JPS63283211A - 開口面アンテナ - 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〕 本発明は無線通信の分野で用いられるアンテナに関し、
特に高利得、低サイドローブ化を目的とした軸対称開口
面アンテナに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の軸対称開口面アンテナとしては、第５図
に構成例を示すような、いわゆるカセグレン形式のアン
テナが主に用いられてきた。同図で主反射鏡１１は点Ｆ
を焦点として、Ｚ軸を回転対称軸とする回転放物面、副
反射鏡１２は点ＦとＰを夫々焦点とし、Ｚ軸を回転対称
軸とする回転双曲面である。したがって、点Ｐに設置さ
れた１次放射器１３より放射される電波が副反射鏡１２
において点Ｐを中心とする球面波とみなせる場合は、鏡
面の幾何光学的性質により副反射鏡１２及び主反射鏡１
１で反射後、例えば実線２１及び２２に電波の通路を示
すように、全てＺ軸方向に進行する電波となり、アンテ
ナの放射特性上はＺ軸方向にビームの絞れた性能を有す
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この構成のアンテナでは、例えば実線２
２で示すように主反射鏡１１の中心近傍で反射された電
波は、図からも明らかなように、副反射Ｍ１１２により
遮蔽されるため、等価的に主反射鏡１１の開口面積を小
さくして利得の低下を招いている。また同時に、副反射
鏡１２で遮蔽された電波がいわゆる散乱波として不要放
射するため、サイドローブを劣化させている。

更に、副反射鏡１２で反射した電波の一部が、同じ遮蔽
領域内で１次放射器１３に直接反射波として戻るため、
１次放射器の入出力端でのインピーダンス特性が劣化す
るという問題もある。

本発明は、利得及びサイドロープを改善し、かつ−次放
射器における入出力インピーダンス特性の向上を可能と
する開口面アンテナを提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の開口面アンテナは、回転放物面の主反射鏡と、
この主反射鏡の前方に配置される副反射鏡と、この副反
射鏡に対向して配置される１次放射器とを備える開口面
アンテナにおいて、副反射鏡は、回転放物面３円錐面及
び円筒面を連続して前記主反射鏡に対して凹型の形状に
構成し、１次放射器からの電波を主反射鏡の軸に対して
平行な方向に向けて反射し得るように構成している。

ここで、副反射鏡は、主反射鏡の軸上に焦点を有する回
転放物面と、この軸に４５°傾斜した直線を母線とする
円錐面と、軸と平行な円筒面とを中心から外側に向けて
順次連続した構成とし、あるいは主反射鏡の軸に対して
４５″傾斜した直線を母線とする円錐面と、この直線に
対して１次放射器の放射中心の対称点を焦点とする回転
放物面と、前記軸に平行な円筒面を中間から外側に向け
て順次連続した構成としている。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の開口面アンテナの一実施例の側断面図
であり、主反射鏡１．副反射鏡２及び１次放射器３とで
構成されている。

主反射鏡１は、軸Ｚ上の点Ｆを焦点とした放物線を軸２
回りに回転した回転放物面として構成される。１次放射
器３は前記軸Ｚ上の点Ｐを放射球面波の位相中心点とし
、中心軸をＺ軸に一致して配置されている。

副反射鏡２は前記点Ｐを焦点とし、図示上下方向に延び
る軸Ｘを軸とする放物線を軸Ｚの回りに回転した回転放
物面２ａを中心側に配置し、その外側に軸Ｚに対して所
要の角度（ここでは４５°）に傾斜させた直線を軸２回
りに回転させた円錐面２ｂ及び軸Ｚに平行な直線を軸２
回りに回転させた円筒面２Ｃを連続して配置し、全体と
して主反射鏡１に対して凹型の構成とされている。

したがって、この構成の開口面アンテナによれば、１次
放射器３から焦点Ｐを中心として放射された電波は、幾
何光学的には回転放物面２ａで反射後、点Ｐがこの回転
放物面２ａの焦点であることより、図に２３に示すよう
に、全てＸ軸方向に進行する電波となり、円錐面２ｂに
入射する。この円錐面２ｂは軸Ｚに対して４５″傾斜し
ていることにより、その反射後の電波は軸Ｚと平行な方
向に進行する平面波として主反射鏡１に投射される。

このとき、回転放物面２ａの部分の直径りを１次放射器
３の開口直径以上に設定しておくと、幾何光学的には１
次放射器３への反射波を無（すことが可能となる。

そして、副反射鏡２から投射される電波は平面波とされ
るが、一般的に電波は使用波長に対しである程度距離の
離れた主反射鏡に到達するまでには、ある範囲では球面
波状に放射されることが知られている。これは、小口径
の導波管型１次放射器が開口では略平面波状に放射され
るのにもかかわらず、通常のパラボラアンテナの一次放
射器として使用されていることからも明らかである。し
たがって、第１図の構成においても、副反射鏡２の全体
の大きさに対して、焦点Ｆより主反射鏡１を見込む角度
及び副反射鏡２の焦点Ｆに対する設置場所を適宜選定す
ることにより、副反射鏡２からの反射波を主反射鏡１か
ら見た場合には、焦点Ｆからの球面波として見ることが
できる。これにより、主反射鏡１の反射波は軸Ｚに平行
なビームの絞れた特性とされる。

