JPS6094509A - 開口面アンテナ - Google Patents

開口面アンテナ

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Publication number
JPS6094509A
JPS6094509A JP20237383A JP20237383A JPS6094509A JP S6094509 A JPS6094509 A JP S6094509A JP 20237383 A JP20237383 A JP 20237383A JP 20237383 A JP20237383 A JP 20237383A JP S6094509 A JPS6094509 A JP S6094509A
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JP
Japan
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mirror
mirror face
axis
plane
wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP20237383A
Other languages
English (en)
Inventor
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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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP20237383A priority Critical patent/JPS6094509A/ja
Publication of JPS6094509A publication Critical patent/JPS6094509A/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
    • H01Q19/17Combinations 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 the primary radiating source comprising two or more radiating elements

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  • 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】 〔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関する。
特に、放射ビームの形状がある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前記平面と異なる成
形ビームを有する開口面アンテナに関する。
[従来技術の説明〕 第1図は無線通信におりる親局および子局の配置平面図
、第2図および第3図は無線通信における親局および子
局の配置側面図、第4図は第1図に示す通信領域が隣接
した場合の平面図、第5図は従来例成形ビームアンテナ
の斜視図、第6図は従来例成形ビームアンテナの水平断
面図、第7図は従来例成形ビームアンテナの垂直断面図
である。
通常のマイクロ波無線通信においては、無線局と無線局
が正対して通信を行うために用いられるアンテナには、
一般に高利得で低サイドロー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−r局と1つ
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地域を9)ノ率よく照射するいわ
ゆる成形ビームを有することが望まれる。
第1図、第2図および第3図によってビーム成形の効果
を説明すると、A局を親局として、B、C1■〕、E局
をそれぞれ子局とした場合に、親局のアンテナのビーム
の形状は水11i−面内では第1図の破線で示ず放射ビ
ーム1がずべての子局を覆う扇形の拡がりを¥1するこ
とが望まれている。
一方、垂直面内では第2図および第3図に示すように子
局の配;IIyされる地」二高低差および親局との距離
の差によって、第2図の破線で示す通電のペンシル状の
放射ビーム2よりも第3図の破線で示ず放射ビーム3を
イjすることが望まれている。
第4図に示す親局と子局の通信範囲が隣接して配置され
た場合には、放射ビーム1と1′が干渉しないように互
いに直父した偏波を用いることになり、偏波の直交度ず
なわら放射ビームlと1′の交差偏波特性の良否が直接
回線の品質を左右することになる。ただし、前記した干
渉が問題になるのは第3図に示したA局と0局とを結ぶ
水平面内であり、例えばA局とB局とを結ぶ面内の放射
ビームは大地などにより遮蔽されるために、隣接する放
射ビーム1の干渉は大きな問題にはならない。
従来、前記した成形ビームを合成する方法としては、例
えは特願昭56−183369 (特開昭58−845
