JPS6232710A - パラボラアンテナ装置 - 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） 本発明は、衛星放送の受信等のマイクロ波通信に使用さ
れる円偏波用パラボラアンテナ装置に関する。

（発明の概要） 本発明は、衛星放送の受信等のマイクロ波通信に使用さ
れる円偏波用パラボラアンテナ装置において、反射鏡に
周波数変換器を一体化するようにして、取り扱いを容易
とし、全体構造の小型、簡素化、周波数変換器の収納容
器の強度確保、防水性の改善等を図ったものである。

（従来の技術） 従来、この種のＳＨＦ円偏波用パラボラアンテナ装置は
、反射鏡の焦点に円錐ホーンを配置し、該円錐ホーンに
ポーラライザを介し導波管で給電する構成が一般的であ
り、さらにＢＳＳコンバータ独立した部品として用いて
いた。

第４図乃至第６図に従来のパラボラアンテナ装置におけ
るＢＳコンバータ（衛星放送受信用周波数変換器であっ
て１２ＧＨｚをＩＧＨｚ程度の周波数に変換するもの）
の支持購遣をそれぞれ示す。

第パ１図はＢＳコンバータ１０を反射ｆｆ１１の裏側に
て支持したもので、反射鏡１の焦点に配置された円錐ホ
ーン１１で受信された電磁波はポーラライザ１２及び導
波管１３を介してＢＳコンバータ１０に導かれる。

第５面はＢＳコンバータ１０を反射ｆｉｌの前側（焦点
の存在する側）に支持構造体１５を介し支持したもので
、反射鏡１の焦点に配置きれた円錐ホーン１１で受信さ
れた電磁波はポーラライザ及び導波管を介してＢＳコン
バータ１０に導かれる。

１５６図はオフセットパラボラアンテナ装置であり、や
はりＢＳコンバータ１０を反射ｍＩＡの前側（焦点の存
在する側）に支持構造体１５Ａを介し支持したもので、
反射１！ＩＡの焦点に配置された円錐ホーン１１で受信
された電磁波はポーラライザ及び導波管を介してＢＳＳ
コンバータ１０導かれる。　′ （発明が解決しようとする間厘点） ところで、第４図乃至第６図のいずれの場合であっても
、ＢＳコンバータ１０は反射鏡とは別体構造であって、
独立した収納容器を用いる構造であるため、収納容器自
体が機械的に堅牢で、しがち防水性も充分考慮したもの
である必要がある。

また、ＢＳコンバータの収納容器を反射鏡の前又は裏側
に支持するための支持構造体が必要不可欠であり、全体
構成が大型、複雑化し、取り扱いに不便でコスト的にも
不利であった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の点に鑑み、反射鏡に周波数変換器を一
体化して、全体構造の小型、簡素化、周波数変換器の収
納容器の強度確保、防水性の改善等を図ることが可能な
パラボラアンテナ装置を提供しようとするものである。

本発明は、反射鏡の焦点の存在する側にバツクファイヤ
ー・ヘリカルアンテナを配置し、前記反射鏡に周波数変
換器を一体化し、前記バツクファイヤー・ヘリカルアン
テナと前記周波数変換器とを同軸線路で接続する構成に
より、上記問題点を解決している。

（作用） 本発明では、周波数変換器を反射鏡に一体化し、周波数
変換器の収納容器の少なくとも一部を反射鏡で兼用して
いるので、独立した収納容器を用いる場合に比べ収納容
器の機械的強度を確保するのが容易であり、しかも取り
扱いに便利で、防水性の確保も容易である。また、周波
数変換器を支持するための溝遺体が不要であり、小型で
構造の簡素化ができる。さらに、本発明で用いるバツク
ファイヤー・ヘリカルアンテナは、同軸！ｔ９．路で給
電が可能であり、従って周波数変換器側に従来の同軸導
波管変換部が不要であり、この点でも構成の簡素化及び
コスト低減ができる。

