JPH09246856A - ホーンリフレクタアンテナ装置 - Google Patents
ホーンリフレクタアンテナ装置Info
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- JPH09246856A JPH09246856A JP8052106A JP5210696A JPH09246856A JP H09246856 A JPH09246856 A JP H09246856A JP 8052106 A JP8052106 A JP 8052106A JP 5210696 A JP5210696 A JP 5210696A JP H09246856 A JPH09246856 A JP H09246856A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易で小型、かつ利得変動を抑制し広範囲に
ビーム制御をすることができ自動追尾用アンテナ装置と
して好適なホーンリフレクタアンテナ装置を提供する。 【解決手段】 円偏波発生器１からの円偏波信号を放射
する１次放射器５と、この１次放射器５からの放射波を
平面波に変換して反射する反射鏡７と、この反射鏡７を
垂直方向に回転してビーム偏向角を制御する垂直方向回
転軸９とを備え、反射鏡７の配設位置と垂直回転軸９の
配設位置との組み合わせ、および垂直回転軸９の配設位
置と１次放射器５の配設位置との組み合わせは、利得が
最大になる組み合わせ、およびビーム偏向角に対する利
得変動が最小となる組み合わせに設定されていることを
特徴とする。
ビーム制御をすることができ自動追尾用アンテナ装置と
して好適なホーンリフレクタアンテナ装置を提供する。 【解決手段】 円偏波発生器１からの円偏波信号を放射
する１次放射器５と、この１次放射器５からの放射波を
平面波に変換して反射する反射鏡７と、この反射鏡７を
垂直方向に回転してビーム偏向角を制御する垂直方向回
転軸９とを備え、反射鏡７の配設位置と垂直回転軸９の
配設位置との組み合わせ、および垂直回転軸９の配設位
置と１次放射器５の配設位置との組み合わせは、利得が
最大になる組み合わせ、およびビーム偏向角に対する利
得変動が最小となる組み合わせに設定されていることを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動追尾用アンテ
ナ装置として好適なホーンリフレクタアンテナ装置に関
する。
ナ装置として好適なホーンリフレクタアンテナ装置に関
する。
【０００２】［発明の概要］本発明は、自動追尾用アン
テナ装置として好適な、可動反射鏡を有する円すいホー
ンリフレクタアンテナ装置に関するものであり、前記可
動反射鏡の位置と回転軸位置、および１次放射器の位置
のオフセット量の組み合わせにより、反射鏡の回転によ
る利得の変動を抑制して、広範囲にビーム制御ができる
ようにしたものであり、例えば、カメラワークを制約し
ない機動性に優れた映像が期待できるワイヤレスカメラ
の送信アンテナとして使用して良好である。
テナ装置として好適な、可動反射鏡を有する円すいホー
ンリフレクタアンテナ装置に関するものであり、前記可
動反射鏡の位置と回転軸位置、および１次放射器の位置
のオフセット量の組み合わせにより、反射鏡の回転によ
る利得の変動を抑制して、広範囲にビーム制御ができる
ようにしたものであり、例えば、カメラワークを制約し
ない機動性に優れた映像が期待できるワイヤレスカメラ
の送信アンテナとして使用して良好である。
【０００３】
【従来の技術】自動追尾用アンテナとして使用されるア
ンテナ装置の第１の従来例としては、電子情報通信学会
論文誌Ｂ−II ＶＯＬ．Ｊ７６−Ｂ−II Ｎｏ．８（１
９９３）の６７４ページ、５．３項に記載されているよ
うに、円すいホーンアンテナの開口面を機械的に制御し
て直接送信方向に向ける構造のものが知られている。
ンテナ装置の第１の従来例としては、電子情報通信学会
論文誌Ｂ−II ＶＯＬ．Ｊ７６−Ｂ−II Ｎｏ．８（１
９９３）の６７４ページ、５．３項に記載されているよ
うに、円すいホーンアンテナの開口面を機械的に制御し
て直接送信方向に向ける構造のものが知られている。
【０００４】この従来例は、図７に示すように、直線偏
波信号を円偏波信号に変換する円偏波発生器１０１と、
円すいホーンを水平方向及び垂直方向にそれぞれ回転す
るために設けられた２つのロータリジョイント１０３，
１０５と、円偏波信号を伝搬する円形導波管１０７と、
円形導波管１０７を伝搬した円偏波信号を送信する円す
いホーンアンテナ部１０９とを備えている。また、円す
いホーンアンテナ部１０９に給電するための円形導波管
１０７の曲りによる偏波面の違いに起因する位相速度差
を補償して円偏波特性の劣化を防止するために、低損失
誘電体ビス等で構成された曲り補償器（図示せず）が設
けられている。
波信号を円偏波信号に変換する円偏波発生器１０１と、
