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Title:
RADIO LENS ANTENNA DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/051171
Kind Code:
A1
Abstract:
A radio lens antenna device (1) includes: a radio lens (10) formed in a shape of a quarter of a sphere; a reflection plate (20) attached to a plane passing through the lens center C of the radio lens (10); a reflection plate (30) orthogonally intersecting the reflection plate (20) and attached to a plane passing through the lens center C of the radio lens (10); and a primary radiator (50) arranged at the focal point of the radio lens (10). The radio lens antenna device (1) is arranged in such a manner that the orthogonal axis A formed by intersection of the reflection plate (20) and the reflection plate (30) is positioned to be horizontal with respect to the ground.

Inventors:
KURODA MASATOSHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/068734
Publication Date:
April 23, 2009
Filing Date:
October 16, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SEI HYBRID PRODUCTS INC (JP)
KURODA MASATOSHI (JP)
International Classes:
H01Q15/23; H01Q19/17
Domestic Patent References:
WO2005062425A12005-07-07
Foreign References:
JPH07505018A1995-06-01
JP3925494B22007-06-06
JP2003332836A2003-11-21
JP3945491B22007-07-18
JPH04328480A1992-11-17
JPH1056678A1998-02-24
JPH1172554A1999-03-16
US5680136A1997-10-21
Attorney, Agent or Firm:
ONDA, Hironori et al. (Ohmiya-cho 2-chomeGifu-shi, Gifu 31, JP)
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Claims:
 四半球状に形成された電波レンズと、
 前記電波レンズのレンズ中心を通る一方の面に取り付けられた第1の反射板と、
 前記第1の反射板と直交するとともに前記電波レンズのレンズ中心を通る他方の面に取り付けられた第2の反射板と、
 前記電波レンズの焦点部に配置された少なくとも1個の一次放射器とを備える電波レンズアンテナ装置において、
 前記第1の反射板と前記第2の反射板との交差によって形成される直交軸が、地面に対して水平に配置され、前記第1の反射板及び前記第2の反射板が配置されていることを特徴とする電波レンズアンテナ装置。
 前記第1の反射板の長さと前記第2の反射板の長さとが互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の電波レンズアンテナ装置。
 前記第1の反射板及び前記第2の反射板は、前記電波レンズのレンズ中心を通る面に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項2に記載の電波レンズアンテナ装置。
 前記電波レンズアンテナ装置を被取付部に対して着脱可能に取り付けるための取り付け部材をさらに備えていることを特徴とする請求項2に記載の電波レンズアンテナ装置。
 前記直交軸を回動軸として前記第1及び第2の反射板が回動可能に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電波レンズアンテナ装置。
 前記第1の反射板および前記第2の反射板の少なくとも一方の外縁が、少なくとも1つの直線部と少なくとも2つの曲線部からなる形状、少なくとも2つの円弧部からなる形状、少なくとも1つの円弧部と少なくとも1つの楕円弧部からなる形状、および少なくとも1つの楕円弧部からなる形状からなる群より選ばれる1つの形状を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の電波レンズアンテナ装置。
 球体を分割した形状の電波レンズと、
 前記電波レンズのレンズ中心を含む複数の平面にそれぞれ取り付けられた反射板と、
 前記電波レンズの焦点部に配置された一次放射器とを備える電波レンズアンテナ装置において、
 前記電波レンズは、3つの前記平面を有するように球体を8等分に分割した形状に形成され、前記電波レンズの3つの前記平面には、互いに直交する3つの前記反射板がそれぞれ取り付けられていることを特徴とする電波レンズアンテナ装置。
 3つの前記反射板のうち少なくとも1つの反射板は、その反射板が取り付けられた前記平面よりも大きい面積を有することを特徴とする請求項7に記載の電波レンズアンテナ装置。
 3つの前記反射板のうち少なくとも2つの反射板の大きさは、互いに異なることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の電波レンズアンテナ装置。
 3つの前記反射板は、それらの反射板がそれぞれ取り付けられた前記平面と同じ大きさの面積を有することを特徴とする請求項7に記載の電波レンズアンテナ装置。
 3つの前記反射板のうち少なくとも1つの反射板は、その反射板が取り付けられた前記平面に対して着脱可能であることを特徴とする請求項7乃至請求項10のいずれか1項に記載の電波レンズアンテナ装置。
Description:
電波レンズアンテナ装置

 本発明は、複数の衛星と電波の送受信を うための電波レンズを用いた電波レンズア テナ装置に関する。

 一般に、静止衛星(以下、「衛星」という 。)を用いた衛星通信において、衛星との通 を行う際に、球状に形成された電波レンズ( 電体レンズ)が使用される。この球状の電波 レンズは、衛星から発信された電波の集まる 焦点部を有し、その焦点部には一次放射器が 配置されている。電波レンズの誘電率は、電 波レンズ内における屈折によって、衛星から の電波が電波レンズの一次放射器へ入射する ように、電波レンズのレンズ中心から電波レ ンズの表面にかけて変化している。従って、 複数の一次放射器を設けたり、または一次放 射器の配置を変更したりすることによって、 電波レンズアンテナ装置は、異なる方位に位 置する複数の衛星からの電波を受信すること ができる。

