JPH1117445A - アンテナ装置およびその調整方法 - Google Patents
アンテナ装置およびその調整方法Info
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- JPH1117445A JPH1117445A JP17063397A JP17063397A JPH1117445A JP H1117445 A JPH1117445 A JP H1117445A JP 17063397 A JP17063397 A JP 17063397A JP 17063397 A JP17063397 A JP 17063397A JP H1117445 A JPH1117445 A JP H1117445A
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Abstract
とを可能とし、設置後における外観上の支障が生じない
アンテナ装置およびその調整方法を提供する。 【解決手段】 フィードホーン部14および受信回路部
15からなる受信ユニット16全体をクランプ部13に
よって回転可能に保持する。受信ユニット16は、フィ
ードホーン部14に形成された2つの平行な導波路の各
開口部間の中点とパラボラ反射鏡11の焦点とが一致す
るように配置する。回転中心軸は、上記中点を通り導波
路と平行な軸とする。受信対象の2つの衛星の仰角は通
常等しくなく、また、その仰角差は受信地点の経度等に
より異なる。この仰角差に対応して各衛星からの電波の
集波位置が異なる。そこで、受信ユニット16を回転さ
せて、各衛星からの電波の各集波位置にフィードホーン
部14における2つの導波路の各開口部の中央部をそれ
ぞれ合わせ込む調整を行う。
Description
るためのアンテナ装置およびその調整方法に係わり、特
に、複数の衛星からの電波を受信するためのアンテナ装
置およびその調整方法に関する。
te) を用いた放送(以下、BS放送という。)や、通信
衛星(CS ;Communications Satellite) を用いた放送
(以下、CS放送という。)等の衛星放送が普及しつつ
ある。このような衛星放送を受信するには、例えば放物
面形状の反射鏡と、この反射鏡の焦点位置付近に配置さ
れた受信ユニットとからなるアンテナ装置が使用される
のが一般的である。ここで受信ユニットは、通常、反射
鏡で集波された電波を後方の電波/電気信号変換部に導
く導波管としてのフィードホーンと、電波/電気信号変
換部により変換された受信信号に所定の処理(周波数変
換や増幅等)を施して出力してBSチューナ等に供給す
る受信回路部とを含んで構成される。
したシングルビームアンテナが一般的であったが、最近
では、異なる位置に打ち上げられた複数の衛星からの放
送電波を1台のアンテナ装置によって受信することを可
能としたマルチビームアンテナも実用化されている。こ
の種のマルチビームアンテナでは、反射鏡による各衛星
からの電波の各集波位置に対応してそれぞれフィードホ
ーンを配置すると共に、各フィードホーンごとに個別に
受信回路部を設け、各衛星からの電波をそれぞれ独立に
処理して屋内のチューナ部に送出するようになってい
る。ここで、フィードホーンおよび受信回路部は、通
常、1対1で一体化された1つの受信ユニットとして構
成されており、このような受信ユニットが受信ビーム数
(受信対象の衛星の数)と同じ数だけ配置されるように
なっている。例えば、2つの衛星からの電波を受信する
デュアルビームアンテナにおいては、受信ユニットを2
つ設け、これらを各衛星からの電波の各集波位置に対応
してそれぞれ配置し固定するようになっている。
赤道上空の所定の経度位置に静止するようになっている
ので、2つの衛星の中点を通る経線上の地点から2つの
衛星を見た場合には、各衛星の仰角(水平線を基準とし
た見かけ上の高度)は等しくなる。ところが、上記した
中点を通る経線上にない地点から見ると、2つの衛星の
仰角は等しくはなく、しかも観測地点の経度や緯度によ
って両者の仰角差は変化する。具体的にいうと、2つの
衛星の中点を通る経線から離れれば離れるほど仰角差は
拡大する方向に変化する。したがって、例えば日本国内
の各地でアンテナ装置を設置する場合には、設置地点に
おける衛星の仰角差に応じて反射鏡による各衛星からの
電波の集波位置も変化するので、最良の受信感度を得る
には、実際の集波位置にそれぞれの受信ユニット(特に
フィードホーン)の位置を合わせ込む必要がある。
2つの衛星の仰角差に対応したフィードホーンの位置合
わせは、反射鏡全体を回転させることにより、これと一
体に固定されている2つのフィードホーンの位置(水平
配置位置からの傾き)を調整することで行うようになっ
ていた。
ルチビームアンテナでは、複数の衛星間の仰角差に対応
した調整は、反射鏡を含むアンテナ装置全体を、反射鏡
の回転対称軸に平行な軸を中心として回転させることで
行っていた。このため、アンテナ装置全体を支える部分
(正確的には、反射鏡を支える部分)にそのような回転
機構を具備させる必要があり、構造が大きくなって重量
も増加してしまうという問題があった。また、アンテナ
全体を回転させる調整が必要なので、設置時の工事が簡
単ではなく、作業性も良くなかった。また、この種のア
ンテナ装置はベランダや屋根の上のような風の強く当た
る場所に設置されるのが通常であるため、アンテナ装置
全体を取り付ける部分に上記のような回転機構を設ける
と、風圧に対する耐性が低下するおそれがあるという問
題があった。さらに、通常、反射鏡にはメーカ名や商品
名のような文字や記号等が表示されるが、反射鏡を回転
させる調整を行った場合には、そのような文字等が傾い
た状態で設置されることとなり、外観上好ましくないと
いう問題もあった。
ので、その目的は、設置工事時の調整の簡略化と設置後
の固定強度の向上とを可能とし、また、設置後において
外観上の支障が生じないアンテナ装置およびその調整方
法を提供することにある。
