知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-05
(45)【発行日】2024-09-13
(54)【発明の名称】反射鏡アンテナ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 19/18 20060101AFI20240906BHJP
H01Q 15/14 20060101ALI20240906BHJP
【ＦＩ】
H01Q19/18
H01Q15/14 Z
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2023574317
(86)(22)【出願日】2022-03-10
(86)【国際出願番号】 JP2022010463
(87)【国際公開番号】W WO2023170845
(87)【国際公開日】2023-09-14
【審査請求日】2023-12-01
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003166
【氏名又は名称】弁理士法人山王内外特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中嶋 宏昌
(72)【発明者】
【氏名】山本 伸一
(72)【発明者】
【氏名】西岡 泰弘
【審査官】佐藤 当秀
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３１５３９５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１３７７４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第６１９８２１６（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】国際公開第２０１０／０４１８０４（ＷＯ，Ａ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｑ １９／１８
Ｈ０１Ｑ １５／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
設定された周波数帯域の電波を放射する一次放射器と、平板状の誘電体板、及び、電波を反射する反射面となる前記誘電体板の表面に配列され、それぞれが入射された電波の反射波の位相を調整する複数の共振素子を有する主反射器と、
前記一次放射器から放射された電波が入射され、当該入射された電波を前記主反射器へ向けて反射する反射面を有し、前記反射面が、前記一次放射器から放射された前記周波数帯域の低い周波数の電波による前記一次放射器から前記主反射器の反射面までの経路長に対して、前記一次放射器から放射された前記周波数帯域の高い周波数の電波による前記一次放射器から前記主反射器の反射面までの経路長を長くする副反射器と、
を備えた反射鏡アンテナ装置。
【請求項2】
設定された周波数帯域の電波を放射する一次放射器と、平板状の誘電体板、及び、電波を反射する反射面となる前記誘電体板の表面に配列され、それぞれが入射された電波の反射波の位相を調整する複数の共振素子を有する主反射器と、
前記一次放射器から放射された電波が入射され、当該入射された電波を前記主反射器へ向けて反射する反射面を有し、前記反射面が、前記一次放射器から放射された前記周波数帯域の低い周波数の電波の波長λＬと、前記主反射器に入射される低い周波数の電波による球面波の波面と前記誘電体板の表面との間の長さである経路長差ｄＬとの割合λＬ／ｄＬと、前記一次放射器から放射された前記周波数帯域の高い周波数の電波の波長λＨと、前記主反射器に入射される高い周波数の電波による球面波の波面と前記誘電体板の表面との間の長さである経路長差ｄＨとの割合λＨ／ｄＨを等しくする副反射器と、
を備えた反射鏡アンテナ装置。
【請求項3】
前記副反射器の反射面は、それぞれが、一端が開口し、他端に底を有する円錐台の形状をした反射穴を複数有する請求項１又は請求項２に記載の反射鏡アンテナ装置。【請求項4】
前記副反射器の反射面は、一端が開口し、他端に底を有する反射穴を複数有し、各前記反射穴は、前記開口から前記底に向けて穴径が細くなる形状であり、前記開口に近い位置の穴径が入射された低い周波数の電波をカットオフする径に設定され、前記底に近い位置の穴径が入射された高い周波数の電波をカットオフする径に設定された、
請求項１又は請求項２に記載の反射鏡アンテナ装置。
【請求項5】
前記副反射器の反射面は、一端が開口し、他端に底を有する反射穴を複数有し、各前記反射穴は、前記開口した開口面の面積が前記底の面の面積より広い、
請求項１又は請求項２に記載の反射鏡アンテナ装置。
【請求項6】
前記副反射器の反射面は、一端が開口し、他端に底を有する反射穴を複数有し、各前記反射穴は、前記開口から前記底に向けてステップ状に小さくなる形状である請求項１又は請求項２に記載の反射鏡アンテナ装置。
【請求項7】
前記副反射器における反射穴の開口に平行な断面の形状は円形である請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ装置。【請求項8】
前記副反射器における反射穴の開口に平行な断面の形状は四辺形である請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ装置。【請求項9】
前記一次放射器は、水平及び垂直偏波の電波を放射する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ装置。【請求項10】
前記一次放射器はホーンアンテナである請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ装置。【請求項11】
