JP2010136258A - Tracking antenna - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tracking antenna capable of avoiding gimbal lock without using three high-torque motors. <P>SOLUTION: In an azimuth angle axis, an elevation angle axis and an orthogonal elevation angle axis, an orientation direction around the orthogonal elevation angle axis is controlled within a relatively limited range in accordance with a physical technique for moving a physical position of a feeding section or an electrical technique with which a plurality of element antennas constituting the feeding section are provided and excited with appropriate amplitude and phase distributions. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、移動体衛星通信用地球局装置における指向方向追尾アンテナ技術に関する。   The present invention relates to a pointing direction tracking antenna technique in an earth station device for mobile satellite communication.

指向方向追尾アンテナは、仰角・方位角方向に指向方向を調整するため、仰角および方位角軸のそれぞれの軸周りに回転する機構が必要となる。図1は、この機構に基づく従来の追尾アンテナにおいて追尾範囲を低仰角に限定した追尾アンテナ(以下、従来型2軸制御アンテナ)の構成である。図1に示すように低仰角を指向する場合は、仰角軸および方位角軸周りに回転させることで、二次元的に指向方向を制御することができる。しかしながら、天頂(仰角90度)を指向する場合、仰角軸と直交する方向には駆動できない。この状態で仰角軸と直交する指向方向を制御するためには、方位角軸を瞬時に90度回転させなければならないが、現実には不可能である。この状態は一般的にジンバルロックと呼ばれる。ジンバルロックを回避するためには、非特許文献1に記載の通り、図2に示すように仰角軸に直交する軸(直交仰角軸)を追加した3軸の回転機構を取っている。本構成を従来型3軸制御アンテナと呼ぶ。   Since the pointing direction tracking antenna adjusts the pointing direction in the elevation and azimuth directions, a mechanism that rotates around each of the elevation and azimuth axes is required. FIG. 1 shows a configuration of a tracking antenna (hereinafter, a conventional two-axis control antenna) in which a tracking range is limited to a low elevation angle in a conventional tracking antenna based on this mechanism. When directing a low elevation angle as shown in FIG. 1, the orientation direction can be controlled two-dimensionally by rotating around the elevation axis and the azimuth axis. However, when pointing to the zenith (elevation angle 90 degrees), it cannot be driven in a direction perpendicular to the elevation axis. In order to control the directivity direction orthogonal to the elevation angle axis in this state, the azimuth angle axis must be instantaneously rotated by 90 degrees, but this is impossible in practice. This state is generally called gimbal lock. In order to avoid the gimbal lock, as described in Non-Patent Document 1, as shown in FIG. 2, a three-axis rotation mechanism to which an axis orthogonal to the elevation angle axis (orthogonal elevation angle axis) is added is taken. This configuration is called a conventional three-axis control antenna.

なお、通信用のアンテナの場合、偏波軸を合わせる必要があり、図3に示すように指向方向に対して給電部を軸周りに回転させることで偏波軸を合わせることを実現する。一般的にはアンテナの給電部を物理的に回転させることでこれを行っている。   In the case of a communication antenna, it is necessary to align the polarization axis, and as shown in FIG. 3, the polarization axis is aligned by rotating the power feeding unit around the axis with respect to the directivity direction. In general, this is done by physically rotating the feeding portion of the antenna.

「追跡用3軸旋回装置」、鳴海他、東芝レビューVol.59、No.10、2004“Tracking 3-axis swivel device”, Narumi et al., Toshiba Review Vol. 59, no. 10, 2004

従来型3軸制御アンテナでは、方位角軸および直交する2つの仰角軸は、アンテナ全体を回転させる必要がある。移動体衛星地球局に用いられるアンテナは、開口径がφ1mを超えるような大型構造体であり、追尾アンテナを実現するためには3つの高トルクのモータが必要となる。   In a conventional three-axis control antenna, the azimuth axis and two orthogonal elevation axes need to rotate the entire antenna. The antenna used for the mobile satellite earth station is a large structure having an aperture diameter exceeding φ1 m, and three high-torque motors are required to realize the tracking antenna.