は、複数の衛星からの電波を反射してそれぞれ異なる位
置に集波する反射鏡と、電波を電気信号に変換する変換
部と、各衛星に対応して所定間隔で配列され、反射鏡に
より集波された各電波を変換部にそれぞれ導く複数の導
波路と、複数の導波路の全体を、所定の軸を中心として
回転可能に保持する保持手段とを備えている。ここで、
複数の導波路を、その配列方向の中点が反射鏡の焦点と
一致するように配置すると共に、その全体を、焦点を通
り導波路と平行な軸を中心として回転可能に保持するよ
うに構成することが好適である。
の衛星からの電波を反射してそれぞれ異なる位置に集波
する反射鏡と、電波を電気信号に変換する変換部と、各
衛星に対応して所定間隔で配列され、反射鏡により集波
された各電波を変換部にそれぞれ導く複数の導波路とを
備えたアンテナ装置の調整方法であって、複数の導波路
の全体を、所定の軸を中心として回転可能に保持すると
共に、複数の導波路の全体の回転により、各導波路をそ
れぞれ対応する衛星からの電波の集波位置に合わせる調
整を行うようにしたものである。
では、反射鏡により集波された各電波を変換部にそれぞ
れ導くための複数の導波路の全体が、所定の軸を中心と
して回転可能に保持される。そして、これらの複数の導
波路の全体を所定の軸を中心として回転させることによ
り、各導波路が、それぞれ対応する衛星からの電波の集
波位置に対応して配置される。
て図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の一実
施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を表すものであ
る。このアンテナ装置1は、例えば図11に示したよう
に、互いに接近した距離を保って赤道上に静止軌道を描
く2つの衛星S1,S2からの電波を受信するためのデ
ュアルビームアンテナとして構成されたもので、例えば
図12に示したように、利用者の家屋の屋根上やベラン
ダ等に設置されて使用されるものである。本実施の形態
では、衛星S1,S2がCS放送の電波を送出する通信
衛星であるとして説明するが、これに限らず、BS放送
の電波を送出する放送衛星であってもよい。ここで、C
S放送では直線偏波が用いられ、BS放送では円偏波が
用いられる。
は、受信ユニット16によって電波が妨げられることの
ないオフセット型のアンテナ装置として構成されたもの
で、回転放物面の一部からなるパラボラ反射鏡11と、
アーム12によってパラボラ反射鏡11の焦点近傍に固
定されたクランプ部13と、クランプ部13によって回
転可能に保持された受信ユニット16とを備えている。
受信ユニット16は、フィードホーン部14と、このフ
ィードホーン部14と一体に形成された通常コンバータ
と呼ばれる受信回路部15とを含んで構成されている。
受信回路部15の下部には、図示しないコネクタが配設
され、ここに同軸ケーブル17の一端側が接続されてい
る。同軸ケーブル17の他端側は屋内のチューナ(図示
せず)に接続されている。
ける「反射鏡」に対応し、クランプ部13が本発明にお
ける「保持手段」に対応する。
ラ反射鏡11の仰角を調整するための仰角調整機構21
が取り付けられている。この仰角調整機構21は、円弧
状の長孔21aに挿通された固定用ボルト21bによっ
て案内されながら固定用ボルト21cを中心として仰角
方向に回動可能であり、適当な仰角位置で固定用ボルト
21b,21cを締め付けることでパラボラ反射鏡11
をその位置に固定できるようになっている。仰角調整機
構21は、パラボラ反射鏡11の方位角を調整するため
の方位角調整機構22に取り付けられている。この方位
角調整機構22は、円弧状の長孔22aに挿通された固
定用ボルト22bによって案内されながら固定用ボルト
22cを中心として方位角方向に回動可能であり、適当
な方位角位置で固定用ボルト22b,22cを締め付け
ることでパラボラ反射鏡11をその位置に固定できるよ
うになっている。方位角調整機構22は、本体部23a
とこの本体部23aに対向して設けられた固定板23b
とを含んで構成された固定部23に連結されている。そ
して、本体部23aと固定板23bとの間にベランダの
支柱等を挟み込んでボルト23c等で締めつけることに
より、このアンテナ装置全体を上記のベランダの支柱等
に取り付けることができるようになっている。
受信ユニット16を拡大して表すものであり、図3は図
2における矢印Aの方向からみた状態を表すものであ
り、図4は図2における矢印Bの方向から見た状態を表
すものである。なお、図3および図4ではキャップ14
4を装着した状態を示している。上記したように、受信
ユニット16は、フィードホーン部14と受信回路部1
5とを含んで構成されているが、このうち、フィードホ
ーン部14は、互いに平行に並んで隣接する2つの導波
路140a,140bが形成されたフィードホーン本体
部142と、フィードホーン本体部142の前側(パラ
ボラ反射鏡11に面する側)部分の周囲に形成されたリ
ング部143と、フィードホーン本体部142およびリ
ング部143の前面部を覆うためのキャップ144とを
備えている。ここで、導波路140a,140bが本発
明における「複数の導波路」に対応する。
ラボラ反射鏡11に面する側)には、それぞれ、所定の
開口面積を有する開口部141a,141bが形成され
ている。フィードホーン本体部142とリング部143
とは、例えばアルミニウム等の金属ダイカストのように
一体の導電体として形成される。但し、両者を別体で形
成し、これを連結するようにしてもよい。フィードホー
ン本体部142は、クランプ部13によって回転可能に
保持されると共に、図示しない固定ねじによって任意の
回転位置でクランプ部13に対して固定されるようにな
っている。フィードホーン本体部142の回転中心軸
は、開口部141a,141bの中点を通り導波路14
0a,140bの軸に平行な軸(以下、中点軸とい
う。)である。この点が本発明に係るアンテナ装置の特
