ２２）
　、　ｆ２３を介して２軸駆動装置響により回動自在に
支持されている。前記２軸駆動装置Ｑ３１ｒｌ、Ｕ形の
アーム（財）とこの中心軸として回動できるよう第１の
制御モーター（ハ）が連結されている。前記アーム（２
４）の両端部には、このアーム（財）の回動方向と直交
する方向に回動する第２の制御モーター弼、＠が取付け
られ、この軸（図示せず）に前記副反射鏡（１２ａ）及
び主反射鏡（１１ａ）のスパイダー（２ｉ＋、（２ｉ＋
及び１２ａ、（２ａが取付けられている０この第２のモ
ーター■、（４）間を結ぶ線は第２図の実施例における
０点に相当するものである。（１３□）〜（１３４）’
は一次放射器で、第２図の実施例の場合と同様これらの
開口部α３ａ）・・・の位相中心が、前記主・副反射鏡
（１ｉａ）。

（１２ａ）’ｉ介することにより得られるほぼ球面状の
焦点面（図示せず）上に位置するように配置されている
。

しかして、人工衛星などに装着され、一方の地上局より
受信したビーム情報を一次放射器（１３１）〜（１３４
）、Ｊ：り任意の複数のビームを出力したとすると、上
述実施例の場合と同様このそれぞれのビームは副反射鏡
（１２ａ）及び主反射鏡αｌａ）を介してそれぞれ異方
向に放射されるようになる。このようにして異方向にビ
ーム情報を送信することができる。

ここで、人工衛星自体の姿勢に若干のずれが生じた場合
には、地上局からのコマンドあるいは自動的にそのずれ
分を補正すべく副反射鏡及び主反射鏡の向きをかえるｏ
ｊなわち、この制御方法とじてに、第２の制御モーター
■、ａ６）’ｅ地上局からのコマンドあるいは自勉的に
動作させ、これにエリ副反射鏡（１２ａ）　、　（ｌｌ
ａ）　を動作させ、放射ビームが地上局などの送受信対
象に向かうようになるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以上のように一次放射器より放射され
るビームが副反射鏡と主反射鏡を介して送受信されるよ
うにしたアンテナにおいて、前記−次放射器の開口部の
位相中心が、それぞれ一つの球面状に位置するように配
置され、前記主・副反射鏡が、相互の幾何学的な位置関
係を保ちながら前記球面の中心点を中心とした公転軌跡
内で為って任意の他の位置に移動することができるよう
になされ、地上局などの送受信対象に対するビームボイ
ンティングをとるようにした方法であるから、−次放射
器から放射されるビームが地上局などの送受信対象に対
してその方向性のす′７１ｃよりビームボインティング
がとれなくなった場合において、副反射鏡及び主反射鏡
の予め定められた位置関係を保ちながら送受信対象に対
して方向性全制御するようにすることができ、−次放射
器から所定方向に放射され、副反射鏡及び主反射鏡を介
して所定方向に送信されるビームをその送信されるビー
ムの方向を適宜に制御するにあたって、内反射鏡相互の
関係位置がくずれた場合に起り得る収差の発生による放
射特性の低質化を解消することができるものである。

更に、第３図に示される実施例の場合においては、複数
個設けられた一次放射器は、そのそれぞれの開口部の位
相中心が、主・副反射鏡を介することにより得られるほ
ぼ球面に近い焦点面Ｘ上に位置するように配置されたか
ら、人工衛星の姿勢が相当くずれてアンテナの地上局な
どの送受信対象に対する方向が相当にずれ、且つ主・副
反射器の移動に限界が生じた場合にも、複数の一次放射
器の配置に幅があるため、何れかの一次放射器を機能さ
せることができるので、地上局などの送受信対象に対す
るビームボインティングの域を広くとることができ、そ
の分前記人工衛星自体の姿勢のずれに対する許容範囲を
大きくすることができるものである。

なお、本発明は以上の実施例に限定されるものではなく
、−次放射器については、第１図及び第３図の点線で示
されるように、実線で示される並びの方向と交叉する方
向にも配置し、すなわち縦横に配置し、内反射鏡を３次
元に移動させることができるように駆動装置あるいは制
御モーターを動作させるようにし、地、上局などの送受
信対象に対するビームボインティングの域をより広くと
るよう（（することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示す斜視図、第２図に第１図の側面図
、第３図は本発明の他の実施例を示す斜視図で第４図は
従来例を示す斜視図である〇θυ・・・反射鏡装置、（
ｌｌａ）・・・主反射鏡、（ｌｌｂ）。 （１２ｂ）　”’駆動装置、（１２ａ）　・−副反射鏡
、（１３１）〜α３４）・・・−次放射器、■・・・基
台、（２１）　１２２）・・・スパイダー、（ハ）・・
・２軸駆動装置、（財）・・・Ｕ形のアーム、（ハ）・
・・第１の制御モーター、伽）・・・第２の制御モータ
ー 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 （ほか１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）−次放射器より放射されるビームが副反射鏡と主
   反射鏡を介して送受信されるようにしたアンテナにおい
   て、前記−次放射器の開口部の位相中心が主・副反射鏡
   を介することにより得られるほぼ球面に近い焦点面上に
   位置するように配置され、前記主・副反射鏡が、相互の
   幾何学的な位置関係を保ちながら前記球面の中心点を中
   心とした公転軌跡内であって任意の他の位置に移動する
   ことができるようになされ、地上局などの送受信対象に
   対するビームボインティング金とるようにしたことを特
   徴とするカセグレンアンテナの低雑音化方法。
2. （２）−次放射器より放射されるビームが副反射鏡と主
   反射鏡を介して送受信されるようにした、アンテナにお
   いて、前記−次放射器の開口部の位相中心が、王・副反
   射鏡を介することにより得られるほぼ球面に近い焦点面
   上に位置するように配置され、前記王・副反射鏡相互の
   幾何学的な位置関係を保ちながら前記球面の中心点を中
   心とした公転軌跡内であって任意の他の位置に移動する
   ことができるように２軸駆動装置を設けたことｅ％徴と
   するカセグレンアンテナの低雑音化装置。
3. （３）前記−次放射器は、その開口部の位相中心が、主
   ・副反射鏡を介することにエリ得られるほぼ球面に近い
   焦点面上において複数個配置したことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載のカセグレンアンテナの低雑音化
   装置。