JPS63109603A - マルチビ−ムアンテナ - 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、１つのアンテナで静止軌道上の２個の衛星と
の同時通信を可能にするマルチビームアンテナに係り、
特にトーラス曲面を用いたマルチビームアンテナの改良
に関する。

（従来の技術） 従来、トーラス曲面を用いたマルチビームアンテナとし
ては、例えば第３図に示すものが知られている。即ち、
このマルチビームアンテナは、同一平面上に適宜距離離
隔して配置される２個の１次放射器２１、同２２と、放
物線４２を母曲線としこれを２個の１次放射器２１、同
２２から等距離にある前記平面上の一点に直立させた直
線（１・−ラス回転軸）４を中心に回転して得られるト
ーラス曲面からなる反射鏡３とからなり、１次放射器２
１、同２２はその給電点が放物線４２の焦点位置となる
ようにそれぞれ配置される。

この種のマルチビームアンテナでは、反射鏡３の曲面形
状および１次放射器２１と同２２の配置がトーラス回転
軸４に対して軸対称となっているので、出射ビームのビ
ーム方向は、符号６１および同６２で示す方向となり、
これらの方向は前記平面に平行で、がつ該平面内で異な
る方向となっている。ここに、ビーム方向６１はトーラ
ス回転軸４と１次放射器２１の給電点を結ぶ直線の方向
であり、またビーム方向６２はトーラス回転軸４と１次
放射器２２の給電点を結ぶ直線の方向である。つまり、
ビーム方向６１に平行な方向とビーム方向６２に平行な
方向との２つの異なる方向へ同一のビームを出射できる
のである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなトーラス曲面を用いた従来の
マルチビームアンテナでは、後述する如く、開口面位相
誤差があるので、アンテナ能率が低いという問題点があ
る。

即ち、アンテナの能率を良好にするためには、給電点か
らアンテナ開口面までの光路長が給電点から発せられる
各々の光線について一定でなければならない、この条件
を満たす反射鏡は、第４図に示すような回転放物面であ
る。

すなわち、反射鏡６は、放物線をパラボラ軸（放物線の
頂点と焦点を通る直線）４３を中心に回転して得られる
曲面である。そして、この曲面では、焦点５３から発せ
られた光線が反射鏡６で反射された後に開口面（パラボ
ラ軸に垂直な平面）７に至る長さが焦点５３から発せら
れる各々の光線に対して同一となっている。すなわち開
口面位相誤差がゼロとなっている。

ところが、第３図に示す従来のマルチビームアンテナで
は、焦点５から発せられた光線が反射鏡（トーラス曲面
）３で反射された後に開口面７に至るまでの距離がそれ
ぞれの光線に対してわずかに異なるのである。そこで、
従来においては、第３図（ｂ）に示すように、トーラス
半径Ｒを焦点距離Ｆの約２倍に選び、トーラス曲面を回
転放物面に近付けるようにし、光路長差を少なくするよ
うにしている。しかし、これによっても開口面７の周辺
部、特にトーラス回転軸４の回転方向の周辺部に近づく
ほど回転放物面との差違が大きくなるので、開口位相能
率の低下は免れないのである。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的はトーラス曲面を用いるマルチビームアン
テナにおいて開口位相能率の向上を図り得るマルチビー
ムアンテナを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明のマルチビームアン
テナは次の如き構成を有する。

即ち、本発明のマルチビームアンテナは、同一平面上に
適宜距離離隔して配置される２（Ｉ！の１次放射器と、
この２個の１次放射器の放射電波を前記平面に平行な平
面内で異なる方向へ反射する反射鏡とからなり；　前記
反射鏡は、前記２個の１次放射器の共用に係る中央部が
１次放射器の配置位置近傍を焦点とする放物線を該２個
の１次放射器から等距離にある前記平面上の一点に直立
させた直線を中心に回転して得られるトーラス曲面形状
の一部でもって形成され、かつ前記２個の１次放射器の
それぞれの単独使用に係る周辺部が対応する１次放射器
の配置位置近傍を焦点とする前記放物線をその頂点と焦
点と前記平面上の一点とを結ぶ直線を中心に回転して得
られる回転放物面形状の一部でもって形成したことを特
徴とするマルチビームアンテナである。

（作　用） 次に、前記の如く構成される本発明のマルチビームアン
テナの作用を説明する。

反射鏡は、２個の１次放射器の共用に係る中央部は従来
と同様にトーラス曲面形状をしているが、２個の１次放
射器のそれぞれの単独使用に係る周辺部、即ち２個の１
次放射器の配列方向における前記中央部の両側に位置す
る部分は回転放物面となっている。従って、円周辺部に
関しては、対応する１次放射器から反射鏡を介して開口
面に至る光路長は一定となる。

このように、本発明のマルチビームアンテナによれば、
トーラス曲面を用いるマルチビームアンテナにおいて、
反射鏡は１次放射器の単独使用に係る周辺部を回転放物
面形状に形成しであるので、１次放射器から反射鏡を介
して開口面に至る光路長を両周辺部において一定とする
ことができる。

従って、周辺部に係る開口面位相誤差を小さくでき、ア
ンテナ能率を向上できる効果が得られる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明の一実施例に係るマルチビームアンテナを示
し、その構成要素は従来と同様であり、第１図（ａ）に
示す如く、反射鏡１と２つの１次放射器２１、同２２か
らなる。

