FI91028C - Satellite Antenna device - Google Patents

Satellite Antenna device Download PDF

Info

Publication number
FI91028C
FI91028C FI915134A FI915134A FI91028C FI 91028 C FI91028 C FI 91028C FI 915134 A FI915134 A FI 915134A FI 915134 A FI915134 A FI 915134A FI 91028 C FI91028 C FI 91028C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
antenna
satellite
unit
antenna elements
elements
Prior art date
Application number
FI915134A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI915134A (en
FI91028B (en
FI915134A0 (en
Inventor
Tapio Salminen
Jouko Aurinsalo
Risto Mutanen
Ismo Huhtinen
Ilkka Pitkaenen
Arto Hujanen
Kalevi Laukkanen
Stefan Tallqvist
Ilkka Marttila
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI915134A priority Critical patent/FI91028C/en
Publication of FI915134A0 publication Critical patent/FI915134A0/en
Priority to EP19920203336 priority patent/EP0540124B1/en
Priority to FI924923A priority patent/FI91460C/en
Priority to DE1992624033 priority patent/DE69224033T2/en
Publication of FI915134A publication Critical patent/FI915134A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI91028B publication Critical patent/FI91028B/en
Publication of FI91028C publication Critical patent/FI91028C/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3275Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/20Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • H01Q3/242Circumferential scanning

Description

i 91028i 91028

SATELLIITTIANTENNIJÅRJESTELYSATELLIITTIANTENNIJÅRJESTELY

Keksinnon kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa mååritelty satelliittiantennijårjestely 5 erityisesti puheviestintåån tarkoitettua liikkuvaa maa-asemaa vårten.The invention relates to a satellite antenna arrangement 5 as defined in the preamble of claim 1, in particular for a mobile earth station for voice communication.

Uusia satelliittijårjestelmiå on kehitteillå erityisesti liikkuvia maaviestintåjårjestelmiå vårten. Tiedonsiirto- ja paikannusjårjestelmiå, kuten Inmarsat 10 C, PRODAT, Euteltracks and Lockstar, on jo esitelty ja ne ovat asteittain tulossa kayttoon. Markkinointitutki-mukset osoittavat myos, etta on tarvetta puheviestintå-jårjestelmille. Kaksi jårjestelmåå EMS (European Mobile System) ja Inmarsat M ovat kehitteillå L-kaistan puhe-15 viestintåån tarkoitettuja liikkuvia maa-asemaviestintå-jårjestelmiå vårten. Jårjestelmåt tåydentåvåt erityisesti maalla liikkuville asemille tarjottuja palveluita antamalla kåyttdon joustavia suljettuja verkkoja, jotka kattavat koko Euroopan alueen. Eråånå lupaavimpana 20 sovellutuksena voidaan pitåå kuorma-autojen viestintå-verkkoja.New satellite systems are being developed, especially for mobile terrestrial communication systems. Communication and positioning systems such as Inmarsat 10 C, PRODAT, Euteltracks and Lockstar have already been introduced and are gradually being introduced. Marketing research also shows that there is a need for voice communication systems. Two systems, EMS (European Mobile System) and Inmarsat M, are being developed for mobile ground station communication systems for L-band voice-15 communications. The systems complement the services provided, in particular, for terrestrial mobile stations by providing flexible closed networks covering the whole of Europe. One of the most promising 20 applications can be considered to be truck communication networks.

Ympårisåteileviå antenneja voidaan kåyttåå pienillå datansiirtonopeuksilla. Nåiden antenneiden vahvistus on luokkaa 3...5 dBi, mikå on yleenså riit-25 tåvå. Aåniviestinnåsså tarvitaan kuitenkin parempaa signaali-kohinasuhdetta, kuin mitå ympårisåteilevåt antennit voivat tarjota. Tåmå vaatimus johtaa siihen, ettå antennin vahvistus tåytyy olla våhintåån luokkaa 10 ... 12 dBi. Enneståån tunnetaan monia antennijårjes-30 telyjå, joissa antennielementti on suunnattavissa. Tållaisia antenneja ovat mm. tietyt rako- ja torvian-tennit sekå dipoliantennit. Ongelmana nåiden antenniyk-sikdiden kohdalla on syottopiirisovitusten mutkikkuus ja soveltumattomuus erilaisille seurantajårjestelmille.Ambient antennas can be used at low data rates. The gain of these antennas is of the order of 3 ... 5 dBi, which is usually sufficient. However, audio communication requires a better signal-to-noise ratio than can be provided by omnidirectional antennas. This requirement means that the antenna gain must be at least in the order of 10 ... 12 dBi. Many antenna systems are previously known in which the antenna element is directional. Such antennas include e.g. certain slot and horn antennas and dipole antennas. The problem with these antenna units is the complexity and unsuitability of the feeder circuit adaptations for different monitoring systems.

35 Lisåksi nåiden antennielementtien mekaaniset ominaisuu-det ovat usein sopimattomia nimenomaan liikkuvaa maa-asemaa ajatellen.35 In addition, the mechanical properties of these antenna elements are often unsuitable specifically for a mobile ground station.

22

Keksinnon tarkoituksena on tarjota uusi anten-nijårjestely/ jonka avulla voidaan poistaa edellå mai-nitut ongelmat. Edelleen keksinnon tarkoituksena on saada aikaan valmistuskustannuksiltaan edullinen ja 5 massatuotantoon sopiva antennijårjestely.The object of the invention is to provide a new antenna arrangement / by means of which the above-mentioned problems can be eliminated. It is a further object of the invention to provide an antenna arrangement which is inexpensive to manufacture and suitable for mass production.

Keksinnon mukaiselle antennijarjestelylle on tunnusomaista se, mitå on esitetty patenttivaatimukses-sa 1.The antenna arrangement according to the invention is characterized by what is stated in claim 1.