このとき高トルクモータは重量も小さくないため、高トルクのモータを複数備えなければならないことは、アンテナ全体の重量のさらなる増大を招くとともに、モータの重量を考慮したトルク要求が必要となる。さらに、追尾速度・追尾精度を高める場合、より高トルクの性能が要求されるため、さらなるアンテナ重量の増大につながる。   At this time, since a high torque motor is not small in weight, the necessity of providing a plurality of high torque motors causes a further increase in the weight of the entire antenna and requires a torque request in consideration of the weight of the motor. Further, when the tracking speed and tracking accuracy are increased, higher torque performance is required, which leads to further increase in antenna weight.

したがって、本発明は3つの高トルクのモータを使用することなく、ジンバルロックを回避できる追尾アンテナを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a tracking antenna that can avoid gimbal lock without using three high torque motors.

上記目的を実現するため本発明による追尾アンテナは、仰角軸および方位角軸の2軸に対して、指向方向を制御する手段と、前記仰角軸と直交する直交仰角軸に対して、前記2軸より狭い範囲で指向方向を制御する副調整手段とを備えている。   In order to achieve the above object, the tracking antenna according to the present invention comprises means for controlling a directivity direction with respect to two axes of an elevation angle axis and an azimuth angle axis, and the two axes with respect to an orthogonal elevation angle axis orthogonal to the elevation angle axis. And sub-adjusting means for controlling the directivity direction in a narrower range.

また、前記追尾アンテナは複数の素子アンテナで構成され、前記副調整手段は,前記各素子アンテナの励振分布を変化させる手段であることも好ましい。   The tracking antenna is preferably composed of a plurality of element antennas, and the sub-adjusting means is means for changing an excitation distribution of each element antenna.

上記目的を実現するため本発明による追尾アンテナは、反射鏡と該反射鏡を給電するための給電部とから構成される追尾アンテナにおいて、仰角軸および方位角軸の2軸に対して、前記反射鏡の指向方向を制御する手段と、前記仰角軸と直交する直交仰角軸に対して、前記2軸より狭い範囲で前記反射鏡の指向方向を制御する副調整手段とを備えている。   In order to achieve the above object, the tracking antenna according to the present invention is a tracking antenna composed of a reflecting mirror and a power feeding unit for feeding the reflecting mirror. Means for controlling the directivity direction of the mirror, and sub-adjustment means for controlling the directivity direction of the reflecting mirror within a range narrower than the two axes with respect to the orthogonal elevation angle axis orthogonal to the elevation angle axis.

また、前記副調整手段は、前記給電部の位置を可動させる手段であることも好ましい。   Moreover, it is preferable that the said sub adjustment means is a means to move the position of the said electric power feeding part.

また、前記反射鏡は回転対称な反射鏡であり、前記給電部は前記反射鏡の焦点位置からずらした位置に配置され、前記副調整手段は、前記給電部を前記焦点周りに回転させる手段であることも好ましい。   The reflecting mirror is a rotationally symmetric reflecting mirror, the power feeding unit is arranged at a position shifted from the focal position of the reflecting mirror, and the sub-adjusting means is means for rotating the power feeding unit around the focal point. It is also preferable that there is.

また、前記給電部の電磁界分布を制御する手段をさらに含むことも好ましい。   It is also preferable to further include means for controlling the electromagnetic field distribution of the power feeding unit.

また、前記給電部は複数の素子アンテナで構成され、前記副調整手段は、前記各素子アンテナの励振分布を変化させる手段であることも好ましい。   In addition, it is preferable that the power feeding unit includes a plurality of element antennas, and the sub-adjusting unit is a unit that changes an excitation distribution of each element antenna.

本発明の追尾アンテナは、ジンバルロックを回避する従来型3軸制御アンテナにおいて、アンテナ全体を回転させるための3つの高トルクモータ(方位角軸、仰角軸、直交仰角軸)で構成していた追尾アンテナに対し、2つの高トルクモータ(方位角軸、仰角軸)と副調整手段で追尾アンテナを構成することが可能であり、アンテナ重量の削減および低コスト化に寄与することができる。   The tracking antenna according to the present invention is a conventional three-axis control antenna that avoids gimbal lock, and is configured by three high torque motors (azimuth axis, elevation axis, orthogonal elevation axis) for rotating the entire antenna. A tracking antenna can be configured with two high-torque motors (azimuth angle axis and elevation angle axis) and sub-adjustment means for the antenna, which can contribute to reduction of antenna weight and cost reduction.

さらに、副調整手段で二次元的な指向方向制御を行うことで、より高速かつ高精度な追尾の実現にも寄与する。   Furthermore, by performing two-dimensional directivity control with the sub-adjusting means, it contributes to the realization of higher speed and higher accuracy tracking.

