(57)【要約】反射鏡アンテナ装置は、一次放射器３が開口部から放射する電波を受けて、当該電波を反射する副反射鏡１と、副反射鏡１が反射する当該電波を受けて、当該電波を空間に放射する主反射鏡２とを備えている。副反射鏡１および主反射鏡２の形状は、副反射鏡１を主反射鏡２による電波の放射方向と平行に主反射鏡２上に投影した主反射鏡２の領域における電力が所定の第１のしきい値以下で、かつ、上記領域以外の主反射鏡２の領域によって決定されるアンテナの放射パターンが所望の特性になるように設計されている。
2005018049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次放射器が開口部から放射する電波を受けて、当該電波を反射する副反射鏡と、
上記副反射鏡が反射する上記電波を受けて、当該電波を空間に放射する主反射鏡と
を備え、
上記副反射鏡および上記主反射鏡の形状は、上記副反射鏡を上記主反射鏡による電波の放射方向と平行に上記主反射鏡上に投影した上記主反射鏡の領域における電力が所定の第１のしきい値以下で、かつ、上記領域以外の上記主反射鏡の領域によって決定されるアンテナの放射パターンが所望の特性になるように設計されている
ことを特徴とする反射鏡アンテナ装置。
【請求項２】
一次放射器が開口部から放射する電波を受けて、当該電波を反射する副反射鏡と、
上記副反射鏡が反射する上記電波を受けて、当該電波を空間に放射する主反射鏡と
を備え、
上記副反射鏡および上記主反射鏡の形状は、上記一次放射器の開口部における電力が所定の第２のしきい値以下で、かつ、上記副反射鏡を上記主反射鏡による電波の放射方向と平行に上記主反射鏡上に投影した上記主反射鏡の領域以外の他の上記主反射鏡の領域によって決定されるアンテナの放射パターンが所望の特性になるように設計されている
ことを特徴とする反射鏡アンテナ装置。
【請求項３】
一次放射器の開口部から放射される電波を受けて、当該電波を反射する副反射鏡と、
上記副反射鏡により反射される上記電波を受けて、当該電波を空間に放射する主反射鏡と
を備え、
上記副反射鏡および上記主反射鏡の形状は、上記副反射鏡を上記主反射鏡による電波の放射方向と平行に上記主反射鏡上に投影した上記主反射鏡の領域における電力が所定の第１のしきい値以下で、上記一次放射器の開口部における電力が所定の第２のしきい値以下で、かつ、上記領域以外の上記主反射鏡の領域によって決定されるアンテナの放射パターンが所望の特性になるように設計されている
ことを特徴とする反射鏡アンテナ装置。
【請求項４】
上記一次放射器の開口部の周辺部に、電波を吸収するための電波吸収体を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ装置。
【請求項５】
上記一次放射器の側面に、電波を吸収するための電波吸収体を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ装置。
【請求項６】
上記副反射鏡を上記主反射鏡による電波の放射方向と平行に上記主反射鏡上に投影した上記主反射鏡の上記領域に、電波を吸収するための電波吸収体を設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ装置。
【請求項７】
上記副反射鏡を上記主反射鏡による電波の放射方向と平行に上記主反射鏡上に投影した上記主反射鏡の領域に到来する電波を上記副反射鏡の方向以外に反射するための金属板を、上記主反射鏡による電波の放射方向に対して９０°以上かつ１８０°以下の角度をつけて上記領域に設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明はアンテナ装置に関し、特に、２枚の鏡面からなる反射鏡アンテナ装置に関するものである。
