JPH0746034A - Synthesizing method for multi-beam antenna and rotary ellipsoidal mirror suited for the same - Google Patents
Synthesizing method for multi-beam antenna and rotary ellipsoidal mirror suited for the sameInfo
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- JPH0746034A JPH0746034A JP18566693A JP18566693A JPH0746034A JP H0746034 A JPH0746034 A JP H0746034A JP 18566693 A JP18566693 A JP 18566693A JP 18566693 A JP18566693 A JP 18566693A JP H0746034 A JPH0746034 A JP H0746034A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、通信衛星か
らの電波と放送衛星からの電波とを同時に受信するのに
適するマルチビームアンテナに関し、特にビーム間隔を
大きくする手段に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-beam antenna suitable for receiving, for example, a radio wave from a communication satellite and a radio wave from a broadcasting satellite at the same time, and more particularly to a means for increasing the beam interval.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２５には、一従来例に係るマルチビー
ムアンテナの構成が示されている。この図の構成は、電
子情報通信学会編、アンテナ工学ハンドブック、ｐ．１
７９、昭和５５年１０月３０日、オーム社に示されてい
る。2. Description of the Related Art FIG. 25 shows a structure of a multi-beam antenna according to a conventional example. The configuration of this figure is based on the Antenna Engineering Handbook, edited by The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, p. 1
79, October 30, 1980, shown on Ohmsha.
【０００３】この図に示されるマルチビームアンテナで
は、ホーン１ａ及び１ｂが一次放射器として用いられて
いる。ホーン１ａ及び１ｂは、パラボラ反射鏡４の中心
点Ｍ0 及び焦点Ｆ1 を通る線に近接した配置されてい
る。また、ホーン１ａ及び１ｂが配置される面は、パラ
ボラ反射鏡４の焦点Ｆ1 を含み、焦点Ｆ1 からパラボラ
反射鏡４の中心Ｍ0 に向う直線に直交する面である。ホ
ーン１ａ及び１ｂは、パラボラ反射鏡４を介し、直線２
７に近接した方向３ａ又は３ｂにそれぞれビームを放射
する。直線２７は、パラボラ反射鏡４の中心点Ｍ0 を通
りかつパラボラ軸と平行な直線である。また、パラボラ
反射鏡４は、ホーン１ａ及び１ｂが３ａ又は３ｂ方向の
ビームをブロッキングしないよう、オフセット形式を有
している。この種の構成は、ビーム本数を３以上にした
場合にも採用できる。In the multi-beam antenna shown in this figure, horns 1a and 1b are used as primary radiators. The horns 1a and 1b are arranged close to a line passing through the center point M 0 of the parabolic reflecting mirror 4 and the focal point F 1 . The surface of the horn 1a and 1b are disposed includes a focus F 1 of the parabolic reflector 4, a plane orthogonal to a straight line toward the focal point F 1 to the center M 0 of the parabolic reflector 4. The horns 1a and 1b are connected to a straight line 2 via a parabolic reflector 4.
Beams are emitted in directions 3a or 3b close to 7, respectively. The straight line 27 is a straight line that passes through the center point M 0 of the parabolic reflector 4 and is parallel to the parabola axis. Further, the parabolic reflector 4 has an offset type so that the horns 1a and 1b do not block the beam in the 3a or 3b direction. This type of configuration can be adopted even when the number of beams is three or more.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来のマルチビームアンテナにおいては、ビーム方向
がパラボラ軸から大きくずれると著しく利得が低下して
しまう。図２６には、図２５のマルチビームアンテナに
おいて、一次放射器（ホーン１ａ及び１ｂ）を変位させ
てビームを偏向させた場合のアンテナ相対利得が示され
ている。この図では、一次放射器の変位が、パラボラ反
射鏡４の開口径Ｄに対する焦点距離ｆの比で表されてい
る。この図に示されるように、一次放射器を大きく変位
させ、ビーム偏向量を大きくすると、著しく利得が低下
する。従って、ビーム間隔が大きいマルチビームアンテ
ナを実現できない。In the conventional multi-beam antenna constructed as described above, the gain is remarkably lowered when the beam direction is largely deviated from the parabola axis. FIG. 26 shows the antenna relative gain when the beams are deflected by displacing the primary radiators (horns 1a and 1b) in the multi-beam antenna of FIG. In this figure, the displacement of the primary radiator is represented by the ratio of the focal length f to the aperture diameter D of the parabolic reflector 4. As shown in this figure, when the primary radiator is largely displaced and the beam deflection amount is increased, the gain is significantly reduced. Therefore, a multi-beam antenna having a large beam interval cannot be realized.
【０００５】本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、ビーム間隔が大きいマルチビーム
アンテナを得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a multi-beam antenna having a large beam interval.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のマルチビームアンテナは、２個のパ
ラボラ反射鏡を中心点Ｍ0 にて法線方向に加重平均して
得られる反射鏡に少なくとも３次以下の項が一致するよ
う近似して得られ、２個の焦点Ｇ1 及びＧ2 を有する回
転楕円面鏡と、回転楕円面鏡の中心点Ｍ0 からみて焦点
Ｇ1 方向にあり中心点Ｍ0 からの距離がＬ0 である点Ｆ
1 又はその近傍に配置された第１の一次放射系と、回転
楕円面鏡の中心点Ｍ0 からみて焦点Ｇ2 方向にあり中心
点Ｍ0 からの距離がＬ0 である点Ｆ2 又はその近傍に配
置された第２の一次放射系と、を備え、距離Ｌ0 が、中
心点Ｍ0 から焦点Ｇ1 までの距離Ｌ1 及び中心点Ｍ0 か
ら焦点Ｇ2 までの距離Ｌ2 との間に、 １／Ｌ0 ＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 の関係を有することを特徴とする。In order to achieve such an object, the multi-beam antenna of the present invention is obtained by weighting average of two parabolic reflectors at the center point M 0 in the normal direction. A spheroidal mirror having two focal points G 1 and G 2 is obtained by approximating at least a term of the third order or less to the reflecting mirror, and the focal point G 1 when viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror. Direction F and the distance from the center point M 0 is L 0
1 or a first primary radiation system arranged in the vicinity thereof and a point F 2 which is in the direction of the focal point G 2 when viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror and whose distance from the center point M 0 is L 0 or its comprising a second primary radiation system arranged in the vicinity, the distance L 0 is a distance L 1 and the center point M 0 from the center point M 0 to the focal point G 1 and the distance L 2 to the focus G 2 It is characterized by having a relationship of 1 / L 0 = 1 / L 1 + 1 / L 2 .
【０００７】また、本発明のマルチビームアンテナは、
いずれかの一次放射系に対応するビームのヌルが、この
ビームの方向と異なり干渉波が存在する特定方向に設定
され、当該特定方向の干渉波の影響を排除することを特
徴とする。Further, the multi-beam antenna of the present invention is
The null of the beam corresponding to any one of the primary radiation systems is set in a specific direction in which an interference wave exists, which is different from the direction of this beam, and the influence of the interference wave in the specific direction is eliminated.
【０００８】本発明のマルチビームアンテナは、少なく
ともいずれかの一次放射系がヘリカルアンテナ及びバッ
クファイア形アンテナのいずれかを含むことを特徴とす
る。本発明のマルチビームアンテナは、各一次放射系に
対応して１個ずつ設けられ、対応する一次放射系を支持
する複数のステーを備えたことを特徴とする。The multi-beam antenna of the present invention is characterized in that at least one of the primary radiation systems includes any one of a helical antenna and a backfire type antenna. The multi-beam antenna of the present invention is characterized by including a plurality of stays, one for each primary radiation system and supporting the corresponding primary radiation system.
【０００９】本発明のマルチビームアンテナは、各ステ
ーの一次放射系側と反対側の端部に連結され、各ステー
を回転楕円面鏡に共通支持するステー支持具を備えるこ
とを特徴とする本発明のマルチビームアンテナは、マル
チビームアンテナをベランダその他の構造物に取り付け
るためのアンテナマウントを備え、アンテナマウントが
ステー支持具と一体であることを特徴とする。The multi-beam antenna according to the present invention is provided with a stay supporting member that is connected to an end of the stay opposite to the primary radiation system side and that supports each stay in common with a spheroidal mirror. The multi-beam antenna of the invention is characterized by including an antenna mount for attaching the multi-beam antenna to a veranda or other structure, and the antenna mount is integral with the stay support.
【００１０】本発明のマルチビームアンテナは、第１の
一次放射系が、中心点Ｍ0 、点Ｆ1及びＦ2 を含む回転
楕円面鏡の対称面に対して垂直で点Ｆ1 を通るＹ1 軸に
沿い、対称面から距離α1 だけ離れた点Ｆ3 又はその近
傍に配設され、第２の一次放射系が、上記対称面に対し
て垂直で点Ｆ2 を通るＹ2 軸に沿い、対称面から距離α
2 だけ離れた点Ｆ4 又はその近傍に配設され、距離α1
及びα2 が、第１の一次放射系に対応するビームの利得
低下量Ｌ1 ［ｄＢ］（＞０）及び第２の一次放射系に対
応するビームの利得低下量Ｌ2 ［ｄＢ］（＞０）の重み
付け加算値Ｌ［ｄＢ］が最小となる値であり、利得低下
量Ｌ1 が、第２の一次放射系及びこれに関連する部材に
よるブロッキングによる利得低下並びに第１の一次放射
系を対称面から距離α1 ずらすことにより生ずる収差に
よる利得低下の合計であり、利得低下量Ｌ2 が、第１の
一次放射系及びこれに関連する部材によるブロッキング
による利得低下並びに第２の一次放射系を対称面から距
離α2 ずらすことにより生ずる収差による利得低下の合
計であることを特徴とする。In the multi-beam antenna of the present invention, the first primary radiation system is perpendicular to the plane of symmetry of the spheroidal mirror including the center point M 0 , the points F 1 and F 2 and passes through the point F 1. along one axis, point away from the plane of symmetry by a distance alpha 1 F 3 or disposed near the second primary radiation system, a Y 2 axis passing through the point F 2 in perpendicular to the plane of symmetry Along the distance from the plane of symmetry α
It is placed at or near point F 4 separated by 2 and the distance α 1
And α 2 are gain reduction amounts L 1 [dB] (> 0) of the beam corresponding to the first primary radiation system and gain reduction amounts L 2 [dB] (>) of the beam corresponding to the second primary radiation system. 0) is a value that minimizes the weighted addition value L [dB], and the gain reduction amount L 1 is determined by the gain reduction due to blocking by the second primary radiation system and members related thereto and the first primary radiation system. It is the sum of the gain reduction due to the aberration caused by shifting the distance α 1 from the plane of symmetry, and the gain reduction amount L 2 is the gain reduction due to the blocking due to the first primary radiation system and the members related thereto and the second primary radiation system. It is characterized in that it is the sum of the gain reduction due to the aberration caused by shifting the distance α 2 from the plane of symmetry.
【００１１】本発明のマルチビームアンテナは、第１の
一次放射系が複数の一次放射器を含み、各一次放射器
が、中心点Ｍ0 、点Ｆ1 及びＦ2 を含む回転楕円面鏡の
対称面上又はその近傍で、かつ点Ｆ1 の近傍に、それぞ
れ配置されたことを特徴とする。In the multi-beam antenna of the present invention, the first primary radiation system includes a plurality of primary radiators, and each primary radiator is a spheroidal mirror including center points M 0 , points F 1 and F 2 . It is characterized in that they are arranged on or near the plane of symmetry and near the point F 1 .
【００１２】本発明のマルチビームアンテナは、第１の
一次放射系が１個の一次放射器を含み、一次放射器の位
置を変化させる駆動装置と、当該一次放射器の偏波面を
変化させる偏波面切替装置と、を備えることを特徴とす
る。In the multi-beam antenna according to the present invention, the first primary radiation system includes one primary radiator, the drive unit for changing the position of the primary radiator, and the polarization unit for changing the polarization plane of the primary radiator. And a wavefront switching device.
【００１３】本発明のマルチビームアンテナは、一次放
射系のうち円偏波を受信する一次放射系が、円偏波が回
転楕円面鏡で反射された際に生ずるビームずれに応じて
位置補償された点に配置されたことを特徴とする。In the multi-beam antenna of the present invention, the primary radiation system of the primary radiation system that receives circularly polarized waves is position-compensated according to the beam shift that occurs when the circularly polarized waves are reflected by the spheroidal mirror. It is characterized in that it is placed at a point.
【００１４】そして、本発明の回転楕円面鏡の合成方法
は、点Ｍ0 から点Ｆ2 を向く方向を鏡軸方向とし点Ｆ1
を焦点とする第１のパラボラ反射鏡及び点Ｍ0 から点Ｆ
1 を向く方向を鏡軸方向とし点Ｆ2 を焦点とする第２の
パラボラ反射鏡を定めるステップと、第１のパラボラ反
射鏡及び第２のパラボラ反射鏡の間でコマ収差が按分さ
れるようこれらのパラボラ反射鏡を加重平均することに
より合成反射鏡を定めるステップと、点Ｍ0 を中心点と
し、線分Ｍ0 Ｆ1 を点Ｆ1 方向に延長した直線上に存在
する点Ｇ1 及び線分Ｍ0 Ｆ2 を点Ｆ2 方向に延長した直
線上に存在する点Ｇ2 を焦点とする回転楕円面鏡を定め
るステップと、点Ｆ1 及びＦ2 に一次放射系を配置した
場合にこれらの一次放射系に対応するビームに像面湾曲
及び非点収差が現れずかつコマ収差がビーム間で按分さ
れるための条件を、合成反射鏡と回転楕円面鏡とを比較
することにより定めるステップと、を有し、定めた条件
を各一次放射系の配置条件とすることを特徴とする。In the spheroidal mirror synthesizing method of the present invention, the direction from the point M 0 to the point F 2 is the mirror axis direction, and the point F 1 is
First parabolic reflector with focus at and points M 0 to F
In order to distribute coma between the first parabolic reflector and the second parabolic reflector, the step of defining the second parabolic reflector whose direction is 1 and the point F 2 is the focal point. a step of determining a combined reflector by a weighted average of these parabolic reflector, and the point M 0 and center point, G 1 and points present on a straight line obtained by extending a line segment M 0 F 1 at point F 1 direction When a spheroidal mirror having a point G 2 existing on a straight line obtained by extending the line segment M 0 F 2 in the direction of the point F 2 is defined and a primary radiation system is arranged at the points F 1 and F 2. The conditions under which field curvature and astigmatism do not appear in the beam corresponding to these primary radiation systems and coma is proportionally distributed between the beams are determined by comparing a synthetic reflecting mirror and a spheroidal mirror. Steps, and the specified condition is the arrangement condition of each primary radiation system. Characterized in that it.
【００１５】[0015]
【作用】本発明においては、反射鏡として、２個の焦点
Ｇ1 及びＧ2 を有する回転楕円面鏡が用いられる。この
回転楕円面鏡は、２個のパラボラ反射鏡を中心点Ｍ0 に
て法線方向に加重平均して得られる反射鏡に近似した回
転楕円面鏡であり、例えば後述する方法により合成され
る。第１及び第２の一次放射系は、それぞれ、点Ｆ1 及
び点Ｆ2 又はその近傍に配置される。これらの点のうち
点Ｆ1 は、回転楕円面鏡の中心点Ｍ0 からみて焦点Ｇ1
方向にあり中心点Ｍ0 からの距離がＬ0 である点であ
る。また、点Ｆ2 は、回転楕円面鏡の中心点Ｍ0 からみ
て焦点Ｇ2 方向にあり中心点Ｍ0 からの距離がＬ0 であ
る点である。この距離Ｌ0 は、 １／Ｌ0 ＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 で定まる距離である。ここに、Ｌ1 は中心点Ｍ0 から焦
点Ｇ1 までの距離を、Ｌ2 は中心点Ｍ0 から焦点Ｇ2 ま
での距離を、それぞれ表している。このような回転楕円
面鏡及び一次放射系配置により、収差による利得低下が
少なく、ビーム間隔の大きなマルチビームアンテナが得
られる。In the present invention, a spheroidal mirror having two focal points G 1 and G 2 is used as the reflecting mirror. This spheroidal mirror is a spheroidal mirror that is similar to a reflector obtained by weighted averaging two parabolic reflectors at the center point M 0 in the normal direction, and is synthesized by, for example, the method described later. . The first and second primary radiation systems are arranged at or near points F 1 and F 2 , respectively. Of these points, the point F 1 is the focal point G 1 when viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror.
Direction, and the distance from the center point M 0 is L 0 . Further, the point F 2 is in the direction of the focal point G 2 when viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror, and the distance from the center point M 0 is L 0 . This distance L 0 is a distance determined by 1 / L 0 = 1 / L 1 + 1 / L 2 . Here, L 1 represents the distance from the center point M 0 to the focus G 1 , and L 2 represents the distance from the center point M 0 to the focus G 2 . With such a spheroidal mirror and primary radiation system arrangement, it is possible to obtain a multi-beam antenna with a small gain reduction due to aberration and a large beam interval.
【００１６】回転楕円面鏡の合成方法についてより詳細
に説明すると、次のようになる。ここでは、まず、２個
のパラボラ反射鏡を定める。これらのパラボラ反射鏡は
それぞれ点Ｆ1 又はＦ2 を焦点とする反射鏡であり、そ
の鏡軸方向はそれぞれＭ0 Ｆ2 方向又はＭ0 Ｆ1 方向で
ある。次に、これらのパラボラ反射鏡を加重平均する。
この加重平均は、第１のパラボラ反射鏡及び第２のパラ
ボラ反射鏡の間でコマ収差が按分されるよう実行する。
これにより、合成反射鏡が定まる。The method of synthesizing the spheroidal mirror will be described in more detail as follows. Here, first, two parabolic reflectors are defined. These parabolic reflectors are reflectors having a focal point F 1 or F 2 , respectively, and their mirror axis directions are the M 0 F 2 direction and the M 0 F 1 direction, respectively. Next, these parabolic reflectors are weighted and averaged.
This weighted average is executed so that coma aberration is proportionally distributed between the first parabolic reflector and the second parabolic reflector.
As a result, the synthetic reflector is determined.
【００１７】本発明の回転楕円面鏡は、この合成反射鏡
に近似的に一致する反射鏡である。ここでは、最初に、
点Ｍ0 を中心点とし点Ｇ1 及び点Ｇ2 を焦点とする回転
楕円面鏡を定める。ただし、点Ｇ1 は、線分Ｍ0 Ｆ1 を
点Ｆ1 方向に延長した直線上に存在する点であり、点Ｇ
2 は、線分Ｍ0 Ｆ2 を点Ｆ2 方向に延長した直線上に存
在する点である。本発明においては、このような回転楕
円面鏡と合成反射鏡とを比較することにより、点Ｆ1 及
びＦ2 に一次放射系を配置した場合にこれらの一次放射
系に対応するビームに像面湾曲及び非点収差が現れずか
つコマ収差がビーム間で按分されるための条件が定めら
れる。このようにして定められた条件に基づき各一次放
射系を配置すると、すなわち、定められた条件を満たす
点Ｆ1 及びＦ2 に一次放射系を配置すると、像面湾曲及
び非点収差といった、利得低下の要因が消失し、また、
コマ収差が按分されるため、ビーム間隔を大きくするこ
とが可能になる。The spheroidal mirror of the present invention is a reflecting mirror that approximately matches the synthetic reflecting mirror. Here, first,
A spheroidal mirror whose center is the point M 0 and whose points are the points G 1 and G 2 is determined. However, the point G 1 exists on a straight line obtained by extending the line segment M 0 F 1 in the direction of the point F 1 , and the point G 1
2 is a point existing on a straight line obtained by extending the line segment M 0 F 2 in the direction of the point F 2 . In the present invention, by comparing such a spheroidal mirror and a synthetic reflecting mirror, when the primary radiation systems are arranged at the points F 1 and F 2 , the image planes of the beams corresponding to these primary radiation systems are changed. Conditions are defined so that the curvature and the astigmatism do not appear and coma is proportionally distributed among the beams. When each primary radiation system is arranged based on the conditions thus determined, that is, when the primary radiation system is arranged at the points F 1 and F 2 which satisfy the defined conditions, gains such as field curvature and astigmatism are obtained. The factor of decrease disappeared,
Since the coma aberration is proportionally distributed, the beam interval can be increased.
【００１８】また、このように按分されるコマ収差は、
実際のビーム間隔と、幾何光学的に定まるビーム間隔の
差（ビーム偏向）を発生させる。ビーム偏向は通常１．
０〜０．７程度であるから、中心点Ｍ0 から点Ｆ1 及び
Ｆ2 を見込む角度、すなわち幾何光学的に定まるビーム
間隔を、実際のビーム間隔の１／１．０〜１／０．７倍
＝１．０〜１．４倍とすることにより、コマ収差による
ビームシフトを補償することができ、収差による利得低
下の少ないビームが所望のビーム間隔で得られる。Further, the coma aberrations thus prorated are
A difference (beam deflection) between the actual beam interval and the beam interval determined geometrically and optically is generated. Beam deflection is usually 1.
Since it is about 0 to 0.7, the angle at which the points F 1 and F 2 are viewed from the center point M 0 , that is, the beam interval determined geometrically and optically is set to 1 / 1.0 to 1/0. By setting 7 times = 1.0 to 1.4 times, the beam shift due to the coma aberration can be compensated, and the beam in which the gain reduction due to the aberration is small can be obtained at the desired beam interval.
【００１９】さらに、本発明においては、いずれかの一
次放射系に対応するビームのヌルが、このビームの方向
と異なり干渉波が存在する特定方向に設定される。これ
により、当該特定方向の干渉波の影響が排除される。こ
こに、ビームのヌルを設定する方法としては、例えば、
ビームのヌルが当該特定方向となるよう、当該ビーム方
向及び当該特定方向を含む平面内の当該ビームの開口径
を設定する方法や、当該特定方向に当該ビームの当該特
定方向の放射パターンと等振幅・逆位相の平面波が生じ
るよう、平面波合成法を用いて回転楕円面鏡を修正し、
この平面波との合成により当該ビームのヌルを当該特定
方向とする方法がある。Further, in the present invention, the null of the beam corresponding to any one of the primary radiation systems is set to a specific direction in which an interference wave exists, unlike the direction of this beam. This eliminates the influence of the interference wave in the specific direction. Here, as a method of setting the beam null, for example,
A method of setting the aperture diameter of the beam in the plane including the beam direction and the specific direction so that the null of the beam is in the specific direction, and the same amplitude as the radiation pattern of the beam in the specific direction in the specific direction. -Modify the spheroidal mirror using the plane wave synthesis method so that a plane wave of opposite phase is generated,
There is a method in which the null of the beam is set to the specific direction by combining with the plane wave.
【００２０】また、本発明においては、ヘリカルアンテ
ナ及びバックファイア形アンテナのいずれかを一次放射
器とする一次放射系を使用することにより、ブロッキン
グが防止される。例えばヘリカルアンテナを一次放射器
として使用した場合、ホーンアンテナ等に比べブロッキ
ングが生じにくいから、ある一次放射系に対応するビー
ムがこの一次放射器（ヘリカルアンテナ）またはこれと
関連する部材（ステー等）により顕著にブロッキングさ
れることはない。また、後方に主ビームを放射するバッ
クファイア形アンテナを一次放射器として使用した場
合、この一次放射器（バックファイア形アンテナ）は、
ステーによるブロッキングを生じさせることなく当該ス
テーにより中心点Ｍ0 又はその近傍に支持できる。この
結果、ブロッキング防止と共に、マルチビームアンテナ
のコンパクト化が実現される。Further, in the present invention, blocking is prevented by using a primary radiation system having either a helical antenna or a backfire type antenna as a primary radiator. For example, when a helical antenna is used as a primary radiator, blocking is less likely to occur as compared with a horn antenna, so that the beam corresponding to a certain primary radiation system is the primary radiator (helical antenna) or its related members (stays, etc.). Is not significantly blocked by. When a backfire type antenna that radiates the main beam backward is used as the primary radiator, this primary radiator (backfire type antenna)
The stay can support the center point M 0 or the vicinity thereof without causing blocking by the stay. As a result, blocking is prevented and the multi-beam antenna is made compact.
【００２１】さらに、本発明においては、各一次放射系
に対応して１個ずつステーが設けられ、このステーによ
り対応する一次放射系が支持される。このように各一次
放射系毎に１個ずつステーを用いることによって、ステ
ーのブロッキングによる利得低下が低減される。Further, in the present invention, one stay is provided corresponding to each primary radiation system, and the corresponding primary radiation system is supported by this stay. By using one stay for each primary radiation system in this way, the gain reduction due to the stay blocking is reduced.
【００２２】本発明においては、ステー支持具が設けら
れる。このステー支持具は、各ステーの一次放射系側と
反対側の端部に連結され、各ステーを回転楕円面鏡に共
通支持する。この結果、ステーの支持機構が１か所にま
とまり、マルチビームアンテナの構造が簡易かつ安価と
なる。In the present invention, a stay support is provided. This stay support is connected to the end of the stay opposite to the primary radiation system side, and commonly supports each stay on the spheroidal mirror. As a result, the stay support mechanism is integrated in one place, and the structure of the multi-beam antenna becomes simple and inexpensive.
【００２３】本発明においては、ステー支持具と一体の
アンテナマウントにより、マルチビームアンテナがベラ
ンダその他の構造物に取り付けられる。従って、ステー
の支持構造及びアンテナ支持機構が１か所にまとまるた
め、マルチビームアンテナの構造が簡易かつ安価とな
る。さらに、このステー支持具は、直線Ｆ1 Ｆ2 がほぼ
水平となる状態で、中心点Ｍ0 、点Ｆ1 及びＦ2 を含む
回転楕円面鏡の対称面からみて上側に配設することがで
きる。これにより、ベランダ等の構造物から上部に張り
出す部分が小さくなり、設置の容易なマルチビームアン
テナが得られる。In the present invention, the multi-beam antenna is attached to the balcony or other structure by the antenna mount integrated with the stay support. Therefore, since the stay support structure and the antenna support mechanism are integrated in one place, the structure of the multi-beam antenna becomes simple and inexpensive. Further, this stay support may be arranged on the upper side when viewed from the plane of symmetry of the spheroidal mirror including the center point M 0 , the points F 1 and F 2 with the straight line F 1 F 2 being substantially horizontal. it can. As a result, the portion protruding from the structure such as the balcony to the upper part is reduced, and a multi-beam antenna that can be easily installed can be obtained.
【００２４】さらに、本発明においては、第１及び第２
の一次放射系が、それぞれ、回転楕円面鏡の対称面から
距離α1 又はα2 だけ離れた点Ｆ3 又は点Ｆ4 乃至その
近傍に配設される。ここにいう対称面は、中心点Ｍ0 、
点Ｆ1 及びＦ2 を含む面である。点Ｆ3 は、対称面に対
して垂直で点Ｆ1 を通るＹ1 軸に沿い、対称面から距離
α1 だけ離れた点であり、点Ｆ4 は、対称面に対して垂
直で点Ｆ2 を通るＹ2軸に沿い、対称面から距離α2 だ
け離れた点である。距離α1 及びα2 は、第１の一次放
射系に対応するビームの利得低下量Ｌ1 及び第２の一次
放射系に対応するビームの利得低下量Ｌ2 の重み付け加
算値Ｌが最小となる値に設定される。ただし、利得低下
量Ｌ1 は、第２の一次放射系及びこれに関連する部材に
よるブロッキングによる利得低下並びに第１の一次放射
系を対称面から距離α1 ずらすことにより生ずる収差に
よる利得低下の合計であり、利得低下量Ｌ2 は、第１の
一次放射系及びこれに関連する部材によるブロッキング
による利得低下並びに第２の一次放射系を対称面から距
離α2 ずらすことにより生ずる収差による利得低下の合
計である。このように利得低下量Ｌ1 及びＬ2 に適当な
重み付けを行って得られる重み付け加算値Ｌ［ｄＢ］が
最小となるよう、距離α1 及びα2 を定めると、利得低
下が２組のビームに最適な割合で配分される。Further, in the present invention, the first and second
The primary radiation system is disposed at or near the point F 3 or point F 4 which is distant from the plane of symmetry of the spheroidal mirror by a distance α 1 or α 2 , respectively. The plane of symmetry referred to here is the center point M 0 ,
It is a surface including points F 1 and F 2 . The point F 3 is a point perpendicular to the plane of symmetry and along the Y 1 axis passing through the point F 1 and separated from the plane of symmetry by a distance α 1 , and the point F 4 is perpendicular to the plane of symmetry and the point F. It is a point along the Y 2 axis passing through 2 and separated from the plane of symmetry by a distance α 2 . For the distances α 1 and α 2 , the weighted addition value L of the gain reduction amount L 1 of the beam corresponding to the first primary radiation system and the gain reduction amount L 2 of the beam corresponding to the second primary radiation system becomes the minimum. Set to the value. However, the gain reduction amount L 1 is the sum of the gain reduction due to the blocking due to the second primary radiation system and the members related thereto and the gain reduction due to the aberration caused by displacing the first primary radiation system from the plane of symmetry α 1. The gain reduction amount L 2 is the gain reduction due to the blocking due to the first primary radiation system and the members related thereto, and the gain reduction due to the aberration caused by displacing the second primary radiation system from the plane of symmetry α 2 . It is the total. In this way, if the distances α 1 and α 2 are determined so that the weighted addition value L [dB] obtained by appropriately weighting the gain reduction amounts L 1 and L 2 is set to a minimum, the gain reduction is two sets of beams. Will be distributed at the optimum rate.
