JPS6347061Y2 - - Google Patents
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- JPS6347061Y2 JPS6347061Y2 JP4717881U JP4717881U JPS6347061Y2 JP S6347061 Y2 JPS6347061 Y2 JP S6347061Y2 JP 4717881 U JP4717881 U JP 4717881U JP 4717881 U JP4717881 U JP 4717881U JP S6347061 Y2 JPS6347061 Y2 JP S6347061Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、小中容量マイクロ波多方向に多重通
信用として、好適な扇形ビームアンテナに関す
る。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a fan-shaped beam antenna suitable for small to medium capacity microwave multidirectional multiplex communication.
小中容量マイクロ波多方向多重通信方式は、親
局に広角度の扇形ビームアンテナ（ビーム幅Θ1/
２≒45゜）を設置して、サービスエリヤ内に分散す
る数局の子局と均等に同時通信する方式であつ
て、通信回線を経済的に構成しうるという利点を
もつ。なお子局側には一般マイクロ波多重通信用
のペンシルビームアンテナ（2GHz帯でΘ1/2≒
5゜）が使用される。この方式を実施するにさいし
て、上記サービスエリヤが広い場合には１個の広
角度の扇形ビームアンテナではカバーしえないの
で、該アンテナと複数個のペンシルビームアンテ
ナとを組合せるか、又は複数個の広角度の扇形ビ
ームアンテナを組合せることが行なわれる。かか
る場合、組合せた相隣接するアンテナの相互干渉
や、他回線との妨害波の影響を抑制するため、各
アンテナ単体にはビームの立ち上がりが急峻でか
つ低サイドローブであることが要求される。 The small to medium capacity microwave multidirectional multiplex communication system uses a wide-angle fan-shaped beam antenna (beam width Θ1/
2≒45°) to communicate equally and simultaneously with several slave stations dispersed within a service area, and has the advantage that communication lines can be constructed economically. The slave station side is equipped with a pencil beam antenna for general microwave multiplex communication (Θ1/2≒ in the 2GHz band).
5°) is used. When implementing this method, if the service area is wide, it cannot be covered by one wide-angle fan beam antenna, so it is necessary to combine this antenna with multiple pencil beam antennas, or to combine multiple pencil beam antennas. A combination of wide angle fan beam antennas is performed. In such a case, each antenna is required to have a steep beam rise and low side lobes in order to suppress mutual interference between adjacent antennas in combination and interference waves from other lines.
ところで上述のように２個の広角度扇形ビーム
アンテナを組合せて使用した場合、所要サービス
エリヤによつては総合ビーム幅が広過ぎて不要方
向にまで電波を放射し、そのため他回線に妨害を
与えるという不都合を生じる。また、１個の広角
度扇形ビームアンテナと数個のペンシルビームア
ンテナを組合せて多方向回線を構成すると、これ
らのアンテナの総受風面積が相当大きくなること
から、アンテナを取付ける支持鉄塔を強固なもの
にしなければならず、そのため回線全体の経済性
が阻害されることになる。 By the way, when two wide-angle fan beam antennas are used in combination as described above, the total beam width may be too wide depending on the desired service area, and radio waves may be emitted in unnecessary directions, causing interference with other lines. This causes an inconvenience. In addition, when a multi-directional line is configured by combining one wide-angle fan beam antenna and several pencil beam antennas, the total wind area of these antennas becomes considerably large, so it is necessary to make the support tower on which the antenna is mounted strong. Therefore, the economic efficiency of the entire line will be hindered.
かかる問題は、上記所要サービスエリヤの主た
る区域を上記広角度扇形ビームアンテナにカバー
させ、残る区域を任意の中角度の扇形ビームアン
テナにカバーさせることによつて解決しうるが、
従来、このような用途に適応しうる中角度扇形ビ
ームアンテナは提案されていない。 This problem can be solved by having the wide-angle fan beam antenna cover the main area of the desired service area, and the remaining area being covered by an arbitrary medium-angle fan beam antenna.
Conventionally, no medium-angle fan beam antenna that can be adapted to such uses has been proposed.
