JPS634361B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS634361B2 JPS634361B2 JP55015783A JP1578380A JPS634361B2 JP S634361 B2 JPS634361 B2 JP S634361B2 JP 55015783 A JP55015783 A JP 55015783A JP 1578380 A JP1578380 A JP 1578380A JP S634361 B2 JPS634361 B2 JP S634361B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflector
- antenna
- parabolic
- small
- focal point
- Prior art date
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- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/12—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems
- H01Q3/16—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying relative position of primary active element and a reflecting device
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は衛星通信用の自動追尾アンテナの改良に
関する。
関する。
衛星通信の地球局アンテナでは、アンテナの主
ビーム方向を自動的に衛星に向けて通信を行うよ
うに構成されたアンテナの自己追尾方式が用いら
れる。この自己追尾方式には、アンテナビームを
動かすことによつて目標物からの電波の到来方向
を検出してアンテナの指向方向を制御するロービ
ング方式と、アンテナビームを一定のものとし零
放射パターンによつて目標物の方向を瞬時に検出
するモノパルス方式とがある。
ビーム方向を自動的に衛星に向けて通信を行うよ
うに構成されたアンテナの自己追尾方式が用いら
れる。この自己追尾方式には、アンテナビームを
動かすことによつて目標物からの電波の到来方向
を検出してアンテナの指向方向を制御するロービ
ング方式と、アンテナビームを一定のものとし零
放射パターンによつて目標物の方向を瞬時に検出
するモノパルス方式とがある。
本発明は前者のロービング方式に属するもの
で、特にアンテナビームを円錐状に回転させて自
己追尾を行うコニカルスキヤン方式と呼ばれるも
のである。この方式では、衛星の方向が回転中心
軸上にあるときは受信電力は一定であるが、衛星
の方向が回転中心軸からずれると、受信電力は振
幅変調を受けて変動する。この変調出力周波数は
ビームの回転周波数と同じで、その位相はビーム
のずれの角度に対応して決められる。従つてこの
変調信号の振幅と位相からアンテナの方位および
俯仰の両方向誤差を検出して衛星方向に正しく向
くように制御することができる。
で、特にアンテナビームを円錐状に回転させて自
己追尾を行うコニカルスキヤン方式と呼ばれるも
のである。この方式では、衛星の方向が回転中心
軸上にあるときは受信電力は一定であるが、衛星
の方向が回転中心軸からずれると、受信電力は振
幅変調を受けて変動する。この変調出力周波数は
ビームの回転周波数と同じで、その位相はビーム
のずれの角度に対応して決められる。従つてこの
変調信号の振幅と位相からアンテナの方位および
俯仰の両方向誤差を検出して衛星方向に正しく向
くように制御することができる。
本考案は、回転放物面反射鏡（以下「パラボラ
アンテナ」という。）を用いたロービング方式で、
アンテナの焦点近くにおく一次放射器の付加反射
板の新しい構成を提供するものである。
アンテナ」という。）を用いたロービング方式で、
アンテナの焦点近くにおく一次放射器の付加反射
板の新しい構成を提供するものである。
パラボラアンテナのロービング方式では、アン
テナビームを中心軸からある偏りを持たせた角度
で回転させる必要があるため、焦点におく一次放
射器を中心軸から偏心させて回転する。その方法
としてたとえば同軸給電の一次放射器では一次放
射器そのものをパラボラアンテナ中心軸から、あ
