JPS63283209A - 開口面アンテナ - 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〕 本発明は無線通信の分野で用いられるアンテナに関し、
特に高利得、低サイドローブ化を目的とした軸対称開口
面アンテナに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の軸対称開口面アンテナとしては、第３図
に構成例を示すような、いわゆるカセグレン形式のアン
テナが主に用いられてきた。同図で主反射鏡１１は点Ｆ
を焦点として、Ｚ軸を回転対称軸とする回転放物面、副
反射鏡１２は点ＦとＰを夫々焦点とし、Ｚ軸を回転対称
軸とする回転双曲面である。したがって、点Ｐに設置さ
れた１次放射器１３より放射される電波が副反射鏡１２
において点Ｐを中心とする球面波とみなせる場合は、鏡
面の幾何光学的性質により副反射鏡１２及び主反射！１
１で反射後、例えば実線２１及び２２に電波の通路を示
すように、全てＺ軸方向に進行する電波となり、アンテ
ナの放射特性上はＺ軸方向にビームの絞れた性能を有す
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この構成のアンテナでは、例えば実線２
２で示すように主反射鏡１１の中心近傍で反射された電
波は、図からも明らかなように、副反射鏡１２により遮
蔽されるため、等価的に主反射鏡１１の開口面積を小さ
くして利得の低下を招いている。また同時に、副反射鏡
１２で遮蔽された電波がいわゆる散乱波として不要放射
するため、サイドロープを劣化させている。

更に、副反射鏡１２で反射した電波の一部が、同じ遮蔽
領域内で１次放射器１３に直接反射波として戻るため、
１次放射器の入出力端でのインピーダンス特性が劣化す
るという問題もある。

本発明は、利得及びサイドロープを改善し、かつ−次放
射器における入出力インピーダンス特性の向上を可能と
する開口面アンテナを提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の開口面アンテナは、主反射鏡は焦点を含む軸に
平行な軸の回りに回転させた回転放物面とし、副反射鏡
は、中心側に配置して１次放射器の放射点を焦点とする
第１の回転放物面と、この第１の回転放物面の周囲に配
置して前記主反射鏡の焦点を焦点とする第２の回転放物
面とで構成している。

また、副反射鏡は第１の回転放物面と第２の回転放物面
との境界に、円環状の電波吸収体を設けることが好まし
い。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の側断面図であり、この開口
面アンテナは主反射鏡１．副反射鏡２及び１次放射器３
で構成されている。

主反射鏡１は、軸Ｚから所定寸法離れた平行な軸Ｚ′上
の点Ｆを焦点とし、軸Ｚ′を軸とする放物線の一部をＺ
軸回りに回転した回転面として構成される。１次放射器
３は前記軸Ｚ上の点Ｐを放射球面波の位相中心点とし、
中心軸をＺ軸に一致して配置されている。副反射鏡２は
前記点Ｐを焦点とし、図示上下方向に延びる軸Ｘを軸と
する第１の放物線を軸Ｚの回りに回転した回転放物面２
ａを中心側に配置し、点Ｆを焦点とし軸Ｘと平行な軸Ｘ
′を軸とする第２の放物線を軸Ｚの回りに回転した回転
放物面２ｂをその周囲に配置した構成とされている。

したがって、この構成の開口面アンテナによれば、１次
放射器３から焦点Ｐを中心として放射された電波は、幾
何光学的には第１の回転放物面２ａで反射後、点Ｐがこ
の回転放物面２ａの焦点であることより、図に２３に示
すように、全てＸ軸方向に進行する電波となり、第２の
回転放物面２ｂに入射する。第２の回転放物面２ｂは点
Ｆを焦点としていることにより、その反射後の電波は恰
も点Ｆを中心として放射される電波として主反射鏡１に
投射される。主反射鏡１は前記したように点Ｆを焦点と
し、Ｚ軸と平行な軸Ｚ′軸とする放物線の回転面である
ことより、ここから反射される電波は全てＺ軸方向に進
行するいわゆる平面波としてアンテナより放射される。

