JPS61117906A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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- JPS61117906A JPS61117906A JP23887984A JP23887984A JPS61117906A JP S61117906 A JPS61117906 A JP S61117906A JP 23887984 A JP23887984 A JP 23887984A JP 23887984 A JP23887984 A JP 23887984A JP S61117906 A JPS61117906 A JP S61117906A
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- Japan
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- mirror
- reflector
- primary radiator
- reflection mirror
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/10—Combinations 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
- H01Q19/18—Combinations 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
- H01Q19/19—Combinations 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
- H01Q19/191—Combinations 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 wherein the primary active element uses one or more deflecting surfaces, e.g. beam waveguide feeds
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、対称軸に関して回転対称で、外周部が円形で
ある主反射鏡と、副反射鏡ならびに一次放射器をもつカ
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
。
ある主反射鏡と、副反射鏡ならびに一次放射器をもつカ
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
。
従来のカセグレンアンテナにおいては、所望の放射特性
を得るため、主反射鏡および副反射鏡に対して以下の方
法によって鏡面設計がなされていた。第５図において、
図面符号ｌは主反射鏡の開口面、２は主反射鏡、３は副
反射鏡、４は一次放射器５の位相中心を表す、一次放射
器の放射特性が軸対称な場合には主反射鏡２および副反
射、１１３の断面曲線は、 （ａｌ 一次放射器５の放射特性と、開口面ｌにおけ
る所望の電界分布との関係を決めるエネルギー保存則、 伽） 一次放射器５の位相中心４から開口面１に敗る光
路長が一定となる条件、 （０１主反射鏡２および副反射鏡３でのスネルの法則を
満たすための条件、 なる三つの条件から定められる。ここで一次放射器５は
給電ホーンでもよいし、複数の反射鏡と給電ホーンを組
み合わせたいわゆるビームウェーブガイドであってもよ
い。
を得るため、主反射鏡および副反射鏡に対して以下の方
法によって鏡面設計がなされていた。第５図において、
図面符号ｌは主反射鏡の開口面、２は主反射鏡、３は副
反射鏡、４は一次放射器５の位相中心を表す、一次放射
器の放射特性が軸対称な場合には主反射鏡２および副反
射、１１３の断面曲線は、 （ａｌ 一次放射器５の放射特性と、開口面ｌにおけ
る所望の電界分布との関係を決めるエネルギー保存則、 伽） 一次放射器５の位相中心４から開口面１に敗る光
路長が一定となる条件、 （０１主反射鏡２および副反射鏡３でのスネルの法則を
満たすための条件、 なる三つの条件から定められる。ここで一次放射器５は
給電ホーンでもよいし、複数の反射鏡と給電ホーンを組
み合わせたいわゆるビームウェーブガイドであってもよ
い。
上記のような従来の鏡面設計法（鏡面修整法とも呼ばれ
る。）では、主反射鏡および副反射鏡の鏡面形状は、鏡
面修整の際に使用した一次放射器の放射特性と開口面に
おける電界分布によって一義的に決まってしまい、他の