徴をなしている。
ホーン本体部142は、開口部141a,141bの中
点位置とパラボラ反射鏡11の焦点Fとが一致するよう
に配置される。この状態で、図13に示したように、衛
星S1,S2からの電波がそれぞれパラボラ反射鏡11
で反射され、フィードホーン部14の開口部141a,
141bの各中央部近傍にそれぞれ集波されるようにな
っている。なお、図13は、このアンテナ装置の仰角お
よび方位角を衛星S1,S2の方向に合わせて、パラボ
ラ反射鏡11およびフィードホーン部14を図1におけ
る矢印Dの方向から見た状態を簡略化して表すものであ
る。
外した状態でフィードホーン部14を正面から見た状態
を表し、図6は図5におけるYY′断面を表し、図7は
図5におけるZZ′断面を表すものである。これらの図
に示したように、導波路140a,140bのうち、円
筒状部分は互いに干渉することなく相互間隔(中心間距
離)Lをもってそれぞれ円筒状に形成されている。一
方、開口部141a,141bは、それぞれ、所定の傾
斜度の傾斜面をもつ漏斗形状(円錐形状)の一部をなす
ように形成されているが、導波路140a,140bの
相互間隔Lは開口部141a,141bの最大径φ(以
下、単に開口径φという。)よりも小さく形成されてい
るため、開口部141a,141bは相互に干渉する。
このため、開口部141a,141bのうちの相互に干
渉する部分は、隔壁146を残して、切り欠かれた状態
に形成されている。
は、図11〜図13に示した衛星S1,S2の相対距離
(正確には各衛星の静止位置の経度差)とパラボラ反射
鏡11の開口径および焦点距離等に依存し、衛星S1,
S2の経度差が小さくなるほど、Lも小さくなる。例え
ば、衛星S2が東経128度に位置するJCSAT−3
であり、衛星S1が近々打ち上げられて東経124度に
位置する予定のJCSAT−4であるとすると、両者の
経度差は僅か4度となる。ここで、パラボラ反射鏡11
の開口径を例えば40cm程度と小型化し、その焦点距
離を例えば20cm程度にしたとすると、一般にF/D
と表記される焦点距離とアンテナ開口径との比は0.5
程度となり、このときの導波路140a,140bの相
互間隔Lは22mm程度となる。一方、このような小型
のパラボラ反射鏡11によって必要な受信感度を得よう
とすると、各開口部141a,141bの開口径φは2
5mmを越える必要があると考えられる。したがって、
この場合には開口部141a,141bが互いに干渉し
合うことになるが、両者の干渉部分をそれぞれ切り欠い
て図5〜図7に示したような形状とすることにより、間
隔Lおよび開口径φに対する要求を同時に満たすことが
でき、接近した2つの衛星からの電波を小型のパラボラ
反射鏡11を用いて必要な感度で受信することが可能と
なる。
径φの好適な選択例を挙げる。受信電波の周波数を例え
ば12.20GHz〜12.75GHzとし、間隔Lを
例えば21.7mmとし、パラボラ反射鏡11の開口径
を例えば40cmとした場合において、開口部141
a,141bの開口径φを21mm,25mm,28m
mの3通りに設定して実験を行った。この結果、開口径
φを21mmにした場合に比べて開口径φを25mmま
たは28mmにした場合には、0.2dB〜0.3dB
程度のゲイン(利得)の向上と、0.2dB〜0.4d
B程度のノイズ低減効果とを得ることができ、両者を併
せたC/N(キャリア/ノイズ)差は、0.4dB〜
0.6dB程度向上した。ここで、開口径φが25mm
の場合と28mmの場合とではC/N差はほぼ同じであ
ったので、2つの開口部141a,141bの干渉量
(切欠量)が少なく円形からの変形量が少なくて済む2
5mmの方を採用するのがより好適である。
他の方向から飛び込んでくるノイズ成分をキャンセルし
て開口部141a,141bから導波路140a,14
0b内へノイズが侵入するのを防止するためのものであ
る。図6に示したように、リング部143の内側の溝の
深さMは電波の波長の4分の1となるように形成され
る。このため、リング部143の外側に入射した電波R
1によって生じた表面電流Iはリング部143の内側の
溝を越える際に波長の2分の1の位相差を生じ、この電
流が、溝の内側のフィードホーン本体部に入射する電波
R2によって生ずる電流とキャンセルし合うのである。
すなわち、このリング部143の存在によりノイズ成分
が低減されて受信感度が向上する。
は、非導電体(例えば、PE(ポリエチレン)やAES
(アクリル樹脂の一種)等の合成樹脂)で形成され、主
として防水のために設けられるが、このほかに、電波の
収束効果を上げるという目的のためにも使用される。例
えば、キャップ144の全体を誘電正接(誘電率の損失
正接;tan(ε′/ε″);但し、ε′,ε″はそれ
ぞれ複素誘電率εの実部と虚部)の低い材質で形成する
と共に、その内側部を開口部141a,141bの形状
に合わせて突出させた形状に加工し、キャップ144を
フィードホーン部14に装着したときに上記の突出部が
最適位置に配置されるように構成するのが好適である。
この場合には、上記の突出部がいわばレンズとして作用
し得るので、結果として開口部141a,141bの径
が大きくなったのと等価となり、集波効果の向上により
受信感度を上げることができる。
ンプ部13におけるXX′断面を拡大して表すものであ
り、図9は図4における矢印Cの方向から受信回路部1
5を見た状態を表すものである。ここで、図8は図9に
おけるXX′断面にも対応する。なお、図8では図3で
示したキャップ144の図示を省略し、図9では図8に
示した蓋板154の一部および遮蔽部材153の図示を
省略し、図8および図9では図4に示した同軸ケーブル
17の図示を省略している。
部15は、導電体からなる筐体151と、この筐体15
1内に収容された基板モジュール152と、この基板モ
ジュール152の主要部を覆うようにして配設された導
電体からなる遮蔽部材153と、筐体151を密封する
ための導電体からなる蓋板154とを有している。ここ