この結果、幾何光学的には副反射鏡２から１次放射器３
へ反射する電波をなくすと同時に、主反射鏡１より反射
される電波の位相を目的通り一様に揃えることができる
。同時に、主反射鏡１の開口面の振幅分布も、通常のカ
セグレンアンテナでは一般にＺ軸から遠ざかるに従って
振幅レベルが下がり副反射鏡が遮蔽する領域はどレベル
が高くなるのに対し、本実施例の構成では１次放射器３
より放射されるエネルギレベルの高い部分が主反射鏡１
のＺ軸より離れた部分に到達するため、主反射鏡開口面
での振幅分布を略一様にすることができ、開口能率すな
わち利得の向上を得ることができる。

他方、低サイドローブの観点からは主反射鏡１の端部で
のレベルは低いことが望ましいが、本実施例では、副反
射鏡２の端部を通る電波の通路２４より主反射鏡の直径
を大きくとり、幾何光学的には主反射鏡１の端部にはエ
ネルギが到達しないようにしているためサイドロープを
改善できる。

更に、副反射鏡２による遮蔽領域の影響についても、本
例では１次放射器３への反射波が少なくなるために、１
次放射器と副反射鏡の間隔を低減でき、この分だけ副反
射鏡全体の直径を小さくできる。このことは同時に、副
反射鏡の支持方法も簡便となり、例えば１次放射器の支
持金具に副反射鏡の支持柱を固定する等、従来主反射鏡
に固定していた支持柱の簡略化が図られ、全体としてア
ンテナの低価格を実現することも可能となる。

なお、図示のように副反射鏡２の大きさＬと、軸Ｚに対
する焦点Ｆの寸法２との関係は、主反射鏡で反射後の電
波の通路を副反射鏡自身が遮蔽しない条件から、−ＪＧ
的にＬ≧ｌの関係となる。

また、軸Ｘは軸Ｚの方向に対して９０度以外の角度で傾
斜した状態に設定してもよい。

第２図は本発明の他の実施例における副反射鏡及び１次
放射器を示している。この実施例では、副反射鏡２Ａを
第１の回転放物面２ａと第２の回転放物面２ｂの間に、
断面が略コの字形をした平面部２ｃを設け、この部分に
円環状の電波吸収体４を付加した構成としている。

この構成によれば、１次放射器３より放射されて第１の
回転放物面２ａを直接照射する電波のレベルを、電波吸
収体４によって極力低減することができる。すなわち、
点Ｐより第１の回転放物面２ａの端部を見込む角度を大
きくとれない場合にこの構成をとることにより、１次放
射器３から放射されて第２の回転放物面２ｂに直接投射
される電波を吸収することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、主反射鏡は焦点を含む軸
に平行な軸の回りに回転させた回転放物面とし、副反射
鏡は、中心側に配置して１次放射器の放射点を焦点とす
る第１の回転放物面と、この第１の回転放物面の周囲に
配置して前記主反射鏡の焦点を焦点とする第２の回転放
物面とで構成しているので、主反射鏡開口面での振幅分
布を略一様にして開口能率すなわち利得の向上が得られ
るとともに、１次放射器への反射波を少なくして１次放
射器のインピーダンス特性を改善し、かつ副反射鏡全体
の直径を小さくして主反射鏡に対する遮蔽領域の少ない
軸対称開口面アンテナが実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す側断面図、第２
図は本発明の他の実施例の副反射鏡及び１次放射器の側
断面図、第３図は従来のアンテナの側断面図である。 １．１１・・・主反射鏡、２．１２・・・副反射鏡、３
゜１３・・・１次放射器、２ａ・・・第１の回転放物面
、２ｂ・・・第２の回転放物面、２Ｃ・・・平面部、４
・・・電波吸収体、２１〜２４・・・電波の通路、ｚ、
　　ｚ’・・・軸、ｘ、　ｘ’・・・軸、Ｆ、　Ｐ・・
・焦点。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主反射鏡と、この主反射鏡の前方に配置される副
   反射鏡と、この副反射鏡に対向して配置される１次放射
   器とを備える開口面アンテナにおいて、前記主反射鏡は
   焦点を含む軸に平行な軸の回りに回転させた回転放物面
   とし、前記副反射鏡は、中心側に配置して１次放射器の
   放射点を焦点とする第１の回転放物面と、この第１の回
   転放物面の周囲に配置して前記主反射鏡の焦点を焦点と
   する第２の回転放物面とで構成したことを特徴とする開
   口面アンテナ。
2. （２）副反射鏡は、第１の回転放物面と第２の回転放物
   面との境界に、円環状の電波吸収体を設けてなる特許請
   求の範囲第１項記載の開口面アンテナ。