円すいホーンを水平方向及び垂直方向にそれぞれ回転す
るために設けられた２つのロータリジョイント１０３，
１０５と、円偏波信号を伝搬する円形導波管１０７と、
円形導波管１０７を伝搬した円偏波信号を送信する円す
いホーンアンテナ部１０９とを備えている。また、円す
いホーンアンテナ部１０９に給電するための円形導波管
１０７の曲りによる偏波面の違いに起因する位相速度差
を補償して円偏波特性の劣化を防止するために、低損失
誘電体ビス等で構成された曲り補償器（図示せず）が設
けられている。
【０００５】上記構成において、円偏波発生器１０１で
は、送信対象となる直線偏波信号が右旋、左旋の円偏波
信号に変換される。そして、変換された円偏波信号は、
２つのロータリジョイント１０３，１０５と円形導波管
１０７とを経由して円すいホーンアンテナ部１０９から
送信される。この場合、円すいホーンアンテナ部１０９
の開口面が直接送信方向に向くように、ロータリジョイ
ント１０３，１０５を水平方向及び垂直方向に制御する
機械的なビーム制御がされている。
は、送信対象となる直線偏波信号が右旋、左旋の円偏波
信号に変換される。そして、変換された円偏波信号は、
２つのロータリジョイント１０３，１０５と円形導波管
１０７とを経由して円すいホーンアンテナ部１０９から
送信される。この場合、円すいホーンアンテナ部１０９
の開口面が直接送信方向に向くように、ロータリジョイ
ント１０３，１０５を水平方向及び垂直方向に制御する
機械的なビーム制御がされている。
【０００６】また、第２の従来例としては、昭和６３年
電子情報通信学会春季全国大会講演論文集のＢ−３３、
Ｂ−３５に記載されているように、副反射鏡アンテナを
用いた衛星搭載用ビーム制御アンテナや、衛星追尾のた
めの衛星通信地球局副反射鏡アンテナが知られている。
電子情報通信学会春季全国大会講演論文集のＢ−３３、
Ｂ−３５に記載されているように、副反射鏡アンテナを
用いた衛星搭載用ビーム制御アンテナや、衛星追尾のた
めの衛星通信地球局副反射鏡アンテナが知られている。
【０００７】この第２の従来例は、図８に示すように、
１次放射器１１１と、副反射鏡１１３と、主反射鏡１１
５とから構成され、１次放射器１１１から放射された電
波を副反射鏡１１３の双曲面から主反射鏡１１５のパラ
ボラ面へ反射させ、主反射鏡１１５では、副反射鏡１１
３で反射した電波を平面波に変換して送出するというも
のである。
１次放射器１１１と、副反射鏡１１３と、主反射鏡１１
５とから構成され、１次放射器１１１から放射された電
波を副反射鏡１１３の双曲面から主反射鏡１１５のパラ
ボラ面へ反射させ、主反射鏡１１５では、副反射鏡１１
３で反射した電波を平面波に変換して送出するというも
のである。
【０００８】この第２の従来例は、第１の従来例に比べ
て非常に大きな構造を有する。例えば、衛星などで使用
する場合や、アンテナ全体が非常に大きい場合には、機
械的な寸法、形状を大きく変えずになるべく簡単にビー
ム制御を行う必要がある。このため、この第２の従来例
ではアンテナ全体を回転させないで主反射鏡１１５ある
いは副反射鏡１１３のみを回転させることによって簡単
にビーム制御を行うことができるようにしている。実際
の静止衛星の追尾においては位置変動が小さいため、狭
い範囲でビーム制御を行っている。
て非常に大きな構造を有する。例えば、衛星などで使用
する場合や、アンテナ全体が非常に大きい場合には、機
械的な寸法、形状を大きく変えずになるべく簡単にビー
ム制御を行う必要がある。このため、この第２の従来例
ではアンテナ全体を回転させないで主反射鏡１１５ある
いは副反射鏡１１３のみを回転させることによって簡単
にビーム制御を行うことができるようにしている。実際
の静止衛星の追尾においては位置変動が小さいため、狭
い範囲でビーム制御を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例には以下のような課題があった。
た従来例には以下のような課題があった。
【００１０】すなわち、第１の従来例によれば、機械的
なビーム制御が行われているので、円すいホーンアンテ
ナ部１０９の開口面を直接送信方向に配置するととも
に、円形導波管１０７と、曲り補償器およびロータリジ
ョイント１０５が必要となる。したがって、構造が複雑
になるばかりでなく高い製造技術を必要とするという問
題点がある。
なビーム制御が行われているので、円すいホーンアンテ
ナ部１０９の開口面を直接送信方向に配置するととも
に、円形導波管１０７と、曲り補償器およびロータリジ
ョイント１０５が必要となる。したがって、構造が複雑
になるばかりでなく高い製造技術を必要とするという問
題点がある。
【００１１】一方、第２の従来例では、比較的簡単に高
利得が得られ、かつ簡単にビーム制御が可能な構造であ
る反面、構造が非常に大きいことや、１次放射器１１１
を固定し主反射鏡１１５あるいは副反射鏡１１３の回転