で、筐体151は、例えばアルミニウム等の金属ダイカ
ストのようにフィードホーン本体部142と一体に形成
されるが、これに限らず、両者を別体として形成し連結
するようにしてもよい。
来する側)には、接地用パターン152a(図9では図
示せず)が形成され、フィードホーン本体部142の導
波路140a,140bと一面に接している。基板モジ
ュール152の表面側(電波の到来する面と反対側)に
は、導波路140a,140bの形状に対応してパター
ニングされた接地用パターン152bと、水平方向の直
線偏波の受信電極としての水平電極パターン152c−
1,152c−2と、垂直方向の直線偏波の受信電極と
しての垂直電極パターン152d−1,152d−2と
が形成されている。これらのパターンはいずれも、例え
ば銅箔等の薄膜導体で形成されている。但し、図8で
は、各パターンの厚さを実際よりも厚く描いている。
よび垂直電極パターン152d−1は、導波路140a
に対応して設けられた受信電極であり、このうち、水平
電極パターン152c−1は導波路140aを伝播して
きた水平方向の直線偏波を電気信号に変換し、垂直電極
パターン152d−1は導波路140aを伝播してきた
垂直方向の直線偏波を電気信号に変換するためのもので
ある。一方、水平電極パターン152c−2および垂直
電極パターン152d−2は導波路140bに対応して
設けられた受信電極であり、このうち、水平電極パター
ン152c−2は導波路140bを伝播してきた水平方
向の直線偏波を電気信号に変換し、垂直電極パターン1
52d−2は導波路140bを伝播してきた垂直方向の
直線偏波を電気信号に変換するようになっている。ここ
で、水平電極パターン152c−1,152c−2およ
び垂直電極パターン152d−1,152d−2が本発
明における「変換部」に対応する。
0bを伝播してきて基板モジュール152を透過した電
波を遮断するためのもので、筐体151と同様に、例え
ばアルミニウム等の金属ダイカストにより形成され、基
板モジュール152の表面側から接地用パターン152
bのみと面接触するようにして、図示しないねじによっ
て筐体151に固定されている。蓋板154は、筐体1
51内部を密閉して雨水の侵入を防止すると共に電磁遮
蔽するためのもので、導電体により形成されている。
の概略を表すものである。この基板モジュール152
は、主として受信信号の周波数変換と増幅とを行うコン
バータと呼ばれる回路を搭載している。具体的には、電
波を電気信号に変換するための4つの受信電極(水平電
極パターン152c−1,152c−2、および垂直電
極パターン152d−1,152d−2)と、水平電極
パターン152c−1または垂直電極パターン152d
−1の一方を選択するように切り替えを行うスイッチ部
156aと、水平電極パターン152c−2または垂直
電極パターン152d−2の一方を選択するように切り
替えを行うスイッチ部156bと、スイッチ部156
a,156bのいずれか一方の出力を選択するように切
り替えを行うスイッチ部157と、スイッチ部157の
出力端に接続された高周波増幅回路158と、高周波増
幅回路158の出力端に接続された混合回路159と、
混合回路159に所定の周波数の局部発振信号を供給す
る局部発振回路160と、混合回路159の出力端に接
続された中間周波増幅回路161とを備えている。中間
周波増幅回路161の出力端は、同軸ケーブル17(図
4等)が接続されるコネクタ155に接続されている。
また、この基板モジュール152は、同軸ケーブル17
からコネクタ155を介して供給される直流電圧(例え
ば15V程度)を基に、上記の各回路に安定した電力を
供給する安定化電源162が設けられている。
は、それぞれ、図示しない制御部からの切替信号に応じ
て切替動作を行うことにより、上記した4つの受信電極
のいずれか1つを選択して高周波増幅回路158と接続
するようになっている。なお、上記の制御部は、例え
ば、屋内に配設されたチューナ(図示せず)から同軸ケ
ーブル17を介して送られてきた受信偏波選択命令に応
じて上記の切替信号を出力するようになっている。高周
波増幅回路158は、水平電極パターン152c−1等
において受信した例えば12GHz帯の高周波信号をそ
のまま増幅するための回路で、例えばGaAs−FET
(ガリウム砒素電界効果トランジスタ)等のような非常
に低雑音の増幅素子を用いて構成されている。混合回路
159は、高周波増幅回路158で増幅された例えば1
2GHz帯の高周波信号と局部発振回路160から供給
された例えば11GHz帯の局部発振信号とをヘテロダ
イン検波して、同軸ケーブル17によって伝送可能な周
波数帯である例えば1GHz帯の中間周波数信号(IF
信号)を出力するようになっている。受信した高周波信
号の周波数を例えば12.25GHz〜12.75GH
zとし、局部発振信号の周波数を例えば11.2GHz
とすると、IF信号の周波数は1.05GHz〜1.5
5GHzとなる。中間周波増幅回路161は、混合回路
159から出力されたIF信号に対し、同軸ケーブル1
7を伝送する際の信号減衰を補償し図示しないチューナ
のノイズ指数に起因する画質劣化を低減するために必要
なレベルまで、増幅を行う。
作用および動作を説明する。
ンテナ装置の調整方法を説明する。この調整には、フィ
ードホーン部14と受信回路部15とを一体化して構成
した受信ユニット16の回転角の調整と、パラボラ反射
鏡11および受信ユニット16を含むアンテナ装置全体
の仰角の調整と、このアンテナ装置全体の方位角の調整
とがある。ここではまず、受信ユニット16の回転角の
調整が必要な理由、およびその調整方法を説明する。
に示した2つの衛星S1,S2であるとする。ここで、
上記したように、例えば衛星S2が赤道上空36000
kmの高さで東経128度に静止軌道をもつJCSAT
−3であり、衛星S1が赤道上空36000kmの高さ
で東経124度に静止軌道をもつJCSAT−4である