 また、球状の電波レンズよりも小さい体 を有する電波レンズである四半球状の電波 ンズを備えた電波レンズアンテナ装置が提 されている。より具体的には、図16に示す うに、この電波レンズアンテナ装置101は、 半球状の電波レンズ110と、電波レンズ110の 平面に取り付けられた反射板120と、反射板12 0と直交するとともに電波レンズ110の他平面 取り付けられた反射板130と、電波レンズ110 焦点部に配置された一次放射器140とを備え いる(例えば、特許文献1参照)。

 しかしながら、上記従来の四半球状の電 レンズを備えた電波レンズアンテナ装置に いては、複数の衛星が大きく異なる方位に 置する場合には、衛星から送信された電波 受信することが困難になるという問題があ 。また、電波レンズアンテナ装置全体の小 化、軽量化および低コスト化が困難になる いう問題がある。

 より具体的には、図17に示すように、上 従来の四半球状の電波レンズを備えた電波 ンズアンテナ装置101は、反射板120と反射板13 0とが直交するとともに、反射板120,130の各々 地面に対して垂直に起立した状態で配置さ る。このため、衛星S1の方位と衛星S2の方位 とのなす角度φが90度以上である場合は、電 レンズアンテナ装置101は、両衛星S1,S2からの 電波を同時に受信することはできない。従っ て、電波レンズアンテナ装置101が衛星S1用に 置されている場合、衛星S2からの電波を受 するには、電波レンズアンテナ装置101の配 を変える必要がある。

 また、衛星S1の方位と衛星S2の方位とのな す角度φが90度未満(例えば、60度)である場合 、電波レンズアンテナ装置101は、両衛星S1,S 2からの電波を受信することができる。しか ながら、十分な強度の電波を受信するには 反射板120または反射板130のサイズを大きく る必要がある。詳しくは、図18(a)及び図18(b) 示すように衛星S1の方位と衛星S2の方位との なす角度φが60度である場合は、例えば、衛 S1の方位と反射板120とのなす角度θが15度以 と小さくなる。そのため、電波レンズアン ナ装置101は、図18(a)の一点鎖線の矢印で示す 衛星S1からの電波を受信することはできない 一点鎖線で示される電波を受信するために 図18(b)に示すように、反射板120を長くする 要がある。同様に、衛星S2の方位と反射板130 とのなす角度が小さければ反射板130を長くす る必要がある。このため、電波レンズアンテ ナ装置101全体が大型化して重量が大きくなる とともにコストが高くなるという問題がある 。

 また、図19(a)に示すように、電波レンズ110 中心Cを有する。電波レンズアンテナ装置101 、図19(b)に示すように配置される。詳しく 、衛星Sから(即ち、レンズ中心Cの斜め上方 ら)送信された電波をレンズ中心Cの斜め下方 に配置された一次放射器140に導くために四半 球状の電波レンズ110が使用される。電波レン ズアンテナ装置101がこのような配置構成であ る限り、電波レンズアンテナ装置101の十分な 小型化、及び軽量化、ひいては低コスト化を 図ることが困難である。

特表平7-505018号公報

 本発明の目的は、大きく異なる方位に位 する複数の衛星から送信された電波を受信 き、小型化および軽量化、ひいては低コス 化を図ることができる電波レンズアンテナ 置を提供することにある。

 上記目的を達成するための本発明の第1の 態様によれば、四半球状に形成された電波レ ンズと、電波レンズのレンズ中心を通る面に 取り付けられた第1の反射板と、第1の反射板 直交するとともに電波レンズのレンズ中心 通る面に取り付けられた第2の反射板と、電 波レンズの焦点部に配置された少なくとも1 の一次放射器とを備える電波レンズアンテ 装置において、第1の反射板と第2の反射板と の交差によって形成される直交軸が、地面に 対して水平に配置される電波レンズアンテナ 装置が提供される。

 同構成によれば、水平方向において180度 わたって電波レンズを開放することができ 。従って、大きく異なる方位に位置する複 の衛星が存在する場合、例えば、2つの衛星 の方位のなす角度(即ち、離角)が120度である 合であっても、複数の衛星から発信された 波を受信することができる。また、水平方 において180度にわたって電波レンズを開放 ることができるため、例えば、2つの衛星の 方位のなす角度が60度である場合、一方の衛 の方位と第1の反射板とのなす角度は60度に 定され、同様に他方の衛星の方位と第2の反 射板とのなす角度も60度に設定される。この うに、2つの衛星の方位と第1及び第2の反射 とのなす角度を比較的に大きく設定するこ ができる。そのため、衛星が送信する電波 確実に受信するために反射板を長くする必 がなくなる。従って、電波レンズアンテナ 置全体の小型化、および軽量化、ひいては コスト化を図ることができる。

 第1の反射板の長さと第2の反射板の長さと 互いに異なることが好ましい。
 同構成によれば、衛星の仰角(衛星の方向と 、地面に対して水平な水平面とのなす角)に じて、衛星から発信された電波を確実に受 することができる。即ち、例えば、衛星の 向と第1の反射板とのなす角度が小さい場合 、第2の反射板よりも長い第1の反射板を使 することによって、電波レンズアンテナ装 全体の重量を大きくすることなく、より多 の電波を第1の反射板によって反射させて電 レンズに入射させることができる。同様に 例えば、衛星の方向と第2の反射板とのなす 角度が小さい場合は、第1の反射板よりも長 第2の反射板を使用することによって、電波 ンズアンテナ装置全体の重量を大きくする となく、より多くの電波を第2の反射板によ って反射させて電波レンズに入射させること ができる。