らかじめ傾けて回転させる方法、あるいは、反射
板付ダイポール等の場合には小型反射板を中心軸
から偏心させて回転させる方法等が一般に行われ
ている。いずれの場合も装置には機械的回転部分
があり回転数は毎秒数ヘルツから数十ヘルツであ
る。このような方式の反射板は電波の集束性に乏
しくビームが大きくなり易いため、パラボラアン
テナのような開口アンテナではブロツキングとな
り、利得の低下や指向性の散乱源となる欠点があ
る。
テナビームを中心軸からある偏りを持たせた角度
で回転させる必要があるため、焦点におく一次放
射器を中心軸から偏心させて回転する。その方法
としてたとえば同軸給電の一次放射器では一次放
射器そのものをパラボラアンテナ中心軸から、あ
らかじめ傾けて回転させる方法、あるいは、反射
板付ダイポール等の場合には小型反射板を中心軸
から偏心させて回転させる方法等が一般に行われ
ている。いずれの場合も装置には機械的回転部分
があり回転数は毎秒数ヘルツから数十ヘルツであ
る。このような方式の反射板は電波の集束性に乏
しくビームが大きくなり易いため、パラボラアン
テナのような開口アンテナではブロツキングとな
り、利得の低下や指向性の散乱源となる欠点があ
る。
このような例として小型反射板を放物面反射鏡
としてこの放物面反射鏡の焦点をパラボラアンテ
ナの中心軸から距離ｄだけ変移させこの放物面反
射鏡をパラボラアンテナの中心軸上で回転させる
技術が提案されている（特公昭42−21123号公
報）。しかし、この技術は放物面反射鏡の焦点を
パラボラアンテナの中心軸から偏心させているた
め、パラボラアンテナから放射される放射ビーム
の幅は中心軸からの偏心距離ｄによつて変化して
拡がりビームの集束性が悪くなる。この結果、こ
の技術では、パラボラアンテナの感度が小型反射
板の偏心距離によつて変化して悪化する欠点があ
つた。
としてこの放物面反射鏡の焦点をパラボラアンテ
ナの中心軸から距離ｄだけ変移させこの放物面反
射鏡をパラボラアンテナの中心軸上で回転させる
技術が提案されている（特公昭42−21123号公
報）。しかし、この技術は放物面反射鏡の焦点を
パラボラアンテナの中心軸から偏心させているた
め、パラボラアンテナから放射される放射ビーム
の幅は中心軸からの偏心距離ｄによつて変化して
拡がりビームの集束性が悪くなる。この結果、こ
の技術では、パラボラアンテナの感度が小型反射
板の偏心距離によつて変化して悪化する欠点があ
つた。
本発明は上述の欠点を解決するもので、ビーム
の集速性がよく、放射ビームの幅が変化せずに感
度が安定な自動追尾アンテナを提供することを目
的とする。
の集速性がよく、放射ビームの幅が変化せずに感
度が安定な自動追尾アンテナを提供することを目
的とする。
コニカルスキヤンを採用するパラボラアンテナ
では、一次放射器として小型反射板付ダイポール
を用い、これをアンテナの中心軸から偏心して回
転する。本発明はこの小型反射板として２つの焦
点をもつ楕円体反射板を用い、一方の焦点はパラ
ボラアンテナの焦点と一致させ、この点を励振源
として、楕円体反射板で反射した後に、他方の焦
点を通過する集束性ビームによつてパラボラ反射
鏡を効率よく照射するように構成することを特徴
とする。
では、一次放射器として小型反射板付ダイポール
を用い、これをアンテナの中心軸から偏心して回
転する。本発明はこの小型反射板として２つの焦
点をもつ楕円体反射板を用い、一方の焦点はパラ
ボラアンテナの焦点と一致させ、この点を励振源
として、楕円体反射板で反射した後に、他方の焦
点を通過する集束性ビームによつてパラボラ反射
鏡を効率よく照射するように構成することを特徴
とする。
すなわち本発明は、回転放物面反射鏡と、この
反射鏡の焦点近傍に配置された一次放射器と、こ
の一次放射器の放射するビームを上記回転放物面
反射鏡に向けて反射する小型反射板とを備えた自
動追尾アンテナにおいて、上記小型反射板は上記
回転放物面反射鏡の軸に垂直な面上に二つの焦点
が存在する回転楕円体であり、この回転楕円体の
焦点の一方が上記回転放物面反射鏡の焦点とほぼ
一致するように上記小型反射板が配置され、この
小型反射板が上記回転放物面反射鏡の中心軸を回
転中心として回転可能であることを特徴とする。
反射鏡の焦点近傍に配置された一次放射器と、こ
の一次放射器の放射するビームを上記回転放物面
反射鏡に向けて反射する小型反射板とを備えた自
動追尾アンテナにおいて、上記小型反射板は上記
回転放物面反射鏡の軸に垂直な面上に二つの焦点
