JPS6297407A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はマイクロ波地中継回線等に用いられるアンテ
ナ装置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、アンテナ装置には、第５図に示すように。

位相中心ＦＱを有する一次放射器（１）、一次放射器の
位相中心ＦＯを共有し、さらに焦点Ｆ１を有する第一副
反射鏡（２）、焦点Ｆ１を共有し、さらに焦点Ｆ２を有
する第二副反射鏡（３）および焦点Ｆ２を共有する回転
放物面鏡からなる主反射鏡（４）より構成されているも
のがある。

図中、　Ｍｊ、　Ｍ２．　Ｍは、一次放射器ｉｌｌの中
心軸に沿って、放射される光線（５）が各鏡面に順に当
る点である。

とのアンテナは第５図の構成図から明らかなように、幾
何光学的に設計されているために、幾何光学が成立する
周波数領域やＤ／λ　（Ｄ＝鏡面の開口径、λ：自由空
間波長）が非常に大きしアンテナでは、第一副反射鏡（
２）、第二副反射鏡（３）および主反射鏡（４）からの
電波のスピルオーバ成分はほとんどなく、見かけ上電波
が光のような直進性を有するため、広帯域にわたって開
口能率が一定となる。

〔発明が解決りようとする問題点〕

しかしながら、開口径が１０λ以下の小口径の副反射鏡
を有するアンテナでは、電波が本質的なふるまいとして
、波動的な広がりを廟するため。

第一副反射１（２１ふ−よび第二副反射鏡（３）からの
電波のスピルオーバ成分が増大し、広角放射特性の劣化
や開口能率の低下をもたらすという欠点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たものであり、アンテナ利得の高能率化と、広角放射特
性の良好なアンテナ装置を得ること全目的としたもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るアンテナ装置は、第一副反射鏡（２１上
の反射波面の曲率半径が第二副反射鏡（３）上の入射波
面の曲率半径よりも大と々るように鏡面系を構成したも
のである。

〔作用〕

この発明におけるアンテナ装置は、上述したように第一
副反射鏡（２）上の反射波面の曲率半径を第二副反射鏡
上の入射波面の曲率半径よシも大となるように鏡面パラ
メータを選定するだめ、従来の幾何光学的な鏡面系構成
と違って、各副反射鏡の焦点位置を一致させるように鏡
面パラメータを選定する必要がなく、鏡面パラメータの
自由度が増大する。

又、電波の広がりの程度に応じて、上記副反射鏡の鏡面
パラメータを副反射鏡間の配置を変えずに任意に選定で
きるため、副反射鏡からのスピルオーバ成分を低減でき
、広帯域にわたって高能率化が実現でき、しかも広角放
射特性を良好にすることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図を用いて説明する。第１
図におりで、　（１′１、＋２１．　（３′１、＋４１
．　＋５１は第５図と同一名称である。（６）は第二副
反射鏡（３）の周辺に当る電波であり、　　（６’）は
第一副反射鏡（２）の周辺に当る電波である。さらに（
７）はアンテナ開口面の波面である。又　Ｆｏ、　Ｆ２
．　Ｍ１、　Ｍ２．　Ｍは図中に示したものと同じであ
る。Ｐｌは第二副反射鏡（３）のみの焦点で、　　Ｆ４
　　は第一副反射鏡（２）の焦点であり、共焦点とＦｉ
ａっていな込。αは副反射鏡間の中心軸光線の傾き角で
あシ、主反射鏡（４）の回転軸を基準として２反時計方
向の回転角を正にとれば、第１図のαは一方向に傾いて
いる。Ｌ１、１２はそれぞれＭｌとＭ２間およびＭ２と
Ｍ間の距離であり、　　ＡｙｓはＭ点を通る中心軸光線
（５）が波面（７）に至るまでの距離である。さらにＲ
１は第一副反射鏡（２）上における反射波の波面の曲率
半径であり。

Ｆ’、　Ｍ、　＝　Ｒ’ｌとなるように第一副反射鏡（
２）の形状を決定している。同様に、　　Ｒ２は第二副
反射鏡（３）＝Ｒ２となるように第二副反射鏡（３）の
形状を決定して粘る。

上述したＲ／、とＲ２の関係は以下のように決定される
。

Ｗｌを第一副反射鏡（２）上の反射側のビーム半径とし
、距離ｔ１だけ離れた第二副反射鏡（３）上の入射１ｔ
１１のビーム半径をＷ２とするとＷｌとＷ２の間には次
の関係式が成立する。