 第1の反射板及び第2の反射板は、電波レン のレンズ中心を通る面に対して着脱可能に り付けられていることが好ましい。
 同構成によれば、第1の反射板及び第2の反 板は、電波レンズのレンズ中心を通る面に して着脱可能に取り付けられているため、 1の反射板及び第2の反射板を取り替え可能で ある。これによって、衛星の仰角及び電波レ ンズアンテナ装置の使用地域に応じて、2つ 反射板の配置を選択することができる。

 電波レンズアンテナ装置を被取付部に対し 着脱可能に取り付けるための取り付け部材 さらに備えていることが好ましい。
 同構成によれば、取り付け部材を介して、 脱可能に電波レンズアンテナ装置を被取付 に対して取り付けることができるため、第1 の反射板及び第2の反射板の配置が逆になる うに電波レンズアンテナ装置を被取付部に り付けることができる。従って、衛星の仰 及び電波レンズアンテナ装置の使用地域に じて、2つの反射板の配置を選択することが きる。

 直交軸を回動軸として第1及び第2の反射板 回動可能であることが好ましい。
 同構成によれば、衛星の仰角に応じて、衛 から発信された電波を確実に受信すること できる。即ち、例えば、衛星の方向と第1の 反射板とのなす角度が小さい場合は、上記直 交軸を回動軸として第1及び第2の反射板を回 することにより、衛星の方向と第1の反射板 とのなす角度を大きくすることができる。同 様に、例えば、衛星の方向と第2の反射板と なす角度が小さい場合は、上記直交軸を回 軸として第1及び第2の反射板を回動すること により、衛星の方向と第2の反射板とのなす 度を大きくすることができる。

 第1の反射板および第2の反射板の少なく も一方の外縁が、少なくとも1つの直線部と なくとも2つの曲線部からなる形状、少なく とも2つの円弧部からなる形状、少なくとも1 の円弧部と少なくとも1つの楕円弧部とから なる形状、および少なくとも1つの楕円弧部 らなる形状からなる群より選ばれる1つの形 を有することが好ましい。

 同構成によれば、反射板の外縁の形状を 電波を発信する複数の衛星の方位に対応さ て変更したり、使用地域によって変化する 星の方位に対応させて変更したりすること できる。同様に、反射板の外縁が、半楕円 状を有する場合は、反射板を複数の衛星の 位及び使用地域によって変化する衛星の方 に容易に対応させることができる。従って 電波レンズアンテナ装置は、衛星から発信 れた電波をより確実に受信することができ 。 本発明に従う第2の態様によれば、球体 分割した形状の電波レンズと、電波レンズ レンズ中心を含む平面に取り付けられた反 板と、電波レンズの焦点部に配置された一 放射器とを備える電波レンズアンテナ装置 おいて、電波レンズは、3つの平面を有する ように球体を8等分に分割した形状に形成さ 、電波レンズの3つの平面の各々には、それ れが互いに直交する3つの反射板が取り付け られている電波レンズアンテナ装置が提供さ れる。

 同構成によれば、球体を8等分に分割した 形状の電波レンズと反射板とを用いて一次放 射器により電波が受信および/または送信さ る。従って、従来の四半球状の電波レンズ 用いた電波レンズアンテナ装置と比べ、お そ半分のサイズの電波レンズアンテナ装置 実現することができ、十分な小型化、およ 軽量化ひいては低コスト化を図ることがで る。

 3つの反射板のうち少なくとも1つの反射板 、その反射板が取り付けられた平面よりも きい面積を有することが好ましい。
 同構成によれば、電波レンズの平面よりも 射板の面積を大きくすることによって、電 を受信する際には、衛星から送信された電 を反射板によって反射させて電波レンズへ 射させ易くなる。また、電波を送信する際 は、電波レンズから出射された電波を反射 によって反射させて衛星へ放射させ易くな 。従って、より多くの電波を受信および/ま たは送信することができる。

 3つの反射板のうち少なくとも2つの反射板 大きさは、互いに異なることが好ましい。
 同構成によれば、衛星の方向に応じて、反 板を不要に大型化することなく電波を受信 よび/または送信し易くすることができる。 即ち、例えば、衛星の方向と、3つの反射板 うち1つの反射板とのなす角度が小さい場合 、その1つの反射板は、他の2つの反射板の きさよりも拡大することによって、他の2つ 反射板と異なる大きさに設定される。その 果、一次放射器による電波の受信および/ま たは送信に影響の少ない反射板(即ち、衛星 方向とのなす角度が大きい他の2つの反射板) を拡大することなく、上記1つの反射板を拡 することにより、より多くの電波を受信お び/または送信することができる。

 3つの反射板の各々は、その反射板が取り付 けられた平面と同じ大きさであることが好ま しい。
 同構成によれば、反射板とその反射板が取 付けられる電波レンズの平面とを同じ大き に設定される。これによって、反射板の大 さを、電波レンズに入射した電波を一次放 器に導くために必要十分な大きさとするこ ができる。従って、反射板が取り付けられ 平面よりもその反射板が大きい場合と比べ 電波レンズアンテナ装置の十分な小型化、 よび軽量化ひいては低コスト化を一層図る とができる。

 3つの反射板のうち少なくとも1つの反射板 、その反射板が取り付けられた平面に対し 着脱可能に取り付けられていることが好ま い。
 同構成によれば、電波レンズの平面に対し 着脱可能に反射板が取り付けられる。この め、電波レンズアンテナ装置の使用地域及 通信相手となる個々の衛星に応じて、取り けられている反射板を、電波を一層受信お び/または送信し易くなるような他の反射板 と取り替えることができる。

