JPH05251925A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】反射鏡開口面上の振幅分布、位相分布が所望の
分布となるように反射鏡の反射面の一部又は全面に誘電
体を装荷して、異なる特性のアンテナで反射鏡を共有で
きるようにする。 【構成】一次放射器４より放射された電磁波は、副反射
鏡２で反射される際、誘電体３を通過して屈折され、さ
らに主反射鏡１で反射される。主反射鏡開口面上で所望
の振幅分布、位相分布となるように副反射鏡形状、誘電
体形状を決定する。主反射鏡をある形状に統一して、一
次放射器、副反射鏡、及び誘電体を交換する。 【効果】異なる特性のアンテナでも反射鏡を共通化する
ことができ、製造コストの低減を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反射鏡を有するアンテ
ナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高効率かつ低サイドローブな特性を有す
るアンテナを実現するために、従来は鏡面修整と呼ばれ
る技術を用いている。鏡面修整を行なった例としては、
論文「Ｋｕバンド衛星通信地球局用５．６ｍφアンテ
ナ」山田他、昭和６３年電子通信学会秋季全国大会講演
論文集Ｂ−７０に示された軸対称の鏡面修整グレゴリア
ン形アンテナ装置がある。グレゴリアン形アンテナの場
合は、主反射鏡、副反射鏡は、それぞれ本来は、回転放
物面、回転楕円面であるが鏡面修整を行うことでアンテ
ナ特性の向上を図っている。図３に、従来の軸対称形の
鏡面修整グレゴリアン形アンテナ装置の構成図を示す。
図中、1１は鏡面修整された主反射鏡、２1は鏡面修整さ
れた副反射鏡、４は一次放射器、５は主反射鏡開口面上
の振幅分布、６は主反射鏡開口面上の位相分布を示す。

【０００３】例えば図３に示すグレゴリアン形アンテナ
装置のように主反射鏡開口面上で一様な振幅分布５、位
相分布６を持つ場合は、一次放射器４からの放射電磁界
が、主反射鏡開口面上で、一様の振幅分布となるように
副反射鏡を鏡面修整し、一次放射器４の位相中心点Ａか
ら、副反射鏡面上の点Ｃ、主反射鏡面上の点Ｅを経て主
反射鏡開口面上の点Ｆに至る、光路長ＡＣＥＦが一定に
保たれるように、主反射鏡を修整することにより、主反
射鏡開口面上で一様な位相分布にするものである。

【０００４】具体的には次の３条件、 （１）電力保存の法則 （２）光路長一定の条件 （３）スネルの法則 を満足するように鏡面の形状を決定する。

【０００５】この鏡面修整法により、主反射鏡開口面上
での振幅分布、位相分布を任意に設定して、高効率か
つ、低サイドローブな特性を有するアンテナを設計する
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の鏡面修整アンテ
ナは、所要性能を満足するための最適な振幅分布、位相
分布を得るように鏡面形状を整形するため、周波数が異
なる場合などのように、所要性能が異なると、同一の開
口直径でも鏡面形状が異なるものとなっていた。そのた
め、同一の反射鏡を異なる仕様のアンテナ装置間で共有
することができず、製造コストが非常に高くなるという
欠点があった。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解決するもので
あり、アンテナの所要性能に関係無く、反射鏡を統一さ
れた鏡面形状とすることでアンテナ装置を標準化するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るアンテナ装
置は、一枚又は複数枚の反射鏡を有し、一部の反射鏡の
反射面の一部又は、全面に誘電体を装荷することにより
反射鏡開口面上で、所望の振幅分布と、位相分布とが得
られるように構成したものである。

【０００９】

【作用】一般に、誘電体に電磁波が入射すると入射波は
屈折される。また、誘電体内では波長が変化する。これ
らの性質を利用し、誘電体の表面形状の曲率で電磁波の
経路（光路）を変化させ、厚みで光路長を変化させるこ
とが可能となる。誘電体を反射鏡に装荷することによ
り、反射鏡による反射波を制御して反射鏡開口面上で所
望の振幅分布と位相分布を得ることができる。このこと
より、従来、反射鏡の鏡面形状を整形することで所望の
振幅分布、位相分布を得ていたものが、反射鏡を整形し
なくても誘電体を装荷するだけで同等の効果を得ること
ができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。本実施例ではグレゴリアン形アンテナ装置を用い、
主反射鏡に回転放物面を用いている。図中、１は回転放
物面である主反射鏡、２は副反射鏡、３は副反射鏡２に
装荷された誘電体、４は一次放射器である。