Keksinnon mukaisesti satelliittiantennijårjes-10 telyyn erityisesti puheviestintåån tarkoitettua liikku-vaa maa-asemaa vårten kuuluu antenniyksikko, joka on atsimuuttitasossa suunnattavissa satelliittiin, ja joka antenniyksikko on muodostettu joukosta antennielement-tejå, ohjausyksikkd ja kytkentåyksikko, jonka anten-15 niyksikon antennielementit ovat identtisia kulkuaalto-tyyppisiå ilmaeristeantennielementteja, jotka on jår-jestetty rinnakkain ympyrån kehålle etåisyyden pååhån toisistaan. Keksinnon mukaisesti kukin antennielementti on muodostettu ympyrånkaaren muotoisesta tasomaisesta 20 johtavasta liuskasta, joka on sovitettu vakioetåisyy-delle maattolevystå ja pååtetty kuormaan, ja ettå kun-kin antennielementin maattolevy on muodostettu allas-maiseksi osaksi, jonka sisåån liuska on asennettu; ja antennielementeistå samaan aktiiviseen antenniyksikkoon 25 kuuluu yhtåaikaisesti kaksi vierekkåistå antenniele-menttiå, jotka valitaan ohjausyksikon ja kytkentåyk-sikon avulla vastaanottamaan halutusta suunnasta ja låhettåmåån olennaisesti samaan suuntaan ympyråpola-risoitunutta såhkomagneettista såteilyå.According to the invention, the satellite antenna arrangement for a mobile earth station, in particular for voice communication, comprises an antenna unit which can be directed to the satellite in the azimuth plane, and which antenna unit is formed by a plurality of antenna elements, control units and switching units. air-insulating antenna elements arranged in parallel on the circumference of a circle at a distance from each other. According to the invention, each antenna element is formed of a circular planar conductive strip 20 arranged at a constant distance from the ground plate and terminated in a load, and that the ground plate of each antenna element is formed as a basin-like part in which the strip is mounted; and of the antenna elements, the same active antenna unit 25 simultaneously comprises two adjacent antenna elements selected by the control unit and the switching unit to receive from the desired direction and to transmit electromagnetic radiation polarized in substantially the same direction.

30 Antennielementit ovat edullisesti kulkuaalto- tyyppisiå ilmaeristeantennielementtejå, jotka ovat rakenteeltaan identtisia. Antennielementit on jårjes-tetty ympyrån kehålle siten, ettå ne peittåvåt koko 360°:n kehåalueen. Satelliittiantennijårjestelystå 35 voidaan tålldin valita ohjausyksikon ja kytkentåyksikon avulla ne kaksi antennielementtiå, joiden såteilykeilat suuntautuvat haluttuun suuntaan.The antenna elements are preferably air-wave antenna elements of the traveling wave type, which are identical in structure. The antenna elements are arranged on the circumference of the circle so that they cover the entire circumferential area of 360 °. From the satellite antenna arrangement 35, the two antenna elements whose radiation beams are directed in the desired direction can then be selected by means of the control unit and the switching unit.

IIII

91028 391028 3

Keksinnon mukaisella maattolevyllå on jåykkå mekaaninen rakenne. Lisåksi tållaisella maattolevyllå saavutetaan suoraan maattolevyyn verrattuna parempl isolaatio naapuriantennlelementtien vålille. Lisåksi 5 tållainen maattolevy vaikuttaa stabiloivasti syottopis-teen impedanssiin.The ground plate according to the invention has a rigid mechanical structure. In addition, with such a ground plate, better insulation between adjacent antenna elements is achieved directly compared to the ground plate. In addition, such a ground plate has a stabilizing effect on the input impedance.

Satelliittiantenni jår jestelyn erååsså sovellu-tuksessa kytkentåyksikoon kuuluu kaksi kytkinryhmåå, joiden avulla kaksi rinnakkaista antennielementtiå on 10 valittavissa halutusta paikasta ympyrån kehållå. Kyt-kinryhmåt ovat edullisesti muodostettu PIN-diodeista.In one embodiment of the satellite antenna arrangement, the switching unit comprises two groups of switches by means of which two parallel antenna elements can be selected from 10 desired locations on the circumference of the circle. The switch groups are preferably formed of PIN diodes.

Satelliittiantenni jår jestelyn erååsså sovellu-tuksessa siihen kuuluu tehonjako- ja vaiheistusyksikko, jossa on 180°:n hybridi ja kaksi vaiheistinta.In one embodiment of the satellite antenna arrangement, it includes a power distribution and phasing unit with a 180 ° hybrid and two phasing.

15 Satelliittiantenni jår jestelyn erååsså sovellu- tuksessa vaiheistin on kuormituslinjatyyppinen vaiheis-tin. Siihen kuuluu kaksi toisesta pååståån tulo- ja låhtoportteihin yhdistettyå rinnakkaista siirtojohtoa ja niiden sekå tulo- ja låhtoporttien våliset siirto-20 johdot, ja tulo- ja låhtoportteihin yhdistettyjen sovi-tusjohtojen påihin asennetut kytkinelementit vaihe-eron toteuttamiseksi. Kytkentåyksikon ja mainittujen vai-heistimien avulla valitulle kahdelle antennielementille voidaan toteuttaa kolme eri suuntaista såteilykeilaa 25 vaiheistimien kytkimien tiloista riippuen. Nåin kahdes-ta antennielementistå muodostetun aktiivisen antenniyk-sikon såteilykeilaa voidaan edullisesti sååtåå esim. ± 7° antennielementtien keksimååråiseen normaalisuuntaan nåhden ja nåin toteuttaa joutavasti ja luotettavasti 30 satelliitin seuranta. Lisåksi suhteellisen pienellå antennielementtien måårållå ympyrån kehållå voidaan toteuttaa ainakin kaksinkertainen joukko såteilykeilo-ja, jotka tåyttåvåt olennaisesti aukottomasti atsimuut-titason.15 In one application of the satellite antenna system, the phasing is a load line type phasing. It comprises two parallel transmission lines connected at the other end to the input and output ports and their transmission lines between the input and output ports, and switch elements mounted at the ends of the matching lines connected to the input and output ports to realize the phase difference. With the aid of the switching unit and said phase reflectors, three beam beams in different directions can be implemented for the two antenna elements selected, depending on the states of the phase switch switches. The radiation beam of the active antenna unit formed from the two antenna elements can advantageously be adjusted, e.g. ± 7 °, to the inventive normal direction of the antenna elements, and thus 30 satellites can be monitored expeditiously and reliably. In addition, with a relatively small number of antenna elements in the circumference of the circle, at least twice the number of radiation beams can be realized, which fill the azimuth plane substantially without gaps.

35 Satelliittiantennijårjestelyn erååsså sovellu- tuksessa antennielementit on varustettu tukielimillå, joiden avulla antennielementit on jårjestetty runko- 4 osaan atsimuuttitasoon nåhden sopivaan korotuskulmaan. Korotuskulma riippuu seurattavan tietoliikennesatellii-tin rata-asemasta ja sen maa-aseman maantieteellisesta asemasta, jossa antennijårjestelyå kåytetåån.35 In one application of the satellite antenna arrangement, the antenna elements are provided with support members by means of which the antenna elements are arranged in the body part 4 at a suitable elevation angle with respect to the azimuth plane. The elevation angle depends on the orbital position of the monitored communication satellite and the geographical position of the ground station where the antenna arrangement is used.