前記複数の共振素子それぞれは、円形のリング形状である請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ装置。【請求項12】
前記複数の共振素子それぞれは、円形の形状である請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ装置。【請求項13】
前記複数の共振素子それぞれは、矩形のリング形状である請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の反射鏡アンテナ装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一次放射器と平板状の反射器とを備える反射鏡アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、無線通信及びレーダのアンテナとして、構造が簡単な平板状の反射板を用いたリフレクトアレーが開発されている。
例えば、特許文献１には、平板状の反射板の表面に配列された共振素子の配置間隔を適正化してグレーティングローブの発生を防いだリフレクトアレーアンテナが示されている。
また、特許文献２には、反射板と一次放射器の位置を決定することで広帯域化を図ることのできるリフレクトアレーアンテナが示されている。
例えば、特許文献１には、平板状の反射板の表面に配列された共振素子の配置間隔を適正化してグレーティングローブの発生を防いだリフレクトアレーアンテナが示されている。
また、特許文献２には、反射板と一次放射器の位置を決定することで広帯域化を図ることのできるリフレクトアレーアンテナが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－９２６３３号公報
【文献】特開２０１７－７９４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１及び特許文献２により、広帯域化を図る提案がなされているものの、設定周波数以外において発生する残留収差によって利得低下が生じ、ホーンアンテナからなる一次放射器と放物曲面状の反射板とを対向させたパラボラアンテナと比較して、依然、狭帯域な特性であり、更なる広帯域化が望まれている。
【0005】
本開示は上記した点に鑑みてなされたものであり、広い周波数帯域で高い開口能率をもつ反射鏡アンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る反射鏡アンテナ装置は、設定された周波数帯域の電波を放射する一次放射器と、平板状の誘電体板、及び、電波を反射する反射面となる誘電体板の表面に配列され、それぞれが入射された電波の反射波の位相を調整する複数の共振素子を有する主反射器と、一次放射器から放射された電波が入射され、当該入射された電波を主反射器へ向けて反射する反射面を有し、反射面が、一次放射器から放射された周波数帯域の低い周波数の電波による一次放射器から主反射器の反射面までの経路長に対して、一次放射器から放射された周波数帯域の高い周波数の電波による一次放射器から主反射器の反射面までの経路長を長くする副反射器と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、一次放射器から主反射器の反射面までの経路長を調整するので、設定周波数以外の周波数に対しても、広い周波数帯域で高い開口能率を持つことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置を横から見た構成図である。
【図2】実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における主反射器を示す側面図である。
【図3】実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における主反射器を示す正面図である。
【図4】実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における共振素子の一例を示す平面図である。
【図5】実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における共振素子の他の例を示す平面図である。
【図6】実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における共振素子の他の例を示す平面図である。
【図7】実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における共振素子の他の例を示す平面図である。
【図8】実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における共振素子の他の例を示す平面図である。
【図9】実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における共振素子の他の例を示す平面図である。
【図10】実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における主反射器の他の例を示す側面図である。
【図11】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器を示す斜視図である。
【図12】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器の反射穴を示す断面図である。
