JPH09270634A - 移動体ｓｎｇ装置 - Google Patents
移動体ｓｎｇ装置Info
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- JPH09270634A JPH09270634A JP8078660A JP7866096A JPH09270634A JP H09270634 A JPH09270634 A JP H09270634A JP 8078660 A JP8078660 A JP 8078660A JP 7866096 A JP7866096 A JP 7866096A JP H09270634 A JPH09270634 A JP H09270634A
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- polarization
- antenna
- plane
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で精度の高い移動体ＳＮＧ装置を実現す
る。 【解決手段】 精度の高い機械追尾系と多数のサブアレ
イから成る平面アンテナ（６）とを組み合わせたもの
で、ＧＰＳ（９）、地磁気センサ（１０）、加速度セン
サ（８）等を使って、ターンテーブル（１）の上に、タ
ーンテーブルの回転面と平行な回転軸をもつ直交仰角軸
（３）と、この直交仰角軸の上に直交仰角軸に直交する
仰角軸（４）をもち、更に、この仰角軸の上に偏波軸
（５）を設け、この偏波軸の周りに偏波面を回転できる
よう平面アンテナ（６）を取り付け、平面アンテナの指
向方向を機械的に精度よく所望の通信衛星に向けるとと
もに、実際にアンテナから送信される電波が確実に指定
の通信衛星に向けて送信されることを確認するため、平
面アンテナを構成するサブアレイのうちの中央の３個を
用いて電波センサを構成する。
る。 【解決手段】 精度の高い機械追尾系と多数のサブアレ
イから成る平面アンテナ（６）とを組み合わせたもの
で、ＧＰＳ（９）、地磁気センサ（１０）、加速度セン
サ（８）等を使って、ターンテーブル（１）の上に、タ
ーンテーブルの回転面と平行な回転軸をもつ直交仰角軸
（３）と、この直交仰角軸の上に直交仰角軸に直交する
仰角軸（４）をもち、更に、この仰角軸の上に偏波軸
（５）を設け、この偏波軸の周りに偏波面を回転できる
よう平面アンテナ（６）を取り付け、平面アンテナの指
向方向を機械的に精度よく所望の通信衛星に向けるとと
もに、実際にアンテナから送信される電波が確実に指定
の通信衛星に向けて送信されることを確認するため、平
面アンテナを構成するサブアレイのうちの中央の３個を
用いて電波センサを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動体ＳＮＧ（Sate
llite News Gathering）装置に関する発明で、比較的小
型で精度の良い機械追尾系と、構造および重量の増加を
伴わないでアンテナの指向方向を検出できる電波センサ
を組み込んだ高利得平面アンテナを用いた移動体ＳＮＧ
装置に関するものである。
llite News Gathering）装置に関する発明で、比較的小
型で精度の良い機械追尾系と、構造および重量の増加を
伴わないでアンテナの指向方向を検出できる電波センサ
を組み込んだ高利得平面アンテナを用いた移動体ＳＮＧ
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】移動体ＳＮＧは高速で移動しながら通信
衛星に電波を発射しなければならず、高度のアンテナ追
尾技術が要求される。また、多くの通信衛星が運用され
ている静止軌道の中の特定の衛星に向けて確実に電波を
送信する必要があるため、衛星から送信されている電波
を受信してから、受信電波の到来方向に向けて電波を送
信する電波センサを用いることが法令で義務づけられて
いる。一方、パラボラアンテナを用いた移動体ＳＮＧ装
置では、電波センサとして一次放射器に高次モード検出
導波管を用いる必要があるため、一次放射器が極めて重
くなり、しかも反射鏡より遠く離れた位置にあるにもか
かわらずパラボラアンテナの一次放射器は、極めて高い
取り付け位置精度が要求される。このため、従来の移動
体ＳＮＧ装置では、重量が重くなるとともにアンテナの
衛星追尾精度は約０．５度が限界となり、ＮＴＳＣのデ
ィジタル信号をかろうじて送信できる程度の電力でない
と隣接衛星への混信を避けるために設けられた法令の基
準を満たすことができなかった。本発明はテレビジョン
画像を送信するアンテナと電波センサとを一枚の平面ア
ンテナで実現し、このアンテナと高精度の機械追尾系と
を組み合わせることにより小型軽量な移動体ＳＮＧ装置
を実現せんとするものである。
衛星に電波を発射しなければならず、高度のアンテナ追
尾技術が要求される。また、多くの通信衛星が運用され
ている静止軌道の中の特定の衛星に向けて確実に電波を
送信する必要があるため、衛星から送信されている電波
を受信してから、受信電波の到来方向に向けて電波を送
信する電波センサを用いることが法令で義務づけられて
いる。一方、パラボラアンテナを用いた移動体ＳＮＧ装