【００２５】また、本発明においては、一次放射系を複
数の一次放射器を含む構成とすることができる。このよ
うにすることにより、３本以上のビームを放射するマル
チビームアンテナが得られる。加えて、各一次放射器
は、中心点Ｍ0 、点Ｆ1 及びＦ2 を含む回転楕円面鏡の
対称面上又はその近傍で、かつ点Ｆ1 の近傍に、それぞ
れ配置することができる。このようにすることにより、
直線偏波を用いた場合の交差偏波識別度が良好な第１ビ
ームの組が得られると共に、収差による利得低下が少な
く、２組のビームの間隔が大きなマルチビームアンテナ
が得られる。Further, according to the present invention, the primary radiation system may include a plurality of primary radiators. By doing so, a multi-beam antenna that emits three or more beams can be obtained. In addition, each primary radiator can be arranged on or near the plane of symmetry of the ellipsoid of revolution including the center point M 0 , points F 1 and F 2 , and in the vicinity of point F 1 . By doing this,
When a linearly polarized wave is used, a set of first beams having good cross polarization discrimination can be obtained, and a multi-beam antenna in which gain reduction due to aberration is small and a distance between two sets of beams is large can be obtained.
【００２６】また、本発明は、一次放射系の構成を一次
放射器を１個含む構成としつつ、異なる方向からくる偏
波の異なる電波を選択受信できるよう、構成できる。す
なわち、一次放射器の位置を変化させる駆動装置及び当
該一次放射器の偏波面を変化させる偏波面切替装置を設
けることにより、一次放射器の位置および偏波面を切替
えることができ、これにより、異なる方向からくる偏波
の異なる電波を選択して受信できる。また、その際、マ
ルチビームアンテナに接続された受信器の放送選択手段
の動作に応じ、駆動装置及び偏波面切替装置を制御する
制御装置を設けることにより、マルチビームアンテナに
接続される受信器の放送選択手段の動きに応じ、異なる
方向からくる偏波の異なる電波のうちの任意の１つを容
易に選択して受信できる。Further, the present invention can be configured such that the primary radiation system is configured to include one primary radiator, and radio waves having different polarizations coming from different directions can be selectively received. That is, by providing a drive device that changes the position of the primary radiator and a polarization plane switching device that changes the polarization plane of the primary radiator, it is possible to switch the position and polarization plane of the primary radiator, which results in different You can select and receive radio waves with different polarizations coming from different directions. Further, at that time, by providing a control device for controlling the driving device and the polarization plane switching device according to the operation of the broadcast selection means of the receiver connected to the multi-beam antenna, the receiver connected to the multi-beam antenna It is possible to easily select and receive any one of the radio waves having different polarizations coming from different directions according to the movement of the broadcast selecting means.
【００２７】そして、本発明においては、一次放射系の
うち円偏波を受信する一次放射系が、円偏波が回転楕円
面鏡で反射された際に生ずるビームずれに応じて位置補
償された点に配置される。これにより、円偏波の電波を
良好に受信できる。In the present invention, the primary radiation system of the primary radiation system that receives circularly polarized waves is position-compensated according to the beam shift that occurs when the circularly polarized waves are reflected by the spheroidal mirror. Placed at a point. As a result, circularly polarized radio waves can be received well.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図２５及び図２６に示される従
来例と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components as those of the conventional example shown in FIGS. 25 and 26 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００２９】実施例１ 図１には、この発明の実施例１に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。この実施例において
は、従来のパラボラ反射鏡４に代えて、回転楕円面鏡２
が用いられている。回転楕円面鏡２は、後述するパラボ
ラ反射鏡４ａ及び４ｂを加重平均した鏡面である。ホー
ン１ａ及び１ｂは、回転楕円面鏡２の中心点Ｍ0 から距
離Ｌ0 の点Ｆ1 又はＦ2 にそれぞれ配置されている。 Embodiment 1 FIG. 1 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 1 of the present invention. In this embodiment, instead of the conventional parabolic reflector 4, a spheroidal mirror 2 is used.
Is used. The spheroidal mirror 2 is a weighted average of the parabolic reflectors 4a and 4b described later. The horns 1a and 1b are arranged at points F 1 or F 2 at a distance L 0 from the center point M 0 of the spheroidal mirror 2 , respectively.
【００３０】回転楕円面鏡２は、２個の焦点Ｇ1 及びＧ
2 を有している。ホーン１ａが配置される点Ｆ1 は線分
Ｍ0 Ｇ1 上に設定し、ホーン１ｂが配置される点Ｆ2 は
線分Ｍ0 Ｇ2 上に設定する。また、回転楕円面鏡２の中
心点Ｍ0 からホーン１ａ及び１ｂまでの距離Ｌ0 は、次
の式により定める。このようにすると、ホーン１ａのビ
ーム方向３ａは図中実線で示されるような方向となり、
ホーン１ｂのビーム方向３ｂは図中破線で示されるよう
な方向となる。なお、Ｌ1 及びＬ2 は、それぞれ、回転
楕円面鏡２の中心点Ｍ0 と第１の焦点Ｇ1 又は第２の焦
点Ｇ2 との距離である。The spheroidal mirror 2 has two focal points G 1 and G 1.
Have two . The point F 1 where the horn 1a is arranged is set on the line segment M 0 G 1 , and the point F 2 where the horn 1b is arranged is set on the line segment M 0 G 2 . The distance L 0 from the center point M 0 of the spheroidal mirror 2 to the horns 1a and 1b is determined by the following formula. In this way, the beam direction 3a of the horn 1a becomes the direction shown by the solid line in the figure,
The beam direction 3b of the horn 1b is the direction shown by the broken line in the figure. Note that L 1 and L 2 are the distances between the center point M 0 of the spheroidal mirror 2 and the first focus G 1 or the second focus G 2 , respectively.
【００３１】 １／Ｌ0 ＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 （１） 図２には、実施例１の機能の詳細が示されている。この
図では、点Ｆ1 を焦点としＭ0 Ｆ2 方向を鏡軸方向とす
るパラボラ反射鏡４ａ、及び点Ｆ2 を焦点としＭ0 Ｆ1
方向を鏡軸方向とするパラボラ反射鏡４ｂを想定してい
る。回転楕円面鏡２並びにパラボラ反射鏡４ａ及び４ｂ
は、点Ｍ0 で接する。1 / L 0 = 1 / L 1 + 1 / L 2 (1) FIG. 2 shows the details of the function of the first embodiment. In this figure, a parabolic reflecting mirror 4a having a point F 1 as a focal point and a M 0 F 2 direction as a mirror axis direction, and a point F 2 as a focal point M 0 F 1
A parabolic reflector 4b whose direction is the mirror axis direction is assumed. Spherical mirror 2 and parabolic reflectors 4a and 4b
Touch at point M 0 .
【００３２】いま、ベクトルｉn 、ｊn 及びｋn によっ
て規定される右手系直交座標系点Ｍ0 −ｉn ｊn ｋn を
考える。この座標系の原点は点Ｍ0 であり、ベクトルｋ
n は回転楕円面鏡２の点Ｍ0 における単位法線ベクトル
である。ベクトルｊn は、点Ｆ1 を点Ｍ0 を中心として
点Ｆ2 方向に回転させたときに、右ネジが進む方向の単
位ベクトルである。ベクトルｉn も単位ベクトルであ
り、ベクトルｊn を点Ｍ0 を中心としてベクトルｋn 方
向に回転させたときに、右ネジが進む方向の単位ベクト
ルである。Now consider the right-handed Cartesian coordinate system point M 0 -i n j n k n defined by the vectors i n , j n and k n . The origin of this coordinate system is the point M 0 and the vector k
n is a unit normal vector at the point M 0 of the spheroidal mirror 2. The vector j n is a unit vector in the direction in which the right-hand screw advances when the point F 1 is rotated around the point M 0 in the direction of the point F 2 . The vector i n is also a unit vector, and is a unit vector in the direction in which the right-hand screw advances when the vector j n is rotated around the point M 0 in the vector k n direction.
【００３３】すると、座標系Ｍ0 −ｉn ｊn ｋn におけ
るパラボラ反射鏡４ａ及び４ｂの鏡面座標Ｚ1 及びＺ2
は、円筒座標成分ρ及びφを用いて、次式で与えられ
る。ただし、Ｏ（ρ4 ）はρの４次以上の項である。ま
た、θ0 はベクトルｋn の方向を基準として表した焦点
Ｇ1 及びＧ2 の方向である。[0033] Then, the coordinate system M 0 -i n j n mirror coordinates of the parabolic reflector 4a and 4b in the k n Z 1 and Z 2
Is given by the following equation using cylindrical coordinate components ρ and φ. However, O (ρ 4 ) is a term of the fourth or higher order of ρ. Further, θ 0 is the direction of the focal points G 1 and G 2 with reference to the direction of the vector k n .
【００３４】 Ｚ1 ＝ｃ2 0 ρ2 ＋ｃ3 0 ρ3 ＋Ｏ（ρ4 ） Ｚ2 ＝ｃ2 0 ρ2 −ｃ3 0 ρ3 ＋Ｏ（ρ4 ） （２） ｃ2 0 ＝（１＋ｃｏｓ2 θ0 −ｓｉｎ2 θ0 ｃｏｓ２φ） ／（８Ｌ0 ｃｏｓθ0 ） （３） ｃ3 0 ＝｛−ｓｉｎθ0 （１＋３ｃｏｓ3 θ0 ）ｃｏｓφ ＋ｓｉｎ3 θ0 ｃｏｓ3 φ｝／（３２Ｌ0 2 ｃｏｓθ0 ） （４） さらに、ホーン１ａに対応したビーム３ａの開口面５を
考え、この開口面５における右手系直交座標系を定義す
る。この座標系を規定する単位ベクトルｉa 、ｊa 及び
ｋa のうち、開口面５の法線ベクトルｋa はＭ0 Ｆ2 方
向の単位ベクトルであり、開口面５は直線Ｍ0 Ｆ2 に直
交する。さらに、ベクトルｊa は、ｊa＝ｊn となるよ
う定める。ベクトルｉa は、ベクトルｊa を原点を中心
にベクトルｋa 方向に回転させた場合に右ねじが進む方
向の単位ベクトルである。Z 1 = c 2 0 ρ 2 + c 3 0 ρ 3 + O (ρ 4 ) Z 2 = c 2 0 ρ 2 −c 3 0 ρ 3 + O (ρ 4 ) (2) c 2 0 = (1 + cos 2 θ 0 −sin 2 θ 0 cos 2φ) / (8L 0 cos θ 0 ) (3) c 3 0 = {− sin θ 0 (1 + 3cos 3 θ 0 ) cos φ + sin 3 θ 0 cos 3 φ} / (32L 0 2 cos θ 0 ) (4) Further, consider the aperture plane 5 of the beam 3a corresponding to the horn 1a, and define the right-handed orthogonal coordinate system in this aperture plane 5. Of the unit vectors i a , j a, and k a that define this coordinate system, the normal vector k a of the opening surface 5 is the unit vector in the M 0 F 2 direction, and the opening surface 5 is a straight line M 0 F 2 . Cross at right angles. Further, the vector j a is set so that j a = j n . The vector i a is a unit vector in the direction in which the right-hand screw advances when the vector j a is rotated around the origin in the vector k a direction.
【００３５】これらの座標系を想定した上で、点Ｆ1 に
置いたホーン１ａに対応するビームの開口面５における
波面収差を考える。反射鏡としてパラボラ反射鏡４ａを
用いた場合、ホーン１ａがその焦点Ｆ1 にあるため、波
面収差は０となる。逆に、反射鏡としてパラボラ反射鏡
４ｂを用いた場合、次の式で表されるような波面収差δ
ｐとなる。ただし、ｒａ及びφａは開口面５の円筒座標
成分であり、Ｏ（ｒａ4 ）はｒａの４次以上の項であ
る。また、式（５）は近似式であるが、表示の簡単化の
ため等号を用いて表している。Considering these coordinate systems, consider the wavefront aberration at the aperture plane 5 of the beam corresponding to the horn 1a placed at the point F 1 . When the parabolic reflector 4a is used as the reflector, since the horn 1a is at the focal point F 1 , the wavefront aberration becomes zero. On the contrary, when the parabolic reflector 4b is used as the reflector, the wavefront aberration δ represented by the following equation
p. However, ra and φa are cylindrical coordinate components of the opening surface 5, and O (ra 4 ) is a term of the fourth or higher order of ra. Further, although the expression (5) is an approximate expression, it is expressed by using an equal sign for simplification of display.
【００３６】 δｐ＝−２ｃｏｓθ0 （Ｚ2 −Ｚ1 ） ＝−Ｌ0 （ｔａｎθ0 ／２）ｃｏｓφａ（ｒａ／Ｌ0 ）3 ＋Ｏ（ｒａ4 ） （５） このように、波面収差δｐにおいては、ｒａの２次成分
が０となり、最低次の成分は３次のコマ収差となる。従
って、反射鏡としてパラボラ反射鏡４ａを用いた場合で
もパラボラ反射鏡４ｂを用いた場合でも、像面湾曲、非
点収差といった利得低下の主要原因となる波面収差のｒ
ａの２次成分は０となる。[0036] δp = -2cosθ 0 (Z 2 -Z 1) = -L 0 (tanθ 0/2) cosφa (ra / L 0) 3 + O (ra 4) (5) Thus, in the wavefront aberration .delta.p , Ra, the second-order component becomes 0, and the lowest-order component becomes the third-order coma aberration. Therefore, regardless of whether the parabolic reflector 4a or the parabolic reflector 4b is used as the reflecting mirror, r of the wavefront aberration, which is a main cause of the gain reduction such as field curvature and astigmatism, is obtained.
The secondary component of a is 0.
【００３７】同様の議論は、点Ｆ2 に置いたホーン１ｂ
に対応したビームについても成立する。すなわち、点Ｆ
1 を焦点としＭ0 Ｆ2 方向を鏡軸方向とするパラボラ反
射鏡４ａを用いた場合、コマ収差が波面収差の最低次の
成分となり、点Ｆ2 を焦点としＭ0 Ｆ1 方向を鏡軸方向
とするパラボラ反射鏡４ｂを用いた場合、波面収差は０
となる。A similar discussion applies to the horn 1b placed at point F 2.
Also holds for beams corresponding to. That is, point F
When the parabolic reflector 4a whose focal point is 1 and whose mirror axis direction is the M 0 F 2 direction is used, coma aberration is the lowest order component of the wavefront aberration, and the point F 2 is the focal point and the M 0 F 1 direction is the mirror axis. When the parabolic reflecting mirror 4b having the direction is used, the wavefront aberration is 0.
Becomes
【００３８】従って、パラボラ反射鏡４ａと４ｂを法線
方向に加重平均した鏡面を用いることによって、波面収
差の成分のうち像面湾曲、非点収差といった利得低下の
主要原因となる成分がなくなる。さらに、コマ収差によ
る利得低下・ビームシフトは、ホーン１ａに対応するビ
ームとホーン１ｂに対応するビームの間で按分すること
ができる。Therefore, by using the weighted average of the parabolic reflecting mirrors 4a and 4b in the normal direction, the components of the wavefront aberration that are the main causes of the gain reduction such as field curvature and astigmatism are eliminated. Further, the gain reduction / beam shift due to coma can be proportionally divided between the beam corresponding to the horn 1a and the beam corresponding to the horn 1b.
【００３９】ここで、ホーン１ａに対応するビームとホ
ーン１ｂに対応するビームの間のコマ収差の按分比率を
（１−ｘ）：ｘとすると、パラボラ反射鏡４ａと４ｂを
法線方向に加重平均した鏡面の鏡面座標Ｚは次式で与え
られる。ただし、Ｏ（ρ4 ）はρの４次以上の項であ
る。Here, if the proportional distribution ratio of the coma aberration between the beam corresponding to the horn 1a and the beam corresponding to the horn 1b is (1-x): x, the parabolic reflectors 4a and 4b are weighted in the normal direction. The mirror surface coordinate Z of the averaged mirror surface is given by the following equation. However, O (ρ 4 ) is a term of the fourth or higher order of ρ.
【００４０】 Ｚ＝ｘＺ1 ＋（１−ｘ）Ｚ2 ＝ｃ2 0 ρ2 ＋（２ｘ−１）ｃ3 0 ρ3 ＋Ｏ（ρ4 ） （６） 一方で、回転楕円面鏡２の鏡面座標Ｚは、Ｌ1 及びＬ2
を用いて次式で与えられる。Z = xZ 1 + (1-x) Z 2 = c 2 0 ρ 2 + (2x−1) c 3 0 ρ 3 + O (ρ 4 ) (6) On the other hand, the mirror surface of the spheroidal mirror 2 Coordinate Z is L 1 and L 2
Is given by
【００４１】 Ｚ＝ｃ2 ρ2 ＋ｃ3 ρ3 ＋Ｏ（ρ4 ） （７） ｃ2 ＝（１＋ｃｏｓ2 θ0 −ｓｉｎ2 θ0 ｃｏｓ２φ） ／（８Ｌ0bｃｏｓθ0 ） （８） ｃ3 ＝Ｌ0b（１／Ｌ1 −１／Ｌ2 ）× ｛−ｓｉｎθ0 （１＋３ｃｏｓ3 θ0 ）ｃｏｓφ ＋ｓｉｎ3 θ0 ｃｏｓ3 φ｝／（３２Ｌ0b 2 ｃｏｓθ0 ） （９） １／Ｌ0b＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 （１０） このようにパラボラ反射鏡４ａと４ｂを法線方向に加重
平均した鏡面の鏡面座標Ｚ及び回転楕円面鏡２の鏡面座
標Ｚを表した上で、式（６）と式（７）〜（１０）を比
較することにより、回転楕円面鏡２を、パラボラ反射鏡
４ａと４ｂを加重平均した鏡面を近似した鏡面、すなわ
ちコマ収差が近似的に按分された鏡面として実現するた
めの条件を定めることができる。この条件は、ρについ
ての２次と３次の項が一致する条件であり、次の式で表
される。Z = c 2 ρ 2 + c 3 ρ 3 + O (ρ 4 ) (7) c 2 = (1 + cos 2 θ 0 −sin 2 θ 0 cos 2φ) / (8L 0b cos θ 0 ) (8) c 3 = L 0b (1 / L 1 −1 / L 2 ) × {−sin θ 0 (1 + 3 cos 3 θ 0 ) cos φ + sin 3 θ 0 cos 3 φ} / (32L 0b 2 cos θ 0 ) (9) 1 / L 0b = 1 / L 1 + 1 / L 2 (10) In this way, after expressing the mirror surface coordinate Z of the mirror surface obtained by weighted average of the parabolic reflectors 4a and 4b in the normal direction and the mirror surface coordinate Z of the spheroidal mirror 2, the formula (6 ) And equations (7) to (10), the spheroidal mirror 2 is a mirror surface approximated to a weighted average of the parabolic reflectors 4a and 4b, that is, a mirror surface on which coma aberrations are approximately proportionally distributed. The conditions for realizing can be defined. This condition is a condition that the second-order and third-order terms of ρ match, and is expressed by the following equation.
【００４２】 Ｌ0b＝Ｌ0 （１１） １／Ｌ1 ＝ｘ／Ｌ0 （１２） １／Ｌ2 ＝（１−ｘ）／Ｌ0 （１３） すなわち、式（１１）〜（１３）で与えられる回転楕円
面鏡２は、近似的にコマ収差を按分した反射鏡であるこ
とがわかる。従って、この回転楕円面鏡２を用いれば、
像面湾曲、非点収差といった、利得低下の主要原因とな
る波面収差の成分がなく、しかも、コマ収差による利得
低下・ビームシフトを２本のビームの間で按分したマル
チビームアンテナが得られる。これは、従来例において
発生していた利得低下を防止できることを意味している
ため、本実施例によれば、ビーム間隔の大きなマルチビ
ームアンテナが得られる。なお、式（１２）及び（１
３）から、容易に式（１）の関係が得られる。L 0b = L 0 (11) 1 / L 1 = x / L 0 (12) 1 / L 2 = (1-x) / L 0 (13) That is, in equations (11) to (13) It can be seen that the given spheroidal mirror 2 is a reflecting mirror in which coma is approximately proportionally divided. Therefore, if this spheroidal mirror 2 is used,
It is possible to obtain a multi-beam antenna in which there are no wavefront aberration components such as field curvature and astigmatism, which are the main causes of gain reduction, and the gain reduction and beam shift due to coma aberration are proportionally distributed between the two beams. This means that the decrease in gain that occurs in the conventional example can be prevented. Therefore, according to this example, a multi-beam antenna having a large beam interval can be obtained. Note that equations (12) and (1
From the equation (3), the relation of the equation (1) can be easily obtained.
【００４３】実施例２ 図３には、この発明の実施例２に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。実施例１と同様の部材
には同一の符号が付されている。また、６ａ及び６ｂは
ホーン１ａ及び１ｂに対してそれぞれ幾何光学的に決ま
るビーム方向であり、その間隔は、点Ｍ0 から２点Ｆ1
とＦ2 を見込む角度と等しく２θ0 である。なお、Θは
実際のビーム間隔（実際のビーム方向３ａと３ｂの間
隔）を表している。 Embodiment 2 FIG. 3 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 2 of the present invention. The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. Further, 6a and 6b are beam directions determined geometrically and optics with respect to the horns 1a and 1b, respectively, and the distance between them is from point M 0 to two points F 1
That the angle a equal 2 [Theta] 0 looking into F 2. Note that Θ represents an actual beam interval (an interval between the actual beam directions 3a and 3b).
【００４４】実際のビーム方向３ａ及び３ｂは、コマ収
差により、幾何光学的に決まるビーム方向６ａ及び６ｂ
よりも内側を向く。ビーム偏光係数Θ／２θ0 は、反射
鏡（回転楕円面鏡２）の形状及び開口の振幅分布に依存
するが、通常１．０〜０．７程度である。従って、幾何
光学的に決まるビーム間隔２θ0 を所望のビーム間隔Θ
の１／１．０〜１／０．７倍程度、すなわち、１．０〜
１．４倍程度にすることによって収差によるビームシフ
トを補償し、所望のビーム間隔Θが得られる。この実施
例においては、このような条件を満たすよう、幾何光学
的に決まるビーム間隔２θ0 が設定されている。The actual beam directions 3a and 3b are geometrically-optically determined by coma.
Facing inward. The beam polarization coefficient Θ / 2θ 0 depends on the shape of the reflecting mirror (spheroidal mirror 2) and the amplitude distribution of the aperture, but is usually about 1.0 to 0.7. Therefore, the beam spacing 2θ 0 determined geometrically and optics is changed to the desired beam spacing Θ.
1 / 1.0 to 1 / 0.7 times, that is, 1.0 to
The beam shift due to the aberration is compensated by setting the ratio to about 1.4 times, and the desired beam interval Θ is obtained. In this embodiment, the beam interval 2θ 0 determined by geometric optics is set so as to satisfy such a condition.
【００４５】実施例３ 図４には、この発明の実施例３に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。実施例１又は２と同様
の部材には同一の符号が付されている。図中、７は干渉
波が存在する方向を示しており、また、８は、点Ｍ0 、
ビーム方向３ａ及び干渉波の方向７を含む平面である。 Embodiment 3 FIG. 4 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 3 of the present invention. The same members as those in Embodiment 1 or 2 are designated by the same reference numerals. In the figure, 7 indicates the direction in which the interference wave exists, and 8 indicates the point M 0 ,
It is a plane including the beam direction 3a and the interference wave direction 7.
【００４６】図５には、この実施例における平面８内で
のビームの放射パターンの例が示されている。この図に
示される放射パターンは、ホーン１ａに対応するビーム
の放射パターンである。このビームは、図に示されるよ
うに方向３ａを指向しており、干渉波が存在する方向７
はヌル（零点）となっている。すなわち、本実施例にお
いては、回転楕円面鏡２の平面８内の開口径を、方向７
がホーン１ａに対応するビームのヌルとなるように決め
ている。FIG. 5 shows an example of the radiation pattern of the beam in the plane 8 in this embodiment. The radiation pattern shown in this figure is the radiation pattern of the beam corresponding to the horn 1a. This beam is directed in the direction 3a as shown in the figure, and is in the direction 7 in which the interference wave exists.
Is null (zero point). That is, in this embodiment, the aperture diameter in the plane 8 of the spheroidal mirror 2 is set to the direction 7
Are nulls of the beam corresponding to the horn 1a.
【００４７】このように回転楕円面鏡２の平面８内の開
口径を決めると、ホーン１ａに対応するビームを用いて
方向３ａからの電波を受信する場合、方向７からくる干
渉波の影響を受けることがなくなる。従って、例えば民
間通信衛星からの電波を受信する場合、所望の衛星方向
３ａに対して、隣接する衛星方向７からの干渉がないマ
ルチビームアンテナが得られる。When the aperture diameter in the plane 8 of the spheroidal mirror 2 is determined in this way, when the radio wave from the direction 3a is received using the beam corresponding to the horn 1a, the influence of the interference wave coming from the direction 7 is considered. I will not receive it. Therefore, for example, when receiving a radio wave from a private communication satellite, a multi-beam antenna can be obtained in which the desired satellite direction 3a does not interfere with the adjacent satellite direction 7.
【００４８】実施例４ 図６には、この発明の実施例４に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。実施例１乃至３と同様
の部材には同一の符号が付されている。この実施例にお
いては、回転楕円面鏡２に代えて、修正反射鏡９が用い
られている。修正反射鏡９は、平面波合成をするために
回転楕円面鏡を修正した反射鏡である。図７には、平面
８によるこの実施例の断面図である。この図において破
線２で示されているのは、修正前の回転楕円面鏡、すな
わち実施例１乃至３における回転楕円面鏡２である。 Embodiment 4 FIG. 6 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 4 of the present invention. The same members as those in Embodiments 1 to 3 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, a modified reflecting mirror 9 is used instead of the spheroidal mirror 2. The correction reflecting mirror 9 is a reflecting mirror in which a spheroidal mirror is modified for plane wave combination. FIG. 7 is a sectional view of this embodiment along the plane 8. What is indicated by a broken line 2 in this figure is the spheroidal mirror 2 before correction, that is, the spheroidal mirror 2 in the first to third embodiments.
【００４９】ここで、回転楕円面鏡２上の任意の点Ｍを
考える。さらに、点Ｆ1 から点Ｍへ向う単位ベクトルｅ
ｍ、点Ｍ0 から点Ｍへ向うベクトルｓ、方向７の単位ベ
クトルｐ、点Ｍにおける回転楕円面鏡２の単位法線ベク
トルｎ、点Ｆ1 と点Ｍとの間の距離Ｌ、及び回転楕円面
鏡２に対する修正反射鏡９の−ｅｍ方向の変形量Δｒを
考える。なお、図においては、便宜上、点Ｍ及び点Ｆ1
が平面８上に存在するように描かれているが、一般には
平面８上には存在しない。Now, consider an arbitrary point M on the spheroidal mirror 2. Furthermore, the unit vector e going from the point F 1 to the point M
m 1 , vector s from point M 0 to point M, unit vector p in direction 7, unit normal vector n of spheroidal mirror 2 at point M, distance L between point F 1 and point M, and rotation consider the -e m direction deformation amount Δr modifications reflector 9 against the ellipsoidal mirror 2. In the figure, for the sake of convenience, point M and point F 1
Are depicted as lying on plane 8, but generally not on plane 8.
【００５０】回転楕円面鏡２に対する修正反射鏡９の−
ｅｍ方向の変形量Δｒは、片木、蛭子井、“平面波合成
法による成形ビームアンテナ”、信学技報、Ａ・Ｐ８３
−５０（１９８３）より、次式で与えられる。Of the modified reflecting mirror 9 with respect to the spheroidal mirror 2.
deformation amount Δr of e m direction, Katagi "shaped beam antenna by a plane wave field synthesis" Ebisu well, IEICE, A · P83
From -50 (1983), it is given by the following equation.
【００５１】 Δｒ＝１／｛２ｋ（ｅｍ・ｎ）2 ｝ ・ｔａｎ-1［ａ・ｓｉｎ（φ0 ＋φ）／｛１＋ａ・ｃｏｓ（φ0 ＋φ）｝ （１４） φ−ｋ（Ｌ−ｓ・ｐ）＝Ｃ：定数 （１５） ただし、ａ及びφ0 は、合成する平面波の相対振幅・位
相を、ホーン１ａに対応するビームを基準として表した
ものである。この実施例では、相対振幅ａは、方向３ａ
に対する方向７の放射パターンの相対振幅（電界真値）
であり、相対位相φ0 は、方向３ａに対する方向７の反
射パターンの相対位相に１８０度を加えた値である。The Δr = 1 / {2k (e m · n) 2} · tan -1 [a · sin (φ 0 + φ) / {1 + a · cos (φ 0 + φ)} (14) φ-k (L- s · p) = C: constant (15) where a and φ 0 represent the relative amplitude and phase of the combined plane wave with the beam corresponding to the horn 1a as a reference. In this embodiment, the relative amplitude a is the direction 3a
Relative amplitude of radiation pattern in direction 7 with respect to (true value of electric field)
And the relative phase φ 0 is a value obtained by adding 180 degrees to the relative phase of the reflection pattern in the direction 7 with respect to the direction 3a.
