(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１焦点型オフセットパラボラアンテナの反射鏡をその長軸の２等分線に対応して上下２分割した下半分に相当する１／２反射鏡を２枚用い、この２枚の１／２反射鏡をそれぞれの分割線同士で接合してなり、その長手方向を第１の衛星及び第２の衛星の軌道軸に対応させて設置した２つの焦点を有する反射鏡と、
この２焦点反射鏡の一方の焦点に照射軸を合せて配置される第１の衛星受信用のホーンと、
前記２焦点反射鏡の他方の焦点に照射軸を合せて配置される第２の衛星受信用のホーンとを具備し、
前記２焦点反射鏡の衛星軌道軸に対応する長手方向の一端点及び他端点及びその中点を、それぞれＸ−Ｚ軸座標面における鏡面座標曲線（Ｘ2＝４ＦＺ）上のＤＸＺ及びＵＸＺ及びＣＸＺとした場合に、前記第１の衛星と第２の衛星に対する各受信ビーム間のなす角度θは、
0003550205.tif 000002
に基づき調整される、
ことを特徴とするマルチビームアンテナ。
【請求項２】
前記第２の衛星受信用のホーンは放送衛星受信用のＢＳホーンであり、
このＢＳホーンは、前記他方の焦点よりそのホーン照射軸に対し垂直な方向に偏位自在に配置されることを特徴とする請求項１記載のマルチビームアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、通信衛星（ＣＳ）と放送衛星（ＢＳ）等、比較的衛星離角の広い複数の衛星からの電波を同時に受信する際に使用されるマルチビームアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の衛星受信アンテナにおいて、複数の衛星から得られる衛星電波を受信するには、複数の衛星それぞれに対して専用のアンテナを設置するか、又は、１つのパラボラ反射鏡に対向してそれぞれビーム入射位置を異ならせた複数個の一次放射器を取付け、マルチビームアンテナとしている。
【０００３】
図３は従来のマルチビームアンテナの構成を示す図である。
図３における従来のマルチビームアンテナでは、１焦点型のオフセットパラボラ反射鏡１０の焦点Ｆに対し、ホーン型の一次放射器１１ａ，１１ｂをそれぞれ偏位させ、受信ビームの偏向を図ったもので、反射鏡１０の長軸１２を大地垂直軸に一致させて設置し、その反射鏡１０の焦点Ｆより、衛星軌道軸１３の傾斜に対し逆傾斜にホーン一次放射器１１ａ，１１ｂを配列し偏位させるものである。
【０００４】
これにより、それぞれビーム入射位置を異ならせた一次放射器１１ａ，１１ｂにより受信ビームを２通りに偏向させ、例えば通信衛星と放送衛星からの電波を同時受信できるようにしている。
【０００５】
ここで、前記一次放射器１１ａ，１１ｂによる偏位量Ｌは、次式１により表わされる。
Ｌ＝ｔａｎα・（→）ＭＦ・ＢＤＦ    …式１
但し、αは受信地点の衛星離角、ＢＤＦはビーム偏向係数である。
【０００６】
すなわち、前記偏位量Ｌは、「α」か「（→）ＭＦ」が大きいほど大きくなるもので、通常、通信衛星（ＣＳ）と放送衛星（ＢＳ）を受信する場合は「α」が大きいため、偏位量Ｌも大きくなる。
【０００７】
そして、このような、１焦点のパラボラ反射鏡１０を用いたマルチビームアンテナでは、一次放射器１１ａ，１１ｂの偏位量Ｌが大きくなると、著しい利得の低下を招いてしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、前記従来の１焦点のパラボラ反射鏡１０を用いたマルチビームアンテナでは、一次放射器１１ａ，１１ｂの偏位量Ｌを大きくすると利得の低下が著しいため、衛星離角の広いマルチビームアンテナは実現できないという問題がある。
【０００９】