とすると、例えば東経約140度の東京においては、こ
れらの衛星S1,S2は、図12に示したように南西の
空に静止しているように見える。これらの衛星は共に赤
道上に位置するので、2つの衛星の中点の経度(ここで
は東経126度)の経線上の地点から2つの衛星を見た
場合には、各衛星の仰角(水平線を基準とした見かけ上
の高度角)は等しくなるが、上記した中点経度の経線上
にない地点から見ると、図12および図14に示したよ
うに、2つの衛星S1,S2の仰角β1,β2は等しく
はなく、しかも観測地点の緯度および経度によって両者
の仰角差(β2−β1)は変化する。例えば、衛星S
1,S2の中点の経度から離れるほど仰角差は拡大する
方向に変化する。具体的には、図12に示したように、
アンテナ装置の設置地点の経度(ここでは140度)に
より近い経度に位置する衛星S2の仰角は、より遠い経
度に位置する衛星S1の仰角よりも大きい。言い換える
と、衛星S1よりも衛星S2の方が高い位置に見えるの
である。したがって、例えば日本国内の各地でアンテナ
装置を設置する場合には、設置地点における2つの衛星
S1,S2の仰角差に応じてパラボラ反射鏡11による
各衛星からの電波の集波位置も変化するので、最良の受
信感度を得るには、実際の各集波位置に受信ユニット1
6の2つの開口部141a,141bをそれぞれ合わせ
込む必要があるのである。
口部141a,141bとの合わせ込みを行うべく、本
実施の形態では、クランプ部13によって、フィードホ
ーン部14を含む受信ユニット16全体を、中点軸を中
心として回転可能に保持すると共に、フィードホーン部
14を回転させることによって各集波位置に開口部14
1a,141bの各中央部をそれぞれ合わせ込み、この
状態で、図示しない固定ねじ等によりフィードホーン部
14をクランプ部13に固定する。この点が、本発明に
係るアンテナ装置の調整方法における特徴の一つをなし
ている。なお、この場合のフィードホーン部14の回転
角はアンテナ装置の設置地点の主として経度により定ま
るので、予めフィードホーン部14の周囲に設置地点ご
との回転角を目盛っておき、利用者はこの目盛りに従っ
て受信ユニット16の回転調整を行うようにすればよ
い。
に対して受信ユニット16の回転調整を行った後の状態
を表すものである。なお、この図はパラボラ反射鏡11
の側から受信ユニット16を見た状態を示している。こ
の例では、パラボラ反射鏡11の焦点Fを通る中点軸を
中心として、受信ユニット16全体(すなわちフィード
ホーン部14)を水平方向から角度αだけ時計方向に回
転させた位置に調整されている。
140度の東京の場合には、衛星S1,S2(ここでは
JCSAT−4,JCSAT−3)に対する仰角β1,
β2(図14)はそれぞれ約45.3度,46.7度と
なり、この場合の仰角差(β2−β1)は約1.4度と
なる。この仰角差の存在により、衛星S1,S2からの
電波のパラボラ反射鏡11による集波位置P1,P2が
上下にずれることとなるが、この場合、中点軸を中心と
して受信ユニット16を約18度だけ時計方向に回転す
ると、各集波位置P1,P2が各開口部141a,14
1bのそれぞれほぼ中央にくるようになる。すなわち、
東京においては受信ユニット16の回転調整角αは約1
8度となる。
の調整を行ったのち、今度はアンテナ装置の仰角および
方位角の調整を行う。このアンテナ装置の仰角の調整
は、図1における仰角調整機構21によって行う。すな
わち、仰角調整機構21の円弧状の長孔21aに挿通さ
れた固定用ボルト21bと回転中心となる固定用ポルト
21cとを緩めて、パラボラ反射鏡11を設置地点の緯
度や経度に応じて予め定められた仰角位置にまで動か
し、そこで固定用ボルト21b,21cを締めることで
パラボラ反射鏡11を固定する。また、このアンテナ装
置の方位角の調整は、図1における方位角調整機構22
によって行う。すなわち、方位角調整機構22の円弧状
の長孔22aに挿通された固定用ボルト22bと回転中
心となる固定用22cとを緩めて、パラボラ反射鏡11
を設置地点の経度に応じて予め定められた方位角位置に
まで動かし、そこで固定用ボルト22b,22cを締め
ることでパラボラ反射鏡11を固定する。そして、さら
に、この状態で実際に電波を受信し、その受信状態が最
良となるように仰角および方位角の微調整を行う。
明する。
周波のCS放送波は、図13に示したようにパラボラ反
射鏡11で反射されてフィードホーン部14の開口部1
41a,141bの各中央部付近にそれぞれ集波され、
さらに、導波路140a,140bによって図8の基板
モジュール152へと導かれる。この場合、衛星S1,
S2から送出されるCS放送波は、水平方向および垂直
方向の2種類の偏波である。
周波の電波は、この基板モジュール152の表面側に設
けられた水平電極パターン152c−1,152c−
2,垂直電極パターン152d−1,152d−2によ
って高周波の電気信号に変換され、図10に示した高周
波増幅回路158に選択的に入力される。このとき、上
記の4つ電極パターンからの信号のうちのいずれを高周
波増幅回路158に入力するかについては、図示しない
制御部によってスイッチ部156a,156b,157
を切り替えることで選択する。
は必ずしも水平または垂直方向と一致するものではな
く、この偏波方向が水平または垂直方向となす角(以
下、偏波角γという。)は受信地点の緯度および経度に
よってかなり変化する。例えば、衛星S1が東経124
度に位置するJCSAT−4の場合、沖縄の那覇におけ
る偏波角γが約7.4度であるのに対し、東京における
偏波角γは約20.7度と大きい。また、衛星S2が東
経128度に位置するJCSAT−3の場合、沖縄の那
覇での偏波角γが約0.6度であるのに対し、東京での
偏波角γは約15.9度と大きい。一方、図9に示した
各受信電極パターン(水平電極パターン152c−1,
152c−2,垂直電極パターン152d−1,152
d−2)は、通常、アンテナの使用可能エリア(例えば