本発明の第1の実施形態に係る電波レン ズアンテナ装置を示す斜視図。 設置された状態を示す図1の電波レンズ アンテナ装置の断面図。 (a)及び(b)は、2つの衛星からの電波の受 信態様を示す図1の電波レンズアンテナ装置 平面図。 (a)及び(b)は、図1の電波レンズアンテナ 装置の反射板の形状を示す図。 (a)及び(b)は、本発明の第1の実施形態に 係る電波レンズアンテナ装置の変形例を示す 断面図。 (a)及び(b)は、本発明の第1の実施形態に 係る電波レンズアンテナ装置の変形例を示す 断面図。 本発明の第1の実施形態に係る電波レン ズアンテナ装置の変形例を示す断面図。 (a)及び(b)は、本発明の第1の実施形態に 係る電波レンズアンテナ装置の変形例を示す 断面図。 (a)及び(b)は、本発明の第1の実施形態に 係る電波レンズアンテナ装置の変形例を示す 断面図。 (a)~(c)は、反射板の形状の変形例を示 図。 本発明の第2の実施形態に係る電波レ ズアンテナ装置を示す斜視図。 (a)は、図11の電波レンズアンテナ装置 使用態様を示す側面図、(b)は図12(a)の平面 。 (a)及び(b)は、図11の電波レンズアンテ 装置において受信される電波を示す模式図 (a)は本発明の第2の実施形態に係る電 レンズアンテナ装置の変形例を示し、(b)は 14(a)の側面図。 本発明の第2の実施形態に係る電波レ ズアンテナ装置の変形例を示す斜視図。 従来の電波レンズアンテナ装置を示す 斜視図。 図16の電波レンズアンテナ装置の電波 受信態様を示す平面図。 (a)及び(b)は、図16の電波レンズアンテ 装置の電波の受信態様を示す平面図。 (a)は従来の電波レンズアンテナ装置を 示し、(b)は設置された電波レンズアンテナ装 置を示す側面図。

(第1の実施形態)
 以下に、本発明の好適な第1の実施形態につ いて説明する。
 図1及び図2に示すように、電波レンズアン ナ装置1は、互いに直角に交わる2つの反射板 20,30と、同反射板20,30の間に設けられた、電 レンズ10とを備える。電波レンズ10は、四半 状に形成されている。また、電波レンズア テナ装置1は、半円弧状の保持部材40と、同 持部材40によって保持されるとともに、電 レンズ10の焦点部に配置された2つの一次放 器50とを備える。電波レンズアンテナ装置1 、一次放射器50によって、衛星から送信され た電波を受信する。

 電波レンズ10は、四半球状(または、四分 状)のルーネベルグレンズであり、中心Cを する球核(図示しない)とその球核を同心状に 取り巻き異なる半径を有する複数の球殻(図 しない)とにより四半球状のレンズとして形 されている。従って、四半球状の電波レン 10は、電波レンズ10のレンズ中心Cを通る面 ある2つの平面11,12と、球面の一部である曲 13とを有している。

 また、ルーネベルグレンズからなる電波レ ズ10は、各球殻部の誘電体の比誘電率が半 方向に所定の割合で変化するように形成さ ている。詳しくは、電波レンズ10は、各球殻 部の比誘電率ε γ が、以下の式にほぼ従うように形成されてい る。

                     ε γ =2-(r/R) 2
ここで、R:球の半径(即ち、四半球状の電波レ ンズ10の半径)、r:球の中心からの距離。

 具体的には、電波レンズ10の中心部の比 電率が約2に設定されるとともに、中心部か 外側へ向かうに従って誘電率が約1となるよ うに変化する。また、本実施形態においては 、例えば、600mm又は450mmの直径Dを有する電波 ンズ10のが使用される。また、誘電体とは 常誘電性、強誘電性、若しくは反強誘電性 示し、かつ電気伝導性を有さないものをい 。

 このルーネベルグレンズ用の誘電体とし 一般的に用いられているものは、例えば、 リエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポ スチレン樹脂等のポリオレフィン系の合成 脂の発泡体である。また、上記合成樹脂に 化チタン、チタン酸塩、ジルコン酸塩等の 機高誘電フィラーを加えてそれを発泡させ ものが使用されてもよい。そして、誘電性 泡体の比誘電率は、発泡倍率を異ならせて 重を制御することにより目標値に調整され 。発泡体が高い比重を有する程、高い比誘 率が得られる。

 また、誘電性発泡体の製造方法としては 化学発泡法、およびビーズ発泡法が知られ いる。化学発泡法では、例えば、原料(合成 樹脂単体、または合成樹脂と無機高誘電フィ ラーとの混合物)に対して、加熱により分解 て窒素ガス等の気体を発生する発泡剤が添 された後、その発泡剤は所望の形状を有す 金型に入れて発泡される。また、ビーズ発 法では、揮発性発泡剤を含浸させたペレッ 状材料が予め金型外で予備発泡される。そ て、得られた予備発泡ビーズが所望形状の 型に充填された後、水蒸気等で加熱するこ により予備発泡ビーズが再度発泡されると 時に、隣接ビーズが互いに融着される。