【背景技術】  ２枚の反射鏡からなる従来の反射鏡アンテナ装置としては、例えば、Ｔｏｍ  Ｍｉｌｌｉｇａｎ著、“Ａ  Ｓｉｍｐｌｅ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｃｌａｓｓｉｃａｌ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｄ−Ａｘｉｓ  Ｄｕａｌ−Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  Ａｎｔｅｎｎａｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｓｅｔ  ｏｆ  Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ”、ＩＥＥＥ  Ａｎｔｅｎｎａｓ  ａｎｄ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  Ｍａｇａｚｉｎｅ、１９９９年１２月、Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．６，ｐｐ．６４−７２に示されているものがある。その一例を図１２に示す。図１２に示すように、一次放射器３から放射された電磁波は、副反射鏡１で反射され、さらに主反射鏡２で反射されて、空間に電磁波を放射する。また、幾何光学的には一次放射器３の位相中心４から放射した電磁波は、４−Ｐ−Ｑ−Ｒ、４−Ｕ−Ｖ−Ｗの経路をとるように、副反射鏡１および主反射鏡２の形状が決定されているため、副反射鏡１を主反射鏡２による電波の放射方向と平行に主反射鏡２上に投影した領域Ａには幾何光学的には電波は到達しない。
また、他の従来の反射鏡アンテナとして、例えば、野本真一、他１名、「小口径オフセット双反射鏡アンテナの鏡面修整法」、電子情報通信学会論文誌、１９８８年１１月、Ｂ  Ｖｏｌ．Ｊ７１−Ｂ、Ｎｏ．１１、ｐｐ．１３３８−１３４４に示されるように、幾何光学的な設計ではなく、物理光学法に基づき、波動的な影響を考慮して設計した反射鏡も提案されている。この反射鏡アンテナにおいては、物理光学法に基づいて、波動的な影響を考慮して放射パターンを求め、利得とサイドローブ双方の性能を非線形最適化手法を用いて最適化している。
図１２に示す従来の反射鏡アンテナ装置では幾何光学的には領域Ａに電波が到来しないが、実際には電磁波の波動的性質により電波が到来する。この現象は副反射鏡１の大きさが波長比で小さくなるにつれて顕著になる。一次放射器３から放射された電磁波が副反射鏡１で反射し、領域Ａに到来する電磁波の影響によって、一次放射器３による散乱波、あるいは、主反射鏡２と副反射鏡１間の多重反射波など望ましくない寄与を生じ、アンテナの特性劣化を引き起こすという問題点があった。
また、上述の非特許文献２では、物理光学法に基づく鏡面修整でアンテナを設計しているが、アンテナの性能のみを評価関数にして設計しており、幾何光学的には到来しないはずの領域の電磁波の影響による性能劣化を引き起こすリスクについては考慮されていないという問題点があった。
【発明の開示】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、不要な電磁波の影響を抑え、アンテナの性能の向上を図る反射鏡アンテナ装置を得ることを目的とする。
この発明は、上記目的を鑑み、一次放射器が開口部から放射する電波を受けて、当該電波を反射する副反射鏡と、上記副反射鏡が反射する上記電波を受けて、当該電波を空間に放射する主反射鏡とを備え、上記副反射鏡および上記主反射鏡の形状は、上記副反射鏡を上記主反射鏡による電波の放射方向と平行に上記主反射鏡上に投影した上記主反射鏡の領域における電力が所定の第１のしきい値以下で、かつ、上記領域以外の上記主反射鏡の領域によって決定されるアンテナの放射パターンが所望の特性になるように設計されている反射鏡アンテナ装置である。