従来3つの高トルクモータ(方位角軸、仰角軸、直交仰角軸)で構成していた従来型3軸制御アンテナにおいて、高トルクモータの必要数を2(方位角軸、仰角軸)とし、ジンバルロックを回避することが可能な追尾アンテナのアンテナ構成例を以下に示す。   In the conventional three-axis control antenna that has been configured with three conventional high-torque motors (azimuth axis, elevation axis, orthogonal elevation axis), the required number of high-torque motors is two (azimuth axis and elevation axis). An example of the antenna configuration of a tracking antenna that can avoid locking is shown below.

本発明の技術的ポイントは、直交仰角軸周りの指向方向制御を担っていた部分を、従来技術のように高トルクモータによるアンテナ全体の姿勢変動を行うことなく、指向方向を制御する点にある。具体的には、給電部の物理的位置を移動させる物理的手法、もしくは、給電部を構成する素子アンテナを複数設け、適切な振幅および位相分布で励振する電気的方法で、直交仰角軸周りの比較的限定された範囲で指向方向を制御する点にある。これらの手法により直交仰角軸周りの指向方向制御手段を副調整手段と呼ぶ。   The technical point of the present invention is to control the directivity of the portion that was responsible for the directivity control around the orthogonal elevation axis without changing the attitude of the entire antenna by the high torque motor as in the prior art. . Specifically, a physical method of moving the physical position of the power feeding unit, or an electrical method in which a plurality of element antennas constituting the power feeding unit are provided and excited with an appropriate amplitude and phase distribution are used. The directivity is controlled within a relatively limited range. By these methods, the directivity direction control means around the orthogonal elevation axis is referred to as sub-adjustment means.

従来型2軸制御アンテナで、天頂(仰角90度)を指向する場合において、直交仰角軸方向に駆動する場合、方位角軸を瞬時に90度回転させる必要があったが、本発明のように、副調整手段を用いる場合は、副調整手段が直交仰角軸周りの追尾を行っている間に、方位角軸を90度回転させればよい。その後、仰角方向の制御量を、仰角軸による追尾に受け渡すことにより、ジンバルロックの回避が実現できる。非特許文献1の図5(c)に示すように、直交仰角軸周りの可変範囲は高々数度でジンバルロックが回避できることが確認できるため、副調整手段の制御範囲も同程度に狭くて構わない。   When the conventional biaxial control antenna is directed to the zenith (elevation angle 90 degrees) and driven in the orthogonal elevation axis direction, the azimuth axis must be instantaneously rotated 90 degrees. When using the sub-adjusting unit, the azimuth axis may be rotated by 90 degrees while the sub-adjusting unit is tracking around the orthogonal elevation axis. Thereafter, the control amount in the elevation angle direction is transferred to the tracking by the elevation angle axis, thereby avoiding gimbal lock. As shown in FIG. 5C of Non-Patent Document 1, since it can be confirmed that the variable range around the orthogonal elevation axis is at most several degrees and the gimbal lock can be avoided, the control range of the sub-adjusting means may be as narrow as that. Absent.

また、アンテナ全体の軸回転において粗調整を行い、可変範囲は限定的であるが高速・高精度制御が期待できる副調整手段において、二次元的な指向制御を適用することで、アンテナ全体として高速・高精度追尾が実現できる。物理的手法で副調整手段を実現する場合は、移動部分がアンテナ全体を回転させる場合に対して軽くなるため、高速な追尾を実現するためのモータへのトルク要求も小さくなる。また、電気的手法で副調整手段を実現するばあいは、そもそも設定の切り替えのみで対応が可能である。   In addition, coarse adjustment is performed for the whole antenna shaft rotation, and the variable range is limited, but the sub-adjustment means that can be expected to achieve high-speed and high-accuracy control can apply two-dimensional directivity control so that the antenna as a whole・ High precision tracking can be realized. When the sub-adjusting means is realized by a physical method, the moving part becomes lighter than the case where the entire antenna is rotated, so that the torque requirement for the motor for realizing high-speed tracking is also reduced. Further, when the sub-adjusting means is realized by an electrical method, it can be dealt with only by switching the setting.