日本国内)の中心付近の基準地点(例えば大阪)におけ
る受信電波の偏波角γに正確に合わせて作成される。し
たがって、仮に、この基準地点以外の地点で、受信ユニ
ット16の回転方向の傾きを一定(ここでは、大阪での
方向と同じ)にして設置したとすると、図9に示したよ
うに、受信地点に応じて、受信電極パターンと偏波方向
との間(例えば、垂直電極パターン152d−1の方向
と受信電波の垂直偏波方向Hとの間)に、その受信地点
に固有の偏波角の差(以下、偏波角変化量Δγとい
う。)が生じることとなり、効率的な電波・電気信号変
換ができなくなってゲインが低下する。特に、使用可能
エリアの境界近くの領域(例えば、北海道や九州等)に
おいては偏波角変化量Δγが大きくなり、受信感度が極
端に悪化する。
点(例えば大阪)での受信電波の偏波方向と、受信可能
エリア内における他の地点(例えば東京)での受信電波
の偏波方向との差(すなわち、上記した偏波角変化量Δ
γ)は、上記の基準地点におけるフィードホーン部14
の回転調整角α(図15)と、受信地点におけるフィー
ドホーン部14の回転調整角αとの差(以下、回転角変
化量Δαという。)にほぼ等しいことである。例えば、
2つの衛星S1,S2からの電波の偏波角γは、大阪で
はそれぞれ約16.1度,10.7度であり、東京では
それぞれ約20.7度,15.9度であるから、各衛星
についての偏波角変化量Δγは、それぞれ約4.6度,
5.2度となる。一方、フィードホーン部14の回転調
整角αは、大阪では約13.4度であり、東京では約1
8.3度であるから、回転角変化量Δαは約4.9度と
なる。すなわち、偏波角変化量Δγと回転角変化量Δα
とはほぼ等しくなる。したがって、図15に示したよう
に、フィードホーン部14を受信地点の緯度や経度によ
って定まる適正な回転調整角αだけ回転させる調整を行
った場合には、それと同時に、偏波角変化量Δγの補正
も自動的に行われるのである。このため、上記したよう
な偏波誤差に起因するゲインの劣化は殆ど発生せず、ま
た、目的の偏波方向と交差する方向の偏波の混入による
不要な受信信号レベルを低減でき、目的のチャネルに関
して良好な受信感度を確保することができる。なお、フ
ィードホーン部14の適正な回転角αと偏波角γとは厳
密には一致せず、両者の差は受信地点によって多少変化
するものの、その差の範囲は、日本国内の主要地域では
1度以下であるので、実際上、問題にはならない。
8に入力された高周波受信信号は、ここでその周波数の
まま増幅されて混合回路159に入力される。混合回路
159は、高周波増幅回路158で増幅された高周波信
号と局部発振回路160から供給された局部発振信号と
をヘテロダイン検波して、その差分周波数をもつIF信
号を出力し、中間周波増幅回路161に入力する。中間
周波増幅回路161は、混合回路159から出力された
IF信号を必要なレベルまで増幅する。こうして増幅さ
れたIF信号は、同軸ケーブル17を経由して屋内のチ
ューナ(図示せず)に送られ、図示しないテレビジョン
受像機における画面表示に供される。
ナ装置では、クランプ部13により、フィードホーン部
14を含む受信ユニット16全体を中点軸を中心として
回転できるように保持することとしたので、アンテナ装
置の設置地点に依存して変化する各衛星からの電波の集
波位置と開口部141a,141bとの合わせ込みを容
易に行うことができる。しかも、パラボラ反射鏡11全
体を回転するのでなく、導波路140a,140bのみ
(正確には、受信ユニット16の部分のみ)を回転させ
るようにしたので、最も重量のあるパラボラ反射鏡11
を回転可能に保持する機構が必要なくなり、強風に対す
る耐性が向上する。さらに、パラボラ反射鏡11自体は
常に基準位置にあるので、そこに描かれた文字記号等の
デザインが傾いた状態で設置されるという外観上の不具
合を解消することもできる。
は、2つの導波路140a,140bを有するフィード
ホーン部14と受信回路部15とを一体として1つの受
信ユニット16を構成したので、従来のようにアンテナ
装置ごとに受信ビーム数に応じた数の受信ユニットを用
意する必要がなく、単一の受信ユニット16のみを用意
すればよい。このため、部品点数が少なくなり、装置構
成が簡略化する。また、複数の受信ユニットの各々を1
つの反射鏡の各集波位置に対応させて配置し固定する従
来装置に対し、本アンテナ装置では単一の受信ユニット
16のみを用いるので、その位置決め機構や固定機構が
簡単となり、設置作業も容易となる。さらに、2つの導
波路140a,140bに対応して共通の受信回路部1
5を設け、これらの導波路140a,140bからの受
信信号を適宜切り替えて受信回路部15で処理するよう
にしたので、受信ユニット16と屋内のチューナ部とを
結ぶための同軸ケーブルが1本で足り、配線も簡単とな
る。また、リング部143を設けたことにより、ノイズ
の低減が可能となる。
は、導波路140a,140bの各開口部141a,1
41bが互いに干渉し合う場合には、両者の干渉部分を
切り欠くようにして開口部141a,141bを形成し
たので、両者の間隔Lを小さくすると同時にそれぞれの
開口径φを大きくするという相反する要求を同時に満た
すことができる。このため、小型のパラボラ反射鏡11
を用いた場合であっても、接近した2つの衛星からの各
電波を効率よく分離してそれぞれ十分な感度で受信する
ことが可能となる。
たが、本発明はこの実施の形態に限定されず、その均等
の範囲内で種々変更可能である。例えば、上記の実施の
形態では、衛星S1,S2をCS放送用の衛星として説
明したが、本発明はこれに限定されず、BS放送用の衛
星にも適用可能である。但し、このBS放送では円偏波
が用いられるので、この場合には図9に示した基板モジ
ュール152に代えて、図16に示したような受信電極
パターン152e−1,152e−2を有する基板モジ
ュール152′を用いる。この図で図9と同一部分には
同一の符号を付す。この例では、導波路140a,14