によりビーム制御を行うため、利得が低下し、ビーム制
御は狭い範囲に限られるという問題点があった。
利得が得られ、かつ簡単にビーム制御が可能な構造であ
る反面、構造が非常に大きいことや、１次放射器１１１
を固定し主反射鏡１１５あるいは副反射鏡１１３の回転
によりビーム制御を行うため、利得が低下し、ビーム制
御は狭い範囲に限られるという問題点があった。
【００１２】このように、上記第１の従来例にあって
は、給電系の構造が複雑であった。また、第２の従来例
にあっては、非常に大型であり、かつ、ビーム制御範囲
が狭いといった問題点があり、ワイヤレスカメラ等の自
動追尾用アンテナ装置としては不向きであった。
は、給電系の構造が複雑であった。また、第２の従来例
にあっては、非常に大型であり、かつ、ビーム制御範囲
が狭いといった問題点があり、ワイヤレスカメラ等の自
動追尾用アンテナ装置としては不向きであった。
【００１３】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、簡易で小型、かつ利得変動を抑制
し広範囲にビーム制御をすることができ自動追尾用アン
テナ装置として好適なホーンリフレクタアンテナ装置を
提供することにある。
であり、その目的は、簡易で小型、かつ利得変動を抑制
し広範囲にビーム制御をすることができ自動追尾用アン
テナ装置として好適なホーンリフレクタアンテナ装置を
提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、直線偏波信号を円偏波信号に
変換する円偏波発生器と、この円偏波発生器からの円偏
波信号を放射する１次放射器と、この１次放射器からの
放射波を平面波に変換して反射する反射鏡と、この反射
鏡を垂直方向に回転してビーム偏向角を制御する垂直方
向回転軸とを備え、前記反射鏡の配設位置と前記垂直回
転軸の配設位置との組み合わせは、利得が最大になる組
み合わせに設定されていることを特徴としている。
めに、請求項１の発明は、直線偏波信号を円偏波信号に
変換する円偏波発生器と、この円偏波発生器からの円偏
波信号を放射する１次放射器と、この１次放射器からの
放射波を平面波に変換して反射する反射鏡と、この反射
鏡を垂直方向に回転してビーム偏向角を制御する垂直方
向回転軸とを備え、前記反射鏡の配設位置と前記垂直回
転軸の配設位置との組み合わせは、利得が最大になる組
み合わせに設定されていることを特徴としている。
【００１５】請求項２の発明は、直線偏波信号を円偏波
信号に変換する円偏波発生器と、この円偏波発生器から
の円偏波信号を放射する１次放射器と、この１次放射器
からの放射波を平面波に変換して反射する反射鏡と、こ
の反射鏡を垂直方向に回転してビーム偏向角を制御する
垂直方向回転軸とを備え、前記垂直回転軸の配設位置と
前記１次放射器の配設位置との組み合わせは、ビーム偏
向角に対する利得変動が最小となる組み合わせに設定さ
れていることを特徴としている。
信号に変換する円偏波発生器と、この円偏波発生器から
の円偏波信号を放射する１次放射器と、この１次放射器
からの放射波を平面波に変換して反射する反射鏡と、こ
の反射鏡を垂直方向に回転してビーム偏向角を制御する
垂直方向回転軸とを備え、前記垂直回転軸の配設位置と
前記１次放射器の配設位置との組み合わせは、ビーム偏
向角に対する利得変動が最小となる組み合わせに設定さ
れていることを特徴としている。
【００１６】請求項３の発明は、直線偏波信号を円偏波
信号に変換する円偏波発生器と、この円偏波発生器から
の円偏波信号を放射する１次放射器と、この１次放射器
からの放射波を平面波に変換して反射する反射鏡と、こ
の反射鏡を垂直方向に回転してビーム偏向角を制御する
垂直方向回転軸とを備え、前記反射鏡の配設位置と前記
垂直回転軸の配設位置と前記１次放射器の配設位置との
組み合わせは、利得を最大、かつ、ビーム偏向角に対す
る利得変動が最小となる組み合わせに設定されているこ
とを特徴としている。
信号に変換する円偏波発生器と、この円偏波発生器から
の円偏波信号を放射する１次放射器と、この１次放射器
からの放射波を平面波に変換して反射する反射鏡と、こ
の反射鏡を垂直方向に回転してビーム偏向角を制御する
垂直方向回転軸とを備え、前記反射鏡の配設位置と前記
垂直回転軸の配設位置と前記１次放射器の配設位置との
組み合わせは、利得を最大、かつ、ビーム偏向角に対す
る利得変動が最小となる組み合わせに設定されているこ
とを特徴としている。
【００１７】上記請求項１、２、３の構成によれば、広
範囲で高利得が確保でき、かつ利得変動を抑えたビーム
制御が可能となる。
範囲で高利得が確保でき、かつ利得変動を抑えたビーム
制御が可能となる。
【００１８】請求項４の発明は、請求項１、２、または
３記載のホーンリフレクタアンテナ装置において、前記
円偏波発生器と１次放射器との間に、第２の円偏波発生
器を介在させたことを特徴としている。
３記載のホーンリフレクタアンテナ装置において、前記