図4は、本発明の第1の実施形態における指向方向追尾アンテナの構成例を示す。本構成例は、反射鏡および反射鏡を給電するための給電部(素子アンテナ)と、方位角軸、仰角軸および給電部位置を可動させる機構で構成される。反射鏡アンテナにおいては、素子アンテナの物理的位置に応じて、指向方向が変わるため、給電部を直交仰角軸周りに指向方向が変わるよう移動させることで、指向方向を制御できる。このとき、給電部の位置のみを微小な範囲で移動させればよいため、低トルクの小型のモータで実現できる。図5は、天頂方向を指向している場合の概念図であり、給電部の位置を制御することで直交仰角軸周りに指向方向を制御することができ、ジンバルロックの回避が確認できる。   FIG. 4 shows a configuration example of the pointing direction tracking antenna in the first embodiment of the present invention. This configuration example includes a reflecting mirror and a power feeding part (element antenna) for feeding power to the reflecting mirror, and a mechanism for moving the azimuth angle axis, the elevation angle axis, and the power feeding part position. In the reflector antenna, since the directivity direction changes according to the physical position of the element antenna, the directivity direction can be controlled by moving the feeding unit around the orthogonal elevation axis so that the directivity direction changes. At this time, since only the position of the power feeding unit needs to be moved within a minute range, it can be realized by a small motor with low torque. FIG. 5 is a conceptual diagram in a case where the zenith direction is directed. By controlling the position of the power feeding unit, the directing direction can be controlled around the orthogonal elevation axis, and the avoidance of gimbal lock can be confirmed.

反射鏡を開口径φ1mのパラボラとし、給電部を焦点位置に対して±5cmずらした場合の特性について解析例を示す。周波数は14GHz帯で行った。図6および図7は給電部位置を焦点位置に対して、それぞれ+5cmおよび−5cmのときの特性を、図8に給電部位置を焦点に設置したときの特性を示す。また、図9にカットパタンを示す。本例の場合、直交仰角軸に5度の連続的な指向方向制御が実現できていることが確認できる。   An analysis example is shown for the characteristics when the reflecting mirror is a parabola with an aperture diameter of φ1 m and the feeding portion is shifted ± 5 cm from the focal position. The frequency was in the 14 GHz band. 6 and 7 show the characteristics when the power feeding position is +5 cm and −5 cm, respectively, with respect to the focal position, and FIG. 8 shows the characteristics when the power feeding position is installed at the focus. FIG. 9 shows a cut pattern. In the case of this example, it can be confirmed that continuous directivity control of 5 degrees can be realized on the orthogonal elevation axis.

図10は、本発明の第2の実施形態におけるアンテナ構成を示す。本構成例は、回転対称の反射鏡および反射鏡を給電するための給電部と、方位角軸、仰角軸および給電部を回転させる機構(以下、給電部回転軸)で構成される。本アンテナは反射鏡の焦点位置からずれた場所に給電部を配置し、給電部回転軸により、給電部位置を焦点周りに回転させることを特徴とする。給電部位置を焦点位置からずらすことで、アンテナの指向方向はアンテナ正面からずれることになり、給電部を回転させることにより、アンテナの指向方向はアンテナ正面を中心として、一定の離角を有して回転する。このとき、給電部回転軸に使用するモータは、給電部のみを回転させればよいため、低トルクの小型のモータで実現できる。図11は天頂方向を指向している場合の概念図であり、給電部の位置を制御することで、直交仰角軸に指向方向を制御することができ、ジンバルロックの回避が確認できる。   FIG. 10 shows an antenna configuration in the second embodiment of the present invention. This configuration example includes a rotationally symmetric reflecting mirror and a power feeding unit for feeding power to the reflecting mirror, and an azimuth axis, an elevation angle axis, and a mechanism for rotating the power feeding unit (hereinafter referred to as a power feeding unit rotation axis). This antenna is characterized in that a power feeding unit is disposed at a position deviated from the focal position of the reflecting mirror, and the position of the power feeding unit is rotated around the focal point by a power feeding unit rotating shaft. By shifting the position of the power feeding unit from the focal position, the directivity direction of the antenna is deviated from the front of the antenna, and by rotating the power feeding unit, the directivity direction of the antenna has a certain angle around the front of the antenna. Rotate. At this time, since the motor used for the power feeding unit rotating shaft only needs to rotate the power feeding unit, it can be realized by a small motor with low torque. FIG. 11 is a conceptual diagram when the zenith direction is directed. By controlling the position of the power feeding unit, the directivity direction can be controlled with respect to the orthogonal elevation axis, and the avoidance of gimbal lock can be confirmed.

