JPS60501138A - アンテナ構造体 - 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】 アンテナ構造体 発明の背景 本発明は新規な反射器構造体に関し、さらに特定すれば、強度が大きく軽量なミ リ波波長域の電磁波放射用のカセグレンアンテナまたはグレゴリアンアンテナに 関する。

ミリ波波長域の電磁波を軸方向に放射する場合の伝送アンテナとして使用ざれる 場合には、放射は軸方向前方に向けてなされ、小形の副反射鏡は軸方向の反対方 向に向けて配置され、前方を向けて配置された大形の主反射鏡に向けて放射がな される。グレゴリアンアンテナの場合には、上記副反射面は凹面状の楕円体面に 形成され、また上記の主反射鏡は放物面に形成される。また、カセグレン形のも のでは、上記の副反射鏡は凸面状の双曲面に形成され、また上記の主反射鏡は放 物面に形成される。また、このカセグレン形のものは、全長を短くできる利点が あり、また上記のグレゴリアン形のものは凹面状の反射面の製造が容易な利点が ある。

そして、この主反射鏡と副反射鏡の焦点が互いに合致し確実なアンテナ作用をな すような幾何学的な関係を維持するように、この副反射鏡は主反射鏡に対して所 定の位置に保持される。この副反射鏡の保持構造に関する従来例としては、Ｒａ ｔｋｅｖ　ｉ　ｃｈの米国特許２，９４２，２６４、Ｗｉｌｄ他の米国特許　２ ，９４５，３９３、およびＳａｌｍｏｎｄ他の米国特許４，０９５，２３０があ る。上記のＲａｔｋｅｖｉｃｈ特許には放射経路内に配置された軸方向の筒の上 に反射鏡を取付けるものが開示されている。また、他の特許には、主反射鏡の投 影面積の小部分を遮って配置された複数の脚部によって副反射鏡を保持するもの が開示されている。しかし、これらには少なくとも３本の脚部によって副反射鏡 を支持する構造が開示されているだけで、特別な構造は開示されていない。

発明の概要 本発明の理解を容易にするために、カセグレンまたはグレゴリ・アンアンテナの 主反射鏡に対して副反射鏡を保持する本発明の要旨たる構造について説明する。

この保持構造は好ましくは３本の誘電材料で形成された薄板状のウェブを備え、 これらウェブは放射半径方向の面内に配置され、上記の両反射鏡を固定している 。この誘電性のウェブは、電気的損失が低くまたビームを遮る面が最少であるの で、このカセグレンまたはグレゴリアンアンテナの放射パターンの妨害や歪みを 防止することができる。

本発明の目的および長所は、強度が大きいとともに軽口であり、主反射鏡に対し て副反射鏡を正確な位置に確実に保持することができるミリ波電磁波放射用のカ セグレンまたはグレゴーリアンアンテナ構造体を提供することにある。また、さ らに本発明の目的お・、よび長所は、誘電損失の低い材料で形成された好ましく は３本のウェブによってカセグレンまたはグレゴリアンアンテナの副反射鏡と主 反射鏡とを連結し、この副反射鏡を主反射鏡に対して所定の位置に保持し、また これらのウェブは電気的損失の低い材料で形成されているとともに、これらのウ ェアによるビームの妨害が最少であるので、放射パターンを遮ったり歪ませたり することがないものである。さらに本発明の別の目的および長所は同軸状に配置 された主反射鏡および副反射鏡の回転方向の支持を確実になすことができるもの である。

本発明のさらに別の目的および長所は以下の説明、請求の範囲および図面によっ て明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は本発明のアンテナ構造体の斜視図、第２図は第１図の２−２線に沿う断 面図、第３図は第２図の３−３線に沿うウェブの断面図である。

発明の詳細な説明 このアンテナ構造体１０は主反射鏡１２と副反射鏡］４とから構成される。この アンテナ構造体１０およびその反射鏡はグレゴリアン形のものを示すが、後述す るようにこの反射面はカセグレン形に構成してもよい。このアンテナ構造体は、 ミリ波波長域の電磁波放射用に設計されており、反射鏡は電気良導性の金属表面 を有している。第２図に示す如く、主反！Ｈ鏡１２は金属薄板１６から構成され 、この金属薄板はその前面が中心軸まわりの放物面に成形されている。この中心 軸は第２図において反射鏡１２．１４の中心を通って上下方向に配置されている 。また、この金属薄板１６の剛性を高めるとともに放物（２）の精度を向上させ 、かつ金属の使用量を制限して軽量にするとともに強度を大にするため、剛性を 有する発泡重合組成物材料のボディ２０が設けられている。このボディ２０は上 記金属薄板１６を所定の形状に保持し、この金属１６はこのボディに一体的に結 合されている。すなわち、この主反射鏡構造体は成形された金属薄板とこれを保 持する発泡材料のボディから構成されている。

