JPS6251808A - 衛星受信アンテナ装置 - 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、送信周波数の相違する２種の静止衛星、例え
ば放送衛星と気象衛星とを単一の反射鏡を用いて受信す
ることのできる衛星受信アンテナ装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 近年、多くの静止衛星が打ち上げられて種々の衛星通信
システムが登場し、各種の衛星地上設備が開発されてい
る。とりわけ放送モードのサービスが主体で、地上では
衛星受信システムにより各衛星からの放射電波を受信す
ることによって各種の放送モードのサービスが受けられ
るようになってきた。例えば、代表的なものとして気象
衛星受信システムと放送衛星受信システムがあり、前者
は気象衛星から送られる主に天気図等の画像データを、
後者は放送衛星から送られるテレビ画像等をそれぞれサ
ービスするものである。気象衛星受信システムでは、東
経１４０°付近の静止軌道上の気象衛星から送られる１
、７ＧＩｌｚ帯の電波を約１〜１．２ｍの直径の反射鏡
を備えた利得２３ｄＢ程度のパラボラアンテナで受信さ
れ、一方、放送衛星受信システムでは、東経１）０°付
近の静止軌道上の放送衛星から送られる１２ＧＨ２帯の
電波を０．５〜０．７ｍの直径の反射鏡を備えた利得３
５〜４０ｄＢ程度のパラボラアンテナで受信されている
。この両衛星受信システムは、衛星の送信電力、サービ
ス画像の内容、受信限界等の相違により、地上受信機の
アンテナ径つまり前述の反射鏡の直径にかなりの差があ
るため、個別に設置されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、気象衛星は赤道上空の東経１４０゜に静止し
、放送衛星は赤道上空の東経１）０°に静止しており、
日本の領域付近から前述の２種の衛星のなす角度は３２
．５°〜３４°程度である。この程度の角度差であるの
に、それぞれの衛星受信設備が個別に設けられており、
この種の設備のコストにおいて大きなウェイトを占める
アンテナ装置自体の費用およびこれの設置費用を必要と
し、これに伴って画像モニタ等の共通する機器も個別に
設けられている。その為、両衛星受信設備を設置した場
合には多大の費用を要している。

本発明は、前記従来の問題点に鑑みこれを解消するため
になされたもので、単一の反射鏡によって送信周波数の
異なる２種の衛星の放射電波を支障なく受信できる受信
用アンテナが構成されるとともに画像モニタ等の両衛星
受信システムに共通する機器を共用することのできる衛
星受信アンテナ装置を提供することを目的とするもので
ある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、前記目的を達成するために、送信周波数の異
なる２種の衛星の放射電波を単一の反射鏡を共用して受
信する衛星受信アンテナ装置であって、前記反射鏡とと
もに送信周波数が高い方の第１の衛星の受信用アンテナ
を構成する第１の衛星受信用一次放射器が、前記反射鏡
の電気的焦点に配置されるとともに、前記反射鏡ととも
に送信周波数が低い方の第２の衛星の受信用アンテナを
構成する第２の衛星受信用一次放射器が、前記電気的焦
点から偏位した位置に配置されて成る構成としたことを
要旨とするのである。

く作用〉 前記構成とした着眼点は、送信周波数が例えば前述の１
．７ＧＨｚ帯と１２Ｇ）ｌｚ帯とのように異なる両衛星
受信システムにおいて同一直径の反射鏡で受信した場合
にアンテナビーム幅が異なるが、この時、ビーム幅が広
い低い周波数の方の第２の衛星の受信用一次放射器を電
気的焦点から偏位して配置した方が受信用アンテナとし
ての利得の低下が少ない点に着目したことにある。

従って、送信周波数の高い第１の衛星からの放射電波は
反射鏡で反射されて電気的焦点に配置された第１の衛星
受信用一次放射器により最大感度で受信され、一方、送
信周波数の低い第２の衛星からの放射電波は反射鏡で反
射されて電気的焦点から偏位した第２の衛星受信用一次
放射器により利得の低下少なく受信される。