置では、電波センサとして一次放射器に高次モード検出
導波管を用いる必要があるため、一次放射器が極めて重
くなり、しかも反射鏡より遠く離れた位置にあるにもか
かわらずパラボラアンテナの一次放射器は、極めて高い
取り付け位置精度が要求される。このため、従来の移動
体ＳＮＧ装置では、重量が重くなるとともにアンテナの
衛星追尾精度は約０．５度が限界となり、ＮＴＳＣのデ
ィジタル信号をかろうじて送信できる程度の電力でない
と隣接衛星への混信を避けるために設けられた法令の基
準を満たすことができなかった。本発明はテレビジョン
画像を送信するアンテナと電波センサとを一枚の平面ア
ンテナで実現し、このアンテナと高精度の機械追尾系と
を組み合わせることにより小型軽量な移動体ＳＮＧ装置
を実現せんとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】移動体ＳＮＧ装置では
周波数割り当てが二次業務であるため、従来の固定局Ｓ
ＮＧ装置に適用されている値より軸外放射電力密度が１
３ｄＢから１６ｄＢ低く制限されている（無線設備規則
４９条１８）。このため、パラボラアンテナ方式では、
アンテナ重量の増加を伴う高次モードを使った電波セン
サを使うことが避けられなかった。一方、機械追尾技術
の向上に伴い、ジャイロセンサ、ＧＰＳ (Global Posit
ioning System)、地磁気センサ、傾斜センサ等の電波セ
ンサ以外のセンサを用いて高精度の機械追尾が可能にな
ってきた。パラボラアンテナを使った機械追尾方式で問
題になるのはセンサのドリフトと、このセンサのドリフ
トを取り除くための電波センサを重量と精度を犠牲にせ
ずにパラボラアンテナのどこに取り付けるかという問題
である。
周波数割り当てが二次業務であるため、従来の固定局Ｓ
ＮＧ装置に適用されている値より軸外放射電力密度が１
３ｄＢから１６ｄＢ低く制限されている（無線設備規則
４９条１８）。このため、パラボラアンテナ方式では、
アンテナ重量の増加を伴う高次モードを使った電波セン
サを使うことが避けられなかった。一方、機械追尾技術
の向上に伴い、ジャイロセンサ、ＧＰＳ (Global Posit
ioning System)、地磁気センサ、傾斜センサ等の電波セ
ンサ以外のセンサを用いて高精度の機械追尾が可能にな
ってきた。パラボラアンテナを使った機械追尾方式で問
題になるのはセンサのドリフトと、このセンサのドリフ
トを取り除くための電波センサを重量と精度を犠牲にせ
ずにパラボラアンテナのどこに取り付けるかという問題
である。
【０００４】本発明はこの問題を解決するために、送信
アンテナとして、サブアレイ単位でできた平面アンテナ
を用い、その平面アンテナの中心部の３個のサブアレイ
をビーコン受信アンテナとして使うことにより、重量増
を伴わずにしかも極めて高い精度の電波センサを実現す
ることを目的とするものである。
アンテナとして、サブアレイ単位でできた平面アンテナ
を用い、その平面アンテナの中心部の３個のサブアレイ
をビーコン受信アンテナとして使うことにより、重量増
を伴わずにしかも極めて高い精度の電波センサを実現す
ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明第１の移動体ＳＮＧ装置は、ターンテーブル
の回転軸と、該ターンテーブルの回転軸に直交する回転
軸を有する直交仰角軸と、この直交仰角軸上にあってこ
の直交仰角軸に直交する仰角軸と、この仰角軸上にあっ
てそのまわりに偏波面を回転できる偏波軸との４軸を方
向検出センサの出力により制御して機械的に通信衛星を
追尾する４軸制御機械追尾系と、この機械追尾系の前記
偏波軸に、電波の放射方向が通信衛星の方向と一致し、
かつその放射電波の偏波面が前記偏波軸周りに回転でき
るよう取り付けられた平面アンテナとを具備するととも
に、アレイアンテナである前記平面アンテナが数多くの
サブアレイからなり、この平面アンテナ中央部の、同一
直線上配設形態ではなく直交的配設形態をなす少なくと
も３個のサブアレイにより通信衛星から送信される電波
を受信し、この受信信号を使用して通信衛星の方向を正
確に検出する電波センサを構成し、前記サブアレイの受
信および送信給電線路をそれぞれ前記平面アンテナの電
波を放射する面上および裏面上に配置し、前記電波セン
サとして使用されている前記少なくとも３個のサブアレ
イを除いた全てのサブアレイを、通信衛星への信号の送
信と衛星からの電波の受信のために共用させ、さらに、
この平面アンテナの対角線の方向を通信衛星の静止軌道
方向に一致するように設置したとき、前記平面アンテナ
から放射される直線偏波の偏波面が通信衛星の偏波面に
一致するよう、平面アンテナ上の前記マイクロストリッ
プ放射素子を回転させて取り付けるよう構成したことを
特徴とするものである。
め、本発明第１の移動体ＳＮＧ装置は、ターンテーブル
の回転軸と、該ターンテーブルの回転軸に直交する回転
軸を有する直交仰角軸と、この直交仰角軸上にあってこ
の直交仰角軸に直交する仰角軸と、この仰角軸上にあっ
てそのまわりに偏波面を回転できる偏波軸との４軸を方
向検出センサの出力により制御して機械的に通信衛星を
追尾する４軸制御機械追尾系と、この機械追尾系の前記
