[发明专利]无线电波透镜天线装置

说明书

本申请是以下专利申请的分案申请：申请号：02818628.1，申请日：2002.9.9，发明名称：无线电波透镜天线装置

技术领域

本发明涉及用于卫星通信和天线间的通信的无线电波透镜天线装置。更具体地说，涉及采用了用于接收多个通信对象、例如来自多个静止卫星的无线电波和向各静止卫星发送无线电波的龙伯(Luneberg)透镜的无线电波透镜天线装置，以及使该装置的用于无线电波发送接收的天线元件的位置配合正确化和简易化的指示图。

背景技术

作为公知的无线电波透镜的一种的龙伯透镜，是以球为基本形状的用电介质制作的透镜，各部分的介电常数εr大体上遵照下式(1)

εr＝2-(r/a)².........式(1)

其中，a：球的半径

      r：离球中心的距离

使用该龙伯透镜的天线装置，可将无线电波的焦点设定在任意的位置，可捕捉来自任何方向的无线电波，而且，可向任意方向发送无线电波。

利用该优点，已发明了可进行轨道卫星的追踪的天线装置。该卫星追踪式天线装置的结构为：在水平配置(与地面平行)的圆形反射板的中央安装半球形的龙伯透镜，设有跨越透镜球面的拱形支持臂、以臂两端的水平支轴为支点使该支持臂可旋转的机构、以中心的垂直轴为支点使该臂旋转机构和透镜和反射板可旋转的机构，在支持臂上安装工具有臂纵向的位置调整机构的天线元件(初级发射器)。

该天线装置利用臂旋转机构、旋转机构和臂纵向的位置调整机构，可将初级发射器移动到从随卫星移动而变动的卫星无线电波的焦点，与卫星追踪式抛物线形天线相比可实现紧凑化和轻量化。

将半球形的龙伯透镜与反射板组合而构成的天线装置，可将天线元件移动到透镜的球面的任意位置，因此可对应来自任何方向的无线电波。为了对应360°全方位的无线电波，反射板必须为水平，因此反射板水平放置被认为是理所当然的。

在这样的龙伯透镜天线装置中，有一种装置将半球形的透镜和反射板组合以使其具有与球形透镜等价的功能。在图24中示出该装置的概要。图中1为反射板，2为半球形龙伯透镜，4为天线元件。

这种形式的天线装置，为了获得稳定的发送接收性能，需要使透镜中心到反射板1的外端的距离(反射板的半径R)比透镜2的半径a大。设无线电波的入射角为θ，则该反射板的半径R可通过公式R＝a/cosθ求出。依照无线电波的入射角，该半径R有可能超过a的2倍。

发明内容

组合了反射板的半球形龙伯透镜天线装置，为了获得稳定的发送接收性能，需要使透镜中心到反射板的外端的距离(反射板的半径R)比透镜球的半径a大。该半径R有可能超过a的2倍，在天线装置中，该反射板成为最大的部分。

这个大的反射板如果按照现有的观念水平放置，则需要大的空间，设置场所受限制。而且，由于空间上的制约可能发生不能设置天线装置的事情。

本发明的发明人考虑了将该半球形龙伯透镜天线装置作为卫星播放用的电视天线等而用于一般家庭等的情况，而一般家庭特别容易受到由于设置场所的限制。

而且，在屋外水平设置时，有积雪和附着在反射板上的雨滴的残留等问题，也要求其对策。本发明的第1目的是解决这些问题。

而且，无线电波透镜天线装置具有的优点为：可使天线元件移动到透镜球面的任意位置，因而可对应来自任何方向的无线电波，因此，在这种现有的装置中，可考虑利用上述的优点，使反射板与透镜为同心的圆盘并将其水平放置(与地面平行)。

然而，由于该结构中反射板超出透镜的整个外围，因此产生装置的大型化、重量增加、成本增加、设置空间增大、使用性恶化等问题。

以往，一点也未考虑解决这些问题。

因此，本发明的第2目的是不牺牲无线电波透镜天线装置所要求的电气性能，实现使用反射板的龙伯透镜天线装置的小型化、轻量化以及成本的降低等。

例如，在日本存在多个用作卫星播放的静止卫星。接收来自该静止卫星的无线电波，使用抛物线天线，但抛物线天线和前述的卫星追踪式无线电波透镜天线装置只能对应一个卫星或位于同一地点的卫星。

而且，抛物线天线可捕捉无线电波的范围窄，对于偏出可捕捉区域的卫星必须相应增加天线数量。

因此，本发明的第3目的是提供一种无线电波透镜天线装置，对于多个静止卫星可独立地进行发送或接收。

而且，该无线电波透镜天线装置对应于卫星数备有多个天线元件，但是将多个天线元件分别切实地与相应的卫星的无线电波的焦点位置配合决不是那么容易。因此，还一并提供该问题的解决办法。