(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主ローブにおける予め定められた位置で略ゼロ場強度を有する遠場放射パターンを作り出して不要な信号を予め定められた位置から除去する又は前記予め定められた位置に送られた信号パワーを最小にするように構成された反射器を備え、前記反射器が、予め定められた位置に略ゼロ場強度を作るように配置された段付きプロファイルを構成する表面を有し、
前記反射器の表面が、前記反射器のエッジから前記反射器の中心まで延在する段を備え、かつ前記段の高さが、前記主ローブにおける所定位置に略ゼロ場強度を作るように選択され、
かつ略ゼロ指向性の位置を再位置決めする放射パターンを作るように構成された放射器をさらに備えている衛星通信システム用衛星アンテナ装置。
【請求項２】
前記反射器が、成形ビームを作るように形成された請求項１に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項３】
前記略ゼロ場強度の位置が前記成形ビームの近くに配置された、又は前記略ゼロ場強度の位置が前記成形ビームに対して中心を外して配置された請求項２に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項４】
前記反射器からの放射を受けるように又は前記反射器に向けて放射を送るように構成されたフィードをさらに備えている請求項１から３のいずれか一項に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項５】
前記段付きプロファイルが、前記反射器により反射された放射の主ビームに略ゼロ場強度を有する領域を作るように構成された請求項４に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項６】
前記反射器よりの放射を受けるように又は前記反射器に向けて放射を送るように構成された前記フィードが、第一フィードを備え、かつ前記放射器が、遠場に直接、向けられたポイントに位置決めされると共に、前記反射器により反射されたビームと同じ領域を実質的にカバーするビームを作るように構成された第二フィードを備え、前記第二フィードが、略ゼロ場強度の位置を再位置決めする前記第二フィードのビームの振幅及び位相を調節するために制御可能である請求項５に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項７】
前記反射器を操作して略ゼロ場強度の位置を再位置決めするように構成された位置決め機構をさらに備えている請求項６に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項８】
前記反射器の表面が、前記反射器のエッジから前記反射器の中心まで延在する段を備える請求項１から７のいずれか一項に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項９】
前記段付きプロファイルが、放射状の段を構成している請求項１から８のいずれか一項に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項１０】
前記段付きプロファイルが、らせん状の段を構成している請求項１から８のいずれか一項に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項１１】
前記段付きプロファイルが、アンテナの開口場パターンにおける位相特異点を規定する請求項１から１０のいずれか一項に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項１２】
前記段付きプロファイルが、鋭いエッジ又はコーナーを有しない滑らかな段付きプロファイルを構成している請求項１から１１のいずれか一項に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項１３】
前記略ゼロ場強度位置の近くにおける遠場パターンの位相が、前記位置周りの３６０度にわたって角度が進むに従って、３６０度にわたって次第に増加し、かつ前記位置の近くにおける遠場パターンの振幅が、略ゼロ場強度の位置に対して実質的に直線的に変化する請求項１から１２のいずれか一項に記載の衛星アンテナ装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の衛星アンテナ装置を備えている衛星ペイロード。
【請求項１５】
段付きプロファイルを備え、段の高さが、衛星アンテナの遠場放射パターンの主ローブにおける所定位置に略ゼロ場強度の領域を作るように構成された反射器と、
