JPS62110304A - アンテナ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はマイクロ波地中継回線等に用いられるアンテ
ナ装置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、アンテナ装置には、第５図に示すように。

位相中心Ｆ。を有する一次放射器１１）、一次放射器の
位相中心Ｆ。を共有し、さらに焦点Ｆ、を有する第一副
反射鏡（２）、焦点Ｆ、を共有し、さらに焦点Ｆ　を有
する第二副反射鏡（３）および焦点Ｆ２を共有する回転
放物面鏡からなる主反射鏡（４）より構成されているも
のがある。

図中、　Ｍ１、　Ｍ２．　Ｍは、一次放射器Ｉｌ＋の中
心軸に沿って、放射される光線（５）が各鏡面に順に当
る点である。

このアンテナは第５図の構成図から明らかなように、幾
何光学的に設計されているために、幾何光学が成立する
周波数領域やＤ／λ（Ｄ：ｆｉ面の開口径、λ：自由空
間波長）が非常に大きいアンテナでは、第一副反射鏡（
２）、第二副反射鏡（３）および主反射鏡（４）からの
電波のスピルオーバ成分はほとんどなく、見かけ上室波
が光のような直進性を有するため、広帯域にわたって開
口能率が一定となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、開口径が１０λ以下の小口径の副反射鏡
を有するアンテナでは、電波が本質的なふるまいとして
、波動的な広がりを有するため。

第一副反射鏡（２）および第二副反射鏡（３）からの電
波のスピルオーバ成分が増大し、広角放射特性の劣化や
開口能率の低下をもたらすという欠点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、アンテナ利得の高能率化と、広角放射特
性の良好なアンテナ装置を得ることを目的としたもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るアンテナ装置は、第一副反射鏡（２）上
の反射波面の曲率半径が第二副反射鏡（３）上の入射波
面の曲率半径よりも大となるように、又は第一副反射鏡
（２）上の反射波面の曲率半径が第２副反射鏡（３）上
の入射波面の曲率半径よりも小となるように鏡面系を構
成したものである。

〔作用〕

この発明におけるアンテナ装置は、上述したように第一
副反射鏡（２）上の反射波面の曲率半径を第二副反射鏡
上の入射波面の曲率半径よりもまたは小となるように鏡
面パラメータを選定するため。

従来の幾何光学的な鏡面系構成と違って、各副反射鏡の
焦点位置を一致させるように鏡面パラメータを選定する
必要がなく、鏡面パラメータの自由度が増大する。又、
電波の広がりの程度に応じて上記副反射鏡の鏡面パラメ
ータを副反射鏡間の配置を変えずに任意に選定できるた
め、副反射鏡からのスピルオーバ成分を低減でき、広帯
域にわたって高能率化が実現でき、しかも広角放射特性
を良好にすることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、　＋１１　、　（２＋　、　＋３＋　、　
＋４＋　、　＋５１は第５図と同一名称である。（６）
は第二副反射鏡（３）の周辺に当る電波であり、（６）
は第一副反射鏡（２）の周辺に当る電波である。さらに
（７）はアンテナ開口面の波面である。又、　Ｆｏ、　
Ｆ２．　Ｍ、、　Ｍ２．　Ｍは第５図中に示したものと
同じである。Ｆ、は第二副反射鏡（３）のみの焦点で、
Ｆ、は第一副反射鏡（２）の焦点であり、共焦点とはな
っていない。αは副反射鏡間の中心軸光線の傾き角であ
り、主反射鏡（４）の回転軸を基準として９反時計方向
の回転角を正にとれば、第１図のαは一方向に傾いてい
る。

うに第一副反射鏡（２）の形状を決定している。同様二
側反射鏡（３）の形状を決定している。

上述したＲ４　とＲ２の関係は以下のように決定される
。Ｗｌを第一副反射鏡（２）上の反射側のビーム半径と
し、距離ｔ、だけ離れた第二副反射鏡（３）上の入射側
のビーム半径をＷ　とするとＷｌ　とＷ２の間には次の
関係式が成立する。