5 Satelliittiantennijårjestelyn erååsså sovellu- tuksessa tukielimet ovat såådettåviå elimiå korotuskul-man sååtåmiseksi. Tukielimien avulla kaikkien anten-nielementtien korotuskulma asetetaan samaksi atsimuut-titasossa siten, ettå antennielementtien såteilykeilo-10 jen korotuskulmat ovat oikeat satelliitin asemaa aja-tellen. Korotuskulma vaihtelee vålillå 10° - 50° ja se on edullisesti asetettavissa esim. 10°:n vålein. Såtei-lykeilan leveys kattaa vielå mainitun 10°:n alueen ilman, ettå keilan reuna-alueen vahvistuksessa tapahtuu 15 kovin voimakasta heikkenemistå.5 In one application of the satellite dish arrangement, the support members are adjustable members for adjusting the elevation angle. By means of the support members, the elevation angle of all the antenna elements is set the same in the azimuth plane, so that the elevation angles of the radiation beams of the antenna elements are correct considering the position of the satellite. The elevation angle varies between 10 ° and 50 ° and is preferably adjustable, e.g. at intervals of 10 °. The width of the radial beam still covers the said range of 10 ° without a very strong attenuation in the reinforcement of the edge region of the beam.

Satelliittiantenni jår jestelyn erååsså sovellu-tuksessa antennijårjestely on varustettu suojakuvulla.In one application of the satellite antenna arrangement, the antenna arrangement is provided with a shield.

Satelliittiantenni jår jestelyn erååsså sovellu-tuksessa siihen kuuluu suuntauslaite satelliitin etsin-20 nån ja seurannan toteuttamiseksi. Tåhån suuntauslait-teeseen on yhdistetty ilmaisin- ja mittausyksikko sig-naalitason mittaamiseksi kåytetyllå radiotaajuusalueel-la. Suuntauslaite on yhdistetty ohjausyksikkodn ja kytkentåyksikkoon niiden kahden yhdesså toimivan anten-25 nielementin valitsemiseksi antennielementtien joukosta, joiden antennielementtien vålityksellå saadaan signaa-litasoltaan paras tietoliikennenyhteys satelliittiin. Suuntauslaite toteutetaan edullisimmin mikroprosessori-pohjaisella tietojenkåsittelylaitteella, johon kuuluu 30 joukko oheis- ja liitåntåyksikoitå. Suuntauslaitteeseen eri toiminnot on sopivasti ohjelmoitu.In one application of the satellite antenna system, it comprises a directional device for carrying out satellite tracking and tracing. A detector and measuring unit are connected to this directing device for measuring the signal level in the radio frequency range used. The directing device is connected to the control unit and the switching unit to select the two co-operating antenna elements from among the antenna elements which provide the best signal-level communication connection to the satellite. The orientation device is most preferably implemented with a microprocessor-based data processing device comprising 30 sets of peripheral and connection units. The various functions are suitably programmed in the aiming device.

Keksinnon etuna on, ettå satelliittiantenni-jårjestely on suhteellisen yksinkertainen ja pieneen tilaan sopiva. Tållainen antennijårjestely on valmis-35 tuskustannuksiltaan edullinen ja soveltuu nåin massa-tuotantoon.The advantage of the invention is that the satellite antenna arrangement is relatively simple and suitable for a small space. Such an antenna arrangement is inexpensive in terms of manufacturing cost and is thus suitable for mass production.

Edelleen keksinnon etuna on, ettå aktiivisellaA further advantage of the invention is that it is active

IIII

91028 5 antenniyksikollå, johon kuuluu samanaikaisesti kaksi antennielementtiå, saadaan aikaan suuri vahvistus.91028 5 antenna units, which simultaneously include two antenna elements, provide high gain.

Edelleen keksinnon etuna on, ettå antennijår-jestelyn syottopiiri on suhteellisen yksinkertainen ja 5 se tarjoaa tehokkaan ja yksinkertaisen tavan kytkeå ja vaiheistaa halutut såteilykeilat valituista antenniele-menteistå.A further advantage of the invention is that the input circuit of the antenna arrangement is relatively simple and provides an efficient and simple way to connect and phase out the desired radiation beams from selected antenna elements.

Edelleen keksinnon etuna on, ettå antenniele-menttien lukumååråån nåhden saadaan aikaan kaksinker-10 tainen måårå såteilykeiloja. Ympyrån kehålle sijoite-tuista antennielementeistå on aina kaksi aktiivista elementtiå ja ne tuottavat kaksi såteilykeilaa ennalta mååråtyllå vaiheistuksella.A further advantage of the invention is that, depending on the number of antenna elements, twice the number of radiation beams is obtained. Of the circumferential antenna elements, there are always two active elements and they produce two radiation beams with a predetermined phasing.

Edelleen keksinndn etuna on, ettå korotuskul-15 man sååtåminen on yksinkertaista ja se voidaan toteut-taa joko mekaanisesti tai sopivalla toimilaitteella.A further advantage of the invention is that the adjustment of the elevation angle is simple and can be implemented either mechanically or with a suitable actuator.

Edelleen keksinnon etuna on, ettå antenniyksi-kon avulla saadaan aikaan sopiva såteilykuvio, jonka peittoalue saadaan laajaksi. Satelliittiantennijårjes-20 tely soveltuu pienille korotuskulmille aina n. 10°:sta asti, jotka ovat erityisen tårkeitå pohjoisilla le-veysasteilla antennijårjestelyn kåyttoå ajatelleen.A further advantage of the invention is that the antenna unit provides a suitable radiation pattern with a wide coverage area. The satellite antenna system-20 is suitable for small elevation angles up to approx. 10 °, which are particularly important for the use of the antenna system at northern latitudes.

Edelleen keksinnon eduista voidaan todeta seuraavaa: satelliitin etsintårutiinit toimivat nopeas-25 ti, kun jårjestely kåynnistetåån. Edelleen jårjestelmå ottaa huomioon kohtuullisen suuren antenniyksikdn koh-distusvirheen, kun otetaan huomioon antenniyksikon kaistaleveys ja vahvistushåvio. Edelleen jårjestelyn etuna on, ettå se toimii pienellå signaali-kohinasuh-30 teella. Edelleen antennijårjestely toimii luotettavasti huolimatta lyhyen ja pitkån ajan signaalitason muutok-sista. Edelleen antennijårjestelyn etuna on, ettå se toipuu nopeasti håiriotilanteista. Lisåksi antennijårjestely aiheuttaa minimaalisen våhån vååristymiå vies-35 tintåkanaville.Further advantages of the invention are as follows: the satellite search routines operate quickly when the arrangement is started. Furthermore, the system takes into account a reasonably large alignment error of the antenna unit, taking into account the bandwidth and gain loss of the antenna unit. A further advantage of the arrangement is that it operates with a low signal-to-noise ratio. Furthermore, the antenna arrangement operates reliably despite short- and long-term changes in the signal level. A further advantage of the antenna arrangement is that it recovers quickly from interference situations. In addition, the antenna arrangement causes minimal distortion to the communication channels.