前記反射器から反射された放射を受ける又は前記反射器による反射用放射を作る第一放射器と、
アンテナと実質的に同じ領域をカバーするビームを作る第二放射器と、
を備え、前記第二放射器が前記略ゼロ場強度の位置を再位置決めする前記ビームの振幅及び位相を調節するために制御可能である衛星アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め定められた領域に略ゼロ場強度を有する遠場放射パターンを作る反射アンテナ用の反射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星通信は、世界的な電気通信インフラストラクチャー全体の重要な部分である。衛星は、ビジネス、娯楽、教育、ナビゲーション、イメージング、天気予報に利用されている。衛星通信に依存すればするほど、衛星通信を干渉及びハイジャック（piracy）から守ることも、より重要になる。今日、不要な信号の除去または不要な受信機に対する信号パワーの最小化を提供する衛星アンテナに対する商業用衛星事業者からの要望がある。
【０００３】
特に、衛星通信は、干渉信号により、劣化又は妨害されることがある。干渉の中には、偶発的であるとともに、不完全な地上機材によるものがある。他の干渉は、意図的であるとともに悪意のあるものである。衛星に強力な信号を指向することにより、衛星は、故障することがあるとともに、受信及び再送することを意図した信号を受信及び再送することができないことがある。
【０００４】
上記の問題は、干渉信号又は不要な受信機の方向に、ヌル（null）としても知られているゼロまたは略ゼロの場強度（near-zero field strength）を有する受信放射パターン又は送信放射パターンを作ることにより解決することができる。一般的に、放射パターンにおけるゼロ指向性（zero directivity）又はヌルの領域は、求められるゼロ場強度位置で、広域平坦利得分布（wide flat gain distribution）を有する主パターンと、主ビームと同じ振幅であるが逆位相のキャンセルビームとの和（summation）により作られる。正確な相対振幅及び相対位相と丁寧に組み合わされたマルチフィード素子を用いて、このキャンセル（cancellation）を生じさせることが知られている。
【０００５】
ほとんどの商業衛星は最近、所望の局所的な受信地域を提供するように形成された反射アンテナを使用している。反射アンテナにおける反射器の表面は、設計プロセス中、求められるビームパターンを作るための反射器プロファイル合成ソフトウェアを使用して、修正することができる。適切な反射器プロファイル合成ソフトウェアの一例は、ティクラ社製のＰＯＳである。形成された反射器を成形ビームに統合する際に使用されるタイプの反射器プロファイル合成ソフトウェアはまた、予め定められた方向に低い場強度を有するパターンを作るのに使用することができる。反射器プロファイル合成ソフトウェアは、所望のビームを作るために、所望の遠場を数値解析して、反射器の表面プロファイルを提案する。予め定められた位置に低い場強度を有するパターンを作る従来の反射器の表面プロファイルの一例が、図１に示されている。予め定められた位置に低い場強度を有するパターンを作る一般的な反射器により生成された遠場放射パターンの一例が、図２に示されている。適切な表面プロファイルを作る一般的な統合ソフトウェアにより用いられる最小／最大アルゴリズムは、スムースにすること、表面に対する微分可能な変化、及びその結果として得られるゼロに近い場に依存して、キャンセルビームアプローチの典型的な二次作用を示す。このアプローチの問題は、二次キャンセルパターンが、ランダムな面誤差、並びに図８ｂ及び図９ｂに示されるようなフィードパターンにおける誤差に対して、敏感であることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記従来技術を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、予め定められた位置で略ゼロ場強度（near-zero field strength）を有する遠場パターンを作る、反射アンテナ用の反射器が提供される。前記反射器は、略ゼロ場強度を生成する段付きプロファイル（stepped profile）を有している。
【０００８】
前記段付きプロファイルは、放射状の段を構成することができる。前記段付きプロファイルはまた、らせん状の段を構成することができる。前記段付きプロファイルはまた、滑らかな段付きプロファイルとすることもでき、理想的な不連続な段に対して適切な近似を提供している。
【０００９】