これにより、この発明によれば、上記副反射鏡および上記主反射鏡の形状を、上記副反射鏡を上記主反射鏡による電波の放射方向と平行に上記主反射鏡上に投影した上記主反射鏡の領域における電力が所定の第１のしきい値以下で、かつ、上記領域以外の上記主反射鏡の領域によって決定されるアンテナの放射パターンが所望の特性になるように設計するようにしたので、不要な電磁波の影響を抑え、アンテナの性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の（ａ）構成を示す説明図および（ｂ）初期形状と座標系を示す説明図である。
図２は、本発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における副反射鏡および主反射鏡の形状を決定する処理の流れを示す流れ図である。
図３は、本発明の実施の形態２に係る反射鏡アンテナ装置の構成を示す説明図である。
図４は、本発明の実施の形態２に係る反射鏡アンテナ装置における副反射鏡および主反射鏡の形状を決定する処理の流れを示す流れ図である。
図５は、本発明の実施の形態３に係る反射鏡アンテナ装置の構成を示す（ａ）投影図、（ｂ）断面Ｇ１における断面図および（ｃ）断面Ｇ２における断面図である。
図６は、本発明の実施の形態３に係る反射鏡アンテナ装置の（ａ）ＸＺ面の初期形状と座標系を示す説明図および（ｂ）ＹＺ面の初期形状と座標系を示す説明図である。
図７は、本発明の実施の形態４に係る反射鏡アンテナ装置の構成を示す（ａ）断面Ｇ１における断面図および（ｂ）断面Ｇ２における断面図である。
図８は、本発明の実施の形態５に係る反射鏡アンテナ装置の構成を示す説明図である。
図９は、本発明の実施の形態６に係る反射鏡アンテナ装置の構成を示す説明図である。
図１０は、本発明の実施の形態７に係る反射鏡アンテナ装置の構成を示す説明図である。
図１１は、本発明の実施の形態８に係る反射鏡アンテナ装置の構成を示す説明図である。
図１２は、従来の反射鏡アンテナ装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】  実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係わる反射鏡アンテナ装置の構成を図１に示す。図１（ａ）に示すように、本実施の形態１に係る反射鏡アンテナは、一次放射器３から放射される電波を受け反射する副反射鏡１と、副反射鏡１で反射される電波を受け空間に電波を放射する主反射鏡２から構成されている。また、副反射鏡１を空間的に支えるためのステー５が、主反射鏡２上に設けられている。
一次放射器３から放射された電磁波は副反射鏡１で反射され、さらに主反射鏡２で反射されて、空間に電波を放射する。この反射鏡アンテナ装置において、アンテナの性能劣化を引き起こすリスクを低減するためには、副反射鏡１を主反射鏡２による電波の放射方向と平行に主反射鏡２上に投影した主反射鏡２の領域Ａに到来する電磁波の強度を抑え、かつ、領域Ａ以外の主反射鏡２の領域である領域Ｂに到来する電磁波で規定されるアンテナ特性の利得および放射パターンが所望の特性が得られるよう設計する必要がある。
また、領域Ａに到来する電磁波の強度およびアンテナ特性は幾何光学的な手法ではなく、物理光学法などの波動的な影響を考慮できる手法で計算する必要がある。
そのため、本実施の形態においては、物理光学法などの波動的な影響を考慮できる手法で、領域Ａに到来する電磁波の強度を所定の値以下に抑え、かつ、領域Ａ以外の主反射鏡２の領域Ｂに到来する電磁波で規定されるアンテナ特性の利得および放射パターンが所望の特性が得られるように、副反射鏡および主反射鏡の形状の最適化を行い、アンテナ設計をするようにした。なお、電磁波の強度に関する上記所定の値と、アンテナ特性の利得および放射パターンに関する所望の特性とについては、いずれも、最適化手法の計算を始める前に適宜決定しておくものとする。
