JPS602801B2 - 複反射鏡整形ビームアンテナ - Google Patents

複反射鏡整形ビームアンテナ

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JPS602801B2
JPS602801B2 JP14580676A JP14580676A JPS602801B2 JP S602801 B2 JPS602801 B2 JP S602801B2 JP 14580676 A JP14580676 A JP 14580676A JP 14580676 A JP14580676 A JP 14580676A JP S602801 B2 JPS602801 B2 JP S602801B2
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Japan
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reflector
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antenna
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JP14580676A
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光裕 草野
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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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
    • H01Q19/18Combinations 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
    • H01Q19/19Combinations 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

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  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は主反射鏡、副反射鏡および1次放射器より構
成され、例えば衛星通信における複数の地上局との無線
通信等において効率のよいアンテナ放射特性を示す複反
射鏡整形ビームアンテナに関する。
‐複数の地上局を相手とする静止衛
星用のアンテナには、散在している地上局がある特定の
地域を効率よく照射するようにビームの断面形状が整形
された放射特性を持つことが望まれる。
このようないわゆる整形ビームアンテナとしては、例え
ば反射面が回転放物面の1部である主反射鏡に複数の1
次放射器で給電する構成のアンテナや反射面が回転放物
面の1部分である部分反射鏡を複数個組合わせて成る主
反射鏡を1次放射器で給電する構成のアンテナ(例えば
昭和4g羊度電子通信学会全国大会S6一8「組合せ鏡
面オフセットアンテナの放射特性」)等が従釆考えられ
てきた。しかし前者の構成では複数の1次放射器を所望
の振幅比と位相差とで給電するための合成回路が複雑な
ものとなり給電損失も大きく、しかも複数の整形ビーム
が望まれる場合には1次放射器の配置が物理的に困難に
なるという欠点があった。また後者の礎成では面積の大
きな主反射鏡面を通常用いられている回転放物面反射鏡
とは異なった形状にしなければならず製造が非常に困難
であり、反射面の精度も出し‘こくく、しかも経済的に
も高価なものとなる欠点があった。この発明の目的は以
上のような欠点を除去するため、1個の主反射鏡と1個
の副反射鏡とその副反射鏡を介して前記主反射鏡に給電
する1個以上の1次放射器とで構成される副反射鏡アン
テナにおいて、面積の大きな主反射鏡は反射面が回転放
物面あるいはそれをわずか惨正した曲面で構成し、比較
的面積の小さな副反射鏡を反射面が回転双曲面あるいは
これをわずか惨正した曲面より成る部分反射鏡を複数個
組合わせて構成することにより給電系を簡略化し、複数
の整形ビームも容易に得られ、製造も容易な整形ビーム
アンテナを提供することである。
以下図面について詳細に説明する。第1図において主反
射鏡1は反射面がZ軸を回転対称軸とする回転放物面の
1部より成り、その鱒点をF、総点距離をfとする。
副反射鏡6は部分反射鏡2と3(第2図参照)を組合わ
せて構成され、部分反射鏡2,3は反射面が回転双曲面
の1部分で部分反射鏡2の2つの焦点はF′およびF2
、部分反射鏡3の2つの焦点は夫々F′及びF3であり
部分反射鏡2及び3は夫々異なった倉馬点を有するよう
に配置される。部分反射鏡2及び3の接合境界線は第2
図に実線9で示される曲線となる。1次放射器10はそ
の位相中心が焦点F′に一致して置かれる。
軸×,Y,Zは焦点Fを原点とする直交座標軸であり、
焦点F及びF2間、焦点F及びF3間の各距離を夫々△
C2,AC3とする。図に示すように主反射鏡1の回転
対称軸(Z軸)と直交する面(×,Y面)内で異なる位
置に焦点F2とF3が存在する。
幾何光学的考えによれば部分反射鏡2及び3の共通の焦
点F′に置かれた1次放射器10より放射された球面波
のうち部分反射鏡2で反射された電波は部分反射鏡2の
