JP2885169B2

JP2885169B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2885169B2
Application number: JP5734996A
Authority: JP
Inventors: 亮司葛屋
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1999-04-19
Anticipated expiration: 2016-03-14
Also published as: JPH09246857A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の周波数帯の信
号を１つのアンテナで受信する機能を有するＶＬＢＩ
（超長基線干渉計）用や電波天文用の大型アンテナ装置
に関し、特に性能の向上と保守性の向上を図ったアンテ
ナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の周波数帯を１つのアンテナ
で受信するアンテナ装置として２つの方式が考えられ
る。一つは複数の周波数帯の信号を同時に受信する場合
であり、この代表的なアンテナとして、周波数共用放射
給電部を用いた導波管分波方式を用いたアンテナや、集
束ビーム給電系内の１枚または複数枚の反射鏡を周波数
選択板とした空間分波方式のアンテナ（特開昭５８−９
２１０４号公報）がある。他の一つは、図４に示される
ように、１つの主反射鏡１１、および副反射鏡１２に対
して受信する周波数帯毎の複数の放射給電部（一次放射
器）１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃをアンテナ開口前面にある
ホーンサポート内に収容し、各一次放射器をそれぞれに
設けた駆動機構１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃにより選択的に
アンテナ焦点位置に設定する構成のものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のアン
テナ装置において、前者の導波管分波方式の場合には、
その構造から多重モード導波管を使用しなければなら
ず、高い周波数帯においてはどうしても不要高次モード
の発生によりパターン特性、利得特性、交差偏波特性が
劣化してしまう。また空間分波方式の場合には、周波数
選択板による損失により利得及び雑音温度の劣化が生じ
る。一方、後者の一次放射器の切替方式の場合には、そ
れぞれの周波数帯において専用の一次放射器を用いるた
め、前記した問題を解消する上では有効である。しかし
ながら、複数の一次放射器の収容場所がアンテナ開口前
面にあるため、数多くの周波数帯の給電部を収容すると
場所が大型化してしまい、ブロッキング能率が劣化して
しまう結果を招くことになる。この場合、複数の一次放
射器を主反射鏡の背後に配置することも考えられるが、
駆動機構全体が大型になることは避けられず、特に将来
的に他の周波数帯を受信すべく新たに一次放射器を増設
する場合には、駆動機構がさらに複雑、大型化されるこ
とになり、増設が極めて難しいものとなる。

【０００４】本発明の目的は、パターン特性、利得特
性、交差偏波特性等における特性劣化が生じることがな
く異なる周波数帯の信号を効率よく受信することが可能
であり、しかも将来的に他の周波数帯の増設を容易に行
うことが可能なアンテナを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、主反射鏡で反
射された信号を一次放射器に対して集束させる構成のア
ンテナ装置において、主反射鏡から一次放射器に至る鏡
軸上に、この鏡軸に対して反射面が４５°傾斜された平
面反射鏡を配置し、この平面反射鏡を前記鏡軸の回りに
回転駆動可能に構成するとともに、この平面反射鏡で反
射される前記鏡軸としての平面反射鏡の反射鏡軸の回転
面上に周波数帯が異なる複数の一次放射器を円周配置し
たことを特徴とする。

【０００６】例えば、本発明における好ましい構成とし
て、主反射鏡と、この主反射鏡で反射された信号をさら
に反射する副反射鏡と、この副反射鏡からの信号を集束
させる曲面反射鏡と、この曲面反射鏡の反射鏡軸上に配
置され、かつその反射面が前記反射鏡軸に対して４５°
の角度で傾斜された平面反射鏡と、この平面反射鏡を前
記反射鏡軸の回りに回転駆動させる駆動部と、前記平面
反射鏡で反射される前記反射鏡軸としての前記平面反射
鏡の反射鏡軸の回転面内に円周配置されたそれぞれ周波
数帯が異なる複数の一次放射器とを備えており、前記各
一次放射器はそれぞれの位相中心が前記平面反射鏡で反
射された前記曲面反射鏡の焦点の移動軌跡上に位置され
るように構成する。また、この場合、副反射鏡は主反射
鏡の前面位置に設けられ、主反射鏡には前記副反射鏡で
反射された信号を通過させる開口が設けられ、この開口
を通した前記主反射鏡の背後に曲面反射鏡、平面反射
鏡、駆動部、複数の一次放射器が配置されることが好ま
しい。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明をホーンリフレ
クタアンテナに適用した実施形態の正面図、図２はその
右側面図である。この実施形態では、主反射鏡１は図の
上方に向けられており、その上側位置には副反射鏡２が
配置される。また、この副反射鏡２の反射鏡軸に対応す
る前記主反射鏡１の一部には開口１ａが設けられてお
り、この開口１ａの背後位置には集束系の曲面反射鏡３
が前記主反射鏡１に固定されている。この曲面反射鏡３
はその反射面が前記副反射鏡の反射鏡軸に対して４５°
の角度で傾斜されており、したがってこの曲面反射鏡３
の反射鏡軸は副反射鏡２の反射鏡軸に対して９０°変化
される。そして、この曲面反射鏡３の反射鏡軸上には、
その反射面がこの鏡軸に対して４５°の角度で傾斜され
た平面反射鏡４が配置される。

