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 |