他方の焦点F2を等価位相中心とする球面波として主反
射鏡1に給電し、部分反射鏡3で反射された電波は部分
反射鏡3の他方の焦点F3を等価位相中心とする球面波
として主反射鏡1に給電することになる。
周知のように反射面が回転放物面の1部より成る主反射
鏡1を第1図に示すように主反射鏡1の焦点Fより△C
2,AC3だけ偏位した位置点F2とF3とから球面波
波源で給電した場合、給電された球面波は主反射鏡1で
反射後第1図の破線20及び21で示すように主反射鏡
1の回転軸であるZ軸より角度△82,△83だけ傾い
た方向に進む電波として放射される。△02と△83は
夫々式‘11で求まる。
△82 =K△C2/f △83 =K△C3/f……‘1} ここでKはfと主反射鏡1の開口の大きさにより定まる
比例定数である。
従って1次放射器10より放射された球面波は主反射鏡
1で反射後、式(2)で求まる指向特性GIoを示す。
Gー。
=ノSJ2ejpsdS+ノSJ3eJPS dS,.
.,.,(2)ここでsは主反射鏡1の反射面の表面積
、J2及びJ3はそれぞれ1次放射器10より放射され
、副反射鏡6を構成する部分反射鏡2及び3で反射され
、主反射鏡1へ給電された電波により主反射鏡1の反射
面上に誘起される電流の振幅及び位相を表わすベクトル
関数、psは主反射鏡1の反射面の位置と放射特性を観
測する位置とで定まる位相項であり、J‘ま積分記号、
i2=−1である。従って指向特性G,oは夫々その進
行方向の異なる2つのビームの和として求まり、ビーム
の断面形状は2つのビームの強度比とビームの進向方向
とにより種々の形状が求まる。前記ビームの強度比は式
【2’のIJ2lとIJ3lとの比、即ち部分反射鏡2
及び3の反射面の面積比により、ビームの進行方向は式
‘1}からも明らかなように△C2及び△C3により定
まる。第1図に示したアンテナの等利得線図を第3図に
示す。
同図で角度8はZ軸からの角度、角度のは×軸及びY軸
を含む面内のX軸からの角度であり、点Pの及びP2,
は夫々点Fを通り破線20及び211こ平行な直線と観
測球面との交点である。同図に示すように△82及び△
83をほぼ等しく選び、第2図に示したように部分反射
鏡2及び3の反射面の面積もほぼ等しくすると等利得線
図は破線30に示すようなほぼ楕円に近い形状となる。
即ち第1図に示したようにアンテナを構成する事により
断面形状がほぼ楕円の整形ビームを持つ副反射鏡アンテ
ナが実現できる。第4図はこの発明をいわゆる複数ビー
ムアンテナに適用した場合の実施例であり、第1図と対
応する部分は同一符号を付けてある。
部分反射鏡2の2つの焦点は夫々点F′2及びFであり
、その機心率はp2 であり、部分反射鏡3の2つの焦
点‘ま夫々点F′3及びF、その隣心率はp3 であり
、部分反射鏡2及び3は夫々異なった焦点を有するよう
に配置される。1次放射器10及び11はその各位相中
心点PH,。
及びPH..が部分反射鏡2及び3の一方の焦点F′2
及びF′3に対し互に離れる方向に偏位して配贋される
。幾何光学的な考えによれば1次放射器10より放射さ
れた球面波のうち部分反射鏡2及び3で反射された電波
は近似的に第4図に示す2点F舵及びFo3を夫々等価
位相中心とする球面波として主反射鏡1に給電し、1次
放射器11より放射された球面波のうち部分反射鏡2及
び3で反射された函波は近似的に2点FM及びF,3を
夫々等価位相中心とする球面波として主反射鏡1に給電
することになる。周知のようにこれ等各位相中心点のZ
軸からの変位層と1次放射器10,11の変位童の関係
は式{3’で近似される。ACのニ△C′。
2/M2 △Cのニ△C。
3/M3 △C舵ニ△C′12/M2 AC,3=△C′,3/M3 M2±〔(o2十・)/(〇2一,)〕1〆M3=〔(
々3十1)/(々3−1)〕1そ...・..・..(
3)従って第1図で説明した場合と同一理由により、主
反射鏡1の焦点Fからの等価位相中心点の偏位量に比例
して、1次放射器10より放射され部分反射鏡2及び3
で反射し、主反射鏡1に給電した電波は主反射鏡1で反
射後、夫々第4図の破線20及び21でその進行方向が
示されるように式{41で求まる角度△8。
2及び△8。
3だけZ軸より懐いた方向に放射され、その指向特性は
その2つのビームの和として、第5図の破線30で示す
ような等利得線図を示す。
△8o2=K・△C。
2/f 、 △8。
3ェK・△C。
3/f △仇2=K‘△CI2/f、 △8,3=K・△C,3/f……■ Kは比例定数である。
同様に1次放射器11より放射され部分反射鏡2及び3
で反射し、主反射鏡1に給電した電波は主反射鏡1で反
射後、夫々第4図の破線22及び23でその進行方向が
示されるように式{41で求まる角度△0,2及び△ひ
,3だけZ軸より煩いた方向に放射され、その指向特性
はその2つのビームの和として第5図の破線31で示す
ような等利得線図を示す。
第5図において点P凶, P2,,P2, P23は夫
々第4図の点Fを通り破線20,21,22,23に平
行な直線と観測球面との各交点であり、変数8及び少は
第3図で説明したものと同一である。即ち第4図に示し
たようにアンテナを構成することにより複数の整形ビー
ムを持つ副反射鏡アンテナが実現できる。
第6図はこの発明を、いわゆるオフセット形カセグレア
ンテナに適用した副反射鏡整形ビームアンテナである。
第1図と対応する部分には同一符号を付けてあるが本実
施例は第1図に示したアンテナを単にいわゆるオフセッ