円偏波発生器と１次放射器との間に、第２の円偏波発生
器を介在させたことを特徴としている。
【００１９】上記の構成によれば、円偏波発生器で変換
された円偏波信号を再び直線偏波信号に変換して放射す
ることができる。
された円偏波信号を再び直線偏波信号に変換して放射す
ることができる。
【００２０】請求項５の発明は、請求項１、２、３また
は４記載のホーンリフレクタアンテナ装置において、前
記反射鏡を水平方向に回転する水平方向回転軸を設けた
ことを特徴としている。
は４記載のホーンリフレクタアンテナ装置において、前
記反射鏡を水平方向に回転する水平方向回転軸を設けた
ことを特徴としている。
【００２１】上記の構成によれば、垂直方向のビーム制
御ばかりでなく、水平方向のビーム制御も可能となる。
御ばかりでなく、水平方向のビーム制御も可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係るホーンリフレ
クタアンテナ装置の実施の形態を示す構成図である。
クタアンテナ装置の実施の形態を示す構成図である。
【００２３】図示のように、このアンテナ装置は、供給
された直線偏波信号を円偏波信号に変換する円偏波発生
器１と、ロータリジョイント３と、円偏波器１で変換さ
れた円偏波信号を放射する１次放射器５と、この１次放
射器５から放射された円偏波信号を平面波に変換して反
射する反射鏡７とを備えている。この反射鏡７は、垂直
回転軸９の回りを回転可能に軸支されている。図中１１
は水平回転軸である。
された直線偏波信号を円偏波信号に変換する円偏波発生
器１と、ロータリジョイント３と、円偏波器１で変換さ
れた円偏波信号を放射する１次放射器５と、この１次放
射器５から放射された円偏波信号を平面波に変換して反
射する反射鏡７とを備えている。この反射鏡７は、垂直
回転軸９の回りを回転可能に軸支されている。図中１１
は水平回転軸である。
【００２４】上記の構成において、直線偏波である電波
は円偏波発生器１によって円偏波に変換される。変換さ
れた円偏波に対して、水平方向のビーム制御を行うロー
タリジョイント３を経て、１次放射器５により水平回転
軸１１の方向（Ｚ軸方向）に放射される。放射された電
波は反射鏡７で反射されて平面波に変換される。このと
き、反射鏡７の垂直方向の回転によって垂直方向のビー
ム制御が行われる。
は円偏波発生器１によって円偏波に変換される。変換さ
れた円偏波に対して、水平方向のビーム制御を行うロー
タリジョイント３を経て、１次放射器５により水平回転
軸１１の方向（Ｚ軸方向）に放射される。放射された電
波は反射鏡７で反射されて平面波に変換される。このと
き、反射鏡７の垂直方向の回転によって垂直方向のビー
ム制御が行われる。
【００２５】このホーンリフレクタアンテナ装置を自動
追尾用アンテナ装置として用いる場合、自動追尾時の垂
直方向のビーム制御は反射鏡７を垂直方向に回転させる
ことによるビームの偏向によって達成されるが、反面、
ビーム偏向時には利得の低下は避けられない。そこで、
反射鏡７の位置と垂直回転軸９の位置のオフセット量
（垂直回転軸９のＺ軸上からのずれと反射鏡７のＺ軸か
らのずれ（図２において、角ＡＯＢの２等分線とＺ軸と
のなす角度））を、計算により適切に組み合わせること
で、利得の低下するビーム偏向角においても利得の低下
を少なくするようにできる。また、反射鏡７の垂直方向
回転軸９の位置と１次放射器５のｙ軸上の位置のオフセ
ット量すなわち、１次放射器５の頂点位置の原点からの
ずれを適宜に設定することによって、反射鏡７の回転に
よる利得の変動分を少なくすることができる。
追尾用アンテナ装置として用いる場合、自動追尾時の垂
直方向のビーム制御は反射鏡７を垂直方向に回転させる
ことによるビームの偏向によって達成されるが、反面、
ビーム偏向時には利得の低下は避けられない。そこで、
反射鏡７の位置と垂直回転軸９の位置のオフセット量
（垂直回転軸９のＺ軸上からのずれと反射鏡７のＺ軸か
らのずれ（図２において、角ＡＯＢの２等分線とＺ軸と
のなす角度））を、計算により適切に組み合わせること
で、利得の低下するビーム偏向角においても利得の低下
を少なくするようにできる。また、反射鏡７の垂直方向
回転軸９の位置と１次放射器５のｙ軸上の位置のオフセ
ット量すなわち、１次放射器５の頂点位置の原点からの
ずれを適宜に設定することによって、反射鏡７の回転に
よる利得の変動分を少なくすることができる。
【００２６】図２は計算に用いる解析モデルを示してい
る。このモデルは、図１の構成図をｙｚ平面上で見た図
である。ｙ軸を回転軸とする回転放物面の点Ａから点Ｂ
までが反射鏡７に相当し、点Ｒが垂直方向回転軸９に相
当する。また、反射鏡７の開口径をＤ、焦点距離をＦ、
反射鏡７の焦点をＯとする。また、ＤR は点Ｒと点Ａの
ｚ座標の差（距離）を表している。開口径Ｄは利得や大
きさの条件から、焦点距離Ｆは通常のホーンリフレクタ