が存在する回転楕円体であり、この回転楕円体の
焦点の一方が上記回転放物面反射鏡の焦点とほぼ
一致するように上記小型反射板が配置され、この
小型反射板が上記回転放物面反射鏡の中心軸を回
転中心として回転可能であることを特徴とする。
実施例図面を用いて説明する。
第１図は本発明実施例アンテナの構成断面図を
示す。図の１はパラボラアンテナ、Ｖ点はこのパ
ラボラアンテナ１の頂点、Ｆ点は同じく焦点を示
す。２は小型反射板で、これには２つの焦点Ｆ、
F′をもつ楕円面反射鏡が使用される。しかもその
一方の焦点が上記Ｆ点と一致するように配置す
る。パラボラアンテナ１の焦点Ｆに励振源をもつ
放射素子（例えばダイポール、小型ホーン）を配
置し、これを楕円面反射鏡２の方向に指向させ、
この反射鏡２で反射された電波が、この反射鏡２
のもう１つの焦点F′を通過してパラボラアンテナ
１を照射するように構成する。
示す。図の１はパラボラアンテナ、Ｖ点はこのパ
ラボラアンテナ１の頂点、Ｆ点は同じく焦点を示
す。２は小型反射板で、これには２つの焦点Ｆ、
F′をもつ楕円面反射鏡が使用される。しかもその
一方の焦点が上記Ｆ点と一致するように配置す
る。パラボラアンテナ１の焦点Ｆに励振源をもつ
放射素子（例えばダイポール、小型ホーン）を配
置し、これを楕円面反射鏡２の方向に指向させ、
この反射鏡２で反射された電波が、この反射鏡２
のもう１つの焦点F′を通過してパラボラアンテナ
１を照射するように構成する。
この場合、焦点Ｆからの電波通路、例えばビー
ム３、４は楕円面反射鏡２の上の点P′、Ｐで反射
したのちF′を通過し、パラボラアンテナ１で反射
されるが、励振源の偏位量′によつて、主ビー
ム方向が中心軸に対して、ある傾θだけ異な
る方向のビーム５のように指向される。従つて
VF軸を中心として、楕円面反射鏡２のみを回転
することによつて傾角θをもつコニカル状の回転
ビームが得られる。このビームが絶えず目標物に
指向するよう、追尾用アンテナとして動作させ
る。
ム３、４は楕円面反射鏡２の上の点P′、Ｐで反射
したのちF′を通過し、パラボラアンテナ１で反射
されるが、励振源の偏位量′によつて、主ビー
ム方向が中心軸に対して、ある傾θだけ異な
る方向のビーム５のように指向される。従つて
VF軸を中心として、楕円面反射鏡２のみを回転
することによつて傾角θをもつコニカル状の回転
ビームが得られる。このビームが絶えず目標物に
指向するよう、追尾用アンテナとして動作させ
る。
第２図は楕円面反射鏡２の形状についての焦点
近傍の拡大図である。第２図でＦ、F′は前記焦点
であり、Ｏは直交する軸ｘ、ｙの交点、Ａ、A′、
Ｂ、B′はそれぞれｘ、ｙ軸上の頂点、′を長
軸、′を短軸とするとき、原点Ｏを中心とし、
ｘ軸上に２つの焦点をもつ楕円の方程式は次式で
与えられる。
近傍の拡大図である。第２図でＦ、F′は前記焦点
であり、Ｏは直交する軸ｘ、ｙの交点、Ａ、A′、
Ｂ、B′はそれぞれｘ、ｙ軸上の頂点、′を長
軸、′を短軸とするとき、原点Ｏを中心とし、
ｘ軸上に２つの焦点をもつ楕円の方程式は次式で
与えられる。
x2／a2＋y2／b2＝１、ただしａ＞ｂ
ここで長軸′＝2a、短軸′＝2bとする。ま
た ＋′＝′＋′′＝2a である。すなわち焦点Ｆを励振源として弧PP′を
反射面とし、もう１つの焦点F′を通るようにする
と、通路長はいずれも相等しくなる。
た ＋′＝′＋′′＝2a である。すなわち焦点Ｆを励振源として弧PP′を
反射面とし、もう１つの焦点F′を通るようにする
と、通路長はいずれも相等しくなる。
このように、従来小型反射板の角度の偏心また
は小型反射板の回転軸の偏心により作り出してい
たコニカルスキヤンの回転ビームを、楕円の二焦
点を利用して作り出すことにするので、ビームが
一定方向に正確に集束することになる。
は小型反射板の回転軸の偏心により作り出してい
たコニカルスキヤンの回転ビームを、楕円の二焦
点を利用して作り出すことにするので、ビームが
一定方向に正確に集束することになる。
なお焦点に置く励振用アンテナはダイポール、
小型ホーン等の標準型アンテナが用いられ、励振
偏波は直線偏波、円偏波のいずれでもよい。この
励振用アンテナは固定されたままで、楕円形小型
反射鏡のみを回転してコニカルスキヤンビームを
形成するものである。この回転軸とコニカルスキ
ヤンビーム内に目標を捕えることによつて衛星を
追尾することができる。
小型ホーン等の標準型アンテナが用いられ、励振