【００５２】この実施例では、上述のように、干渉波が
存在する方向７がホーン１ａに対応するビームのヌルと
なるよう、平面波合成を用いて回転楕円面鏡２を修正
し、これにより得られる修正反射鏡９を用いているた
め、当該ビームを用いて方向３ａからの電波を受信する
場合にも方向７からくる干渉波の影響を受けない。従っ
て、例えば、民間通信衛星からの電波を受信する場合
に、所望の衛星方向３ａに対して、隣接する衛星方向７
からの干渉がないマルチビームアンテナが得られる。In this embodiment, as described above, the spheroidal mirror 2 is modified using plane wave synthesis so that the direction 7 in which the interference wave exists becomes the null of the beam corresponding to the horn 1a. Since the modified reflecting mirror 9 is used, the influence of the interference wave from the direction 7 is not exerted even when the radio wave from the direction 3a is received using the beam. Therefore, for example, when receiving a radio wave from a private communication satellite, the desired satellite direction 3a is different from the adjacent satellite direction 7a.
A multi-beam antenna without interference from is obtained.
【００５３】なお、上記実施例４では、一方向にヌルを
つくるように平面波合成を行っているが、片木、蛭子
井、“平面波合成法による成形ビームアンテナ”、信学
技報、Ａ・Ｐ８３−５０（１９８３）に示されているよ
うに、複数方向にヌルをつくるように平面波合成を行う
こともできる。In the fourth embodiment, plane wave synthesis is performed so as to create a null in one direction, but Kataki, Ebisui, "Shaped beam antenna by plane wave synthesis method", IEICE Technical Report, A. As shown in P83-50 (1983), plane wave synthesis can be performed so as to create nulls in a plurality of directions.
【００５４】実施例５ 図８には、この発明の実施例５に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。実施例１乃至４と同様
の部材には同一の符号が付されている。この実施例にお
いては、２個の一次放射系１０ａ及び１０ｂが使用され
ている。一次放射系１０ａは点Ｆ1 に、一次放射系１０
ｂは点Ｆ2 に、それぞれ配置されている。一次放射系１
０ａは２個のホーン１ａから、一次放射系１０ｂは２個
のホーン１ｂから、それぞれ構成されている。また、こ
れらのホーン１ａ及び１ｂは、点Ｆ1 及びＦ2 を通る回
転楕円面鏡２の対称面１１上に配置されている。 Embodiment 5 FIG. 8 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 5 of the present invention. The same members as those in Embodiments 1 to 4 are designated by the same reference numerals. In this example, two primary radiation systems 10a and 10b are used. The primary radiation system 10a is connected to the point F 1 by the primary radiation system 10a.
b is located at the point F 2 . Primary radiation system 1
0a is composed of two horns 1a, and the primary radiation system 10b is composed of two horns 1b. Further, these horns 1a and 1b are arranged on the symmetry plane 11 of the spheroidal mirror 2 passing through the points F 1 and F 2 .
【００５５】この実施例においては、一次放射系１０ａ
及び１０ｂをそれぞれ複数のホーンによって構成してい
るため、ビームを３本以上とすることができる。さら
に、各一次放射系１０ａ及び１０ｂをそれぞれ点Ｆ1 又
はＦ2 に配置しているため、収差による利得低下が少な
く、ビーム間隔の大きなマルチビームアンテナが得られ
る。In this embodiment, the primary radiation system 10a
Since 10 and 10b are each composed of a plurality of horns, the number of beams can be three or more. Further, since the respective primary radiation systems 10a and 10b are respectively arranged at the points F 1 or F 2 , a gain decrease due to aberration is small and a multi-beam antenna having a large beam interval can be obtained.
【００５６】実施例６ 図９には、この発明の実施例６に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。実施例１乃至５と同様
の部材には同一の符号が付されている。この実施例にお
いては、一次放射器としてヘリカルアンテナ１２ａ及び
１２ｂが用いられている。 Embodiment 6 FIG. 9 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 6 of the present invention. The same members as those in Embodiments 1 to 5 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, helical antennas 12a and 12b are used as primary radiators.
【００５７】ここに、先の各実施例において用いられて
いたホーン１ａ及び１ｂの開口径は、通常、数波長程度
である。これに対して、ヘリカルアンテナ１２ａ及び１
２ｂの地板の直径は１波長程度である。従って、この実
施例のように一次放射器としてヘリカルアンテナ１２ａ
及び１２ｂを用いることにより、一次放射器によるブロ
ッキングを防止でき、ブロッキングによる利得低下を低
減できる。Here, the aperture diameter of the horns 1a and 1b used in each of the above-mentioned embodiments is usually about several wavelengths. On the other hand, the helical antennas 12a and 1
The diameter of the ground plane of 2b is about one wavelength. Therefore, the helical antenna 12a is used as the primary radiator as in this embodiment.
And 12b can prevent blocking by the primary radiator and reduce gain reduction due to blocking.
【００５８】実施例７ 図１０には、この発明の実施例７に係るマルチビームア
ンテナの概略構成が示されている。実施例１乃至６と同
様の部材には同一の符号が付されている。この実施例に
おいては、一次放射器としてバックファイア形アンテナ
１３ａ及び１３ｂが用いられている。バックファイア形
アンテナ１３ａ及び１３ｂの主ビームは１４ａ及び１４
ｂで示されている。バックファイア形アンテナ１３ａ及
び１３ｂは、点Ｍ0 近傍に接続されたステー１５ａ及び
１５ｂによって、支持されている。 Embodiment 7 FIG. 10 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 7 of the present invention. The same members as those in Embodiments 1 to 6 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, backfire type antennas 13a and 13b are used as primary radiators. The main beams of the backfire antennas 13a and 13b are 14a and 14
It is indicated by b. The backfire antennas 13a and 13b are supported by stays 15a and 15b connected near the point M 0 .
【００５９】このように、本実施例においては、一次放
射器として図示されるような主ビーム１４ａ及び１４ｂ
を有するバックファイア形アンテナ１３ａ及び１３ｂを
用いているため、一次放射器の放射を妨げることなく、
ステー１５ａ及び１５ｂを反射鏡の中心点Ｍ0 近傍に接
続でき、コンパクトな構造のマルチビームアンテナが得
られる。Thus, in this embodiment, the main beams 14a and 14b as illustrated as the primary radiator are shown.
Since the backfire type antennas 13a and 13b having are used, the radiation of the primary radiator is not hindered,
The stays 15a and 15b can be connected in the vicinity of the center point M 0 of the reflecting mirror, and a compact multi-beam antenna can be obtained.
【００６０】実施例８ 図１１には、この発明の実施例８に係るマルチビームア
ンテナの概略構成が示されている。特に図１１（ａ）は
斜視図であり、図１１（ｂ）は回転楕円面鏡２の中心点
Ｍ0 における法線方向から見た平面図である。実施例１
乃至７と同様の部材には同一の符号が付されている。こ
の実施例においては、ホーン１ａ及び１ｂが一次放射系
１０ａ又は１０ｂとして使用されている。ホーン１ａ及
び１ｂは、それぞれステー１５ａ又は１５ｂによって支
持されている。各ステー１５ａ及び１５ｂは、回転楕円
面鏡２に対して所定位置となるよう、対応するホーン１
ａ又は１ｂを支持している。 Embodiment 8 FIG. 11 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 8 of the present invention. In particular, FIG. 11A is a perspective view, and FIG. 11B is a plan view seen from the direction normal to the center point M 0 of the spheroidal mirror 2. Example 1
The same members as those in FIGS. In this embodiment, horns 1a and 1b are used as the primary radiation system 10a or 10b. The horns 1a and 1b are supported by stays 15a and 15b, respectively. Each of the stays 15a and 15b is placed in a predetermined position with respect to the spheroidal mirror 2, and the corresponding horn 1 is provided.
It supports a or 1b.
【００６１】この実施例においては、ステーの本数を一
次放射系１個当たり１本に抑制しているため、他の一次
放射系に対応したビームがステーによりブロッキングさ
れにくくなり、ブロッキングによる利得低下を最小限に
抑えることができる。なお、実施例５と同様に、各一次
放射系を複数のホーンから構成する場合にもこの実施例
のステー構造を使用できる。In this embodiment, since the number of stays is suppressed to one per primary radiation system, beams corresponding to other primary radiation systems are less likely to be blocked by the stays, and the gain is reduced due to blocking. Can be kept to a minimum. As in the fifth embodiment, the stay structure of this embodiment can be used when each primary radiation system is composed of a plurality of horns.
【００６２】実施例９ 図１２には、この発明の実施例９に係るマルチビームア
ンテナの概略構成が示されている。特に図１２（ａ）は
斜視図、図１２（ｂ）は回転楕円面鏡２の中心点Ｍ0 に
おける法線方向から見た平面図である。実施例１乃至８
と同様の部材には同一の符号が付されている。この実施
例においては、ステー１５ａ及び１５ｂが、ステー支持
具１６によって、回転楕円面鏡２に支持されている。 Embodiment 9 FIG. 12 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 9 of the present invention. In particular, FIG. 12A is a perspective view, and FIG. 12B is a plan view seen from the direction normal to the center point M 0 of the spheroidal mirror 2. Examples 1 to 8
The same members are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the stays 15 a and 15 b are supported by the spheroidal mirror 2 by stay supports 16.
【００６３】ステー支持具１６は、いずれのビームもブ
ロッキングしないよう、回転楕円面鏡２に固定されてい
る。ホーン１ａ及び１ｂを支持する２本のステー１５ａ
及び１５ｂの、ホーン１ａ又は１ｂと反対側の端部は、
回転楕円面鏡２に固定された共通のステー支持具１６に
接続されている。The stay support 16 is fixed to the spheroidal mirror 2 so as not to block any of the beams. Two stays 15a supporting the horns 1a and 1b
And 15b, the ends on the side opposite to the horn 1a or 1b,
It is connected to a common stay support 16 fixed to the spheroidal mirror 2.
【００６４】この実施例においては、実施例８と同様な
効果を得られると共に、ステー１５ａ及び１５ｂを共通
のステー支持具１６に接続するため、ステーａ及び１５
ｂの支持機構が１か所にまとまり、従って構造が簡易で
安価なマルチビームアンテナを得ることができる。In this embodiment, the same effect as that of the eighth embodiment can be obtained, and since the stays 15a and 15b are connected to the common stay supporting member 16, the stays a and 15 are connected.
Since the support mechanism of b is integrated in one place, it is possible to obtain a multi-beam antenna that is simple in structure and inexpensive.
【００６５】実施例１０ 図１３には、この発明の実施例１０に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。特に図１３（ａ）
はベランダ等の構造物１８に設置した場合の斜視図、図
１３（ｂ）は直線Ｆ1 Ｆ2 方向から見た側面図である。
実施例１乃至９と同様の部材には同一の符号が付されて
いる。この実施例においては、本実施例のマルチビーム
アンテナをベランダその他の構造物１８に取り付けるた
め、１７で示されるようなアンテナマウント１７が設け
られている。 Embodiment 10 FIG. 13 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 10 of the present invention. Especially FIG. 13 (a)
Is a perspective view when installed on a structure 18 such as a veranda, and FIG. 13B is a side view seen from the direction of the straight line F 1 F 2 .
The same members as those in Embodiments 1 to 9 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, an antenna mount 17 as shown by 17 is provided in order to attach the multi-beam antenna of this embodiment to a veranda or other structure 18.
【００６６】この実施例においては、実施例９と同様な
効果が得られると共に、ステー支持具１６とアンテナマ
ウント１７とを一体に構成しているため、ステー１５ａ
及び１５ｂの支持機構及びアンテナ支持機構が１か所に
まとまり、構造が簡易で安価なマルチビームアンテナが
得られる。In this embodiment, the same effect as that of the ninth embodiment can be obtained, and since the stay support 16 and the antenna mount 17 are integrally formed, the stay 15a can be obtained.
The support mechanism of 15 and 15b and the antenna support mechanism are integrated in one place, and a multi-beam antenna with a simple structure and low cost can be obtained.
【００６７】実施例１１ 図１４には、この発明の実施例１１に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。特に図１４（ａ）
はベランダ等の構造物１８に設置した場合の斜視図、図
１４（ｂ）は直線Ｆ1 Ｆ2 方向から見た側面図である。
実施例１乃至１０と同様の部材には同一の符号が付され
ている。この実施例は、直線Ｆ1 Ｆ2 がほぼ水平となる
ように設置されている。アンテナマウント１７と一体構
成されたステー支持具１６は、回転楕円面鏡２の対称面
１１より上方に、いずれのビームもブロッキングしない
よう固定されている。 Embodiment 11 FIG. 14 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 11 of the present invention. In particular, FIG. 14 (a)
Is a perspective view when installed on a structure 18 such as a veranda, and FIG. 14B is a side view seen from the direction of the straight line F 1 F 2 .
The same members as those in Embodiments 1 to 10 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the straight line F 1 F 2 is installed so as to be substantially horizontal. The stay support 16 integrally formed with the antenna mount 17 is fixed above the symmetry plane 11 of the spheroidal mirror 2 so as not to block any beam.
【００６８】この実施例においては、実施例１０と同様
な効果が得られると共に、アンテナマウント１７と一体
で構成されたステー支持具１６が、回転楕円面鏡２の対
称面１１より上方に固定されているため、該マルチビー
ムアンテナをベランダその他の構造物１８に設置した場
合に上部に張り出す部分が少なくなり、設置の容易さ、
及び美観の点において良好なマルチビームアンテナが得
られる。In this embodiment, the same effect as that of the tenth embodiment can be obtained, and the stay support 16 integrally formed with the antenna mount 17 is fixed above the symmetry plane 11 of the spheroidal mirror 2. Therefore, when the multi-beam antenna is installed on a veranda or other structure 18, a part protruding to the upper part is reduced, which facilitates installation.
Also, a good multi-beam antenna can be obtained in terms of aesthetics.
【００６９】実施例１２ 図１５には、この発明の実施例１２に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。特に図１５（ａ）
は対象面１１の法線方向から見た側面図、図１５（ｂ）
は直線Ｍ0 Ｆ1 方向から見た平面図、図１５（ｃ）は直
線Ｍ0 Ｆ2 方向から見た平面図である。実施例１乃至１
１と同様の部材には同一の符号が付されている。この実
施例では、一次放射器たるホーン１ａが、焦点Ｆ1 に配
置されるのではなく、この点Ｆ1 からＹ1 軸に沿い距離
α1 だけ離れた点Ｆ3 に配置されている。Ｙ1 軸は、点
Ｆ1 を通り対称面１１に垂直な軸である。同様に、一次
放射器たるホーン１ｂも、焦点Ｆ2 に配置されるのでは
なく、この点Ｆ2 からＹ2軸に沿い距離α2 だけ離れた
点に配置されている。Ｙ2 軸は、点Ｆ2 を通り対称面１
１に垂直な軸である。 Embodiment 12 FIG. 15 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 12 of the present invention. In particular, FIG. 15 (a)
Is a side view seen from the normal direction of the target surface 11, FIG.
Is a plan view seen from the straight line M 0 F 1 direction, and FIG. 15C is a plan view seen from the straight line M 0 F 2 direction. Examples 1 to 1
The same members as those in 1 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the primary radiator serving horn 1a is, rather than being disposed at the focal F 1, are arranged from the point F 1 a distance alpha 1 apart points F 3 along the Y 1 axis. The Y 1 axis is an axis that passes through the point F 1 and is perpendicular to the plane of symmetry 11. Similarly, the primary radiator serving horn 1b, rather than being disposed at the focal F 2, are arranged in a point at a distance alpha 2 along from this point F 2 to Y 2 axis. The Y 2 axis passes through the point F 2 and the plane of symmetry 1
It is the axis perpendicular to 1.
【００７０】図１６には、上述の距離α1 及びα2 に対
する利得低下量Ｌ1 ［ｄＢ］（＞０）及びＬ2 ［ｄＢ］
（＞０）の関係が示されている。特に図１６（ａ）は、
距離α2 を一定とした場合のホーン１ａに対応するビー
ムの距離α1 に対する利得低下量Ｌ1 の関係を、距離α
2 を一定として示した図である。また、図１６（ｂ）
は、距離α1 及びα2 から構成される平面上で、各ビー
ムの利得低下量の重み付き和Ｌ＝ｗ1 Ｌ1 ＋ｗ2 Ｌ
2 を、等高線表示した図である。In FIG. 16, the gain reduction amounts L 1 [dB] (> 0) and L 2 [dB] with respect to the distances α 1 and α 2 described above.
The relationship of (> 0) is shown. In particular, FIG. 16 (a)
The relationship between the gain reduction amount L 1 and the distance α 1 of the beam corresponding to the horn 1a when the distance α 2 is constant is
It is the figure which showed 2 as fixed. Also, FIG. 16 (b)
Is a weighted sum of gain reduction amounts of the respective beams on a plane composed of the distances α 1 and α 2 L = w 1 L 1 + w 2 L
FIG. 2 is a view showing 2 in contour lines.
【００７１】まず、図１６（ａ）に示されるように距離
α2 を一定とした場合、ホーン１ａを図１５のＹ1 軸に
沿って点Ｆ1 から変位させることにより、ホーン１ａに
対応するビームの利得低下量のうちホーン１ｂ及びステ
ー１５ｂのブロッキングにより生じる成分が減少する。
その反面、収差による利得低下量は増加する。従って、
利得低下量Ｌ1 は、ある距離α1 において最小となる。
距離α2 と利得低下量Ｌ2 についても同様の関係があ
る。First, when the distance α 2 is constant as shown in FIG. 16A, the horn 1a is displaced from the point F 1 along the Y 1 axis of FIG. 15 to correspond to the horn 1a. Of the beam gain reduction amount, the component generated by the blocking of the horn 1b and the stay 15b is reduced.
On the other hand, the amount of gain reduction due to aberration increases. Therefore,
The amount of gain reduction L 1 becomes the minimum at a certain distance α 1 .
The same relationship holds for the distance α 2 and the gain reduction amount L 2 .
【００７２】本実施例は、図１６（ｂ）に示される重み
付き和Ｌが最小となるよう、距離α1 及びα2 を定め、
定めた距離α1 及びα2 に応じてホーン１ａ及び１ｂを
配置する点を特徴としている。ここに、重みｗ1 、ｗ2
は、対応するビームの所望利得の差に応じて決まる。例
えば、ホーン１ａに対応するビームを用いて通信衛星か
らの電波を受信し、ホーン１ｂに対応するビームを用い
て放送衛星からの電波を受信する用途に本実施例を適用
する場合、通常、通信衛星からの電波が放送衛星からの
電波に比べて弱いから、ホーン１ａに対応するビームの
所望利得は、ホーン１ｂに対応するビームの所望利得よ
りも高くなる。この場合、利得低下量Ｌ1 の重みｗ1 は
利得低下量Ｌ2 の重みｗ2 より大きくする。In the present embodiment, the distances α 1 and α 2 are set so that the weighted sum L shown in FIG.
The feature is that the horns 1a and 1b are arranged according to the determined distances α 1 and α 2 . Here, the weights w 1 and w 2
Depends on the desired gain difference of the corresponding beams. For example, when the present embodiment is applied to an application in which a beam corresponding to the horn 1a is used to receive a radio wave from a communication satellite and a beam corresponding to the horn 1b is used to receive a radio wave, a communication is normally performed. Since the radio wave from the satellite is weaker than the radio wave from the broadcasting satellite, the desired gain of the beam corresponding to the horn 1a is higher than the desired gain of the beam corresponding to the horn 1b. In this case, the weight w 1 of the gain reduction amount L 1 is greater than the weight w 2 of the gain reduction amount L 2.
【００７３】この様に、本実施例においては、２本のビ
ームの利得低下量Ｌ1 及びＬ2 の重み付き和Ｌ＝ｗ1 Ｌ
1 ＋ｗ2 Ｌ2 が最小となるよう距離α1 及びα2 を定め
ているため、利得低下を各ビームの所望利得に応じて各
ビームに最適な割合で配分したマルチビームアンテナが
得られる。As described above, in this embodiment, the weighted sum L = w 1 L of the gain reduction amounts L 1 and L 2 of the two beams is used.
Since the distances α 1 and α 2 are set so that 1 + w 2 L 2 is minimized, it is possible to obtain a multi-beam antenna in which the gain reduction is distributed to each beam in an optimum ratio according to the desired gain of each beam.
【００７４】実施例１３ 図１７には、この発明の実施例１３に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。特に図１７（ａ）
は対称面１１における断面図、図１７（ｂ）はＦ2 Ｍ0
方向から見た正面図である。実施例１乃至１２と同様の
部材には同一の符号が付されている。この実施例では、
一次放射系１０ａがホーン１ａ及び１ｃにより構成され
ており、一次放射系１０ｂがホーン１ｂにより構成され
ている。ホーン１ａ及び１ｃはいずれも点Ｆ1 近傍かつ
対称面１１近傍に配置され、ホーン１ｂは点Ｆ2 近傍に
配置される。 Embodiment 13 FIG. 17 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 13 of the present invention. Especially FIG. 17 (a)
Is a cross-sectional view of the plane of symmetry 11, and FIG. 17B is F 2 M 0.
It is the front view seen from the direction. The same members as those in Embodiments 1 to 12 are designated by the same reference numerals. In this example,
The primary radiation system 10a is composed of horns 1a and 1c, and the primary radiation system 10b is composed of horn 1b. The horns 1a and 1c are both arranged near the point F 1 and the symmetry plane 11, and the horn 1b is arranged near the point F 2 .
【００７５】図１８には、地上から見た静止衛星軌道２
０が示されている。この軌道２０上には、３個の静止衛
星１９ａ〜１９ｃが位置している。これらのうち静止衛
星１９ａ及び１９ｃは、例えば、図１７のホーン１ａ及
び１ｃにそれぞれ対応する通信衛星であり、静止衛星１
９ｂはホーン１ｂに対応する放送衛星である。静止衛星
１９ａ及び１９ｃは互いに近接しており、また、いずれ
も回転楕円面鏡２の対称面１１上又はその近傍に位置し
ている。また、ホーン１ａ及び１ｃに対応するビームと
ホーン１ｂに対応するビームの間隔は大きい。従って、
３個の静止衛星１９ａ〜１９ｃは２群にわかれていると
いえる。FIG. 18 shows the geostationary satellite orbit 2 viewed from the ground.
0 is shown. On this orbit 20, three geostationary satellites 19a to 19c are located. Of these, the geostationary satellites 19a and 19c are, for example, communication satellites corresponding to the horns 1a and 1c of FIG. 17, respectively.
Reference numeral 9b is a broadcasting satellite corresponding to the horn 1b. The geostationary satellites 19a and 19c are close to each other, and both are located on or near the symmetry plane 11 of the spheroidal mirror 2. The distance between the beams corresponding to the horns 1a and 1c and the beam corresponding to the horn 1b is large. Therefore,
It can be said that the three geostationary satellites 19a to 19c are divided into two groups.
【００７６】本実施例においては、図１７に示されるよ
うに、一次放射系１０ａを構成するホーン１ａ及び１ｃ
が点Ｆ1 近傍に配置され、一次放射系１０ｂを構成する
ホーン１ｂが点Ｆ2 近傍に配置される。従って、ホーン
１ａ及び１ｃに対応したビームとして、直線偏波を用い
た場合に交差偏波識別度が良好となるビームが得られ、
隣接衛星による干渉を低減できると共に、収差による利
得低下が少なく、２組のビームの間隔が大きなマルチビ
ームアンテナが得られる。In the present embodiment, as shown in FIG. 17, horns 1a and 1c which compose the primary radiation system 10a.
Is arranged near the point F 1 , and the horn 1b forming the primary radiation system 10b is arranged near the point F 2 . Therefore, as a beam corresponding to the horns 1a and 1c, a beam having a good cross polarization discrimination degree is obtained when linear polarization is used,
A multi-beam antenna in which interference from adjacent satellites can be reduced, gain reduction due to aberrations is small, and the distance between two sets of beams is large can be obtained.
【００７７】実施例１４ 図１９には、この発明の実施例１４に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。特に図１９（ａ）
は対称面１１における断面図、図１９（ｂ）はＦ2 Ｍ0
方向から見た正面図である。実施例１乃至１３と同様の
部材には同一の符号が付されている。この実施例では、
実施例１３における一次放射系１０ａを４個のホーン１
ａ及び１ｃ〜１ｅから構成されている。ホーン１ａ及び
１ｃ〜１ｅはいずれも点Ｆ1 近傍かつ対称面１１近傍に
配置され、ホーン１ｂは点Ｆ2 近傍に配置される。 Embodiment 14 FIG. 19 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 14 of the present invention. In particular, FIG. 19 (a)
Is a cross-sectional view at the plane of symmetry 11, and FIG. 19B is F 2 M 0.
It is the front view seen from the direction. The same members as those in Examples 1 to 13 are designated by the same reference numerals. In this example,
The primary radiating system 10a according to the thirteenth embodiment includes four horns 1.
a and 1c to 1e. The horns 1a and 1c to 1e are all arranged near the point F 1 and the symmetry plane 11, and the horn 1b is arranged near the point F 2 .
【００７８】図２０には、地上から見た静止衛星軌道２
０が示されている。この軌道２０上には、３個の静止衛
星１９ａ〜１９ｅが位置している。これらのうち静止衛
星１９ａ及び１９ｃ〜１９ｅは、例えば、図１９のホー
ン１ａ及び１ｃ〜１ｅにそれぞれ対応する通信衛星であ
る。静止衛星１９ａ及び１９ｃ〜１９ｅは互いに近接し
ており、また、いずれも回転楕円面鏡２の対称面１１上
又はその近傍に位置している。また、ホーン１ａ及び１
ｃ〜１ｅに対応するビームとホーン１ｂに対応するビー
ムの間隔は大きい。従って、５個の静止衛星１９ａ〜１
９ｅは２群にわかれているといえる。FIG. 20 shows the geostationary satellite orbit 2 viewed from the ground.
0 is shown. On this orbit 20, three geostationary satellites 19a to 19e are located. Among these, the geostationary satellites 19a and 19c to 19e are communication satellites corresponding to, for example, the horns 1a and 1c to 1e in FIG. The geostationary satellites 19a and 19c to 19e are close to each other, and all are located on the symmetry plane 11 of the spheroidal mirror 2 or in the vicinity thereof. Also, the horns 1a and 1
The distance between the beam corresponding to c-1e and the beam corresponding to the horn 1b is large. Therefore, five geostationary satellites 19a-1
It can be said that 9e is divided into two groups.
【００７９】このように、一次放射系１０ａを２個以上
の、例えば４個のホーンから構成した場合にも、実施例
１３と同様の効果がえられる。As described above, even when the primary radiation system 10a is composed of two or more horns, for example, four horns, the same effect as that of the thirteenth embodiment can be obtained.
【００８０】実施例１５ 図２１には、この発明の実施例１５に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。実施例１乃至１４
と同様の部材には同一の符号が付されている。この実施
例では、駆動装置２１たる回転機構がステー１５ａとス
テー支持具１６との接続部分付近に設けられており、ホ
ーン１ａをステー１５ａごと駆動することができる。こ
れにより、一次放射器であるホーン１ａの位置を変える
ことができる。また、ホーン１ａの偏波面を変えるた
め、偏波面切替装置２２が設けられている。 Embodiment 15 FIG. 21 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 15 of the present invention. Examples 1 to 14
The same members are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the rotation mechanism serving as the drive device 21 is provided near the connecting portion between the stay 15a and the stay support 16, and the horn 1a can be driven together with the stay 15a. As a result, the position of the horn 1a, which is the primary radiator, can be changed. A polarization plane switching device 22 is provided to change the polarization plane of the horn 1a.
【００８１】この実施例においては、一次放射系１０ａ
が１個のホーン１ａからなるにもかかわらず、ホーン１
ａの位置及び偏波面を切替えることにより、異なる方向
から到来する異なる偏波の電波を選択して受信できる。
一次放射系１０ａを複数のホーンで構成した場合に比べ
て、一次放射系１０ｂに対応したビームの利得のホーン
１ａのブロッキングに起因した低下を、低減することが
できる。In this embodiment, the primary radiation system 10a
Although it consists of one horn 1a,
By switching the position of a and the plane of polarization, it is possible to select and receive radio waves of different polarizations coming from different directions.
As compared with the case where the primary radiation system 10a is composed of a plurality of horns, the decrease in the gain of the beam corresponding to the primary radiation system 10b due to the blocking of the horn 1a can be reduced.
【００８２】実施例１６ 図２２には、この発明の実施例１６に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。実施例１乃至１５
と同様の部材には同一の符号が付されている。この実施
例では、駆動装置２１たるスライド機構がホーン１ａと
ステー１５ａとの接続部分に設けられており、ホーン１
ａをスライドさせることができる。これにより、一次放
射器であるホーン１ａの位置を変えることができる。ま
た、ホーン１ａの偏波面を変えるため、偏波面切替装置
２２が設けられている。従って、実施例１５と同様の効
果を得ることができる。 Embodiment 16 FIG. 22 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 16 of the present invention. Examples 1 to 15
The same members are designated by the same reference numerals. In this embodiment, a slide mechanism, which is the drive device 21, is provided at the connecting portion between the horn 1a and the stay 15a.
a can be slid. As a result, the position of the horn 1a, which is the primary radiator, can be changed. A polarization plane switching device 22 is provided to change the polarization plane of the horn 1a. Therefore, the same effect as that of the fifteenth embodiment can be obtained.