なお、レーダー等に使用される開口面形状が長
方形の放物面反射鏡、又は放物筒面反射鏡を備え
た扇形ビームアンテナを上記多重通信に使用する
ことも考えられるが、この種のアンテナは、ビー
ムの立ち上りが鈍くかつ複数個を組合せたさいに
相互干渉を生じるという問題がある。しかも、一
次放射器の励振波が反射鏡の短辺方向より漏洩す
るスピルオーバー量が広角度指向性に重畳される
のでＦ／Ｂ特性（指向性の前後比特性）が劣り、
そのため低サイドローブアンテナの要求を満さ
ず、他回線との妨害波の授受がある。したがつて
この種のアンテナは多方向多重通信方式用アンテ
ナとして利用できない。 Note that it is also possible to use a parabolic reflector with a rectangular aperture shape or a fan beam antenna equipped with a parabolic cylindrical reflector used for radar etc. for the above multiplex communication, but this type of antenna However, there is a problem that the beam rises slowly and mutual interference occurs when a plurality of beams are combined. Moreover, the spillover amount of the excitation wave of the primary radiator leaking from the short side direction of the reflecting mirror is superimposed on the wide-angle directivity, resulting in poor F/B characteristics (front-to-back ratio characteristics of directivity).
Therefore, it does not meet the requirements for a low sidelobe antenna, and there is interference with other lines. Therefore, this type of antenna cannot be used as an antenna for multidirectional multiplex communication systems.
本考案の目的は、上記広角度扇形ビームと組合
せて使用する場合に好適な所望の中角度扇形ビー
ムを放射しうるアンテナを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an antenna capable of radiating a desired medium-angle fan beam suitable for use in combination with the wide-angle fan beam described above.
以下、図面に示した実施例を参照しながら本考
案を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
本考案に係る扇形ビームアンテナは、第２図に
その一実施例を示すように、等しい形状をもつ２
つの放物面反射鏡部２，２′を対称状に配して接
合した形状の複合曲面反射鏡４を有する。 The fan beam antenna according to the present invention has two antennas having the same shape, as shown in FIG.
The compound curved reflector 4 has a shape in which two parabolic reflector parts 2 and 2' are symmetrically arranged and joined together.
上記各反射鏡部２，２′の原形は、第１図に示
す深形（焦点位置が開口面内にある）の軸対称回
転放物面反射鏡１であり、それらは該反射鏡１を
その焦点Ｆを通りかつ光軸ｘとαの角度をなす平
面で切断することによつて得られる。つまりオー
バーカツトされた側の部分が上記反射鏡部２，
２′となる。なお符号３はアンダーカツトされた
側の反射鏡部を示す。 The original shape of each of the above-mentioned reflecting mirror sections 2, 2' is a deep-type (focal position is within the aperture plane) axisymmetric paraboloid of revolution reflecting mirror 1 shown in FIG. It is obtained by cutting with a plane that passes through the focal point F and makes an angle α with the optical axis x. In other words, the overcut side is the reflecting mirror section 2,
It becomes 2'. Note that the reference numeral 3 indicates the reflecting mirror portion on the undercut side.
上記原形の反射鏡１は、マイクロ波超々多重通
信方式用アンテナとして従来から多用されている
ものであるから、比較的低廉で容易に入手でき、
加工（絞り加工などによつて形成される）も簡単
である。なお、この実施例では焦点距離と開口直
径の比ｆ／Ｄがｆ／Ｄ＝0.25のものを切断して上
記の反射鏡部２，２′を得ている。 The reflector 1 in its original form is one that has been widely used as an antenna for microwave ultra-super multiplex communication systems, and is therefore relatively inexpensive and easily available.
Processing (forming by drawing, etc.) is also easy. In this embodiment, the reflecting mirror sections 2, 2' are obtained by cutting a lens whose focal length to aperture diameter ratio f/D is 0.25.