また、上記の副反射鏡１４も良導電性の成形された金属薄板２４とこれを保持す る発泡材料のボディとから構成されている。この金属薄板２４には反射作用をな す曲面２６が形成されている。

このような反射鏡構造体の表面を形成する方法は、共願の特許出願、名称ｒＭｅ ｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ｔｏｏｌ　ｆｏｒＦｏｒｍｉｎｇ　Ｐｒｅｃｉｓｅｌｙ　Ｃ ｕｒｖｅｄ３ｕｒｆａｃｅｓＪ　出願番号１０６．９８５　１９７９年１２月６ 日出願、に開示されている。この特許を引用することによってその内容をここに 示す。

このアンテナ構造体１０をミリ波を伝送するアンテナとして使用する場合には、 上記の主反射鏡１２の孔３０を介して放射をなす放射器としてトランスミッタ２ ８が設けられている。この放射は上記の副反ｔＡ鏡１４に反射されて主反射鏡に 戻される。この図示するグレゴリアン形の構造体のにおいて、適正な位置関係が 保持されている場合には、この副尺ｔＪＪ鏡１４の楕円体反射面の焦点は主反射 鏡１２の放物面の焦点の一致する。上記のトランスミッタ２８のマイクロウェー ブ放射器は上記の副反射鏡の楕円体面の焦点の近傍に配置されている。この焦点 はこのアンテナ構造体の中心軸上に形成される。

そして、この副反射鏡１４がその所定の位置に保持され、まとが重要である。ま た、この装置は伝送装置のアンテナ構造体として使用されるだけではなく、入力 される放射によって作動する受信装置とともに受信アンテナとしても同様に適用 できる。

支持ウェア３２．３３．３４はアーム状の部材であって、これらによって上記の 副反射鏡と主反射鏡とが互いに連結され、この副反射鏡が主反射鏡に対して所定 の位置に保持され、また放射パターンを妨げたり、歪ませたりすることがない。

これら支持ウェアの形状はこのアンテナ構造体とバランスするように設定され、 所定のアンテナ特性が得られるように構成されている。また、この副反射鏡１４ が正確な位置に保持されていることにより、より放射効率が向上する。

また、支持ウェブ３２．３４．および３６は第３図の上下方向である厚さ方向に 対して薄く形成されている。また、第３図の横軸方向である横方向には幅広に形 成されている。これらのウェブは第１．２図に示す叩り、上記の２個の反射鏡に 形成された溝内に差込まれ、誘電性の接着剤で固定されている。これらのウェブ の材料としてはエポキシ樹脂で゛固着されたファイバーグラスが好適している。

これらのウェアの厚さは、開口径すなわちこの主反射鏡１２の軸に垂直な開口直 径の０．００１から０．００７の厚さであることが好ましい。

また、第１図に示す如り、°・これら反射鏡は好ましくは円形に形成されている 。このように、これら支持ウェブが薄く形成されているので、この主反射鏡の前 方投影面積で表わされる開口を妨げることが少ない。また、これらウェブ３２， ３４゜３６の幅は、好ましくは開口直径の０．０５から０．１に設定されている 。これらウェブの厚さや幅はその幅対厚さの比が約７から１００となるように設 定されている。このような寸法関係に設定されていることにより、このウェアの 長さ方向および幅方向に剛性が与えられ、また厚さ方向に対しては上記の副反射 鏡が軸のまわり−に回転するのを防止するに充分な剛性が与えられる。

そして、これらのウェアは主反射鏡および副反射鏡の周辺部に設けられた溝内に 正確に接着されている。これらウェアは上記中心軸を通り、径方向に沿った等角 度間隔に配置された面内に配置されている。このように配置されることによって 、これらウェブの投影面積が最少となる。そして、これらウェブは電気的損失が 低い材料で形成されており、またビームを遮る面積が最少になるように設定され ているので、このアンテナの放射パターンを遮ったり、歪ませたりすることがな い。

この副反射鏡は薄板状の支持構造体で支持されているので、この副反射鏡ｄ主反 射鏡に対して僅かに回転変位することがある。しかし、これら反射鏡は軸方向に 変位しないので、これら反射鏡の焦点間の距離は確実に維持される。また、この 副反射鏡が主反射鏡の中心軸からずれるような変位も確実に防止されるので、こ れらの光学的な関係は確実に維持される。

したがって、強度が大で、効率が良く、また軽量なアンテナ構造体が得られる。

以上の如く、本発明をその最良と思われる実施例に従って説明したが、本発明の 要旨を損うことなく各種の変形、実施例が可能である。したがって、本発明は以 下の請求の範囲によって示される。