【００８３】実施例１７ 図２３には、この発明の実施例１７に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。実施例１乃至１６
と同様の部材には同一の符号が付されている。この実施
例では、制御装置２３によって、駆動装置２１及び偏波
面切替装置２２双方が制御される。また、制御装置２３
は、受信器の放送選択手段２４の動作に応じて動作す
る。 Embodiment 17 FIG. 23 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 17 of the present invention. Examples 1 to 16
The same members are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the control device 23 controls both the drive device 21 and the polarization plane switching device 22. In addition, the control device 23
Operates according to the operation of the broadcast selection means 24 of the receiver.
【００８４】この実施例においては、受信器の放送選択
手段２４の動作に応じて制御装置２３を動作させ、これ
により駆動装置２１及び偏波面切替装置２２双方を制御
してホーン１ａ及び偏波面切替装置２２を動作させるた
め、異なる方向から到来する互いに異なる偏波の電波の
うち、任意の１個を容易に選択して受信できる。In this embodiment, the control device 23 is operated in accordance with the operation of the broadcast selection means 24 of the receiver, thereby controlling both the drive device 21 and the polarization plane switching device 22 to switch the horn 1a and the polarization plane. Since the device 22 is operated, it is possible to easily select and receive any one of radio waves of different polarizations coming from different directions.
【００８５】実施例１８ 図２４には、この発明の実施例１８に係るマルチビーム
アンテナの放射パターンが示されている。特に図２４
（ａ）は直線偏波、図２４（ｂ）は円偏波の場合の、放
射パターンを示す図である。ただし、これらの放射パタ
ーンは、対称面１１に垂直でかつビームのピークを含む
面内における放射パターンである。図において２５は主
偏波の振幅、２６は交差偏波の振幅である。 Embodiment 18 FIG. 24 shows a radiation pattern of a multi-beam antenna according to Embodiment 18 of the present invention. Especially FIG. 24
FIG. 24A is a diagram showing a radiation pattern in the case of linear polarization, and FIG. 24B is a diagram showing a radiation pattern in the case of circular polarization. However, these radiation patterns are radiation patterns in the plane perpendicular to the plane of symmetry 11 and including the peak of the beam. In the figure, 25 is the amplitude of the main polarization, and 26 is the amplitude of the cross polarization.
【００８６】一般に、オフセット型の回転二次曲面を反
射鏡として用いると、その鏡面の非対称性のため、直線
偏波に対しては、図２４（ａ）に示すように、ビームの
ピークを中心に正偏波の位相と比べて−９０°か＋９０
°の位相を有する交差偏波が発生する。一方、円偏波に
対しては、図２４（ｂ）に示すように、交差偏波は生じ
ず、かわりに正偏波において角度Δだけビームずれを生
ずる。本実施例においては、円偏波を受信する一次放射
器（ホーン１ａ又は１ｂ）を、このビームずれに応じて
位置補償された点に配置する。Generally, when an offset type rotating quadric surface is used as a reflecting mirror, the peak of the beam is centered on the linearly polarized wave as shown in FIG. -90 ° or +90 compared to the phase of the normal polarization
Cross polarization with a phase of ° is generated. On the other hand, for circularly polarized waves, as shown in FIG. 24B, cross polarization does not occur, and instead, beam deviation occurs in the normal polarization by the angle Δ. In the present embodiment, a primary radiator (horn 1a or 1b) that receives circularly polarized waves is arranged at a point whose position is compensated according to this beam shift.
【００８７】この実施例においては、円偏波が回転楕円
面鏡２で反射された際に生ずるビームずれに応じて位置
補償された点に、一次放射器を配置することにより、円
偏波の電波を良好に受信できる。In this embodiment, by arranging the primary radiator at a point where the position of the circularly polarized wave is compensated in accordance with the beam shift generated when the circularly polarized wave is reflected by the spheroidal mirror 2, the circularly polarized wave Can receive radio waves satisfactorily.
【００８８】その他 なお、本発明は以上の各実施例に係る構成に限定される
ものではない。例えば、各実施例を好適に組み合わせる
ことも可能である。 Others The present invention is not limited to the configurations according to the above embodiments. For example, it is also possible to suitably combine the respective embodiments.
【００８９】[0089]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２個のパラボラ反射鏡を中心点Ｍ0 にて法線方向に加重
平均して得られる反射鏡に近似し、２個の焦点Ｇ1 及び
Ｇ2 を有する回転楕円面鏡を反射鏡として用いるととも
に、第１及び第２の一次放射系を、回転楕円面鏡の中心
点Ｍ0 からみて焦点Ｇ1 又はＧ2 方向にあり中心点Ｍ0
からの距離が１／Ｌ0 ＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 で定まるＬ
0 である点Ｆ1 及び点Ｆ2 又はその近傍に配置するよう
にしたため、収差による利得低下が少なく、ビーム間隔
の大きなマルチビームアンテナが得られる。その際、各
ビームに按分されるコマ収差を見込んで、幾何光学的に
定まるビーム間隔を実際のビーム間隔の１／１．０〜１
／０．７倍＝１．０〜１．４倍とすることにより、コマ
収差によるビームシフトを補償することができ、収差に
よる利得低下の少ないビームが所望のビーム間隔で得ら
れる。As described above, according to the present invention,
The two parabolic reflectors are approximated to weighted averages in the normal direction at the center point M 0, and a spheroidal mirror having two focal points G 1 and G 2 is used as the reflector. , The first and second primary radiation systems are in the direction of the focal point G 1 or G 2 when viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror, and the center point M 0.
L is determined by the distance from 1 / L 0 = 1 / L 1 + 1 / L 2.
Since they are arranged at the point F 1 and the point F 2 which are 0 or in the vicinity thereof, a multi-beam antenna with a small gain reduction due to aberration and a large beam interval can be obtained. At that time, considering the coma aberration that is apportioned to each beam, the beam interval determined geometrically and optically is 1 / 1.0-1 of the actual beam interval.
By setting /0.7 times = 1.0 to 1.4 times, the beam shift due to the coma aberration can be compensated, and a beam with a small gain reduction due to the aberration can be obtained at a desired beam interval.
【００９０】さらに、本発明によれば、いずれかの一次
放射系に対応するビームのヌルを、このビームの方向と
異なり干渉波が存在する特定方向に設定することによ
り、特定の方向からの干渉を除去できる。また、そのた
めの方法としては、例えば、ビームのヌルが当該特定方
向となるよう、当該ビーム方向及び当該特定方向を含む
平面内の当該ビームの開口径を設定する方法や、当該特
定方向に当該ビームの当該特定方向の放射パターンと等
振幅・逆位相の平面波が生じるよう、平面波合成法を用
いて回転楕円面鏡を修正し、この平面波との合成により
当該ビームのヌルを当該特定方向とする方法を、使用で
きる。Further, according to the present invention, by setting the null of the beam corresponding to any one of the primary radiation systems to a specific direction in which an interference wave exists, which is different from the direction of this beam, interference from a specific direction is obtained. Can be removed. Further, as a method therefor, for example, a method of setting the aperture diameter of the beam in a plane including the beam direction and the specific direction such that the beam null is in the specific direction, or the beam in the specific direction. A method of modifying a spheroidal mirror by using a plane wave synthesis method so that a plane wave having the same amplitude and opposite phase as the radiation pattern of the particular direction is generated, and the null of the beam is set to the particular direction by the synthesis with the plane wave. Can be used.
【００９１】また、本発明によれば、ヘリカルアンテナ
及びバックファイア形アンテナのいずれかを一次放射器
とする一次放射系を使用することにより、一次放射器又
はこれと関連する部材（ステー等）によるブロッキング
を防止抑制できる。さらに、バックファイア形アンテナ
を一次放射器として使用した場合、ステーによるブロッ
キングを生じさせることなく当該ステーにより中心点Ｍ
0 又はその近傍に支持できるから、マルチビームアンテ
ナのコンパクト化を実現できる。Further, according to the present invention, by using a primary radiation system having a helical radiator or a backfire type antenna as a primary radiator, the primary radiator or a member (stay etc.) related thereto is used. Blocking can be prevented and suppressed. Further, when the backfire type antenna is used as a primary radiator, the stay causes the center point M without blocking.
The multi-beam antenna can be made compact because it can be supported at or near 0 .
【００９２】さらに、本発明によれば、各一次放射系に
対応して１個ずつステーを設け、このステーにより対応
する一次放射系を支持するようにしたため、ステーのブ
ロッキングによる利得低下を低減できる。Further, according to the present invention, one stay is provided corresponding to each primary radiation system, and the corresponding primary radiation system is supported by this stay, so that the gain reduction due to the blocking of the stay can be reduced. .
【００９３】また、本発明によれば、各ステーを回転楕
円面鏡に共通支持するステー支持具を設けたため、ステ
ーの支持機構が１か所にまとまり、マルチビームアンテ
ナの構造が簡易かつ安価となる。Further, according to the present invention, since the stay supporting member for supporting each stay in common with the spheroidal mirror is provided, the stay supporting mechanism is integrated in one place, and the structure of the multi-beam antenna is simple and inexpensive. Become.
【００９４】本発明によれば、ステー支持具と一体のア
ンテナマウントによりベランダその他の構造物に取り付
けるようにしたため、ステーの支持構造及びアンテナ支
持機構が１か所にまとまり、マルチビームアンテナの構
造が簡易かつ安価となる。さらに、このステー支持具
は、直線Ｆ1 Ｆ2 がほぼ水平となる状態で、中心点
Ｍ0、点Ｆ1 及びＦ2 を含む回転楕円面鏡の対称面から
みて上側に配設することができるため、ベランダ等の構
造物から上部に張り出す部分が小さくなり、構造が簡易
で安価、かつ美観の点で良好なマルチビームアンテナが
得られる。According to the present invention, since the antenna mount integrated with the stay support is attached to the veranda or other structure, the stay support structure and the antenna support mechanism are integrated in one place, and the structure of the multi-beam antenna is improved. Simple and cheap. Further, this stay support may be arranged on the upper side when viewed from the plane of symmetry of the spheroidal mirror including the center point M 0 , the points F 1 and F 2 with the straight line F 1 F 2 being substantially horizontal. As a result, the portion protruding from the structure such as a veranda to the upper part becomes small, and a multi-beam antenna having a simple structure, low cost, and good aesthetics can be obtained.
【００９５】さらに、本発明によれば、第１及び第２の
一次放射系を、それぞれ、Ｙ1 軸又はＹ2 軸に沿い、回
転楕円面鏡の対称面から距離α1 又はα2 だけ離れた点
Ｆ3又は点Ｆ4 乃至その近傍に配設し、第１及び第２の
一次放射系に対応するビームの利得低下量Ｌ1 及びＬ2
の重み付け加算値Ｌが最小となるよう距離α1 及びα2
を定めるようにしたため、利得低下を２組のビームに最
適な割合で配分できる。Furthermore, according to the invention, the first and second primary radiation systems are respectively separated by a distance α 1 or α 2 from the plane of symmetry of the spheroidal mirror along the Y 1 axis or the Y 2 axis, respectively. Disposed at or near the point F 3 or the point F 4 and corresponding to the first and second primary radiation systems, the gain reduction amounts L 1 and L 2 of the beams.
Distances α 1 and α 2 so that the weighted sum L of
Therefore, the gain reduction can be distributed to the two sets of beams at an optimum ratio.
【００９６】また、本発明によれば、一次放射系を複数
の一次放射器を含む構成とすることにより、３本以上の
ビームを放射するマルチビームアンテナが得られる。加
えて、各一次放射器は、中心点Ｍ0 、点Ｆ1 及びＦ2 を
含む回転楕円面鏡の対称面上又はその近傍で、かつ点Ｆ
1 の近傍に、それぞれ配置することができるから、直線
偏波を用いた場合の交差偏波識別度が良好な第１ビーム
の組が得られると共に、収差による利得低下が少なく、
２組のビームの間隔が大きなマルチビームアンテナが得
られる。Further, according to the present invention, a multi-beam antenna that radiates three or more beams can be obtained by configuring the primary radiation system to include a plurality of primary radiators. In addition, each primary radiator is on or near the plane of symmetry of the ellipsoid of revolution including the center point M 0 , points F 1 and F 2 and point F
Since they can be arranged in the vicinity of 1 , respectively, a set of first beams with good cross polarization discrimination when using linearly polarized waves can be obtained, and gain reduction due to aberration is small,
A multi-beam antenna in which the distance between two sets of beams is large can be obtained.
【００９７】また、本発明によれば、一次放射系の構成
を一次放射器を１個含む構成とし、一次放射器の位置を
変化させる駆動装置及び当該一次放射器の偏波面を変化
させる偏波面切替装置を設けるようにしたため、異なる
方向からくる偏波の異なる電波を選択受信できる。ま
た、その際、マルチビームアンテナに接続された受信器
の放送選択手段の動作に応じ、駆動装置及び偏波面切替
装置を制御する制御装置を設けるようにしたため、異な
る方向からくる偏波の異なる電波のうちの任意の１つを
容易に選択して受信できる。Further, according to the present invention, the primary radiation system is configured to include one primary radiator, and the driving device for changing the position of the primary radiator and the polarization plane for changing the polarization plane of the primary radiator are arranged. Since the switching device is provided, it is possible to selectively receive radio waves having different polarizations coming from different directions. Further, at that time, since a control device for controlling the drive device and the polarization plane switching device is provided according to the operation of the broadcast selection means of the receiver connected to the multi-beam antenna, radio waves with different polarizations coming from different directions are provided. Any one of these can be easily selected and received.
【００９８】さらに、本発明によれば、一次放射系のう
ち円偏波を受信する一次放射系を、円偏波が回転楕円面
鏡で反射された際に生ずるビームずれに応じて位置補償
された点に配置するようにしたため、円偏波の電波を良
好に受信できる。Further, according to the present invention, the position of the primary radiation system for receiving the circularly polarized wave of the primary radiation system is compensated according to the beam shift generated when the circularly polarized wave is reflected by the spheroidal mirror. Since the antennas are arranged at different points, circularly polarized radio waves can be received well.
【００９９】そして、本発明の回転楕円面鏡の合成方法
によれば、それぞれ点Ｆ1 又はＦ2を焦点としその鏡軸
方向をそれぞれＭ0 Ｆ2 方向又はＭ0 Ｆ1 方向とする２
個のパラボラ反射鏡を定め、これらのパラボラ反射鏡を
コマ収差が按分されるよう加重平均して合成反射鏡を定
め、線分Ｍ0 Ｆ1 を点Ｆ1 方向に延長した直線上に存在
する点Ｇ1 及び線分Ｍ0 Ｆ2 を点Ｆ2 方向に延長した直
線上に存在する点Ｇ2を焦点とし点Ｍ0 を中心点とする
回転楕円面鏡を定め、このような回転楕円面鏡と合成反
射鏡とを比較して、像面湾曲及び非点収差が現れずかつ
コマ収差がビーム間で按分されるための条件を定めるよ
うにしたため、定められた条件を満たす点Ｆ1 及びＦ2
に一次放射系を配置することにより、像面湾曲及び非点
収差といった、利得低下の要因が消失し、また、コマ収
差が按分されるため、ビーム間隔を大きくすることが可
能になる。According to the spheroidal mirror synthesizing method of the present invention, the point F 1 or F 2 is the focal point, and the mirror axis direction is the M 0 F 2 direction or the M 0 F 1 direction, respectively. 2
The parabolic reflectors are set individually, and the parabolic reflectors are weighted and averaged so that the coma aberration is proportionally distributed to determine a composite reflector, and the line segment M 0 F 1 exists on a straight line extending in the direction of the point F 1. A spheroidal mirror having a point G 2 existing on a straight line extending from the point G 1 and the line segment M 0 F 2 in the direction of the point F 2 as a focal point and having the point M 0 as a center point is defined. by comparing the mirror and synthetic reflector, since you define a condition for field curvature and astigmatism and coma not appear is apportioned between the beams, satisfying points F 1 and defined F 2
By arranging the primary radiation system at 1, the factors of gain reduction such as field curvature and astigmatism disappear, and coma is proportionally distributed, so that the beam interval can be increased.
【図１】この発明の実施例１に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a first embodiment of the present invention.
【図２】実施例１の設計原理を詳細に説明する図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the design principle of the first embodiment.
【図３】この発明の実施例２に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a second embodiment of the present invention.
【図４】この発明の実施例３に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 3 of the present invention.
【図５】この発明の実施例３におけるホーン１ａに対応
するビームの放射パターンの例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a radiation pattern of a beam corresponding to the horn 1a according to the third embodiment of the present invention.
【図６】この発明の実施例４に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 4 of the present invention.
【図７】実施例４における回転楕円面鏡の修正原理を詳
細に説明するための断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining in detail the correction principle of the spheroidal mirror in the fourth embodiment.
【図８】この発明の実施例５に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
【図９】この発明の実施例６に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 6 of the present invention.
【図１０】この発明の実施例７に係るマルチビームアン
テナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 7 of the present invention.
【図１１】この発明の実施例８に係るマルチビームアン
テナの概略構成を示す図であり、特に図１１（ａ）は斜
視図、図１１（ｂ）は平面図である。11A and 11B are diagrams showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to an eighth embodiment of the present invention, in particular, FIG. 11A is a perspective view and FIG. 11B is a plan view.
【図１２】この発明の実施例９に係るマルチビームアン
テナの概略構成を示す図であり、特に図１２（ａ）は斜
視図、図１２（ｂ）は平面図である。FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a ninth embodiment of the present invention, in particular, FIG. 12 (a) is a perspective view and FIG. 12 (b) is a plan view.
【図１３】この発明の実施例１０に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す図であり、特に図１３（ａ）は
構造物に取り付けた状態の斜視図、図１３（ｂ）は側面
図である。13A and 13B are diagrams showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a tenth embodiment of the present invention, in particular, FIG. 13A is a perspective view of a state where the multi-beam antenna is attached to a structure, and FIG. 13B is a side view. is there.
【図１４】この発明の実施例１１に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す図であり、特に図１４（ａ）は
構造物に取り付けた状態の斜視図、図１４（ｂ）は側面
図である。14A and 14B are views showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to an eleventh embodiment of the present invention, in particular, FIG. 14A is a perspective view of a state where the multi-beam antenna is attached to a structure, and FIG. 14B is a side view. is there.
【図１５】この発明の実施例１２に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す図であり、特に図１５（ａ）は
側面図、図１５（ｂ）及び（ｃ）は斜視図である。15A and 15B are diagrams showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a twelfth embodiment of the present invention, particularly FIG. 15A is a side view and FIGS. 15B and 15C are perspective views.
【図１６】この実施例における距離α1 及びα2 の設定
方法を説明するための図であり、特に図１６（ａ）は距
離α1 に対する利得低下量Ｌ1 の関係を示す図、図１６
（ｂ）は重み付けされた利得低下量Ｌの等高線図であ
る。16 is a diagram for explaining a method of setting the distances α 1 and α 2 in this embodiment, and particularly FIG. 16A is a diagram showing a relationship of the gain reduction amount L 1 with respect to the distance α 1 ;
(B) is a contour map of the weighted gain reduction amount L.
【図１７】この発明の実施例１３に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す図であり、特に図１７（ａ）は
側面図、図１７（ｂ）は正面図である。FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a thirteenth embodiment of the present invention, in particular, FIG. 17 (a) is a side view and FIG. 17 (b) is a front view.
【図１８】この実施例１３において地上から見た静止衛
星軌道上の静止衛星の位置を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the positions of geostationary satellites on the geostationary satellite orbit as seen from the ground in the thirteenth embodiment.
【図１９】この発明の実施例１４に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す図であり、特に図１９（ａ）は
側面図、図１９（ｂ）は正面図である。FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 14 of the present invention, in particular, FIG. 19 (a) is a side view and FIG. 19 (b) is a front view.
【図２０】この実施例において地上から見た静止衛星軌
道上の静止衛星の位置を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing the positions of geostationary satellites on the geostationary satellite orbit as seen from the ground in this embodiment.
【図２１】この発明の実施例１５に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す側面図である。FIG. 21 is a side view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 15 of the present invention.
【図２２】この発明の実施例１６に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す側面図である。FIG. 22 is a side view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 16 of the present invention.
【図２３】この発明の実施例１７に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す側面図である。FIG. 23 is a side view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 17 of the present invention.
【図２４】この発明の実施例１８に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を説明するため放射パターンを示す図
である。FIG. 24 is a diagram showing a radiation pattern for explaining the schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 18 of the present invention.
【図２５】従来のマルチビームアンテナの概略構成図で
ある。FIG. 25 is a schematic configuration diagram of a conventional multi-beam antenna.
【図２６】従来のマルチビームアンテナのビーム偏向時
の相対利得を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing a relative gain at the time of beam deflection of the conventional multi-beam antenna.
１ａ〜１ｅ ホーン ２ 回転楕円面鏡 ３ａ，３ｂ ビーム方向 ４ａ，４ｂ パラボラ反射鏡 ５ 開口面 ６ａ，６ｂ 幾何光学的に決まるビーム方向 ７ 干渉波が存在する方向 ８ 点Ｍ0 と方向３ａ及び７を含む平面 ９ 修正反射鏡 １０ａ，１０ｂ 一次放射系 １１ 対称面 １２ａ，１２ｂ ヘリカルアンテナ １３ａ，１３ｂ バックファイア形アンテナ １４ａ，１４ｂ 主ビーム １５ａ，１５ｂ ステー １６ ステー支持具 １７ アンテナマウント １８ ベランダその他の構造物 １９ａ〜１９ｅ 静止衛星 ２０ 地上から見た静止衛星軌道 ２１ 駆動装置 ２２ 偏波面切替装置 ２３ 制御装置 ２４ 受信器の放送選択手段 ２５ 主偏波の振幅 ２６ 交差偏波の振幅 ２７ 点Ｍ0 を通るパラボラ軸に平行な直線1a to 1e Horn 2 Spherical mirror 3a, 3b Beam direction 4a, 4b Parabolic reflector 5 Aperture surface 6a, 6b Beam direction determined geometrically and optics 7 Direction where interference wave exists 8 Point M 0 and directions 3a and 7 Including plane 9 Modified reflector 10a, 10b Primary radiation system 11 Symmetry plane 12a, 12b Helical antenna 13a, 13b Backfire type antenna 14a, 14b Main beam 15a, 15b Stay 16 Stay support 17 Antenna mount 18 Veranda and other structures 19a -19e Geostationary satellite 20 Geostationary satellite orbit as seen from the ground 21 Driving device 22 Polarization plane switching device 23 Control device 24 Broadcast selection means of receiver 25 Main polarization amplitude 26 Cross polarization amplitude 27 Parabolic axis passing through point M 0 A straight line parallel to
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年１１月１０日[Submission date] November 10, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【書類名】 明細書[Document name] Statement
【発明の名称】 マルチビームアンテナ及びこれに適す
る回転楕円面鏡の合成方法Title: Multi-beam antenna and spheroid mirror synthesis method suitable therefor
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、通信衛星か
らの電波と放送衛星からの電波とを同時に受信するのに
適するマルチビームアンテナに関し、特にビーム間隔を
大きくする手段に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-beam antenna suitable for receiving, for example, a radio wave from a communication satellite and a radio wave from a broadcasting satellite at the same time, and more particularly to a means for increasing the beam interval.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２５には、一従来例に係るマルチビー
ムアンテナの構成が示されている。この図の構成は、電
子情報通信学会編、アンテナ工学ハンドブック、ｐ．１
７９、昭和５５年１０月３０日、オーム社に示されてい
る。2. Description of the Related Art FIG. 25 shows a structure of a multi-beam antenna according to a conventional example. The configuration of this figure is based on the Antenna Engineering Handbook, edited by The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, p. 1
79, October 30, 1980, shown on Ohmsha.
【０００３】この図に示されるマルチビームアンテナで
は、ホーン１ａ及び１ｂが一次放射器として用いられて
いる。ホーン１ａ及び１ｂは、パラボラ反射鏡４の中心
点Ｍ0 及び焦点Ｆ1 を通る線に近接した配置されてい
る。また、ホーン１ａ及び１ｂが配置される面は、パラ
ボラ反射鏡４の焦点Ｆ1 を含み、焦点Ｆ1 からパラボラ
反射鏡４の中心Ｍ0 に向う直線に直交する面である。ホ
ーン１ａ及び１ｂは、パラボラ反射鏡４を介し、直線２
７に近接した方向３ａ又は３ｂにそれぞれビームを放射
する。直線２７は、パラボラ反射鏡４の中心点Ｍ0 を通
りかつパラボラ軸と平行な直線である。また、パラボラ
反射鏡４は、ホーン１ａ及び１ｂが３ａ又は３ｂ方向の
ビームをブロッキングしないよう、オフセット形式を有
している。この種の構成は、ビーム本数を３以上にした
場合にも採用できる。In the multi-beam antenna shown in this figure, horns 1a and 1b are used as primary radiators. The horns 1a and 1b are arranged close to a line passing through the center point M 0 of the parabolic reflecting mirror 4 and the focal point F 1 . The surface of the horn 1a and 1b are disposed includes a focus F 1 of the parabolic reflector 4, a plane orthogonal to a straight line toward the focal point F 1 to the center M 0 of the parabolic reflector 4. The horns 1a and 1b are connected to a straight line 2 via a parabolic reflector 4.
Beams are emitted in directions 3a or 3b close to 7, respectively. The straight line 27 is a straight line that passes through the center point M 0 of the parabolic reflector 4 and is parallel to the parabola axis. Further, the parabolic reflector 4 has an offset type so that the horns 1a and 1b do not block the beam in the 3a or 3b direction. This type of configuration can be adopted even when the number of beams is three or more.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来のマルチビームアンテナにおいては、ビーム方向
がパラボラ軸から大きくずれると著しく利得が低下して
しまう。図２６には、図２５のマルチビームアンテナに
おいて、一次放射器（ホーン１ａ及び１ｂ）を変位させ
てビームを偏向させた場合のアンテナ相対利得が示され
ている。この図では、パラボラ反射鏡４の開口径Ｄに対
する焦点距離ｆの比をパラメータとして表している。こ
の図に示されるように、一次放射器を大きく変位させ、
ビーム偏向量を大きくすると、著しく利得が低下する。
従って、ビーム間隔が大きいマルチビームアンテナを実
現できない。In the conventional multi-beam antenna constructed as described above, the gain is remarkably lowered when the beam direction is largely deviated from the parabola axis. FIG. 26 shows the antenna relative gain when the beams are deflected by displacing the primary radiators (horns 1a and 1b) in the multi-beam antenna of FIG. In this figure, it is display the ratio of the focal length f for the opening diameter D of the path Laboratoires reflecting mirror 4 as parameters. As shown in this figure, the primary radiator is largely displaced,
When the beam deflection amount is increased, the gain is significantly reduced.
Therefore, a multi-beam antenna having a large beam interval cannot be realized.
【０００５】本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、ビーム間隔が大きいマルチビーム
アンテナを得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a multi-beam antenna having a large beam interval.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のマルチビームアンテナは、２個のパ
ラボラ反射鏡を中心点Ｍ0 にて法線方向に加重平均して
得られる反射鏡に少なくとも３次以下の項が一致するよ
う近似して得られ、２個の焦点Ｇ1 及びＧ2 を有する回
転楕円面鏡と、回転楕円面鏡の中心点Ｍ0 からみて焦点
Ｇ1 方向にあり中心点Ｍ0 からの距離がＬ0 である点Ｆ
1 又はその近傍に配置された第１の一次放射系と、回転
楕円面鏡の中心点Ｍ0 からみて焦点Ｇ2 方向にあり中心
点Ｍ0 からの距離がＬ0 である点Ｆ2 又はその近傍に配
置された第２の一次放射系と、を備え、距離Ｌ0 が、中
心点Ｍ0 から焦点Ｇ1 までの距離Ｌ1 及び中心点Ｍ0 か
ら焦点Ｇ2 までの距離Ｌ2 との間に、 １／Ｌ0 ＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 の関係を有することを特徴とする。In order to achieve such an object, the multi-beam antenna of the present invention is obtained by weighting average of two parabolic reflectors at the center point M 0 in the normal direction. A spheroidal mirror having two focal points G 1 and G 2 is obtained by approximating at least a term of the third order or less to the reflecting mirror, and the focal point G 1 when viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror. Direction F and the distance from the center point M 0 is L 0
1 or a first primary radiation system arranged in the vicinity thereof and a point F 2 which is in the direction of the focal point G 2 when viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror and whose distance from the center point M 0 is L 0 or its comprising a second primary radiation system arranged in the vicinity, the distance L 0 is a distance L 1 and the center point M 0 from the center point M 0 to the focal point G 1 and the distance L 2 to the focus G 2 It is characterized by having a relationship of 1 / L 0 = 1 / L 1 + 1 / L 2 .