Seuraavassa keksintoå selostetaan yksityiskoh-taisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 6 kuva 1 esittåå påaltå katsottuna eråsta keksinnon mu-kaista satelliittiantennijårjestelyå; kuva 2 esittåå poikkileikkausta A - A kuvan 1 mukaises-ta satelliittiantennijårjestelystå; 5 kuva 3a esittåå antennielementtiå pååltå ja kuva 3b sivulta katsottuna; kuva 4 esittåå lohkokaaviona pååosia keksinnon mukai-sesta satelliittiantennijårjestelystå; kuva 5 esittåå kaaviomaisesti hybridiå; 10 kuva 6 esittåå kaaviomaisesti vaiheistinta; kuva 7 esittåå layout-kaaviota tehonjako- ja vaiheis-tusyksikostå; kuva 8 esittåå såteilykeiloja; kuva 8a esittåå aktiivi-sen antennielelementtiparin såteilykeiloja ja kuva 8b 15 antenniyksikon, jossa on 12 antennielementtiå, to-teutettavissa olevia såteilykeiloja; ja kuva 9 esittåå suuntauslaitetta lohkokaaviomuodossa siihen liittyvine yksikkoineen ja laitteineen.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a plan view of a satellite antenna arrangement according to the invention; Figure 2 shows a cross-section A-A of the satellite antenna arrangement of Figure 1; Fig. 3a is a top view of the antenna element and Fig. 3b is a side view; Figure 4 is a block diagram of the main parts of a satellite antenna arrangement according to the invention; Figure 5 schematically shows a hybrid; Fig. 6 schematically shows a phaser; Fig. 7 shows a layout diagram of a power distribution and phasing unit; Figure 8 shows radiation beams; Fig. 8a shows radiation beams of an active pair of antenna elements and Fig. 8b shows radiation beams of 15 antenna units with 12 antenna elements; and Figure 9 shows a directing device in block diagram form with associated units and devices.

Kuvissa 1 ja 2 on esitetty erås keksinnon 20 . mukainen satelliittiantennijårjestely havainnollisena kaaviokuvana. Antennijårjestelyyn kuuluu antenniyksikko 1, jossa on joukko antennielementtejå 1; l1 - l12, jotka on jårjestetty kiekon muotoiselle runko-osalle 2. Ne on sovitettu rinnakkain ympyrån kehålle runko-osan 2 reu-25 na-alueelle. Ne on jårjestetty etåisyyden pååhån toi-sistaan siten, ettå ne tåyttåvåt sektori kerrallaan koko kehåalueen. Tåsså sovellutusesimerkisså antenniyksikko 1 on muodostettu kahdestatoista antenniele-mentistå l1 - l12.Figures 1 and 2 show an embodiment 20 of the invention. satellite antenna arrangement as an illustrative diagram. The antenna arrangement comprises an antenna unit 1 with a plurality of antenna elements 1; l1 to l12, which are arranged on the disc-shaped body part 2. They are arranged parallel to the circumference of the circle in the reu-25 na region of the body part 2. They are arranged at a distance from each other so that they fill the entire circumferential area one sector at a time. In this application example, the antenna unit 1 is formed of twelve antenna elements l1 to 12.

30 Antennijårjestelyyn kuuluu myos tukielimet 3, joiden avulla antenniyksikon 1 elementit l1 - l12 on jårjestetty runko-osaan 2 nåhden sopivaan korotuskul-maan a. Tukielimet 3 ovat esim. tukitankoja, jotka ovat pituudeltaan jaksottain tai jatkuvasti manuaalisesti 35 tai sopivalla toimilaitteella såådettåviå elimiå koro-tuskulman a sååtåmiseksi.The antenna arrangement also comprises support members 3 by means of which the elements 11 to 112 of the antenna unit 1 are arranged at a suitable angle of inclination a with respect to the body part 2. The support members 3 are e.g. support rods which are periodically or continuously adjusted manually or by a suitable actuator. to set the angle a.

Antennijårjestelyyn kuuluu edelleen ohjausyk- 91028 7 sikko 4 ja kytkentåyksikko 5. Antennielementeista l1 -l12 samaan aktiiviseen antenniyksikkoon esim. 6 kuuluu yhtåaikaisesti kaksi antennielementtiå l7, l8, jotka valitaan ohjausyksikon 4 ja kytkentåyksikon 5 avulla 5 vastaanottamaan halutusta suunnasta ja låhettåmåån olennaisesti samaan suuntaan ympyråpolarisoitunutta såhkomagneettista såteilyå.The antenna arrangement further comprises a control unit 91028 7 sik 4 and a switching unit 5. Of the antenna elements l1-112 the same active antenna unit e.g. 6 simultaneously comprises two antenna elements l7, 18 selected såteilyå.

Satelliittiantennijårjestely on varustettu suojakuvulla 7 antennielementtien l1 - l12 ja muiden 10 antennijårjestelyyn kuuluvien laitteiden suojaamiseksi.The satellite antenna arrangement is provided with a protective dome 7 for protecting the antenna elements 11 to 12 and other devices 10 belonging to the antenna arrangement.

Antennielementit l1 - l12 ovat identtisiå kulku-aaltotyyppisia ilmaeristeantennielementtejå, kuten kuvissa 3a ja 3b on esitetty. Kukin antennielementti muodostuu kaarevasta ohuesta johtavaa materiaalia, 15 kuten kuparia, olevasta ohuesta tasomaisesta liuskasta 8. Liuska on asennettu eristeainelevylle esim. tunnet-tua piirilevytekniikkaa hyvåksi kayttaen. Liuska on va-kiolevyinen ja muodoltaan olennaisesti ympyrån kaari, joka tåyttåS 270°:n sektorin. Antennielementin nimel-20 , linen sahkoinen pituus on lahella kaytettya aallonpi- tuutta. Liuska 8 on sovitettu vakioetaisyydelle h maattolevysta 9. Liuskan 8 kummassakin pååssa on kol-miomaiset liitantaosat 10 ja navat 11, 12. Toinen napa toimii syottonapana ja toinen kuormitusnapana.The antenna elements 11 to 12 are identical air wave antenna elements of the wave type, as shown in Figs. 3a and 3b. Each antenna element consists of a thin planar strip 8 of a curved thin conductive material, such as copper. The strip is mounted on an insulating board, e.g. utilizing known circuit board technology. The strip is a standard plate with a substantially circular arc shape that fills a sector of 270 °. The nominal wavelength of the antenna element is close to the wavelength used. The strip 8 is arranged at a constant distance h from the ground plate 9. At each end of the strip 8 there are triangular connecting parts 10 and poles 11, 12. One pole acts as an input terminal and the other as a load terminal.