偏波は直線偏波、円偏波のいずれでもよい。この
励振用アンテナは固定されたままで、楕円形小型
反射鏡のみを回転してコニカルスキヤンビームを
形成するものである。この回転軸とコニカルスキ
ヤンビーム内に目標を捕えることによつて衛星を
追尾することができる。
以上述べたように、本発明によれば、一次放射
器からの放射ビームは、回転楕円体の焦点を通過
してパラボラアンテナで放射されるので、そのビ
ーム幅の拡がりは小さく、ビームの集束性は極め
てよく、アンテナの感度が安定である自動追尾ア
ンテナが得られる。本発明の構成によるアンテナ
に使用される反射鏡または反射板は、いずれも単
純な関数により規定される幾何学的形状であり、
製作が容易であり、経済的に得られる優れた特長
がある。
器からの放射ビームは、回転楕円体の焦点を通過
してパラボラアンテナで放射されるので、そのビ
ーム幅の拡がりは小さく、ビームの集束性は極め
てよく、アンテナの感度が安定である自動追尾ア
ンテナが得られる。本発明の構成によるアンテナ
に使用される反射鏡または反射板は、いずれも単
純な関数により規定される幾何学的形状であり、
製作が容易であり、経済的に得られる優れた特長
がある。
第１図は本発明の実施例を示すアンテナ装置の
断面図。第２図は原理説明用の幾何光学座標系を
示す。 １……パラボラアンテナ、２……回転楕円面小
型反射板、３、４……ビーム、５……アンテナビ
ーム方向の１例。
断面図。第２図は原理説明用の幾何光学座標系を
示す。 １……パラボラアンテナ、２……回転楕円面小
型反射板、３、４……ビーム、５……アンテナビ
ーム方向の１例。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転放物面反射鏡（パラボラアンテナ）と、
この反射鏡の焦点近傍に配置された一次放射器
と、 この一次放射器の放射するビームを上記回転放
物面反射鏡に向けて反射する小型反射板と を備えた自動追尾アンテナにおいて、 上記小型反射板は上記回転放物面反射鏡の軸に
垂直な面上に二つの焦点が存在する回転楕円体で
あり、 この回転楕円体の焦点の一方が上記回転放物面
反射鏡の焦点とほぼ一致するように上記小型反射
板が配置され、 この小型反射板が上記回転放物面反射鏡の中心
軸を回転中心として回転可能である ことを特徴とする自動追尾アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1578380A JPS56112668A (en) | 1980-02-12 | 1980-02-12 | Automatic tracking antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1578380A JPS56112668A (en) | 1980-02-12 | 1980-02-12 | Automatic tracking antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56112668A JPS56112668A (en) | 1981-09-05 |
| JPS634361B2 true JPS634361B2 (ja) | 1988-01-28 |
Family
ID=11898415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1578380A Granted JPS56112668A (en) | 1980-02-12 | 1980-02-12 | Automatic tracking antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56112668A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0758855B2 (ja) * | 1987-04-13 | 1995-06-21 | 日本電信電話株式会社 | マルチビームアンテナの副反射鏡駆動装置 |
-
1980
- 1980-02-12 JP JP1578380A patent/JPS56112668A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56112668A (en) | 1981-09-05 |
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