JPS62213402A

JPS62213402A - マルチビ−ムアンテナの結合方法

Info

Publication number: JPS62213402A
Application number: JP61054864A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Iida; 尚志飯田; Shigehisa Yoshimoto; 吉本　繁壽; Mitsuaki Ogasa; 光明織笠; Shohei Fujita; 藤田　昭平; Hirosuke Itou; 伊藤　浩弐
Original assignee: RADIO RES LAB; Toshiba Corp
Current assignee: RADIO RES LAB; Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1987-09-19

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］本発明は、衛星放送、衛星通信用などとして打ち上げら
れる静止タイプの人工衛星に使用するに適するマルチビ
ームアンテナの複合方法に関する。

［従来の技術］一般に、この種人工衛星に用いられるマルチビームアン
テナは、反射鏡と複数の給電ホーンで構成されている。

例えば、第２図に示されるように日本本土のエリアをＡ
−Ｆの６ゾーンに区分してこれらのゾーンに電波を供給
しようとする例である。この目的のため、マルチビーム
アンテナとして、第６図に示ざれるようなものがある。

すなわち、給電ホーンを（１ａ）・・・（１ｆ）を反射
鏡（２）の焦点付近に配置し、これら給電ホーンを離焦
点させ、その方向と距離を変えてビーム方向を調整する
ものである。この時の反射鏡（２）より反射する各ビー
ム間の角度がＱｌ、Ｑ２．Ｑ３である。

第３図はこのビーム方向が変動する原理を示したもので
、Ｆｏが焦点位置を示す。（１ａ）が焦点位置の給電ホ
ーン、　（Ｔｏ）がこの焦点Ｆ０からｄだけ離れた位置
Ｆ、の給電ホーンを示しており、ビーム方向は、それぞ
れχ及びｙである。この両ビームの方向は、θだけ異っ
ている。θｆは、下記式（１）から求められ、θｆとθ
の関係は一般に下記式（２）の関係で示される。

θｆ−ｔａｎ　’　ｄ／　ｆ　　　　　　　（１）ｓｉ
ｎθ　　−α　　０．９＜α＜１　　　（２）ｔａｎθ
ｊここで、αは、ｆ／Ｄが大きいほど１に近づく。これら
の関係からθを小さくするためには（１）式よりｄ／／
を小さくする必要がある。ところで、上記ｄ／ｆとθの
関係を考慮して第２図のマルチビームを実現しようとす
るとビーム間の角度θが小さく、給電ホーン間距離ｄを
短くするか、焦点距離を長くする必要がある。しかし、
実際には距離を短くすると、給電ホーン径を小さくしな
ければならないため、給電ホーン配置ができなくなる。

また、焦点距離ｆを長くすると周知のように反射鏡から
のスピルオーバが増加し、利得が下がる等の問題があり
、実現が相当困難であった。

このため、従来、第４図に示されるように主反射鏡（２
）及び副反射鏡（２ａ）の対の反射鏡を用いて給電ホー
ン（３ａ）、　（３ｂ）に対して等価的に焦点距離を長
くさせ、第５図に示されるようなりラスタ給電方式（一
部給電ホーン部の共用タイプ）を適用し、等価的に給電
ホーン間距離を短くする方法等が考えられている。

第５図の例は、複数個の給電ホーン部（２８）〜（３３
）及び（２３）により、一つのビームを給電ホーン部（
２１）〜（２７）で他の一つのビームを起生するもので
ある。ここで前記給電ホーン（２３）は二つのビームで
共用されている。給電ホーン間を更に短くするために給
電ホーン（２３）の他に給電ホーン（２２）、　（２４
）、　（２７）、　（２８）。

（３２）、　（３３）を共用させた構成をとることもで
きる。

しかしながら、このように給電ホーンを共用する方法を
とると給電部が非常に複数になるため、給電ホーン配置
の自由度が制限され、ビーム方向の自由度や低サイドロ
ーブアンテナにするための給電ホーン構成が相当に難し
いものとなり、実現性に困難があった。

［発明が解決しようとする問題点］従来における複数個の給電ホーンを共用する方法のタイ
プのものでは、給電部の複雑な構成、あるいはビーム方
向の自由度や低サイドローブアンテナにするため複雑な
給電ホーン構成が要求されるのに対し、この点の解決を
図ろうとするものである。

［問題点を解決するための手段］この発明は、上記従来の欠点を改良せんとするもので、
複数の給電ホーン（１２ａ）〜（１２ｃ）及び（１３ａ
）　〜（１３ｃ）を有する第１及び第２のマルチビーム
アンテナ（１２）及び（１３）を有機的に組合わせるマ
ルチビームアンテナの複合方法である。

すなわち、個々のアンテナの給電ホーン配置に自由度を
与え、容易に目的に応じた放射パターンを得るマルチビ
ームアンテナ複合方式であって、それぞれのアンテナか
ら放射されるビームが、それぞれ個々のエリアに向かい
、これらビームが総合して所定のエリアをカバーする放
射パターンを得るようになされ、前記第１のマルチビー
ムアンテナの各給電ホ−ンから放射される各ビームが、
第２のマルチビームアンテナの給電ホーンから放射され
る各ビームに対し、それぞれ隣り合う関係位置になるよ
う各マルチビームアンテナが相関をもって配置するよう
にしたことを特徴とするものである。

なお、上記各アンテナは、それぞれカセグレン方式のア
ンテナにも適用することができ、給電ホーンについても
例えばダイポール、マイクロストリップアンテナ等を給
電素子として適用することができる。