【図13】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器により生じる主反射器に対する一次放射器の虚像の位置を説明する図である。
【図14】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器により生じる一次放射器の虚像の位置からの一次放射器から放射された電波による球面波の波面と経路長差を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態１．
実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置を図１から図１４に基づいて説明する。
反射鏡アンテナ装置は、一次放射器１と主反射器２と副反射器３とを備える。
一次放射器１と主反射器２と副反射器３は、図１に示すように、中心軸ＣＡが一致し、主反射器２と副反射器３の間に一次放射器１が配列された、鏡面系をセンターフィード方式とした反射鏡アンテナ装置である。
実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置を図１から図１４に基づいて説明する。
反射鏡アンテナ装置は、一次放射器１と主反射器２と副反射器３とを備える。
一次放射器１と主反射器２と副反射器３は、図１に示すように、中心軸ＣＡが一致し、主反射器２と副反射器３の間に一次放射器１が配列された、鏡面系をセンターフィード方式とした反射鏡アンテナ装置である。
【0010】
なお、反射鏡アンテナ装置としてセンターフィード方式に限られるものではなく、一次放射器１が主反射器２に対してオフセットを形成する位置関係、又は、一次放射器１及び副反射器３が主反射器２に対してオフセットを形成する位置関係にあるオフセット鏡方式の反射鏡アンテナ装置でも良い。
また、主反射器２と副反射器３以外に、さらに反射板を備えた反射鏡アンテナ装置でも良い。
以下の説明では、センターフィード方式とした反射鏡アンテナ装置について説明する。
また、主反射器２と副反射器３以外に、さらに反射板を備えた反射鏡アンテナ装置でも良い。
以下の説明では、センターフィード方式とした反射鏡アンテナ装置について説明する。
【0011】
一次放射器１は、低い周波数ｆＬから高い周波数ｆＨまでの広帯域における周波数の異なる複数の電波ＲＷを副反射器３に向けて放射する。
低い周波数ｆＬは、一次放射器１から放射される電波の設定された周波数帯域の下端の周波数を示し、高い周波数ｆＨは、一次放射器１から放射される電波の設定された周波数帯域の上端の周波数を示す。
一次放射器１は水平及び垂直偏波の電波を放射する。一次放射器１はホーンアンテナである。
低い周波数ｆＬは、一次放射器１から放射される電波の設定された周波数帯域の下端の周波数を示し、高い周波数ｆＨは、一次放射器１から放射される電波の設定された周波数帯域の上端の周波数を示す。
一次放射器１は水平及び垂直偏波の電波を放射する。一次放射器１はホーンアンテナである。
【0012】
主反射器２は、図１から図３に示すように、誘電体板２１と、電波を反射する反射面となる誘電体板２１の表面に配列された複数の共振素子２２と、誘電体板２１の裏面に設けられた金属板２３を備える。
主反射器２は、いわゆる、平板状の反射板を用いたリフレクトアレーである。
誘電体板２１は、図３に示すように円形の平板状である。
主反射器２は、いわゆる、平板状の反射板を用いたリフレクトアレーである。
誘電体板２１は、図３に示すように円形の平板状である。
【0013】
各共振素子２２は、入射される電波の反射波の位相（以下、反射位相という）を調整する。
各共振素子２２は、図４に示すように円形のリング形状であり、誘電体板２１の表面上の位置に応じた大きさ、つまり、誘電体板２１の表面上の位置に応じた直径のリング形状である。
各共振素子２２は、図４に示すように円形のリング形状であり、誘電体板２１の表面上の位置に応じた大きさ、つまり、誘電体板２１の表面上の位置に応じた直径のリング形状である。
【0014】
なお、各共振素子２２は、図５に示すように矩形パッチ型、図６に示すように円形パッチ型、図７に示すように矩形リング型、図８に示すように十字型、図９に示すように複数本で構成された矩形パッチ型など任意の形状でもよく、また、複数の形状を組み合わせた形状でもよい。
また、複数の共振素子２２は誘電体板２１の表面上における同一平面の１層に配置したものに限られるものではなく、図１０に示すように、複数の共振素子２２を２層に分けて配置してもよく、３層以上に配置したものでも良い。
また、複数の共振素子２２は誘電体板２１の表面上における同一平面の１層に配置したものに限られるものではなく、図１０に示すように、複数の共振素子２２を２層に分けて配置してもよく、３層以上に配置したものでも良い。
【0015】
主反射器２による反射位相は、各共振素子２２の形状及び大きさ、複数の共振素子２２間の間隔、並びに誘電体板２１の比誘電率及び肉厚により決定される。
主反射器２による反射位相は、誘電体板２１の表面上の位置に応じた、一次放射器１から誘電体板２１の表面である反射面までの経路長に依存、言い換えれば、主反射器２に入射される球面波の波面と誘電体板２１の表面との間の長さである経路長差に依存する。
主反射器２による反射位相は、誘電体板２１の表面上の位置に応じた、一次放射器１から誘電体板２１の表面である反射面までの経路長に依存、言い換えれば、主反射器２に入射される球面波の波面と誘電体板２１の表面との間の長さである経路長差に依存する。
【0016】
従って、主反射器２は、誘電体板２１の表面上の位置に応じて誘電体板２１の表面に異なる形状及び大きさの共振素子２２を配置することにより反射位相の値を制御でき、主反射器２の表面に入射した球面波を主反射器２の開口面上で平面波を実現するように、共振素子２２の形状及び大きさを決定して球面波を主反射器２の開口面上で平面波になるように変換して反射する。