（実施例） 以下、本発明に係るパラボラアンテナ装置の実施例を図
面に従って説明する。

ｔＡ１図において、放物面反射鏡１の焦点にバツクファ
イヤー・ヘリカルアンテナ５が配置され、このバック７
アイヤー・ヘリカルアンテナ５の反射鏡側の給電点に同
軸線路（例えばセミＩ７ジツドケーブル）６が一端が接
続される。また、同細線路６の他端は第３図のように反
射９１の裏側に一体化されたＢＳＳコンバータ１０ケー
ス２０に内蔵された回路基板２１に直結（もしくはコネ
クタを介して接続）されている。例えば、同軸線路６の
中心導体６Ｂは回路基板２１に立設された入力ピンに直
接接続され、同軸線路の外側導体は回路基板２１のアー
スパターン等に直接接続される。

前記ＢＳコンバータ１０のケース２０は反射鏡１の裏側
に形成された四部２２に水密に嵌合固定されるものであ
り、ケース２０と反射鏡裏面とで密閉容器を購成するよ
うになっている。ケース材質は例えば合成っ１脂の成型
体等でよい。

前記バツクファイヤー・ヘリカルアンテナ５は、ｆｊＳ
２図（イ）、（ロ）、（ハ）のように前記同軸線１ｉ３
６の外側導体６ＡＩ：接続される整合円板７と中心導体
６Ｂに接続される１本の螺旋状導体８とからなっている
。

原理上、ヘリカルアンテナの線上を流れる電流は、ヘリ
カルアンテナの螺旋上をスムースに進行する。通常は、
螺旋の円周長（つまり、螺旋全体を円筒と見なした場合
、その円筒の円周長（以下、螺旋円周長と呼ぶ））より
大きな反射板があるためにヘリカルアンテナの先端から
電磁波が放射されるが（エンドファイヤー・ヘリカルア
ンテナ）、反射板の円周長が螺旋の円周長より若千大き
い寸法から、同じ大きさをへて、徐々に小さくなるに従
って、後方（給電端側）へ電磁波が放射されるようにな
る。つまり、バックローブが生じる。バツクファイヤー
・ヘリカルアンテナはこのバックローブを積極的に利用
するシ゛えがたで各寸法を選んでいる。

ここでは、前記反射板を整合円板と称している。

第２図（イ）、（ロ）、（ハ）において、Ｓは螺旋状導
体８の円周長、αは螺旋のピッチ角、ｃｌ、を整合円板
７の円周長、βはフレアの開き角、８Ｔはテーパー、８
Ｆは７し７である。

第７図はバツクファイヤー・ヘリカルアンテナの螺旋円
周長Ｓと、バック７アイヤー・ヘリカルアンテナの放射
量の前後比！ｌｏｇ（Ｆ　／　Ｂ　））のｄＢ表示との
関係であり（但し、α＝６度、β＝Ｏ度、Ｃ＝０．９Ｓ
、λは電磁波の波長とした）、Ｓは０．５λ乃至１．２
λで１０ｄＢ以上の前後比が得られていることがわかる
。

第８図はバツクファイヤー・ヘリカルアンテナの螺旋の
ピッチ角ａと、バック７アイヤー・ヘリカルアンテナの
放射量の前後比との関係であり（但し、Ｓ＝１人、β＝
６度、ｃ＝０，９Ｓとした）、ａは３乃至２０度で１０
ｄＢ以上の前後比が得られていることがわかる。

第９図はバツクファイヤー・ヘリカルアンテナの７レア
８Ｆ部分の開き角βと、バツクファイヤー・ヘリカルア
ンテナの放射量の前後比との関係であり（但し、Ｓ＝１
人、α＝６度、ｃ＝ｏ、９ｓとした）、βはＯ乃至４５
度で２０ｄＢ以上の前後比が得られていることがわかる
（但し、β＝０とはフレア無しを意味する。）。