図２に、本実施の形態に係る設計手順を示す。この設計手順において所望の特性が得られるようアンテナ設計を行う際には、非線形最適化手法で繰り返し計算を行い最適化する。最適化手法としては、遺伝的アルゴリズム（Ｙａｈｙａ  Ｒａｈｍａｔ−Ｓａｍｉｉ，Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ）に基づく最適化も有効である。
本実施の形態に係る設計手順においては、図２に示すように、まず、副反射鏡１の形状を決定する（ステップＳ１）。決定方法としては、例えば、所定の関数を与えて、当該関数のパラメータに適宜数値を入れて、決定する。この関数の取り方により、図１２に示すような単なる凸面鏡や、図１に示すような表面形状に凹凸のうねりがあるもの等様々な形状を選ぶことができる。次に、同様の方法により、主反射鏡２の形状を決定する（ステップＳ２）。次に、領域Ａの電磁波を計算することにより、領域Ａの電力について評価する（ステップＳ３）。領域Ａには、幾何学的には電磁波が到来しないはずであるが、実際には電磁波の波動的性質により電磁波が到来してしまい、当該電磁波によりアンテナの性能劣化を引き起こすため、出来る限り、この電磁波を抑えることができるように、副反射鏡１および主反射鏡２の形状を選ぶことができれば、アンテナの性能劣化を抑制することができる。
次に、領域Ａ以外の主反射鏡２の領域Ｂに到来する電磁波で決定されるアンテナ特性の利得および放射パターンを計算する（ステップＳ４）。このアンテナ特性の利得および放射パターンが所望の特性が得られるように、副反射鏡１および主反射鏡２の形状を選ぶことができれば、アンテナの性能の向上を図ることができる。
そのため、次に、ステップＳ３で求めた領域Ａの電力が予め設定された所定の値以下で、かつ、ステップＳ４で求めたアンテナ特性の利得および放射パターンが予め設定された所望の特性を得ているか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５で２つの条件を満たしていない場合には、図２の処理のはじめに戻り、ステップＳ１およびＳ２により、副反射鏡１および主反射鏡２の形状を変更して、同じ処理を行う。このようにして、２つの条件を満たすことができるまで、非線形最適化手法で繰り返し計算を行って、最適化する。
以下では、上述のステップＳ１およびステップＳ２で決定している鏡面形状の例について説明する。まず、図１（ｂ）に示すように座標系をとり反射鏡アンテナの初期形状を決定する。副反射鏡１および主反射鏡２の座標を極座標系で定義し、原点から副反射鏡１上の端部の見込み角をθｏとする。副反射鏡座標Ｐｏｓ（θ，φ）は原点からの距離ｒｏ（θ，φ）と原点から副反射鏡１上の方向ベクトルｅｒハットとにより次式で与えられる。
2005018049.tif 000003
ここで、ｎｓハットは副反射鏡１上の法線ベクトルである。主反射鏡２の座標Ｐｏｍ（θ，φ）は、副反射鏡１における反射方向ｅｓハットと副反射鏡１上の点から主反射鏡２上の点までの距離Ｓｏ（θ，φ）とにより次式で与えられる。
2005018049.tif 000004
距離ｒｏ（θ，φ）とＳｏ（θ，φ）を与えることにより反射鏡の形状が決定されるが、初期値としてはカセグレンアンテナあるいはグレゴリアンアンテナなどのように、副反射鏡形状が双曲面あるいは楕円曲面で、主反射鏡形状が放物面になるようにｒｏ（θ，φ）およびＳｏ（θ，φ）を定義すればよい。
次に、様々な反射鏡の形状を表現するため、この初期形状に以下の変位量を加算した、新たな副反射鏡座標Ｐｓ（θ，φ）および主反射鏡Ｐｍ（θ，φ）を次式により規定する。
2005018049.tif 000005
