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放送衛星3号(BS-3)放送用アンテナの電気設計

  • 写真なし外山 昇
  • 写真なし三浦 秀一
  • 写真なし小渕 知己
  • 写真なし宮田 吉秀郎
放送衛星3号の概観

図1 放送衛星3号の概観

放送用アンテナ(EM)の外観

図2 放送用アンテナ(EM)の外観

給電部(EM)の構成

図3 給電部(EM)の構成

放送衛星3号用アンテナのフライトモデル(1)

図4 放送衛星3号用アンテナのフライトモデル(1)

放送衛星3号用アンテナのフライトモデル(2)

図5 放送衛星3号用アンテナのフライトモデル(2)

放送衛星3号用アンテナのフライトモデル(3)

図6 放送衛星3号用アンテナのフライトモデル(3)

 日本の放送衛星3号(BS-3)は、1990年度にBS-3aを、1991年度にBS-3bをH1ロケットにより打ち上げることを目標に開発が進められた。BS-3の放送用アンテナは、沖縄地方の利得向上、低サイドローブ化など以前のBS-2よりも厳しい要求があったが、楕円開口オフセットパラボラ反射鏡と、1次放射器として楕円コルゲートホーンおよび短辺にコルゲートを施した長方形ホーンを用いることにより、要求条件を全て満たす設計とすることができた。設計の妥当性を確認するために開発モデル(EM)を製作し、各種試験を実施した。パターン測定の結果、12GHz帯テレビチャンネルにおいて、東京39.6dBi以上、那覇36.8dBi以上、などの利得が得られ設計の妥当性が確認できた。また、熱歪による利得の変動は0.1~0.3dB程度で、熱歪時でも要求利得を満たすことを解析により確認できた。

 この電気設計の結果に基づいて製作されたフライトモデルの放送用アンテナが、BS-3aとBS-3bに搭載され、それぞれ、1990年8月と1991年8月に打ち上げられた。軌道上の動作性能試験の結果は、論文で報告したとおりになっており、新しい手法により設計された放送衛星搭載用のアンテナの動作が軌道上で確認された。このアンテナは1997年に打ち上げられたBS-3後継機BSAT-1aに引き継がれるまでの7年間設計のとおりの性能を発揮したことが確認されている。

 本研究の成果に対して、映像情報メディア学会は、1989年、外山 昇 (NHK)、三浦 秀一(宇宙開発事業団)、小渕 知己(日電)、宮田 吉秀(日電)に丹羽高柳賞論文賞を贈った。

文献

[1] 外山 昇、十字開口ホーンを用いた円偏波成形ビームアンテナ、1981年、通学論B,Vol. J64-B,No.7,pp.651-658(1981-07)
[2] 外山 昇、金属片を挿入した正方形導波管円偏波発生器の設計と円偏波小型1次放射器への応用、1981年、信学論B,Vol.J64-B,No.12,pp.1441-1448(1981-12)
[3] N. Toyama、Shaped-beam Antenna Design Considerations for High Power Broadcasting Satellites、1982年、Proc. Of the 13th Int. Symp. On Space Technology and Science, Tokyo, Japan, pp.781-786(1982-06)
[4] N. Toyama、Symmetrical Crossed Rectangular Horn for a Circularly Polarlized Multiple-Beam Reflector Anttena、1983年、IEEE Trans. Antennas Propagat. Vol.AP-31,No.1,pp.202-206(Jan.,1983)
[5] N.Toyama,K.Shogen、Computation of the Value of the Even and Odd Mthieu Functions of Order N for a Given Parameters and an Argument X、1984年、IEEE Trans. Antennas Propagat. Vol. AP-32,No.5,pp.537-539(May 1984)
[6] N. Toyama, K. Shogen、Circularly Polarized Shaped-Beam Antenna for Broadcasting Satellite Employing an Offset Paraboloidal Reflector and Two Feed Horns、1984年、Proc. Of the 14th Int. Symp.on Space Technology and Science, Tokyo, Japan, pp.887-892(May, 1984)
[7] N.Toyama,K.Shogen、Circularly Polarized Shaped-Beam Antenna for Broadcasting Satellites、1984年、信学論E,Vol.E67,No.12,pp.645-652(1984-12)
[8] 外山 昇、十字開口ホーンを用いた円偏波成形ビームアンテナ、1984年、NHK技術研究、Vol.36, No.3, pp.206-223 (1984-12)
[9] S. Miura, N.toyama,K. Ohmaru, K. Shogen, T. Obuchi, y. Miyata、Electrical performance of BS-3 Shaped-Beam Antenna、1988年、AIAA 12th Int. Communication Satellite Systems Conf.,Arlington, Virginia, U.S.A., pp.660-669, (March, 1988)
[10] 外山 昇、三浦秀一、小渕知己、宮田吉秀、放送衛星3号(BS-3)放送用アンテナの電気設計、1989年、テレビ誌,Vol.43,No.1, pp.67-74(1989-01)

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放送衛星、BS-3、低サイドローブ、楕円開口オフセットパラボラ、楕円コルゲートホーン、衛星放送、アンテナ・伝播
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