前記略ゼロ場強度の位置近くにおける遠場パターンの位相は、前記位置の周りの３６０度にわたって角度が進むに従って、３６０°にわたって次第に大きくすることができる。また前記位置の近くにおける遠場パターンの振幅は、略ゼロ場強度の位置に対して実質的に直線的に変化させることもできる。
【００１０】
反射器はまた放物形状を有するとともにスポットビームを作ることができる。反射器はまた、成形ビームを作るように形成することができる。遠場放射パターンの略ゼロの場強度はまた、成形ビームの範囲内又は近くに位置することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、フィードと、反射器と、を備えているアンテナアセンブリが提供される。
【００１２】
その結果、本発明は、不要な信号を除去すること又は不要な受信機に対する信号パワーを最小化することに適した反射アンテナを提供する。段付きプロファイルは、略ゼロ場強度のシャープで深い（deep）領域を作る。該強度は、反射表面又はフィードパターン誤差の存在下においてロバストである。略ゼロ場強度の位置はその後、反射器のみを動かすことにより、操作することができる。アンテナアセンブリは、反射器を操作して、略ゼロ指向性の位置を再位置決めする位置決め機構を備えることができる。略ゼロ指向性の位置はまた、同じ領域をカバーする追加の低分解能ビームの振幅及び位相を調節することにより、操作することができる。このため、アンテナアセンブリはさらに、前記アンテナと同じ領域をカバーするビームを作るフィードを備えることができる。前記フィードは、略ゼロの場強度の位置を再位置決めするビームの振幅及び位相を調整するために制御可能である。
【００１３】
また、本発明によれば、前記アンテナアセンブリを組合せた衛星ペイロード（payload）が提供される。前記ペイロードは、他の通信装置、例えば追加のアンテナ、受信機及び高出力増幅器を備えることができる。
【００１４】
本発明の実施形態が、添付図面の図３〜図１５を参照して、例として、説明される。図面は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】予め定められた領域に略ゼロ場強度を有する遠場応答パターンを作る従来の反射器を示す。
【図２】従来の反射器により作られた遠場応答パターンの三次元図である。
【図３】通信システムの回路図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る反射器を示す。
【図５】図４の反射器の遠場応答パターンの輪郭図である。
【図６】図４の反射器の遠場応答パターンの三次元図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る反射器を示す。
【図８ａ】放射状の段付き構造を有する反射器における面誤差とともに、略ゼロ指向性位置の角変位を示す。
【図８ｂ】従来の反射器における面誤差とももに、略ゼロ指向性位置の角変位を示す。
【図９ａ】放射状の段付き構造を有する反射器における面誤差とともに、略ゼロ指向性の指向性変化を示す。
【図９ｂ】従来の反射器における面誤差とともに、略ゼロ指向性の指向性変化を示す。
【図１０】放射状の段付き構造を有する反射器及び従来の反射器の周波数に対する感度を示す。
【図１１】本発明のまた別の実施形態に係る反射器を示す。
【図１２】図１１の反射器の周波数に対する感度を示す。
【図１３】本発明のまた別の実施形態に係る反射器を示す。
【図１４】図１３の反射器の遠場応答パターンの輪郭図を示す。
【図１５】通信装置のアンテナアセンブリの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図３を参照すると、衛星ペイロード１は、通信システムを備えている。該通信システムは、受信アンテナ２と、送信アンテナ３と、を備えている。受信アンテナは、フレーム５に運動可能にマウントされた反射器４と、反射器４から反射された放射を受けるフィード６と、反射器４を回転する位置決めモジュール７と、を備えている。同様に、送信アンテナ３は、フレーム９に回転可能にマウントされた反射器８と、反射器４からの反射に対する電磁放射ビームを作るフィード１０と、反射器４を回転する位置決めモジュール１１と、を備えている。衛星ペイロードはまた、受信信号を復調する受信信号処理ユニット１２と、データを処理するとともにモジュールの位置決めを制御するコントローラ１３と、送信される信号を変調する送信信号処理ユニット１４と、データ、並びに、反射器及びフィードを制御する命令を格納するメモリ１５と、を備えている。任意に、コントローラ１３は、遠隔して配置することができる（例えば地上）。受信信号処理ユニット１２及び送信信号処理ユニット１４は、当業者に理解され得るような、適切な増幅器及びフィルタを備えている。