解析例に関しては、給電部位置の回転角度を0および180度にしたときの特性が、図6および図7に一致する。本例の場合、原点を中心から5度の離角を保ちながら指向方法が回転していることが確認できる。   Regarding the analysis example, the characteristics when the rotation angle of the power feeding unit position is 0 and 180 degrees coincide with those in FIGS. 6 and 7. In the case of this example, it can be confirmed that the pointing method is rotating while maintaining a 5 degree separation from the center of the origin.

しかしながら、本発明のアンテナにおける給電部回転軸は、従来型2軸および3軸制御アンテナにおいて、偏波調整に使用しているため、偏波追尾機能は損なわれることになる。そのため、本発明のアンテナは円偏波等の偏波追尾の不要なシステムに限定される。   However, since the feeding unit rotation axis in the antenna of the present invention is used for polarization adjustment in the conventional biaxial and triaxial control antennas, the polarization tracking function is impaired. Therefore, the antenna of the present invention is limited to a system that does not require polarization tracking such as circular polarization.

本例の場合、中心から離角が大きいほど、直交仰角軸周りの可変範囲が大きくなり、焦点からのずれ量を大きくすることが望ましい。しかしながら、単純に給電部位置のずれ量を大きくすると、図12に示すように利得が低下し、サイドロープレベルが上昇し、アンテナ特性が劣化する。これを回避するためには、給電部位置に特化した反射鏡面修正や給電部の電磁界分布を制御すればよい。電磁界分布の制御には開口面形状の修正や給電部のアレー化などで対応が可能である。   In the case of this example, the larger the angle of separation from the center, the larger the variable range around the orthogonal elevation axis, and it is desirable to increase the amount of deviation from the focal point. However, if the amount of shift of the power feeding unit position is simply increased, the gain decreases as shown in FIG. 12, the side rope level increases, and the antenna characteristics deteriorate. In order to avoid this, the reflection mirror surface correction specialized for the position of the power feeding unit and the electromagnetic field distribution of the power feeding unit may be controlled. The electromagnetic field distribution can be controlled by correcting the shape of the opening surface or by forming an array of the power feeding unit.

図13は、給電部を2素子で構成して、給電部の電磁界分布を制御した場合の解析例であり、これにより利得およびサイドロープ特性が改善していることが確認できる。この例では、給電部回転軸に対して可動する素子を基準として、給電部の回転軸上にもう一つの素子を配置し、10dB利得を下げて励振している。   FIG. 13 is an analysis example in the case where the power feeding unit is configured by two elements and the electromagnetic field distribution of the power feeding unit is controlled, and it can be confirmed that the gain and the side rope characteristics are improved. In this example, another element is arranged on the rotation axis of the power supply unit with the element movable with respect to the rotation axis of the power supply unit as a reference, and excitation is performed by reducing the 10 dB gain.

電磁界分布の制御の指針としては、低サイドロープ化と利得向上の実現が上げられる。すなわち、複数の素子アンテナで構成されるアンテナにおいて、各素子アンテナの励振振幅・位相分布をアンテナパタンが所望の特性(例えば、送信アンテナとしてサイドロープが規定を満足するような特性)となるように最適化、または、アンテナパタンが所望の特性となり、かつ、アンテナの利得が最大となるように最適化する。   As a guideline for the control of the electromagnetic field distribution, a low side rope and an improvement in gain can be realized. That is, in an antenna composed of a plurality of element antennas, the excitation amplitude / phase distribution of each element antenna is set so that the antenna pattern has a desired characteristic (for example, a characteristic in which a side rope as a transmission antenna satisfies a regulation). Optimization or optimization is performed so that the antenna pattern has a desired characteristic and the gain of the antenna is maximized.

図14は、本発明の第3の実施形態におけるアンテナ構成を示す。本構成例は、反射鏡アンテナを2つ以上の素子アンテナにて給電し、各素子アンテナを指向方向に応じ所定の振幅および励振することにより指向方向を制御する。各素子アンテナは90度ハイブリッド、位相制御手段、送信および受信用の増幅手段からなる。このとき、送信および受信系の増幅手段の位置が異なっているが、動作上はどちらでも問題ない。ただし、受信系においては、雑音の影響から素子アンテナの直後に接続することが求められ、送信系では動作レベルを均一化させる目的で、2つの90度ハイブリッドの間に接続している。   FIG. 14 shows an antenna configuration according to the third embodiment of the present invention. In this configuration example, a reflecting mirror antenna is fed by two or more element antennas, and the directivity is controlled by exciting each element antenna with a predetermined amplitude according to the directivity direction. Each element antenna includes a 90-degree hybrid, phase control means, and transmission and reception amplification means. At this time, the positions of the amplifying means in the transmission and reception systems are different, but there is no problem in operation. However, in the receiving system, it is required to connect immediately after the element antenna due to the influence of noise, and in the transmitting system, the connection is made between two 90-degree hybrids in order to equalize the operation level.