偏波軸に、電波の放射方向が通信衛星の方向と一致し、
かつその放射電波の偏波面が前記偏波軸周りに回転でき
るよう取り付けられた平面アンテナとを具備するととも
に、アレイアンテナである前記平面アンテナが数多くの
サブアレイからなり、この平面アンテナ中央部の、同一
直線上配設形態ではなく直交的配設形態をなす少なくと
も３個のサブアレイにより通信衛星から送信される電波
を受信し、この受信信号を使用して通信衛星の方向を正
確に検出する電波センサを構成し、前記サブアレイの受
信および送信給電線路をそれぞれ前記平面アンテナの電
波を放射する面上および裏面上に配置し、前記電波セン
サとして使用されている前記少なくとも３個のサブアレ
イを除いた全てのサブアレイを、通信衛星への信号の送
信と衛星からの電波の受信のために共用させ、さらに、
この平面アンテナの対角線の方向を通信衛星の静止軌道
方向に一致するように設置したとき、前記平面アンテナ
から放射される直線偏波の偏波面が通信衛星の偏波面に
一致するよう、平面アンテナ上の前記マイクロストリッ
プ放射素子を回転させて取り付けるよう構成したことを
特徴とするものである。
【０００６】また第２の移動体ＳＮＧ装置は、機械追尾
系が水平安定台の上にターンテーブルを設け、該ターン
テーブル上に仰角調整用の仰角軸と偏波面調整用の偏波
軸とを設けた３軸制御機械追尾系であり、前記偏波軸に
前記平面アンテナを取り付けたことを特徴とするもので
ある。
系が水平安定台の上にターンテーブルを設け、該ターン
テーブル上に仰角調整用の仰角軸と偏波面調整用の偏波
軸とを設けた３軸制御機械追尾系であり、前記偏波軸に
前記平面アンテナを取り付けたことを特徴とするもので
ある。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明では例えば１６個のサブア
レイから成る平面アンテナにおいて、電波センサ用のビ
ーコン受信アンテナとして中央の直交形態をなす少なく
とも３個のサブアレイを衛星の方向検出に使い、残りの
サブアレイ全部を送信波と受信波用の給電線路に分けて
おのおの合成し、最終的には一点で給電することによ
り、極めて簡単な構造でしかも電波センサも兼ね備えた
平面アンテナに、ターンテーブル、直交仰角、仰角およ
び偏波角を、それぞれ調整できる機械制御を組み合わせ
ることにより小型軽量な移動体ＳＮＧ装置を実現してい
る。
レイから成る平面アンテナにおいて、電波センサ用のビ
ーコン受信アンテナとして中央の直交形態をなす少なく
とも３個のサブアレイを衛星の方向検出に使い、残りの
サブアレイ全部を送信波と受信波用の給電線路に分けて
おのおの合成し、最終的には一点で給電することによ
り、極めて簡単な構造でしかも電波センサも兼ね備えた
平面アンテナに、ターンテーブル、直交仰角、仰角およ
び偏波角を、それぞれ調整できる機械制御を組み合わせ
ることにより小型軽量な移動体ＳＮＧ装置を実現してい
る。
【０００８】
【実施例】以下添付図面を参照し、実施例により本発明
の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明移動体Ｓ
ＮＧ（Satellite News Gathering）装置に係る第１の実
施例の構成を示す図で、ターンテーブル回転軸２、直交
仰角軸３、仰角軸４、偏波軸５の４軸制御機械追尾系の
偏波軸に平面アンテナ６が固定されている。平面アンテ
ナ６の中央部には、アレイアンテナ表面のセンサ用およ
び受信用給電線路を示す図２、および同裏面の送信用給
電線路を示す図３を参照すれば明らかなように、３個の
電波センサ用アンテナ（それぞれが１個のサブアレイに
対応）１６を有し、残り１３個の総てのサブアレイ１７
の放射素子１８は、送信用の励振端子１９（裏面）と受
信用の励振端子２０（表面）にそれぞれマイクロストリ
ップ線路により結ばれている。この平面アンテナ（アレ
イアンテナ）６はこの場合１６個のサブアレイ（１６お
よび１７）からなり、各サブアレイは８×８個＝６４個
のマイクロストリップ放射素子１８よりなっている。
の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明移動体Ｓ
ＮＧ（Satellite News Gathering）装置に係る第１の実
施例の構成を示す図で、ターンテーブル回転軸２、直交
仰角軸３、仰角軸４、偏波軸５の４軸制御機械追尾系の
偏波軸に平面アンテナ６が固定されている。平面アンテ
ナ６の中央部には、アレイアンテナ表面のセンサ用およ
び受信用給電線路を示す図２、および同裏面の送信用給
電線路を示す図３を参照すれば明らかなように、３個の
電波センサ用アンテナ（それぞれが１個のサブアレイに
対応）１６を有し、残り１３個の総てのサブアレイ１７
の放射素子１８は、送信用の励振端子１９（裏面）と受
信用の励振端子２０（表面）にそれぞれマイクロストリ
ップ線路により結ばれている。この平面アンテナ（アレ
イアンテナ）６はこの場合１６個のサブアレイ（１６お
よび１７）からなり、各サブアレイは８×８個＝６４個
のマイクロストリップ放射素子１８よりなっている。
【０００９】前記送信用の励振端子１９は高出力の固体
化送信機または進行波管送信機で構成されたＴＶ、オー