アンテナで用いられているＦ／Ｄ＝１．０からそれぞれ
決定する。
る。このモデルは、図１の構成図をｙｚ平面上で見た図
である。ｙ軸を回転軸とする回転放物面の点Ａから点Ｂ
までが反射鏡７に相当し、点Ｒが垂直方向回転軸９に相
当する。また、反射鏡７の開口径をＤ、焦点距離をＦ、
反射鏡７の焦点をＯとする。また、ＤR は点Ｒと点Ａの
ｚ座標の差（距離）を表している。開口径Ｄは利得や大
きさの条件から、焦点距離Ｆは通常のホーンリフレクタ
アンテナで用いられているＦ／Ｄ＝１．０からそれぞれ
決定する。
【００２７】図２に示すように、反射鏡７の位置は、反
射鏡７の下端位置を表す角度θa で、垂直方向回転軸９
の位置は、Ａｘ＝ＤR ／Ｄ（Ａｘが０のときは点Ａ、１
のときは点Ｂが回転軸９となることを表す）で、そし
て、１次放射器５の位置はその頂点のｙ座標（ｙｈ）で
表現できる。
射鏡７の下端位置を表す角度θa で、垂直方向回転軸９
の位置は、Ａｘ＝ＤR ／Ｄ（Ａｘが０のときは点Ａ、１
のときは点Ｂが回転軸９となることを表す）で、そし
て、１次放射器５の位置はその頂点のｙ座標（ｙｈ）で
表現できる。
【００２８】上述のような条件において、解析モデルを
用いて電流分布法により指向性利得を計算する。ビーム
の最大利得（ビームの中心方向の利得）は Ｇｍ（θ、θａ、Ａｘ、ｙｈ） で表現できる。角度θは反射鏡７の回転によるビームの
偏向角（正方向は上向き）を表す。つまり、利得Ｇｍは
ビーム偏向角θや、上述のパラメータθａ、Ａｘ、ｙｈ
の関数となっている。
用いて電流分布法により指向性利得を計算する。ビーム
の最大利得（ビームの中心方向の利得）は Ｇｍ（θ、θａ、Ａｘ、ｙｈ） で表現できる。角度θは反射鏡７の回転によるビームの
偏向角（正方向は上向き）を表す。つまり、利得Ｇｍは
ビーム偏向角θや、上述のパラメータθａ、Ａｘ、ｙｈ
の関数となっている。
【００２９】次に、利得Ｇｍの低下するビーム偏向角に
おいても利得Ｇｍを最大にさせる場合について説明す
る。利得の低下するビーム偏向角θと、座標値ｙｈを、
それぞれ、 θ＝θｓ、ｙｈ＝ｙｈo （一定） と仮定すると，利得Ｇｍは、 Ｇｍ（θｓ、θａ、Ａｘ、ｙｈo ） と表現でき、利得Ｇｍは２つのパラメータθａ、Ａｘの
関数となり、利得Ｇｍが最大になるように反射鏡７の下
端位置角度θａ（請求項１でいう反射鏡の配設位置）、
回転軸９の位置Ａｘ（請求項１でいう垂直回転軸の配設
位置）の組み合わせを求めれば良い。
おいても利得Ｇｍを最大にさせる場合について説明す
る。利得の低下するビーム偏向角θと、座標値ｙｈを、
それぞれ、 θ＝θｓ、ｙｈ＝ｙｈo （一定） と仮定すると，利得Ｇｍは、 Ｇｍ（θｓ、θａ、Ａｘ、ｙｈo ） と表現でき、利得Ｇｍは２つのパラメータθａ、Ａｘの
関数となり、利得Ｇｍが最大になるように反射鏡７の下
端位置角度θａ（請求項１でいう反射鏡の配設位置）、
回転軸９の位置Ａｘ（請求項１でいう垂直回転軸の配設
位置）の組み合わせを求めれば良い。
【００３０】図３は、反射鏡７の下端位置角度θａを一
定とし、回転軸９の位置Ａｘを０から１まで変化させ、
そのグラフを反射鏡７の各下端位置角度θａに対してプ
ロットしたときの利得Ｇｍの変化のイメージを示してい
る。図に示すように、グラフには頂点が存在し、θａ＝
θａｍ，Ａｘ＝Ａｘｍのとき利得Ｇｍが最大となること
が分かる。
定とし、回転軸９の位置Ａｘを０から１まで変化させ、
そのグラフを反射鏡７の各下端位置角度θａに対してプ
ロットしたときの利得Ｇｍの変化のイメージを示してい
る。図に示すように、グラフには頂点が存在し、θａ＝
θａｍ，Ａｘ＝Ａｘｍのとき利得Ｇｍが最大となること
が分かる。
【００３１】図４（ａ）は、同図（ｂ）に示すように反
射鏡７を垂直方向に回転した場合のビーム偏向角に対す
る利得Ｇｍのグラフイメージを示している。図示のよう
に、反射鏡７の下端位置角度θａ、位置Ａｘを変化させ
て最適に組み合わせることによって利得Ｇｍの低下する
ビーム偏向角θ＝θｓにおいて利得Ｇｍが最大になるこ
とが理解できる。
射鏡７を垂直方向に回転した場合のビーム偏向角に対す
る利得Ｇｍのグラフイメージを示している。図示のよう
に、反射鏡７の下端位置角度θａ、位置Ａｘを変化させ
て最適に組み合わせることによって利得Ｇｍの低下する
ビーム偏向角θ＝θｓにおいて利得Ｇｍが最大になるこ
とが理解できる。
【００３２】例えば、このホーンアンテナ装置を４２Ｇ
Ｈｚ帯ハイビジョンワイヤレスカメラの自動追尾用アン
テナ装置として用いる場合を考える。使用周波数を４
１．７５６ＧＨｚとし、１次放射器５には、開口径３６
ｍｍ、開き角３４°の円すいホーンを用い、ホーン軸を
ｚ軸に、頂点を点Ｏ（ｙｈ＝０ｍｍ）に一致させる。こ
の場合のビーム制御の範囲角（θ）は、−２５°から＋
３０°までで、ビーム偏向による利得の低下量が最も大
きくなるθ＝＋３０°において利得Ｇｍ（３０、θａ、
Ａｘ、０）を計算する。開口径Ｄ、焦点距離Ｆを５５ｍ