 反射板20,30の各々は、金属(例えば、アル ニウム)からなるか、又は金属で覆われた表 面を有するプラスチックからなる。反射板20, 30は、電波レンズ10のレンズ中心Cを通る平面1 1,12(即ち、球体の四等分断面)にそれぞれ取り 付けられるとともに、反射板20と反射板30と 互いに直交している。また、通信相手であ 衛星からの電波を確実に捕捉するために、 射板20,30の長さL1,L2は、電波レンズ10のレン 中心Cから電波レンズ10の曲面13までの長さ( ち、電波レンズ10の半径R)よりも長く設定さ ている。本実施形態においては、図2に示す ように、反射板20が被取付部である壁2に取り 付けられることによって、反射板20が地面Gに 対して垂直に起立するとともに、反射板30が 面に対して水平となっている。

 また、保持部材40は、反射板20,30に支持さ れるとともに、電波レンズ10の曲面13に沿っ 湾曲した形状を有している。この保持部材40 によって、電波レンズ10の曲面13に沿って移 可能に2個の一次放射器50が保持されている

 各一次放射器50として、略矩又は略円形 断面形状の開口部を有する電磁ホーンアン ナ、或いは導波管に誘電体ロッドを装着し 誘電体ロッドアンテナ等が一般的に使用さ るが、マイクロストリップアンテナ、スロ トアンテナ等が使用されてもよい。また、 次放射器50により受信される電波の電界の方 向性(偏波)は、直線偏波(例えば、垂直偏波又 は水平偏波)及び円偏波(例えば、右旋偏波又 左旋偏波)のいずれであっても良い。また、 受信した信号の周波数を変換するコンバータ (例えば、ローノイズブロックダウンコンバ タ:LNB)が一次放射器50に接続されても良い。 た、一次放射器50は、電波を受信するため 受信機(不図示)に接続されている。或いは、 一次放射器50は、電波を送信するための送信 (不図示)に接続されてもよい。

 以上説明したように、電波レンズアンテ 装置1は、四半球状の電波レンズ10と、電波 ンズ10の一平面11に取り付けられた反射板20 、同反射板20と直交するとともに電波レン 10の他平面12に取り付けられた反射板30と、 波レンズ10の焦点部に配置された受信用の一 次放射器50とを備える。

 ここで、本実施形態においては、反射板2 0と反射板30との交差によって形成される直交 軸A(図1、図2参照)が、地面Gに対して水平であ ることを特徴とする。このような構成により 、図3(a)に示すように、電波レンズ10は水平方 向Hにおいて180度にわたって、電波を受信可 に開放された状態となる。

 また、電波レンズ10は水平方向Hにおいて1 80度にわたって開放された状態となるため、 3(a)に示すように、2つの衛星S1,S2の方位が反 射板20に対してなす角度φ(即ち、離角)が90度 あっても、両衛星S1,S2からの電波は電波レ ズ10に入射される。図3(b)に示すように角度φ が90度未満、例えば60度である場合、各衛星S1 ,S2の方位と反射板20,30とのなす角度θは60度と なる。即ち、各衛星S1,S2の衛星S1,S2の方位と 射板20とのなす角度θが従来の電波レンズア テナ装置よりも大きく設定される。

 また、本実施形態においては、図4(a)及び図 4(b)に示すように、反射板20,30の各外縁21,31が 3つの直線部Mと、隣接する直線部M間に位置 る2つの曲線部Nとからなる形状である。こ で、反射板20,30の外縁21,31とは、反射板20,30 全外縁のうち直交軸Aに沿って延びる直線部P を除く部分を意味する。従って、各曲線部N 形状を、異なる複数の衛星S1,S2の方位に応じ て変更したり、使用地域によって変化する衛 星S1,S2の方位に応じて変更したりすることが 能である。これにより、異なる方位から送 される複数の電波が、反射板20,30によって 射されて電波レンズ10に入射される。外縁
 第1の実施形態の電波レンズアンテナ装置1 よれば、以下のような効果を得ることがで る。

 (1)反射板20と反射板30とが直交するととも に、両反射板20,30の交差によって形成される 交軸Aは、地面Gに対して水平である。この め、水平方向Hにおいて、電波レンズ10が180 にわたって開放された状態となる。そのた 、2つの衛星S1,S2の方位が反射板20に対してな す角度φが90度以上である場合であっても、 波レンズアンテナ装置1は、複数の衛星S1,S2 ら発信された電波を受信することができる また、水平方向Hにおいて180度にわたって電 レンズ10が開放するため、各衛星S1,S2の方位 と反射板20,30のなす角度θが大きく設定され 。そのため、衛星S1,S2から送信される電波を 確実に受信するために、反射板20,30を長くす 必要がない。従って、電波レンズアンテナ 置1全体の小型化、および軽量化、ひいては 低コスト化が図られる。

 (2)反射板20,30の各外縁21,31が、2つの曲線 Nを有する形状である。そのため、各曲線部N の形状を、電波を発信する複数の衛星S1,S2の 位、或いは使用地域によって変化する衛星S 1,S2の方位に応じて変更することにより、複 の方位から送信される電波が反射板20,30によ って反射されて電波レンズ10に入射される。 ち、電波レンズアンテナ装置1は、衛星S1,S2 らの電波を確実に受信することができる。

 なお、上記第1の実施形態は以下のように変 更されてもよい。
 ・上記第1の実施形態においては、反射板20 び反射板30の寸法は略同一であるが、反射 20の長さL1と、反射板30の長さL2とは異なるこ とが好ましい。