ダワイヤ送信機に接続され、前記受信用端子はオーダワ
イヤ受信機に接続される。偏波角制御は通信衛星の偏波
面が使用場所により変化するのを補正するための機構
で、極めて緩慢な動作で良いので軽量な低出力のモータ
で駆動する。
化送信機または進行波管送信機で構成されたＴＶ、オー
ダワイヤ送信機に接続され、前記受信用端子はオーダワ
イヤ受信機に接続される。偏波角制御は通信衛星の偏波
面が使用場所により変化するのを補正するための機構
で、極めて緩慢な動作で良いので軽量な低出力のモータ
で駆動する。
【００１０】機械追尾系におけるアンテナマウントの軸
構成は種々提案されている（詳しくは、結城、唐沢、塩
川、武田：“２軸Ａｚ−Ｅｌアンテナマウントの制御方
式”，電子情報通信学会技術報告，ＳＡＮＥ８３−５
３，pp１〜６を参照されたい）。中でも、上記文献の２
頁図１（ｃ）に示されるようなターンテーブル回転軸
２、直交仰角軸３、仰角軸４、偏波軸５の４軸制御機械
追尾系は、本発明図４に示すように仰角軸（紙面に垂
直）４と偏波軸５が直交しており、更に、ターンテーブ
ルの回転軸２と直交仰角軸３をベクトル合成した回転軸
７を偏波軸５に直交させることができるので、アンテナ
の指向方向（偏波軸に一致している）を、偏波軸を回転
させることなく通信衛星に向けることができる。なお、
通信衛星では偏波として直線偏波を使用しており（送信
と受信でお互いに直交する偏波を使用する）、良好な通
信を確保するためには偏波を正確に合わせる必要があ
る。従って、この４軸制御機械追尾方式を使用すれば、
アンテナの指向方向制御により、偏波面の回転が生じる
ことはない。この結果、直交仰角軸が無い３軸制御方式
に比べて正確で高速な追尾制御が可能となる。
構成は種々提案されている（詳しくは、結城、唐沢、塩
川、武田：“２軸Ａｚ−Ｅｌアンテナマウントの制御方
式”，電子情報通信学会技術報告，ＳＡＮＥ８３−５
３，pp１〜６を参照されたい）。中でも、上記文献の２
頁図１（ｃ）に示されるようなターンテーブル回転軸
２、直交仰角軸３、仰角軸４、偏波軸５の４軸制御機械
追尾系は、本発明図４に示すように仰角軸（紙面に垂
直）４と偏波軸５が直交しており、更に、ターンテーブ
ルの回転軸２と直交仰角軸３をベクトル合成した回転軸
７を偏波軸５に直交させることができるので、アンテナ
の指向方向（偏波軸に一致している）を、偏波軸を回転
させることなく通信衛星に向けることができる。なお、
通信衛星では偏波として直線偏波を使用しており（送信
と受信でお互いに直交する偏波を使用する）、良好な通
信を確保するためには偏波を正確に合わせる必要があ
る。従って、この４軸制御機械追尾方式を使用すれば、
アンテナの指向方向制御により、偏波面の回転が生じる
ことはない。この結果、直交仰角軸が無い３軸制御方式
に比べて正確で高速な追尾制御が可能となる。
【００１１】加速度センサ８（ジャイロセンサ等を使
う）はターンテーブル回転軸２、仰角軸４、直交仰角軸
３の３軸を通信衛星からの電波を使わずに制御するセン
サで、移動体ＳＮＧ装置がトンネルの中或いは高層建築
物などで衛星からの電波が受信できないとき（このとき
は他の通信回線への不要放射を防ぐため衛星への電波の
送信も中止する必要がある）にも、移動体ＳＮＧのアン
テナを目的とする衛星に指向させておき、衛星が可視範
囲に入った時直ちに電波の送信を開始できるものであ
る。ＧＰＳ９と地磁気センサ１０は移動体ＳＮＧ装置の
位置と方向を検出するもので偏波面の傾きとアンテナの
仰角の計算に用いるとともに、加速度センサ８の粗校正
に使う。アンテナの中央部の３個のサブアレイ１６は衛
星からのビーコン波を受信し、衛星の方向を正確に検出
するための電波センサ用のアンテナで、各サブアレイア
ンテナに到着する衛星からの電波の路長差を検出してい
るため極めて精度が高い。図２、図３より明らかなよう
に、受信用アンテナの給電線はアンテナ表面側、送信用
の給電線はアンテナ裏面側と完全に別になっているため
送信波との混信が少なく、送受分離フィルタは簡単な構
造のものでよい。電波センサ用のマイクロストリップ放
射素子を除いて、総てのマイクロストリップ放射素子１
８の送信波の励振端（給電点）と受信波の励振端（給電
点）はそれぞれマイクロストリップ線路で結合され、送
信用コネクタと受信用コネクタに導かれている。
う）はターンテーブル回転軸２、仰角軸４、直交仰角軸
３の３軸を通信衛星からの電波を使わずに制御するセン
サで、移動体ＳＮＧ装置がトンネルの中或いは高層建築
物などで衛星からの電波が受信できないとき（このとき
は他の通信回線への不要放射を防ぐため衛星への電波の
送信も中止する必要がある）にも、移動体ＳＮＧのアン
テナを目的とする衛星に指向させておき、衛星が可視範
囲に入った時直ちに電波の送信を開始できるものであ
る。ＧＰＳ９と地磁気センサ１０は移動体ＳＮＧ装置の
位置と方向を検出するもので偏波面の傾きとアンテナの
仰角の計算に用いるとともに、加速度センサ８の粗校正
に使う。アンテナの中央部の３個のサブアレイ１６は衛
星からのビーコン波を受信し、衛星の方向を正確に検出
するための電波センサ用のアンテナで、各サブアレイア
ンテナに到着する衛星からの電波の路長差を検出してい
るため極めて精度が高い。図２、図３より明らかなよう