上記の方法で得られる２個の反射鏡部２，２′
の各放物状断端を相互に接合してなる第２図に示
す複合曲面反射鏡４は、同図に二点鎖線で示す
個々の反射鏡部２，２′の光軸ｘ，x′の交点位置
（原形の反射鏡１の焦点位置に対応）に一次放射
器５を配置することによつて扇形ビームアンテナ
として機能する。 Two reflecting mirror parts 2, 2' obtained by the above method
The compound curved reflector 4 shown in FIG. 2, which is formed by joining the parabolic cut ends of By arranging the primary radiator 5 at the intersection position (corresponding to the focal position of the original reflecting mirror 1), it functions as a fan beam antenna.
すなわち、上記反射鏡４を一次放射器５で励振
すると、上記放物面反射鏡部２，２′による各放
射波は、上記反射鏡４の光軸Ｘに対しそれぞれ角
度αで交差したｘ，x′方向に指向性，′をも
ち、それらの合成指向性は実線で示すように扇
形となる。 That is, when the reflecting mirror 4 is excited by the primary radiator 5, each radiated wave by the parabolic reflecting mirror parts 2, 2' is generated at angles x, It has directivity, ′ in the x′ direction, and their combined directivity is fan-shaped as shown by the solid line.
なお上記一次放射器５としては、上記アンテナ
が低サイドローブ設計である故、その励振波の反
射鏡開口面上の照度分布がほゞcosθ（θは放射器
正面よりの放射角）のものを使用している。 Furthermore, since the antenna has a low side lobe design, the primary radiator 5 has an illuminance distribution of the excitation wave on the reflecting mirror aperture of approximately cos θ (θ is the radiation angle from the front of the radiator). I am using it.
上記構成の本考案に係る扇形ビームアンテナの
主ビーム指向性は、上記反射鏡部２，２′の切断
角度αの大きさによつて変化し、第３図の曲線
７，８，９および１０は、各々上記角度αが5゜，
6゜，7゜および8゜となるように構成した場合の主ビ
ーム指向性を各々示す。同図から明らかなよう
に、上記角度αを大きくする程広角度の扇形ビー
ムが得られるが、反面ビーム先端の凹凸が大きく
なる。実用的には上記凹凸を3dB以内に押押える
ことが好ましく、同図の各指向性はこの条件を満
たしている。そそてこれらの指向性をもつ各アン
テナは、ビームの最大放射値より3dB低いレベル
における角度幅をビーム幅Θ1/2とした場合、
各々ビーム幅12゜，17゜，20゜，22゜の中角度扇形ビ
ームアンテナとして良好に機能する。 The main beam directivity of the fan-shaped beam antenna according to the present invention having the above configuration changes depending on the cutting angle α of the reflecting mirror portions 2, 2', and curves 7, 8, 9 and 10 in FIG. are, respectively, the above angle α is 5°,
The main beam directivity is shown when configured to have an angle of 6°, 7°, and 8°. As is clear from the figure, as the angle α becomes larger, a fan-shaped beam with a wider angle can be obtained, but on the other hand, the unevenness at the tip of the beam becomes larger. Practically, it is preferable to suppress the above-mentioned unevenness to within 3 dB, and each directivity shown in the figure satisfies this condition. Each antenna with these directivity has a beam width Θ1/2, which is the angular width at a level 3 dB lower than the maximum radiation value of the beam.
They function well as medium-angle fan beam antennas with beam widths of 12°, 17°, 20°, and 22°, respectively.
なお、同図の実線曲線６は、第１図に示した原
形の回転放物面反射鏡１を使用したペンシルビー
ムアンテナの主ビーム指向性を示し、そのビーム
幅は約5゜である。 A solid curve 6 in the figure shows the main beam directivity of a pencil beam antenna using the original paraboloid of revolution reflector 1 shown in FIG. 1, and its beam width is about 5 degrees.
本考案に係るアンテナは、上記原形の反射鏡１
として焦点位置が開口面よりも前方にある浅形の
放物面反射鏡を使用しても構成しうるが、低サイ
ドロープであることを要求されるこの種にアンテ
ナの場合、上記実施例に示した深形の反射鏡を原
形の反射鏡として使用することが好ましい。第２
図に示した場合曲面反射鏡４は、もちろん一体成
形することが可能であるが、経済性や精度の点か
ら上記するように原形の放物面反射鏡１を切断す
る組立態様を採用した方が得策である。 The antenna according to the present invention has the above-mentioned original shape reflector 1.