ｍとし、反射鏡７の下端位置角度θａと、回転軸９の位
置Ａｘとの組み合わせを求めると、反射鏡７の下端位置
角度θａの最適値は７４°、回転軸９の位置Ａｘは０．
４６となる。
Ｈｚ帯ハイビジョンワイヤレスカメラの自動追尾用アン
テナ装置として用いる場合を考える。使用周波数を４
１．７５６ＧＨｚとし、１次放射器５には、開口径３６
ｍｍ、開き角３４°の円すいホーンを用い、ホーン軸を
ｚ軸に、頂点を点Ｏ（ｙｈ＝０ｍｍ）に一致させる。こ
の場合のビーム制御の範囲角（θ）は、−２５°から＋
３０°までで、ビーム偏向による利得の低下量が最も大
きくなるθ＝＋３０°において利得Ｇｍ（３０、θａ、
Ａｘ、０）を計算する。開口径Ｄ、焦点距離Ｆを５５ｍ
ｍとし、反射鏡７の下端位置角度θａと、回転軸９の位
置Ａｘとの組み合わせを求めると、反射鏡７の下端位置
角度θａの最適値は７４°、回転軸９の位置Ａｘは０．
４６となる。
【００３３】図５（ａ）は、このときの垂直方向のビー
ム偏向角θに対する利得Ｇｍ（θ、７４、０．４６、
０）の特性を計算したグラフを示している。
ム偏向角θに対する利得Ｇｍ（θ、７４、０．４６、
０）の特性を計算したグラフを示している。
【００３４】ビーム偏向角が下向き２５°（−２５°）
から上向き３０°までの広い範囲で利得が２２ｄＢｉ以
上と良好な結果が得られている。実際は実験精度より、
反射鏡７の下端位置角度θａは７０°から７６°ぐらい
まで、回転軸９の位置Ａｘは０．４から０．５ぐらいま
でが設計上の許容範囲となっている。
から上向き３０°までの広い範囲で利得が２２ｄＢｉ以
上と良好な結果が得られている。実際は実験精度より、
反射鏡７の下端位置角度θａは７０°から７６°ぐらい
まで、回転軸９の位置Ａｘは０．４から０．５ぐらいま
でが設計上の許容範囲となっている。
【００３５】以上のように反射鏡７の配設位置と垂直回
転軸９の位置を組み合わせることにより、利得を最大に
できることが分かる。
転軸９の位置を組み合わせることにより、利得を最大に
できることが分かる。
【００３６】次に、ビーム偏向角（θ）の変化による利
得Ｇｍの変動分を制御する場合を考える。
得Ｇｍの変動分を制御する場合を考える。
【００３７】図６は、θａ＝θａｍ（一定）、Ａｘ＝Ａ
ｘ′（一定）とした場合の利得Ｇｍ（θ＝θａｍ、Ａ
ｘ′、ｙｈ）の変化のイメージを示している。さらに、
Ａｘ＝Ａｘ″（一定）とするなどして回転軸９の各位置
Ａｘ（０≦Ａｘ≦１）のグラフを計算する。そのグラフ
の中から回転軸９の位置Ａｘ（請求項１でいう垂直回転
軸の配設位置）と１次放射器５の頂点座標値ｙｈ（請求
項１でいう１次放射器の配設位置）とを組み合わせるこ
とによって、ビーム偏向角θに対する利得Ｇｍの変動を
制御できることがわかる。
ｘ′（一定）とした場合の利得Ｇｍ（θ＝θａｍ、Ａ
ｘ′、ｙｈ）の変化のイメージを示している。さらに、
Ａｘ＝Ａｘ″（一定）とするなどして回転軸９の各位置
Ａｘ（０≦Ａｘ≦１）のグラフを計算する。そのグラフ
の中から回転軸９の位置Ａｘ（請求項１でいう垂直回転
軸の配設位置）と１次放射器５の頂点座標値ｙｈ（請求
項１でいう１次放射器の配設位置）とを組み合わせるこ
とによって、ビーム偏向角θに対する利得Ｇｍの変動を
制御できることがわかる。
【００３８】図５（ｂ）は、Ａｘ＝０．３、ｙｈ＝−
４．０ｍｍとした場合の計算例をグラフとして示したも
のである。これは、ビーム偏向角が−２５゜から＋３０
゜までの範囲で利得の変動を＋１．４ｄＢに抑えている
例である。この結果から分かるように、反射鏡７の垂直
方向回転軸９の位置Ａｘを決定し、一次放射器５をｙ軸
方向に移動させることにより、その回転軸９の変位量や
移動量に応じて利得Ｇｍの変動分を最小にすることが可
能となる。
４．０ｍｍとした場合の計算例をグラフとして示したも
のである。これは、ビーム偏向角が−２５゜から＋３０
゜までの範囲で利得の変動を＋１．４ｄＢに抑えている
例である。この結果から分かるように、反射鏡７の垂直
方向回転軸９の位置Ａｘを決定し、一次放射器５をｙ軸
方向に移動させることにより、その回転軸９の変位量や
移動量に応じて利得Ｇｍの変動分を最小にすることが可
能となる。
【００３９】さらに、反射鏡７の配設位置と垂直回転軸
９の位置と１次放射器５の配設位置の３つを組み合わせ
ることによって利得を最大、かつ、利得変動分を最小に
することが可能となる。
９の位置と１次放射器５の配設位置の３つを組み合わせ
ることによって利得を最大、かつ、利得変動分を最小に
することが可能となる。
【００４０】このように、この実施の形態によれば、給
電系には第１の従来例のような曲り部分を有する円形導
波管などの複雑な導波管回路を必要とせず、可動部分も
反射鏡７のみとなっているので、構造全体が簡易かつ小
型化され、限られたスペースに配置するのに適してい
る。
電系には第１の従来例のような曲り部分を有する円形導
波管などの複雑な導波管回路を必要とせず、可動部分も