［作　　用］しかして、第１のマルチビームアンテナの給電ホーン（
１２ａ）〜（１２ｃ）から放射される各ビームが、Ｍ２
のマルチビーアンテナの給電ホーン（１３ａ）〜（１３
ｃ）のそれぞ４れから放射される各ビームに対し、それ
ぞれ隣り合うように放射され、第２図に示されるように
、前記給電ホーン（１２ａ）〜（１２Ｃ）からの放射ビ
ームがゾーンＡ、Ｃ，Ｅへ、給電ホーン（１３ａ）〜（
１３ｃ）からの放射ビームが、ゾーンＢ、Ｄ。

Ｆへそれぞれのエリアをカバーするよう（こ方文射され
る。

［実施例］以下、第１図に示される本発明の一実施例について説明
すると、（１１）は複数の給電ホーン（１２ａ）〜（１
２ｃ）を有する第１のマルチビームアンテナ（１２）及
び給電ホーン（１３ａ）〜（１３ｃ）を有する第２のマ
ルチど−ムアンテナ（１３）を截能的に組合わせたマル
チビームアンテナ複合体である。これら給電ホーンが、
このそれぞれから放射されるビーム（１４ａ）〜（１４
ｃ）及び（１５ａ）　〜（１５Ｃ）がそれぞれ第２図に
示されるようにゾーンＡ〜Ｆに向かい、これらのビーム
が結合して所定のエリアをカバーする放射パターンを得
るよう配設される。

すなわち、前記第１のマルチビームアンテナ（１２）の
各給電ホーン（１２ａ）　〜（１２Ｃ）から８′１ｆｆ
ｌ＝１されるビーム（１４ａ）〜１４Ｃ）が、第２のマ
ルチビームアンテナ（１３）の給電ホーン（１３ａ）〜
［１３Ｃ）か放射される各ビーム（１５ａ）　〜（１５
ｃ）に対し隣り合う関係になるよう配置されるものであ
って、第１及び第２のマルチビームアンテナ（１２）及
び（１３）のそれぞれに置ける各給電ホーン（１２ａ）
　〜（１２Ｃ）及び（１３ａ）　〜（１３Ｃ）の配置及
び当該筒１及び第２のマルチビームアンテナ（１２）及
び（１３）を適宜に配置した構成である。なお、上記構
成において、各アンテナ（１２）及び（１３）は一平面
に位置させるか、あるいは反射鏡面の方向がゾーンＡ−
Ｆの範囲内での放射ご一ム間の角度に応じて僅かに内側
向きになるか、あるいは外側向きになるか適宜に決める
ことができる。更に上記は、前記反射鏡面の曲率の度合
の影響を受けることは勿論であるが、同時に各アンテナ
の反射鏡のほぼ焦点位置に８２けられる給電ホーンの反
射鏡面に対する放射角度についても、これを調整するこ
とにより前記ゾーンＡ−Ｆの範囲の微調整が可能である
ことも勿論である。また、第１及び第２のアンテナに加
え、第３のアンテナを加えるなど多数組合わせることも
可能である。

［発明の効果］本発明は、以上のように第１のマルチビームアンテナの
各給電ホーンと、第２のマルチビームアンテナの給電ホ
ーンからビームを放射するようにしたから給電ホーンの
数はアンテナの数量削で少なくすることができること。

また、第１のマルチビームアンテナの各給電ホーンから
放射される各ビームが、第２のマルチビームアンテナの
給電ホーンから放射される各ビームに対し、それぞれ隣
り合う関係位置になるようこれら第１及び第２のマルチ
ビームアンテナの相関をもって配置するようにしたから
、給電ホーンの数は、アンテナの数用割りで少なくする
ことができると同時に、ビーム間の角度θを相当に大き
くとることができるので、従来のように給電ホーン間距
離必るいは、焦点距離更には、クラスタ給電方式にかか
わる種々の制約を受けたりすることのないよう比較的簡
易な溝成で精度の向上を図ることのできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施したマルチビームアンテ
ナを示す概略図。第２図は、アンテナの放射ビームの放
射パターンを示す図。第３図は、給電ホーンの位置あるいは向きに示す図で、
第４図はカセグレン式のマルチビームアンテナを示す慨
略図、第５図は、マルチビームアンテナのクラスタ給電
方式の要部を示す図で、第６図は、給電ホーンを離焦点
させる方式のマルチビームアンテナの概略図である。（１１）・・・マルチビームアンテナ複合体、　（１２
）。（１３）・・・マルチビームアンテナ、　（１２ａ）〜
（１２ｃ）、（１３ａ）　〜（１３ｃ）　−・・給電ホ
ーン、　（１４ａ）〜（１４ｃ）、（１５ａ）　〜（１
５ｃ）　・・・ビーム代理人　弁理士　　則近　憲　佑同　　弁理士　　竹花　喜久男名４図

Claims

【特許請求の範囲】複数の給電素子を有する少なくとも第１及び第２のマルチビームアンテナを備え、このそれぞれの
アンテナに設けた複数の給電素子が、これらより放射さ
れるビームがそれぞれ個々の目標のエリアに向かい、こ
れらビームが総合して所定のエリアをカバーする放射パ
ターンを得るよう配設されるものであって、前記第１の
マルチビームアンテナの各給電素子から放射される各ビ
ームが、第２のマルチビームアンテナの給電素子から放
射される各ビームに対し、それぞれ隣り合う関係位置に
なるようこれら第１及び第２のマルチビームアンテナの
それぞれにおける各給電素子の配置及び当該第１及び第
２のマルチビームアンテナを相関をもって配置するよう
にしたことを特徴とするマルチビームアンテナの結合方
法。