JPH0149204B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0149204B2 JPH0149204B2 JP1828284A JP1828284A JPH0149204B2 JP H0149204 B2 JPH0149204 B2 JP H0149204B2 JP 1828284 A JP1828284 A JP 1828284A JP 1828284 A JP1828284 A JP 1828284A JP H0149204 B2 JPH0149204 B2 JP H0149204B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- axis
- satellite
- tracking
- position information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
- H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は衛星通信用アンテナに係り、特には小
型移動体に搭載して有効な移動体用衛星通信アン
テナ装置に関する。
型移動体に搭載して有効な移動体用衛星通信アン
テナ装置に関する。
（従来の技術）
従来から、移動衛星通信、特に船舶と陸上、船
舶と船舶との間で通信を行う海事衛星通信は急速
な発展を遂げてきている。このような移動体通信
においては、移動体のローリングやピツチング等
の動揺、地理的位置の移動に拘らず、常にアンテ
ナを衛星の方向に指向させることが必要である。
このためには、アンテナのマウント方式と追尾方
式とが問題となる。
舶と船舶との間で通信を行う海事衛星通信は急速
な発展を遂げてきている。このような移動体通信
においては、移動体のローリングやピツチング等
の動揺、地理的位置の移動に拘らず、常にアンテ
ナを衛星の方向に指向させることが必要である。
このためには、アンテナのマウント方式と追尾方
式とが問題となる。
マウン方式は一般に、第１図ａに示すAz−El
軸による２軸制御方式、ｂに示すＸ−Ｙ軸による
２軸制御方式、ｃに示すＸ−Az−El軸による３
軸制御方式、ｄに示すＸ−Ｙ−Az−El軸による
４軸制御方式に分類される。このうちｄに示す４
軸制御方式が、1゜〜2゜程度と良好な動揺補正精度
を有することから従来の海事衛星通信に採用され
てきている。しかし、マウント方式は軸数が多く
なるに従い、動揺補正精度は向上するが、その反
面、システムの重量・寸法が大きくなること、ま
た高価になること等の欠点を有している。
軸による２軸制御方式、ｂに示すＸ−Ｙ軸による
２軸制御方式、ｃに示すＸ−Az−El軸による３
軸制御方式、ｄに示すＸ−Ｙ−Az−El軸による
４軸制御方式に分類される。このうちｄに示す４
軸制御方式が、1゜〜2゜程度と良好な動揺補正精度
を有することから従来の海事衛星通信に採用され
てきている。しかし、マウント方式は軸数が多く
なるに従い、動揺補正精度は向上するが、その反
面、システムの重量・寸法が大きくなること、ま
た高価になること等の欠点を有している。
一方、追尾方式には、衛星からの到来電波を利
用してアンテナの追尾方向を自動的に決定する自
己追尾方式と、衛星の位置情報、移動体の位置情
報から計算により追尾方向を決定するプログラム
方式に大別される。このうち従来の海事衛星通信
には、自己追尾方式が採用されているが自己追尾
方式は使用するアンテナの電力半値ビ−ム幅が狭
い場合に適用可能であり、この場合良好な追尾特
性を示すが、反面システムが複雑になること、ま
た高価になること等の欠点を有している。
用してアンテナの追尾方向を自動的に決定する自
己追尾方式と、衛星の位置情報、移動体の位置情
報から計算により追尾方向を決定するプログラム
方式に大別される。このうち従来の海事衛星通信
には、自己追尾方式が採用されているが自己追尾
方式は使用するアンテナの電力半値ビ−ム幅が狭
い場合に適用可能であり、この場合良好な追尾特
性を示すが、反面システムが複雑になること、ま
た高価になること等の欠点を有している。
以上のように、従来の海事衛星通信のアンテナ
装置は、４軸制御によるマウント方式と自己追尾
による追尾方式が採用されており、その形状も高