0bにそれぞれ対応する受信電極パターン152e−
1,152e−2を、垂直方向からそれぞれ+/−方向
に所定の角度(例えば45度)ずつ傾いた方向に延びる
ように形成し、また、接地用パターン152b′を、上
記の受信電極パターン152e−1,152e−2を避
けるようにしてパターニングしている。その他の構成は
図9の場合と同様である。なお、BS放送では円偏波が
用いられるので、CS放送の場合に問題となる偏波誤差
という概念はなく、受信ユニット16の回転調整は、単
に、各衛星からの電波の集波位置と導波路140a,1
40bとの位置合わせのためにのみ行われる。
ち、CSとCS、またはBSとBS)には限られず、異
種衛星(すなわちCSとBS)からの電波を受信可能な
アンテナ装置を構成することも可能である。この場合に
は、基板モジュールのうち、CSからの電波を受信する
導波路に対応した部分には、例えば図9に示したような
受信電極パターン(例えば水平電極パターン152c−
1および垂直電極パターン152d−1の組)を形成
し、BSからの電波を受信する導波路に対応した部分に
は、例えば図16に示したような受信電極パターン15
2e−2等を形成すればよい。
置では、導波路140a,140bに対して共通に配設
した基板モジュール152にコンバータに相当する回路
部分を1組だけ搭載し、このコンバータに相当する回路
部分を各衛星からの受信電波に対して共用するようにし
たが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、
1つの基板モジュール上にコンバータに相当する回路部
分を2組搭載し、これらの各回路部分を各衛星からの受
信信号の処理に割り当てるようにしてもよい。さらに、
コンバータに相当する回路部分をそれぞれ搭載した2つ
の独立した基板モジュールを用意し、これらの各基板モ
ジュールを各衛星からの受信信号の処理に割り当てるよ
うにしてもよい。
置では、2つの導波路140a,140bをフィードホ
ーン部14の一部として一体に形成すると共に、これら
の導波路140a,140bに対応して1つの受信回路
部15を設け、フィードホーン部14と受信回路部15
とを1つの受信ユニット16として構成しているが、本
発明はこれに限られるものではなく、導波路と受信回路
部とを1対1で一体化して1つの受信ユニットを構成す
ると共に、このような受信ユニットを2つ用意し、これ
らの各受信ユニットを各衛星からの受信電波に対応させ
て配設するようにしてもよい。この場合には、各受信ユ
ニットの導波路開口部間の中点とパラボラ反射鏡11の
焦点とを一致させるように配置すると共に、上記の中点
を通り各受信ユニットの導波路と平行な軸を中心として
2つの受信ユニットの全体をそのままの状態で回転可能
に保持すればよい。
からの電波を受信可能なデュアルビームアンテナ装置に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、3つ以上の衛星からの電波を受信可能なマルチビ
ームアンテナ装置に適用することも可能である。
に並ぶ3つの衛星からの電波を受信可能なトリプルビー
ムアンテナ装置を構成する場合には、例えば図17に示
したように、それぞれの衛星からの電波を受信するため
の導波路140a′,140b′,140c′を直線上
に並べて形成すると共に、それぞれの入り口に開口部1
41a′,141b′,141c′を形成し、それらの
周囲にリング部143′を形成してフィードホーン部1
4′を構成する。そして、3つの開口部141a′,1
41b′,141c′の配列方向の中点がパラボラ反射
鏡11の焦点Fに一致するようにしてフィードホーン部
14′を配置すると共に、上記した中点(焦点F)を通
り導波路140a′,140b′,140c′に平行な
軸を中心としてフィードホーン部14′を回転できるよ
うに構成すればよい。この場合にも、3つの導波路と1
つの受信回路部とを一体化して構成した受信ユニットを
1つだけ配設するようにしてもよいし、あるいは、上記
したように、導波路と受信回路部とを1対1で一体化し
て1つの受信ユニットを構成すると共に、このような受
信ユニットを3つ用意し、これらの各受信ユニットを各
衛星からの受信電波に対応させて配設するようにしても
よい。4つ以上の衛星に対応したアンテナ装置を構成す
る場合も同様である。
求項2に記載のアンテナ装置、または請求項3もしくは
請求項4に記載のアンテナ装置の調整方法によれば、反
射鏡により集波された各電波を変換部にそれぞれ導く複
数の導波路の全体を、所定の軸を中心として回転可能に
保持するようにしたので、これらの複数の導波路の全体
を所定の軸を中心として回転させることにより、各導波
路をそれぞれ対応する衛星からの電波の集波位置に配置
させるための調整を容易に行うことができ、設置作業が
簡単になるという効果がある。また、反射鏡全体を回転
するのでなく、導波路部分を回転させるようにしたの
で、最も重量のある反射鏡を回転可能に保持するための
機構が不要となり、強風に対する耐性が向上する。さら
に、反射鏡自体は常に基準位置にあるので、そこに描か
れた文字記号等のデザインが傾いた状態で設置されると
いう従来の外観上の不具合を解消することができるとい
う効果もある。
請求項4記載のアンテナ装置の調整方法によれば、複数
の導波路を、その配列方向の中点が反射鏡の焦点と一致
するように配置すると共に、その全体を、焦点を通り導
波路と平行な軸を中心として回転可能に保持するように
したので、各衛星からの電波の集波位置に各導波路を配
置させるための調整を的確に行うことができ、各衛星か
らの電波を感度よく受信することができる。しかも、直
線偏波を用いる衛星放送を受信する場合には、複数の導
波路を回転させる調整を行うことによって、自動的に、
受信地点の経度等に起因して生ずる偏波誤差の補正も行
われるので、受信感度が一層向上するという効果もあ
る。
体を表す斜視外観図である。
て表す斜視外観図である。
る。