本発明は前記のような問題に鑑みてなされたもので、衛星離角の比較的広い複数の衛星に対しても、著しい利得の低下を招くことなく、そのそれぞれの衛星電波を同時に受信することが可能になるマルチビームアンテナを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係わるマルチビームアンテナは、１焦点型オフセットパラボラアンテナの反射鏡をその長軸の２等分線に対応して上下２分割した下半分に相当する１／２反射鏡を２枚用い、この２枚の１／２反射鏡をそれぞれの分割線同士で接合してなり、その長手方向を通信衛星（ＣＳ）及び放送衛星（ＢＳ）の軌道軸に対応させて設置した２つの焦点を有する反射鏡と、この２焦点反射鏡の一方の焦点に照射軸を合せて配置される通信衛星受信用のＣＳホーンと、前記２焦点反射鏡の他方の焦点に照射軸を合せて配置される放送衛星受信用のＢＳホーンとを備えて構成したものである。
【００１１】
【作用】
つまり、前記１／２反射鏡を２枚接合してなる２焦点反射鏡の各焦点のそれぞれに配置したＣＳホーン及びＢＳホーンにより、衛星離角αの比較的広いＣＳ波及びＢＳ波でも、Ｃ／Ｎ比を損なわずに、同時受信できることになる。
【００１２】
【実施例】
以下図面により本発明の実施例について説明する。
図１は本発明のマルチビームアンテナの構成を示す図である。
このマルチビームアンテナは、通常の１焦点型オフセットパラボラアンテナの反射鏡を、その長軸の２等分線に対応して上下２分割した下半分の部分の２枚の１／２反射鏡２０，２０″を、それぞれその分割線同士で接合（接合線Ｏ）し、上下左右対称の楕円反射鏡２１として構成したもので、この反射鏡２１の長手方向を、通信衛星（ＣＳ）及び放送衛星（ＢＳ）の衛星軌道軸１３に対応させて設置する。
【００１３】
前記１／２反射鏡２０，２０″を接合したマルチビームアンテナの反射鏡２１は、２つの焦点Ｆ及びＦ″を有するもので、一方の焦点Ｆには、通信衛星受信用のホーン型一次放射器（ＣＳホーン）２２を配置し、他方の焦点Ｆ″には、放送衛星受信用のホーン型一次放射器（ＢＳホーン）２３を配置する。
【００１４】
このように構成すると、通信衛星（ＣＳ）からの電波は、接合線ＯよりＭ点側の１／２反射鏡２０では、ＣＳホーン２２を配置した一方の焦点Ｆに反射集束するが、この際、Ｍ″点側の１／２反射鏡２０″では、前記一方の焦点Ｆへ反射する電波に収差が生じる。
【００１５】
また、放送衛星（ＢＳ）からの電波は、接合線ＯよりＭ″点側の１／２反射鏡２０″では、ＢＳホーン２３を配置した他方の焦点Ｆ″に反射集束するが、この際、Ｍ点側の１／２反射鏡２０では、前記他方の焦点Ｆ″へ反射する電波に収差が生じる。
【００１６】
つまり、前記受信電波の収差によるビームの偏向や利得低下はあるものの、前記ＣＳホーン２２及びＢＳホーン２３は、その何れもが、反射鏡２１の全面による反射電波を集束する。
【００１７】
次に、前記構成によるマルチビームアンテナの原理を説明する。
図２は前記マルチビームアンテナの衛星軌道軸１３に対応する長手方向の切断面座標を示す図である。
【００１８】
まず、Ｘ−Ｚ軸の座標に対して、Ｘ２  ＝４ＦＺの反射鏡の鏡面座標曲線を引き、その＋側の座標のある点をＤＸＺと定め、そこから曲線（Ｘ２  ＝４ＦＺ）に沿って開口径分の点ＵＸＺを定め、その曲線（ＤＸＺ−ＵＸＺ）の中点をＣＸＺとする。
【００１９】
また、Ｘ軸において、前記ＣＸＺの２倍の位置にＺ′軸を引き、このＸ−Ｚ′軸の座標に対して、Ｘ２  ＝４Ｆ′Ｚ′の鏡面座標曲線を引き、その−側の座標の曲線（Ｘ２  ＝４Ｆ′Ｚ′）上で前記ＤＸＺと同様の位置にＤＸＺ′と定めると、曲線（Ｘ２  ＝４Ｆ′Ｚ′）は前記曲線（ＤＸＺ−ＵＸＺ）の中点ＣＸＺにて交わる。
【００２０】
すなわち、前記曲線（ＤＸＺ−ＣＸＺ）と曲線（ＤＸＺ′−ＣＸＺ）とは、ＣＸＺを中心にして対称となる。
この状態で、衛星電波が座標右方向から到来した場合、曲線（ＤＸＺ−ＣＸＺ）による反射波はＦ点へ集束され、また、曲線（ＤＸＺ′−ＣＸＺ）による反射波はＦ′点へ集束される。
【００２１】