さ1.5ｍ、直径1.5ｍ（レドームを含む）で重量は
200Kg程度となつている。このような大型かつ高
価なアンテナ装置を必要とすることから、従来の
海事衛星通信は数千トン以上の船舶に実質上限ら
れ、小型船舶には、利用できないという大きな欠
点を有している。
装置は、４軸制御によるマウント方式と自己追尾
による追尾方式が採用されており、その形状も高
さ1.5ｍ、直径1.5ｍ（レドームを含む）で重量は
200Kg程度となつている。このような大型かつ高
価なアンテナ装置を必要とすることから、従来の
海事衛星通信は数千トン以上の船舶に実質上限ら
れ、小型船舶には、利用できないという大きな欠
点を有している。
これに対してインマルサツト（国際海事衛星通
信機構）においては、1990年頃より、小型船舶に
も設備することのできる小型システムの導入が検
討されている。このようなシステムに対して要求
されることは、小型、軽量、低廉であり、かつシ
ステム構成が簡単で操作が容易であることが求め
られる。
信機構）においては、1990年頃より、小型船舶に
も設備することのできる小型システムの導入が検
討されている。このようなシステムに対して要求
されることは、小型、軽量、低廉であり、かつシ
ステム構成が簡単で操作が容易であることが求め
られる。
また、近く国内でも開始される放送衛星からの
放送電波を陸上又は海上の移動体上で受信する場
合にも同様のアンテナ装置が要望される。
放送電波を陸上又は海上の移動体上で受信する場
合にも同様のアンテナ装置が要望される。
（発明の目的）
本発明は、上述した従来技術の欠点に鑑みなさ
れたものであり、将来の小型船舶による衛星通信
に適用可能な移動体用衛星通信アンテナ装置を堤
供することを目的とする。
れたものであり、将来の小型船舶による衛星通信
に適用可能な移動体用衛星通信アンテナ装置を堤
供することを目的とする。
（発明の構成及び作用）
以下本発明を図示の実施例を参照しながら説明
する。
する。
第２図は本発明によるアンテナシステムであつ
て、２はEl軸、３はAz軸であり、ベルト８，９
によつて、El駆動モータ６とAz駆動モータ４の
動力を伝達するものである。５はAz角検出器、
７はEl角検出器であり、駆動モータ４，６をそれ
ぞれ制御するための位置情報用として使用するも
のである。１はアンテナ本体であり、El軸２上で
低雑音増幅器１０、ダイプレクサ11等とにより重
量バランスを考えた構造となつている。
て、２はEl軸、３はAz軸であり、ベルト８，９
によつて、El駆動モータ６とAz駆動モータ４の
動力を伝達するものである。５はAz角検出器、
７はEl角検出器であり、駆動モータ４，６をそれ
ぞれ制御するための位置情報用として使用するも
のである。１はアンテナ本体であり、El軸２上で
低雑音増幅器１０、ダイプレクサ11等とにより重
量バランスを考えた構造となつている。
ここで採用しているAz−El方式の２軸の構造
はEl軸２を支えるアーム１５が図のようなＵ字構
造であるため、アンテナの取り付けが容易である
ことゝ同時に、どのような形状のアンテナであつ
ても重量バランスが取り易く、バランス用の重り
が不用である。従つて通常のAz−Elマウントに
比してAz軸３への負担が軽減されるため、Az軸
駆動モータ４の小型化も図られ、その結果として
アンテナシステムの軽量化が図られている。又、
通常のAz〔−Elマウントにおいては、そのマウン
トの形状の性格により、El軸は一般には仰角0゜の
水平の状態から仰角90゜までの駆動範囲となつて
いるので、El軸はアンテナをその指向方向が天頂
方向を越えて移動するように駆動することができ
ない。本発明による第２図の構造であれば、El軸
の駆動範囲は±90゜までに設定できるので、El軸
２は天頂方向を越えても駆動が可能となり、Az
−Elマウントで一般的〕に問題となるジンバルロ
ツクやAzリミツトによる指向誤差の軽減に効果
を上げることができる。
はEl軸２を支えるアーム１５が図のようなＵ字構
造であるため、アンテナの取り付けが容易である
ことゝ同時に、どのような形状のアンテナであつ
ても重量バランスが取り易く、バランス用の重り
が不用である。従つて通常のAz−Elマウントに
比してAz軸３への負担が軽減されるため、Az軸
駆動モータ４の小型化も図られ、その結果として
アンテナシステムの軽量化が図られている。又、