It can also be constructed using a shallow parabolic reflector whose focal point is in front of the aperture plane, but in the case of this type of antenna that requires low side ropes, the above embodiment Preferably, the deep reflector shown is used as the original reflector. Second
In the case shown in the figure, the curved reflector 4 can of course be integrally molded, but from the viewpoint of economy and precision, it is better to adopt an assembly mode in which the original parabolic reflector 1 is cut as described above. is a good idea.
本考案に係る扇形ビームアンテナは、上記する
ように中角度の主ビーム指向性をもつ。したがつ
て、前記広角度の扇形ビームアンテナ、または該
アンテナとペンシルビームアンテナに本考案のア
ンテナを適宜個数づつ組合わせることによつて、
親局から見たサービスエリヤの角度に応じた最小
必要数のアンテナからなる多方向多重通信回線を
構成しうる。これは前記したアンテナ総受風面積
を極限して支持鉄塔の風圧荷重を可及的に低減し
うること、および不必要な角度方向のビームよる
他回線への悪影響を防止しうることを意味するの
で、本考案のアンテナを用いれば総合的にみてよ
り経済的かつ実用的な通信回線を構成することが
できる。 The fan-shaped beam antenna according to the present invention has a medium-angle main beam directivity as described above. Therefore, by combining an appropriate number of antennas of the present invention with the wide-angle fan beam antenna, or with the antenna and the pencil beam antenna,
A multidirectional multiplex communication line can be configured with the minimum required number of antennas depending on the angle of the service area as seen from the master station. This means that the wind pressure load on the support tower can be reduced as much as possible by minimizing the total wind area of the antenna mentioned above, and that it is possible to prevent harmful effects on other lines due to unnecessary angular beam directions. Therefore, by using the antenna of the present invention, it is possible to construct a communication line that is more economical and practical from a comprehensive perspective.
第１図は本考案の扇形ビームアンテナに用いる
複合曲面反射鏡の原形である回転放物面反射鏡を
概念的に示した断面図、第２図は本考案の一実施
例に係るアンテナの構成および作用を示した断面
図、第３図は本考案によるアンテナの主ビーム指
向性を示した図である。
１……原形の回転放物面反射鏡、２，２′……
放物面反射鏡部、４……複合曲面反射鏡、５……
一次放射器。
Fig. 1 is a cross-sectional view conceptually showing a paraboloid of revolution reflector, which is the original form of the compound curved reflector used in the fan beam antenna of the present invention, and Fig. 2 is the configuration of an antenna according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the main beam directivity of the antenna according to the present invention. 1... Original paraboloid of revolution reflector, 2, 2'...
Parabolic reflector section, 4...Compound curved reflector, 5...
Primary radiator.
Claims (1)
その光軸に対し所定角度αで交差する平面で切断
したさいに得られるであろう２つの鏡面体のう
ち、大きい形状をもつ方の鏡面体と同一の形状を
有する２つの反射鏡部２，２′を、それらの放物
状端面が合致する態様で接合してなる反射鏡と、
該反射鏡を励振するための一次放射器とからなる
扇形ビームアンテナ。 The mirror surface of the larger shape of the two mirror bodies that would be obtained by cutting an axially symmetric rotating parabolic reflector along a plane that passes through its focal point and intersects the optical axis at a predetermined angle α. A reflecting mirror formed by joining two reflecting mirror parts 2, 2' having the same shape as the body in such a manner that their parabolic end surfaces match;
a fan beam antenna comprising a primary radiator for exciting the reflector;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4717881U JPS6347061Y2 (en) | 1981-04-01 | 1981-04-01 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4717881U JPS6347061Y2 (en) | 1981-04-01 | 1981-04-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57160207U JPS57160207U (en) | 1982-10-07 |
| JPS6347061Y2 true JPS6347061Y2 (en) | 1988-12-06 |
Family
ID=29843991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4717881U Expired JPS6347061Y2 (en) | 1981-04-01 | 1981-04-01 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6347061Y2 (en) |
-
1981
- 1981-04-01 JP JP4717881U patent/JPS6347061Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57160207U (en) | 1982-10-07 |
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