 このような構成によれば、図5(a)及び図5(b )に示すように、衛星Sの仰角ψ(衛星Sの方向と 、地面Gに対して水平な水平面Hpとのなす角) 応じて、電波レンズアンテナ装置1は、衛星S から発信された電波を確実に受信することが できる。衛星Sの仰角ψが大きい(即ち、図5(a) 示す衛星Sの方向と反射板20とのなす角度θ1 小さい)場合は、反射板30に比し長い反射板2 0が使用される。これによって、電波レンズ ンテナ装置1全体の重量を大きくすることな 、より多くの電波を反射板20によって反射 せることにより電波レンズ10に入射させるこ とができる。同様に、衛星Sの仰角ψが小さい (即ち、図5(b)に示す衛星Sの方向と反射板30と なす角度θ2が小さい)場合は、反射板20に比 長い反射板30が使用される。これによって 電波レンズアンテナ装置1全体の重量を大き することなく、より多くの電波を反射板30 よって反射させて電波レンズ10に入射させる ことができる。従って、電波レンズアンテナ 装置1は、衛星Sから発信された電波を確実に 信することができる。

 また、図5(a)及び図5(b)に示すように、反 板20の長さL1と反射板30の長さL2とが異なる場 合には、反射板20及び反射板30は、電波レン 10のレンズ中心Cを通る平面11,12に対してぞれ ぞれ着脱可能に取り付けられていることが望 ましい。

 このような構成により、衛星Sの仰角ψや 波レンズアンテナ装置1の使用地域に応じて 、反射板20及び反射板30を取り替えることに って、2つの反射板20,30の配置を選択するこ ができる。

 また、図5(a)及び図5(b)に示すように、反 板20の長さL1と反射板30の長さL2とが異なる場 合には、図6(a)及び図6(b)に示すように、電波 ンズアンテナ装置1が、電波レンズアンテナ 装置1を被取付部である壁2に対して着脱可能 取り付けるための取り付け部材60を備えて 良い。

 このような構成によれば、取り付け部材6 0を介して、着脱可能に電波レンズアンテナ 置1を壁2に対して取り付けることができるた め、図6の(a)及び図6(b)に示すように、反射板2 0と反射板30との配置が逆になるように電波レ ンズアンテナ装置1を壁2に取り付けることが きる。従って、衛星Sの仰角ψ及び電波レン アンテナ装置1の使用地域に応じて、2つの 射板20,30の配置を選択することができる。

 上記第1の実施形態においては、電波レン ズアンテナ装置1は壁2に取り付けられている 、例えば、図7に示すように、電波レンズア ンテナ装置1は屋根3に取り付けられてもよい 第1の実施形態においては、反射板20は地面G に対して垂直に起立するとともに、反射板30 地面Gに対して水平である。これに対して、 反射板30を屋根3に取り付けると、反射板20は 面Gに対して垂直に起立した状態ではなくな るが、レンズアンテナ装置1はこのように配 されてもよい。換言すれば、反射板20と反射 板30との交差によって形成され直交軸Aが、地 面Gに対して水平であれば上記の効果(1)が得 れる。また、図5(a)及び図5(b)の電波レンズア ンテナ装置1の変形例に係る反射板30が、図7 示すように屋根3に取り付けられてもよい。 らに、図6(a)及び図6(b)の電波レンズアンテ 装置1の変形例に係る取り付け部材60が被取 部である屋根3に取り付けられてもよい。

 また、直交軸Aを回動軸として反射板20,30 回動可能となるように構成されてもよい。 のように構成しても、図8(a)、図8(b)図9(a)及 図9(b)に示すように、衛星Sの仰角ψに応じて 、レンズアンテナ装置1は、衛星Sから発信さ た電波を確実に受信することができる。詳 くは、図8(a)に示すように、衛星Sの方向と 射板30とのなす角度θ2が比較的に小さい場合 は、図8(b)に示すように、上記直交軸Aを回動 として反射板20,30を回動することによって 角度θ2を大きくすることができる。同様に 図9(a)に示すように、衛星Sの方向と反射板20 のなす角度θ1が比較的に小さい場合は、図9 (b)に示すように、上記直交軸Aを回動軸とし 反射板20,30を回動することによって、角度θ1 を大きくすることができる。これにより、レ ンズアンテナ装置1は、より多くの電波を受 することができる。また、図5(a)、図5(b)、図 6(a)及び図6(b)の電波レンズアンテナ装置1の変 形例に係る反射板20,30が上記直交軸Aを回動軸 として回動可能となるように構成されてもよ い。

 上記第1の実施形態においては、反射板20, 30の各外縁21,31は、図4(a)及び図4(b)に示すよう に、3つの直線部Mと2つの曲線部Nとからなる 状であるが、少なくとも1つの直線部Mと、少 なくとも2つの曲線部Nとからなる形状であれ よい。

 また、反射板20の外縁21は、図10(a)に示す うな、異なった曲率半径をもつ円弧により 成されてもよく、また、図10(b)に示すよう 、円弧と楕円弧の組合せにより形成されて てもよい。具体的には、反射板20の外縁21は 図10(a)に示すような3つの円弧部N1からなる 状、あるいは図10(b)に示すような2つの円弧 N1と1つの楕円弧部N2とからなる形状であって もよい。同様に、反射板30の外縁31も、図10の (a)または(b)に示す形状であってもよい。この ような構成であっても上記効果(2)が得られる 。