【００１１】図１のアンテナを送信アンテナとして考え
た場合、一次放射器４の位相中心点Ａから放射された電
磁波は、誘電体３上の点Ｂ、副反射鏡２上の点Ｃ、誘電
体３上の点Ｄ、主反射鏡１上の点Ｅを経て、主反射鏡開
口面上の点Ｆに至る。

【００１２】上記過程において、副反射鏡２、誘電体３
の部分の詳細を図２を用いて説明する。図１と同一符号
のものは同一のものである。点Ｂにおいて、誘電体３に
角度θ1で入射した電磁波は、スネルの法則により、屈
折角θ2の方向に屈折される。以下、同様に、点Ｂから
副反射鏡２上の点Ｃへ角度θ3 で入射し、副反射鏡２に
より、角度θ3 で反射される。そして自由空間と誘電体
３との界面上の点Ｄへ角度θ4で入射し、角度θ5で屈折
されて自由空間中へ放射される。さらに、主反射鏡１上
の点Ｅで角度θ6 で反射されて、主反射鏡開口面上の点
Ｆへ至る。この光路ＡＢＣＤＥＦにおいて、ある与えら
れた主反射鏡に対して鏡面修整に用いる３条件を満足す
るように副反射鏡形状、および誘電体形状を決定するこ
とで、副反射鏡開口面上の振幅分布、位相分布を制御
し、主反射鏡開口面上で所望の振幅分布や位相分布を得
ることができる。

【００１３】さらに、図４に示すように、前記誘電体の
上面に誘電率の異なる誘電体を重ねて装荷することによ
り、既装荷誘電体および、新しく装荷された誘電体から
の反射波を互いに打ち消しあうような構成も可能であ
る。

【００１４】以上は軸対称形のグレゴリアン形アンテナ
装置について説明したが、カセグレン形アンテナ装置、
オフセット形のアンテナ装置等についても本発明を適用
することができる。

【００１５】図５には本発明をオフセット形のアンテナ
装置に適用した場合を示す。オフセット形アンテナの場
合、主反射鏡、副反射鏡は回転対称な形状ではないの
で、主反射鏡開口面上の振幅分布、位相分布を誘電体３
３で制御している。

【００１６】図６には本発明を複ビームアンテナ装置に
適用した場合を示す。誘電体３４は２種類の一次放射器
４１，４２のそれぞれのビームに対して振幅分布、位相
分布を制御している。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るアンテナ装
置によれば、反射鏡に誘電体を装荷して反射鏡開口面上
での振幅分布、位相分布を制御することで反射鏡開口面
上で所望の振幅分布や位相分布を得ることができ、一次
放射器、誘電体を取替えるだけで、さらに必要ならば一
部の反射鏡も取り替えることで、同一の形状を有する反
射鏡を用いて種々の要求性能を満足するアンテナを実現
できる。これにより、アンテナ装置の製造コストを低減
する効果がある。

【００１８】また、反射鏡を標準化することで、製造工
程の統一化、製造精度の一律化が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるアンテナ装置の構成図
である。

【図２】図１における副反射鏡付近の光路図である。

【図３】従来のアンテナ装置の構成図である。

【図４】副反射鏡に誘電体を２枚装荷した一例の構成図
である。

【図５】本発明をオフセット形アンテナに適用した一例
の構成図である。

【図６】本発明を複ビームアンテナに適用した一例の構
成図である。

【符号の説明】

１…通常の回転放物面である主反射鏡、１１，１１１…
修整された主反射鏡、２，２１，２２…修整された副反
射鏡、３，３１，３２，３３，３４…誘電体、４，４
１，４２…一次放射器、５…主反射鏡開口面上での振幅
分布、６…主反射鏡開口面上での位相分布。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一枚又は複数枚の反射鏡を備えたアンテナ
   装置において、一部の反射鏡の反射面の一部又は全面に
   誘電体を層状に装荷することにより、反射鏡開口面上
   で、所望の振幅分布と、位相分布とを得ることを特徴と
   するアンテナ装置。
2. 【請求項２】前記誘電体の上面の一部又は全面に、一枚
   又は複数の前記誘電体とは異なる誘電率の誘電体を層状
   に装荷することにより、反射鏡開口面上で、所望の振幅
   分布と、位相分布とを得ることを特徴とする請求項１に
   記載のアンテナ装置。