る。
図である。
断面図である。
一部断面図である。
ある。
を表すブロック図である。
る。
ってフィードホーン部に集波される様子を説明するため
の説明図である。
である。
ある。
構成例を表す背面図である。
の構成例を表す正面図である。
部、14…フィードホーン部、15…受信回路部、16
…受信ユニット、17…同軸ケーブル、21…仰角調整
機構、22…方位角調整機構、23…固定部、140
a,140b、140a′,140b′,140c′…
導波路、141a,141b,141a′,141
b′,141c′…開口部、142…フィードホーン本
体部、143…リング部、144…キャップ、151…
筐体、152…基板モジュール、152c−1,152
c−2…水平電極パターン、152d−1,152d−
2…垂直電極パターン、152e−1,152e−2…
受信電極パターン、153…遮蔽部材、154…蓋板、
S1,S2…衛星
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の衛星からの電波を反射してそれぞ
れ異なる位置に集波する反射鏡と、 電波を電気信号に変換する変換部と、 前記各衛星に対応して所定間隔で配列され、前記反射鏡
により集波された各電波を前記変換部にそれぞれ導く複
数の導波路と、 前記複数の導波路の全体を、所定の軸を中心として回転
可能に保持する保持手段とを備えたことを特徴とするア
ンテナ装置。 - 【請求項2】 前記複数の導波路は、その配列方向の中
点が前記反射鏡の焦点と一致するように配置されると共
に、その全体が、前記焦点を通り前記導波路と平行な軸
を中心として回転可能に保持されていることを特徴とす
る請求項1記載のアンテナ装置。 - 【請求項3】 複数の衛星からの電波を反射してそれぞ
れ異なる位置に集波する反射鏡と、 電波を電気信号に変換する変換部と、 前記各衛星に対応して所定間隔で配列され、前記反射鏡
により集波された各電波を前記変換部にそれぞれ導く複
数の導波路とを備えたアンテナ装置の調整方法であっ
て、 前記複数の導波路の全体を、所定の軸を中心として回転
可能に保持すると共に、 前記複数の導波路の全体の回転により、各導波路をそれ
ぞれ対応する衛星からの電波の集波位置に合わせる調整
を行うことを特徴とするアンテナ装置の調整方法。 - 【請求項4】 前記複数の導波路を、その配列方向の中
点が前記反射鏡の焦点と一致するように配置すると共
に、その全体を、前記焦点を通り前記導波路と平行な軸
を中心として回転可能に保持するようにしたことを特徴
とする請求項3記載のアンテナ装置の調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17063397A JPH1117445A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | アンテナ装置およびその調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17063397A JPH1117445A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | アンテナ装置およびその調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117445A true JPH1117445A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15908502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17063397A Pending JPH1117445A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | アンテナ装置およびその調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1117445A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999060658A1 (en) * | 1998-05-15 | 1999-11-25 | Cambridge Industries Limited | Low noise block (lnb) mounting system |
| JP2000022438A (ja) * | 1998-06-16 | 2000-01-21 | Acer Inc | 複数のフィードを有する受信装置及びマイクロ波修正レンズ |
| JP2014131358A (ja) * | 2014-04-04 | 2014-07-10 | Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd | アンテナ装置 |
-
1997
- 1997-06-26 JP JP17063397A patent/JPH1117445A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999060658A1 (en) * | 1998-05-15 | 1999-11-25 | Cambridge Industries Limited | Low noise block (lnb) mounting system |
| JP2000022438A (ja) * | 1998-06-16 | 2000-01-21 | Acer Inc | 複数のフィードを有する受信装置及びマイクロ波修正レンズ |
| JP2014131358A (ja) * | 2014-04-04 | 2014-07-10 | Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd | アンテナ装置 |
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