周波数や異なった形状の一次放射器では使用できない欠
点があった。
る。）では、主反射鏡および副反射鏡の鏡面形状は、鏡
面修整の際に使用した一次放射器の放射特性と開口面に
おける電界分布によって一義的に決まってしまい、他の
周波数や異なった形状の一次放射器では使用できない欠
点があった。
これは、同一形状の一次放射器でも、周波数が異なると
その放射特性や位相中心位置が変化することや、同一周
波数であっても一次放射器の形状が異なるとやはりその
放射特性や位相中心位置が影響を受け、いずれの場合も
前記（８１項および山）項の条件を崩すことになるため
である。その結果、開口面における位相の乱れや電界分
布の変化を引き起こし、アンテナの放射特性やアンテナ
利得の劣化を招く、そのためたとえば同じ開口直径のア
ンテナでも、使用する周波数が異なるときは新たに鏡面
修整を行わざるを得す、その結果、断面曲線の異なる主
反射鏡と副反射鏡を新たに製作する必要が生じる。この
ためには、新たに主反射鏡用や副反射鏡用の治工具が必
要となり、特に大きな開口径のアンテナの場合では治工
具も大きくなり、経済的に不利であった。
その放射特性や位相中心位置が変化することや、同一周
波数であっても一次放射器の形状が異なるとやはりその
放射特性や位相中心位置が影響を受け、いずれの場合も
前記（８１項および山）項の条件を崩すことになるため
である。その結果、開口面における位相の乱れや電界分
布の変化を引き起こし、アンテナの放射特性やアンテナ
利得の劣化を招く、そのためたとえば同じ開口直径のア
ンテナでも、使用する周波数が異なるときは新たに鏡面
修整を行わざるを得す、その結果、断面曲線の異なる主
反射鏡と副反射鏡を新たに製作する必要が生じる。この
ためには、新たに主反射鏡用や副反射鏡用の治工具が必
要となり、特に大きな開口径のアンテナの場合では治工
具も大きくなり、経済的に不利であった。
本発明はこれを改良するもので、異なる周波数に対して
も共通設計の主反射鏡を利用することができる経済的な
アンテナ装置を提供することを目的とする。
も共通設計の主反射鏡を利用することができる経済的な
アンテナ装置を提供することを目的とする。
本発明は、対称軸に関して回転対称な鏡面をもつ主反射
鏡と、この主反射鏡に電磁波を反射させる第一副反射鏡
と、少なくとも１個の第二副反射鏡および一次放射器と
から構成され、前記主反射鏡の断面形状ならびに前記一
次放射器の放射特性をもとに、前記主反射鏡の開口面分
布が所望の特性となるように前記第一副反射鏡および前
記中なくとも１個の第二副反射鏡が鏡面修整されている
ことを特徴とする。
鏡と、この主反射鏡に電磁波を反射させる第一副反射鏡
と、少なくとも１個の第二副反射鏡および一次放射器と
から構成され、前記主反射鏡の断面形状ならびに前記一
次放射器の放射特性をもとに、前記主反射鏡の開口面分
布が所望の特性となるように前記第一副反射鏡および前
記中なくとも１個の第二副反射鏡が鏡面修整されている
ことを特徴とする。
上記第一副反射鏡がカセグレン式のとき凸面鏡で、グレ
ゴリ式のとき凹面鏡であることを特徴とする。
ゴリ式のとき凹面鏡であることを特徴とする。
この発明は、主反射鏡、副反射鏡ならびに一次放射器に
別の副反射鏡（本明細書では第二副反射鏡という、）を
加えた構成とし、ある周波数あるいはある一次放射器の
放射特性を基に鏡面修整されて断面曲線が決定されてい
る主反射鏡を、その形状を変えずに、別の周波数、ある
いは別の一次放射器の放射特性を基に、開口面において
所望の電界分布が得られるように従来の副反射鏡および
第二副反射鏡に鏡面修整を施すようにして、鏡面製作上
の経済化を図ることができる。
別の副反射鏡（本明細書では第二副反射鏡という、）を
加えた構成とし、ある周波数あるいはある一次放射器の
放射特性を基に鏡面修整されて断面曲線が決定されてい
る主反射鏡を、その形状を変えずに、別の周波数、ある
いは別の一次放射器の放射特性を基に、開口面において
所望の電界分布が得られるように従来の副反射鏡および
第二副反射鏡に鏡面修整を施すようにして、鏡面製作上
の経済化を図ることができる。
以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第１図は主反射鏡２、第一副反射鏡３、一次放射器５と
第二副反射鏡６でカセグレンアンテナを構成した場合の
本発明の実施例を示す、実線で書かれた図は中心断面曲
線を表す、主反射鏡２と中心軸７に関して回転対称であ
り、その中心断面曲線はあらかじめ与えられているもの
とする。このとき、開口面１において所望の電界分布を
得るための第一副反射鏡３および第二副反射鏡６の形状
は次のように求められる。
第二副反射鏡６でカセグレンアンテナを構成した場合の