第１０図はバツクファイヤー・ヘリカルアンテナの整合
円板の円周Ｋｃと、バツクファイヤー・ヘリカルアンテ
ナの放射量の前後比との関係であり（但し、Ｓ＝１人、
α＝６度、β＝０度とした）、ＣはＯ乃至１，２Ｓで１
０ｄＢ以上の前後比が得られていることがわかる（但し
、Ｃ＝Ｏとは整合円板無しを意味する。）。

以上の結果から、 ０．５λ　６８６１．２人 ３度≦α≦２０度 Ｏ度≦β≦４５度 ０≦ｃ≦１．２害 のように設定することにより、良好な前後比のバツクフ
ァイヤー・ヘリカルアンテナを実現することができる。

なお、同軸線路６と螺旋状導体８との間の反射を少な（
し、アンテナとしてのＶ、Ｓ、Ｗ、Ｒが良好となるよう
に、同軸線路６と螺旋状導体８との間での整合をとる必
要がある。整合をとる方法は、整合円板７と整合円板７
に対向する螺旋状導体の直線部９との間隔ａを適当に調
整する方法と、螺旋状導体８と同軸線路６との結合部（
バック７アイヤー・ヘリカルアンテナの給電端￥ｒ１）
から螺旋状導体の形状をテーパー形状（円錐状）に広げ
て然るべき螺旋状導体の円周長Ｓとなし整合をとる方法
の２つの方法がある。勿論、これらの組み合わせによる
改善工夫ら考えられる。

前記バツクファイヤー・ヘリカルアンテナ５及び同軸線
路６の配置で最も好ましいのは、バツクファイヤー・ヘ
リカルアンテナ５の螺旋の軸方向と同軸線路６の引き出
し方向とが反射鏡１の中心軸上に位置する場合であり、
このときのバック７７イヤー・ヘリカルアンテナ５の指
向性、すなわちメインローブＭＢは例えば第１図点線で
示される。

また、前記ＢＳコンバータ１０も前記反射鏡の中心軸の
延長上に位置しでいる二とが同軸線路６の長さを最短距
離とする上で有効である。

犬に、上記実施例の動作を説明する。第１図の矢印Ｗの
方向に入射してきた電磁波は、放物面反射鏡１で反射さ
れてその焦点の位置に収束し、バツクファイヤー・ヘリ
カルアンテナ５の給電点側より入射する。このとき、バ
ツクファイヤー・ヘリカルアンテナ５はメインローブＭ
　Ｂを給電７α側に持っているので、反射鏡１で反射さ
れてきた電磁波は効率的にバツクファイヤー・ヘリカル
アンテナ５で受信され、同軸線路６を通してＢＳコンバ
ータ１０の回路基板２１に導かれる。この場合、バツク
ファイヤー・ヘリカルアンテナ５は、通常のエンドファ
イヤー・ヘリカルアンテナと同様に受（Ｚ電磁波が円偏
波のときに良い特性を示す。

上記実施例に示したパラボラアンテナ装置は、反射鏡１
にＢＳコンバータ１０を一体化しており、コンバータ１
０の収納容器の少なくとも一部に反射鏡自体を利用して
いるので、収納容器としての機械的強度を確保するのが
容易である。また、防水構造とすることも容易であり、
反射鏡１からの突出＃Ｊ僅かであるので形状の小型化が
可能であり、取り扱い容易である。さらに、ＢＳＳコン
バータ１０支持するための特別な支持構造体が不要であ
り、構造の簡素化ができる。その上、反射鏡１と組み合
わせる一次放射器としてバツクファイヤー・ヘリカルア
ンテナ５を用いることにより、給電用に同軸線路を採用
でき、ＢＳコンバータ１０側に同軸導波管変換部を設け
る必要がなく、ＢＳコンバータ側の構成も簡素化され、
コスト低減もできる。さらに、アンテナ給電点を反射鏡
１に近い端部とすることができ、給電のだめの同軸線路
６を最短距離でＢＳＳコンバータ側引き出すことができ
る。このため、電力損失を少なくでき、また同軸線路６
が反射鏡１の前面を横断する必要がなく、ブロッキング
も生じない。さらに、同軸線路６としてセミリジットケ
ーブルやりソツドケーブル等を採用することによりバツ
クファイヤー・ヘリカルアンテナ５の支持体として利用
でき、支持構造がｍ単になり、しかも充分な機械的強度
を確保するのも容易である。