【０００７】また、本発明のマルチビームアンテナは、
いずれかの一次放射系に対応するビームのヌルが、この
ビームの方向と異なり干渉波が存在する特定方向に設定
され、当該特定方向の干渉波の影響を排除することを特
徴とする。Further, the multi-beam antenna of the present invention is
The null of the beam corresponding to any one of the primary radiation systems is set in a specific direction in which an interference wave exists, which is different from the direction of this beam, and the influence of the interference wave in the specific direction is eliminated.
【０００８】本発明のマルチビームアンテナは、少なく
ともいずれかの一次放射系がヘリカルアンテナ及びバッ
クファイア形アンテナのいずれかを含むことを特徴とす
る。本発明のマルチビームアンテナは、各一次放射系に
対応して１個ずつ設けられ、対応する一次放射系を支持
する複数のステーを備えたことを特徴とする。The multi-beam antenna of the present invention is characterized in that at least one of the primary radiation systems includes any one of a helical antenna and a backfire type antenna. The multi-beam antenna of the present invention is characterized by including a plurality of stays, one for each primary radiation system and supporting the corresponding primary radiation system.
【０００９】本発明のマルチビームアンテナは、各ステ
ーの一次放射系側と反対側の端部に連結され、各ステー
を回転楕円面鏡に共通支持するステー支持具を備えるこ
とを特徴とする。 The multi-beam antenna of the present invention is characterized in that it is provided with a stay supporting member which is connected to an end of the stay opposite to the primary radiation system side and which supports each stay in common with a spheroidal mirror .
【００１０】本発明のマルチビームアンテナは、マルチ
ビームアンテナをベランダその他の構造物に取り付ける
ためのアンテナマウントを備え、アンテナマウントがス
テー支持具と一体であることを特徴とする。The multi-beam antenna of the present invention is characterized by including an antenna mount for attaching the multi-beam antenna to a veranda or other structure, and the antenna mount is integral with the stay support.
【００１１】本発明のマルチビームアンテナは、直線Ｆ
1 Ｆ2 がほぼ水平となる状態で、ステー支持具を、中心
点Ｍ0 、点Ｆ1 、及びＦ2 を含む回転楕円面鏡の対称面
から見て上側に配設したことを特徴とする。 The multi-beam antenna of the present invention has a straight line F.
With 1 F 2 almost horizontal, place the stay support in the center.
A plane of symmetry of the spheroidal mirror including the points M 0 , F 1 and F 2.
It is characterized in that it is arranged on the upper side when viewed from above.
【００１２】本発明のマルチビームアンテナは、第１の
一次放射系が、中心点Ｍ0 、点Ｆ1及びＦ2 を含む回転
楕円面鏡の対称面に対して垂直で点Ｆ1 を通るＹ1 軸に
沿い、対称面から距離α1 だけ離れた点Ｆ3 又はその近
傍に配設され、第２の一次放射系が、上記対称面に対し
て垂直で点Ｆ2 を通るＹ2 軸に沿い、対称面から距離α
2 だけ離れた点Ｆ4 又はその近傍に配設され、距離α1
及びα2 が、第１の一次放射系に対応するビームの利得
低下量Ｌ1 ［ｄＢ］（＞０）及び第２の一次放射系に対
応するビームの利得低下量Ｌ2 ［ｄＢ］（＞０）の重み
付け加算値Ｌ［ｄＢ］が最小となる値であり、利得低下
量Ｌ1 が、第２の一次放射系及びこれに関連する部材に
よるブロッキングによる利得低下並びに第１の一次放射
系を対称面から距離α1 ずらすことにより生ずる収差に
よる利得低下の合計であり、利得低下量Ｌ2 が、第１の
一次放射系及びこれに関連する部材によるブロッキング
による利得低下並びに第２の一次放射系を対称面から距
離α2 ずらすことにより生ずる収差による利得低下の合
計であることを特徴とする。In the multi-beam antenna of the present invention, the first primary radiation system is perpendicular to the plane of symmetry of the spheroidal mirror including the center point M 0 , the points F 1 and F 2 and passes through the point F 1. along one axis, point away from the plane of symmetry by a distance alpha 1 F 3 or disposed near the second primary radiation system, a Y 2 axis passing through the point F 2 in perpendicular to the plane of symmetry Along the distance from the plane of symmetry α
It is placed at or near point F 4 separated by 2 and the distance α 1
And α 2 are gain reduction amounts L 1 [dB] (> 0) of the beam corresponding to the first primary radiation system and gain reduction amounts L 2 [dB] (>) of the beam corresponding to the second primary radiation system. 0) is a value that minimizes the weighted addition value L [dB], and the gain reduction amount L 1 is determined by the gain reduction due to blocking by the second primary radiation system and members related thereto and the first primary radiation system. It is the sum of the gain reduction due to the aberration caused by shifting the distance α 1 from the plane of symmetry, and the gain reduction amount L 2 is the gain reduction due to the blocking due to the first primary radiation system and the members related thereto and the second primary radiation system. It is characterized in that it is the sum of the gain reduction due to the aberration caused by shifting the distance α 2 from the plane of symmetry.
【００１３】本発明のマルチビームアンテナは、第１の
一次放射系が複数の一次放射器を含み、各一次放射器
が、中心点Ｍ0 、点Ｆ1 及びＦ2 を含む回転楕円面鏡の
対称面上又はその近傍で、かつ点Ｆ1 の近傍に、それぞ
れ配置されたことを特徴とする。In the multi-beam antenna of the present invention, the first primary radiation system includes a plurality of primary radiators, and each primary radiator is a spheroidal mirror including a center point M 0 , points F 1 and F 2 . It is characterized in that they are arranged on or near the plane of symmetry and near the point F 1 .
【００１４】本発明のマルチビームアンテナは、第１の
一次放射系が１個の一次放射器を含み、一次放射器の位
置を変化させる駆動装置と、当該一次放射器の偏波面を
変化させる偏波面切替装置と、を備えることを特徴とす
る。In the multi-beam antenna according to the present invention, the first primary radiation system includes one primary radiator, the drive unit for changing the position of the primary radiator, and the polarization unit for changing the polarization plane of the primary radiator. And a wavefront switching device.
【００１５】本発明のマルチビームアンテナは、受信器
の放送選択手段の出力に応じて、駆動装置及び偏波面切
替装置を制御する制御装置を備えたことを特徴とする。 The multi-beam antenna of the present invention is a receiver
Depending on the output of the broadcast selection means of the
A control device for controlling the replacement device is provided.
【００１６】本発明のマルチビームアンテナは、一次放
射系のうち円偏波を受信する一次放射系が、円偏波が回
転楕円面鏡で反射された際に生ずるビームずれに応じて
位置補償された点に配置されたことを特徴とする。In the multi-beam antenna of the present invention, the primary radiation system of the primary radiation system that receives circularly polarized waves is position-compensated according to the beam shift that occurs when the circularly polarized waves are reflected by the spheroidal mirror. It is characterized in that it is placed at a point.
【００１７】そして、本発明の回転楕円面鏡の合成方法
は、点Ｍ0 から点Ｆ2 を向く方向を鏡軸方向とし点Ｆ1
を焦点とする第１のパラボラ反射鏡及び点Ｍ0 から点Ｆ
1 を向く方向を鏡軸方向とし点Ｆ2 を焦点とする第２の
パラボラ反射鏡を定めるステップと、第１のパラボラ反
射鏡及び第２のパラボラ反射鏡の間でコマ収差が按分さ
れるようこれらのパラボラ反射鏡を加重平均することに
より合成反射鏡を定めるステップと、点Ｍ0 を中心点と
し、線分Ｍ0 Ｆ1 を点Ｆ1 方向に延長した直線上に存在
する点Ｇ1 及び線分Ｍ0 Ｆ2 を点Ｆ2 方向に延長した直
線上に存在する点Ｇ2 を焦点とする回転楕円面鏡を定め
るステップと、点Ｆ1 及びＦ2 に一次放射系を配置した
場合にこれらの一次放射系に対応するビームに像面湾曲
及び非点収差が現れずかつコマ収差がビーム間で按分さ
れるための条件を、合成反射鏡と回転楕円面鏡とを比較
することにより定めるステップと、を有し、定めた条件
を各一次放射系の配置条件とすることを特徴とする。In the spheroidal mirror synthesizing method of the present invention, the direction from the point M 0 to the point F 2 is the mirror axis direction, and the point F 1 is
First parabolic reflector with focus at and points M 0 to F
In order to distribute coma between the first parabolic reflector and the second parabolic reflector, the step of defining the second parabolic reflector whose direction is 1 and the point F 2 is the focal point. a step of determining a combined reflector by a weighted average of these parabolic reflector, and the point M 0 and center point, G 1 and points present on a straight line obtained by extending a line segment M 0 F 1 at point F 1 direction When a spheroidal mirror having a point G 2 existing on a straight line obtained by extending the line segment M 0 F 2 in the direction of the point F 2 is defined and a primary radiation system is arranged at the points F 1 and F 2. The conditions under which field curvature and astigmatism do not appear in the beam corresponding to these primary radiation systems and coma is proportionally distributed between the beams are determined by comparing a synthetic reflecting mirror and a spheroidal mirror. Steps, and the specified condition is the arrangement condition of each primary radiation system. Characterized in that it.
【００１８】[0018]
【作用】本発明においては、反射鏡として、２個の焦点
Ｇ1 及びＧ2 を有する回転楕円面鏡が用いられる。この
回転楕円面鏡は、２個のパラボラ反射鏡を中心点Ｍ0 に
て法線方向に加重平均して得られる反射鏡に近似した回
転楕円面鏡であり、例えば後述する方法により合成され
る。第１及び第２の一次放射系は、それぞれ、点Ｆ1 及
び点Ｆ2 又はその近傍に配置される。これらの点のうち
点Ｆ1 は、回転楕円面鏡の中心点Ｍ0 からみて焦点Ｇ1
方向にあり中心点Ｍ0 からの距離がＬ0 である点であ
る。また、点Ｆ2 は、回転楕円面鏡の中心点Ｍ0 からみ
て焦点Ｇ2 方向にあり中心点Ｍ0 からの距離がＬ0 であ
る点である。この距離Ｌ0 は、 １／Ｌ0 ＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 で定まる距離である。ここに、Ｌ1 は中心点Ｍ0 から焦
点Ｇ1 までの距離を、Ｌ2 は中心点Ｍ0 から焦点Ｇ2 ま
での距離を、それぞれ表している。このような回転楕円
面鏡及び一次放射系配置により、収差による利得低下が
少なく、ビーム間隔の大きなマルチビームアンテナが得
られる。In the present invention, a spheroidal mirror having two focal points G 1 and G 2 is used as the reflecting mirror. This spheroidal mirror is a spheroidal mirror that is similar to a reflector obtained by weighted averaging two parabolic reflectors at the center point M 0 in the normal direction, and is synthesized by, for example, the method described later. . The first and second primary radiation systems are arranged at or near points F 1 and F 2 , respectively. Of these points, the point F 1 is the focal point G 1 when viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror.
Direction, and the distance from the center point M 0 is L 0 . Further, the point F 2 is in the direction of the focal point G 2 when viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror, and the distance from the center point M 0 is L 0 . This distance L 0 is a distance determined by 1 / L 0 = 1 / L 1 + 1 / L 2 . Here, L 1 represents the distance from the center point M 0 to the focus G 1 , and L 2 represents the distance from the center point M 0 to the focus G 2 . With such a spheroidal mirror and primary radiation system arrangement, it is possible to obtain a multi-beam antenna with a small gain reduction due to aberration and a large beam interval.
【００１９】回転楕円面鏡の合成方法についてより詳細
に説明すると、次のようになる。ここでは、まず、２個
のパラボラ反射鏡を定める。これらのパラボラ反射鏡は
それぞれ点Ｆ1 又はＦ2 を焦点とする反射鏡であり、そ
の鏡軸方向はそれぞれＭ0 Ｆ2 方向又はＭ0 Ｆ1 方向で
ある。次に、これらのパラボラ反射鏡を加重平均する。
この加重平均は、第１のパラボラ反射鏡及び第２のパラ
ボラ反射鏡の間でコマ収差が按分されるよう実行する。
これにより、合成反射鏡が定まる。The method of synthesizing the spheroidal mirror will be described in more detail as follows. Here, first, two parabolic reflectors are defined. These parabolic reflectors are reflectors having a focal point F 1 or F 2 , respectively, and their mirror axis directions are the M 0 F 2 direction and the M 0 F 1 direction, respectively. Next, these parabolic reflectors are weighted and averaged.
This weighted average is executed so that coma aberration is proportionally distributed between the first parabolic reflector and the second parabolic reflector.
As a result, the synthetic reflector is determined.
【００２０】本発明の回転楕円面鏡は、この合成反射鏡
に近似的に一致する反射鏡である。ここでは、最初に、
点Ｍ0 を中心点とし点Ｇ1 及び点Ｇ2 を焦点とする回転
楕円面鏡を定める。ただし、点Ｇ1 は、線分Ｍ0 Ｆ1 を
点Ｆ1 方向に延長した直線上に存在する点であり、点Ｇ
2 は、線分Ｍ0 Ｆ2 を点Ｆ2 方向に延長した直線上に存
在する点である。本発明においては、このような回転楕
円面鏡と合成反射鏡とを比較することにより、点Ｆ1 及
びＦ2 に一次放射系を配置した場合にこれらの一次放射
系に対応するビームに像面湾曲及び非点収差が現れずか
つコマ収差がビーム間で按分されるための条件が定めら
れる。このようにして定められた条件に基づき各一次放
射系を配置すると、すなわち、定められた条件を満たす
点Ｆ1 及びＦ2 に一次放射系を配置すると、像面湾曲及
び非点収差といった、利得低下の要因が消失し、また、
コマ収差が按分されるため、ビーム間隔を大きくするこ
とが可能になる。The spheroidal mirror of the present invention is a reflecting mirror that approximately matches this synthetic reflecting mirror. Here, first,
A spheroidal mirror whose center is the point M 0 and whose points are the points G 1 and G 2 is determined. However, the point G 1 exists on a straight line obtained by extending the line segment M 0 F 1 in the direction of the point F 1 , and the point G 1
2 is a point existing on a straight line obtained by extending the line segment M 0 F 2 in the direction of the point F 2 . In the present invention, by comparing such a spheroidal mirror and a synthetic reflecting mirror, when the primary radiation systems are arranged at the points F 1 and F 2 , the image planes of the beams corresponding to these primary radiation systems are changed. Conditions are defined so that the curvature and the astigmatism do not appear and coma is proportionally distributed among the beams. When each primary radiation system is arranged based on the conditions thus determined, that is, when the primary radiation system is arranged at the points F 1 and F 2 which satisfy the defined conditions, gains such as field curvature and astigmatism are obtained. The factor of decrease disappeared,
Since the coma aberration is proportionally distributed, the beam interval can be increased.
【００２１】また、このように按分されるコマ収差は、
実際のビーム間隔と、幾何光学的に定まるビーム間隔の
差（ビーム偏向）を発生させる。ビーム偏向は通常１．
０〜０．７程度であるから、中心点Ｍ0 から点Ｆ1 及び
Ｆ2 を見込む角度、すなわち幾何光学的に定まるビーム
間隔を、実際のビーム間隔の１／１．０〜１／０．７倍
＝１．０〜１．４倍とすることにより、コマ収差による
ビームシフトを補償することができ、収差による利得低
下の少ないビームが所望のビーム間隔で得られる。Further, the coma aberration proportionally distributed in this manner is
A difference (beam deflection) between the actual beam interval and the beam interval determined geometrically and optically is generated. Beam deflection is usually 1.
Since it is about 0 to 0.7, the angle at which the points F 1 and F 2 are viewed from the center point M 0 , that is, the beam interval determined geometrically and optically is set to 1 / 1.0 to 1/0. By setting 7 times = 1.0 to 1.4 times, the beam shift due to the coma aberration can be compensated, and the beam in which the gain reduction due to the aberration is small can be obtained at the desired beam interval.
【００２２】さらに、本発明においては、いずれかの一
次放射系に対応するビームのヌルが、このビームの方向
と異なり干渉波が存在する特定方向に設定される。これ
により、当該特定方向の干渉波の影響が排除される。こ
こに、ビームのヌルを設定する方法としては、例えば、
ビームのヌルが当該特定方向となるよう、当該ビーム方
向及び当該特定方向を含む平面内の反射鏡の開口径を設
定する方法や、当該特定方向に当該ビームの当該特定方
向の放射パターンと等振幅・逆位相の平面波が生じるよ
う、平面波合成法を用いて回転楕円面鏡を修整し、この
平面波との合成により当該ビームのヌルを当該特定方向
とする方法がある。Further, in the present invention, the null of the beam corresponding to any of the primary radiation systems is set to a specific direction in which an interference wave exists, unlike the direction of this beam. This eliminates the influence of the interference wave in the specific direction. Here, as a method of setting the beam null, for example,
A method of setting the aperture diameter of the reflecting mirror in the plane including the beam direction and the specific direction so that the beam null is in the specific direction, and the same amplitude as the radiation pattern of the beam in the specific direction in the specific direction. - as a plane wave of opposite phase occurs, and Osamu integer rotational ellipsoidal mirror with plane wave synthesis, a null of the beam by the synthesis of this plane wave there is a method to the specific direction.
【００２３】また、本発明においては、ヘリカルアンテ
ナ及びバックファイア形アンテナのいずれかを一次放射
器とする一次放射系を使用することにより、ブロッキン
グが防止される。例えばヘリカルアンテナを一次放射器
として使用した場合、ホーンアンテナ等に比べブロッキ
ングが生じにくいから、ある一次放射系に対応するビー
ムがこの一次放射器（ヘリカルアンテナ）またはこれと
関連する部材（ステー等）により顕著にブロッキングさ
れることはない。また、後方に主ビームを放射するバッ
クファイア形アンテナを一次放射器として使用した場
合、この一次放射器（バックファイア形アンテナ）は、
ステーによるブロッキングを生じさせることなく当該ス
テーにより中心点Ｍ0 又はその近傍に支持できる。この
結果、ブロッキング防止と共に、マルチビームアンテナ
のコンパクト化が実現される。Further, in the present invention, blocking is prevented by using the primary radiation system having either the helical antenna or the backfire type antenna as the primary radiator. For example, when a helical antenna is used as a primary radiator, blocking is less likely to occur as compared with a horn antenna, so that the beam corresponding to a certain primary radiation system is the primary radiator (helical antenna) or its related members (stays, etc.). Is not significantly blocked by. When a backfire type antenna that radiates the main beam backward is used as the primary radiator, this primary radiator (backfire type antenna)
The stay can support the center point M 0 or the vicinity thereof without causing blocking by the stay. As a result, blocking is prevented and the multi-beam antenna is made compact.
【００２４】さらに、本発明においては、各一次放射系
に対応して１個ずつステーが設けられ、このステーによ
り対応する一次放射系が支持される。このように各一次
放射系毎に１個ずつステーを用いることによって、ステ
ーのブロッキングによる利得低下が低減される。Further, in the present invention, one stay is provided corresponding to each primary radiation system, and the corresponding primary radiation system is supported by this stay. By using one stay for each primary radiation system in this way, the gain reduction due to the stay blocking is reduced.
【００２５】本発明においては、ステー支持具が設けら
れる。このステー支持具は、各ステーの一次放射系側と
反対側の端部に連結され、各ステーを回転楕円面鏡に共
通支持する。この結果、ステーの支持機構が１か所にま
とまり、マルチビームアンテナの構造が簡易かつ安価と
なる。In the present invention, a stay support is provided. This stay support is connected to the end of the stay opposite to the primary radiation system side, and commonly supports each stay on the spheroidal mirror. As a result, the stay support mechanism is integrated in one place, and the structure of the multi-beam antenna becomes simple and inexpensive.
【００２６】本発明においては、ステー支持具と一体の
アンテナマウントにより、マルチビームアンテナがベラ
ンダその他の構造物に取り付けられる。従って、ステー
の支持構造及びアンテナ支持機構が１か所にまとまるた
め、マルチビームアンテナの構造が簡易かつ安価とな
る。さらに、このステー支持具は、直線Ｆ1 Ｆ2 がほぼ
水平となる状態で、中心点Ｍ0 、点Ｆ1 及びＦ2 を含む
回転楕円面鏡の対称面からみて上側に配設することがで
きる。これにより、ベランダ等の構造物から上部に張り
出す部分が小さくなり、設置の容易なマルチビームアン
テナが得られる。In the present invention, the multi-beam antenna is attached to the balcony or other structure by the antenna mount integrated with the stay support. Therefore, since the stay support structure and the antenna support mechanism are integrated in one place, the structure of the multi-beam antenna becomes simple and inexpensive. Further, this stay support may be arranged on the upper side when viewed from the plane of symmetry of the spheroidal mirror including the center point M 0 , the points F 1 and F 2 with the straight line F 1 F 2 being substantially horizontal. it can. As a result, the portion protruding from the structure such as the balcony to the upper part is reduced, and a multi-beam antenna that can be easily installed can be obtained.
【００２７】さらに、本発明においては、第１及び第２
の一次放射系が、それぞれ、回転楕円面鏡の対称面から
距離α1 又はα2 だけ離れた点Ｆ3 又は点Ｆ4 乃至その
近傍に配設される。ここにいう対称面は、中心点Ｍ0 、
点Ｆ1 及びＦ2 を含む面である。点Ｆ3 は、対称面に対
して垂直で点Ｆ1 を通るＹ1 軸に沿い、対称面から距離
α1 だけ離れた点であり、点Ｆ4 は、対称面に対して垂
直で点Ｆ2 を通るＹ2軸に沿い、対称面から距離α2 だ
け離れた点である。距離α1 及びα2 は、第１の一次放
射系に対応するビームの利得低下量Ｌ1 及び第２の一次
放射系に対応するビームの利得低下量Ｌ2 の重み付け加
算値Ｌが最小となる値に設定される。ただし、利得低下
量Ｌ1 は、第２の一次放射系及びこれに関連する部材に
よるブロッキングによる利得低下並びに第１の一次放射
系を対称面から距離α1 ずらすことにより生ずる収差に
よる利得低下の合計であり、利得低下量Ｌ2 は、第１の
一次放射系及びこれに関連する部材によるブロッキング
による利得低下並びに第２の一次放射系を対称面から距
離α2 ずらすことにより生ずる収差による利得低下の合
計である。このように利得低下量Ｌ1 及びＬ2 に適当な
重み付けを行って得られる重み付け加算値Ｌ［ｄＢ］が
最小となるよう、距離α1 及びα2 を定めると、利得低
下が２組のビームに最適な割合で配分される。Further, in the present invention, the first and second
The primary radiation system is disposed at or near the point F 3 or point F 4 which is distant from the plane of symmetry of the spheroidal mirror by a distance α 1 or α 2 , respectively. The plane of symmetry referred to here is the center point M 0 ,
It is a surface including points F 1 and F 2 . The point F 3 is a point perpendicular to the plane of symmetry and along the Y 1 axis passing through the point F 1 and separated from the plane of symmetry by a distance α 1 , and the point F 4 is perpendicular to the plane of symmetry and the point F. It is a point along the Y 2 axis passing through 2 and separated from the plane of symmetry by a distance α 2 . For the distances α 1 and α 2 , the weighted addition value L of the gain reduction amount L 1 of the beam corresponding to the first primary radiation system and the gain reduction amount L 2 of the beam corresponding to the second primary radiation system becomes the minimum. Set to the value. However, the gain reduction amount L 1 is the sum of the gain reduction due to the blocking due to the second primary radiation system and the members related thereto and the gain reduction due to the aberration caused by displacing the first primary radiation system from the plane of symmetry α 1. The gain reduction amount L 2 is the gain reduction due to the blocking due to the first primary radiation system and the members related thereto, and the gain reduction due to the aberration caused by displacing the second primary radiation system from the plane of symmetry α 2 . It is the total. In this way, if the distances α 1 and α 2 are determined so that the weighted addition value L [dB] obtained by appropriately weighting the gain reduction amounts L 1 and L 2 is set to a minimum, the gain reduction is two sets of beams. Will be distributed at the optimum rate.
【００２８】また、本発明においては、一次放射系を複
数の一次放射器を含む構成とすることができる。このよ
うにすることにより、３本以上のビームを放射するマル
チビームアンテナが得られる。加えて、各一次放射器
は、中心点Ｍ0 、点Ｆ1 及びＦ2 を含む回転楕円面鏡の
対称面上又はその近傍で、かつ点Ｆ1 の近傍に、それぞ
れ配置することができる。このようにすることにより、
直線偏波を用いた場合の交差偏波識別度が良好な第１ビ
ームの組が得られると共に、収差による利得低下が少な
く、２組のビームの間隔が大きなマルチビームアンテナ
が得られる。Further, in the present invention, the primary radiation system may be configured to include a plurality of primary radiators. By doing so, a multi-beam antenna that emits three or more beams can be obtained. In addition, each primary radiator can be arranged on or near the plane of symmetry of the ellipsoid of revolution including the center point M 0 , points F 1 and F 2 , and in the vicinity of point F 1 . By doing this,
When a linearly polarized wave is used, a set of first beams having good cross polarization discrimination can be obtained, and a multi-beam antenna in which gain reduction due to aberration is small and a distance between two sets of beams is large can be obtained.
【００２９】また、本発明は、一次放射系の構成を一次
放射器を１個含む構成としつつ、異なる方向からくる偏
波の異なる電波を選択受信できるよう、構成できる。す
なわち、一次放射器の位置を変化させる駆動装置及び当
該一次放射器の偏波面を変化させる偏波面切替装置を設
けることにより、一次放射器の位置および偏波面を切替
えることができ、これにより、異なる方向からくる偏波
の異なる電波を選択して受信できる。また、その際、マ
ルチビームアンテナに接続された受信器の放送選択手段
の動作に応じ、駆動装置及び偏波面切替装置を制御する
制御装置を設けることにより、マルチビームアンテナに
接続される受信器の放送選択手段の動きに応じ、異なる
方向からくる偏波の異なる電波のうちの任意の１つを容
易に選択して受信できる。Further, the present invention can be configured such that the primary radiation system is configured to include one primary radiator, and radio waves having different polarizations coming from different directions can be selectively received. That is, by providing a drive device that changes the position of the primary radiator and a polarization plane switching device that changes the polarization plane of the primary radiator, it is possible to switch the position and polarization plane of the primary radiator, which results in different You can select and receive radio waves with different polarizations coming from different directions. Further, at that time, by providing a control device for controlling the driving device and the polarization plane switching device according to the operation of the broadcast selection means of the receiver connected to the multi-beam antenna, the receiver connected to the multi-beam antenna It is possible to easily select and receive any one of the radio waves having different polarizations coming from different directions according to the movement of the broadcast selecting means.
【００３０】そして、本発明においては、一次放射系の
うち円偏波を受信する一次放射系が、円偏波が回転楕円
面鏡で反射された際に生ずるビームずれに応じて位置補
償された点に配置される。これにより、円偏波の電波を
良好に受信できる。In the present invention, the primary radiation system, which receives the circularly polarized wave in the primary radiation system, is position-compensated according to the beam shift that occurs when the circularly polarized wave is reflected by the spheroidal mirror. Placed at a point. As a result, circularly polarized radio waves can be received well.
【００３１】[0031]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図２５及び図２６に示される従
来例と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components as those of the conventional example shown in FIGS. 25 and 26 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００３２】実施例１ 図１には、この発明の実施例１に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。この実施例において
は、従来のパラボラ反射鏡４に代えて、回転楕円面鏡２
が用いられている。回転楕円面鏡２は、後述するパラボ
ラ反射鏡４ａ及び４ｂを加重平均した鏡面である。ホー
ン１ａ及び１ｂは、回転楕円面鏡２の中心点Ｍ0 から距
離Ｌ0 の点Ｆ1 又はＦ2 にそれぞれ配置されている。 Embodiment 1 FIG. 1 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 1 of the present invention. In this embodiment, instead of the conventional parabolic reflector 4, a spheroidal mirror 2 is used.
Is used. The spheroidal mirror 2 is a weighted average of the parabolic reflectors 4a and 4b described later. The horns 1a and 1b are arranged at points F 1 or F 2 at a distance L 0 from the center point M 0 of the spheroidal mirror 2 , respectively.
【００３３】回転楕円面鏡２は、２個の焦点Ｇ1 及びＧ
2 を有している。ホーン１ａが配置される点Ｆ1 は線分
Ｍ0 Ｇ1 上に設定し、ホーン１ｂが配置される点Ｆ2 は
線分Ｍ0 Ｇ2 上に設定する。また、回転楕円面鏡２の中
心点Ｍ0 からホーン１ａ及び１ｂまでの距離Ｌ0 は、次
の式により定める。このようにすると、ホーン１ａのビ
ーム方向３ａは図中実線で示されるような方向となり、
ホーン１ｂのビーム方向３ｂは図中破線で示されるよう
な方向となる。なお、Ｌ1 及びＬ2 は、それぞれ、回転
楕円面鏡２の中心点Ｍ0 と第１の焦点Ｇ1 又は第２の焦
点Ｇ2 との距離である。The spheroidal mirror 2 has two focal points G 1 and G 1.