ところで、第１図（ｂ）において、円３１および同３２
はそれぞれ１次放射器２１および同２２から放射される
ビームの最外周を示す。

即ち、１次放射器２１から放射されるビームは反射鏡１
のうち円３１の内側のみを使用し、１次放射器２２から
放射されるビームは円３２の内側のみを使用している。

そしてこの２つの領域が重なり合う部分１１（円３１の
内側かつ円３２の内側）は両者のビームが共通して使用
している部分（これを中央部という）であり、その外側
の領域１２および同１３はどちらか一方のビームにしか
使用されない領域（これを周辺部という）である。

この関係は従来も同様であるが、本発明ではこの事実に
着目し、中央部１１の曲面形状は従来と同様のトーラス
曲面の一部で形成し、周辺部１２および同１３の曲面形
状は回転放物面の一部で形成したのである。

次に、各部の曲面形状は次のようにして決定する。第２
図において、中央部１１のトーラス曲面は、１次放射器
２１の給電点５１を焦点とする放物線４１（この放物線
４１は１次放射器２２の給電点５２も同様に焦点とする
）を２個の１次放射器２１および同２２から等距離にあ
る当該１次放射器の配置平面上の一点に直立させた直線
（即ちトーラス回転軸）４を中心に回転させて得られる
曲面の一部からなる。なお、放物線４１のパラボラ軸は
１次数□射器の給電点とトーラス回転軸４を結ぶ直線、
即ち各１次放射器のビーム方向６１および同６２を示す
直線となっている。

また、周辺部１２の曲面は、１次放射器２１の給電点を
焦点とする前記放物線４１をその頂点と焦点とトーラス
回転軸４を結ぶ直線、即ちビーム方向６１を示す直線（
前記パラボラ軸）を中心に回転させて得られる回転放物
面の一部からなる。

同様に、周辺部１３の曲面は、１次放射器２２の給電点
を焦点とする前記放物線４１をその頂点と焦点とトーラ
ス回転軸４を結ぶ直線、即ちビーム方向６２を示す直線
（前記パラボラ軸）を中心に回転させて得られる回転放
物面の一部からなる。

このようにして反射鏡１の曲面形状を定めると、１次放
射器２１あるいは同２２から放射された光線のうち周辺
部１２あるいは同１３を照射する光線に対しては光路長
が一定となり、開口面の周辺部分における位相誤差を少
なくすることができる。

なお、第１図に示した反射鏡１は、第３図に示した反射
鏡３と異なる外形状をしているかの如く図示しであるが
、これは本質的なことではないことは勿論である。

（発明の効果） 以上詳述したように１本発明のマルチビームアンテナに
よれば、トーラス曲面を用いるマルチビームアンテナに
おいて、反射鏡は１次放射器の単独使用に係る周辺部を
回転放物面形状に形成しであるので、１次放射器から反
射鏡を介して開口面に至る光路長を両周辺部において一
定とすることができる。従って、周辺部に係る開口面位
相誤差を小さくでき、アンテナ能率を向上できる効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るマルチビームアンテナ
の構成を示す概念図、第２図は反射鏡の形成方法を示す
図、第３図は従来のマルチビームアンテナの構成例を示
す概念図、第４図は回転放物面反射鏡の特性の説明図で
ある。 １．３・・・・・・反射鏡、　４・・・・・・トーラス
回転軸、５．５３・・・・・・焦点、　６・・・・・・
反射鏡（回転放物面）、７・・・・・・開口面、　１１
・・・・・・中央部、　１２．１３・・・・・・周辺部
、　２１．２２・・・・・・１次放射器、３１．３２・
・・・・・円（１次放射器放射ビーム最外周）、４１・
・・・・・放物線、　４２・・・・・・母曲線（放物線
）、４３・・・・・・パラボラ軸、　５１．５２・・・
・・・給電点、６１．６２・・・・・・ビーム方向。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 正ｆ］記 （ｂ） ＄−ｔ！−ＩＩ刃のマルナビームγンテナ／）ｊｕ；４
列第１　図 竿面図 （ａ） 側面ｌオｆＤ図 （ｂ） 反射ｉｌバ戊σ汰 半２　凹 ４曲穐（’ｌＸ＃籠） 洛３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一平面上に適宜距離離隔して配置される２個の１次放
   射器と、この２個の１次放射器の放射電波を前記平面に
   平行な平面内で異なる方向へ反射する反射鏡とからなり
   ；前記反射鏡は、前記２個の１次放射器の共用に係る中
   央部が１次放射器の配置位置近傍を焦点とする放物線を
   該２個の１次放射器から等距離にある前記平面上の一点
   に直立させた直線を中心に回転して得られるトーラス曲
   面形状の一部でもって形成され、かつ前記２個の１次放
   射器のそれぞれの単独使用に係る周辺部が対応する１次
   放射器の配置位置近傍を焦点とする前記放物線をその頂
   点と焦点と前記平面上の一点とを結ぶ直線を中心に回転
   して得られる回転放物面形状の一部でもって形成したこ
   とを特徴とするマルチビームアンテナ。