25 Antennielementin l1 - l12 såteilytehoa voidaan saåtaå mikroliuskan 8 leveyttå b ja etaisyytta h maat-totasosta 9 saatamalla. Optimaalinen antennivahvistus saavutetaan, kun noin 90% antennielementtiin syotetysta tehosta muuttuu sateilyksi ja 10% absorboituu sovitus-30 kuormaan.The radiating power of the antenna element l1 to l12 can be obtained by obtaining the width b and the distance h of the microstrip 8 from the ground plane 9. Optimal antenna gain is achieved when about 90% of the power supplied to the antenna element is converted to rain and 10% is absorbed into the matching 30 load.

Aktiivinen antenniyksikko esim. 6 muodostetaan sahkoisesti valitsemalla kaksi rinnakkaista antennielementtiå, kuten l7, l8 antennielementtien l1 - l12 joukos-ta. Sillå saavutetaan merkittåviå etuja yhteen valitta-35 vaan antennielementtiin nåhden. On huomattu, ettå antennielementin optimaaliset vahvistusarvot ja såtei-lykeilan leveydet riippuvat maattolevyn muodosta ja 8 koosta. Påasateilykeilan maksimin suunta riippuu jonkin verran kåytetystå taajuudesta ja se poikkeaa maattole-vyn normaalista n. 5 - 15°. TSma poikkeamakulma riippuu myos maattolevyn muodosta. Kahden yhteistoiminnassa 5 olevan rinnakkaisen antennielementin l1 - l12 avulla, jotka elementit on sovitettu etaisyyden pååhån toisis-taan ja joita syotetaån rinnakkain sopivalla vaihe-erolla, paåsåteilykeilan kulmariippuvuus taajuudesta voidaan likipitåen eliminoida.The active antenna unit e.g. 6 is formed electrically by selecting two parallel antenna elements, such as l7, 18 from among the antenna elements l1 to l12. It achieves significant advantages over a single antenna element. It has been found that the optimal gain values and beamwidths of the antenna element depend on the shape and size of the ground plate. The maximum direction of the main beam depends somewhat on the frequency used and deviates from the normal ground plate by about 5 - 15 °. The deflection angle TSma also depends on the shape of the ground plate. By means of two parallel antenna elements 11 to 12 in the cooperating 5, which elements are arranged at a distance from each other and which are fed in parallel with a suitable phase difference, the angular dependence of the main beam on the frequency can be approximately eliminated.

10 Maattolevy 9 on puolisuunnikkaan muotoinen taso, jonka reunat 9a, 9b, 9c ja 9d on kaannetty ylds-pain siten, ettS maattolevystS muodostuu matala allas (huom. reunat on kaannetty havainnollisuuden vuoksi vaakatasoon kuvassa 3a). Maattolevyn 9 keskileveys 1 on 15 liuskan 8 kokonaisleveyden ja antennielementtien etaisyyden luokkaa a ja maattolevyn pituus k on vuorostaan luokkaa 1,5 - 2,0 x a. Allasmaisen maattolevyn syvyys s on luokkaa 0,1a. Erååsså edullisessa sovellutuksessa maattolevyn dimensiot ovat: korkeus k = 150 mm, leveå 20 kanta leveys 11 = 150 mm, kapea kanta leveys 12 = 90 mm ja maattolevyn syvyys h = 20 mm. Maattolevy 9 on jotain sopivaa johtavaa materiaalia, kuten alumiinia.10 The ground plate 9 is a trapezoidal plane, the edges 9a, 9b, 9c and 9d of which are angled so that the ground plate forms a shallow basin (note that the edges are horizontally turned for the sake of clarity in Figure 3a). The average width 1 of the ground plate 9 is of the order of the total width of the strip 8 and the distance of the antenna elements, and the length k of the ground plate is in turn of the order of 1.5 to 2.0 x a. The depth s of the basin ground plate is of the order of 0.1a. In a preferred embodiment, the dimensions of the ground plate are: height k = 150 mm, width 20 base width 11 = 150 mm, narrow base width 12 = 90 mm and ground plate depth h = 20 mm. The ground plate 9 is of any suitable conductive material, such as aluminum.

Kuva 4 esittåa lohkokaaviota keksinnon mukai-sesta satelliittiantennijårjestelysta. Antenniyksikon 1 25 antennielementtien l1 - l12 syottonavat 11; li1 - li12 on yhdistetty kytkentayksikon 5 kahteen kytkinryhmåån 13, 14 ja vastaavasti toiset navat 12; 121 - 122 on yhdis-tetty sovituskuormiin 15; 151 - 1512. Antennielementit l1 - I12 on ryhmitelty siten, ettå vierekkaiset elementit 30 l1, l2; l2, l3; l3, l4, ... on yhdistetty eri kytkinryh- miin 13, 14. Nain menetellen antennielementit l1 - l12 on vuorotellen kytketty ensimmåiseen kytkinryhmaSn 13 ja toiseen kytkinryhmåån 14. Kumpaankin kytkinryhmaSn 13, 14 kuuluu tassa tapauksessa kuusi lahtoa 13; 131 - 136 35 ja 14; 141 - 146. Ohjausyksikdn 4 avulla ohjataan kyt-kinryhmia 13, 14 siten, ettS aina voidaan valita kaksi rinnakkaista elementtia l1, l2; l2, l3; ... toimimaanFigure 4 shows a block diagram of a satellite antenna arrangement according to the invention. The input terminals 11 of the antenna elements l1 to 12 of the antenna unit 1 25; li1 to li12 are connected to two switch groups 13, 14 and the second terminals 12 of the switching unit 5, respectively; 121 to 122 are connected to the adapter loads 15; 151 to 1512. The antenna elements l1 to I12 are grouped so that the adjacent elements 30 l1, 12; l2, l3; 13, 14, ... are connected to different switch groups 13, 14. Thus, the antenna elements 11 to 12 are alternately connected to the first switch group 13 and the second switch group 14. Each switch group 13, 14 in this case comprises six bays 13; 131-136 35 and 14; 141 to 146. By means of the control unit 4, the switch groups 13, 14 are controlled so that two parallel elements l1, l2 can always be selected; l2, l3; ... to work

IIII

91028 9 yhtå aikaa aktiivisena antenniyksikkonå.91028 9 simultaneously as an active antenna unit.

