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歌]

ドキュメント内 ゴ1諭購 (ページ 106-109)

(5.4)

(5.5)

であり,Pl, P2が+1のとき双曲面鏡,一1のとき楕円面鏡であり,δ1,δ2が+1 のとき凹面鏡一1のとき凸面鏡となる.また,θ。は一次放射器の水平からの傾き角,

θ1は第1副反射鏡の焦点間を結ぶ直線の水平からの傾き角,θ2は第2副反射鏡の焦 点間を結ぶ直線の水平からの傾き角であり,反時計方向を正としている1

 式(5.4)はθ2=0を除くいかなる形状の第1副反射鏡にたいしても,第2副反射鏡を 適当に選ぶことによって,交差偏波を消去することができることを示している.

 el=0は第1副反射鏡が球面反射鏡の場合であり,このとき,

e・一

ツ鑑)     (5・6)

は第2副反射鏡のみで交差偏波を消去する条件を示している.el=・・は第1副反射鏡が

一般の場合,第1副反射鏡が球面反射鏡の効果と平面反射鏡の効果を併せ持つことを 示していると解釈することができる.

 式(5.4)の分子あるいは分母が0の場合は,第2副反射鏡が球面反射鏡あるいは平面 反射鏡の場合に相当し,そのときのelの値はいずれも第1副反射鏡のみで交差偏波を

消去する条件,式(5.6),式(5.7)を示している.以上から,式(5.6)または式(5.7)は二枚 反射鏡オフセットアンテナの幾何光学的交差偏波消去条件を表していると言える.

 式(5.4)は位相を考慮していない反射鏡の配置だけで決まる交差偏波消去条件であ る.この条件を満足する4,5,6GHz帯で使用する三枚反射鏡オフセットアンテナの 交差偏波ピークレベルはp.8の表1.1に示すように略一27dBである[12].

5.2.2 波動的交差偏波消去条件と幾何光学的交差偏波消去条件の比較

 三枚反射鏡オフセットアンテナの波動的交差偏波消去条件は,式(2.23)で与えられ る.これは周波数に関係しない幾何学的な関係式である.この意味では,式(5.4)と同 様である.異なる点は,波動的交差偏波消去条件は,式(2.16)から明かなように位相 を考慮していることである.これにより,式(5.4)の幾何光学的交差偏波消去条件に比 較して,条件式が2個存在することになる.これによって,第1,第2副反射鏡の等 価焦点距離ガ,f2は,主反射鏡の等価焦点距eef3の関数として表すことができる.

 幾何光学的交差偏波消去条件は,二枚反射鏡系以上の鏡面系で成立する条件式であ る.これに対し,波動的交差偏波消去条件は,三枚反射鏡系以上の鏡面系で成立する 条件である.

 幾何光学が成立する領域においては,波動的交差偏波消去条件と幾何光学的交差偏 波消去条件は一致する.これは,文献[15】,【16]によると,第2章の式(2.16)でCrO

とおいた場合の実数部である.また,C.の虚数部は,λの項があり,λ→0の場合に は自動的に零となる.従って,幾何光学が成立する領域では,等価パラボラの手法か

偏波成分は発生しない.ところが,4,5,6GHz帯のようなマイクロ波帯では, C.の 虚数部は零とならないため,幾何光学的交差偏波消去条件を満足する三枚反射鏡オフ セットアンテナの交差偏波ピークレベルは,p.8の表1.1に示すように全帯域に亘っ て約一27dBである.これに対し,波動的交差偏波消去条件(C.の実数部,虚数部共に 零とする条件)を満足する三枚反射鏡オフセットアンテナの交差偏波ピークレベルは,

p.66の図3.9とp.67の図3。10に示すように4,5,6GHz全帯域にわたって一40dB

以下である.

 また,幾何光学的交差偏波消去条件を満足するアンテナの設計では,各反射鏡の焦 点が共焦点となっているため,式(2.12)の高能率化条件を満足することができず,開

口能率の低下をもたらす.

 以上の結果から,反射鏡が波長に比べて小さい,また使用する周波数帯がマイクロ 波帯のように低い場合,波動的交差偏波消去条件による設計と幾何光学的交差偏波消 去条件による設計との違いはアンテナの電気性能上から明らかである.

5.2.3 波動的交差偏波消去条件を満足する三枚反射鏡オフセット     アンテナの電気的調整

 本論文で述べる三枚反射鏡オフセットアンテナは,その交差偏波放射レベルのピー ク値が一40dB以下となっているため,その方向調整は受信電界の最大となる位置にア ンテナを固定すれば良く,前述したホーンレフレクタアンテナの方向調整より大幅に 簡単化される.以下にその調整要領を示す.

o

g・

ミ .5

U 一10

一15

水平面(垂直面)内固定角度

=m(a、+a2)!2+(b、+b2)12)y2

bl al       a、b2

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