反射鏡７のみとなっているので、構造全体が簡易かつ小
型化され、限られたスペースに配置するのに適してい
る。
【００４１】なお、ロータリジョイント３と一次放射器
５との間に、もう１個の円偏波発生器（第２の円偏波発
生器）を挿入するように構成することもできる。このよ
うに構成することにより、直線偏波の放射アンテナとし
て使用することができる。
５との間に、もう１個の円偏波発生器（第２の円偏波発
生器）を挿入するように構成することもできる。このよ
うに構成することにより、直線偏波の放射アンテナとし
て使用することができる。
【００４２】また、ロータリジョイント３を使用しない
場合でも反射鏡７のみをＺ軸を回転軸として水平方向に
回転することで１水平方向のビーム制御が可能となる。
場合でも反射鏡７のみをＺ軸を回転軸として水平方向に
回転することで１水平方向のビーム制御が可能となる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１、２、３の
発明によれば、反射鏡の配設位置と垂直回転軸の配設位
置との組み合わせ、および垂直回転軸の配設位置と１次
放射器の配設位置との組み合わせは、利得が最大になる
組み合わせ、およびビーム偏向角に対する利得変動が最
小となる組み合わせに設定されているので、広範囲で高
利得が確保でき、かつ利得変動を抑えたビーム制御が可
能となる。しかも構造が簡単で小型化可能となるので、
ワイヤレスカメラ等の自動追尾用のアンテナ装置として
好適なホーンリフレクタアンテナ装置を適用できる。
発明によれば、反射鏡の配設位置と垂直回転軸の配設位
置との組み合わせ、および垂直回転軸の配設位置と１次
放射器の配設位置との組み合わせは、利得が最大になる
組み合わせ、およびビーム偏向角に対する利得変動が最
小となる組み合わせに設定されているので、広範囲で高
利得が確保でき、かつ利得変動を抑えたビーム制御が可
能となる。しかも構造が簡単で小型化可能となるので、
ワイヤレスカメラ等の自動追尾用のアンテナ装置として
好適なホーンリフレクタアンテナ装置を適用できる。
【００４４】請求項４の発明によれば、円偏波発生器と
１次放射器との間に、第２の円偏波発生器を介在させた
ので、円偏波発生器で変換された円偏波信号を再び直線
偏波信号に変換して放射することができる。
１次放射器との間に、第２の円偏波発生器を介在させた
ので、円偏波発生器で変換された円偏波信号を再び直線
偏波信号に変換して放射することができる。
【００４５】請求項５の発明によれば、反射鏡を水平方
向に回転する水平方向回転軸を設けたので、垂直方向の
ビーム制御ばかりでなく、水平方向のビーム制御も可能
となる。
向に回転する水平方向回転軸を設けたので、垂直方向の
ビーム制御ばかりでなく、水平方向のビーム制御も可能
となる。
【図１】本発明に係るホーンリフレクタアンテナ装置の
実施の形態を示す構成図である。
実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の実施の形態におけるホーンリフレクタア
ンテナ装置の計算に使用される解析モデルを示す説明図
である。
ンテナ装置の計算に使用される解析モデルを示す説明図
である。
【図３】図１の実施の形態におけるホーンリフレクタア
ンテナ装置の利得Ｇｍのイメージ図である。
ンテナ装置の利得Ｇｍのイメージ図である。
【図４】図１の実施の形態におけるホーンリフレクタア
ンテナ装置の利得Ｇｍのイメージ図である。
ンテナ装置の利得Ｇｍのイメージ図である。
【図５】ビーム偏向角θに帯する利得Ｇｍの変化を示す
説明図である。
説明図である。
【図６】図１の実施の形態におけるホーンリフレクタア
ンテナ装置の利得Ｇｍのイメージ図である。
ンテナ装置の利得Ｇｍのイメージ図である。
【図７】自動追尾に使用されるアンテナ装置の第１の従
来例を示す構成図である。
来例を示す構成図である。
【図８】自動追尾に使用されるアンテナ装置の第２の従
来例を示す構成図である。
来例を示す構成図である。
１ 円偏波発生器 ３ ロータリジョイント ５ １次放射器 ７ 反射鏡 ９ 垂直方向回転軸 １１ 水平方向回転軸
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年３月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】図６は、θａ＝θａｍ（一定）、Ａｘ＝Ａ
ｘ′（一定）とした場合の利得Ｇｍ（θ、θａｍ、Ａ
ｘ′、ｙｈ）の変化のイメージを示している。さらに、
Ａｘ＝Ａｘ″（一定）とするなどして回転軸９の各位置
Ａｘ（０≦Ａｘ≦１）のグラフを計算する。そのグラフ
の中から回転軸９の位置Ａｘ（請求項１でいう垂直回転
軸の配設位置）と１次放射器５の頂点座標値ｙｈ（請求
項１でいう１次放射器の配設位置）とを組み合わせるこ
とによって、ビーム偏向角θに対する利得Ｇｍの変動を
制御できることがわかる。
ｘ′（一定）とした場合の利得Ｇｍ（θ、θａｍ、Ａ