【００１７】
送信アンテナア装置３を、より詳細に説明する。送信アンテナ装置の多くの特徴はまた、受信アンテナ装置２に適用されることは理解される。
【００１８】
励起がフィード１０に与えられると、電磁エネルギは、そこから反射器４に送られ、反射器にビームを反射させる。反射されたエネルギは、空間領域を伝播する。反射アンテナの放射パターンは、フィードアンテナの放射パターン及び反射器の形状により決定される。遠距離で、反射アンテナの放射パターンは近似的に、開口面分布のフーリエ変換である。
【００１９】
図３の反射器４の形状は、図４に、より詳細に示されている。反射器は、反射器の開口場パターン（aperture field pattern）における位相特異点を規定する放射状の段とともに、放物形を有する。光学との類似性を考慮すると、反射器の中心から一定の距離にある全ての点の軌跡に沿って深さ（depth）が次第に増加して、アンテナ開口（antenna aperture）周りの光路長において一波長の変化を作るように、反射器を形成することができる。反射器は、遠場放射パターンを、予め定められた領域に略ゼロ場強度を有するスポットビームの形態で作る。場強度は、任意の単一周波数で、同じポイントで、厳密にゼロである。ノンゼロ立体角（non-zero solid angle）及び／又はノンゼロ帯域幅（non-zero solid bandwidth）に関して、場強度は、略ゼロにしかならない。反射器の配置は、複素振幅（complex amplitude）の対数の虚数部に比例するとともに、放射状の反射器の段は、複素平面における分岐線法の具体的な実現である。
【００２０】
フィード１０は、反射器の焦点に配置された理想的な波形ホーンとすることができる。フィードは、反射器８を外して、右円偏光（ＲＨＣＰ）を生成する左円偏光（ＬＨＣＰ）信号を送信することができる。フィードは通常、３０ＧＨｚの周波数を有する信号を作る。
【００２１】
図４に示された反射器は、１ｍの直径、１ｍの焦点距離、及び０．５ｍのオフセットを有する。段の高さは、アパーチャ内の光路長において所望の変化を生じるように、選択される。高さは、放射の波長の約半分とする必要がある。半波長をわずかに超えることが求められる。すなわち、経路長δは、dz(l+cos(θ))にほぼ等しい。ここで、θは全反射角であり、ｄｚは反射光線の方向に平行な表面移動である。したがって、図４の反射器は、３０ＧＨｚの周波数を有する信号に対して、アパーチャ内において光路長の所望変化を作るためには、約６ｍｍの高さを必要とする。
【００２２】
本発明の実施形態は、特に、特定周波数を有する信号を作る偏波フィード（polarized feed）について説明したが、任意の適切な偏波及び周波数を使用することができることは、当業者により理解される。
【００２３】
図５及び図６を参照すると、反射器により作られる遠場放射パターンは、前記スポットビームの中心に対応する予め定められた位置において、ゼロ振幅を有する。前記位置の近くにおける遠場応答パターンの振幅は、前記位置に対して、実質的に直線的に変化する。前記位置の近くにおける遠場応答パターンの位相は、前記位置の周りの３６０度にわたって角度の進行に従って、３６０度にわたって次第に増加する。図５において、４０，３０，２０，１０，０ｄＢｉでの輪郭が示されている。最大振幅は、４０ｄＢｉのオーダである。
【００２４】
略ゼロ場強度の位置で地球上に配置された受信器は、衛星からの信号を拾い上げることができない。この結果、略ゼロ場強度は、不要な受信機が衛星からの信号を受信することを防ぐために使用することができる。
【００２５】
図４、図５及び図６の反射器は、送信アンテナ３について説明されたが、相反定理によると、受信アンテナ２においても使用することができるとともに、図４を参照して説明された反射器を有する受信アンテナの受信パターンは、送信アンテナの遠場パターンと同一である。
【００２６】
受信アンテナにおいて、最小指向性は、妨害信号を回避するために使用することができる。妨害信号は、衛星アンテナをターゲットにしているハイパワーの信号であって、衛星アンテナが衛星アンテナ向けの信号の受信及び処理を停止する。妨害信号源の位置が特定された場合、位置決めモジュール７は、略ゼロ指向性の領域が妨害信号源に向けられるように、反射器の位置を調節するのに使用することができる。これは勿論、スポットビーム全体が変位されるという事を意味する。しかしながら、ゼロ指向性の領域なしに、衛星は、信号を一切受信することができない。反射器４の回転の結果として、反射器は、対象とするアップリンクに関するあらゆる信号を受信することができないが、対象とするアップリングの大部分に対して未だ操作可能である。