通常のAz〔−Elマウントにおいては、そのマウン
トの形状の性格により、El軸は一般には仰角0゜の
水平の状態から仰角90゜までの駆動範囲となつて
いるので、El軸はアンテナをその指向方向が天頂
方向を越えて移動するように駆動することができ
ない。本発明による第２図の構造であれば、El軸
の駆動範囲は±90゜までに設定できるので、El軸
２は天頂方向を越えても駆動が可能となり、Az
−Elマウントで一般的〕に問題となるジンバルロ
ツクやAzリミツトによる指向誤差の軽減に効果
を上げることができる。
なお、１２は送信機、１３は放熱用フイン、１
４はレドームベースである。放熱フイン１３を図
示のように配置することにより、レドームベース
１４及びフイン１３の双方から放熱が可能となる
ため効率の良い構成となつている。
４はレドームベースである。放熱フイン１３を図
示のように配置することにより、レドームベース
１４及びフイン１３の双方から放熱が可能となる
ため効率の良い構成となつている。
アンテナ本体１としては、パラボラアンテナ、
シヨートバツクフアイヤアンテナ、４素子へリカ
ルアンテナ等を用いることができるが、上述した
ように小型軽量化の観点からは、シヨートバツク
フアイヤアンテナと４素子ヘリカルアンテナが有
効である。
シヨートバツクフアイヤアンテナ、４素子へリカ
ルアンテナ等を用いることができるが、上述した
ように小型軽量化の観点からは、シヨートバツク
フアイヤアンテナと４素子ヘリカルアンテナが有
効である。
第３図ａ，ｂに、シヨートバツクフアイヤアン
テナの一例を示す。図において、３０は主反射
板、３１は副反射板、３２はクロスダイポール給
電素子、３３は円筒形のリムである。電波は２つ
の反射板３０と３１との間で多重反射することに
より、アンテナ軸方向に鋭い指向性を示す。特に
図のように直径D1の主反射板３０に直径D2、深
さhsの凹部３４を付けることにより、高利得化が
図れ小型化を可能とする。
テナの一例を示す。図において、３０は主反射
板、３１は副反射板、３２はクロスダイポール給
電素子、３３は円筒形のリムである。電波は２つ
の反射板３０と３１との間で多重反射することに
より、アンテナ軸方向に鋭い指向性を示す。特に
図のように直径D1の主反射板３０に直径D2、深
さhsの凹部３４を付けることにより、高利得化が
図れ小型化を可能とする。
また、第４図に、４素子ヘリカルアンテナを示
す。このアンテナの特徴はそれぞれのアンテナ素
子３６が単独に金属円筒（リム）３７内に収容さ
れており、このリム３７の高さを調整することに
より、アンテナ素子３６間の相互結合を抑圧し、
特性を改善しているものである。なお、３８は整
合回路、３９は合成回路である。
す。このアンテナの特徴はそれぞれのアンテナ素
子３６が単独に金属円筒（リム）３７内に収容さ
れており、このリム３７の高さを調整することに
より、アンテナ素子３６間の相互結合を抑圧し、
特性を改善しているものである。なお、３８は整
合回路、３９は合成回路である。
次に、アンテナマウント軸の制御について、第
５図を参照にして説明する。第５図において、１
は第２図に示されるアンテナ本体、４，６はそれ
ぞれAz軸駆動モータとEl軸駆動モータ、２１は
ジヤイロで船の進行方向に対する情報が出力され
る。２２，２３はそれぞれ船舶の動揺であるロー
リング角検出器とピツチング角検出器で船舶の動
揺に応じた角度情報が出力される。３４は船舶の
航行による位置情報の変化を出力する位置情報出
力装置で、NNSS等がこれに相当する。現用シス
テムでは、衛星追尾をステツプトラツクによる自
己追尾により行つているが、この方式を小型アン
テナシステムに適用することは先にも述べたよう
に、技術的、経済的、構造的観点から問題があ
る。このため、ここではNNSS等より船舶の正確
な位置情報を入手し、どの衛星を指向しているの
かを予め与えておくことにより、船舶に動揺がな
い場合の衛星仰角と衛星方位とを知り、その情報
とジヤイロ２１、ローリング角検出器２２、ピツ
チング角検出器２３よりの信号と共に演算器２０
で正確にアンテナを衛星方向に指向させるのに必
要なAz軸とEl軸との駆動角度を計算し、その指
令に基づいてそれぞれの駆動モータ４，６が制御
される。
５図を参照にして説明する。第５図において、１