 また、反射板20の外縁21は、図10(c)に示す うな少なくとも1つの楕円弧部N2からなる形 であってもよい。同様に、反射板30の外縁31 も、図10(c)に示す少なくとも1つの楕円弧部N2 らなる形状であってもよい。このような構 により、反射板20,30を複数の方位に位置す 衛星に容易に対応させたり、或いは使用地 によって変化する衛星の方位に容易に対応 せることができる。その結果、上記効果(2) 得られる。

 上記第1の実施形態においては、両反射板 20,30は同じ形状を有するが、両反射板20,30は いに異なる形状を有していてもよい。反射 20,30の双方が上記効果(2)を得ることができる ものでなくてもよい。即ち、反射板20および 射板30の少なくとも一方の外縁21,31が、少な くとも1つの直線部Mと少なくとも2つの曲線部 Nとからなる形状、少なくとも2つの円弧部N1 らなる形状、少なくとも1つの円弧部N1と少 くとも1つの楕円弧部N2とからなる形状、お び少なくとも1つの楕円弧部N2からなる形状 らなる群より選ばれる1つの形状を有するも であればよい。その場合、上記効果(2)が得 れる。もちろん、図5(a)~図9(b)の電波レンズ ンテナ装置1の変形例に係る反射板20,30が、 10(a)~(c)に示す形状であってもよい。

 上記第1の実施形態においては、2つの一次 射器50が設けられていたが、一次放射器50の 数は適宜変更されてもよく、少なくとも1個 の一次放射器50が備えられていればよい。ま 、上記第1の実施形態においては、電波レン ズアンテナ装置1は、受信用の一次放射器50を 備えるが、送信用の一次放射器を備えてもよ い。
(第2の実施形態)
 以下に、本発明の好適な第2の実施形態につ いて説明するが、第1の実施形態と同一の構 については説明を省略する。

 図11、図12(a)及び図12(b)に示すように、電 レンズアンテナ装置201は、互いに直交する3 つの反射板220,230,240と、それら反射板220,230,24 0の間に設けられた電波レンズ210とを備える 電波レンズ210は、球体を8等分に分割した形 を有する。電波レンズアンテナ装置201は、 持部材(不図示)によって保持され、かつ電 レンズ210の焦点部に配置された一次放射器25 0を備える。第2の実施形態の電波レンズ210及 一次放射器250は、第1の実施形態の電波レン ズ10及び一次放射器50とそれぞれ異なる形状 有するが、同様の機能を有する。

 反射板220,230,240の各々は、第1の実施形態 反射板120、130と同様の材料からなり、電波 ンズ210のレンズ中心Cを含む平面211,212,213に れぞれ取り付けられている。より具体的に 、電波レンズ210の平面11には反射板20が取り 付けられるとともに、電波レンズ210の平面12 は反射板230が取り付けられている。そして 電波レンズ210の平面13には反射板240が取り けられている。電波レンズ210のレンズ中心C 含む平面211,212,213が互いに直交しているた 、これら反射板220,230,240も互いに直交してい る。

 以上のように構成された電波レンズアン ナ装置201は、図12(a)に示すように、取り付 部材270を介して、柵、ポールや壁等の被取 部200Aに取り付けられる。被取付部200Aに対し て取り付けられた電波レンズアンテナ装置201 において、反射板220,230が、地面Gに対して垂 に設けられるとともに、反射板240が、地面G に対して水平に設けられる。これによって、 図12(b)の平面図に示すように、電波レンズ210 衛星Sに対して露出した状態となっている。

 ここで、第2の実施形態においては、上述 のごとく、電波レンズ210は、3つの平面211,212, 213を有するように球体を8等分に分割した形 に形成されている。電波レンズ210の3つの平 211,212,213の各々には、互いに直交する3つの 射板220,230,240が取り付けられている点に特 がある。

 このような構成により、球体を8等分に分 割した形状の電波レンズ210と反射板220,230,240 を用いて、一次放射器250により電波が受信 よび/または送信される。例えば、電波を受 信する場合は、図13(a)及び図13(b)に示すよう 、衛星Sから送信された電波D1~D4が、反射板22 0,230,240によってそれぞれ3回反射されて、電 レンズ210の焦点部に配置された一次放射器25 0に導かれる。電波を送信する場合も、同様 、電波レンズ210の焦点部に配置された一次 射器250から送信された電波が、反射板220,230, 240によってそれぞれ3回反射されて、衛星Sへ 射される。

 また、第2の実施形態においては、3つの 射板220,230,240の各々は、同反射板220,230,240が り付けられた各平面211,212,213よりも大きい 積を有する。即ち、各平面211,212,213の面積よ りも、それぞれ対応する各反射板220,230,240の 積が大きく、各反射板220,230,240の一部は、 星Sに対向するように電波レンズ210の外側に み出している。

 このような構成により、電波レンズ210の 面211,212,213よりも反射板220,230,240が拡大され ている。そのため、電波を受信する際には、 衛星Sから送信されたより多くの電波を反射 220,230,240によって反射させて電波レンズ210へ 入射させることができる。例えば、図13(a)に すように、衛星Sから送信された電波D4を反 板230によって反射させて電波レンズ210へ入 させることができる。また、電波を送信す 際には、電波レンズ210から出射されたより くの電波を反射板220,230,240によって反射さ て衛星Sへ放射させることができる。