ここで、λｍはｍ次の第一種ベッセル関数の最初の根であり、Ｐｓ（θｏ，φ）＝Ｐｍ（θｏ，φ）＝０を満たし、副反射鏡１および主反射鏡２の位置を拘束することを意味する。副反射鏡形状および主反射鏡形状を規定する各関数の係数ｆｍｎ，ｇｍｎを変えることで、様々な形状の反射鏡アンテナを表すことができる。
反射鏡アンテナの形状が規定されれば物理光学法を用いることによってステップＳ３の領域Ａの電力、ステップＳ４の利得および放射パターンを求めることができる。遺伝的アルゴリズムを用いた最適化を行う場合、あるパラメータを決めたときにそれに対する評価関数が規定される場合、この評価関数を最大にするパラメータを求めることができる。従って、ステップＳ５では、利得および放射パターンが所望の値で、かつ、領域Ａの電力が所望の値以下になったときに差以内になるよう評価関数を規定する。このような評価関数としてＥａｌｌを次式のように規定する。
2005018049.tif 000006
ここで、以下の関数を定義する。
2005018049.tif 000007
ｕ（ｘ）はｘｂ以下の領域においてＡｌで単調増加し、ｘｂ以上で一定値Ｂｌをとる関数で、ｖ（ｘ）はｘｂ以下の領域で一定値Ｂｌをとり、ｘｂ以上で傾きＡｌで単調減少する関数である。従って、関数ｕ（ｘ）は引数が一定値以上、関数Ｖ（ｘ）は一定値以下の値を実現するために用いる。例えば利得を所望の値以上にするため関数ｕ（ｘ）を用い、放射パターンを規定のパターン以下、領域Ａの電力を所望の値以下にするため、関数ｖ（ｘ）を用いる。
あるパラメータで決定される修整鏡面での利得の値をｇ、利得の目標値をｇｔａｒｇｅｔとするとき、評価関数Ｅｇａｉｎは以下のように規定できる。
2005018049.tif 000008
また、放射パターンの評価点数をＮｐａｔとし、各評価点でのサイドローブレベルをｓｉ（ｉ＝１，・・・，Ｎｐａｔ）、目標値をｓｔａｒｇｅｔとすると、評価関数Ｅｐａｔは以下のように規定できる。
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この目標値は、アンテナのサイドローブマスクが規定されている場合には、そのマスクパターンそのもの、あるいは、多少マージンを見込んだものを設定すればよい。
また、副反射鏡遮蔽領域の電力の評価点数をＮｂｌｏｃｋｉｎｇとし、各評価点での電力をｐｉ（ｉ＝１，・・・，Ｎｂｌｏｃｋｉｎｇ）、目標値をｐｂｌｏｃｋｉｎｇとすると、評価関数Ｅｂｌｏｃｋｉｎｇは以下のように規定できる。
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以上において各評価関数でＡ１，Ｂ１の値は各評価関数の重要度から適切に値を決める必要がある。この評価関数を遺伝的アルゴリズムで最適化することにより、利得が所望の値以上、放射パターンを規定のパターン以下、領域Ａの電力を所望の値以下にする鏡面パラメータ、すなわち、鏡面形状を決定することができる。
以上のように、本実施の形態においては、非線形最適化手法により、領域Ａの電力が予め設定された所定の値以下で、かつ、アンテナ特性の利得および放射パターンが予め設定された所望の特性を得ることができるまで計算を繰り返して、副反射鏡１および主反射鏡２の形状を決定するようにしたので、高性能な特性を有し、アンテナの性能劣化を最小限に抑えた反射鏡アンテナを得ることができる。
なお、反射鏡アンテナが小型になると、副反射鏡の大きさが波長比で小さくなってしまうので、通常であれば領域Ａへ電波が到来しやすくなるが、本実施の形態による図２の設定手順でアンテナ設計を行えば、性能劣化を抑えることができる。このように、性能劣化を引き起こしやすい、小型反射鏡アンテナに特に本実施の形態は有効である。
実施の形態２．