Kytkinryhmien 13, 14 tulot 16, 17 on yhdistet-ty tehonjako- ja vaiheistusyksikkobn 18. Tehonjako- ja vaiheistusyksikkoon 18 kuuluu kaksi vaiheistinta so.The inputs 16, 17 of the switch groups 13, 14 are connected to a power distribution and phasing unit 18. The power distribution and phasing unit 18 comprises two phasers, i.

5 ensimmåinen vaiheistln 19 ja toinen vaiheistin 20, sekå 180° hybridi 21. Hybridin 21 ensimmåinen tulo 21a on tehonjako- ja vaiheistusyksikdn 18 tulo ja se on yhdis-tetty ilmaisin- ja mittausyksikkodn 29 sekå vastaan-otin-låhetinyksikkoon (ei esitetty piirustuksessa).5 the first stage 19 and the second stage 20, as well as the 180 ° hybrid 21. The first input 21a of the hybrid 21 is the input of the power distribution and phasing unit 18 and is connected to the detector and measuring unit 29 as well as to the receiver-transmitter unit (not shown in the drawing).

10 Toinen hybridin 21 tuloista on yhdistetty kuorman 22 kautta maahan. Hybridin 21 lahddt 21c, 2 Id on yhdistetty vastaavasti ensimmåisen vaiheistimen 19 tuloon ja toisen vaiheistimen 20 tuloon.10 One of the inputs of the hybrid 21 is connected to the ground via the load 22. The outputs 21c, 2 Id of the hybrid 21 are connected to the input of the first phaser 19 and the input of the second phaser 20, respectively.

Hybridi 21 on esitetty kaaviomaisesti kuvassa 15 5. Tulo- ja låhtdportit on merkitty samoin viitenume- roin kuin kuvassa 4. Tuloportti 21a on ero- eli D-port-ti ja tuloportti 21b on summa- eli S-portti. Kun sig-naali syotetåan sisåån D-portista, låhtoporteista 21c, 21d saadaan låhtosignaalit, jotka ovat 180° vaihesiir-20 rossa keskenåån. Kun taas S-portista syotetåan signaali hybridiin, låhtoporteista saadaan ulos samassa vaihees-sa olevat signaalit.The hybrid 21 is shown schematically in Fig. 15. The input and output ports are denoted by the same reference numerals as in Fig. 4. The input port 21a is a differential or D port and the input port 21b is a sum or S port. When the signal is input from the D-port, the output gates 21c, 21d provide output signals which are 180 ° out of phase with each other. While a signal is applied to the hybrid from the S-port, the signals in the same phase are output from the output ports.

Vaiheistimet 19, 20 on toteutettu siirtojohto-jen ja kytkentåelimien avulla, kuten kuvasta 6 kåy 25 ilmi. Vaiheistimeen 19, 20 kuuluu sekå tulo- ettå låh-toporttiin PI, P2 toisesta pååståån yhdistetyt kaksi rinnakkaista siirtojohtoa 23a, 23b ja 24a, 24b sekå porttien vålille yhdistetyt siirtojohdot 25a, 25b.The phasers 19, 20 are implemented by means of transmission lines and switching elements, as shown in Fig. 6. The stage 19, 20 comprises two parallel transmission lines 23a, 23b and 24a, 24b connected at one end of both the input and output ports PI, P2 and transmission lines 25a, 25b connected between the ports.

Tåmån lisåksi vaiheistimeen 19, 20 kuuluu kumpaankin 30 porttiin PI, P2 sovitus johtojen 26a, 26b; 27a, 27b påihin asetetut kytkentåelimet 28a ja 28b. Kytkentåeli-met 28a, 28b on toteutettu sopivien diodien avulla ja ne voidaan kytkeå johtavaan tilaan tai sulkutilaan.In addition, the phaser 19, 20 includes in each of the 30 ports PI, P2 an arrangement of wires 26a, 26b; 27a, 27b are coupled coupling members 28a and 28b. The switching elements 28a, 28b are implemented by means of suitable diodes and can be switched to a conductive state or a closed state.

Molemmat kytkentåelimet 28a, 28b ovat samanaikaisesti 35 samassa tilassa, jolloin vaiheistin 19, 20 on raken-teeltaan symmetrinen. Vaiheistimen 19, 20 siirto-omi-naisuudet portista PI porttiin P2 tai påinvastoin ovat 10 nåin olien samat. Tållaisen kuormituslinjatyyppisen vaiheistimen 19, 20 håviot ovat pienet ja taajuusalue laaja. Lisåksi vaiheistimen sovitusominaisuudet ovat hyvåt.Both switching members 28a, 28b are simultaneously 35 in the same state, whereby the phaser 19, 20 is symmetrical in structure. The transmission characteristics of the phaser 19, 20 from the port PI to the port P2 or vice versa are the same. The losses of such a load line type phaser 19, 20 are small and the frequency range is wide. In addition, the matching properties of the phaser are good.

5 Tehonjako- ja vaiheistusyksikdn 18 eras edul- linen sovellutus on esitetty layout-kaaviona kuvassa 7. Hybridi 21 sekå vaiheistimet 19, 20 on valmistettu samalle substraatille mikroliuskamenetelmållå.A preferred embodiment of the power distribution and phasing unit 18 is shown as a layout diagram in Figure 7. The hybrid 21 and the phasers 19, 20 are made on the same substrate by the microstrip method.

Vaiheistimet 19, 20 on optimoitu tassa sovel-10 lutuksessa antamaan 33°:n vaihesiirto. Tåmå merkitsee n. 14°:n (i 7° suorasta keskisuunnasta) erotuskulmaa aktiivisesta antenniyksikdsta saataville såteilykei-loille. Vaiheistimien 19, 20 ja erityisesti niiden kytkentaelimien 31, 32 tiloja muuttamalla voidaan ak-15 tiivisen antenniyksikon såteilykeilan suuntaa muuttaa maattotason 9 normaalin eli keskisuunnan ja ååriasento-jen valilla, kuten seuraavassa esitetåån.The phasers 19, 20 are optimized in this application to provide a phase shift of 33 °. This means a separation angle of about 14 ° (i 7 ° from the straight center) for the radiation beams available from the active antenna unit. By changing the states of the phasors 19, 20 and in particular their switching members 31, 32, the direction of the radiation beam of the active antenna unit can be changed between the normal, i.e. mid-direction and outer positions of the ground plane 9, as shown below.