【0017】
実施の形態１では、一次放射器１から放射された中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭが副反射器３に反射されて主反射器２に入射される球面波を主反射器２の開口面上で平面波を実現するように、主反射器２における複数の共振素子２２それぞれを誘電体板２１の表面上の位置に応じた形状及び大きさに決定して誘電体板２１の表面に配置している。
中間周波数ｆＭは一次放射器１から放射される高い周波数ｆＨと低い周波数ｆＬとの中間の値である。
中間周波数ｆＭは一次放射器１から放射される高い周波数ｆＨと低い周波数ｆＬとの中間の値である。
【0018】
副反射器３は、一次放射器１から放射された電波の周波数に応じて、一次放射器１から主反射器２の反射面までの経路長を調整する電波経路長調整器を構成する。
副反射器３は一次放射器１から放射された電波を反射する反射面を有する。
副反射器３の反射面は、一次放射器１から放射された低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬによる一次放射器１から主反射器２の反射面までの経路長に対して、一次放射器１から放射された高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨによる一次放射器１から主反射器２の反射面までの経路長を長くする。
副反射器３は一次放射器１から放射された電波を反射する反射面を有する。
副反射器３の反射面は、一次放射器１から放射された低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬによる一次放射器１から主反射器２の反射面までの経路長に対して、一次放射器１から放射された高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨによる一次放射器１から主反射器２の反射面までの経路長を長くする。
【0019】
副反射器３の反射面は、一次放射器１から、低い周波数ｆＬ、中間周波数ｆＭ、高い周波数ｆＨそれぞれの電波ＲＷＬ、ＲＷＭ、ＲＷＨが放射され、放射された電波ＲＷＬ、ＲＷＭ、ＲＷＨが反射面に入射された場合、次式（１）を満足させるように、主反射器２に入射される電波ＲＷＬ、ＲＷＭ、ＲＷＨによる球面波の波面と誘電体板２１の表面との間の長さである経路長差を調整する機能を有する。
λＬ／ｄＬ＝λＭ／ｄＭ＝λＨ／ｄＨ ・・・（１）
式（１）中、λＬ、λＭ、λＨは低い周波数ｆＬ、中間周波数ｆＭ、高い周波数ｆＨそれぞれの電波ＲＷＬ、ＲＷＭ、ＲＷＨの波長、ｄＬ、ｄＭ、ｄＨは低い周波数ｆＬ、中間周波数ｆＭ、高い周波数ｆＨそれぞれの電波ＲＷＬ、ＲＷＭ、ＲＷＨにおける球面波の波面と誘電体板２１の表面との間の経路長差である。
λＬ／ｄＬ＝λＭ／ｄＭ＝λＨ／ｄＨ ・・・（１）
式（１）中、λＬ、λＭ、λＨは低い周波数ｆＬ、中間周波数ｆＭ、高い周波数ｆＨそれぞれの電波ＲＷＬ、ＲＷＭ、ＲＷＨの波長、ｄＬ、ｄＭ、ｄＨは低い周波数ｆＬ、中間周波数ｆＭ、高い周波数ｆＨそれぞれの電波ＲＷＬ、ＲＷＭ、ＲＷＨにおける球面波の波面と誘電体板２１の表面との間の経路長差である。
【0020】
すなわち、副反射器３は、低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬの波長λＬと低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬにおける経路長差ｄＬとの割合λＬ／ｄＬと、中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭの波長λＭと中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭにおける経路長差ｄＭとの割合λＭ／ｄＭと、高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨの波長λＨと高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨにおける経路長差ｄＨとの割合λＨ／ｄＨを等しくするように、低い周波数ｆＬ、中間周波数ｆＭ、高い周波数ｆＨそれぞれの電波ＲＷＬ、ＲＷＭ、ＲＷＨにおける一次放射器１から誘電体板２１の表面までの経路長を調整する。
【0021】
副反射器３は、図１１及び図１２に示すように、反射面に複数の反射穴３１を有する。
複数の反射穴３１はそれぞれ、図１２に示すように、電波が入射される、一端が開口し、他端に底を有し、一端が開口した開口面から底の面に向けて連続的に径の大きさが変化する円錐台の形状である。
複数の反射穴３１はそれぞれ、図１２に示すように、電波が入射される、一端が開口し、他端に底を有し、一端が開口した開口面から底の面に向けて連続的に径の大きさが変化する円錐台の形状である。
【0022】
なお、反射穴３１の形状は、円錐台に限られるものではなく、一端が開口した開口面から底の面に向けて穴径が細くなる形状であればよく、開口面の面積が底面の面積より広い形状、開口から底面に向けてステップ状に小さくなる形状、開口から底面に向けて曲線状に小さくなる形状であってもよい。
【0023】
また、反射穴３１の形状は、開口面に平行な断面の形状が円形に限られるものではなく、楕円形もしくは矩形又は正方形である四辺形であってもよい。四辺形である場合の穴径は、実施の形態１では四辺形のいずれか１辺の長さである。
以下、反射穴３１の形状を円錐台として説明するが、他の形状にあっても同じであり、説明は省略する。
