JPS6297408A - 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因られるアンテ
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ＦＱを有する一次放射器（１）、一次放射器の
位相中心ＦＯを共有し、さらに焦点Ｆ１’ｒ有する第一
副反射鏡（２）、焦点ＩＰ１を共有し、さらに焦点Ｆ２
を有する第二副反射鏡（３）および焦点Ｆ２ｆ共有する
回転放物面鏡からなる主反射鏡（４）よシ構成されてい
るものがある。

図中　Ｌｈ、　Ｍ２．　Ｍは、一次放射器（１）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：鏡面の開口径、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）オよび主反射鏡（４）からの電
波のスピルオーバ成分はほとんどなく、見かけ上電波が
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、′＃Ｌ波が本質的なふるまいと
して、波動的な広がシを有するため。

第一副反射＊　（２１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決するためになされ
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鏡面系を構成したも
のである。

〔作片〕

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大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、（１）、　（２１，（３１，＋４１．　（
５１は第５図と同一名称である。ｆ６１Ｆｉ第二副反射
鏡（３）の周辺に当る電波であり、（６勺は第一副反射
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．　Ｍ１
、　Ｍ２．　Ｍは図中に示したものと同じである。Ｆｌ
は第二副反射鏡（３）のみの焦点で、Ｆ′ｌけ第一副反
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１反時計方向の回転角を正に
とれば。

第１図のαは一方向に傾している。Ｌ’１．ｔ２はそれ
ぞれＭｌとＭ２問およびＭ２とＭ間の距離であり。

ｔ３はＭ点を通る中心軸光線（５）が波面（７）に至る
までの距離である。さらにＲ′ｌは第一副反射鏡（２）
上＝Ｒ１となるように第一副反射鏡（２）の形状を決定
してｂる。同様に、　　Ｒ２は第二副反射鏡＋３１上に
おとなるように第二副反射鏡（３）の形状を決定してい
る。

上述したＲ′１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ｔ１だけ離れた第二副反射鏡（３）上の入射側の
ビーム半径をＷ２とするとＷｌとＷ２の間には次の関係
式が成立する。

ここで、　　Ｗｒはビームウェストのビーム半径で。

Ｚ１、Ｚ２はビームウェストから第一副反射鏡（２）お
よび第二副反射鏡（３）までの距離であり、第１図の鏡
面系構成から第（３）式が求まる。

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−Ｌｉ（ｄＢ）（Ｌ１、）０）との間に次の関係が
ある。

２．１１８　）（４１ 第１図の鏡面系構成は、各反射鏡の周辺レベルをほぼ同
等とし、第一副反射鏡（２）、第二副反射＠　（３）お
よび主反射鏡（４）の開口径ＤＩ、　Ｄ２．　Ｄ３の間
にＤＩ＜Ｄ２＜Ｄ５の関係があるため、第（４）式よシ
次の関係式が成立する。

Ｗｌ　＜Ｗ２　＜Ｗｘ　　　　　　　　　　　　　　　
　（５１従って、　ｇｆｌ１式、　Ｗ、（２＋式、第（
５１式より次の関係式が求まる。

第（３）式よす、　　Ｚｌ＞Ｚ２であるため１次式が成
立する。

Ｒ’ｌ　＞　Ｒ２＋７１ 第一副反射鏡（２）および第二副反射鏡（３）の形状を
第（５）式お↓び第（７）式により決定することにより
、焦点Ｆ／１とＦｌを一致させるような従来の幾何光学
的な鏡面系構成と違って、鏡面バ丹メータの自由度が増
大し、しかも、第（５）式および第（７）式はアンテナ
開口面の波面（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、第二副反射鏡（３）の開口径Ｄ
２を大きく出来るため、第（４）式よりＷ２　ｆ一定と
すれば２第二側反射鏡（３）の周辺レベル−Ｌ２を小さ
く出来るため、上記第二副反射鏡＋３１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。

な卦、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＋とすれば一方向に傾いているが、第２図に示
しているように子方向に傾してもよい。

又、第１図、第２図では焦点Ｆ２で電波が絞られるよう
に構成されているが、第３図、第４図に示すように、焦
点Ｆ２で電波が放射されかつ広がっていくように鏡面系
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
大きくなるように鏡面系を構成することにより、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プ化が
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
示すアンテナ装置の図、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）は第二副反射鏡、（４）は主反射鏡、（５）は光線
、ｆ６１゜（６勺は電波、Ｃ７）は波面である。 なお２図中、同一符号は同一、又は相当部分を示すＯ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   う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の一方の焦点
   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つて
   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とし、副反射鏡Ｓ＿１上、副反射鏡Ｓ＿２上
   および主反射鏡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が同一面内にあり、且つ■■と■
   ■が同一線上にあつて、Ｗ＿１＜Ｗ＿２＜Ｗ＿３および
   Ｒ′＿１＞Ｒとなり、Ｒ′＿１＝■■、Ｒ＿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。