は第２図に示されるアンテナ本体、４，６はそれ
ぞれAz軸駆動モータとEl軸駆動モータ、２１は
ジヤイロで船の進行方向に対する情報が出力され
る。２２，２３はそれぞれ船舶の動揺であるロー
リング角検出器とピツチング角検出器で船舶の動
揺に応じた角度情報が出力される。３４は船舶の
航行による位置情報の変化を出力する位置情報出
力装置で、NNSS等がこれに相当する。現用シス
テムでは、衛星追尾をステツプトラツクによる自
己追尾により行つているが、この方式を小型アン
テナシステムに適用することは先にも述べたよう
に、技術的、経済的、構造的観点から問題があ
る。このため、ここではNNSS等より船舶の正確
な位置情報を入手し、どの衛星を指向しているの
かを予め与えておくことにより、船舶に動揺がな
い場合の衛星仰角と衛星方位とを知り、その情報
とジヤイロ２１、ローリング角検出器２２、ピツ
チング角検出器２３よりの信号と共に演算器２０
で正確にアンテナを衛星方向に指向させるのに必
要なAz軸とEl軸との駆動角度を計算し、その指
令に基づいてそれぞれの駆動モータ４，６が制御
される。
なお、Az軸３とEl軸２の回転角度α′、β′はそ
れぞれ次式で与えられる。
れぞれ次式で与えられる。
α′＝sin-1｛−sinPcosγcosαcosβ
＋sinγcosαsinβ
＋cosγcosPsinα｝
β′＝tan-1｛sinPsinγcosαcosβ＋cosαsinβco
sγ−sinαsinγcosP／cosPcosαcosβ＋sinPsinα｝ ただし α：衛星方位角 β：衛星仰角 Ｐ：Pitching角 γ：Rolling角 近年のマイコン技術の進歩により、演算器２０
も高速かつ低価格な物が提供できるようになり、
結果として第２図で示される小型なアンテナ装置
も容易に実現することができる。
sγ−sinαsinγcosP／cosPcosαcosβ＋sinPsinα｝ ただし α：衛星方位角 β：衛星仰角 Ｐ：Pitching角 γ：Rolling角 近年のマイコン技術の進歩により、演算器２０
も高速かつ低価格な物が提供できるようになり、
結果として第２図で示される小型なアンテナ装置
も容易に実現することができる。
（効果）
以上詳細に説明のように、本発明によれば、Ｕ
字型のアームを用いているためにアンテナの取付
が容易であるとともにEl軸に対する重量バランス
をとることが容易であり、バランス用の重りは不
要である。さらに、Ｕ字型アームを支持するAz
軸への負担も軽減される。また、制御の面からみ
て〔も、Ｕ字型のアームを用いているので、El軸
の回転角を天頂を越えて拡大し、ジンバルロツク
による指向誤差の改善をすることができるので、
高速〕精密制御が可能である。従つて、本発明の
アンテナ装置は小型にして高性能であり、船舶用
に適するのは勿論であるが、航空機及び陸上の移
動体に設置して放送受信を含む衛星通信を行う場
合に極めて優れた効果を発揮するものである。
字型のアームを用いているためにアンテナの取付
が容易であるとともにEl軸に対する重量バランス
をとることが容易であり、バランス用の重りは不
要である。さらに、Ｕ字型アームを支持するAz
軸への負担も軽減される。また、制御の面からみ
て〔も、Ｕ字型のアームを用いているので、El軸
の回転角を天頂を越えて拡大し、ジンバルロツク
による指向誤差の改善をすることができるので、
高速〕精密制御が可能である。従つて、本発明の
アンテナ装置は小型にして高性能であり、船舶用
に適するのは勿論であるが、航空機及び陸上の移
動体に設置して放送受信を含む衛星通信を行う場
合に極めて優れた効果を発揮するものである。
第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄは従来のアンテナ装置の
制御を説明するための制御軸構成図、第２図は本
発明のアンテナの構造例を示す正面図、第３図
ａ，ｂは本発明に用いるアンテナの一例を示す斜
視図及び正面図、第４図ａ，ｂは本発明に用いる
アンテナの他の例を示す平面図及び正面図、第５
図は本発明に用いるアンテナ制御系の一例を示す
ブロツク図である。 １……アンテナ本体、２……El軸、３……Az
軸、４……Az駆動モータ、５……Az角検出器、
６……El軸駆動モータ、７……El角検出器、８，
９……ベルト、１０……低雑音増幅器、１１……