Have two . The point F 1 where the horn 1a is arranged is set on the line segment M 0 G 1 , and the point F 2 where the horn 1b is arranged is set on the line segment M 0 G 2 . The distance L 0 from the center point M 0 of the spheroidal mirror 2 to the horns 1a and 1b is determined by the following formula. In this way, the beam direction 3a of the horn 1a becomes the direction shown by the solid line in the figure,
The beam direction 3b of the horn 1b is the direction shown by the broken line in the figure. Note that L 1 and L 2 are the distances between the center point M 0 of the spheroidal mirror 2 and the first focus G 1 or the second focus G 2 , respectively.
【００３４】 １／Ｌ0 ＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 （１） 図２には、実施例１の機能の詳細が示されている。この
図では、点Ｆ1 を焦点としＭ0 Ｆ2 方向を鏡軸方向とす
るパラボラ反射鏡４ａ、及び点Ｆ2 を焦点としＭ0 Ｆ1
方向を鏡軸方向とするパラボラ反射鏡４ｂを想定してい
る。回転楕円面鏡２並びにパラボラ反射鏡４ａ及び４ｂ
は、点Ｍ0 で接する。1 / L 0 = 1 / L 1 + 1 / L 2 (1) FIG. 2 shows the details of the function of the first embodiment. In this figure, a parabolic reflecting mirror 4a having a point F 1 as a focal point and a M 0 F 2 direction as a mirror axis direction, and a point F 2 as a focal point M 0 F 1
A parabolic reflector 4b whose direction is the mirror axis direction is assumed. Spherical mirror 2 and parabolic reflectors 4a and 4b
Touch at point M 0 .
【００３５】いま、ベクトルｉn 、ｊn 及びｋn によっ
て規定される右手系直交座標系Ｍ0 −ｉn ｊn ｋn を考
える。この座標系の原点は点Ｍ0 であり、ベクトルｋn
は回転楕円面鏡２の点Ｍ0 における単位法線ベクトルで
ある。ベクトルｊn は、点Ｆ1 を点Ｍ0 を中心として点
Ｆ2 方向に回転させたときに、右ネジが進む方向の単位
ベクトルである。ベクトルｉn も単位ベクトルであり、
ベクトルｊn を点Ｍ0を中心としてベクトルｋn 方向に
回転させたときに、右ネジが進む方向の単位ベクトルで
ある。[0035] Now, consider a vector i n, right-handed orthogonal coordinate system defined by the j n and k n M 0 -i n j n k n. The origin of this coordinate system is the point M 0 and the vector k n
Is a unit normal vector at the point M 0 of the spheroidal mirror 2. The vector j n is a unit vector in the direction in which the right-hand screw advances when the point F 1 is rotated around the point M 0 in the direction of the point F 2 . The vector i n is also a unit vector,
When the vector j n is rotated about the point M 0 in the vector k n direction, it is a unit vector in the direction in which the right screw advances.
【００３６】すると、座標系Ｍ0 −ｉn ｊn ｋn におけ
るパラボラ反射鏡４ａ及び４ｂの鏡面座標Ｚ1 及びＺ2
は、円筒座標成分ρ及びφを用いて、次式で与えられ
る。ただし、Ｏ（ρ4 ）はρの４次以上の項である。ま
た、θ0 はベクトルｋn の方向を基準として表した焦点
Ｇ1 及びＧ2 の方向である。[0036] Then, the coordinate system M 0 -i n j n mirror coordinates of the parabolic reflector 4a and 4b in the k n Z 1 and Z 2
Is given by the following equation using cylindrical coordinate components ρ and φ. However, O (ρ 4 ) is a term of the fourth or higher order of ρ. Further, θ 0 is the direction of the focal points G 1 and G 2 with reference to the direction of the vector k n .
【００３７】 Ｚ1 ＝ｃ2 0 ρ2 ＋ｃ3 0 ρ3 ＋Ｏ（ρ4 ） Ｚ2 ＝ｃ2 0 ρ2 −ｃ3 0 ρ3 ＋Ｏ（ρ4 ） （２） ｃ2 0 ＝（１＋ｃｏｓ2 θ0 −ｓｉｎ2 θ0 ｃｏｓ２φ） ／（８Ｌ0 ｃｏｓθ0 ） （３） ｃ3 0 ＝｛−ｓｉｎθ0 （１＋３ｃｏｓ3 θ0 ）ｃｏｓφ ＋ｓｉｎ3 θ0 ｃｏｓ３φ｝／（３２Ｌ0 2 ｃｏｓθ0 ） （４） さらに、ホーン１ａに対応したビーム３ａの開口面５を
考え、この開口面５における右手系直交座標系を定義す
る。この座標系を規定する単位ベクトルｉa 、ｊa 及び
ｋa のうち、開口面５の法線ベクトルｋa はＭ0 Ｆ2 方
向の単位ベクトルであり、開口面５は直線Ｍ0 Ｆ2 に直
交する。さらに、ベクトルｊa は、ｊa＝ｊn となるよ
う定める。ベクトルｉa は、ベクトルｊa を原点を中心
にベクトルｋa 方向に回転させた場合に右ねじが進む方
向の単位ベクトルである。Z 1 = c 2 0 ρ 2 + c 3 0 ρ 3 + O (ρ 4 ) Z 2 = c 2 0 ρ 2 −c 3 0 ρ 3 + O (ρ 4 ) (2) c 2 0 = (1 + cos 2 θ 0 −sin 2 θ 0 cos 2φ) / (8L 0 cos θ 0 ) (3) c 3 0 = {− sin θ 0 (1 + 3 cos 3 θ 0 ) cos φ + sin 3 θ 0 cos 3 φ} / (32L 0 2 cos θ 0 ) (4) Further, consider the aperture plane 5 of the beam 3a corresponding to the horn 1a, and define the right-handed orthogonal coordinate system in this aperture plane 5. Of the unit vectors i a , j a, and k a that define this coordinate system, the normal vector k a of the opening surface 5 is the unit vector in the M 0 F 2 direction, and the opening surface 5 is a straight line M 0 F 2 . Cross at right angles. Further, the vector j a is set so that j a = j n . The vector i a is a unit vector in the direction in which the right-hand screw advances when the vector j a is rotated around the origin in the vector k a direction.
【００３８】これらの座標系を想定した上で、点Ｆ1 に
置いたホーン１ａに対応するビームの開口面５における
波面収差を考える。反射鏡としてパラボラ反射鏡４ａを
用いた場合、ホーン１ａがその焦点Ｆ1 にあるため、波
面収差は０となる。逆に、反射鏡としてパラボラ反射鏡
４ｂを用いた場合、次の式で表されるような波面収差δ
ｐとなる。ただし、ｒａ及びφａは開口面５の円筒座標
成分であり、Ｏ（ｒａ4 ）はｒａの４次以上の項であ
る。また、式（５）は近似式であるが、表示の簡単化の
ため等号を用いて表している。Considering these coordinate systems, consider the wavefront aberration at the aperture plane 5 of the beam corresponding to the horn 1a placed at the point F 1 . When the parabolic reflector 4a is used as the reflector, since the horn 1a is at the focal point F 1 , the wavefront aberration becomes zero. On the contrary, when the parabolic reflector 4b is used as the reflector, the wavefront aberration δ represented by the following equation
p. However, ra and φa are cylindrical coordinate components of the opening surface 5, and O (ra 4 ) is a term of the fourth or higher order of ra. Further, although the expression (5) is an approximate expression, it is expressed by using an equal sign for simplification of display.
【００３９】 δｐ＝−２ｃｏｓθ0 （Ｚ2 −Ｚ1 ） ＝−Ｌ0 （ｔａｎθ0 ／２）ｃｏｓφａ（ｒａ／Ｌ0 ）3 ＋Ｏ（ｒａ4 ） （５） このように、波面収差δｐにおいては、ｒａの２次成分
が０となり、最低次の成分は３次のコマ収差となる。従
って、反射鏡としてパラボラ反射鏡４ａを用いた場合で
もパラボラ反射鏡４ｂを用いた場合でも、像面湾曲、非
点収差といった利得低下の主要原因となる波面収差のｒ
ａの２次成分は０となる。[0039] δp = -2cosθ 0 (Z 2 -Z 1) = -L 0 (tanθ 0/2) cosφa (ra / L 0) 3 + O (ra 4) (5) Thus, in the wavefront aberration .delta.p , Ra, the second-order component becomes 0, and the lowest-order component becomes the third-order coma aberration. Therefore, regardless of whether the parabolic reflector 4a or the parabolic reflector 4b is used as the reflecting mirror, r of the wavefront aberration, which is a main cause of the gain reduction such as field curvature and astigmatism, is obtained.
The secondary component of a is 0.
【００４０】同様の議論は、点Ｆ2 に置いたホーン１ｂ
に対応したビームについても成立する。すなわち、点Ｆ
1 を焦点としＭ0 Ｆ2 方向を鏡軸方向とするパラボラ反
射鏡４ａを用いた場合、コマ収差が波面収差の最低次の
成分となり、点Ｆ2 を焦点としＭ0 Ｆ1 方向を鏡軸方向
とするパラボラ反射鏡４ｂを用いた場合、波面収差は０
となる。A similar discussion applies to the horn 1b placed at point F 2.
Also holds for beams corresponding to. That is, point F
When the parabolic reflector 4a whose focal point is 1 and whose mirror axis direction is the M 0 F 2 direction is used, coma aberration is the lowest order component of the wavefront aberration, and the point F 2 is the focal point and the M 0 F 1 direction is the mirror axis. When the parabolic reflecting mirror 4b having the direction is used, the wavefront aberration is 0.
Becomes
【００４１】従って、パラボラ反射鏡４ａと４ｂを法線
方向に加重平均した鏡面を用いることによって、波面収
差の成分のうち像面湾曲、非点収差といった利得低下の
主要原因となる成分がなくなる。さらに、コマ収差によ
る利得低下・ビームシフトは、ホーン１ａに対応するビ
ームとホーン１ｂに対応するビームの間で按分すること
ができる。Therefore, by using the weighted and averaged mirror surfaces of the parabolic reflectors 4a and 4b in the normal direction, the components of the wavefront aberration which are the main causes of the gain reduction such as field curvature and astigmatism are eliminated. Further, the gain reduction / beam shift due to coma can be proportionally divided between the beam corresponding to the horn 1a and the beam corresponding to the horn 1b.
【００４２】ここで、ホーン１ａに対応するビームとホ
ーン１ｂに対応するビームの間のコマ収差の按分比率を
（１−ｘ）：ｘとすると、パラボラ反射鏡４ａと４ｂを
法線方向に加重平均した鏡面の鏡面座標Ｚは次式で与え
られる。ただし、Ｏ（ρ4 ）はρの４次以上の項であ
る。Here, assuming that the proportion of coma aberration between the beam corresponding to the horn 1a and the beam corresponding to the horn 1b is (1-x): x, the parabolic reflectors 4a and 4b are weighted in the normal direction. The mirror surface coordinate Z of the averaged mirror surface is given by the following equation. However, O (ρ 4 ) is a term of the fourth or higher order of ρ.
【００４３】 Ｚ＝ｘＺ1 ＋（１−ｘ）Ｚ2 ＝ｃ2 0 ρ2 ＋（２ｘ−１）ｃ3 0 ρ3 ＋Ｏ（ρ4 ） （６） 一方で、回転楕円面鏡２の鏡面座標Ｚは、Ｌ1 及びＬ2
を用いて次式で与えられる。Z = xZ 1 + (1-x) Z 2 = c 2 0 ρ 2 + (2x−1) c 3 0 ρ 3 + O (ρ 4 ) (6) On the other hand, the mirror surface of the spheroidal mirror 2 Coordinate Z is L 1 and L 2
Is given by
【００４４】 Ｚ＝ｃ2 ρ2 ＋ｃ3 ρ3 ＋Ｏ（ρ4 ） （７） ｃ2 ＝（１＋ｃｏｓ2 θ0 −ｓｉｎ2 θ0 ｃｏｓ２φ） ／（８Ｌ0bｃｏｓθ0 ） （８） ｃ3 ＝Ｌ0b（１／Ｌ1 −１／Ｌ2 ）× ｛−ｓｉｎθ0 （１＋３ｃｏｓ3 θ0 ）ｃｏｓφ ＋ｓｉｎ3 θ0 ｃｏｓ3 φ｝／（３２Ｌ0b 2 ｃｏｓθ0 ） （９） １／Ｌ0b＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 （１０） このようにパラボラ反射鏡４ａと４ｂを法線方向に加重
平均した鏡面の鏡面座標Ｚ及び回転楕円面鏡２の鏡面座
標Ｚを表した上で、式（６）と式（７）〜（１０）を比
較することにより、回転楕円面鏡２を、パラボラ反射鏡
４ａと４ｂを加重平均した鏡面を近似した鏡面、すなわ
ちコマ収差が近似的に按分された鏡面として実現するた
めの条件を定めることができる。この条件は、ρについ
ての２次と３次の項が一致する条件であり、次の式で表
される。Z = c 2 ρ 2 + c 3 ρ 3 + O (ρ 4 ) (7) c 2 = (1 + cos 2 θ 0 −sin 2 θ 0 cos 2φ) / (8L 0b cos θ 0 ) (8) c 3 = L 0b (1 / L 1 −1 / L 2 ) × {−sin θ 0 (1 + 3 cos 3 θ 0 ) cos φ + sin 3 θ 0 cos 3 φ} / (32L 0b 2 cos θ 0 ) (9) 1 / L 0b = 1 / L 1 + 1 / L 2 (10) In this way, after expressing the mirror surface coordinate Z of the mirror surface obtained by weighted average of the parabolic reflectors 4a and 4b in the normal direction and the mirror surface coordinate Z of the spheroidal mirror 2, the formula (6 ) And equations (7) to (10), the spheroidal mirror 2 is a mirror surface approximated to a weighted average of the parabolic reflectors 4a and 4b, that is, a mirror surface on which coma aberrations are approximately proportionally distributed. The conditions for realizing can be defined. This condition is a condition that the second-order and third-order terms of ρ match, and is expressed by the following equation.
【００４５】 Ｌ0b＝Ｌ0 （１１） １／Ｌ1 ＝ｘ／Ｌ0 （１２） １／Ｌ2 ＝（１−ｘ）／Ｌ0 （１３） すなわち、式（１１）〜（１３）で与えられる回転楕円
面鏡２は、近似的にコマ収差を按分した反射鏡であるこ
とがわかる。従って、この回転楕円面鏡２を用いれば、
像面湾曲、非点収差といった、利得低下の主要原因とな
る波面収差の成分がなく、しかも、コマ収差による利得
低下・ビームシフトを２本のビームの間で按分したマル
チビームアンテナが得られる。これは、従来例において
発生していた利得低下を防止できることを意味している
ため、本実施例によれば、ビーム間隔の大きなマルチビ
ームアンテナが得られる。なお、式（１２）及び（１
３）から、容易に式（１）の関係が得られる。L 0b = L 0 (11) 1 / L 1 = x / L 0 (12) 1 / L 2 = (1-x) / L 0 (13) That is, in equations (11) to (13) It can be seen that the given spheroidal mirror 2 is a reflecting mirror in which coma is approximately proportionally divided. Therefore, if this spheroidal mirror 2 is used,
It is possible to obtain a multi-beam antenna in which there are no wavefront aberration components such as field curvature and astigmatism, which are the main causes of gain reduction, and the gain reduction and beam shift due to coma aberration are proportionally distributed between the two beams. This means that the decrease in gain that occurs in the conventional example can be prevented. Therefore, according to this example, a multi-beam antenna having a large beam interval can be obtained. Note that equations (12) and (1
From the equation (3), the relation of the equation (1) can be easily obtained.
【００４６】実施例２ 図３には、この発明の実施例２に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。実施例１と同様の部材
には同一の符号が付されている。また、６ａ及び６ｂは
ホーン１ａ及び１ｂに対してそれぞれ幾何光学的に決ま
るビーム方向であり、その間隔は、点Ｍ0 から２点Ｆ1
とＦ2 を見込む角度と等しく２θ0 である。なお、Θは
実際のビーム間隔（実際のビーム方向３ａと３ｂの間
隔）を表している。 Embodiment 2 FIG. 3 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 2 of the present invention. The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. Further, 6a and 6b are beam directions determined geometrically and optics with respect to the horns 1a and 1b, respectively, and the distance between them is from point M 0 to two points F 1
That the angle a equal 2 [Theta] 0 looking into F 2. Note that Θ represents an actual beam interval (an interval between the actual beam directions 3a and 3b).
【００４７】実際のビーム方向３ａ及び３ｂは、コマ収
差により、幾何光学的に決まるビーム方向６ａ及び６ｂ
よりも内側を向く。ビーム偏光係数Θ／２θ0 は、反射
鏡（回転楕円面鏡２）の形状及び開口の振幅分布に依存
するが、通常１．０〜０．７程度である。従って、幾何
光学的に決まるビーム間隔２θ0 を所望のビーム間隔Θ
の１／１．０〜１／０．７倍程度、すなわち、１．０〜
１．４倍程度にすることによって収差によるビームシフ
トを補償し、所望のビーム間隔Θが得られる。この実施
例においては、このような条件を満たすよう、幾何光学
的に決まるビーム間隔２θ0 が設定されている。The actual beam directions 3a and 3b are geometrically and optically determined by coma.
Facing inward. The beam polarization coefficient Θ / 2θ 0 depends on the shape of the reflecting mirror (spheroidal mirror 2) and the amplitude distribution of the aperture, but is usually about 1.0 to 0.7. Therefore, the beam spacing 2θ 0 determined geometrically and optics is changed to the desired beam spacing Θ.
1 / 1.0 to 1 / 0.7 times, that is, 1.0 to
The beam shift due to the aberration is compensated by setting the ratio to about 1.4 times, and the desired beam interval Θ is obtained. In this embodiment, the beam interval 2θ 0 determined by geometric optics is set so as to satisfy such a condition.
【００４８】実施例３ 図４には、この発明の実施例３に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。実施例１又は２と同様
の部材には同一の符号が付されている。図中、７は干渉
波が存在する方向を示しており、また、８は、点Ｍ0 、
ビーム方向３ａ及び干渉波の方向７を含む平面である。 Embodiment 3 FIG. 4 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 3 of the present invention. The same members as those in Embodiment 1 or 2 are designated by the same reference numerals. In the figure, 7 indicates the direction in which the interference wave exists, and 8 indicates the point M 0 ,
It is a plane including the beam direction 3a and the interference wave direction 7.
【００４９】図５には、この実施例における平面８内で
のビームの放射パターンの例が示されている。この図に
示される放射パターンは、ホーン１ａに対応するビーム
の放射パターンである。このビームは、図に示されるよ
うに方向３ａを指向しており、干渉波が存在する方向７
はヌル（零点）となっている。すなわち、本実施例にお
いては、回転楕円面鏡２の平面８内の開口径を、方向７
がホーン１ａに対応するビームのヌルとなるように決め
ている。FIG. 5 shows an example of the radiation pattern of the beam in the plane 8 in this embodiment. The radiation pattern shown in this figure is the radiation pattern of the beam corresponding to the horn 1a. This beam is directed in the direction 3a as shown in the figure, and is in the direction 7 in which the interference wave exists.
Is null (zero point). That is, in this embodiment, the aperture diameter in the plane 8 of the spheroidal mirror 2 is set to the direction 7
Are nulls of the beam corresponding to the horn 1a.
【００５０】このように回転楕円面鏡２の平面８内の開
口径を決めると、ホーン１ａに対応するビームを用いて
方向３ａからの電波を受信する場合、方向７からくる干
渉波の影響を受けることがなくなる。従って、例えば民
間通信衛星からの電波を受信する場合、所望の衛星方向
３ａに対して、隣接する衛星方向７からの干渉がないマ
ルチビームアンテナが得られる。When the aperture diameter in the plane 8 of the spheroidal mirror 2 is determined in this way, when the radio wave from the direction 3a is received by using the beam corresponding to the horn 1a, the influence of the interference wave coming from the direction 7 is considered. I will not receive it. Therefore, for example, when receiving a radio wave from a private communication satellite, a multi-beam antenna can be obtained in which the desired satellite direction 3a does not interfere with the adjacent satellite direction 7.
【００５１】実施例４ 図６には、この発明の実施例４に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。実施例１乃至３と同様
の部材には同一の符号が付されている。この実施例にお
いては、回転楕円面鏡２に代えて、修整反射鏡９が用い
られている。修整反射鏡９は、平面波合成をするために
回転楕円面鏡を修整した反射鏡である。図７には、平面
８によるこの実施例の断面図である。この図において破
線２で示されているのは、修整前の回転楕円面鏡、すな
わち実施例１乃至３における回転楕円面鏡２である。 Embodiment 4 FIG. 6 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 4 of the present invention. The same members as those in Embodiments 1 to 3 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, instead of the rotary ellipsoidal mirror 2, Osamu Sei reflector 9 is used. Osamu Sei reflector 9 is a reflecting mirror rotation ellipsoidal mirror and integer Osamu to the plane wave synthesis. FIG. 7 is a sectional view of this embodiment along the plane 8. What is indicated by a broken line 2 in this figure, Osamu Sei previous spheroidal mirror, i.e. spheroidal mirror 2 in Example 1 to 3.
【００５２】ここで、回転楕円面鏡２上の任意の点Ｍを
考える。さらに、点Ｆ1 から点Ｍへ向う単位ベクトルｅ
ｍ、点Ｍ0 から点Ｍへ向うベクトルｓ、方向７の単位ベ
クトルｐ、点Ｍにおける回転楕円面鏡２の単位法線ベク
トルｎ、点Ｆ1 と点Ｍとの間の距離Ｌ、及び回転楕円面
鏡２に対する修整反射鏡９の−ｅｍ方向の変形量Δｒを
考える。なお、図においては、便宜上、点Ｍ及び点Ｆ1
が平面８上に存在するように描かれているが、一般には
平面８上には存在しない。Now, consider an arbitrary point M on the spheroidal mirror 2. Furthermore, the unit vector e going from the point F 1 to the point M
m 1 , vector s from point M 0 to point M, unit vector p in direction 7, unit normal vector n of spheroidal mirror 2 at point M, distance L between point F 1 and point M, and rotation consider the -e m direction deformation amount Δr of Osamu integer reflector 9 against the ellipsoidal mirror 2. In the figure, for the sake of convenience, point M and point F 1
Are depicted as lying on plane 8, but generally not on plane 8.
【００５３】回転楕円面鏡２に対する修整反射鏡９の−
ｅｍ方向の変形量Δｒは、片木、蛭子井、“平面波合成
法による成形ビームアンテナ”、信学技報、Ａ・Ｐ８３
−５０（１９８３）より、次式で与えられる。[0053] with respect to the rotational ellipsoidal mirror 2 Osamu integer reflector 9 -
deformation amount Δr of e m direction, Katagi "shaped beam antenna by a plane wave field synthesis" Ebisu well, IEICE, A · P83
From -50 (1983), it is given by the following equation.
【００５４】 Δｒ＝１／｛２ｋ（ｅｍ・ｎ）2 ｝ ・ｔａｎ-1［ａ・ｓｉｎ（φ0 ＋φ）／｛１＋ａ・ｃｏｓ（φ0 ＋φ）｝］ （１４） φ−ｋ（Ｌ−ｓ・ｐ）＝Ｃ：定数 （１５） ただし、ｋは波数、またａ及びφ0 は、合成する平面波
の相対振幅・位相を、ホーン１ａに対応するビームを基
準として表したものである。この実施例では、相対振幅
ａは、方向３ａに対する方向７の放射パターンの相対振
幅（電界真値）であり、相対位相φ0 は、方向３ａに対
する方向７の反射パターンの相対位相に１８０度を加え
た値である。[0054] Δr = 1 / {2k (e m · n) 2} · tan -1 [a · sin (φ 0 + φ) / {1 + a · cos (φ 0 + φ)}] (14) φ-k (L −s · p) = C: constant (15) where k is the wave number, and a and φ 0 are the relative amplitude and phase of the plane wave to be combined, with the beam corresponding to the horn 1a as a reference. In this embodiment, the relative amplitude a is the relative amplitude (electric field true value) of the radiation pattern in the direction 7 with respect to the direction 3a, and the relative phase φ 0 is 180 ° in the relative phase of the reflection pattern in the direction 7 with respect to the direction 3a. It is the added value.
【００５５】この実施例では、上述のように、干渉波が
存在する方向７がホーン１ａに対応するビームのヌルと
なるよう、平面波合成を用いて回転楕円面鏡２を修整
し、これにより得られる修整反射鏡９を用いているた
め、当該ビームを用いて方向３ａからの電波を受信する
場合にも方向７からくる干渉波の影響を受けない。従っ
て、例えば、民間通信衛星からの電波を受信する場合
に、所望の衛星方向３ａに対して、隣接する衛星方向７
からの干渉がないマルチビームアンテナが得られる。In this embodiment, as described above, the interference wave
The existing direction 7 is the null of the beam corresponding to the horn 1a.
The spheroidal mirror 2 using plane wave synthesis.Order
TheOrderUsing the reflector 9
To receive radio waves from the direction 3a using the beam.
Even in the case, it is not affected by the interference wave coming from the direction 7. Obey
For example, when receiving radio waves from a private communication satellite
To the desired satellite direction 3a, the adjacent satellite direction 7
A multi-beam antenna without interference from is obtained.
【００５６】なお、上記実施例４では、一方向にヌルを
つくるように平面波合成を行っているが、片木、蛭子
井、“平面波合成法による成形ビームアンテナ”、信学
技報、Ａ・Ｐ８３−５０（１９８３）に示されているよ
うに、複数方向にヌルをつくるように平面波合成を行う
こともできる。In the fourth embodiment, plane wave synthesis is performed so as to create a null in one direction, but Kataki, Ebisui, "Shaped beam antenna by plane wave synthesis method", IEICE Technical Report, A. As shown in P83-50 (1983), plane wave synthesis can be performed so as to create nulls in a plurality of directions.
【００５７】実施例５ 図８には、この発明の実施例５に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。実施例１乃至４と同様
の部材には同一の符号が付されている。この実施例にお
いては、２個の一次放射系１０ａ及び１０ｂが使用され
ている。一次放射系１０ａは点Ｆ1 に、一次放射系１０
ｂは点Ｆ2 に、それぞれ配置されている。一次放射系１
０ａは２個のホーン１ａから、一次放射系１０ｂは２個
のホーン１ｂから、それぞれ構成されている。また、こ
れらのホーン１ａ及び１ｂは、点Ｆ1 及びＦ2 を通る回
転楕円面鏡２の対称面１１上に配置されている。 Embodiment 5 FIG. 8 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 5 of the present invention. The same members as those in Embodiments 1 to 4 are designated by the same reference numerals. In this example, two primary radiation systems 10a and 10b are used. The primary radiation system 10a is connected to the point F 1 by the primary radiation system 10a.
b is located at the point F 2 . Primary radiation system 1
0a is composed of two horns 1a, and the primary radiation system 10b is composed of two horns 1b. Further, these horns 1a and 1b are arranged on the symmetry plane 11 of the spheroidal mirror 2 passing through the points F 1 and F 2 .
【００５８】この実施例においては、一次放射系１０ａ
及び１０ｂをそれぞれ複数のホーンによって構成してい
るため、ビームを３本以上とすることができる。さら
に、各一次放射系１０ａ及び１０ｂをそれぞれ点Ｆ1 又
はＦ2 に配置しているため、収差による利得低下が少な
く、ビーム間隔の大きなマルチビームアンテナが得られ
る。In this embodiment, the primary radiation system 10a
Since 10 and 10b are each composed of a plurality of horns, the number of beams can be three or more. Further, since the respective primary radiation systems 10a and 10b are respectively arranged at the points F 1 or F 2 , a gain decrease due to aberration is small and a multi-beam antenna having a large beam interval can be obtained.
【００５９】実施例６ 図９には、この発明の実施例６に係るマルチビームアン
テナの概略構成が示されている。実施例１乃至５と同様
の部材には同一の符号が付されている。この実施例にお
いては、一次放射器としてヘリカルアンテナ１２ａ及び
１２ｂが用いられている。 Embodiment 6 FIG. 9 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 6 of the present invention. The same members as those in Embodiments 1 to 5 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, helical antennas 12a and 12b are used as primary radiators.
【００６０】ここに、先の各実施例において用いられて
いたホーン１ａ及び１ｂの開口径は、通常、数波長程度
である。これに対して、ヘリカルアンテナ１２ａ及び１
２ｂの地板の直径は１波長程度である。従って、この実
施例のように一次放射器としてヘリカルアンテナ１２ａ
及び１２ｂを用いることにより、一次放射器によるブロ
ッキングを防止でき、ブロッキングによる利得低下を低
減できる。Here, the opening diameter of the horns 1a and 1b used in each of the above-described embodiments is usually about several wavelengths. On the other hand, the helical antennas 12a and 1
The diameter of the ground plane of 2b is about one wavelength. Therefore, the helical antenna 12a is used as the primary radiator as in this embodiment.
And 12b can prevent blocking by the primary radiator and reduce gain reduction due to blocking.