この結果、幾何光学的には副反射鏡２から１次放射器３
へ反射する電波を無くすことができ、これにより１次放
射器のインピーダンス特性を改善でき、かつ主反射鏡１
に対する遮蔽領域の少ない開口面アンテナが実現できる
。また、１次放射器への電波を無くすことにより１次放
射器と副反射鏡の間隔を低減でき、この分だけ副反射鏡
全体の直径を小さくできる。このことは同時に、副反射
鏡の支持方法も簡便となり、例えば１次放射器の支持金
具に副反射鏡の支持柱を固定する等、従来主反射鏡に固
定していた支持柱の簡略化が図られ、全体としてアンテ
ナの低価格を実現することも可能となる。

一方、振幅面においては、通常はサイドローブ化のため
に、主反射鏡１の端部でのレベルを低く抑える必要があ
るが、ここでは副反射鏡２で反射直後の波面が平面であ
るため、副反射鏡２の直径を大きくとらなくても主反射
鏡端部でのレベルを低く抑えることができる。

なお、円筒面２ｃは、１次放射器３より副反射鏡２を照
射しないで直接空間に放射されるいわゆる副反射鏡から
のスピルオーバを低減するために作用する。

第２図は本発明の他の実施例の側断面図である。

この実施例では副反射鏡２Ａは、中心側に軸Ｚに対して
略４５°傾斜された直線を軸２回りに回転した円錐面２
Ａｂと、その外側の回転放物面２Ａａと、更にその外側
の円筒面２Ａｃとで構成し、主反射鏡１に対して凹型に
構成している。前記回転放物面２Ａａは、円錐面２Ａａ
の母線としての傾斜直線に対して点Ｐと対称な点Ｐ′を
焦点とし、軸Ｚと平行な軸を有する放物線を軸２回りに
回転した構成としている。

この構成によれば、点Ｐを中心として１次放射器３から
放射されかつ円錐面２Ａｂで反射された電波は、幾何光
学的には点Ｐ′よりの放射電波として回転放物面２Ａａ
に入射される。このため、回転放物面２Ａａからは軸Ｚ
と平行な方向に進行する波として反射され、第１図の場
合と同様に主反射鏡１に投射される。

この実施例においても、前記第１図の実施例と同様な効
果を得ることができる。

第３図は本発明における副反射鏡の変形例を示している
。

この例は、第１図の実施例における副反射鏡２の回転放
物面２ａと、円錐面２ｂとの境界部に、断面がコ字形状
の平面部を設け、ここに円環状の電波吸収体４を付加し
ている。

この電波吸収体４を設けることにより、点Ｐより回転放
物面２ａの端部を見込む角度が大きくとれない場合にも
、１次放射器３より放射された電波が円錐面２ｂを直接
照射するレベルを低減することができる。

第４図は本発明における副反射鏡の更に異なる変形例を
示している。

この例は、第１図の実施例における副反射鏡２の円筒面
２Ｃの外側に更に大径の円筒面２ｄを付設し、これによ
り副反射鏡２の外側に深さｉの溝（金属溝）５を構成し
ている。

この溝５の深さを使用周波数の区波長に設定することに
より、溝５がいわゆるチョークとして作用し、副反射鏡
２での反射波が副反射鏡の背面に洩れ込んで不要放射す
ることが低減できる。

なお、前記第３図の電波吸収体４及び第４図の溝５の構
成は、第２図の実施例にも適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、副反射鏡は、回転放物面
１円錐面及び円筒面を連続して前記主反射鏡に対して凹
型の形状に構成し、１次放射器からの電波を主反射鏡の
軸に対して平行な方向に向けて反射し得るように構成し
ているので、副反射鏡から１次放射器への反射波を少な
くして１次放射器のインピーダンス特性を改善し、かつ
副反射鏡全体の直径を小さくして主反射鏡に対する遮蔽
領域の少ない軸対称開口面アンテナが実現できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す側断面図、第２
図は本発明の他の実施例の側断面図、第３図は本発明に
おける副反射鏡の変形例の側断面図、第４図は本発明に
おける副反射鏡の更に異なる変形例の断面図、第５図は
従来のアンテナの側断面図である。 １．１１・・・主反射鏡、２，１２・・・副反射鏡、３
゜１３・・・１次放射器、２ａ、２Ａａ・・・回転放物
面、２ｂ、２Ａｂ・・・円錐面、２ｃ、２Ａｃ・・・円
筒面、２ｄ・・・大径の円筒面、３・・・１次放射器、
４・・・電波吸収体、５・・・溝（金属溝）、２１〜２
３・・・電波の通路、ｚ、　　ｚ’・・・軸、Ｘ・・・
軸、Ｆ、Ｐ・・・焦点。 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転放物面の主反射鏡と、この主反射鏡の前方に
   配置される副反射鏡と、この副反射鏡に対向して配置さ
   れる１次放射器とを備える開口面アンテナにおいて、前
   記副反射鏡は、回転放物面、円錐面及び円筒面を連続し
   て前記主反射鏡に対して凹型の形状に構成し、１次放射
   器からの電波を主反射鏡の軸に対して平行な方向に向け
   て反射し得るように構成したことを特徴とする開口面ア
   ンテナ。
2. （２）副反射鏡は、主反射鏡の軸上に焦点を有する回転
   放物面と、この軸に４５°傾斜した直線を母線とする円
   錐面と、軸と平行な円筒面とを中心から外側に向けて順
   次連続した構成としてなる特許請求の範囲第１項記載の
   開口面アンテナ。
3. （３）副反射鏡は、主反射鏡の軸に対して４５°傾斜し
   た直線を母線とする円錐面と、この直線に対して１次放
   射器の放射中心の対称点を焦点とする回転放物面と、前
   記軸に平行な円筒面を中間から外側に向けて順次連続し
   た構成としてなる特許請求の範囲第１項記載の開口面ア
   ンテナ。