図３に本実施の形態１に係る反射鏡アンテナの構成を示し、図４にその設計手順を示す。上述の実施の形態１では、領域Ａの電力低減のみを考慮していたが、本実施の形態においては、それの代わりに、一次放射器３の開口面（または、開口部という。図３の領域Ｃ）での電力を低減すること、あるいは、領域Ａおよび領域Ｃの双方の領域の電力の低減を考慮して、アンテナ設計を行うことを特徴とする。なお、以下の説明においては、領域Ａおよび領域Ｃの双方の領域の電力の低減を考慮した場合について説明する。
図３に示すように、本実施の形態に係る反射鏡アンテナの構成は、上述の図１に示したものと基本的に同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
次に、本実施の形態に係る設計手順を図４を用いて説明する。本実施の形態に係る設計手順においては、図４に示すように、まず、副反射鏡１の形状を決定する（ステップＳ１１）。決定方法としては上述と同様である。次に、同様の方法により、主反射鏡２の形状を決定する（ステップＳ１２）。次に、領域Ａおよび領域Ｃの電磁波を計測することにより、領域Ａおよび領域Ｃの電力について評価する（ステップＳ１３）。領域Ｃにおいては、一次放射器３による散乱波が発生するため、これにより、望ましくない寄与を生じ、アンテナの特性劣化を引き起こしてしまうので、出来る限り、この散乱波の発生を抑えることができるように、副反射鏡１および主反射鏡２の形状を選ぶことができれば、アンテナの性能劣化を抑制することができる。領域Ａについては、上述の実施の形態１で述べた通りである。次に、領域Ａ以外の主反射鏡２の領域Ｂに到来する電磁波で決定されるアンテナ特性の利得および放射パターンを計算する（ステップＳ１４）。これについては、上述の実施の形態１で述べた通りである。次に、ステップＳ１３で求めた領域Ａおよび領域Ｃの電力が予め設定された所定の値以下で、かつ、ステップＳ１４で求めたアンテナ特性の利得および放射パターンが予め設定された所望の特性を得ているか否かを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５で２つの条件を満たしていない場合には、図４の処理のはじめに戻り、ステップＳ１１およびＳ１２により、副反射鏡１および主反射鏡２の形状を変更して、同じ処理を行う。このようにして、２つの条件を満たすことができるまで、非線形最適化手法で繰り返し計算を行って、最適化する。
以上のように、本実施の形態においても、非線形最適化手法でアンテナの設計の最適化を行うようにしたので、実施の形態１と同様に、高性能な特性を有し、アンテナの性能劣化を最小限に抑えた反射鏡アンテナを得ることができる。本実施の形態においては、一次放射器３による散乱波による性能劣化を考慮するようにしたので、反射鏡アンテナが小型になり、一次放射器３と副反射鏡１の距離が近くなったときに、特に有効である。
実施の形態３．
本実施の形態３に係る反射鏡アンテナ装置について説明する。本実施の形態は、非対称な反射鏡アンテナ装置に関して実施の形態１と同じ設計手法を用い高性能なアンテナを実現するものである。図５（ａ）はアンテナをＺ軸方向からみた投影図である。図５（ｂ）は図５（ａ）における断面Ｇ１を示し、図５（ｃ）は図５（ａ）の断面Ｇ２を示す。
設計手順は実施の形態１の図２で説明したものと同じであるが、非対称な反射鏡アンテナ装置を実現するため、図６に示すように座標系をとり、副反射鏡１および主反射鏡２の初期形状を決定する。副反射鏡１および主反射鏡２の座標を極座標系で定義し、原点から副反射鏡１上の端部の見込み角をθｏとする。副反射鏡座標Ｐｏｓ（θ，φ）は原点からの距離ｒｏ（θ，φ）と原点から副反射鏡１上の方向ベクトルｅｒハットとにより次式で与えられる。
2005018049.tif 000011
ここで、ｎｓハットは副反射鏡１上の法線ベクトルである。主反射鏡２の座標Ｐｏｍ（θ，φ）は、副反射鏡１における反射方向ｅｓハットと副反射鏡１上の点から主反射鏡２上の点までの距離Ｓｏ（θ，φ）とにより次式で与えられる。
2005018049.tif 000012