ダイプレクサ、１２……送信機、１３……放熱用
フイン、１４……レドームベース、１５……アー
ム、２０……演算器、２１……ジヤイロ、２２…
…ローリング角検出器、２３……ピツチング角検
出器、２４……位置情報出力装置、３０……主反
射板、３１……副反射板、３２……クロスダイポ
ール給電素子、３３，３７……リム、３４……凹
部、３６……アンテナ素子、３８……整合回路、
３９……合成回路。
制御を説明するための制御軸構成図、第２図は本
発明のアンテナの構造例を示す正面図、第３図
ａ，ｂは本発明に用いるアンテナの一例を示す斜
視図及び正面図、第４図ａ，ｂは本発明に用いる
アンテナの他の例を示す平面図及び正面図、第５
図は本発明に用いるアンテナ制御系の一例を示す
ブロツク図である。 １……アンテナ本体、２……El軸、３……Az
軸、４……Az駆動モータ、５……Az角検出器、
６……El軸駆動モータ、７……El角検出器、８，
９……ベルト、１０……低雑音増幅器、１１……
ダイプレクサ、１２……送信機、１３……放熱用
フイン、１４……レドームベース、１５……アー
ム、２０……演算器、２１……ジヤイロ、２２…
…ローリング角検出器、２３……ピツチング角検
出器、２４……位置情報出力装置、３０……主反
射板、３１……副反射板、３２……クロスダイポ
ール給電素子、３３，３７……リム、３４……凹
部、３６……アンテナ素子、３８……整合回路、
３９……合成回路。
Claims (1)
- １ El軸をＵ字型のアームで支持して該El軸をア
ンテナ中心軸に近づけたAz−El2軸マウントを備
えるとともに、移動体の位置情報と該移動体の動
揺情報とによりアンテナを衛星方向に指向せしめ
るため前記El軸と前記Az軸を駆動制御する制御
機能とを備えたことを特徴とする移動体用衛星通
信アンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1828284A JPS60163504A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 移動体用衛星通信アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1828284A JPS60163504A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 移動体用衛星通信アンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60163504A JPS60163504A (ja) | 1985-08-26 |
| JPH0149204B2 true JPH0149204B2 (ja) | 1989-10-24 |
Family
ID=11967276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1828284A Granted JPS60163504A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 移動体用衛星通信アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60163504A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01143505U (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | ||
| JPH0834373B2 (ja) * | 1988-09-30 | 1996-03-29 | アンリツ株式会社 | アンテナマウント装置 |
| JP2842963B2 (ja) * | 1992-03-11 | 1999-01-06 | 日本無線株式会社 | 移動体用アンテナ装置 |
-
1984
- 1984-02-06 JP JP1828284A patent/JPS60163504A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60163504A (ja) | 1985-08-26 |
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