に、受信用アンテナの給電線はアンテナ表面側、送信用
の給電線はアンテナ裏面側と完全に別になっているため
送信波との混信が少なく、送受分離フィルタは簡単な構
造のものでよい。電波センサ用のマイクロストリップ放
射素子を除いて、総てのマイクロストリップ放射素子１
８の送信波の励振端（給電点）と受信波の励振端（給電
点）はそれぞれマイクロストリップ線路で結合され、送
信用コネクタと受信用コネクタに導かれている。
【００１２】図５はマイクロストリップ放射素子１８の
形状を示している。１４ＧＨｚ帯の送信波と１２ＧＨｚ
帯の受信波で共振させるため長方形（ａ，ｂ，ａ＞ｂ）
になっている。同図には同時に放射素子の送信用給電点
２１、受信用給電線２２を示してある。また、静止衛星
の軌道方向にはできるだけサイドローブを低くするた
め、１６個のサブアレイ（１６，１７）から成るアレイ
アンテナ６全体を正方形の形とし、この正方形の対角線
２３の方向を静止衛星の軌道方向に一致するように配置
する。このとき、アンテナの偏波面の方向は衛星の偏波
面の方向に一致するように各マイクロストリップ放射素
子１８は図６のように回転させてある。アンテナの偏波
面の傾きは送信している地理的場所により変化するの
で、追尾系の偏波軸５をＧＰＳ９で検出した送信点の場
所の情報により、あらかじめコンピュータにより計算さ
れている偏波面の傾きに合うように偏波軸を回転させ
る。この偏波面の傾きの場所による変化は１００ｋｍ移
動しても約１度であるので、偏波軸５の回転は極めて遅
くてよい。また、衛星の仰角および方位角についても移
動体ＳＮＧの稼働している場所により定まった値になっ
ているので、ＧＰＳと地磁気センサを用いておおよその
値を計算により求め、電波センサにより常に精密に校正
する。角速度センサは移動体ＳＮＧ装置の瞬時の動きを
高精度で検出し、アンテナの指向方向を衛星に向ける
が、センサ出力の積分による誤差の積み重ねは時間とと
もに増大するので、衛星が可視範囲にある限り常時校正
し、常に正しい値で衛星を追尾する。
形状を示している。１４ＧＨｚ帯の送信波と１２ＧＨｚ
帯の受信波で共振させるため長方形（ａ，ｂ，ａ＞ｂ）
になっている。同図には同時に放射素子の送信用給電点
２１、受信用給電線２２を示してある。また、静止衛星
の軌道方向にはできるだけサイドローブを低くするた
め、１６個のサブアレイ（１６，１７）から成るアレイ
アンテナ６全体を正方形の形とし、この正方形の対角線
２３の方向を静止衛星の軌道方向に一致するように配置
する。このとき、アンテナの偏波面の方向は衛星の偏波
面の方向に一致するように各マイクロストリップ放射素
子１８は図６のように回転させてある。アンテナの偏波
面の傾きは送信している地理的場所により変化するの
で、追尾系の偏波軸５をＧＰＳ９で検出した送信点の場
所の情報により、あらかじめコンピュータにより計算さ
れている偏波面の傾きに合うように偏波軸を回転させ
る。この偏波面の傾きの場所による変化は１００ｋｍ移
動しても約１度であるので、偏波軸５の回転は極めて遅
くてよい。また、衛星の仰角および方位角についても移
動体ＳＮＧの稼働している場所により定まった値になっ
ているので、ＧＰＳと地磁気センサを用いておおよその
値を計算により求め、電波センサにより常に精密に校正
する。角速度センサは移動体ＳＮＧ装置の瞬時の動きを
高精度で検出し、アンテナの指向方向を衛星に向ける
が、センサ出力の積分による誤差の積み重ねは時間とと
もに増大するので、衛星が可視範囲にある限り常時校正
し、常に正しい値で衛星を追尾する。
【００１３】図７は本発明装置に係る第１の実施例の追
尾系の構成ブロック線図を示す図で、ターンテーブル１
の回転軸２、直交仰角軸３、仰角軸４および偏波軸５の
各軸に取り付けられた方位用センサ１１、直交仰角用セ
ンサ１２、仰角用センサ１３および偏波用センサ１４の
出力信号は、ＣＰＵ（誤差補正装置）２５で、少なくと
も３個の平面アンテナのサブアレイ１６の電波センサで
捕捉したビーコン信号を処理したビーコン信号処理装置
２６からの信号、ＧＰＳ９からの信号および地磁気セン
サ１０からの信号を用いて精密に校正され、各軸のサー
ボコントローラであるターンテーブル回転軸サーボコン
トローラ２７、直交仰角軸サーボコントローラ２８、仰
角軸サーボコントローラ２９および偏波軸サーボコント
ローラ３０に制御信号が送られ、各サーボコントローラ
の出力は各軸のモータドライバ３１，３２，３３および
３４に供給され、高精度モータにより各軸が駆動制御さ
れる。
尾系の構成ブロック線図を示す図で、ターンテーブル１
の回転軸２、直交仰角軸３、仰角軸４および偏波軸５の
各軸に取り付けられた方位用センサ１１、直交仰角用セ
ンサ１２、仰角用センサ１３および偏波用センサ１４の
出力信号は、ＣＰＵ（誤差補正装置）２５で、少なくと
も３個の平面アンテナのサブアレイ１６の電波センサで
捕捉したビーコン信号を処理したビーコン信号処理装置
２６からの信号、ＧＰＳ９からの信号および地磁気セン
サ１０からの信号を用いて精密に校正され、各軸のサー
ボコントローラであるターンテーブル回転軸サーボコン
トローラ２７、直交仰角軸サーボコントローラ２８、仰
角軸サーボコントローラ２９および偏波軸サーボコント