本発明の実施例を示す、実線で書かれた図は中心断面曲
線を表す、主反射鏡２と中心軸７に関して回転対称であ
り、その中心断面曲線はあらかじめ与えられているもの
とする。このとき、開口面１において所望の電界分布を
得るための第一副反射鏡３および第二副反射鏡６の形状
は次のように求められる。
（１） 一次放射器５の放射特性と、開口面ｌにおけ
る所望の電界分布との関係を決めるエネルギー保存則に
より、一次放射器５の放射角θと、第一副反射鏡３から
主反射鏡２に向かう電波ビーム９が、主反射鏡で反射し
た電波ビーム１０となる角甲との関係を求める。
る所望の電界分布との関係を決めるエネルギー保存則に
より、一次放射器５の放射角θと、第一副反射鏡３から
主反射鏡２に向かう電波ビーム９が、主反射鏡で反射し
た電波ビーム１０となる角甲との関係を求める。
（２）一次放射器５の位相中心４から開口面１に至る光
路長が一定となる条件。
路長が一定となる条件。
（３） 第一副反射鏡３と、第二副反射鏡６それぞれ
でスネルの法則を満たすための条件。
でスネルの法則を満たすための条件。
なお、主反射鏡２におけるスネルの法則は（１）におい
て甲を求める際に満足される。（２）と（３）を（１）
の条件の基に解くことにより、第一副反射鏡３と第二副
反射鏡６の座標値が数値的に求められ、それぞれの中心
断面曲線が決定される。中心断面曲線以外の鏡面形状は
次のようにして決定される０本発明においては、一次放
射器５からの回転対称な電波ビームが、開口面ｌにおい
て軸７に関して回転対称な電界分布に変換されるように
決める。
て甲を求める際に満足される。（２）と（３）を（１）
の条件の基に解くことにより、第一副反射鏡３と第二副
反射鏡６の座標値が数値的に求められ、それぞれの中心
断面曲線が決定される。中心断面曲線以外の鏡面形状は
次のようにして決定される０本発明においては、一次放
射器５からの回転対称な電波ビームが、開口面ｌにおい
て軸７に関して回転対称な電界分布に変換されるように
決める。
一方、第１図における電波ビーム１０は軸７に平行であ
り、主反射鏡２は軸７に関して回転対称であるから、反
射の法則により電波ビーム９．１０は軸７に関して回転
対称である。すなわち、第２図に示すように、一次放射
器５の軸８を中心とする円錐状の電波ビームは、第二副
反射鏡６と第一副反射鏡３および主反射鏡２によって開
口面１の軸７を中心とする円筒状の電波ビームに変換さ
れる。
り、主反射鏡２は軸７に関して回転対称であるから、反
射の法則により電波ビーム９．１０は軸７に関して回転
対称である。すなわち、第２図に示すように、一次放射
器５の軸８を中心とする円錐状の電波ビームは、第二副
反射鏡６と第一副反射鏡３および主反射鏡２によって開
口面１の軸７を中心とする円筒状の電波ビームに変換さ
れる。
図において、一点鎖線はそれぞれの反射鏡の中心断面曲
線を表す、第二副反射鏡６の座標値は前記円錐状の電波
ビームと第二副反射鏡６との交点が、軸８と軸７を含む
平面に直角な平面内にあると仮定して求める。この場合
第二副反射鏡６で反射された電波ビーム１１の方向は幾
何光学的に求められるので、第一副反射鏡３の座標値は
上記（２）で述べた光路長一定の条件により求められる
。この場合、主反射鏡２は軸７に関して回転対称である
が、第一副反射鏡３および第二副反射鏡６は一般に回転
対称にはならない。
線を表す、第二副反射鏡６の座標値は前記円錐状の電波
ビームと第二副反射鏡６との交点が、軸８と軸７を含む
平面に直角な平面内にあると仮定して求める。この場合
第二副反射鏡６で反射された電波ビーム１１の方向は幾
何光学的に求められるので、第一副反射鏡３の座標値は
上記（２）で述べた光路長一定の条件により求められる
。この場合、主反射鏡２は軸７に関して回転対称である
が、第一副反射鏡３および第二副反射鏡６は一般に回転
対称にはならない。
第３図は本発明の別の実施例を示したもので、第二副反
射鏡６から第一副反射鏡３に向かう電波ビーム１１が途
中で軸７と交差する構成にしたものであり、この交差点
付近に電波ビームが集中してから第一副反射鏡３に向け
て放射するという特徴がある。
射鏡６から第一副反射鏡３に向かう電波ビーム１１が途
中で軸７と交差する構成にしたものであり、この交差点
付近に電波ビームが集中してから第一副反射鏡３に向け
て放射するという特徴がある。
第４図はさらに別の実施例であって、第一副反射鏡３か
ら主反射鏡２に向かう電波ビーム９が途中で軸７と交差
するグレゴリアンアンテナ構成にしたものである。
ら主反射鏡２に向かう電波ビーム９が途中で軸７と交差
するグレゴリアンアンテナ構成にしたものである。
なお、上記の説明図において一次放射器の軸８と、主反