ｘ′、ｙｈ）の変化のイメージを示している。さらに、
Ａｘ＝Ａｘ″（一定）とするなどして回転軸９の各位置
Ａｘ（０≦Ａｘ≦１）のグラフを計算する。そのグラフ
の中から回転軸９の位置Ａｘ（請求項１でいう垂直回転
軸の配設位置）と１次放射器５の頂点座標値ｙｈ（請求
項１でいう１次放射器の配設位置）とを組み合わせるこ
とによって、ビーム偏向角θに対する利得Ｇｍの変動を
制御できることがわかる。
フロントページの続き (72)発明者 正源 和義 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 (72)発明者 矢沢 紀彦 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 直線偏波信号を円偏波信号に変換する円
偏波発生器と、この円偏波発生器からの円偏波信号を放
射する１次放射器と、この１次放射器からの放射波を平
面波に変換して反射する反射鏡と、この反射鏡を垂直方
向に回転してビーム偏向角を制御する垂直方向回転軸と
を備え、 前記反射鏡の配設位置と前記垂直回転軸の配設位置との
組み合わせは、利得が最大になる組み合わせに設定され
ていることを特徴とするホーンリフレクタアンテナ装
置。 - 【請求項２】 直線偏波信号を円偏波信号に変換する円
偏波発生器と、この円偏波発生器からの円偏波信号を放
射する１次放射器と、この１次放射器からの放射波を平
面波に変換して反射する反射鏡と、この反射鏡を垂直方
向に回転してビーム偏向角を制御する垂直方向回転軸と
を備え、 前記垂直回転軸の配設位置と前記１次放射器の配設位置
との組み合わせは、ビーム偏向角に対する利得変動が最
小となる組み合わせに設定されていることを特徴とする
ホーンリフレクタアンテナ装置。 - 【請求項３】 直線偏波信号を円偏波信号に変換する円
偏波発生器と、この円偏波発生器からの円偏波信号を放
射する１次放射器と、この１次放射器からの放射波を平
面波に変換して反射する反射鏡と、この反射鏡を垂直方
向に回転してビーム偏向角を制御する垂直方向回転軸と
を備え、 前記反射鏡の配設位置と前記垂直回転軸の配設位置と前
記１次放射器の配設位置との組み合わせは、利得を最
大、かつ、ビーム偏向角に対する利得変動が最小となる
組み合わせに設定されていることを特徴とするホーンリ
フレクタアンテナ装置。 - 【請求項４】 請求項１、２または３記載のホーンリフ
レクタアンテナ装置において、 前記円偏波発生器と１次放射器との間に、第２の円偏波
発生器を介在させたことを特徴とするホーンリフレクタ
アンテナ装置。 - 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載のホーン
リフレクタアンテナ装置において、 前記反射鏡を水平方向に回転する水平方向回転軸を設け
たことを特徴とするホーンリフレクタアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8052106A JPH09246856A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | ホーンリフレクタアンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8052106A JPH09246856A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | ホーンリフレクタアンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09246856A true JPH09246856A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12905615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8052106A Pending JPH09246856A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | ホーンリフレクタアンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09246856A (ja) |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP8052106A patent/JPH09246856A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040727 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050329 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050726 |