ローラ３０に制御信号が送られ、各サーボコントローラ
の出力は各軸のモータドライバ３１，３２，３３および
３４に供給され、高精度モータにより各軸が駆動制御さ
れる。
【００１４】図８は本発明の平面アンテナ６の放射パタ
ーン３５で、移動体ＳＮＧに適用されている無線設備規
則４９条の１８のカーブ３６を重ねて描いてある。アン
テナの指向方向における軸外放射電力密度は、ディジタ
ル画像を伝送するのに十分な３０ｄＢＷ／４０ｋＨｚと
成るよう送信機の送信電力と信号伝送レートを決める。
このとき、図８から明らかなように、本発明のアンテナ
のサイドローブ特性は無線設備規則４９条の１８の規定
を充分に満たしていることがわかる。
ーン３５で、移動体ＳＮＧに適用されている無線設備規
則４９条の１８のカーブ３６を重ねて描いてある。アン
テナの指向方向における軸外放射電力密度は、ディジタ
ル画像を伝送するのに十分な３０ｄＢＷ／４０ｋＨｚと
成るよう送信機の送信電力と信号伝送レートを決める。
このとき、図８から明らかなように、本発明のアンテナ
のサイドローブ特性は無線設備規則４９条の１８の規定
を充分に満たしていることがわかる。
【００１５】図９は本発明機械追尾系の第２の実施例を
示した図で、水平安定台４１の上に、ターンテーブル４
２と、仰角調整用の仰角軸４３と偏波面回転機構４４と
による３軸の機械追尾機構を設けた構造である。水平安
定台は、傾斜センサにより常に水平安定台面上を水平に
保つ装置であり、同じ原理に基づくものが船舶用の衛星
放送移動受信装置にすでに使用されている。この機械駆
動系においても場所による偏波面のずれ以外には衛星の
方向の追尾による偏波面の回転はない。また、水平安定
台によりターンテーブルが常に水平に保たれるので、衛
星の仰角も送信場所による変化のみである。従って、仰
角軸と偏波軸はともに極めて簡単な駆動装置により回転
させるだけで、第１の実施例とほぼ同じ効果を得ること
ができる。
示した図で、水平安定台４１の上に、ターンテーブル４
２と、仰角調整用の仰角軸４３と偏波面回転機構４４と
による３軸の機械追尾機構を設けた構造である。水平安
定台は、傾斜センサにより常に水平安定台面上を水平に
保つ装置であり、同じ原理に基づくものが船舶用の衛星
放送移動受信装置にすでに使用されている。この機械駆
動系においても場所による偏波面のずれ以外には衛星の
方向の追尾による偏波面の回転はない。また、水平安定
台によりターンテーブルが常に水平に保たれるので、衛
星の仰角も送信場所による変化のみである。従って、仰
角軸と偏波軸はともに極めて簡単な駆動装置により回転
させるだけで、第１の実施例とほぼ同じ効果を得ること
ができる。
【００１６】以上２実施例により本願発明を詳細に説明
してきたが、本願発明はこれに限定されることなく、請
求項に記載された発明の要旨内で各種の変形、変更の可
能なことは自明であろう。
してきたが、本願発明はこれに限定されることなく、請
求項に記載された発明の要旨内で各種の変形、変更の可
能なことは自明であろう。
【００１７】
【発明の効果】本発明の平面アンテナおよび機械追尾機
構の構成によれば、軽量化した送受信部が構成でき、さ
らに機構部の負荷が大幅に軽量化されることにより簡
易、小型で高精度の機械追尾系が実現できる。これによ
って、装置全体が小型で分解組立が容易な移動体ＳＮＧ
装置が実現できる。
構の構成によれば、軽量化した送受信部が構成でき、さ
らに機構部の負荷が大幅に軽量化されることにより簡
易、小型で高精度の機械追尾系が実現できる。これによ
って、装置全体が小型で分解組立が容易な移動体ＳＮＧ
装置が実現できる。
【図１】本発明装置に係る第１の実施例の構成を示す
図。
図。
【図２】第１の実施例に用いる平面アンテナのおもて面
の構成を示す図。
の構成を示す図。
【図３】第１の実施例に用いる平面アンテナのうら面の
構成を示す図。
構成を示す図。
【図４】第１の実施例で偏波軸を回転させることなく偏
波軸の方向のみを制御できることを示す図。
波軸の方向のみを制御できることを示す図。
【図５】第１の実施例でマイクロストリップ放射素子の
形状を示す図。
形状を示す図。
【図６】第１の実施例で放射素子の傾きを示す図。
【図７】第１の実施例の追尾系の構成を示す図。
【図８】第１の実施例の送信アンテナの軸外放射電力密
度（ｄＢＷ／４０ｋＨｚ）を示す図。
度（ｄＢＷ／４０ｋＨｚ）を示す図。
【図９】本発明装置に係る機械追尾系の第２の実施例の
略構成図。 １，４２ ターンテーブル ２ ターンテーブル回転軸 ３ 直交仰角軸 ４，４３ 仰角軸 ５，４４ 偏波軸 ６，４０ 平面アンテナ ７ ２と３のベクトル合成後の軸 ８ 加速度センサ ９ ＧＰＳ（Global Positioning System) １０ 地磁気センサ １１ 方位用センサ １２ 直交仰角用センサ １３ 仰角用センサ １４ 偏波用センサ １５ 追尾制御器 １６ サブアレイ（電波用センサ） １７ サブアレイ（送受信用） １８ マイクロストリップ放射素子 １９ 送信用励振端子 ２０ 受信用励振端子 ２１ 送信用給電点 ２２ 受信用給電線 ２３ ６の対角線方向 ２５ ＣＰＵ（誤差補正装置） ２６ ビーコン信号処理装置 ２７ ターンテーブル回転軸サーボコントローラ ２８ 直交仰角軸サーボコントローラ ２９ 仰角軸サーボコントローラ ３０ 偏波軸サーボコントローラ ３１〜３４ モータドライバ ３５ ６の放射パターン例 ３６ 無線設備規則４９条の１８のカーブ ４１ 水平安定台