以下、反射穴３１の形状を円錐台として説明するが、他の形状にあっても同じであり、説明は省略する。
【0024】
副反射器３の反射面に形成された反射穴３１は、図１２に示すように、開口、つまり開口面に近い位置３１Ｌの穴径が低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬをカットオフする径に設定され、底、つまり底面に近い位置３１Ｈの穴径が高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨをカットオフする径に設定され、位置３１Ｌと位置３１Ｈの間の位置３１Ｍ
の穴径が中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭをカットオフする径に設定される。
【0025】
副反射器３の反射面に低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬが入射されると、位置３１Ｌで低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬがカットオフされるため、低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬが位置３１Ｌで反射される。
副反射器３の反射面に中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭが入射されると、位置３１Ｍで中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭがカットオフされるため、中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭが位置３１Ｍで反射される。
副反射器３の反射面に高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨが入射されると、位置３１Ｈで高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨがカットオフされるため、高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨが位置３１Ｈで反射される。
副反射器３の反射面に中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭが入射されると、位置３１Ｍで中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭがカットオフされるため、中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭが位置３１Ｍで反射される。
副反射器３の反射面に高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨが入射されると、位置３１Ｈで高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨがカットオフされるため、高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨが位置３１Ｈで反射される。
【0026】
副反射器３は、一次放射器１から放射される電波の周波数により、反射穴３１における電波の反射位置を変えており、一次放射器１から放射される電波の周波数に応じて一次放射器１から主反射器２の誘電体板２１の表面までの経路長を調整する。
すなわち、低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬによる経路長に対して、中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭによる経路長を長く、高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨによる経路長をさらに長くしている。
なお、低い周波数ｆＬと高い周波数ｆＨとの間の周波数として、中間周波数ｆＭを１つ代表的に示したが、中間の周波数として１つに限られるものではなく、複数の中間の周波数であってもよい。
すなわち、低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬによる経路長に対して、中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭによる経路長を長く、高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨによる経路長をさらに長くしている。
なお、低い周波数ｆＬと高い周波数ｆＨとの間の周波数として、中間周波数ｆＭを１つ代表的に示したが、中間の周波数として１つに限られるものではなく、複数の中間の周波数であってもよい。
【0027】
また、副反射器３は、一次放射器１から放射される電波の周波数に応じて一次放射器１から主反射器２の誘電体板２１の表面までの経路長を調整するので、副反射器３により生じる主反射器２に対する一次放射器１の虚像の位置も周波数により変化する。
すなわち、図１３に示すように、低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬを放射する一次放射器１の虚像の位置１Ｌが主反射器２に一番近く、順に、中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭを放射する一次放射器１の虚像の位置１Ｍ、高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨを放射する一次放射器１の虚像の位置１Ｈと主反射器２から遠ざかる。