〈実施例） 以下、本発明の好ましい一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図において、送信周波数の高い第１の衛星１を、１
２ＧＨ２帯の信号を送信する静止衛星である放送衛星と
し、送信周波数の低い第２の衛星２を１．７ＧＨｚ帯の
信号を送信する静止衛星である気象衛星とする。そして
、１２ＧＨｚ帯の信号を受信する第１の衛星受信用一次
放射器が回転放物面反射鏡３の電気的焦点３ａに配置さ
れて第１の衛星受信用アンテナが構成されている。ここ
で、反射鏡３は、第１の衛星受信用一次放射器１０にお
いて最大感度で受信されるようにその回転対称軸３ｂを
第１の衛星１の方向に向けられている。換言すると、反
射鏡３の回転対称軸３ｂが第１の衛星１の放射電波に対
し平行になるよう反射鏡３が位置決めされている。

一方、１．７ＧＨｚ帯の信号を受信する第２の衛里受信
用一次放射器２０が反射鏡３の電気的焦点３ａから偏位
した位置に配置されて反射鏡３とともに第２の衛星受信
用アンテナが構成されている。

ところで、放送衛星である第１の衛星１は東経１）０°
の赤道上にあり、気象衛星である第２の衛星２は東経１
４０°の赤道上にあり、我国の領域付近から見た場合の
両衛星１．２からの電波ビームのなす角は３２．５°〜
３４°となる。従って、前述のように反射鏡３の回転対
称軸３ｂを第１の衛星１に向けているから、第２の衛星
２からの電波ビームは、反射鏡３０回転対称軸３ｂに対
し、３２．５°〜３４゛の角度で斜め方向から反射鏡３
に入射することになる。このため、第２の衛星受信用一
次放射器２０は、斜め方向から入射する電波の反射電波
に対し感度が最大となるようにそのビーム軸を第２の衛
Ｍ２の方向と一致させて電気的焦点３ａから偏位した位
置に配置されているのであるが、この点を次に第２図を
参照して説明する。

第２図は、ビーム軸の偏位と第２の衛星受信用一次放射
器２０の偏位の関係を示し、同図において第１図と同一
のものには同一の符号が付しである。そして、第１図で
示したように反射鏡３の回転対称軸３ｂが第１の衛星１
の方向を向いているために、前記一次放射器２０のビー
ム軸２０ｂを第２の衛星２の方向に一致させるためには
、このビーム軸２０ｂと回転対称軸３ｂとのなす角θを
両衛星１．２からの電波ビームのなす角である３２．５
°〜３４°に等しくとれば良い、一方、一次放射器２０
のビーム軸２０ａと回転対称軸３ｂとのなす角つまり一
次放射器２０の偏位量ψは、反射鏡３のｆ／Ｄ比（但し
°、ｆ、Ｄはそれぞれ反射鏡３の焦点距離および開口面
直径である）をパラメータとするビーム偏向係数と前述
の角θとによって決定され、角θが前述の３２．５°〜
３４°の場合には３５゜〜４０°となる。

又、反射鏡３と一次放射器２０とで構成される第２の衛
星受信用アンテナは、一次放射器２０を反射鏡３の電気
的焦点３ａから偏位して配置しているために偏位給電と
なり、この偏位給電による利得の低下が生じ、この利得
低下は受信信号の品質を保つための最小限に抑制する必
要があり、この点に付いて第３図を参照して以下に説明
する。

即ち、第３図は、ｆｌＤ比をパラメータとして変化する
一次放射器２０の偏位量ψと相対利得（偏位給電しない
場合の利得を１００％とした低下の割合）との関係を示
し、同図ではｆ／Ｄ比が０．５の場合を例示しである。

同図の横軸には、一次放射器２０の偏位量ψと、第２図
に示した反射鏡３と一次放射器２０とで形成される電力
指向性パターン４の電力半値ビーム幅ψ０との割合をと
っである。同図から明らかなように、利得の低下を少な
くするにばψ／ψ０の値を小さくすれば良く、更にψ／
ψ０の値を小さくするには、偏位量ψが両衛星１，２の
位置と反射鏡３のｆ／Ｄ比とによって決定されるから電
力半値ビーム幅ψ０を大きくとれば良い。従って、異な
る２種の周波数帯をそれぞれ受信する２種の一次放射器
１０．２０のうち電力半値ビーム幅ψ０が大きい方、即
ちアンテナビーム幅の広くなる低い周波数帯用の一次放
射器２０を電気的焦点３ａより偏位させれば良いことに
なる。詳述すると、反射鏡アンテナのビーム幅は利得の
平方根に反比例し、更に利得Ｇは、受信電波の波長をλ
、効率をηとした場合に、Ｇ＝（πＤ／λ）２ηで表わ
されるから１／λ２に比例する。従って、第１図に示し
たように波長が長い低い周波数帯の一次放射器２０を電
気的焦点３ａから偏位させて偏位給電する方が、短い波
長の高い周波数帯の一次放射器１０を偏位給電するより
も利得低下がはるかに少ない。