ここで距離ｒ’ｏ（θ，φ）とＳ’ｏ（θ，φ）はφの値によって異なり非対称な鏡面を実現するように決定される。
例えば非対称鏡面でかつ幾何光学的に決定される経路“ｒ’ｏ（θ，φ）＋Ｓ’ｏ（θ，φ）＋ｔｏ”が一定となる、幾何光学的手法で設計された鏡面を用いることができる。この初期形状の反射鏡アンテナに対して図２で示す設計手順に従って反射鏡アンテナを設計すればよい。実施の形態１で用いた式（６）〜（９）の展開関数、式（１０）〜式（１３）、式（１６）、式（１７）および式（１８）の評価関数はそのまま用いることができ、鏡面の初期形状において非対称な反射鏡アンテナとなっているため、非対称な反射鏡を設計することができる。
本実施の形態においては非対称な反射鏡アンテナにおいても実施の形態１と同様にアンテナの性能劣化を最小限に抑えた高性能な反射鏡アンテナを得ることができる。また、本実施の形態も、実施の形態１と同様に、性能劣化を引き起こしやすい、小型反射鏡アンテナに特に有効である。
実施の形態４．
本実施の形態に係る反射鏡アンテナ装置について説明する。本実施の形態は、非対称な反射鏡アンテナ装置に関して、実施の形態２と同じ設計手法を用い高性能なアンテナを実現するものである。すなわち一次放射器３の開口面（または、開口部という。図７の領域Ｃ）での電力を低減すること、あるいは、領域Ａおよび領域Ｃの双方の領域の電力の低減を考慮して、アンテナ設計を行うことを特徴とする。図７（ａ）はアンテナの断面Ｇ１での断面図を示し、図７（ｂ）は断面Ｇ２での断面図を示す。なお、図７のアンテナ装置のＺ軸方向からみた投影図については、図５（ａ）を参照することとする。
なお、設計手順は、以下の説明において、領域Ａおよび領域Ｃの双方の領域の電力の低減を考慮した場合について説明する。
設計手順は実施の形態２の図４で説明したもの同じであるが、非対称な反射鏡アンテナ装置を実現するため、副反射鏡１および主反射鏡２の初期形状を、上式（１９）〜（２１）および上式（２２）〜（２３）でそれぞれ与え、距離ｒ’ｏ（θ，φ）とＳ’ｏ（θ，φ）がφの値によって異なり非対称な鏡面を実現しているようにしている点が異なる。
本実施の形態においては非対称な反射鏡アンテナにおいても実施の形態１と同様にアンテナの性能劣化を最小限に抑えた高性能な反射鏡アンテナを得ることができる。また、本実施の形態も、実施の形態１と同様に、性能劣化を引き起こしやすい、小型反射鏡アンテナに特に有効である。
実施の形態５．
本実施の形態に係る反射鏡アンテナ装置について図８を用いて説明する。本実施の形態は、一次放射器３の開口面の周辺部に電波吸収体６Ａを装荷したことを特徴とする。これにより、一次放射器３の開口面に到来する電波を電波吸収体６Ａにより吸収することができるので、一次反射器３による散乱波の発生を抑え、散乱波による性能劣化を抑制することができる。他の構成は、上記の実施の形態１または２と同じであり、ここでは、その説明を省略するが、副反射鏡１および主反射鏡２の形状は、上記の実施の形態１または２のいずれかの設計手順により決定されたものであるとする。
以上のように、本実施の形態においては、一次放射器３の開口面の周辺部に電波吸収体６Ａを設けて、一次放射器３の開口面で散乱する電力を抑えるようにしたので、アンテナの性能劣化を抑制することができるという効果が得られる。
なお、本実施の形態における反射鏡アンテナ装置は、装置が小型になり、一次放射器３と副反射鏡１の距離が近くなったときに特に有効である。
実施の形態６．
本実施の形態に係る反射鏡アンテナ装置について図９を用いて説明する。本実施の形態は、一次放射器３の側面に電波吸収体６Ｂを装荷したことを特徴とする。これにより、一次放射器３の側面に到来する電波により発生する散乱波を電波吸収体６Ｂにより吸収することができるので、散乱波による性能劣化を抑制することができる。他の構成は、上記の実施の形態１または２と同じであり、ここでは、その説明を省略するが、副反射鏡１および主反射鏡２の形状は、上記の実施の形態１または２のいずれかの設計手順により決定されたものであるとする。