略構成図。 １，４２ ターンテーブル ２ ターンテーブル回転軸 ３ 直交仰角軸 ４，４３ 仰角軸 ５，４４ 偏波軸 ６，４０ 平面アンテナ ７ ２と３のベクトル合成後の軸 ８ 加速度センサ ９ ＧＰＳ（Global Positioning System) １０ 地磁気センサ １１ 方位用センサ １２ 直交仰角用センサ １３ 仰角用センサ １４ 偏波用センサ １５ 追尾制御器 １６ サブアレイ（電波用センサ） １７ サブアレイ（送受信用） １８ マイクロストリップ放射素子 １９ 送信用励振端子 ２０ 受信用励振端子 ２１ 送信用給電点 ２２ 受信用給電線 ２３ ６の対角線方向 ２５ ＣＰＵ（誤差補正装置） ２６ ビーコン信号処理装置 ２７ ターンテーブル回転軸サーボコントローラ ２８ 直交仰角軸サーボコントローラ ２９ 仰角軸サーボコントローラ ３０ 偏波軸サーボコントローラ ３１〜３４ モータドライバ ３５ ６の放射パターン例 ３６ 無線設備規則４９条の１８のカーブ ４１ 水平安定台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 7/02 Ｇ０１Ｓ 7/02 Ｄ Ｆ Ｈ０１Ｑ 1/12 Ｈ０１Ｑ 1/12 Ｂ 3/08 3/08 (72)発明者 外山 昇 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 ターンテーブルの回転軸と、該ターンテ
ーブルの回転軸に直交する回転軸を有する直交仰角軸
と、この直交仰角軸上にあってこの直交仰角軸に直交す
る仰角軸と、この仰角軸上にあってそのまわりに偏波面
を回転できる偏波軸との４軸を方向検出センサの出力に
より制御して機械的に通信衛星を追尾する４軸制御機械
追尾系と、 この機械追尾系の前記偏波軸に、電波の放射方向が通信
衛星の方向と一致し、かつその放射電波の偏波面が前記
偏波軸周りに回転できるよう取り付けられた平面アンテ
ナとを具備するとともに、 アレイアンテナである前記平面アンテナが数多くのサブ
アレイからなり、この平面アンテナ中央部の、同一直線
上配設形態ではなく直交的配設形態をなす少なくとも３
個のサブアレイにより通信衛星から送信される電波を受
信し、この受信信号を使用して通信衛星の方向を正確に
検出する電波センサを構成し、 前記サブアレイの受信および送信給電線路をそれぞれ前
記平面アンテナの電波を放射する面上および裏面上に配
置し、前記電波センサとして使用されている前記少なく
とも３個のサブアレイを除いた全てのサブアレイを、通
信衛星への信号の送信と衛星からの電波の受信のために
共用させ、 さらに、この平面アンテナの対角線の方向を通信衛星の
静止軌道方向に一致するように設置したとき、前記平面
アンテナから放射される直線偏波の偏波面が通信衛星の
偏波面に一致するよう、平面アンテナ上の前記マイクロ
ストリップ放射素子を回転させて取り付けるよう構成し
たことを特徴とする移動体ＳＮＧ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記方向
検出センサとしてジャイロセンサおよびＧＰＳが使用さ
れることを特徴とする移動体ＳＮＧ装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の装置において、前記方向
検出センサとして角速度センサのみが使用されることを
特徴とする移動体ＳＮＧ装置。 - 【請求項４】 機械追尾系が水平安定台の上にターンテ
ーブルを設け、該ターンテーブル上に仰角調整用の仰角
軸と偏波面調整用の偏波軸とを設けた３軸制御機械追尾
系であり、前記偏波軸に請求項１記載に使用される前記
平面アンテナを取り付けたことを特徴とする移動体ＳＮ
Ｇ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07866096A JP3600354B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 移動体ｓｎｇ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07866096A JP3600354B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 移動体ｓｎｇ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09270634A true JPH09270634A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3600354B2 JP3600354B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=13668024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07866096A Expired - Fee Related JP3600354B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 移動体ｓｎｇ装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3600354B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100538093B1 (ko) * | 2004-01-31 | 2005-12-21 | 주식회사 사라콤 | 위성 추적 안테나 장치 및 그 제어 방법 |