【００２７】
図７を参照すると、段は、必要なヌルを生じるように、角のとがったものにする必要はない。代わりに、段は、図７に示されるような、機械的に不連続な段という滑らかな状態にしたバージョンとすることができる。なめらかな段は、鋭いエッジ又はコーナーが一切ない。一実施形態において、特異点は、ヌル特性に関して大きな影響をもたないが、反射器を製造し易くする。
【００２８】
段付き構成により作られる略ゼロ場強度の領域は、誤差に対してロバストである。すなわち、ゼロ場強度領域の近くの利得傾斜が、高いからである。同じレベルの干渉パワーは、段付き構成により作られる最小場強度の領域を、従来の反射器により作られる最小場強度の領域を移動するよりも比例的に短い距離、移動する。またヌルの数学的特性のため、弱い干渉信号は、ヌルの正確な位置を移動しつつ、ヌル充填（null filling）を生じさせず、従ってヌル深度（null depth）を劣化させない。これは、図９ａ及び図９ｂにより示されるような、一般的なヌルの状況とは対照的である。典型的な誤差は、反射器に関するランダムな面誤差と、反射器が設計されたフィードからのビームパターンの誤差と、を含む。
【００２９】
図８ａ及び図８ｂを参照すると、同図は、０．１ｍｍの固定（fixed）二乗平均平方根（ｒｍｓ）のランダムな面誤差及び０．２ｍにフィルタ処理された最小リップル周期とともに、１０００の反射アンテナに対する最小指向性の位置の変化を示す。図８ａは、図４、５及び６に関して説明されたタイプの放射状の段付き構成を有し、ゼロ指向性の位置を作る反射器の結果を示す。また図８ｂは、図１及び図２に関して説明されたタイプの従来の反射器の結果を示す。前記グラフは、モンテカルロ解析を用いて作られた。ランダムな誤差プロファイルは、微細グリッドに関するランダムな値を作ることにより、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を使ったフィルタリングにより、及び正確なｒｍｓに対するスケーリングにより、作られた。ｘ＝０度及びｙ＝０度で、意図する位置からの最小指向性の位置の変位が、従来の反射器に対してよりも、段付き構成を有する反射器に対して小さいということが、図８ａ及び図８ｂから明らかである。ヌルの位置は、段付き構成により、−０．０２度と０．０２度との間で変化するのに対し、従来の反射器により作られるヌルの位置は、−０．１度と０．１度との間で変化する。
【００３０】
図９ａ及び図９ｂを参照すると、グラフは、０．１ｍｍの固定ｒｍｓのランダムな面誤差及び０．２ｍにフィルタ処理された最小リップル周期とともに、１０００の反射アンテナに対する最小指向性の深度の変化を示す。図９ａは、図４、５及び６に関して説明されたタイプの段付き構成を有する反射器に対する結果を示す。また図９ｂは、図１及び図２に関して説明されたタイプの従来の反射器に対する結果を示す。グラフは、モンテカルロ解析を用いて作られた。ランダムな誤差プロファイルは、微細グリッドに関するランダムな値を作ることにより、ＤＦＴを介してフィルタリングすることにより、及び正しいｒｍｓに対するスケーリングにより、作られた。放射状の段付き構成を用いて作られたヌルの深度が従来の反射器を用いて作られたヌルの誤差に対してほど敏感でないということが、図９ａ及び図９ｂから明らかである。従来の反射器のランダムな面誤差は時に、ヌル充填（図９ｂのグラフ中、最大、約２０ｄＢｉ）を生じさせるのに対し、放射状の段付き構成を有する反射器のランダムな面誤差は、ヌルの深度に大きな影響を及ぼさない。図９ｂにおいて、面誤差は時に、ヌルが実際には使用できないように、ヌルの指向性を高める。この結果、放射状の段付き構成を有する反射器により作られるパターンは、従来の反射器により作られるパターンよりも、面誤差に対して、よりロバストになる。
【００３１】
図９ａ及び図９ｂにおいて、最小指向性の位置での指向性は、約−６０ｄＢｉと−１０ｄＢｉとの間である。この変動の原因は、シミュレーションを行うととともに最小指向性の位置を見つけるのに用いられるプログラムにおける更なる精度の不足によるものである。ヌルでの利得傾斜は、ロケーションサーチリーチンが終わるとき、非常に高く、実際のヌルからの距離は、指向性を約−６０ｄＢｉと−１０ｄＢｉとの間に上げるのに十分である。システムに適用される近似の範囲内で、実際のヌルは、非常に深い。
【００３２】