【０００８】この平面反射鏡４は、その背後に設けられ
た駆動部５により、前記曲面反射鏡３の反射鏡軸回りに
回転駆動され、任意の回転位置に停止されるように構成
される。そして、この平面反射鏡４の９０°の角度で曲
げられた反射鏡軸が平面反射鏡４の前記した回転駆動に
よって移動される軌跡上には、それぞれ異なる円周位置
に複数個、ここでは４個の一次放射器６Ａ〜６Ｄが配置
され、アンテナ固定部に固定支持されている。これら複
数の一次放射器６Ａ〜６Ｄは、それぞれ異なる周波数帯
に対応するものとして構成される。

【０００９】このアンテナ装置によれば、アンテナに受
信された平面波信号は主反射鏡１→副反射鏡２→曲面反
射鏡３と反射され、焦点Ｆ’に集束されようとする。し
かしながら、曲面反射鏡３の反射鏡軸上には平面反射鏡
４が配置されているため、この平面反射鏡４によって図
示の下方に向けて反射され、実際には焦点Ｆに集束され
る。そして、この平面反射鏡４が駆動部５によって曲面
反射鏡３の反射鏡軸回り、換言すれば平面反射鏡４の入
射鏡軸回りに回転駆動されることにより、その実焦点Ｆ
は平面反射鏡４の反射鏡軸を含む垂直面上で移動され
る。しかる上で、この平面反射鏡４を回転駆動して所望
の回転位置で停止させることにより、この回転位置に対
向配置されている一つの一次放射器、図示では一次放射
器６Ｃの位相中心に実焦点Ｆが一致され、その結果、こ
の一次放射器６Ｃの動作する周波数帯の信号を受信する
ことが可能となる。

【００１０】また、駆動部５により平面反射鏡４を異な
る回転位置に駆動設定すれば、実焦点Ｆは前記回転面内
で移動され、他の異なる一次放射器６Ａ，６Ｂ，６Ｄの
いずれかの位相中心に実焦点が一致され、今度はこの一
次放射器の動作する周波数帯の信号を受信することが可
能となる。このように、この実施形態のアンテナ装置で
は、平面反射鏡４の回転面内にそれぞれ異なる周波数帯
の一次放射器を円周配置しておくことにより、平面反射
鏡４の回転位置を制御するだけで、所望の一次放射器に
対して焦点を一致させ、その周波数帯の信号の受信が可
能となる。

【００１１】したがって、このアンテナ装置では、周波
数帯を切り換えた場合でも、一次放射器がそれぞれの周
波数帯専用であるため、不要高次モードの発生による特
性劣化は殆どなく、また空間分波用周波数選択板も不要
であるため利得劣化や雑音温度劣化が生じることもな
い。また、アンテナ開口前面にホーンサポートが不要な
ため、ブロッキングの影響による能率低下が生じること
もない。さらに、将来において他周波数を増設するとき
にも、平面反射鏡の回転面内にその他周波数に対応する
一次放射器を増設するのみでよいため、スペースの確
保、および増設作業を容易に行うことが可能となる。

【００１２】図３は本発明を４枚反射鏡収束ビーム給電
回路を備えるアンテナ装置に適用した実施形態の正面図
である。なお、前記第１の実施形態と等価な部分には同
一符号を付してある。この実施形態では、副反射鏡２の
鏡軸上に第１の平面反射鏡４Ａを設置し、この第１の平
面反射鏡４Ａの反射鏡軸上に第１の曲面反射鏡３Ａを設
置し、さらにこの第１の曲面反射鏡３Ａの反射鏡軸上に
第２の曲面反射鏡３Ｂを設置し、その上でこの第２の曲
面反射鏡３Ｂの反射鏡軸上に第２の平面反射鏡４Ｂを設
置し、かつこの第２の平面反射鏡４Ｂを駆動部５によっ
てその入射鏡軸回りに回転駆動するように構成する。そ
して、この第２の平面反射鏡４Ｂの反射鏡軸の回転面内
に図２に示したと同様に周波数帯が異なる複数の一次放
射器６Ａ〜６Ｄを円周配置したものである。