なお、１３Ｓコンバータの一体化構造は適宜変更を加え
ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のパラボラアンテナ装置に
よれば、反射鏡の焦点の存在する側にバツクファイヤー
・ヘリカルアンテナを配置し、前記反射鏡に周波数変換
器を一体化し、前記バツクファイヤー・ヘリカルアンテ
ナと前記周波数変換器とを同軸線路で接続した構成とし
たので、全体構造の小型、簡素化、周波数変換器の収納
容器の強度確保、防水性の改善等を図ることが可能であ
り、実用上の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

バツクファイヤー・ヘリカルアンテナの側断面図、第３
図は実施例におけるＢＳコンバータの取り付は部分を示
す側断面図、第４図乃至第６図は従来のパラボラアンテ
ナ装置におけるＢＳコンバータ支持構造をそれぞ°れ示
す側面図、第７図はバツクファイヤー・ヘリカルアンテ
ナの円周＆Ｓとバックファイヤー・ヘリカルアンテナの
前後比との関係を示すグラフ、ｆｊＳ８図はバツクファ
イヤー・ヘリカルアンテナのピッチ角αとバツクファイ
ヤー・ヘリカルアンテナの前後比との関係を示すグラフ
、第９図はバ・７クフアイヤー・ヘリカルアンテナの７
レア部の開き角βとバツクファイヤー・ヘリカルアンテ
ナの前後比との関係を示すグラフ、Ｐｔ５１０図は整合
円板の円周長Ｃとバツクファイヤー・ヘリカルアンテナ
の前後比との関係を示すグラフである。 １・・・放物面反射鏡、５・・・バツクファイヤー・ヘ
リカルアンテナ、６・・・同ｌｌ１１線路、７・・・整
合円板、８・・・螺旋状導体、１０・・・ＢＳコンバー
タ、２０・・・ケース、２１・・・回路基板。 （？娠ト八１ｈｂＣ￥−ツ吟９ヤ３粁９里手続補正書（
自発） 昭和６１年１１月　５日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）反射鏡の焦点の存在する側にヘリカルアンテナを
   配置し、前記反射鏡に周波数変換器を一体化し、前記ヘ
   リカルアンテナと前記周波数変換器とを同軸線路で接続
   してなるパラボラアンテナ装置であって、前記ヘリカル
   アンテナは、単線式の円筒形状又は円筒端部にテーパー
   もしくはフレア形状を有するバックファイヤー・ヘリカ
   ルアンテナであり、前記同軸線路の外側導体に接続され
   る整合円板と中心導体に接続される１本の螺旋状導体と
   からなり、前記螺旋状導体の円周長（螺旋全体を円筒と
   見なした場合、その円筒の円周長）をＳ、ピッチ角をα
   、前記フレアの角度をβ、前記整合円板の円周長をｃ、
   電磁波の波長をλとしたとき、 ０．５λ≦Ｓ≦１．２λ ３度≦α≦２０度 ０度≦β≦４５度 ０≦ｃ≦１．２Ｓ であることを特徴とするパラボラアンテナ装置。
2. （２）前記バックファイヤー・ヘリカルアンテナは前記
   反射鏡の焦点又は焦点近傍に位置し、前記同軸線路は前
   記反射鏡の中心軸上に設置されている特許請求の範囲第
   １項記載のパラボラアンテナ装置。
3. （３）前記周波数変換器は、前記反射鏡の裏側に一体化
   されている特許請求の範囲第１項記載のパラボラアンテ
   ナ装置。