【００６１】実施例７ 図１０には、この発明の実施例７に係るマルチビームア
ンテナの概略構成が示されている。実施例１乃至６と同
様の部材には同一の符号が付されている。この実施例に
おいては、一次放射器としてバックファイア形アンテナ
１３ａ及び１３ｂが用いられている。バックファイア形
アンテナ１３ａ及び１３ｂの主ビームは１４ａ及び１４
ｂで示されている。バックファイア形アンテナ１３ａ及
び１３ｂは、点Ｍ0 近傍に接続されたステー１５ａ及び
１５ｂによって、支持されている。 Embodiment 7 FIG. 10 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 7 of the present invention. The same members as those in Embodiments 1 to 6 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, backfire type antennas 13a and 13b are used as primary radiators. The main beams of the backfire antennas 13a and 13b are 14a and 14
It is indicated by b. The backfire antennas 13a and 13b are supported by stays 15a and 15b connected near the point M 0 .
【００６２】このように、本実施例においては、一次放
射器として図示されるような主ビーム１４ａ及び１４ｂ
を有するバックファイア形アンテナ１３ａ及び１３ｂを
用いているため、一次放射器の放射を妨げることなく、
ステー１５ａ及び１５ｂを反射鏡の中心点Ｍ0 近傍に接
続でき、コンパクトな構造のマルチビームアンテナが得
られる。Thus, in this embodiment, the main beams 14a and 14b as illustrated as the primary radiators.
Since the backfire type antennas 13a and 13b having are used, the radiation of the primary radiator is not hindered,
The stays 15a and 15b can be connected in the vicinity of the center point M 0 of the reflecting mirror, and a compact multi-beam antenna can be obtained.
【００６３】実施例８ 図１１には、この発明の実施例８に係るマルチビームア
ンテナの概略構成が示されている。特に図１１（ａ）は
斜視図であり、図１１（ｂ）は回転楕円面鏡２の中心点
Ｍ0 における法線方向から見た平面図である。実施例１
乃至７と同様の部材には同一の符号が付されている。こ
の実施例においては、ホーン１ａ及び１ｂが一次放射系
１０ａ又は１０ｂとして使用されている。ホーン１ａ及
び１ｂは、それぞれステー１５ａ又は１５ｂによって支
持されている。各ステー１５ａ及び１５ｂは、回転楕円
面鏡２に対して所定位置となるよう、対応するホーン１
ａ又は１ｂを支持している。 Embodiment 8 FIG. 11 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 8 of the present invention. In particular, FIG. 11A is a perspective view, and FIG. 11B is a plan view seen from the direction normal to the center point M 0 of the spheroidal mirror 2. Example 1
The same members as those in FIGS. In this embodiment, horns 1a and 1b are used as the primary radiation system 10a or 10b. The horns 1a and 1b are supported by stays 15a and 15b, respectively. Each of the stays 15a and 15b is placed in a predetermined position with respect to the spheroidal mirror 2, and the corresponding horn 1 is provided.
It supports a or 1b.
【００６４】この実施例においては、ステーの本数を一
次放射系１個当たり１本に抑制しているため、他の一次
放射系に対応したビームがステーによりブロッキングさ
れにくくなり、ブロッキングによる利得低下を最小限に
抑えることができる。なお、実施例５と同様に、各一次
放射系を複数のホーンから構成する場合にもこの実施例
のステー構造を使用できる。In this embodiment, since the number of stays is suppressed to one per primary radiation system, beams corresponding to other primary radiation systems are less likely to be blocked by the stays, and the gain reduction due to blocking is prevented. Can be kept to a minimum. As in the fifth embodiment, the stay structure of this embodiment can be used when each primary radiation system is composed of a plurality of horns.
【００６５】実施例９ 図１２には、この発明の実施例９に係るマルチビームア
ンテナの概略構成が示されている。特に図１２（ａ）は
斜視図、図１２（ｂ）は回転楕円面鏡２の中心点Ｍ0 に
おける法線方向から見た平面図である。実施例１乃至８
と同様の部材には同一の符号が付されている。この実施
例においては、ステー１５ａ及び１５ｂが、ステー支持
具１６によって、回転楕円面鏡２に支持されている。 Embodiment 9 FIG. 12 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 9 of the present invention. In particular, FIG. 12A is a perspective view, and FIG. 12B is a plan view seen from the direction normal to the center point M 0 of the spheroidal mirror 2. Examples 1 to 8
The same members are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the stays 15 a and 15 b are supported by the spheroidal mirror 2 by stay supports 16.
【００６６】ステー支持具１６は、いずれのビームもブ
ロッキングしないよう、回転楕円面鏡２に固定されてい
る。ホーン１ａ及び１ｂを支持する２本のステー１５ａ
及び１５ｂの、ホーン１ａ又は１ｂと反対側の端部は、
回転楕円面鏡２に固定された共通のステー支持具１６に
接続されている。The stay support 16 is fixed to the spheroidal mirror 2 so as not to block any of the beams. Two stays 15a supporting the horns 1a and 1b
And 15b, the ends on the side opposite to the horn 1a or 1b,
It is connected to a common stay support 16 fixed to the spheroidal mirror 2.
【００６７】この実施例においては、実施例８と同様な
効果を得られると共に、ステー１５ａ及び１５ｂを共通
のステー支持具１６に接続するため、ステーａ及び１５
ｂの支持機構が１か所にまとまり、従って構造が簡易で
安価なマルチビームアンテナを得ることができる。In this embodiment, the same effects as those of the eighth embodiment can be obtained, and since the stays 15a and 15b are connected to the common stay support member 16, the stays a and 15 are connected.
Since the support mechanism of b is integrated in one place, it is possible to obtain a multi-beam antenna that is simple in structure and inexpensive.
【００６８】実施例１０ 図１３には、この発明の実施例１０に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。特に図１３（ａ）
はベランダ等の構造物１８に設置した場合の斜視図、図
１３（ｂ）は直線Ｆ1 Ｆ2 方向から見た側面図である。
実施例１乃至９と同様の部材には同一の符号が付されて
いる。この実施例においては、本実施例のマルチビーム
アンテナをベランダその他の構造物１８に取り付けるた
め、１７で示されるようなアンテナマウント１７が設け
られている。 Embodiment 10 FIG. 13 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 10 of the present invention. Especially FIG. 13 (a)
Is a perspective view when installed on a structure 18 such as a veranda, and FIG. 13B is a side view seen from the direction of the straight line F 1 F 2 .
The same members as those in Embodiments 1 to 9 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, an antenna mount 17 as shown by 17 is provided in order to attach the multi-beam antenna of this embodiment to a veranda or other structure 18.
【００６９】この実施例においては、実施例９と同様な
効果が得られると共に、ステー支持具１６とアンテナマ
ウント１７とを一体に構成しているため、ステー１５ａ
及び１５ｂの支持機構及びアンテナ支持機構が１か所に
まとまり、構造が簡易で安価なマルチビームアンテナが
得られる。In this embodiment, the same effect as that of the ninth embodiment can be obtained, and since the stay support 16 and the antenna mount 17 are integrally formed, the stay 15a is formed.
The support mechanism of 15 and 15b and the antenna support mechanism are integrated in one place, and a multi-beam antenna with a simple structure and low cost can be obtained.
【００７０】実施例１１ 図１４には、この発明の実施例１１に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。特に図１４（ａ）
はベランダ等の構造物１８に設置した場合の斜視図、図
１４（ｂ）は直線Ｆ1 Ｆ2 方向から見た側面図である。
実施例１乃至１０と同様の部材には同一の符号が付され
ている。この実施例は、直線Ｆ1 Ｆ2 がほぼ水平となる
ように設置されている。アンテナマウント１７と一体構
成されたステー支持具１６は、回転楕円面鏡２の対称面
１１より上方に、いずれのビームもブロッキングしない
よう固定されている。 Embodiment 11 FIG. 14 shows a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 11 of the present invention. In particular, FIG. 14 (a)
Is a perspective view when installed on a structure 18 such as a veranda, and FIG. 14B is a side view seen from the direction of the straight line F 1 F 2 .
The same members as those in Embodiments 1 to 10 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the straight line F 1 F 2 is installed so as to be substantially horizontal. The stay support 16 integrally formed with the antenna mount 17 is fixed above the symmetry plane 11 of the spheroidal mirror 2 so as not to block any beam.
【００７１】この実施例においては、実施例１０と同様
な効果が得られると共に、アンテナマウント１７と一体
で構成されたステー支持具１６が、回転楕円面鏡２の対
称面１１より上方に固定されているため、該マルチビー
ムアンテナをベランダその他の構造物１８に設置した場
合に上部に張り出す部分が少なくなり、設置の容易さ、
及び美観の点において良好なマルチビームアンテナが得
られる。In this embodiment, the same effect as that of the tenth embodiment can be obtained, and the stay support 16 integrated with the antenna mount 17 is fixed above the symmetry plane 11 of the spheroidal mirror 2. Therefore, when the multi-beam antenna is installed on a veranda or other structure 18, a part protruding to the upper part is reduced, which facilitates installation.
Also, a good multi-beam antenna can be obtained in terms of aesthetics.
【００７２】実施例１２ 図１５には、この発明の実施例１２に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。特に図１５（ａ）
は対象面１１の法線方向から見た側面図、図１５（ｂ）
は直線Ｍ0 Ｆ1 方向から見た平面図、図１５（ｃ）は直
線Ｍ0 Ｆ2 方向から見た平面図である。実施例１乃至１
１と同様の部材には同一の符号が付されている。この実
施例では、一次放射器たるホーン１ａが、焦点Ｆ1 に配
置されるのではなく、この点Ｆ1 からＹ1 軸に沿い距離
α1 だけ離れた点Ｆ3 に配置されている。Ｙ1 軸は、点
Ｆ1 を通り対称面１１に垂直な軸である。同様に、一次
放射器たるホーン１ｂも、焦点Ｆ2 に配置されるのでは
なく、この点Ｆ2 からＹ2軸に沿い距離α2 だけ離れた
点に配置されている。Ｙ2 軸は、点Ｆ2 を通り対称面１
１に垂直な軸である。 Embodiment 12 FIG. 15 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 12 of the present invention. In particular, FIG. 15 (a)
Is a side view seen from the normal direction of the target surface 11, FIG.
Is a plan view seen from the straight line M 0 F 1 direction, and FIG. 15C is a plan view seen from the straight line M 0 F 2 direction. Examples 1 to 1
The same members as those in 1 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the primary radiator serving horn 1a is, rather than being disposed at the focal F 1, are arranged from the point F 1 a distance alpha 1 apart points F 3 along the Y 1 axis. The Y 1 axis is an axis that passes through the point F 1 and is perpendicular to the plane of symmetry 11. Similarly, the primary radiator serving horn 1b, rather than being disposed at the focal F 2, are arranged in a point at a distance alpha 2 along from this point F 2 to Y 2 axis. The Y 2 axis passes through the point F 2 and the plane of symmetry 1
It is the axis perpendicular to 1.
【００７３】図１６には、上述の距離α1 及びα2 に対
する利得低下量Ｌ1 ［ｄＢ］（＞０）及びＬ2 ［ｄＢ］
（＞０）の関係が示されている。特に図１６（ａ）は、
距離α2 を一定とした場合のホーン１ａに対応するビー
ムの距離α1 に対する利得低下量Ｌ1 の関係を、距離α
2 を一定として示した図である。また、図１６（ｂ）
は、距離α1 及びα2 から構成される平面上で、各ビー
ムの利得低下量の重み付き和Ｌ＝ｗ1 Ｌ1 ＋ｗ2 Ｌ
2 を、等高線表示した図である。In FIG. 16, the gain reduction amounts L 1 [dB] (> 0) and L 2 [dB] with respect to the distances α 1 and α 2 described above.
The relationship of (> 0) is shown. In particular, FIG. 16 (a)
The relationship between the gain reduction amount L 1 and the distance α 1 of the beam corresponding to the horn 1a when the distance α 2 is constant is
It is the figure which showed 2 as fixed. Also, FIG. 16 (b)
Is a weighted sum of gain reduction amounts of the respective beams on a plane composed of the distances α 1 and α 2 L = w 1 L 1 + w 2 L
FIG. 2 is a view showing 2 in contour lines.
【００７４】まず、図１６（ａ）に示されるように距離
α2 を一定とした場合、ホーン１ａを図１５のＹ1 軸に
沿って点Ｆ1 から変位させることにより、ホーン１ａに
対応するビームの利得低下量のうちホーン１ｂ及びステ
ー１５ｂのブロッキングにより生じる成分が減少する。
その反面、収差による利得低下量は増加する。従って、
利得低下量Ｌ1 は、ある距離α1 において最小となる。
距離α2 と利得低下量Ｌ2 についても同様の関係があ
る。First, when the distance α 2 is constant as shown in FIG. 16A, the horn 1a is displaced from the point F 1 along the Y 1 axis of FIG. 15 to correspond to the horn 1a. Of the beam gain reduction amount, the component generated by the blocking of the horn 1b and the stay 15b is reduced.
On the other hand, the amount of gain reduction due to aberration increases. Therefore,
The amount of gain reduction L 1 becomes the minimum at a certain distance α 1 .
The same relationship holds for the distance α 2 and the gain reduction amount L 2 .
【００７５】本実施例は、図１６（ｂ）に示される重み
付き和Ｌが最小となるよう、距離α1 及びα2 を定め、
定めた距離α1 及びα2 に応じてホーン１ａ及び１ｂを
配置する点を特徴としている。ここに、重みｗ1 、ｗ2
は、対応するビームの所望利得の差に応じて決まる。例
えば、ホーン１ａに対応するビームを用いて通信衛星か
らの電波を受信し、ホーン１ｂに対応するビームを用い
て放送衛星からの電波を受信する用途に本実施例を適用
する場合、通常、通信衛星からの電波が放送衛星からの
電波に比べて弱いから、ホーン１ａに対応するビームの
所望利得は、ホーン１ｂに対応するビームの所望利得よ
りも高くなる。この場合、利得低下量Ｌ1 の重みｗ1 は
利得低下量Ｌ2 の重みｗ2 より大きくする。In the present embodiment, the distances α 1 and α 2 are set so that the weighted sum L shown in FIG.
The feature is that the horns 1a and 1b are arranged according to the determined distances α 1 and α 2 . Here, the weights w 1 and w 2
Depends on the desired gain difference of the corresponding beams. For example, when the present embodiment is applied to an application in which a beam corresponding to the horn 1a is used to receive a radio wave from a communication satellite and a beam corresponding to the horn 1b is used to receive a radio wave, a communication is normally performed. Since the radio wave from the satellite is weaker than the radio wave from the broadcasting satellite, the desired gain of the beam corresponding to the horn 1a is higher than the desired gain of the beam corresponding to the horn 1b. In this case, the weight w 1 of the gain reduction amount L 1 is greater than the weight w 2 of the gain reduction amount L 2.
【００７６】この様に、本実施例においては、２本のビ
ームの利得低下量Ｌ1 及びＬ2 の重み付き和Ｌ＝ｗ1 Ｌ
1 ＋ｗ2 Ｌ2 が最小となるよう距離α1 及びα2 を定め
ているため、利得低下を各ビームの所望利得に応じて各
ビームに最適な割合で配分したマルチビームアンテナが
得られる。As described above, in this embodiment, the weighted sum L = w 1 L of the gain reduction amounts L 1 and L 2 of the two beams is used.
Since the distances α 1 and α 2 are set so that 1 + w 2 L 2 is minimized, it is possible to obtain a multi-beam antenna in which the gain reduction is distributed to each beam in an optimum ratio according to the desired gain of each beam.
【００７７】実施例１３ 図１７には、この発明の実施例１３に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。特に図１７（ａ）
は対称面１１における断面図、図１７（ｂ）はＦ2 Ｍ0
方向から見た正面図である。実施例１乃至１２と同様の
部材には同一の符号が付されている。この実施例では、
一次放射系１０ａがホーン１ａ及び１ｃにより構成され
ており、一次放射系１０ｂがホーン１ｂにより構成され
ている。ホーン１ａ及び１ｃはいずれも点Ｆ1 近傍かつ
対称面１１近傍に配置され、ホーン１ｂは点Ｆ2 近傍に
配置される。 Embodiment 13 FIG. 17 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 13 of the present invention. Especially FIG. 17 (a)
Is a cross-sectional view of the plane of symmetry 11, and FIG. 17B is F 2 M 0.
It is the front view seen from the direction. The same members as those in Embodiments 1 to 12 are designated by the same reference numerals. In this example,
The primary radiation system 10a is composed of horns 1a and 1c, and the primary radiation system 10b is composed of horn 1b. The horns 1a and 1c are both arranged near the point F 1 and the symmetry plane 11, and the horn 1b is arranged near the point F 2 .
【００７８】図１８には、地上から見た静止衛星軌道２
０が示されている。この軌道２０上には、３個の静止衛
星１９ａ〜１９ｃが位置している。これらのうち静止衛
星１９ａ及び１９ｃは、例えば、図１７のホーン１ａ及
び１ｃにそれぞれ対応する通信衛星であり、静止衛星１
９ｂはホーン１ｂに対応する放送衛星である。静止衛星
１９ａ及び１９ｃは互いに近接しており、また、いずれ
も回転楕円面鏡２の対称面１１上又はその近傍に位置し
ている。また、ホーン１ａ及び１ｃに対応するビームと
ホーン１ｂに対応するビームの間隔は大きい。従って、
３個の静止衛星１９ａ〜１９ｃは２群にわかれていると
いえる。FIG. 18 shows the geostationary satellite orbit 2 viewed from the ground.
0 is shown. On this orbit 20, three geostationary satellites 19a to 19c are located. Of these, the geostationary satellites 19a and 19c are, for example, communication satellites corresponding to the horns 1a and 1c of FIG. 17, respectively.
Reference numeral 9b is a broadcasting satellite corresponding to the horn 1b. The geostationary satellites 19a and 19c are close to each other, and both are located on or near the symmetry plane 11 of the spheroidal mirror 2. The distance between the beams corresponding to the horns 1a and 1c and the beam corresponding to the horn 1b is large. Therefore,
It can be said that the three geostationary satellites 19a to 19c are divided into two groups.
【００７９】本実施例においては、図１７に示されるよ
うに、一次放射系１０ａを構成するホーン１ａ及び１ｃ
が点Ｆ1 近傍に配置され、一次放射系１０ｂを構成する
ホーン１ｂが点Ｆ2 近傍に配置される。従って、ホーン
１ａ及び１ｃに対応したビームとして、直線偏波を用い
た場合に交差偏波識別度が良好となるビームが得られ、
隣接衛星による干渉を低減できると共に、収差による利
得低下が少なく、２組のビームの間隔が大きなマルチビ
ームアンテナが得られる。In the present embodiment, as shown in FIG. 17, horns 1a and 1c which compose the primary radiation system 10a.
Is arranged near the point F 1 , and the horn 1b forming the primary radiation system 10b is arranged near the point F 2 . Therefore, as a beam corresponding to the horns 1a and 1c, a beam having a good cross polarization discrimination degree is obtained when linear polarization is used,
A multi-beam antenna in which interference from adjacent satellites can be reduced, gain reduction due to aberrations is small, and the distance between two sets of beams is large can be obtained.
【００８０】実施例１４ 図１９には、この発明の実施例１４に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。特に図１９（ａ）
は対称面１１における断面図、図１９（ｂ）はＦ2 Ｍ0
方向から見た正面図である。実施例１乃至１３と同様の
部材には同一の符号が付されている。この実施例では、
実施例１３における一次放射系１０ａを４個のホーン１
ａ及び１ｃ〜１ｅから構成されている。ホーン１ａ及び
１ｃ〜１ｅはいずれも点Ｆ1 近傍かつ対称面１１近傍に
配置され、ホーン１ｂは点Ｆ2 近傍に配置される。 Embodiment 14 FIG. 19 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 14 of the present invention. In particular, FIG. 19 (a)
Is a cross-sectional view at the plane of symmetry 11, and FIG. 19B is F 2 M 0.
It is the front view seen from the direction. The same members as those in Examples 1 to 13 are designated by the same reference numerals. In this example,
The primary radiating system 10a according to the thirteenth embodiment includes four horns 1.
a and 1c to 1e. The horns 1a and 1c to 1e are all arranged near the point F 1 and the symmetry plane 11, and the horn 1b is arranged near the point F 2 .
【００８１】図２０には、地上から見た静止衛星軌道２
０が示されている。この軌道２０上には、５個の静止衛
星１９ａ〜１９ｅが位置している。これらのうち静止衛
星１９ａ及び１９ｃ〜１９ｅは、例えば、図１９のホー
ン１ａ及び１ｃ〜１ｅにそれぞれ対応する通信衛星であ
る。静止衛星１９ａ及び１９ｃ〜１９ｅは互いに近接し
ており、また、いずれも回転楕円面鏡２の対称面１１上
又はその近傍に位置している。また、ホーン１ａ及び１
ｃ〜１ｅに対応するビームとホーン１ｂに対応するビー
ムの間隔は大きい。従って、５個の静止衛星１９ａ〜１
９ｅは２群にわかれているといえる。FIG. 20 shows the geostationary satellite orbit 2 viewed from the ground.
0 is shown. Five geostationary satellites 19a to 19e are located on the orbit 20. Among these, the geostationary satellites 19a and 19c to 19e are communication satellites corresponding to, for example, the horns 1a and 1c to 1e in FIG. The geostationary satellites 19a and 19c to 19e are close to each other, and all are located on the symmetry plane 11 of the spheroidal mirror 2 or in the vicinity thereof. Also, the horns 1a and 1
The distance between the beam corresponding to c-1e and the beam corresponding to the horn 1b is large. Therefore, five geostationary satellites 19a-1
It can be said that 9e is divided into two groups.
【００８２】このように、一次放射系１０ａを２個以上
の、例えば４個のホーンから構成した場合にも、実施例
１３と同様の効果がえられる。As described above, even when the primary radiation system 10a is composed of two or more horns, for example, four horns, the same effect as that of the thirteenth embodiment can be obtained.
【００８３】実施例１５ 図２１には、この発明の実施例１５に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。実施例１乃至１４
と同様の部材には同一の符号が付されている。この実施
例では、駆動装置２１たる回転機構がステー１５ａとス
テー支持具１６との接続部分付近に設けられており、ホ
ーン１ａをステー１５ａごと駆動することができる。こ
れにより、一次放射器であるホーン１ａの位置を変える
ことができる。また、ホーン１ａの偏波面を変えるた
め、偏波面切替装置２２が設けられている。 Embodiment 15 FIG. 21 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 15 of the present invention. Examples 1 to 14
The same members are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the rotation mechanism serving as the drive device 21 is provided near the connecting portion between the stay 15a and the stay support 16, and the horn 1a can be driven together with the stay 15a. As a result, the position of the horn 1a, which is the primary radiator, can be changed. A polarization plane switching device 22 is provided to change the polarization plane of the horn 1a.
【００８４】この実施例においては、一次放射系１０ａ
が１個のホーン１ａからなるにもかかわらず、ホーン１
ａの位置及び偏波面を切替えることにより、異なる方向
から到来する異なる偏波の電波を選択して受信できる。
一次放射系１０ａを複数のホーンで構成した場合に比べ
て、一次放射系１０ｂに対応したビームの利得のホーン
１ａのブロッキングに起因した低下を、低減することが
できる。In this embodiment, the primary radiation system 10a
Although it consists of one horn 1a,
By switching the position of a and the plane of polarization, it is possible to select and receive radio waves of different polarizations coming from different directions.
As compared with the case where the primary radiation system 10a is composed of a plurality of horns, the decrease in the gain of the beam corresponding to the primary radiation system 10b due to the blocking of the horn 1a can be reduced.
【００８５】実施例１６ 図２２には、この発明の実施例１６に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。実施例１乃至１５
と同様の部材には同一の符号が付されている。この実施
例では、駆動装置２１たるスライド機構がホーン１ａと
ステー１５ａとの接続部分に設けられており、ホーン１
ａをスライドさせることができる。これにより、一次放
射器であるホーン１ａの位置を変えることができる。ま
た、ホーン１ａの偏波面を変えるため、偏波面切替装置
２２が設けられている。従って、実施例１５と同様の効
果を得ることができる。 Embodiment 16 FIG. 22 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 16 of the present invention. Examples 1 to 15
The same members are designated by the same reference numerals. In this embodiment, a slide mechanism, which is the drive device 21, is provided at the connecting portion between the horn 1a and the stay 15a.
a can be slid. As a result, the position of the horn 1a, which is the primary radiator, can be changed. A polarization plane switching device 22 is provided to change the polarization plane of the horn 1a. Therefore, the same effect as that of the fifteenth embodiment can be obtained.
【００８６】実施例１７ 図２３には、この発明の実施例１７に係るマルチビーム
アンテナの概略構成が示されている。実施例１乃至１６
と同様の部材には同一の符号が付されている。この実施
例では、制御装置２３によって、駆動装置２１及び偏波
面切替装置２２双方が制御される。また、制御装置２３
は、受信器の放送選択手段２４の動作に応じて動作す
る。 Embodiment 17 FIG. 23 shows a schematic structure of a multi-beam antenna according to Embodiment 17 of the present invention. Examples 1 to 16
The same members are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the control device 23 controls both the drive device 21 and the polarization plane switching device 22. In addition, the control device 23
Operates according to the operation of the broadcast selection means 24 of the receiver.
【００８７】この実施例においては、受信器の放送選択
手段２４の動作に応じて制御装置２３を動作させ、これ
により駆動装置２１及び偏波面切替装置２２双方を制御
してホーン１ａ及び偏波面切替装置２２を動作させるた
め、異なる方向から到来する互いに異なる偏波の電波の
うち、任意の１個を容易に選択して受信できる。In this embodiment, the control device 23 is operated according to the operation of the broadcast selection means 24 of the receiver, thereby controlling both the drive device 21 and the polarization plane switching device 22 to switch the horn 1a and the polarization plane. Since the device 22 is operated, it is possible to easily select and receive any one of radio waves of different polarizations coming from different directions.
【００８８】実施例１８ 図２４には、この発明の実施例１８に係るマルチビーム
アンテナの放射パターンが示されている。特に図２４
（ａ）は直線偏波、図２４（ｂ）は円偏波の場合の、放
射パターンを示す図である。ただし、これらの放射パタ
ーンは、対称面１１に垂直でかつビームのピークを含む
面内における放射パターンである。図において２５は主
偏波の振幅、２６は交差偏波の振幅である。 Embodiment 18 FIG. 24 shows a radiation pattern of a multi-beam antenna according to Embodiment 18 of the present invention. Especially FIG. 24
FIG. 24A is a diagram showing a radiation pattern in the case of linear polarization, and FIG. 24B is a diagram showing a radiation pattern in the case of circular polarization. However, these radiation patterns are radiation patterns in the plane perpendicular to the plane of symmetry 11 and including the peak of the beam. In the figure, 25 is the amplitude of the main polarization, and 26 is the amplitude of the cross polarization.
【００８９】一般に、オフセット型の回転二次曲面を反
射鏡として用いると、その鏡面の非対称性のため、直線
偏波に対しては、図２４（ａ）に示すように、ビームの
ピークを中心に正偏波の位相と比べて−９０°か＋９０
°の位相を有する交差偏波が発生する。一方、円偏波に
対しては、図２４（ｂ）に示すように、交差偏波は生じ
ず、かわりに正偏波において角度Δだけビームずれを生
ずる。本実施例においては、円偏波を受信する一次放射
器（ホーン１ａ又は１ｂ）を、このビームずれに応じて
位置補償された点に配置する。Generally, when an offset type rotating quadric surface is used as a reflecting mirror, the peak of the beam is centered on the linearly polarized wave as shown in FIG. -90 ° or +90 compared to the phase of the normal polarization
Cross polarization with a phase of ° is generated. On the other hand, for circularly polarized waves, as shown in FIG. 24B, cross polarization does not occur, and instead, beam deviation occurs in the normal polarization by the angle Δ. In the present embodiment, a primary radiator (horn 1a or 1b) that receives circularly polarized waves is arranged at a point whose position is compensated according to this beam shift.
【００９０】この実施例においては、円偏波が回転楕円
面鏡２で反射された際に生ずるビームずれに応じて位置
補償された点に、一次放射器を配置することにより、円
偏波の電波を良好に受信できる。In this embodiment, by arranging the primary radiator at the point where the position of the circularly polarized wave is compensated according to the beam shift generated when the circularly polarized wave is reflected by the spheroidal mirror 2, the circularly polarized wave Can receive radio waves satisfactorily.
【００９１】その他 なお、本発明は以上の各実施例に係る構成に限定される
ものではない。例えば、各実施例を好適に組み合わせる
ことも可能である。 Others The present invention is not limited to the configurations according to the above embodiments. For example, it is also possible to suitably combine the respective embodiments.
【００９２】[0092]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２個のパラボラ反射鏡を中心点Ｍ0 にて法線方向に加重
平均して得られる反射鏡に近似し、２個の焦点Ｇ1 及び
Ｇ2 を有する回転楕円面鏡を反射鏡として用いるととも
に、第１及び第２の一次放射系を、回転楕円面鏡の中心
点Ｍ0 からみて焦点Ｇ1 又はＧ2 方向にあり中心点Ｍ0
からの距離が１／Ｌ0 ＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 で定まるＬ
0 である点Ｆ1 及び点Ｆ2 又はその近傍に配置するよう
にしたため、収差による利得低下が少なく、ビーム間隔
の大きなマルチビームアンテナが得られる。その際、各
ビームに按分されるコマ収差を見込んで、幾何光学的に
定まるビーム間隔を実際のビーム間隔の１／１．０〜１
／０．７倍＝１．０〜１．４倍とすることにより、コマ
収差によるビームシフトを補償することができ、収差に
よる利得低下の少ないビームが所望のビーム間隔で得ら
れる。As described above, according to the present invention,
The two parabolic reflectors are approximated to weighted averages in the normal direction at the center point M 0, and a spheroidal mirror having two focal points G 1 and G 2 is used as the reflector. , The first and second primary radiation systems are in the direction of the focal point G 1 or G 2 when viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror, and the center point M 0.