ここで、Ｗ　はビームウェストのビーム半径で。

ｒ ｚ１、ｚ２はビームウェスト、すなわち、開口面の波面
（７）の点Ｎから第−副尺、Ｉ　Ｑ　＋２１および第二
副反射鏡（３）に至るまでの距離である。

ビーム半径Ｗ１と反射鏡の開口径Ｄ１およびその周辺レ
ベル−Ｌ工（αＢ）　（Ｌ工〉０）との間に次の関係が
ある。

第１図の鏡面系構成は、各反射鏡の周辺レベルをはゾ同
等とし、さらに第一副反射鏡（２）、第二副反射鏡（３
）および主反射鏡（４）の開口径り１．　Ｄ、　Ｄ。

の間にＤ２＜Ｄ、＜Ｄ３の関係があるため、第３式より
次の関係式が成立する。

ｗ２（ｗｌ（ｗ、　　　　　　　　（４１従って、第１
式、第２式、第４式より次の関係式が求まる。

１ｚ２ 第一副反射鏡（２）および第二副反射鏡（３）の形状を
第４式および第５式により決定することにより、焦点Ｆ
　とＦｌを一致させるような従来の幾何学的な鏡面系構
成と違って、鏡面パラメータの自由度が増大し、しかも
第４式および第５式はアンテナ開口回の波面（７）の位
相半径を無限大とする条件であるため、アンテナ利得の
高能率化が実現できる。

さらに、第１図の鏡面系の構成から明らかなように幾何
光学的な鏡面系構成と違って、第一副反射鏡（２）もし
くは第二副反射鏡（３）の開口径Ｄ１を大きく出来るた
め、第３式よりＷ工を一定とすれば。

第一副反射ｆｆｌ　（２１もしくは第二副反射鏡（３）
の周辺レベル−Ｌｌを小さく出来るため、上記第一副反
射鏡（２）もしくは第二副反射鏡（３）からのスピルオ
ーバ成分を低減でき良好な広角放射特性を得ることがで
きる。

なお、上記実施例では、副反射鏡間の中心軸光線の傾き
角αは主反射鏡（４）の回転軸に対して２反時計方向の
回転角を十とすれば一方向に傾いているが、第２図に示
しているように十方向に傾いて又、第１図、第２図では
ＦｌｏＭｌ〉２１Ｍ２となる系を構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、一次放射器に近い方
の副反射鏡の焦点距離を他の副反射鏡の焦点距離よりも
大もしくは小となるように鏡面系を、４成することによ
り、アンテナ利得の高能率化や広角放射特性の低サイド
ローブ化が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるアンテナ装置を示す
図、第２図、第３図、第４図はこの発明の他の実施例を
示すアンテナ装置を示す図、第５図は従来のアンテナ装
置を示す図である。 図中、（１）は一次放射器、（２）は第一副反射鏡、（
３）は第二副反射ｍ　、　（４１は主反射鏡、（５）は
光線、　＋６１　。 （６）は電波、（７）は波面である。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一次放射器と主反射鏡の間に２枚の副反射鏡を配し、上
   記主反射鏡が上記一次放射器と副反射鏡の下位にあるよ
   りに構成されたアンテナ装置、において、一次放射器に
   近い副反射鏡をＳ＿１、他方の副反射鏡をＳ＿２、一次
   放射器の位相中心に一致する副反射鏡Ｓ＿１の焦点をＦ
   ＿０、他方の焦点をＦ＿１、副反射鏡Ｓ＿２の主反射鏡
   との共焦点をＦ＿２、他方の焦点をＦ＿１として幾何光
   学的に考えたとき、一次放射器の中心軸に沿って放射さ
   れる光線が２枚の副反射鏡Ｓ＿１、Ｓ＿２に当る点を順
   にＭ＿１、Ｍ＿２とし、副反射鏡Ｓ＿１上における反射
   波の波面の曲率半径をＲ＿１、副反射鏡Ｓ＿２上におけ
   る入射波の波面の曲率半径をＲ＿２、さらに副反射鏡Ｓ
   ＿２のＭ＿２点を経由した光線が主反射鏡Ｒに当る点を
   Ｍ、さらにＭ点を経由して開口面の波面に至る点をＮ、
   一次放射器の中心軸に沿って放射される光線がＭ＿１点
   からＮ点に至るまでの距離をＺ＿１、Ｍ＿２点からＮ点
   に至るまでの距離をＺ＿２とし、副反射鏡Ｓ＿１上、副
   反射鏡Ｓ＿２上および主反射鏡Ｒ上のビーム半径をそれ
   ぞれＷ＿１、Ｗ＿２、Ｗ＿３とするとＦ＿０、Ｆ＿１、
   Ｆ＿１′、Ｆ＿２、Ｍ＿１、Ｍ＿２、Ｍ、Ｎが同一面内
   にあり、且つＦ＿１、Ｍ＿１と▲数式、化学式、表等が
   あります▼が同一線上にあって、Ｗ＿２＜Ｗ＿１＜Ｗ＿
   ３および▲数式、化学式、表等があります▼かつ▲数式
   、化学式、表等があります▼となり、 Ｒ＿１′／Ｚ＿１＜Ｒ＿２／Ｚ＿２となるように鏡面系
   を構成したことを特徴とするアンテナ装置。