Vaiheistimia 19, 20 kåytetåån hyvaksi såteilykeilan suuntaamiseksi satelliitin seurantaa toteutetta-20 essa. Vaiheistimen 19, 20 kytkimiå 28a, 28b sopivasti ohjaamalla voidaan siirtyå oikeasta såteilykeilasta "Right" vasempaan såteilykeilaan "Left" tai keskisåtei-lykeilaan "Mid", jotka såteilykeilat on havainnollises-ti esitetty kuvassa 8a. Kytkentå oikeasta såteilykei-25 lasta "Right" vasempaan såteilykeilaan "Left" tai påin-vastoin toteutetaan siten, ettå molempien vaiheistimien 19, 20 kytkentåelimien 28a, 28b tilaa muutetaan. Tål-loin vaiheistimet muuttuvat ominaisuuksiltaan toistensa peilikuviksi. Vastaavasti mikåli vain toisen kytkentå-30 elimen 28a tai 28b tilaa muutetaan såteilykeila siirtyy keskisateilykeilasta "Mid" joko oikeaan "Right" tai vasempaan "Left" såteilykeilaan. Såteilykeilojen le-veyteen vaikuttaa jonkin verran korotuskulma α ja myos kåytetty vastaanotto- ja låhetyskaista. Edellå esitetty 35 tehonjako- ja vaiheistusyksikko 18 on låhinnå tarkoi-tettu taajuusalueelle 1,5 - 1,7 GHz.Staging devices 19, 20 are used to direct the radiation beam when implementing satellite tracking. By appropriately controlling the switches 28a, 28b of the stage 19, 20, it is possible to switch from the right beam "Right" to the left beam "Left" or the center beam "Mid", which beam is illustrated in Fig. 8a. The connection from the right beam "25" to the left beam "Left" or vice versa is carried out in such a way that the state of the coupling members 28a, 28b of both phasors 19, 20 is changed. In Tål-lo, the phase shifters change into mirror images of each other. Correspondingly, if only the state of the second switching-30 member 28a or 28b is changed, the radiation beam shifts from the center beam "Mid" to either the right "Right" or the left "Left" radiation beam. The width of the radiation beams is somewhat affected by the elevation angle α and also the reception and transmission band used. The power distribution and phasing unit 18 described above is mainly intended for the frequency range 1.5 to 1.7 GHz.

Aktiivinen antenniyksikko muodostetaan kahdes- 91028 11 ta vierekkåisestå antennielementistå 1‘, 1% l2, l3, .... Aktiiviselle antenniyksikolle voidaan jårjeståå kaksi såteilykeilaa, kuten edellå on selostetu, jotka keilat poikkeavat suunnaltaan toisistaan jopa 15°. Antenniyk-5 sikon 1 avulla ympyran kehålle saadaan kaksinkertainen joukko såteilykeiloja antennielementtien l1 - l12 luku-mååråån verrattuna. Nåin kahdellatoista antennielemen-tillå voidaan toteuttaa kaksikymmentåneljå såteilykeilaa, jotka jakautuvat olennaisen tasaisesti atsimuutti-10 tasolla ympyran kehålle. Tåmå on esitetty havainnolli-sesti kuvassa 8b.The active antenna unit is formed by two adjacent antenna elements 1 ', 1% 12, 13, .... Two radiation beams can be arranged on the active antenna unit, as described above, which beams differ from each other by up to 15 °. By means of the antenna 1 of the antenna-5, a double number of radiation beams is obtained on the circumference of the circle compared to the number of antenna elements l1 to 12. Thus, twenty-four beam beams can be realized on the twelve antenna elements, which are distributed substantially evenly at the azimuth-10 level on the circumference of the circle. This is illustrated in Figure 8b.

Kuvassa 9 on esitetty lohkokaavion muodossa suuntauslaite 30 liitåntå- ja oheisyksikkoineen. Suun-tauslaitteeseen 30 kuuluu tietojenkåsittely-yksikkd 31a 15 ja tåhån liitetty muistiyksikko 31b. Tietojenkåsittely-yksikkoon 31a on edelleen yhdistetty sopivalla våylållå 32 joukko oheisyksikkojå liitåntåyksikkojen vålityksel-lå, kuten korotuskulmailmaisin 33 liitåntåyksikkonså 34 vålityksellå, ilmaisin- ja mittausyksikdn 29 A/D-muun-20 nin 35, vaiheistimien kytkentåyksikko 36 ja tukielimien ohjain 37. Kytkentåyksikon 5 ohjausyksikkd 4 on yhdistetty myos suuntauslaitteen våylåån 32. Suuntauslait-teeseen 30 kuuluu lisåksi liitåntåyksikko 38 tietojen, kuten ohjelmointi- ja muiden tietojen syottåmiseksi 25 suuntauslaitteelle sekå liitåntåyksikko 39 suuntauslaitteen liittåmiseksi ulkopuolisiin jårjestelmiin.Figure 9 shows a block diagram in the form of a blocking device 30 with its connection and peripheral units. The orientation device 30 comprises a data processing unit 31a 15 and a memory unit 31b connected thereto. A number of peripheral units are further connected to the data processing unit 31a via a suitable bus 32 via the connection units, such as the elevation angle detector 33 via the connection unit 34, the control unit of the detector and measuring unit 29 and the phase control 4 is also connected to the directional device bus 32. The directional device 30 further includes an interface unit 38 for input of information such as programming and other information to the directional device 25 and an interface unit 39 for connecting the directional device to external systems.

Tåmån lisåksi suuntauslaitteeseen 30 kuuluu edullisesti kompassiliitåntåyksikko 40, kompassin 41 liittåmiseksi jårjestelyyn.In addition, the orientation device 30 preferably includes a compass connection unit 40 for connecting the compass 41 to the arrangement.

30 Korotuskulmailmaisimen liitåntåyksikko 34 on yhdistetty antennielementtien 1 korotuskulman a mittaa-vaan korotuskulmailmaisimeen 33, joka on sovitettu runko-osan 3 ja antennielementtien l;ll - l12 våliin (vrt. kuva 2). Ilmaisin- ja mittausyksikkd 29 sisåltåå 35 vålitaajuusosan ja rf-ilmaisimen sekå mittausosan rf-tason mittaamiseksi. Tåmå mittaussignaali syotetåån A/D-muuntimen 34 kautta suuntauslaitteeseen. Kytken- 12 tayksikko 36 on yhdistetty tehonjako- ja vaiheistusyk-sikon 18 vaiheistimien 19 ja 20 kytkentåelimiin 28a, 28b. Tukielimet 3 on tassa tapauksessa varustettu toi-milaitteella 42 (vrt. kuva 2), kuten sahkomoottorilla 5 tukielimien 3 pidentamiseksi ja lyhentåmiseksi. Tu-kielimien ohjain 37 on yhdistetty tukielimien toimi-laitteeseen 42.The connection unit 34 of the elevation angle detector is connected to an elevation angle detector 33 measuring the elevation angle α of the antenna elements 1, which is arranged between the body part 3 and the antenna elements 11; 11-112 (cf. Fig. 2). The detector and measuring unit 29 includes 35 for measuring the rf level of the intermediate frequency part and the rf detector as well as the measuring part. This measurement signal is fed to the directing device via the A / D converter 34. The switching unit 36 is connected to the switching members 28a, 28b of the phase dividers 19 and 20 of the power distribution and phasing unit 18. The support members 3 are in this case provided with an actuator 42 (cf. Fig. 2), such as an electric motor 5, for lengthening and shortening the support members 3. The support member 37 is connected to the support actuator 42.