2つの素子アンテナは、±θからの指向方向の到来波に対して、最も受信レベルが高くなる位置に配置する。このとき一方の素子アンテナから給電した場合のビームの半値角が2θより小さく設定する必要がある。このとき各素子アンテナの励振振幅を調整することにより、直交仰角軸の周りの指向方向を−θ〜+θと制御することができる。なお、本例において位相制御手段を変化させることにより、2つのアンテナ素子への励振電力を連続的に制御することができ、直交仰角軸の周りの指向方向を−θ〜+θと制御することができる。   The two element antennas are arranged at a position where the reception level is highest with respect to the incoming wave in the directivity direction from ± θ. At this time, it is necessary to set the half-value angle of the beam when power is supplied from one element antenna to be smaller than 2θ. At this time, by adjusting the excitation amplitude of each element antenna, the directivity direction around the orthogonal elevation axis can be controlled to be −θ to + θ. In this example, by changing the phase control means, the excitation power to the two antenna elements can be controlled continuously, and the directivity direction around the orthogonal elevation axis can be controlled to -θ to + θ. it can.

なお、本願発明の追尾アンテナは、反射鏡アンテナに限定されない。例えば、平面アンテナの組み合わせで構成される追尾アンテナにも適用可能である。複数素子で構成されるアンテナにおいて、素子アンテナを適切な位相で励振することにより、指向方向を調整することが可能である。素子アンテナの間隔をdとすると、直交仰角軸周りの指向方向は、

Figure 2010136258
のように表せる。なお、ここでλは自由空間波長である。
図15は、2つの平面アンテナの組み合わせで構成される追尾アンテナの構成例を示す。このとき、衛星で一般的に使用される12/14GHz帯での自由空間波長は20mm〜25mm、アンテナ開口を1mとした場合、素子数を2とする場合、d=0.5mとなるため、±1.2度程度指向方向を可変させることが可能である。さらなる指向方向を得る場合は、素子アンテナ数を増加させ、素子間隔が小さくさせればよい。 The tracking antenna of the present invention is not limited to a reflector antenna. For example, the present invention can be applied to a tracking antenna configured by a combination of planar antennas. In an antenna composed of a plurality of elements, the directivity can be adjusted by exciting the element antenna with an appropriate phase. When the distance between the element antennas is d, the directing direction around the orthogonal elevation axis is
Figure 2010136258
It can be expressed as Here, λ is a free space wavelength.
FIG. 15 shows a configuration example of a tracking antenna configured by a combination of two planar antennas. At this time, when the free space wavelength in the 12/14 GHz band generally used for satellites is 20 to 25 mm, the antenna aperture is 1 m, and the number of elements is 2, d = 0.5 m, It is possible to vary the directivity direction by about ± 1.2 degrees. In order to obtain a further directivity direction, the number of element antennas may be increased and the element spacing may be reduced.

また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。   Moreover, all the embodiment described above shows the present invention exemplarily, and does not limit the present invention, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