Ｆｉｇ、　３゜ ｌ際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　主反射鏡と： この主反射鏡の対して所定の位置に配置されこの主反射鏡との間で放射が協働し て作用する副反射鏡と：上記の反ＩＪ４１を支持し、少なくとも３個の薄い支持 ウェブを有し、これら支持ウェブの幅対厚さの比が約７から１００であり、その 厚さが上記反射鏡間の放射の妨げが最少になるように配置された支持手段と： を備えたことを特徴とするアンテナ構造体。 ２、　前記反射鏡は共通の回転軸を有する回転面から形成され、また前記支持ウ ェアはこの回転軸を含む径方向の平面内に配置されていることを特徴とする請求 載のアンテナ構造体。 ３、　前記放射はＮ磁波であり、前記反射鏡は金属反射鏡であり、また前記支持 ウェアは誘電損失の低い材料で形成されでいることを特徴とする前記請求の範囲 第２項記載のアンテナ構造体。 ４、　前記反射鏡の反射面はグレゴリアン光学形のものであることを特徴とする 前記請求の範囲第３項記載のアンテナ構造体。 ５、　前記金属反射鏡の反射面は実質的に剛体の発泡合成重合組成物材料で形成 されたボゲイによって支持されていることを特徴とする前記請求の範囲第３項記 載のアンテナ構造体。 ６、　回転軸まわりの回転面から形成された反射面を有する主反射鏡と： 上記の回転軸と実質的に共通する回転軸を中心とする回転面から形成された反射 面を有する副反射鏡と：上記反射鏡の間に設けられ、上記副反射鏡を上記の主反 射鏡に対して所定の離間位１に保持るとともに前記回転軸が実質的に一致するよ うに保持する複数の支持ウェアを備え、これらの支持ウェアは上記の回転軸，に 対して垂直な方向に実質的に幅広で、また上記回転軸に対してその周方向に実質 的に、薄＜形成されているものである： ことを特徴とするアンテナ構造体。 ７、　前記反射面はこのアンテナから電磁波が効率的に反射されるように良導電 材料から形成され、また前記支持ウェブはこれらウェアを透過する電磁波の歪み が最少となるように誘電損失の低い材料で形成されていることを特徴とする前記 請求の範囲第６項記載のアンテナ構造体。 ８、　前記主反射鏡の直径がこのアンテナの開口径に相当し、前記支持ウェブの 厚さはこの開口径のｏ．ｏｏｌがらｏ．００７倍であることを特徴とする前記請 求の範囲第７項記載の９、　前記支持ウェブの幅は前記開口径の０．０５から０ 。 １倍であることを特徴とする前記請求の範囲第８項記載のアンテナ構造体。 １０、　前記主反射鏡には軸方向の孔が形成され、前記副反射鏡の焦点はこの孔 の中心軸上に配置され、この孔内の上記焦点の近傍に放射器が配置されているこ とを特徴とする前記請求の範囲第９項記載のアンテナ構造体。 １０ °１１．　軸まわりの回転面から形成された反射面を備えた主反射鏡であって、 この軸は主反射鏡の軸と一致し、またこの面はその軸と交差する開口径である直 径を有し、この主反射鏡およびそのボディの軸部分には孔が形成された主反射鏡 と：軸まわりの回転面を有した副反射鏡であって、この副反射鏡のこの回転面の 軸はこのアンテナ構造体の軸と一致し、放射が前記主反射鏡とこの副反射鏡とで 反射するように上記主反射鏡に対向して配置された副反射鏡と；上記１反ｔ１４ 鏡および副反射鏡にそれぞれ形成された少なくとも３個の溝であって、これら溝 は上記軸を含む平面内に実質的に配置され、上記副反射鏡め任意の１個の溝とこ れに対応する上記主反射鏡の溝は上記軸を含む共通の平面内に配置されている少 なくとも３個の溝と； 上記溝内に挿入された少なくとも３個の支持ウェブであっって、これら支持ウェ アは上記軸を含む平面内に配置されて上記の溝内に固定され上記副反射鏡を上記 主反射鏡に対して所定の位置に保持する少゛なくとも３個の支持ウェアと；を備 えたことを特徴とするアンテナ構造体。 １２、　前記反射面は良導電性の金属材料で形成され、また゛前記放射器は電、 磁波放射装置であり、また前記支持ウェブは電気的損失の低い材料で形成されて いることを特徴とする請求 １３、　前記支持ウェブは合成重合複合組成物材料で形成されていることを特徴 とする前記請求の範囲第１２項記載アンテナ構造体。