そして、前記Ｘ−Ｚ′軸座標の曲線（ＤＸＺ′−ＣＸＺ）を点ＣＸＺを中心にしてθ度座標変換すると、点ＤＸＺ′が点ＵＸＺに重なるのに伴ない、その焦点Ｆ′もＦ″へ移動する。
【００２２】
これにより、θ度座標変換後の曲線（ＤＸＺ′−ＣＸＺ）は、座標右方向から時計回りにθ度回転した方向から到来する衛星電波を、その焦点Ｆ″へ集束させる。
【００２３】
ここで、前記図１に示すマルチビームアンテナのＭ点側の１／２反射鏡２０の衛星軌道軸断面は、前記図２における座標曲線（ＤＸＺ−ＣＸＺ）に相当し、Ｍ″点側の１／２反射鏡２０″の衛星軌道軸断面は、座標曲線（ＣＸＺ−ＵＸＺ）の実線部、つまり、θ度座標変換後の曲線（ＤＸＺ′−ＣＸＺ）に相当する。
【００２４】
よって、θ度からなる比較的広い離角のＣＳ波及びＢＳ波が、それぞれ焦点Ｆ及びＦ″へ反射集束される。
一方、前記ＣＳ波及びＢＳ波の受信地点の衛星離角αとすると、反射鏡の座標変換量θは、次式２により求められる。
【００２５】
θ＝（α−収差によるビーム偏向角）／ＢＤＦ    …式２
そして、前記θは、次式３に示す通り、ＤＸＺの設定と反射鏡焦点距離Ｆの設定により可変可能であり、ＤＸＺを大きくとればθは大きくなり、また、Ｆを大きくとればθは小さくなるが収差も小さくなる。
【００２６】
θ＝１８０−ｔａｎ−１｛ＣＸＺ（Ｘ）−ＤＸＺ（Ｘ）／ＣＸＺ（Ｚ）−ＤＸＺ（Ｚ）｝−ｔａｎ−１｛ＵＸＺ（Ｘ）−ＣＸＺ（Ｘ）／ＵＸＺ（Ｚ）−ＣＸＺ（Ｚ）｝    …式３
なお、前記θの設定をより大きくしなければならない場合に、ＤＸＺを大きくすると、反射鏡の軸比（長軸／短軸）が非常に大きくなる。これを避けるため、前記θの不足分は、ＢＳホーン２３を焦点Ｆ″よりそのホーン照射軸に対し垂直に偏位させ受信ビームを偏向させることで、衛星離角αに対応させてもよい。
【００２７】
この場合、前記ＢＳホーン２３の偏位により、ＣＳ受信のアンテナ利得よりＢＳ受信のアンテナ利得が多少低下しても、ＢＳ波の実効副射電力（Ｅ．Ｉ．Ｒ．Ｐ）はＣＳ波のそれに比べて大きいため問題とはならない。
【００２８】
したがって、前記構成のマルチビームアンテナによれば、１焦点型オフセットパラボラアンテナの反射鏡を、その長軸の２等分線に対応して上下２分割した下半分の部分の２枚の１／２反射鏡２０，２０″を、それぞれの分割線同士で接合し、２つの焦点Ｆ及びＦ″を有する上下左右対称の楕円反射鏡２１とすると共に、この反射鏡２１の長手方向を、通信衛星（ＣＳ）及び放送衛星（ＢＳ）の衛星軌道軸１３に対応させて設置し、一方の焦点Ｆには、通信衛星受信用のＣＳホーン２２を配置し、他方の焦点Ｆ″には、放送衛星受信用のＢＳホーン２３を配置して構成したので、衛星離角αの比較的広いＣＳ波及びＢＳ波を、Ｃ／Ｎ比を損なうことなく、同時に受信することができるようになる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、１焦点型オフセットパラボラアンテナの反射鏡をその長軸の２等分線に対応して上下２分割した下半分に相当する１／２反射鏡を、２枚接合してなる２焦点反射鏡の、各焦点のそれぞれに配置したＣＳホーン及びＢＳホーンにより、衛星離角の比較的広い複数の衛星に対しても、著しい利得の低下を招くことなく、そのそれぞれの衛星電波を同時に受信することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わるマルチビームアンテナの構成を示す図。
【図２】前記マルチビームアンテナの衛星軌道軸に対応する長手方向の切断面座標を示す図。
【図３】従来のマルチビームアンテナの構成を示す図。
【符号の説明】
１３…衛星軌道軸、２０、２０″…１／２反射鏡、２１…２焦点反射鏡、２２…ＣＳホーン、２３…ＢＳホーン、Ｏ…反射鏡接合線、Ｆ…ＣＳ反射集束焦点、Ｆ″…ＢＳ反射集束焦点。
【図１】
0003550205.tif 000003
【図２】
0003550205.tif 000004
【図３】
0003550205.tif 000005