 また、第2の実施形態においては、3つの 射板220,230,240の各々は、平面211,212,213に対し それぞれ着脱可能に取り付けられている。 って、取り付けられている反射板220,230,240 他の反射板(不図示)と取り替えることができ る。

 第2の実施形態の電波レンズアンテナ装置201 によれば、以下のような効果を得ることがで きる。
 (1)電波レンズ210は、3つの平面211,212,213を有 るように球体を8等分に分割した形状に形成 さている。また、電波レンズ210の3つの平面21 1,212,213の各々には、互いに直交する3つの反 板220,230,240がそれぞれ取り付けられている。 そして、このような構成により、球体を8等 に分割した形状の電波レンズ210と反射板220,2 30,240とを用いて、一次放射器250により電波が 受信および/または送信される。従って、従 の四半球状の電波レンズを用いた電波レン アンテナ装置と比べ、およそ半分のサイズ 有する電波レンズアンテナ装置201が実現さ る。その結果、電波レンズアンテナ装置201 おいて、十分な小型化、及び軽量化、ひい は低コスト化を図ることができる。

 (2)3つの反射板220,230,240の各々は、取り付 られた各平面211,212,213よりも大きい面積を するため、衛星Sから送信された電波を反射 220,230,240によって反射させて電波レンズ210 入射させ易くなる。また、電波レンズ210か 出射された電波を反射板220,230,240によって反 射させて衛星Sへ放射させ易くなる。従って より多くの電波を受信および/または送信す ことが容易となる。

 (3)3つの反射板220,230,240の各々は、各平面2 11,212,213に対してそれぞれ着脱可能に取り付 られている。このため、電波レンズアンテ 装置201の使用地域及び通信相手となる衛星S 応じて、取り付けられている反射板220,230,24 0を、電波を一層受信および/または送信し易 なるような他の反射板と取り替えることが きる。

 なお、上記第2の実施形態は以下のように変 更されてもよい。
 ・上記第2の実施形態においては、反射板220 ,230,240は同じサイズであったが、3つの反射板 220,230,240のうち少なくとも2つの反射板のサイ ズは、互いに異なっていてもよい。例えば、 図14(a)及び図14(b)に示すように、反射板240は 反射板220,230と異なるサイズを有していても い。

 このような構成により、反射板220,230,240 不要に大型化することなく、衛星Sの方向に じて、反射板220,230,240のサイズを変更する とにより、電波を受信および/または送信し くすることができる。即ち、例えば、衛星S の方向と、3つの反射板220,230,240のうち反射板 240とのなす角度θが小さい場合は、反射板240 サイズが反射板220,230のサイズよりも拡大さ れる。このように、衛星Sの方向とのなす角 が小さい反射板240は、他の反射板220,230のサ ズと異なることなる。従って、一次放射器2 50による電波の受信および/または送信に影響 の少ない反射板220,230を拡大することなく、 射板240が拡大される。その結果、より多く 電波を受信及び/又は送信することができる 例えば、図14(b)に示すように、衛星Sから送 された電波D5を反射板240によって反射させ 電波レンズ210へ入射させることができる。

 また、上記第2の実施形態においては、3 の反射板220,230,240の全てが、それぞれ対応す る平面211,212,213よりも大きい面積を有するよ に設定されている。これに対して、3つの反 射板220,230,240のうち少なくとも1つの反射板が 、関連する平面よりも大きい面積を有するよ うに設定されてもよい。これに代えて、3つ 反射板220,230,240の各々は、図15に示すように 関連する平面211,212,213と同じサイズであっ もよい。

 このような構成により、反射板220,230,240 電波レンズ210の各平面211,212,213とを同じサイ ズに設定することによって、反射板220,230,240 サイズは、電波レンズ210に入射した電波を 次放射器250に導くために必要十分なサイズ 設定される。従って、平面211,212,213よりも 射板220,230,240が大きいサイズを有する場合と 比べ、十分な小型化、及び軽量化、ひいては 低コスト化を一層図ることができる。

 上記第2の実施形態においては、3つの反 板220,230,240の全ては、それぞれ関連する平面 211,212,213に対して着脱可能に取り付けられて る。これに対して、3つの反射板220,230,240の ち少なくとも1つの反射板が、関連する平面 に対して着脱可能に取り付けられていてもよ い。

 上記第2の実施形態においては、電波レン ズアンテナ装置201は柵、ポール、壁等の被取 付部200Aに取り付けて、反射板240は地面Gに対 て水平に設けられているが、地面Gに対して 斜めに設けられていてもよい。即ち、例えば 、電波レンズアンテナ装置201は屋根の斜面( 図示)に対して取り付けられていてもよい。

 上記第2の実施形態においては、電波レン ズアンテナ装置201は1個の一次放射器250を備 ていたが、一次放射器250の個数は適宜変更 れてもよい。例えば、2個の一次放射器250が えられてもよい。この場合、2個の一次放射 器250の各々が、電波受信用、電波送信用とし てそれぞれ用いられてもよい。

 なお、直径45cmの1/2球(半球)のレンズから る電波レンズアンテナ装置のゲインを測定 たところ、33.5dBとなった。一方、1/4球(四半 球)のレンズからなる電波レンズアンテナ装 のゲインを測定したところ、33.3dBとなり、1/ 2球レンズと同等のゲインを持つことを確認 た。