【００１３】この第２の実施形態においては、副反射鏡
２で反射された信号が第１の平面反射鏡４Ａと第１の曲
面反射鏡３Ａで反射された上で、第２の曲面反射鏡３Ｂ
で反射される点が前記第１の実施形態と異なる他は、第
２の平面反射鏡４Ｂを回転駆動することで、円周配置さ
れた複数の一次放射器６Ａ〜６Ｄのうち、任意の一次放
射器の位相中心に実焦点を一致させ、その周波数帯の信
号を受信可能とする点では第１の実施形態と全く同じで
ある。したがって、この第２の実施形態においても、特
性の劣化が生じることはなく、しかも周波数の増設を容
易に行うことができる。

【００１４】ここで、前記説明ではアンテナ装置により
信号を受信する場合を説明したが、信号を送信する場合
についても同様であることは言うまでもない。また、第
１の実施形態では平面反射鏡を除去して曲面反射鏡をそ
の入射鏡軸回りに回転させ、あるいは第２の実施形態で
は第２の平面反射鏡を除去して第２の曲面反射鏡をその
入射鏡軸回りに回転させ、さらにこれら曲面反射鏡の反
射鏡軸の回転面内に周波数帯の異なる複数の一次放射器
を配置することによっても、理論的には本発明を適用す
ることは可能であるが、曲面反射鏡の非対称性により開
口分布が回転することにより変化し、開口能率の劣化が
生じるため不利な面が存在することは否めない。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、主
反射鏡によって反射されて一次放射に集束される信号の
鏡軸上に、その反射面が前記鏡軸に対して４５°傾斜さ
れて前記鏡軸回りに回転可能な平面反面鏡を設置し、こ
の平面反射鏡で反射される前記鏡軸としての平面反射鏡
の反射鏡軸の回転面上に周波数帯が異なる複数の一次放
射器を円周配置し、さらに前記平面反射鏡の回転によっ
て生じる焦点の移動軌跡上にそれぞれ位相中心が存在す
る異なる周波数帯の複数の一次放射器を配置しているの
で、それぞれの一次放射における不要高次モードの発生
による特性劣化が生じることがなく、また空間分波用周
波数選択板も不要であるため利得劣化や雑音温度劣化が
生じることもない。さらに、将来において他周波数を増
設するときにも、平面反射鏡の回転面内にその他周波数
に対応する一次放射器を増設するのみでよいため、スペ
ースの確保、および増設作業を容易に行うことが可能と
なる。また、主反射鏡の背面側に回転駆動される平面反
射鏡や複数の一次放射器を配置することにより、アンテ
ナ開口の前面側にホーンサポートを設けることが不要と
なり、ブロッキングの影響による能率低下が生じること
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンテナ装置の第１の実施形態の正面
図である。

【図２】図１の右側面図である。

【図３】本発明のアンテナ装置の第２の実施形態の正面
図である。

【図４】従来のアンテナ装置の一例を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１主反射鏡２副反射鏡３，３Ａ，３Ｂ曲面反射鏡４，４Ａ，４Ｂ平面反射鏡５駆動部６Ａ〜６Ｄ一次放射器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主反射鏡で反射された信号を一次放射器
に対して集束させる構成のアンテナ装置において、前記
主反射鏡から一次放射器に至る鏡軸上に、前記鏡軸に対
して反射面が４５°傾斜された平面反射鏡を配置し、前
記平面反射鏡を前記鏡軸の回りに回転駆動可能に構成す
るとともに、前記平面反射鏡で反射される前記鏡軸とし
ての前記平面反射鏡の反射鏡軸の回転面上に周波数帯が
異なる複数の一次放射器を円周配置したことを特徴とす
るアンテナ装置。
【請求項２】主反射鏡と、前記主反射鏡で反射された
信号をさらに反射する副反射鏡と、前記副反射鏡からの
信号を集束させる曲面反射鏡と、前記曲面反射鏡の反射
鏡軸上に配置され、かつその反射面が前記反射鏡軸に対
して４５°の角度で傾斜された平面反射鏡と、前記平面
反射鏡を前記反射鏡軸の回りに回転駆動させる駆動部
と、前記平面反射鏡で反射される前記反射鏡軸としての
前記平面反射鏡の反射鏡軸の回転面内に円周配置された
それぞれ周波数帯が異なる複数の一次放射器とを備え、
前記各一次放射器はそれぞれの位相中心が前記平面反射
鏡で反射された前記曲面反射鏡の焦点の移動軌跡上に位
置されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】前記副反射鏡は前記主反射鏡の前面位置
に設けられ、主反射鏡には前記副反射鏡で反射された信
号を通過させる開口が設けられ、この開口を通した前記
主反射鏡の背後に曲面反射鏡、平面反射鏡、駆動部、複
数の一次放射器が配置される請求項２に記載のアンテナ
装置。