05 )で開示した成形ビームアンテナが考えられてき
た。
第5図、第6図および第7図に従来のアンテナの斜視図
、y−z平面断面図およびX−Z平面断面図を示したが
、このアンテナは複合鏡面反射鏡である主反射鏡30と
1次放射器20とにより構成され、この主反射鏡30は
トーラス鏡面部31とパラボラ鏡面部32および33と
により構成されている。トーラス鏡面部31は第7図に
示す断面上の切断線を母線とする曲線をX軸回りに角度
θ0だけ回転し°ζ得られる円環体鏡面であり、第6図
に示すパラボラ鏡面部32と33は放物線の中心軸Z2
と73を回転中心とするパラボラ鏡面である。
したがっC1その1次Jjk射器のビーム中心軸2Iを
負のZ軸方向に一致させて配置した1次放射器20より
放1・1された球面波は水平面内(Y−Z平面)では1
・−ラス鏡面部31で反則されて破線で示す電波通路4
および5でボずような通路を通り、原点を中心とした同
心円状の放射波面となり、パラボラ鏡面部32および3
3で反則された電波はそれぞれ破線で示ず電波通路6お
よび7で示ずような通路を通り直交座標軸Z2およびZ
3方向に進行する平面波に変換される。したがって水平
面内の放射特性は前記した各波面の合成としcz軸より
±θ0の角度範囲内ではほぼ均一の特性を有し、いわゆ
る扇形ビームを合成できる。
一方、垂直面内では第7図に示すように、1次数n・1
器20よ〃ノ放4Jさt′1.た球面波は、ある部分で
は破線で示す電波通路8および9に示ずような通路を通
りZ軸方向に進む波面に、また他の部分では、破線で示
ず電/gt通路10およびIIに示ずような通路を通り
Z軸より191いた方向に進む波面に変換され、全体と
しては第3図の電fJjl iff回路3で示すような
非差j称なビームを合成することができる。
しかし、前記した従来の成形ビームアンテナでは第7図
に示すように水平方向、すなわち、同図のZ軸方向へ進
む波面を成形する鏡面部が水平面(Y−Z平面)に関し
て非対称となるため、この鏡面部分で発生した交差偏波
成分が水平面内の交差偏波特性を劣化させる欠点があっ
た。
また、第5図に示すように主反射鏡30の両端gBか通
電のパラボラ鏡面であること、かつ、この両端部への1
次放射器20からの照射レヘルが中央部に比較して弱い
ことから扇形ビームの両端における垂直面内ビーム形状
を第3図の破線で示す放射ビーム3のような形状に成形
しにくい欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は、水平面内のビーム形状に寄与する第一の鏡面
部は水平面に関して対称な構造とし、垂直面内のビーム
形状に寄与するその他の鏡面部とこの鏡面部を給電する
ボーンの関係を前記第一の鏡面部の構成と独立に選定可
能な構成とすることにより、水平面内で交差偏波特性を
向上させ、垂直面内の放射ビームをより効果的な形状に
できる開口面アンテナを提供することを目的とする。
〔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少な
くともl (ll+1以上の副反射鏡を介して給電する
2個以上のポーン群よりなる1次放射器系とを備えた開
口面アンテナにおいて、前記反射鏡は前記1次放射器系
のボーンの数に対応した複数の鏡面部より構成され、第
一のポーンに対応する第一の鏡面部は第一のホーンのビ
ーム中心軸を含む水平面に関して対称な構造であり、他
の鏡面部は水平面に関して非対称な構造で、第一の鏡面
部より放射されるビームの最大放射方向は水平面内にあ
り、他の鏡面部より放射されるビームの最大放射方向は
水平面以外にあり、有効な照射と高い交差偏波特性を得
ることができることを特徴とする。
〔実施例による説明〕
次に本発明実施側聞11而°ノ′ンテナを図面に基づい
て詳しく説明する。
第8図は本発明第一実施例開口面アンテナの正面図、第
9図は本発明第一実施例開口面アンテナのY−Z断面図
、第10図は本発明第一実施例開口面アンテナのX−Z
断面図、第11図は本発明第一実施例開口面アンテナの
放射特性説明図、第12図は本発明第二実施例開口面ア
ンテナの正面図、第13図は本発明第二実施例開口面ア
ンテナのX−Z断面図である。
本発明第一実施例開口面アンテナは、1次放射器20と
22および合成回路23よりなる1次放射器系と、主反
射鏡30により構成されている。主反射鏡30はトーラ
ス鏡面部34.36および37とパラボラ鏡面部35−
L 35−2.38−1.38−2.39−1.39−
2よりなり、第一の鏡面部34.35−1.35−2は
y−z平面とX−Z平面に関して対称な構造であり、第
二の鏡面部36.37.38−1.38−2.39−1
.39−2はY−Z平曲に関して非対称な構造である。
本発明第一実施例開口面アンテナの水平面内の放射特性
について第9図に基づいて説明する。トーラス鏡面部3
4は第10図に示ずX−Z平面での断面上の切断線で示
すように第−鏡面部の焦点F1をもつZ軸に関し対称で
、かつZ軸に中心軸が一致した単一な放物線をX軸回り
に角度θ0だけ回転したパラホラ鏡面部35−1と35
−2は各々直交座標軸Z35−1と235−2を回転中
