(57)【要約】【課題】ビーム走査中の利得低下を補償し、送受信レベルをほぼ一定にすることが可能なアンテナ装置を得ること。【解決手段】本発明のアンテナ装置は、焦点付近に複数の一次放射器（２ａ，２ｂ，２ｃ）が配置されたパラボラ反射鏡１と、前記一次放射器（２ａ，２ｂ，２ｃ）に電力を分配する給電回路３を備えたアンテナ装置であって、給電回路３により計算される電力分配比により、たとえば、一次放射器１ａによるビーム指向性６ａから一次放射器１ｂによるビーム指向性６ｂへビーム走査を行う場合に、当該ビーム走査中の送受信レベルの低下を補償する電力補償器５、を備える構成とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点付近に複数の一次放射器が配置されたパラボラ反射鏡と、前記一次放射器に電力を分配する給電回路を備えたアンテナ装置において、
前記給電回路により計算される電力分配比により、特定の一次放射器によるビーム指向性から隣接する一次放射器によるビーム指向性へビーム走査を行う場合に、当該ビーム走査中の送受信レベルの低下を補償する電力補償手段、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ形式として反射鏡形式とアレー形式の複合形を用いてマルチビームを放射するアンテナ装置に関するものであり、特に、給電回路の電力分配比によりビーム指向性を走査するアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来のアンテナ装置について説明する。図４は、従来のアンテナ装置であるアレー給電反射鏡アンテナの構成を示す図であり、パラボラ反射鏡１０１と、一次放射器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと、給電回路１０３と、送受信機１０４から構成される。なお、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは、一次放射器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにより放射されるビーム指向性を表す。
【０００３】
ここで、上記アレー給電反射鏡アンテナの動作を簡単に説明する。一次放射器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、パラボラ反射鏡１０１の焦点を含み、かつ焦点からパラボラ反射鏡１０１の中心に向かう直線に直交する面内に配置され、パラボラ反射鏡１０１を介して、それぞれビーム指向性１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃにビームを放射し、ビームを形成する。また、パラボラ反射鏡１０１は、一次放射器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃがビーム指向性１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃのブロッキングとならないようにオフセット形式となっている。
【０００４】
【非特許文献１】
アンテナ工学ハンドブック（電子情報通信学会編，オーム社，第１版第１刷発行，ｐ．１７８〜１８０）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来のアンテナ装置においては、たとえば、給電回路１０３における電力分配比によりビーム指向性１０６ａからビーム指向性１０６ｂへビーム走査した場合、ビーム走査中に利得低下が生じ、通信および通話が途切れやすい、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ビーム走査中の利得低下を補償し、送受信レベルをほぼ一定にすることが可能なアンテナ装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるアンテナ装置にあっては、焦点付近に複数の一次放射器が配置されたパラボラ反射鏡と、前記一次放射器に電力を分配する給電回路を備えたアンテナ装置であって、前記給電回路により計算される電力分配比により、特定の一次放射器によるビーム指向性から隣接する一次放射器によるビーム指向性へビーム走査を行う場合に、当該ビーム走査中の送受信レベルの低下を補償する電力補償手段（後述する実施の形態の電力補償器５に相当）、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、給電回路により計算される電力分配比により所定のビーム走査を行う場合、たとえば、上記電力補償手段にてビーム走査中の利得低下を補償することによって、アンテナ装置における送受信レベルをほぼ一定とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかるアンテナ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるアンテナ装置であるアレー給電反射鏡アンテナの構成を示す図である。このアレー給電反射鏡アンテナは、パラボラ反射鏡１と、一次放射器２ａ，２ｂ，２ｃと、給電回路３と、送受信機４と、電力補償器５から構成される。なお、６ａ，６ｂ，６ｃは一次放射器２ａ，２ｂ，２ｃにより放射されるビーム指向性を表す。
【００１１】