すなわち、図１３に示すように、低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬを放射する一次放射器１の虚像の位置１Ｌが主反射器２に一番近く、順に、中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭを放射する一次放射器１の虚像の位置１Ｍ、高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨを放射する一次放射器１の虚像の位置１Ｈと主反射器２から遠ざかる。
【0028】
主反射器２に一番近くにある虚像の位置１Ｌからの一次放射器１から放射される電波ＲＷＬによる球面波の波面の曲率ＣＬは、図１４に示すように、大きく、経路長差ｄＬは長い。
主反射器２に一番遠くにある虚像の位置１Ｈからの一次放射器１から放射される電波ＲＷＨによる球面波の波面の曲率ＣＨは小さく、経路長差ｄＨは短い。
虚像の位置１Ｌと虚像の位置１Ｈとの間にある虚像の位置１Ｍからの一次放射器１から放射される電波ＲＷＭによる球面波の波面の曲率ＣＭは、曲率ＣＬと曲率ＣＨとの間の大きさになり、経路長差ｄＭは経路長差ｄＬと経路長差ｄＨとの間の長さになる。
主反射器２に一番遠くにある虚像の位置１Ｈからの一次放射器１から放射される電波ＲＷＨによる球面波の波面の曲率ＣＨは小さく、経路長差ｄＨは短い。
虚像の位置１Ｌと虚像の位置１Ｈとの間にある虚像の位置１Ｍからの一次放射器１から放射される電波ＲＷＭによる球面波の波面の曲率ＣＭは、曲率ＣＬと曲率ＣＨとの間の大きさになり、経路長差ｄＭは経路長差ｄＬと経路長差ｄＨとの間の長さになる。
【0029】
従って、上式（１）を満足するように、経路長差ｄＭ、ｄＬ、ｄＨを調整することで、一次放射器１から放射される電波ＲＷの周波数が変化したときの位相誤差が低減され、反射鏡アンテナ装置を広帯域化できる。
【0030】
すなわち、一次放射器１から放射された中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭが副反射器３に反射されて主反射器２に入射される球面波を主反射器２の開口面上で平面波になるように反射するように、主反射器２における複数の共振素子２２それぞれを誘電体板２１の表面上の位置に応じた形状及び大きさに決定して誘電体板２１の表面に配置している。
従って、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置では、上式（１）を満足するように副反射器３によって、主反射器２に至る電波の経路長を調整しているため、一次放射器１から放射された低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬ及び高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨも副反射器３に反射されて主反射器２に入射される球面波は主反射器２の開口面上で平面波に変換されるように反射される。
従って、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置では、上式（１）を満足するように副反射器３によって、主反射器２に至る電波の経路長を調整しているため、一次放射器１から放射された低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬ及び高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨも副反射器３に反射されて主反射器２に入射される球面波は主反射器２の開口面上で平面波に変換されるように反射される。
【0031】
次に、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の動作について説明する。
まず、一次放射器１から中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭが放射された場合について説明する。
一次放射器１からの中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭは副反射器３の反射面に入射される。副反射器３の反射面に入射された中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭは、副反射器３の反射面に形成された反射穴３１の位置３１Ｍでカットオフされるため、反射穴３１の位置３１Ｍで反射される。
まず、一次放射器１から中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭが放射された場合について説明する。
一次放射器１からの中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭは副反射器３の反射面に入射される。副反射器３の反射面に入射された中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭは、副反射器３の反射面に形成された反射穴３１の位置３１Ｍでカットオフされるため、反射穴３１の位置３１Ｍで反射される。
【0032】
反射穴３１の位置３１Ｍで反射された中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭは、主反射器２に入射され、主反射器２に入射された中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭは、主反射器２における複数の共振素子２２により反射位相が調整され、主反射器２は、中間周波数ｆＭの電波ＲＷＭの球面波を主反射器２の開口面上で平面波になるように変換して反射する。