心軸とするパラボラ鏡面である。したか−、′(1次放
射器20と第一のパラボラ鏡面部:35−1と35−2
の放射特性は第6図の説明で行ったと同しように水平面
内で扇形の拡がりを有する特性となり、垂直面内ではY
−Z平面内のZ軸方向に最大放射方向を有するペンシル
ビーム状の放射特性となる。
第9図はY−Z平面での断面図であるが、Y−Z平面と
平行な平面での第二の鏡面部の断面におりる切10[線
、ずなわら3G、38−1.38−2の切断線あるいは
37.39−■、3!]−2のりJlili線も構成は
第9図の場合と同様である。ただし、第10図に示すよ
うに第二の鏡面部を照’lII′□J°る1次放射器2
2は独立に配置され、各鏡面部の鏡軸の向きが水平面に
はないため、水平面以外に放射特性の最大放射方向があ
らあわれるだりの相違である。したがって、単に水平面
だけでなく、Y軸を含む平面内に扇形の拡がりを有する
ビームを合成することができる。
第10図において、第二の1〜−ラス鏡面部36と37
の断面上の切断線は鏡面部の焦点F2をもつ軸Z36と
Z3?を中心軸とする放物線の一部である。したがって
1次放射器22より放射された球面波のうちトーラス鏡
面部36と37で反射された電波は、例えば破線で示す
電波通路9およびIOを通り各々放物線の中心軸23G
およびZ3?方向に進む波面として放射される。なお、
1次放射器20より放射されて1・−ラス鏡面34で反
射された電波は、例えば破線で示す電波通路8−1.8
−2を通り、Z軸方向に進む波面として放射されること
は第9図の説明からも明らかである。
X−Z平面内の放射特性は」二足各波面の合成として定
まり第11図の実線で示す放射ビーム特性12のように
Z軸に関して非対称なビームが合成される。同図で破線
で示す放射ビーム特性13と14は第一の1・−ラス鏡
面部34から放射された電波の主偏波および交差偏波特
性であり、破線で示す放射ビ−ム特性15は第二の1・
−ラス鏡面部36と37から放射された電波の主偏波成
分である。同図面の破線で示す放射ビーム特性14のよ
うに、交差偏波特性はZ軸」二では、トーラス鏡面部3
4がこのZ軸に関して対称であるため鏡面部で発生した
交差偏波成分が相殺されて良好な特性となる。さらにZ
軸に関して非対称な1・−ラス鏡面部3Gと37で発生
する交差偏波成分は各々主偏波成分の最大放射方向がZ
軸より離れているため、Z軸上に大きな影響を及ぼさず
、結局全体の交差偏波特性は実線で示す放射ビーム特性
16のようにZ軸上で良好な特性となる。
以上のX−Z面内の特性は第9図の説明からも明らかな
ようGン1θ0の角度範囲内でほぼ同一であるため、結
果とじry’−z平面で良好な交差偏波特性がi:lら
れる。第10図ではx−Z平面での特性について説明し
たが、両I′IjW1部の特性もほぼ同一であり、した
かっ“6両”!+、i部鏡面も扇形ビームの両端部での
垂直面内ビーム成形に寄与するため、この部分のビーム
成形度を向上させることができる。
さらに、第8図において、第二の鏡面部と1次放射器2
2の構成はそれ自体いわゆるオフセント形式の構成とな
っているため、比較的放射エネルギーが少なくビーム成
形がしにくい垂直面内のビーム成形を電波の通路に遮蔽
物がない、いわゆるブロッキングのない形でできる利点
もある。さらに、1次放射器20と22の励振振幅は合
成回路23により調整できるため全体のビーム成形の自
由度が大きい利点も生ずる。
第12図は本発明第二実施例を示す正面図であり、第1
3図は鏡面部の焦点F2を含みX−Z平面と平行な平面
での断面図であるが、本第二実施例では主反射鏡30は
トーラス鏡面部34.36−1.37−1.36−2.
37−2と両端部のパラボラ鏡面部35−1.35−2
よりなり、第一の鏡面部34.35−1.35−2はy
−z平面とX−Z平面に関して対称であり、他はY−Z
平面に関して非対称な構造である。第一の鏡面部は焦点
F1に配置された1次放射器2oにより、第二の鏡面部
36−1と37−1はこの鏡面部の焦点F2に配置され
た1次放射器22−1により、第三の鏡面部36−2と
37−2はごの鏡面部の焦点F3に配置された1次放射
器22−2により各々給電される。
第二、第三の鏡面部は各々軸x1とX2を回転中心軸と
する1・−ラス鏡面である。第一の鏡面部と1次放射器
20の組合せによる構成部の放射特性は第9図で説明し
た通りである。本放射特性により水平面内の放射特性が
ほぼ決定される。垂直面内の放射特性は第二および第三
の鏡面部からの放射特性により定まる。第13図におい
て第二の鏡面部36−1.37−1の断面」二の切断線
は鏡面部の焦点F2を含む軸Z36−1とZn−1を中
心軸とする放物線であり、前記したように36−■、3
7−1はこの切断線を軸X1回りに回転し°ζ得られる
トーラス鏡面である。第三の鏡面部は第二の鏡面部とX
−Z平面に関して対称であり、鏡面部の焦点1?1と1
−2もX−Z平iJ+iに関して対称である。垂直面内
の放射特性は、例えば1次放射器22−■より放射され
た球面波が第二の鏡面部で反射後破線で示す電波通路9
および10を通り各々軸23G−1と23T−□方向に
進む波面として放射されて合成される。第三の鏡面部と