従来型2軸制御アンテナにおける指向方法の概念図Conceptual diagram of pointing method in conventional biaxial control antenna 従来型3軸制御アンテナにおけるジンバルロック回避方法Gimbal lock avoidance method for conventional 3-axis control antenna 通信用のアンテナにおける偏波追尾の概念The concept of polarization tracking in communication antennas. 本発明の第1の実施形態における指向方向追尾アンテナの構成例Configuration example of pointing direction tracking antenna in the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施形態における天頂付近の可動範囲The movable range near the zenith in the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施形態におけるアンテナパタンの計算例(給電部位置:−5cm)Calculation example of antenna pattern in the first embodiment of the present invention (feeding portion position: −5 cm) 本発明の第1の実施形態におけるアンテナパタンの計算例(給電部位置:+5cm)Calculation example of antenna pattern in the first embodiment of the present invention (feeding portion position: +5 cm) 本発明の第1の実施形態におけるアンテナパタンの計算例(給電部位置:焦点位置)Calculation example of antenna pattern in the first embodiment of the present invention (feeding portion position: focal position) 本発明の第1の実施形態におけるカットパタンによるアンテナパタンの比較Comparison of antenna patterns by cut patterns in the first embodiment of the present invention 本発明の第2の実施形態におけるアンテナ構成Antenna configuration in the second embodiment of the present invention 本発明の第2の実施形態における天頂付近の可動範囲The movable range near the zenith in the second embodiment of the present invention 本発明の第2の実施形態における焦点からのずれ量に対するカットパタンによるアンテナパタンの比較Comparison of antenna pattern by cut pattern with respect to deviation from focus in the second embodiment of the present invention 本発明の第2の実施形態におけるカットパタンによるアンテナパタンの比較Comparison of antenna patterns by cut patterns in the second embodiment of the present invention 本発明の第3の実施形態における指向方向追尾アンテナの構成例Configuration example of pointing direction tracking antenna according to the third embodiment of the present invention 2つの平面アンテナの組み合わせで構成される追尾アンテナの構成例Configuration example of a tracking antenna composed of a combination of two planar antennas

Claims (7)

仰角軸および方位角軸の2軸に対して、指向方向を制御する手段と、
前記仰角軸と直交する直交仰角軸に対して、前記2軸より狭い範囲で指向方向を制御する副調整手段と、
を備えていることを特徴とする追尾アンテナ。
Means for controlling a directivity direction with respect to two axes of an elevation angle axis and an azimuth angle axis;
Sub-adjusting means for controlling the directing direction in a range narrower than the two axes with respect to the orthogonal elevation angle axis orthogonal to the elevation angle axis;
A tracking antenna characterized by comprising:
前記追尾アンテナは複数の素子アンテナで構成され、
前記副調整手段は、前記各素子アンテナの励振分布を変化させる手段であることを特徴とする請求項1に記載の追尾アンテナ。
The tracking antenna is composed of a plurality of element antennas,
The tracking antenna according to claim 1, wherein the sub-adjusting means is means for changing an excitation distribution of each element antenna.
反射鏡と該反射鏡を給電するための給電部とから構成される追尾アンテナにおいて、
仰角軸および方位角軸の2軸に対して、前記反射鏡の指向方向を制御する手段と、
前記仰角軸と直交する直交仰角軸に対して、前記2軸より狭い範囲で前記反射鏡の指向方向を制御する副調整手段と、
を備えていることを特徴とする追尾アンテナ。
In a tracking antenna composed of a reflecting mirror and a feeding unit for feeding the reflecting mirror,
Means for controlling the directing direction of the reflecting mirror with respect to two axes of an elevation angle axis and an azimuth angle axis;
Sub-adjusting means for controlling the directing direction of the reflecting mirror in a range narrower than the two axes with respect to the orthogonal elevation angle axis orthogonal to the elevation angle axis;
A tracking antenna characterized by comprising:
前記副調整手段は、前記給電部の位置を可動させる手段であることを特徴とする請求項3に記載の追尾アンテナ。   The tracking antenna according to claim 3, wherein the sub adjustment unit is a unit that moves the position of the power feeding unit. 前記反射鏡は回転対称な反射鏡であり、前記給電部は前記反射鏡の焦点位置からずらした位置に配置され、
前記副調整手段は、前記給電部を前記焦点周りに回転させる手段であることを特徴とする請求項3に記載の追尾アンテナ。
The reflecting mirror is a rotationally symmetric reflecting mirror, and the power feeding unit is disposed at a position shifted from a focal position of the reflecting mirror,
The tracking antenna according to claim 3, wherein the sub-adjusting unit is a unit that rotates the power feeding unit around the focal point.
前記給電部の電磁界分布を制御する手段をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の追尾アンテナ。   The tracking antenna according to claim 5, further comprising means for controlling an electromagnetic field distribution of the power feeding unit. 前記給電部は複数の素子アンテナで構成され、
前記副調整手段は、前記各素子アンテナの励振分布を変化させる手段であることを特徴とする請求項3に記載の追尾アンテナ。
The feeding unit is composed of a plurality of element antennas,
The tracking antenna according to claim 3, wherein the sub-adjusting means is means for changing an excitation distribution of each element antenna.
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