射鏡の回転対称軸７とは直角な構成にしているが、θ°
塩以外任意の角度で構成しても同様に本発明を実施する
ことができる。また、一次放射器は電磁ホーンに限らず
ビーム伝送路による放射器であってもよい。
射鏡の回転対称軸７とは直角な構成にしているが、θ°
塩以外任意の角度で構成しても同様に本発明を実施する
ことができる。また、一次放射器は電磁ホーンに限らず
ビーム伝送路による放射器であってもよい。
さらに、上記説明は、説明の便宜上各アンテナについて
送信用アンテナとして説明したが、このアンテナの電波
進行方向は可逆的であり、そのままの構成で受信用アン
テナとして利用することができる０本発明は送信アンテ
ナ、受信アンテナおよび送受信兼用のアンテナに同様に
実施することができる。
送信用アンテナとして説明したが、このアンテナの電波
進行方向は可逆的であり、そのままの構成で受信用アン
テナとして利用することができる０本発明は送信アンテ
ナ、受信アンテナおよび送受信兼用のアンテナに同様に
実施することができる。
以上説明したように、本発明はあらかじめ与えられた中
心断面曲線を持つ回転対称な主反射鏡の形状を変えずに
、第一副反射鏡と第二副反射鏡ならびに一次放射器を鏡
面修整して所望の放射特性を得ようとするものである。
心断面曲線を持つ回転対称な主反射鏡の形状を変えずに
、第一副反射鏡と第二副反射鏡ならびに一次放射器を鏡
面修整して所望の放射特性を得ようとするものである。
したがって、ある周波数や一次放射器に合わせて設計製
作された主反射鏡を別の周波数を別の周波数や一次放射
器を用いて所望の性能を得るのに用いることができ、新
たに主反射鏡の治工具を製作する必要がなくなるなどの
設計製造上の経済的効果を発揮するものである０本発明
を見通し内通信用に多く用いられている回転放物面反射
鏡（パラボラアンテナ）に実施すると、その開口面電界
分布は一次放射器の放射特性によってはほぼ一義的に決
まつてしまうが、本発明の主反射鏡として利用すること
により、所望の性能を自由に得ることによって高能率化
あるいは低サイドローブ化を図ることができ、用途が拡
大される。また、開口面において電界分布を回転対称と
することができ、交差偏波成分の発生を減少させ、高い
交差偏波識別度が得られる効果がある。
作された主反射鏡を別の周波数を別の周波数や一次放射
器を用いて所望の性能を得るのに用いることができ、新
たに主反射鏡の治工具を製作する必要がなくなるなどの
設計製造上の経済的効果を発揮するものである０本発明
を見通し内通信用に多く用いられている回転放物面反射
鏡（パラボラアンテナ）に実施すると、その開口面電界
分布は一次放射器の放射特性によってはほぼ一義的に決
まつてしまうが、本発明の主反射鏡として利用すること
により、所望の性能を自由に得ることによって高能率化
あるいは低サイドローブ化を図ることができ、用途が拡
大される。また、開口面において電界分布を回転対称と
することができ、交差偏波成分の発生を減少させ、高い
交差偏波識別度が得られる効果がある。
第１図は本発明の原理を示すカセグレンアンテナの断面
図。 第２図は本発明によるカセグレンアンテナの斜挽回。 第３図は本発明のカセグレンアンテナの他の実施例を示
す断面図。 第４図は本発明のグレゴリアンテナの実施例を示す断面
図。 第５図は従来のカセグレンアンテナの断面図。 １・・・アンテナ開口面、２・・・主反射鏡、３・・・
第一副反射鏡、４・・・一次放射器位相中心、５・・・
一次放射器、６・・・第二副反射鏡、７・・・主反射鏡
の中心軸、８・・・一次放射器の中心軸、９〜１１・・
・電波ビーム、θ・・・電波ビームが中心軸８となす角
度、！・・・電波ビーム９と電波ビーム１０がなす角度
。 篤 １ 図 Ｍ ３ 図
図。 第２図は本発明によるカセグレンアンテナの斜挽回。 第３図は本発明のカセグレンアンテナの他の実施例を示
す断面図。 第４図は本発明のグレゴリアンテナの実施例を示す断面
図。 第５図は従来のカセグレンアンテナの断面図。 １・・・アンテナ開口面、２・・・主反射鏡、３・・・
第一副反射鏡、４・・・一次放射器位相中心、５・・・
一次放射器、６・・・第二副反射鏡、７・・・主反射鏡
の中心軸、８・・・一次放射器の中心軸、９〜１１・・
・電波ビーム、θ・・・電波ビームが中心軸８となす角
度、！・・・電波ビーム９と電波ビーム１０がなす角度
。 篤 １ 図 Ｍ ３ 図
Claims (3)
- （１）対称軸に関して回転対称な鏡面をもつ主反射鏡と
、 この主反射鏡に上記対称軸を軸とする電磁波を反射させ
る第一副反射鏡と、 少なくとも１個の第二副反射鏡およびこの第二副反射鏡
を介して電磁波を前記第一副反射鏡に反射させる一次放