【0033】
また、一次放射器１から低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬが放射されると、一次放射器１からの低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬは副反射器３の反射面に入射される。副反射器３の反射面に入射された低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬは、副反射器３の反射面に形成された反射穴３１の位置３１Ｌでカットオフされるため、反射穴３１の位置３１Ｌで反射される。
【0034】
反射穴３１の位置３１Ｌで反射された低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬは、主反射器２に入射される。低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬの波長λＬと経路長差ｄＬとの割合λＬ／ｄＬが上式（１）を満足しているので、主反射器２に入射された低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬは、主反射器２における複数の共振素子２２により反射位相が調整されて低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬの球面波を主反射器２の開口面上で平面波になるように変換して反射される。
【0035】
さらに、一次放射器１から高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨが放射されると、一次放射器１からの高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨは副反射器３の反射面に入射される。副反射器３の反射面に入射された高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨは、副反射器３の反射面に形成された反射穴３１の位置３１Ｈでカットオフされるため、反射穴３１の位置３１Ｈで反射される。
【0036】
反射穴３１の位置３１Ｈで反射された高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨは、主反射器２に入射される。高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨの波長λＨと経路長差ｄＨとの割合λＨ／ｄＨが上式（１）を満足しているので、主反射器２に入射された高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨは、主反射器２における複数の共振素子２２により反射位相が調整されて高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨの球面波を主反射器２の開口面上で平面波になるように変換して反射される。
【0037】
以上のように、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置は、一次放射器１から放射された低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬによる一次放射器１から主反射器２の反射面までの経路長に対して、一次放射器１から放射された高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨによる一次放射器１から主反射器２の反射面までの経路長を長くする副反射器３を、一次放射器１と主反射器２との間に配置したので、広い周波数帯域で高い開口能率を持つことができる。
【0038】
また、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置は、一次放射器１から放射された低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬの波長λＬと、主反射器２に入射される低い周波数ｆＬの電波ＲＷＬによる球面波の波面と主反射器２における誘電体板２１の表面との間の長さである経路長差ｄＬとの割合λＬ／ｄＬと、一次放射器１から放射された高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨの波長λＨと主反射器２に入射される高い周波数ｆＨの電波ＲＷＨによる球面波の波面と誘電体板２１の表面との間の長さである経路長差ｄＨとの割合λＨ／ｄＨを等しくする副反射器３を、一次放射器１と主反射器２との間に配置したので、広い周波数帯域で高い開口能率を持つことができる。
【0039】
また、副反射器３として、電波の経路長を調整するために、反射面に、一端が開口し、他端に底を有する反射穴を複数有するものとしたので、簡単な構成により副反射器３を構成することができる。
【0040】
なお、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0041】
本開示に係る反射鏡アンテナ装置は、一次放射器と平板状の反射器とを備えるリフレクトアレーアンテナに好適である。
【符号の説明】
【0042】
１ 一次放射器、２ 主反射器、２１ 誘電体板、２２ 共振素子、２３ 金属板、３ 副反射器、３１ 反射穴、ｆＬ、ｆＭ、ｆＨ 周波数、λ、λＬ、λＭ、λＨ 波長、ｄＬ、ｄＭ、ｄＨ 経路長差。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】