ここで、　　Ｗｒけビームウェストのビーム半径で。

Ｚ１、Ｚ２はビームウェストから第一副反射鏡（２）お
よび第二副反射鏡（３）までの距離であり、第１図の鏡
面系構成から第（３）式が求捷る。

ビーム半径Ｗ１と反射鏡の開口径Ｄ１およびその周辺レ
ベル−Ｌｊ−（ｄＢ）（Ｔ、ｉ）Ｏ）との間に次の関係
がある。

第１図の鏡面系構成は、各反射鏡の周辺レベルをほぼ同
等とし、第一副反射鏡＋２１　、第二副反射鏡（３）お
よび主反射鏡（４）の開口径ＤＩ、　Ｄ２．　Ｄ３の間
にＤＩ　＜Ｄ２　＜Ｄ３の関係があるため、第（４）式
より次の関係式が成立する。

ｗｊ　＜Ｗ２　＜Ｗ３　　　　　　　　　　　　　　　
ｆ５１従って、第＋１１式、第（２）式、第（５１式よ
り次の関係式が求する。

第（３１式よｌ’）、　　Ｚｌ＞Ｚ２であるため２次式
が成立する。

Ｒ′１＞　Ｒ２（７＋ 第一副反射鏡（２）および第二副反射鏡（３）の形状を
第（５）式および第（７１式により決定することにより
、焦点Ｆ／ｌとＦｌを一致させるような従来の幾何光学
的な鏡面系構成と運って、鏡面パラメータの自由度が増
大り、　　Ｌかも、第（５）式および第（７１式はアン
テナ開口面の波面（７）の位相半径を無限大とする条件
であるため、アンテナ利得の高能率化が実現できる。さ
らに、第１図の鏡面系の構成から明らかなように幾何光
学的な鏡面系構成と違って、第二副反射鏡（３）の開口
径Ｄ２を大きく出来るため、第（４）式よりＷ２を一定
とすれば、第二副反射鏡（３）の周辺レベル−Ｌ２を小
さく出来るため、上記第二副尺Ｊ？［（３＋からのスピ
ルオーバ成分を低減でき良好な広角放射特性を得ること
ができる。

なお、上記実施例では、副反射鏡間の中心軸光線の傾き
角αけ主反射鏡（４）の回転軸に対して０反時計方向の
回転角を十とすれば一方向に傾いているが、第２図に示
しているように十方向に傾いてもよい。

又、第１図、第２図では焦点Ｆ２で電波が絞られるよう
に構成されているが、第３図、第４図に示すように、焦
点Ｆ２で電波が放射され、かつ広がっていくように鏡面
系を構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、一次放射器に近い方
の副反射鏡の焦点距離を他の副反射鏡の焦点距離よりも
大きくなるように鏡面系を構成することにより、アンテ
ナ利得の高能率化や広角放射特性の低サイドローブ化が
得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるアンテナ装置を示す
図、第２図、第３図、第４図はこの発明（ｏ） の他の実施例を示すアンテナ装置の図、第５図は従来の
アンテナ装置を示す図である。 図中、（１）は一次放射器、（２）は第一副反射鏡、（
３）は第二副反射鏡、（４）は主反射鏡、（５）は光線
、（６１゜（６′）は電波、（７）は波面である。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一次放射器と主反射鏡の間に２枚の副反射鏡を配し、上
   記主反射鏡が上記一次放射器と副反射鏡の上位にあるよ
   うに構成されたアンテナ装置において、一次放射器に近
   い副反射鏡をＳ＿１、他方の副反射鏡をＳ＿２、一次放
   射器の位相中心に一致する副反射鏡Ｓ＿１の一方の焦点
   をＦ＿０、他方の焦点をＦ′＿１、副反射鏡Ｓ＿２の主
   反射鏡との共焦点をＦ＿２、他方の焦点をＦ＿１として
   幾何光学的に考えたとき、一次放射器の中心軸に沿つて
   放射される光線が２枚の副反射鏡Ｓ＿１、Ｓ＿２に当る
   点を順にＭ＿１、Ｍ＿２とし、副反射鏡Ｓ＿１上におけ
   る反射波の波面の曲率半径をＲ′＿１、副反射鏡Ｓ＿２
   上における入射波の波面の曲率半径をＲ＿２、さらに副
   反射鏡Ｓ＿２のＭ＿２点を経由した光線が主反射鏡Ｒに
   当る点をＭとし、副反射鏡Ｓ＿１上、副反射鏡Ｓ＿２上
   および主反射鏡上のビーム半径をそれぞれＷ＿１、Ｗ＿
   ２、Ｗ＿３とすると、Ｆ＿０、Ｆ＿１、Ｆ′＿１、Ｆ＿
   ２、Ｍ＿１、Ｍ＿２、Ｍが同一面内にあり、且つ■■と
   ■■が同一線上にあつて、Ｗ＿１＜Ｗ＿２＜Ｗ＿３およ
   びＲ′＿１＞Ｒとなり、Ｒ′＿１＝■■、Ｒ＿２＝■■
   となるように鏡面系を構成したことを特徴とするアンテ
   ナ装置。