射器とを備えたアンテナ装置において、 前記主反射鏡の断面形状ならびに前記一次放射器の放射
特性が前記主反射鏡の開口面分布が所要の特性となるよ
うに前記第一副反射鏡および前記第二副反射鏡の形状が
鏡面修正されていることを特徴とするアンテナ装置。 - （２）第一副反射鏡が凸面鏡である特許請求の範囲第（
１）項に記載のカセグレン型のアンテナ装置。 - （３）第一副反射鏡が凹面鏡である特許請求の範囲第（
１）項に記載のグレゴリ型のアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23887984A JPS61117906A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23887984A JPS61117906A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117906A true JPS61117906A (ja) | 1986-06-05 |
Family
ID=17036620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23887984A Pending JPS61117906A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61117906A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6240805A (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | 複反射鏡アンテナ装置 |
| JPS63286010A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JPS6451701A (en) * | 1987-08-21 | 1989-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | Double reflection mirror antenna system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5230138A (en) * | 1975-09-01 | 1977-03-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Offset cassegrain antenna with main symmetrical reflector mirror |
| JPS57178402A (en) * | 1981-04-27 | 1982-11-02 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Multireflex mirror antenna |
-
1984
- 1984-11-13 JP JP23887984A patent/JPS61117906A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5230138A (en) * | 1975-09-01 | 1977-03-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Offset cassegrain antenna with main symmetrical reflector mirror |
| JPS57178402A (en) * | 1981-04-27 | 1982-11-02 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Multireflex mirror antenna |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6240805A (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | 複反射鏡アンテナ装置 |
| JPS63286010A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JPS6451701A (en) * | 1987-08-21 | 1989-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | Double reflection mirror antenna system |
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