以上のように、本実施の形態においては、一次放射器３の側面に電波吸収体６Ｂを設けて、一次放射器３の側面で散乱する電力を抑えるようにしたので、アンテナの性能劣化を抑制することができるという効果が得られる。
なお、本実施の形態における反射鏡アンテナ装置は、装置が小型になり、一次放射器３と副反射鏡１の距離が近くなったときに、一次放射器３による散乱波による性能劣化を特に抑制できるという効果がある。
実施の形態７．
本実施の形態に係る反射鏡アンテナ装置について図１０を用いて説明する。本実施の形態は、副反射鏡１を主反射鏡２に投影した領域Ａに電波吸収体６Ｃを装荷したことを特徴とする。これにより、領域Ａにおける主反射鏡２と副反射鏡１間の多重反射波を電波吸収体６Ｃにより吸収することができるので、多重反射波による性能劣化を抑制することができる。他の構成は、上記の実施の形態１または２と同じであり、ここでは、その説明を省略するが、副反射鏡１および主反射鏡２の形状は、上記の実施の形態１または２のいずれかの設計手順により決定されたものであるとする。
以上のように、本実施の形態においては、領域Ａに電波吸収体６Ｃを設けて、領域Ａと副反射鏡１間の多重反射波を抑制するようにしたので、アンテナの性能劣化を抑制することができるという効果が得られる。
なお、本実施の形態における反射鏡アンテナ装置は、装置が小型になり、主反射鏡２と副反射鏡１の距離が近くなったときに特に有効であり、その場合にも、高性能なアンテナを実現することができる。
なお、図１０の例においては、電波吸収体６Ｃが板状のものが記載されているが、この場合に限らず、領域Ａの表面に沿うように設けるようにしてもよい。
実施の形態８．
本実施の形態に係る反射鏡アンテナ装置について図１１を用いて説明する。本実施の形態は、副反射鏡１を主反射鏡２に投影した領域Ａに、一次放射器３による電波の放射方向に対して所定の傾斜をつけて、電磁波を反射させるための金属板等から構成された反射板７を装荷したことを特徴とする。なお、当該所定の傾斜とは、例えば、図１１に示すように、一次放射器３による電波の放射方向と反射板７（または反射板７の延長線）とがなす角をαとすると、αの値が９０°≦α≦１８０°の範囲になるように適宜設定する。これにより、本実施の形態における反射鏡アンテナでは、領域Ａに到来する電磁波をこの反射板７で副反射鏡１の方向以外に反射することができるため、領域Ａと副反射鏡１間の多重反射を抑制し、アンテナの性能劣化を抑制できるという効果がある。
なお、本実施の形態に係る反射鏡アンテナ装置は、装置が小型になり、主反射鏡２と副反射鏡１の距離が近くなったときに特に有効であり、その場合も高性能なアンテナを実現することができる。
実施の形態９．
上述の実施の形態１および２においては、ステップＳ１およびＳ２で、副反射鏡１および主反射鏡２の形状を決定する例について示したが、その場合に限らず、例えば、主反射鏡２の形状は固定としておき、副反射鏡１の形状のみを非線形最適化手法で最適化するようにしてもよい。また、その逆で、副反射鏡１の形状を固定としてもよい。この場合には、上述の実施の形態１または２と同様の効果が得られるとともに、さらに、いずれか一方の反射鏡の形状についての決定処理がなくなるので、計算負荷を減らすことができる。
また、上述の実施の形態５、６および７、あるいは、実施の形態５、６および８は、適宜組み合わせてよく、その場合には、電磁波をさらに抑制できるので、アンテナの性能をより高くすることができる。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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