図３の通信システムの反射器装置において、最小指向性位置の変位は、位置決めモジュール７，１１を用いて、反射器をわずかに回転することにより、補償される。最小指向性の位置が、ランダム誤差により、０．０２度ずつ変位される場合、意図した位置は、反射器を０．０２度回転して、最小指向性の位置を再位置決めすることにより、再構築することができる。妨害信号の実施形態を用いることにより、図３の通信システムにおける妨害信号は、意図した受信パワーの少なくとも１００倍の受信パワーを引き起こすことになる。反射器は、位置決めモジュール７を用いて、受信パワーが通常のレベルに下がるまで、回転することができる。衛星事業者は、受信パワーが低下されたとき、ゼロ指向性領域が妨害信号源に向けられたことを知っている。すなわち、ゼロ指向性の位置は、反射器ステアリングを介して、受信パワーを最小化するように修正され、これによってアンテナが妨害されるのを防いでいる。ステアリングは、衛星上に或いは地上に配置することができるコントローラ１３により制御される。
【００３３】
ゼロ指向性はまた、例えば、寸法の製造上のばらつき、モデリングソフトウェアの理想化（idealisations）、又は熱膨張によるフィードの放射パターンの変化に対してロバストである。干渉が両極性のインコヒーレント信号を送るものである場合、限定要因は、アンテナの交差極性性能（cross-polar performance）である。不定形オフセット反射器の交差極性性能を改善する伝統的方法は、ここに適用して、この影響を低減する。例えば、直接フィード合成（direct feed synthesis）により主反射器から作られた交差極性を除去するように設計されたフィードを用いることにより、或いは一又は二以上の副反射器を用いることにより、主反射器焦点で画像フィード（image feed）を作る。
【００３４】
図１０を参照すると、放射状の段付き反射器、及び従来の方法によるキャンセルビームを作るように形成された反射器に対する最小指向性の位置の角変位が、２７ＧＨｚと３０ＧＨｚとの間の周波数に対して示されている。少なくとも一つの方向において、段付き構成を有する反射器は、周波数変化に感度が低いことが明らかである。しかしながら、他の方向において、２７ＧＨｚの信号に対する最小指向性の位置は、３０ＧＨｚの信号に対する最小指向性の位置から０．０６度、離れている。周波数変化に対する感度は、図１に示されるような段付き構成を修正することにより、さらに低減することができることが発見された。
【００３５】
図１１を参照すると、反射器の別の実施形態が示されており、該実施形態において、略ゼロ指向性を作る段付き構成は、らせん状の段である。２７ＧＨｚと３０ＧＨｚとの間の変位は、図１２に示されるようならせん状のカットを用いて低減される。２７ＧＨｚの信号に対する最小指向性の位置は、３０ＧＨｚの信号に対する最小指向性の位置から０．０１５度、離れている。したがって、周波数に対する感度は、約２の因数により低下される。グラフの各点は、２５０ＭＨｚ間隔である。信号の周波数が３０ＧＨｚに近づくにつれ、ゼロ指向性が周波数誤差となる感度が少なくなることは明らかである。らせんは、段の異なる構成の一例に過ぎず、多くの他の段が可能であることは認められる。段の特定の構成は、反射器の応用及び許容可能な誤差感度を考慮して選択される。
【００３６】
反射器の別の実施形態において、反射器は、成形ビームを作るように形成されるが、ゼロ又は略ゼロの指向性の領域を有する。反射器は、まず反射器を、ヌルを持たずに所望の成形ビームを作るように、形成することにより、作られる。反射器は、反射器プロファイル合成ソフトウェアを用いて形成することができる。該ソフトウェアは、所望の遠場放射パターンを数値的にフーリエ変換して、遠場放射パターンを作ることが求められる反射器の形状を決定する、例えば、反射器は、正方形領域をカバーするビームを作るように形成することができる。ヌルはその後、適切な位相関数による遠場の乗算によりパターンに入れられ、また、近似開口場がフーリエ変換により作られる。これは、反射器よりも大きい開口場を作る。そのため、打ち切りが必要である。遠場の形状はその後、前記反射器プロファイル合成を再実行することにより、再最適化することができ、初期のバージョンに対してスムースな変化のみを許容する。ヌルは面誤差に対してロバストであるので、ヌルは再最適化により、あまり影響を受けない。ゼロ指向性の位置は、成形ビームの中心を外す又は成形ビームに隣接することができる。
【００３７】
図１３を参照すると、形成された反射器が示されており、それは、正方向ビームパターンに隣接して入れられたヌルを有する、ほぼ正方向のビームパターンを作る。ヌルは、四角形の辺から０．２度で入れられた。図１３において、反射器の他の辺上の小段を確認することができる。この段は、平滑化により、取り除くことができる。ビームパターンの輪郭は、図１４に示されている。３７ｄＢｉ、３５ｄＢｉ及び３０ｄＢｉでの輪郭が示されている。
【００３８】