ここで、上記本発明にかかるアレー給電反射鏡アンテナの動作を、図面を用いて詳細に説明する。なお、一次放射器２ａ，２ｂ，２ｃは、従来と同様に、パラボラ反射鏡１の焦点を含み、かつ焦点からパラボラ反射鏡１の中心に向かう直線に直交する面内に配置され、パラボラ反射鏡１を介して、それぞれビーム指向性６ａ，６ｂ，６ｃにビームを放射し、ビームを形成する。
【００１２】
本実施の形態では、給電回路３にて計算される電力分配比により、一次放射器２ａによるビーム指向性６ａから一次放射器２ｂによるビーム指向性６ｂへビーム走査を行う場合、電力補償器５にてビーム走査中の利得低下を下記のように補償することによって、ビーム走査中のアレー給電反射鏡アンテナにおける送受信レベルをほぼ一定とする。なお、ここでは、一例として、３つのビームを放射する場合について説明するが、これに限らず、２つまたは４つ以上のビームを放射する場合についても同様に適用可能である。
【００１３】
図２は、パラボラ反射鏡１の座標系を示す図である。ｚ方向はボアサイト方向である。たとえば、図２の座標系により、一次放射器２ａによるビーム指向性６ａから一次放射器２ｂによるビーム指向性６ｂへビーム走査を行う場合を想定する。ビーム指向性６ａの方向をθ１、ビーム指向性６ｂの方向をθ２とし、次式（１）〜（４）を定義する。なお、ｋは波数を表す。
ｋ１＝ｋ×ｓｉｎθ１      …（１）
ｋ２＝ｋ×ｓｉｎθ２      …（２）
ｋ＋＝（ｋ１＋ｋ２）／２      …（３）
ｋ−＝（ｋ１−ｋ２）／２      …（４）
【００１４】
また、θ１方向のビームにおけるパラボラ反射鏡１の開口分布ｆ（θ１，ｘ）、およびθ２方向のビームにおけるパラボラ反射鏡１の開口分布ｆ（θ２，ｘ）は、開口面上の振幅分布をａ（ｘ）とすると、次式（５），（６），（７），（８）で与えられる。なお、ａ（ｘ）は各ビーム方向に対して一定とする。
【００１５】
【数１】
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【００１６】
【数２】
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【００１７】
【数３】
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【００１８】
【数４】
2004349886.tif 000006
【００１９】
そして、θ１方向のビームとθ２方向のビームを合成した合成ビームにおけるパラボラ反射鏡１の開口分布ｆ（γ，θ１，θ２，ｘ）は次式（９）で与えられる。
【００２０】
【数５】
2004349886.tif 000007
【００２１】
また、γ＝０のとき、パラボラ反射鏡１の開口分布ｆ（０，θ１，θ２，ｘ）は、次式（１０）で与えられ、ビーム指向性はθ１方向となる。
【００２２】
【数６】
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【００２３】
また、γ＝π／２のとき、パラボラ反射鏡１の開口分布ｆ（π／２，θ１，θ２，ｘ）は、次式（１１）で与えられ、ビーム指向性はθ２方向となる。
【００２４】
【数７】
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【００２５】
また、γ＝π／４のとき、パラボラ反射鏡１の開口分布ｆ（π／４，θ１，θ２，ｘ）は次式（１２）で与えられ、ビーム指向性はθ１とθ２の中間の方向となる。
【００２６】
【数８】
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【００２７】
図３は、ビーム走査時の利得の軌跡を示す図であり、８は従来のビーム走査時の利得の軌跡を表し、９は電力補償後のビーム走査時の利得の軌跡を表す。上記式からわかるように、ビーム走査中にはパラボラ反射鏡１の開口分布に振幅テーパがつくため、利得低下が生じる。そこで、本実施の形態では、上記振幅テーパによる利得低下分を電力補償器５で補償することにより、アレー給電反射鏡アンテナにおける送受信レベルをほぼ一定とする。
【００２８】
以上のように、本実施の形態においては、給電回路３により計算される電力分配比により、一次放射器２ａによるビーム指向性６ａから一次放射器２ｂによるビーム指向性６ｂへアレー給電反射鏡アンテナのビーム走査を行う場合、電力補償器５にてビーム走査中の利得低下を補償する。これにより、アレー給電反射鏡アンテナにおける送受信レベルをほぼ一定とすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、給電回路により計算される電力分配比により、特定の一次放射器によるビーム指向性から他の一次放射器によるビーム指向性へビーム走査を行う場合、電力補償手段にてビーム走査中の利得低下を補償することとした。これにより、アンテナ装置（アレー給電反射鏡アンテナ）における送受信レベルをほぼ一定とすることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるアンテナ装置の構成を示す図である。
【図２】パラボラ反射鏡１の座標系を示す図である。
【図３】ビーム走査時の利得の軌跡を示す図である。
【図４】従来のアンテナ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  パラボラ反射鏡、２ａ，２ｂ，２ｃ  一次放射器、３  給電回路、４  送受信機、５  電力補償器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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