計算によると、１２ＧＨｚ帯の第１の衛星１の受信用ア
ンテナの場合には、開口面直径Ｄ１．２　ｍの反射鏡３
において電力半値ビーム幅ψ０が１．４　。

で且つ利得が４１．９ｄＢであり、一方、１．７　ＧＨ
ｚ帯の第２の衛星２の受信用アンテナの場合には同一直
径りの反射鏡３において電力半値ビーム幅ψ０が１２°
で且つ利得が２３ｄＢである。この相違は、周波数占有
帯域等の違いによる。そして、１．７　ＧＨｚ帯の第２
の衛星受信用一次放射器２０を偏位させた場合には、偏
位量ψを前述のように４０°とすると、電力半値ビーム
幅ψ０が１２°となるから、ψ／ψｏ　＝３．３となり
、第３図に破線で示したように偏位給電による利得低下
は僅かに２．５％程度と非常に小さな値に止まるのに対
し、仮りに１２ＧＨｚ帯の第１の衛星受信用一次放射器
１０を偏位させた場合には、φ／ψｏ＝２８となって利
得低下が７０％以上もの非常に大きなものとなり、受信
信号の品質を到底保つことができない。尚、φ／ψｏ　
＝　３．３０とした場合には一次放射器１０を偏位させ
られる角ψが４．１２°と極めて小さい。

即ち、第１図に示したように、１２ＧＨｚ帯用の送信周
波数の高い方の第１の衛星受信用一次放射器１０を反射
鏡３の電気的焦点３ａに配置することで、高利得の第１
の衛星受信用アンテナが構成されるとともに、１．７　
ＧＨｚ帯用の送信周波数の低い方の第２の衛星受信用一
次放射器２０を焦点３ａより偏位させて配置することで
、利得低下の小さい偏位給電形式の第２の衛星受信用ア
ンテナが構成され、単一の反射鏡３を共用して１．７　
ＧＨｚ帯と１２ＧＨ２の各電波を支障なく受信できる。

尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではな（、
請求の範囲に基づいて種々の実施態様が考えられるのは
勿論であり、例えば、前記実施例では回転放物（パラボ
ラ）面を有する反射鏡３に付いて説明したが、放物柱面
や球面等の電気的焦点を有する反射鏡であれば良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の衛星受信アンテナ装置に
よると、送信周波数が高い方の衛星の受信用一次放射器
を反射鏡の電気的焦点に配置するとともに、送信周波数
が低い方の衛星の受信用一次放射器を焦点より偏位させ
て配置する構成としたので、焦点より偏位させて偏位給
電される低い送信周波数帯の受信用アンテナは利得の低
下が僅かであるから、単一の反射鏡を共用して送信周波
数の異なる２種の衛星の放射電波を利得低下少なく受信
することができ、画像モニタ等の機器を共用でき、設置
費が半減することと共に画期的なコストダウンを達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の衛星受信アンテナ装置の一実施例の概
略斜視図、第２図は一次放射器の偏位とビーム軸の偏位
との関係を示す説明図、第３図はｆ／Ｄ比をパラメータ
とする一次放射器の偏位量ψ／電力半値ビーム幅と一次
放射器の相対利得との関係図である。 １−第１の衛星、　　　２−・−第２の衛星３−・・反
射鏡、　　　　　　３ａ−電気的焦点１０・−第１の衛
星受信用一次放射器 ２０・−第２の衛星受信用一次放射器 特許出願人　　シャープ株式会社 代　理　人　　弁理士　西１）新 第１図 九 第３図 てｐぞ砒ビーＡ憤ρＯ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信周波数の異なる２種の衛星の電波を単一の反
   射鏡を共用して受信する衛星受信アンテナ装置であって
   、前記反射鏡とともに送信周波数が高い方の第１の衛星
   の受信用アンテナを構成する第１の衛星受信用一次放射
   器が、前記反射鏡の電気的焦点に配置されるとともに、
   前記反射鏡とともに送信周波数が低い方の第２の衛星の
   受信用アンテナを構成する第２の衛星受信用一次放射器
   が、前記電気的焦点から偏位した位置に配置されて成る
   ことを特徴とする衛星受信アンテナ装置。