| JP2007033401A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星追尾用のアンテナ制御装置 |
| JP2018004609A (ja) * | 2016-06-27 | 2018-01-11 | 有限会社エンパケット | 無線通信端末の位置計測方法、および無線装置 |
| JP2018025567A (ja) * | 2014-03-06 | 2018-02-15 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
| JP2018110372A (ja) * | 2016-10-13 | 2018-07-12 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 適合性のあるダイヤモンド形のフェーズドアレイアンテナシステムを使用した無線通信システム及び方法 |
| CN110736967A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-31 | 宁海格栅电子有限公司 | 一种能够适应恶劣天气的无线电雷达装置 |
| JP2021096191A (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | アンリツ株式会社 | 到来方向推定システム、及び到来方向推定方法 |
| CN116625363A (zh) * | 2022-02-14 | 2023-08-22 | 北京华航无线电测量研究所 | 一种多通道六自由度电磁定位跟踪方法 |
| KR20240078815A (ko) * | 2022-11-28 | 2024-06-04 | 한국항공우주연구원 | 저궤도 위성 및 이를 포함하는 위성 시스템과 이의 제어방법 |
| JP7651772B1 (ja) * | 2024-12-13 | 2025-03-26 | ソフトバンク株式会社 | ビームアンテナ装置 |
| JP7776685B1 (ja) * | 2025-03-28 | 2025-11-26 | ソフトバンク株式会社 | ビームアンテナ装置 |
-
1996
- 1996-04-01 JP JP07866096A patent/JP3600354B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100538093B1 (ko) * | 2004-01-31 | 2005-12-21 | 주식회사 사라콤 | 위성 추적 안테나 장치 및 그 제어 방법 |
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| CN110736967A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-31 | 宁海格栅电子有限公司 | 一种能够适应恶劣天气的无线电雷达装置 |
| CN110736967B (zh) * | 2019-11-05 | 2020-10-30 | 新乡岳衡电子信息技术有限公司 | 一种能够适应恶劣天气的无线电雷达装置 |
| JP2021096191A (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | アンリツ株式会社 | 到来方向推定システム、及び到来方向推定方法 |
| CN116625363A (zh) * | 2022-02-14 | 2023-08-22 | 北京华航无线电测量研究所 | 一种多通道六自由度电磁定位跟踪方法 |
| KR20240078815A (ko) * | 2022-11-28 | 2024-06-04 | 한국항공우주연구원 | 저궤도 위성 및 이를 포함하는 위성 시스템과 이의 제어방법 |
| JP7651772B1 (ja) * | 2024-12-13 | 2025-03-26 | ソフトバンク株式会社 | ビームアンテナ装置 |
| JP7776685B1 (ja) * | 2025-03-28 | 2025-11-26 | ソフトバンク株式会社 | ビームアンテナ装置 |
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|---|---|
| JP3600354B2 (ja) | 2004-12-15 |
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