1次放射器22−2の組合せの構成による放射特性も同
様である。本発明第二実施例は第一実施例に比較し、1
次放射器の数が増加したことによりビーム成形の自由度
が大きいこと、および第二、第三の鏡面部の両端部の1
次放射器よりの照射レヘルを上げるように1次放射器を
X軸に対して傾けてセ・ツトし、第二、第三の鏡面部に
はパラボラ鏡面部を用いていないことが特徴である。た
だし、後者の特徴は必ずしも必要条件でないことば熱論
である。なお、第12図、第13図では各1次放射器の
合成回路は図示されていないが、第一実施例と同様の全
体の構成上は必要となる。
なお、以上の説明では説明の都合上垂直面内のビーム成
形に寄与するトーラス鏡面部36.37のX−Z平面切
断線は各々放物線としたが、これは必要条件ではなく垂
直面内ビームの成形に寄与するように形成された曲線、
例えば特開昭58−84505の第14図に示す曲線で
もよく、複数の放物線を組合せる場合でも、放物線の数
が2個以上でもよい。
また、以上の説明ではアンテナを総て送信アンテすとし
て説明したか−〆ンテナの相反性により、本発明は受信
)′ンテリ′にも適用することができる。
〔発明のりJ果〕
以上説明したように本発明によれは、照射領域を有効に
照射することができ、かつ水平面内での交差偏波11・
h性を向上させ、特に、ある地域に散在する複数の局と
の間で無線通信を行う場合に親局のアンテナに利用すれ
ばその効果はきわめて大きいなどの優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は無線通信における親局および子局の配置平面図
。 第2図お、1、び第;)図は無線通信に4.夕げる親局
および子局の配置側面図。 第4図は第1図に示す通信領域が隣接した場合の平面図
。 第5図は従来例成形ビームアンテナの斜視図。 第6図は従来例成形ビームアンテナの水平断面図。 第7図は従来例成形ビームアンテナの垂直断面図。 第8図は本発明第一実施例開口面アンテナの正面図。 第9図は本発明第一実施例開口面アンテナのY−Z断面
図。 第10図は本発明第一実施例開口面アンテナのX−Z断
面図。 第11図は本発明第一実施例開口面アンテナの放射特性
説明図。 第12図は本発明第二実施例開口面アンテナの正面図。 第13図は本発明第二実施例開口面アンテナのX−Z断
面図。 ■、1′、2.3・・・放射ビーム、4〜+1.8−1
18−2・・・電波通路、12〜16・・・放射ビーム
特性、20.22.22−1.22−2・・・1次放射
器、21・・・1次放射器のビーム中心軸、23・・・
合成回路、30・・・主反射鏡、31.34.36.3
7.36−!、 36−2.37−137−2・・・1
・−ラス鏡面部、32.33.35−1.35−2.3
8−1.38−2.39−1.39−2・・・パラボラ
鏡面部、Δ、A′・・・親局、B、B’、C,C’ 、
D、D’ Ij、E’・・・子局、Fl、F2、F3・
・・第一、第二、第三鏡面部の焦点、XI 、X2・・
・焦点F2、F3を通りX軸と平行な軸、X、Y、Z・
・・直交座標軸、Z2 、Z3 、Z35−1・Z35
−2・23G、23G−1、Z 3’l % Z 3?
 −1・・’放物線の中心軸、θ。・・・角度。 特a1出願人 日本市気株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 第 1 閏 2 第 21 萬3図 亮 4 図 篤 5 図 犀 6 図 ■ 兜 7 図 第11図 萬12図 第13何

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11主反射鏡と、 この主反射鏡を直接または少なくとも1個以上の副反射
    鏡を介し′C給電する2 (111以上のボーン群より
    なる1次放射器系と を備えた開[1面アンテナにおいて、 前記反射鏡は前記1次放射器系のボーンの数に対応した
    複数の鏡面81;より構成され、第一のボーンに対応す
    る第一の鏡面部は第一のボーンのビーム中心軸を含む水
    平面に関して対称な構造であり、他の鏡面部は水平面に
    関して非対称な構造で、 第一の鏡面部より放射されるビームの最大放射方向は水
    5H7−面内にあり、他の鏡面部より放射されるビーム
    の最大放射方向は水平面以外にあることを特徴とする開
    口面アンテナ。
JP20237383A 1983-10-28 1983-10-28 開口面アンテナ Pending JPS6094509A (ja)

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JP20237383A JPS6094509A (ja) 1983-10-28 1983-10-28 開口面アンテナ

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JP20237383A JPS6094509A (ja) 1983-10-28 1983-10-28 開口面アンテナ

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