L is determined by the distance from 1 / L 0 = 1 / L 1 + 1 / L 2.
Since they are arranged at the point F 1 and the point F 2 which are 0 or in the vicinity thereof, a multi-beam antenna with a small gain reduction due to aberration and a large beam interval can be obtained. At that time, considering the coma aberration that is apportioned to each beam, the beam interval determined geometrically and optically is 1 / 1.0-1 of the actual beam interval.
By setting /0.7 times = 1.0 to 1.4 times, the beam shift due to the coma aberration can be compensated, and a beam with a small gain reduction due to the aberration can be obtained at a desired beam interval.
【００９３】さらに、本発明によれば、いずれかの一次
放射系に対応するビームのヌルを、このビームの方向と
異なり干渉波が存在する特定方向に設定することによ
り、特定の方向からの干渉を除去できる。また、そのた
めの方法としては、例えば、ビームのヌルが当該特定方
向となるよう、当該ビーム方向及び当該特定方向を含む
平面内の反射鏡の開口径を設定する方法や、当該特定方
向に当該ビームの当該特定方向の放射パターンと等振幅
・逆位相の平面波が生じるよう、平面波合成法を用いて
回転楕円面鏡を修整し、この平面波との合成により当該
ビームのヌルを当該特定方向とする方法を、使用でき
る。Furthermore, according to the present invention, by setting the null of the beam corresponding to any of the primary radiation systems to a specific direction in which an interference wave exists, which is different from the direction of this beam, interference from a specific direction is obtained. Can be removed. Further, as a method therefor, for example, a method of setting the aperture diameter of a reflecting mirror in a plane including the beam direction and the specific direction such that the beam null is the specific direction, and the beam in the specific direction. so that the plane wave in the specific direction of the radiation pattern and equal amplitude and opposite phase occurs, the rotary ellipsoidal mirror and integer Osamu using plane wave synthesis, a null of the beam to the specific direction by the synthesis of this plane wave Any method can be used.
【００９４】また、本発明によれば、ヘリカルアンテナ
及びバックファイア形アンテナのいずれかを一次放射器
とする一次放射系を使用することにより、一次放射器又
はこれと関連する部材（ステー等）によるブロッキング
を防止抑制できる。さらに、バックファイア形アンテナ
を一次放射器として使用した場合、ステーによるブロッ
キングを生じさせることなく当該ステーにより中心点Ｍ
0 又はその近傍に支持できるから、マルチビームアンテ
ナのコンパクト化を実現できる。Further, according to the present invention, by using a primary radiation system having a helical radiator or a backfire type antenna as a primary radiator, the primary radiator or a member (stay etc.) associated therewith is used. Blocking can be prevented and suppressed. Further, when the backfire type antenna is used as a primary radiator, the stay causes the center point M without blocking.
The multi-beam antenna can be made compact because it can be supported at or near 0 .
【００９５】さらに、本発明によれば、各一次放射系に
対応して１個ずつステーを設け、このステーにより対応
する一次放射系を支持するようにしたため、ステーのブ
ロッキングによる利得低下を低減できる。Further, according to the present invention, one stay is provided corresponding to each primary radiation system and the corresponding primary radiation system is supported by this stay, so that the gain reduction due to the blocking of the stay can be reduced. .
【００９６】また、本発明によれば、各ステーを回転楕
円面鏡に共通支持するステー支持具を設けたため、ステ
ーの支持機構が１か所にまとまり、マルチビームアンテ
ナの構造が簡易かつ安価となる。Further, according to the present invention, since the stay supporting member for supporting each stay in common with the spheroidal mirror is provided, the stay supporting mechanism is integrated in one place, and the structure of the multi-beam antenna is simple and inexpensive. Become.
【００９７】本発明によれば、ステー支持具と一体のア
ンテナマウントによりベランダその他の構造物に取り付
けるようにしたため、ステーの支持構造及びアンテナ支
持機構が１か所にまとまり、マルチビームアンテナの構
造が簡易かつ安価となる。さらに、このステー支持具
は、直線Ｆ1 Ｆ2 がほぼ水平となる状態で、中心点
Ｍ0、点Ｆ1 及びＦ2 を含む回転楕円面鏡の対称面から
みて上側に配設することができるため、ベランダ等の構
造物から上部に張り出す部分が小さくなり、構造が簡易
で安価、かつ美観の点で良好なマルチビームアンテナが
得られる。According to the present invention, since the antenna mount integrated with the stay support is attached to the veranda or other structure, the stay support structure and the antenna support mechanism are integrated in one place, and the structure of the multi-beam antenna is improved. Simple and cheap. Further, this stay support may be arranged on the upper side when viewed from the plane of symmetry of the spheroidal mirror including the center point M 0 , the points F 1 and F 2 with the straight line F 1 F 2 being substantially horizontal. As a result, the portion protruding from the structure such as a veranda to the upper part becomes small, and a multi-beam antenna having a simple structure, low cost, and good aesthetics can be obtained.
【００９８】さらに、本発明によれば、第１及び第２の
一次放射系を、それぞれ、Ｙ1 軸又はＹ2 軸に沿い、回
転楕円面鏡の対称面から距離α1 又はα2 だけ離れた点
Ｆ3又は点Ｆ4 乃至その近傍に配設し、第１及び第２の
一次放射系に対応するビームの利得低下量Ｌ1 及びＬ2
の重み付け加算値Ｌが最小となるよう距離α1 及びα2
を定めるようにしたため、利得低下を２組のビームに最
適な割合で配分できる。Furthermore, according to the invention, the first and second primary radiation systems are respectively separated by a distance α 1 or α 2 from the plane of symmetry of the spheroidal mirror along the Y 1 axis or the Y 2 axis, respectively. Disposed at or near the point F 3 or the point F 4 and corresponding to the first and second primary radiation systems, the gain reduction amounts L 1 and L 2 of the beams.
Distances α 1 and α 2 so that the weighted sum L of
Therefore, the gain reduction can be distributed to the two sets of beams at an optimum ratio.
【００９９】また、本発明によれば、一次放射系を複数
の一次放射器を含む構成とすることにより、３本以上の
ビームを放射するマルチビームアンテナが得られる。加
えて、各一次放射器は、中心点Ｍ0 、点Ｆ1 及びＦ2 を
含む回転楕円面鏡の対称面上又はその近傍で、かつ点Ｆ
1 の近傍に、それぞれ配置することができるから、直線
偏波を用いた場合の交差偏波識別度が良好な第１ビーム
の組が得られると共に、収差による利得低下が少なく、
２組のビームの間隔が大きなマルチビームアンテナが得
られる。Further, according to the present invention, a multi-beam antenna that radiates three or more beams can be obtained by configuring the primary radiation system to include a plurality of primary radiators. In addition, each primary radiator is on or near the plane of symmetry of the ellipsoid of revolution including the center point M 0 , points F 1 and F 2 and point F
Since they can be arranged in the vicinity of 1 , respectively, a set of first beams with good cross polarization discrimination when using linearly polarized waves can be obtained, and gain reduction due to aberration is small,
A multi-beam antenna in which the distance between two sets of beams is large can be obtained.
【０１００】また、本発明によれば、一次放射系の構成
を一次放射器を１個含む構成とし、一次放射器の位置を
変化させる駆動装置及び当該一次放射器の偏波面を変化
させる偏波面切替装置を設けるようにしたため、異なる
方向からくる偏波の異なる電波を選択受信できる。ま
た、その際、マルチビームアンテナに接続された受信器
の放送選択手段の動作に応じ、駆動装置及び偏波面切替
装置を制御する制御装置を設けるようにしたため、異な
る方向からくる偏波の異なる電波のうちの任意の１つを
容易に選択して受信できる。Further, according to the present invention, the primary radiation system is configured to include one primary radiator, and the drive unit for changing the position of the primary radiator and the polarization plane for changing the polarization plane of the primary radiator. Since the switching device is provided, it is possible to selectively receive radio waves having different polarizations coming from different directions. Further, at that time, since a control device for controlling the drive device and the polarization plane switching device is provided according to the operation of the broadcast selection means of the receiver connected to the multi-beam antenna, radio waves with different polarizations coming from different directions are provided. Any one of these can be easily selected and received.
【０１０１】さらに、本発明によれば、一次放射系のう
ち円偏波を受信する一次放射系を、円偏波が回転楕円面
鏡で反射された際に生ずるビームずれに応じて位置補償
された点に配置するようにしたため、円偏波の電波を良
好に受信できる。Further, according to the present invention, the position of the primary radiation system of the primary radiation system, which receives the circularly polarized wave, is compensated according to the beam shift generated when the circularly polarized wave is reflected by the spheroidal mirror. Since the antennas are arranged at different points, circularly polarized radio waves can be received well.
【０１０２】そして、本発明の回転楕円面鏡の合成方法
によれば、それぞれ点Ｆ1 又はＦ2を焦点としその鏡軸
方向をそれぞれＭ0 Ｆ2 方向又はＭ0 Ｆ1 方向とする２
個のパラボラ反射鏡を定め、これらのパラボラ反射鏡を
コマ収差が按分されるよう加重平均して合成反射鏡を定
め、線分Ｍ0 Ｆ1 を点Ｆ1 方向に延長した直線上に存在
する点Ｇ1 及び線分Ｍ0 Ｆ2 を点Ｆ2 方向に延長した直
線上に存在する点Ｇ2を焦点とし点Ｍ0 を中心点とする
回転楕円面鏡を定め、このような回転楕円面鏡と合成反
射鏡とを比較して、像面湾曲及び非点収差が現れずかつ
コマ収差がビーム間で按分されるための条件を定めるよ
うにしたため、定められた条件を満たす点Ｆ1 及びＦ2
に一次放射系を配置することにより、像面湾曲及び非点
収差といった、利得低下の要因が消失し、また、コマ収
差が按分されるため、ビーム間隔を大きくすることが可
能になる。According to the spheroidal mirror synthesizing method of the present invention, the point F 1 or F 2 is the focal point, and the mirror axis direction thereof is the M 0 F 2 direction or the M 0 F 1 direction, respectively. 2
The parabolic reflectors are set individually, and the parabolic reflectors are weighted and averaged so that the coma aberration is proportionally distributed to determine a composite reflector, and the line segment M 0 F 1 exists on a straight line extending in the direction of the point F 1. A spheroidal mirror having a point G 2 existing on a straight line extending from the point G 1 and the line segment M 0 F 2 in the direction of the point F 2 as a focal point and having the point M 0 as a center point is defined. by comparing the mirror and synthetic reflector, since you define a condition for field curvature and astigmatism and coma not appear is apportioned between the beams, satisfying points F 1 and defined F 2
By arranging the primary radiation system at 1, the factors of gain reduction such as field curvature and astigmatism disappear, and coma is proportionally distributed, so that the beam interval can be increased.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】この発明の実施例１に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a first embodiment of the present invention.
【図２】実施例１の設計原理を詳細に説明する図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the design principle of the first embodiment.
【図３】この発明の実施例２に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a second embodiment of the present invention.
【図４】この発明の実施例３に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 3 of the present invention.
【図５】この発明の実施例３におけるホーン１ａに対応
するビームの放射パターンの例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a radiation pattern of a beam corresponding to the horn 1a according to the third embodiment of the present invention.
【図６】この発明の実施例４に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 4 of the present invention.
【図７】実施例４における回転楕円面鏡の修整原理を詳
細に説明するための断面図である。7 is a sectional view for explaining the Osamu integer principle of rotating ellipsoidal mirror in detail in Example 4.
【図８】この発明の実施例５に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
【図９】この発明の実施例６に係るマルチビームアンテ
ナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 6 of the present invention.
【図１０】この発明の実施例７に係るマルチビームアン
テナの概略構成を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 7 of the present invention.
【図１１】この発明の実施例８に係るマルチビームアン
テナの概略構成を示す図であり、特に図１１（ａ）は斜
視図、図１１（ｂ）は平面図である。11A and 11B are diagrams showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to an eighth embodiment of the present invention, in particular, FIG. 11A is a perspective view and FIG. 11B is a plan view.
【図１２】この発明の実施例９に係るマルチビームアン
テナの概略構成を示す図であり、特に図１２（ａ）は斜
視図、図１２（ｂ）は平面図である。FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a ninth embodiment of the present invention, in particular, FIG. 12 (a) is a perspective view and FIG. 12 (b) is a plan view.
【図１３】この発明の実施例１０に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す図であり、特に図１３（ａ）は
構造物に取り付けた状態の斜視図、図１３（ｂ）は側面
図である。13A and 13B are diagrams showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a tenth embodiment of the present invention, in particular, FIG. 13A is a perspective view of a state where the multi-beam antenna is attached to a structure, and FIG. 13B is a side view. is there.
【図１４】この発明の実施例１１に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す図であり、特に図１４（ａ）は
構造物に取り付けた状態の斜視図、図１４（ｂ）は側面
図である。14A and 14B are views showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to an eleventh embodiment of the present invention, in particular, FIG. 14A is a perspective view of a state where the multi-beam antenna is attached to a structure, and FIG. 14B is a side view. is there.
【図１５】この発明の実施例１２に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す図であり、特に図１５（ａ）は
側面図、図１５（ｂ）及び（ｃ）は斜視図である。15A and 15B are diagrams showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a twelfth embodiment of the present invention, particularly FIG. 15A is a side view and FIGS. 15B and 15C are perspective views.
【図１６】この実施例における距離α1 及びα2 の設定
方法を説明するための図であり、特に図１６（ａ）は距
離α1 に対する利得低下量Ｌ1 の関係を示す図、図１６
（ｂ）は重み付けされた利得低下量Ｌの等高線図であ
る。16 is a diagram for explaining a method of setting the distances α 1 and α 2 in this embodiment, and particularly FIG. 16A is a diagram showing a relationship of the gain reduction amount L 1 with respect to the distance α 1 ;
(B) is a contour map of the weighted gain reduction amount L.
【図１７】この発明の実施例１３に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す図であり、特に図１７（ａ）は
側面図、図１７（ｂ）は正面図である。FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to a thirteenth embodiment of the present invention, in particular, FIG. 17 (a) is a side view and FIG. 17 (b) is a front view.
【図１８】この実施例１３において地上から見た静止衛
星軌道上の静止衛星の位置を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the positions of geostationary satellites on the geostationary satellite orbit as seen from the ground in the thirteenth embodiment.
【図１９】この発明の実施例１４に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す図であり、特に図１９（ａ）は
側面図、図１９（ｂ）は正面図である。FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 14 of the present invention, in particular, FIG. 19 (a) is a side view and FIG. 19 (b) is a front view.
【図２０】この実施例において地上から見た静止衛星軌
道上の静止衛星の位置を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing the positions of geostationary satellites on the geostationary satellite orbit as seen from the ground in this embodiment.
【図２１】この発明の実施例１５に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す側面図である。FIG. 21 is a side view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 15 of the present invention.
【図２２】この発明の実施例１６に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す側面図である。FIG. 22 is a side view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 16 of the present invention.
【図２３】この発明の実施例１７に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を示す側面図である。FIG. 23 is a side view showing a schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 17 of the present invention.
【図２４】この発明の実施例１８に係るマルチビームア
ンテナの概略構成を説明するため放射パターンを示す図
である。FIG. 24 is a diagram showing a radiation pattern for explaining the schematic configuration of a multi-beam antenna according to Embodiment 18 of the present invention.
【図２５】従来のマルチビームアンテナの概略構成図で
ある。FIG. 25 is a schematic configuration diagram of a conventional multi-beam antenna.
【図２６】従来のマルチビームアンテナのビーム偏向時
の相対利得を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing a relative gain at the time of beam deflection of the conventional multi-beam antenna.
【符号の説明】 １ａ〜１ｅ ホーン ２ 回転楕円面鏡 ３ａ，３ｂ ビーム方向 ４ａ，４ｂ パラボラ反射鏡 ５ 開口面 ６ａ，６ｂ 幾何光学的に決まるビーム方向 ７ 干渉波が存在する方向 ８ 点Ｍ0 と方向３ａ及び７を含む平面 ９ 修整反射鏡 １０ａ，１０ｂ 一次放射系 １１ 対称面 １２ａ，１２ｂ ヘリカルアンテナ １３ａ，１３ｂ バックファイア形アンテナ １４ａ，１４ｂ 主ビーム １５ａ，１５ｂ ステー １６ ステー支持具 １７ アンテナマウント １８ ベランダその他の構造物 １９ａ〜１９ｅ 静止衛星 ２０ 地上から見た静止衛星軌道 ２１ 駆動装置 ２２ 偏波面切替装置 ２３ 制御装置 ２４ 受信器の放送選択手段 ２５ 主偏波の振幅 ２６ 交差偏波の振幅 ２７ 点Ｍ0 を通るパラボラ軸に平行な直線[Explanation of Codes] 1a to 1e Horn 2 Rotating ellipsoidal mirror 3a, 3b Beam direction 4a, 4b Parabolic reflector 5 Aperture surface 6a, 6b Beam direction determined by geometrical optics 7 Direction in which interference wave exists 8 Point M 0 and directions 3a and plan 9 Osamu Sei reflectors 10a including 7, 10b primary radiation system 11 symmetry plane 12a, 12b helical antenna 13a, 13b backfire type antenna 14a, 14b main beam 15a, 15b stay 16 stay support 17 antenna mount 18 Verandas and other structures 19a to 19e Geostationary satellites 20 Geostationary satellite orbits seen from the ground 21 Driver 22 Polarization plane switching device 23 Control device 24 Broadcast selection means of receiver 25 Amplitude of main polarization 26 Amplitude of cross polarization 27 points A straight line parallel to the parabolic axis passing through M 0
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片木 孝至 神奈川県鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱 電機株式会社電子システム研究所内 (72)発明者 古野 孝允 神奈川県鎌倉市上町屋325番地 三菱電機 株式会社鎌倉製作所内 (72)発明者 大和 昌夫 神奈川県鎌倉市上町屋325番地 三菱電機 株式会社鎌倉製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Kataki 5-1, 1-1 Ofuna, Kamakura-shi, Kanagawa Mitsubishi Electric Corporation Electronic Systems Laboratory (72) Inventor Takayoshi Furuno 325 Kamimachiya, Kamakura-shi, Kanagawa Mitsubishi Electric Company Kamakura Factory (72) Inventor Masao Yamato 325 Kamimachiya, Kamakura City, Kanagawa Mitsubishi Electric Company, Kamakura Factory
Claims (11)
法線方向に加重平均して得られる反射鏡に少なくとも３
次以下の項が一致するよう近似して得られ、２個の焦点
Ｇ1 及びＧ2 を有する回転楕円面鏡と、 回転楕円面鏡の中心点Ｍ0 からみて焦点Ｇ1 方向にあり
中心点Ｍ0 からの距離がＬ0 である点Ｆ1 又はその近傍
に配置された第１の一次放射系と、 回転楕円面鏡の中心点Ｍ0 からみて焦点Ｇ2 方向にあり
中心点Ｍ0 からの距離がＬ0 である点Ｆ2 又はその近傍
に配置された第２の一次放射系と、 を備え、 距離Ｌ0 が、中心点Ｍ0 から焦点Ｇ1 までの距離Ｌ1 及
び中心点Ｍ0 から焦点Ｇ2 までの距離Ｌ2 との間に、 １／Ｌ0 ＝１／Ｌ1 ＋１／Ｌ2 の関係を有することを特徴とするマルチビームアンテ
ナ。1. At least 3 reflectors obtained by weighted averaging two parabolic reflectors in a normal direction at a center point M 0 .
The following terms are obtained by approximation so that they coincide with each other, and a spheroidal mirror having two focal points G 1 and G 2 and a central point in the direction of the focal point G 1 viewed from the center point M 0 of the spheroidal mirror a first primary radiation system distance arranged in F 1 at or near the point is L 0 from M 0, from the central point M 0 There center point M 0 pungency spheroidal mirror Te in the focal G 2 direction comprising a second primary radiation system distance arranged in F 2 at or near the point is L 0 of the distance L 0 is a distance L 1 and the center point M from the center point M 0 to the focus G 1 A multi-beam antenna characterized by having a relationship of 1 / L 0 = 1 / L 1 + 1 / L 2 with a distance L 2 from 0 to the focal point G 2 .
おいて、 いずれかの一次放射系に対応するビームのヌルが、この
ビームの方向と異なり干渉波が存在する特定方向に設定
され、 当該特定方向の干渉波の影響を排除することを特徴とす
るマルチビームアンテナ。2. The multi-beam antenna according to claim 1, wherein a null of a beam corresponding to any one of the primary radiation systems is set in a specific direction in which an interference wave exists, which is different from the direction of this beam, A multi-beam antenna characterized by eliminating the influence of interference waves.
テナにおいて、 少なくともいずれかの一次放射系がヘリカルアンテナ及
びバックファイア形アンテナのいずれかを含むことを特
徴とするマルチビームアンテナ。3. The multi-beam antenna according to claim 1, wherein at least one of the primary radiation systems includes one of a helical antenna and a backfire type antenna.
テナにおいて、 各一次放射系に対応して１個ずつ設けられ、対応する一
次放射系を支持する複数のステーを備えたことを特徴と
するマルチビームアンテナ。4. The multi-beam antenna according to claim 1, further comprising a plurality of stays, one for each primary radiation system and supporting the corresponding primary radiation system. Multi-beam antenna.
おいて、 各ステーの一次放射系側と反対側の端部に連結され、各
ステーを回転楕円面鏡に共通支持するステー支持具を備
えることを特徴とするマルチビームアンテナ。5. The multi-beam antenna according to claim 4, further comprising a stay support member connected to an end of the stay opposite to the primary radiation system side and commonly supporting each stay on a spheroidal mirror. Characteristic multi-beam antenna.
おいて、 マルチビームアンテナをベランダその他の構造物に取り
付けるためのアンテナマウントを備え、 アンテナマウントがステー支持具と一体であることを特
徴とするマルチビームアンテナ。6. The multi-beam antenna according to claim 5, further comprising an antenna mount for attaching the multi-beam antenna to a veranda or another structure, the antenna mount being integral with the stay support. antenna.
テナにおいて、 第１の一次放射系が、中心点Ｍ0 、点Ｆ1 及びＦ2 を含
む回転楕円面鏡の対称面に対して垂直で点Ｆ1 を通るＹ
1 軸に沿い、対称面から距離α1 だけ離れた点Ｆ3 又は
その近傍に配設され、 第２の一次放射系が、上記対称面に対して垂直で点Ｆ2
を通るＹ2 軸に沿い、対称面から距離α2 だけ離れた点
Ｆ4 又はその近傍に配設され、 距離α1 及びα2 が、第１の一次放射系に対応するビー
ムの利得低下量Ｌ1 ［ｄＢ］（＞０）及び第２の一次放
射系に対応するビームの利得低下量Ｌ2 ［ｄＢ］（＞
０）の重み付け加算値Ｌ［ｄＢ］が最小となる値であ
り、 利得低下量Ｌ1 が、第２の一次放射系及びこれに関連す
る部材によるブロッキングによる利得低下並びに第１の
一次放射系を対称面から距離α1 ずらすことにより生ず
る収差による利得低下の合計であり、 利得低下量Ｌ2 が、第１の一次放射系及びこれに関連す
る部材によるブロッキングによる利得低下並びに第２の
一次放射系を対称面から距離α2 ずらすことにより生ず
る収差による利得低下の合計であることを特徴とするマ
ルチビームアンテナ。7. The multi-beam antenna according to claim 1, wherein the first primary radiation system is perpendicular to the plane of symmetry of the spheroidal mirror including the center point M 0 , points F 1 and F 2. Y passing point F 1
The second primary radiation system is arranged along the axis 1 at or near the point F 3 separated from the plane of symmetry by a distance α 1 , and the second primary radiation system is perpendicular to the plane of symmetry and the point F 2
Along the Y 2 axis passing through the point F 4, which is arranged at or near the point F 4 which is a distance α 2 from the plane of symmetry, and the distances α 1 and α 2 are the gain reduction amounts of the beam corresponding to the first primary radiation system. L 1 [dB] (> 0) and the gain reduction amount L 2 [dB] (>) of the beam corresponding to the second primary radiation system.
0) is a value that minimizes the weighted addition value L [dB], and the gain reduction amount L 1 is equal to the gain reduction due to blocking by the second primary radiation system and the members related thereto and the first primary radiation system. It is the total gain reduction due to the aberration caused by shifting the distance α 1 from the plane of symmetry, and the gain reduction amount L 2 is the gain reduction due to the blocking by the first primary radiation system and the members related thereto and the second primary radiation system. A multi-beam antenna characterized in that it is the sum of gain reduction due to aberration caused by displacing the distance α 2 from the symmetry plane.
テナにおいて、 第１の一次放射系が複数の一次放射器を含み、 各一次放射器が、中心点Ｍ0 、点Ｆ1 及びＦ2 を含む回
転楕円面鏡の対称面上又はその近傍で、かつ点Ｆ1 の近
傍に、それぞれ配置されたことを特徴とするマルチビー
ムアンテナ。8. The multi-beam antenna according to claim 1, wherein the first primary radiation system includes a plurality of primary radiators, each primary radiator having a center point M 0 , points F 1 and F 2 . A multi-beam antenna, wherein the multi-beam antenna is arranged on or near a plane of symmetry of a spheroidal mirror including it, and near a point F 1 .
テナにおいて、 第１の一次放射系が１個の一次放射器を含み、 一次放射器の位置を変化させる駆動装置と、 当該一次放射器の偏波面を変化させる偏波面切替装置
と、 を備えることを特徴とするマルチビームアンテナ。9. The multi-beam antenna according to claim 1, wherein the first primary radiation system includes one primary radiator, a driving device for changing the position of the primary radiator, and the primary radiator of the primary radiator. A multi-beam antenna comprising: a polarization plane switching device that changes the polarization plane.
ンテナにおいて、 一次放射系のうち円偏波を受信する一次放射系が、円偏
波が回転楕円面鏡で反射された際に生ずるビームずれに
応じて位置補償された点に配置されたことを特徴とする
マルチビームアンテナ。10. The multibeam antenna according to claim 1, wherein the primary radiation system of the primary radiation system that receives the circularly polarized wave shifts the beam when the circularly polarized wave is reflected by the spheroidal mirror. A multi-beam antenna characterized in that the multi-beam antenna is arranged at a point whose position is compensated according to.
向とし点Ｆ1 を焦点とする第１のパラボラ反射鏡及び点
Ｍ0 から点Ｆ1 を向く方向を鏡軸方向とし点Ｆ2 を焦点
とする第２のパラボラ反射鏡を定めるステップと、 第１のパラボラ反射鏡及び第２のパラボラ反射鏡の間で
コマ収差が按分されるようこれらのパラボラ反射鏡を加
重平均することにより合成反射鏡を定めるステップと、 点Ｍ0 を中心点とし、線分Ｍ0 Ｆ1 を点Ｆ1 方向に延長
した直線上に存在する点Ｇ1 及び線分Ｍ0 Ｆ2 を点Ｆ2
方向に延長した直線上に存在する点Ｇ2 を焦点とする回
転楕円面鏡を定めるステップと、 点Ｆ1 及びＦ2 に一次放射系を配置した場合にこれらの
一次放射系に対応するビームに像面湾曲及び非点収差が
現れずかつコマ収差がビーム間で按分されるための条件
を、合成反射鏡と回転楕円面鏡とを比較することにより
定めるステップと、 を有し、 定めた条件を各一次放射系の配置条件とすることを特徴
とする回転楕円面鏡の合成方法。11. point point and the first parabolic reflector and mirror axis direction and a direction oriented from the point M 0 point F 1 to focus was the point F 1 a direction toward the point F 2 a mirror axis direction from M 0 Determining a second parabolic reflector with F 2 as the focus and weighted averaging these parabolic reflectors so that the coma aberrations are prorated between the first and second parabolic reflectors. a step of determining a combined reflector by, and the point M 0 and center point, the line segment M 0 F 1 G 1 point exists on a straight line extended to the point F 1 direction and the line segment M 0 F 2 points F 2
Defining a spheroidal mirror having a focus on a point G 2 existing on a straight line extending in the direction, and when arranging the primary radiation system at the points F 1 and F 2 the beams corresponding to these primary radiation systems The step for determining the condition for the field curvature and the astigmatism not appearing and the coma aberration being apportioned among the beams by comparing the synthetic reflecting mirror and the spheroidal mirror, and the determined condition. Is a condition for arranging each primary radiation system, and a method for synthesizing a spheroidal mirror.
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|---|---|---|---|
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| WO2020158045A1 (en) * | 2019-01-30 | 2020-08-06 | 三菱電機株式会社 | Antenna device |
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