ト形カセグレンアンテナに適用したものであり、その動
作原理は第1図で説明したのと全く同じである。即ち、
1次放射器10より放射された球面波のうち部分反射鏡
2及び3で反射された電波は夫々点F2及びF3を等価
位相中心とする球面波として主反射鏡1に給解され、主
反射鏡1で反射後の破線20及び21でその進行方向が
示されるように夫々Z軸より懐いた方向に進む電波とし
て放射される。従ってこのアンテナの指向特性は第1図
で説明したと同一理由により第7図の破線30に示すよ
うなほぼ楕円に近い形状の等利得線図を示す。同図で点
P2o及びP2,は第6図の点Fを通り破線20及び2
1に平行な直線と観測球面との;ら点を示す。なお以上
の説明では主反射鏡1は反射面が回転放物面の1部より
成り、また副反射鏡6を構成する部分反射鏡は総て回転
双曲面の1部分より成るとしたが、整形ビームの照射効
率をさらに向上させるため、1次放射器の残留位相を補
正する等の目的で主反射鏡1の反射面を回転放物面より
わずかに修正したり各部分反射鏡2,3の反射面を回転
双曲面よりわずかに修正して副反射鏡6を構成する場合
にもこの発明が適用可能であることはいうまでもない。
また副反射鏡6を構成する部分反射鏡の数は2個の場合
についてのみ述べたが、部分反射鏡の数が3個以上の場
合も原理はまった〈同様である。さらに以上の説明では
アンテナを総て送信アンテナとして説明したが、アンテ
ナの相反定理から受信アンテナについても全く同様にこ
の発明をできることは明らかである。以上説明したよう
にこの発明を用いれば反射面がほぼ回転双曲面の1部で
ある部分反射鏡を複数個組合わせて成る副反射鏡を用い
て副反射鏡を構成することにより給電系が簡略化され、
製造も容易で安価な整形ビームアンテナが実現できると
いう利点がある。
図面の髄単な説明 第1図はこの発明による副反射鏡整形ビームアンテナの
一例を示す側面図、第2図はその劉反射鏡の正面図、第
3図は第1図に示したアンテナの放射特性を説明するた
めの図、第4図はこの発明による副反射鏡整形ビームア
ンテナを複数ビームアンテナに適用した実施例を示す側
面図、第5図はそのアンテナの放射特性を示す図、第6
図はこの発明をオフセット形カセグレンアンテナに適用
した実施例を示す側面図、第7図はそのアンテナの放射
特性を示す図である。
1:主反射鏡、2, 3:部分反射鏡、6:副反射鏡。
第 7 図第1図 第2図 彩る図 第4図 第5図 第6 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 主反射鏡と、副反射鏡と、その副反射鏡を介して前
    記主反射鏡に給電する1個以上の1次放射器とから構成
    される複反射鏡アンテナにおいて、前記主反射鏡は反射
    面が回転放物面で構成され、前記副反射鏡は反射面が回
    転双曲面の1部分をなす複数個の部分反射鏡よりなり、
    これら各部分反射鏡は前記主反射鏡の回転対称軸と直交
    する面内で異なる焦点位置を有するように組合わされて
    なる複反射鏡整形ビームアンテナ。
JP14580676A 1976-12-03 1976-12-03 複反射鏡整形ビームアンテナ Expired JPS602801B2 (ja)

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JP14580676A JPS602801B2 (ja) 1976-12-03 1976-12-03 複反射鏡整形ビームアンテナ

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JP14580676A JPS602801B2 (ja) 1976-12-03 1976-12-03 複反射鏡整形ビームアンテナ

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Publication Number Publication Date
JPS5369569A JPS5369569A (en) 1978-06-21
JPS602801B2 true JPS602801B2 (ja) 1985-01-24

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ID=15393569

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JP14580676A Expired JPS602801B2 (ja) 1976-12-03 1976-12-03 複反射鏡整形ビームアンテナ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0831687A (ja) * 1994-07-19 1996-02-02 Nec Corp 角型チップ状電子部品

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0831687A (ja) * 1994-07-19 1996-02-02 Nec Corp 角型チップ状電子部品

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JPS5369569A (en) 1978-06-21

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