図１５を参照すると、通信システムは、反射器回転機構に加えて又は反射器回転機構に代えて、追加放射器１６を備えることができる。該放射器は放射パターンを作り、それはゼロ指向性の位置を、例えば面誤差による変位量に等しい量、変位する。放射器１６は、それが直接、遠場を指すように位置決めされているとともに、反射器により反射されたビームと同じ領域を実質的にカバーするビームを作るように設計することができる。いくつかの実施形態において、追加放射器１６は、図１５に示されるように、アンテナにおける主フィード１０の近くに配置された追加的フィードとすることができる。追加放射器１６はまた、干渉信号が発生するエリアに向けられるように又は送られる信号パワーを最小化することが求められるエリアに向けられるように、略ゼロ場強度領域を再位置決めするために使用することができる。ヌルに近い場は、ヌルからの距離とともに直線性を増すとともに、ヌルの周りを回転する位相を有するので、追加放射器１６からの放射を調節する振幅及び位相の正しい選択は、その形態を変えることなく、ヌルをわずかな距離、移動する。コントローラ１３は、追加放射器１６を制御して、反射器の放射パターンを修正するのに適した放射パターンを出力するために、使用することができる。求められる放射パターンを作る正確な相対的な振幅及び位相は、通常の手法を使用して、主放射器信号及び調節放射器信号間の相関関係を計算することにより、決定することができる。例えば、シンプルなパワー最小化アルゴリズムは、適切な放射パターンを作るために用いることができる。追加放射器１６は、シンプルな低利得ホーンとすることができる。追加放射器１６はまた、放射器を制御することによりフィードにおける周波数変化を補正して、周波数感度の補正度を示すパターンを作るために、使用することができる。周波数感度の補正度は、追加的な適応振幅及び位相を導入することにより、作ることができる。
【００３９】
周波数変化に対する最高のパフォーマンスに関して、追加放射器１６は、アンテナの位相中心の近くに置く必要がある。これは、追加放射器１６を、図１５に示されるように、主フィードに隣接することに代えて、反射器の中心近くに位置決めすることにより、実現することができる。いくつかの実施形態において、追加放射器１６は、例えば、反射器の中心内のホールから突き出るように、設けることができる。
【００４０】
本発明の特定の実施形態が説明されたが、本発明の要旨は、添付の特許請求の範囲により定められるとともに、前記各実施形態に限定されない。本発明は従って、当業者により理解される他の方法において実施することができる。
【００４１】
すなわち、本発明は、衛星通信システムについて説明されたが、本発明は、反射アンテナを使用する任意の通信システムに適用可能であることが理解される。さらに、各反射器は、一つだけのヌルを作ることが説明されたが、反射器のプロファイルに追加段を作ることにより、ビームに追加ヌルを作ることができることが理解される。前記段は、直線カットとする必要はないが、互いに合体するとともに補強することができる。
【００４２】
さらに、反射器は、放物形を有する必要はない。本発明はまた、例えば平板副反射器又は任意の別のタイプの適切な反射器とともに使用することができる。ヌルを作る手法は、二重反射システム又は他の多重反射システムにおいて実現することができることも理解されるべきである。本発明は、例えば、グレゴリー式又はカセグレン式反射システムにおいて、実施することができる。ゼロ指向性を作る段は、主反射器及び副反射器のいずれか又は両方に作ることができる。本発明はまた、デュアルグリッドアンテナに適用することができる。
【００４３】
さらに、上記の本発明は、動的に表面再形成可能な材料から作られた反射器とともに実現すること、或いは、機械的アクチュエータ、圧電アクチュエータ、静電アクチュエータ、又は熱アクチュエータを用いている制御点アレイをその場で使用している唯一の付加逆的な例として、実現することができる。実施形態を実現するのは、機械的アクチュエータとの一連のバネ荷重関係(spring loaded ties)により制御された、かみ合い（mesh）である。
【符号の説明】
【００４４】
１  衛星ペイロード
２  受信アンテナ
３  送信アンテナ
４  反射器
５  フレーム
６  フィード
７  位置決めモジュール
８  反射器
９  フレーム
１０  フィード
１１  位置決めモジュール
１２  受信信号処理ユニット
１３  コントローラ
１４  送信信号処理ユニット
１５  メモリ
【図１５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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