Suuntauslaitteen 30 avulla toteutetaan satel-liitin etsinta ja seuranta seuraavasti. Satelliittian-10 tennijarjestelya kåynnistettåesså tarkistetaan anten-niyksikon 1 elementtien 11 - 112 korotuskulma a. Mikali korotuskulma a ei vastaa maa-aseman sijaintia suhteessa leveyspiiriin ja satelliittiin sitå korjataan esim. 10° vålein vålillå 10°-50°. Såteilykeilan muoto ja leveys 15 on sellainen, ettå 10° sååtdaskeleet ovat riittavia hyvin antennivahvistuksen ja signaali/kokonaisuuden soveltamiseksi. Korotuskulman α korjaaminen tapahtuu sååtåmållå tukielimien toimilaitteen 42 avulla tukieli-men 3 pituus sopivaksi siten, etta haluttu korotuskulma 20 a saavutetaan. Korotuskulmasta α saadaan tieto korotus-kulmailmaisimen 33 kautta suuntauslaitteelle 30.By means of the orientation device 30, the search and tracking of the satellite connector is carried out as follows. When starting the satellite-10 tennis arrangement, the elevation angle α of the elements 11 to 112 of the antenna unit 1 is checked. If the elevation angle α does not correspond to the position of the earth station relative to the latitude and the satellite, it is corrected e.g. at 10 ° intervals between 10 ° -50 °. The shape and width 15 of the radiation beam is such that the 10 ° beams are good enough to apply the antenna gain and the signal / assembly. The elevation angle α is corrected by adjusting the length of the support member 3 to suit the length of the support member 3 so that the desired elevation angle 20a is achieved. The elevation angle α is obtained via the elevation angle indicator 33 to the orienting device 30.

Korotuskulman α asettamisen jålkeen aloitetaan satelliitin hakuvaihe. Satelliitin radio-taajuussignaalin taso eli rf-tasoa mitataan ilmaisin-25 ja mittausyksikollå 29 aktivoimalla antennielementtipa-ri l1, l2; l2, l3; l3, l4; jne. kerrallaan ja kSymalla lapi kaikki antennielementit l1 - l12. Nailta peråkkain aktivoiduilta antenniyksikoilta saadut rf-tason mit-tausarvot tallennetaan muistiin 31b. Tåman mittauksen 30 aikana kaydHan låpi kunkin antennielementtiparin såtei-lykeilat sekå oikea ettå vasen såteilykeila, jolloin atsimuuttitaso tulee kokonaisuudessaan kåytyå låpi såteilykeiloilla, jotka kayvåt ilmi kuvasta 8b.After setting the elevation angle α, the satellite search phase is started. The level of the satellite radio frequency signal, i.e. the rf level, is measured by the detector-25 and the measuring unit 29 by activating the antenna element pair l1, l2; l2, l3; l3, l4; etc. one at a time and kSyming through all the antenna elements l1 to l12. The rf level measurements obtained from the sequentially activated antenna units are stored in the memory 31b. During this measurement 30, the radiation beams of each pair of antenna elements, as well as the right and left radiation beams, are passed through, so that the azimuth level must be completely transmitted through the radiation beams shown in Figure 8b.

Kun ensimmåinen mittaussarja on suoritettu, 35 antenniyksikon 1 se antennielementtipari aktivoidaan, jonka yhteydesså on mitattu maksimaalinen rf-tason signaali. Tåman jålkeen siirrytåån seurantavaiheeseen.When the first series of measurements is performed, the pair of antenna elements of the antenna unit 1 in connection with which the maximum rf level signal is measured is activated. After that, we move on to the monitoring phase.

Il 91028 13Il 91028 13

Seurantavaihe perustuu rf-signaalitason seu-rantaan kahdella såteilykeilalla ell vasemmalla ja oikealla sateilykeilalla, kuten aikaisemmin on jako- Ja vaiheistusyksikon yhteydesså selostettu. Tållå tavalla 5 menetellen antenniyksikko 1 pyritåån pitåmåån jatkuvas-ti såhkoisesti suunnattuna satelliittikohteeseen, jotta maa-aseman liikkeistå huolimatta tietoliikenneyhteys såilyisi.The monitoring phase is based on monitoring the rf signal level with two radiation beams, i.e. with the left and right radiation beams, as previously described in connection with the division and phasing unit. In this way, 5 the antenna unit 1 is kept in a continuously electrically directed manner to the satellite object in order to maintain the communication connection despite the movements of the earth station.

Suuntauslaitteeseen voidaan lisåtå såhkoinen 10 kompassi 41 tai muu ilmaisin, jolla pystytåån seuraa-maan ajoneuvon kååntymistå, ja tåmån avulla voidaan auttaa tehokkaasti suuntauslaitetta 30 pitåmåån aktii-vinen antenniyksikko suunnattuna satelliittiin.An electronic compass 41 or other indicator capable of tracking the turn of the vehicle can be added to the aiming device, and this can effectively help the aiming device 30 to keep the active antenna unit pointed at the satellite.

Edellå keksintda on selostettu låhinnå sen 15 yhteen edulliseen sovellutusesimerkkiin viittaamalla, mutta monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttåesså oheisten patenttivaatimusten måårittelemån keksinnon puitteissa.The invention has been described above with reference to one preferred embodiment thereof, but many modifications are possible while remaining within the scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (8)

1414 1. Satelliittiantennijarjestely erityisesti puheviestintåån tarkoitettua liikkuvaa maa-asemaa var-5 ten, johon kuuluu antenniyksikko (1), joka on atsimuut-titasossa suunnattavissa satelliittiin, ja joka antenniyksikko (1) on muodostettu joukosta antennielementte-jå (11 - l12), ohjausyksikko (4) ja kytkentayksikko (5), jonka antenniyksikon antennielementit ovat identtisia 10 kulkuaaltotyyppisia ilmaeristeantennielementtejå, jotka on jårjestetty rinnakkain ympyran kehålle etåisyyden pååhån toisistaan, tunnettu siitå, ettå kukin antennielementti (11 - 112) on muodostettu ympyrånkaaren muotoisesta tasomaisesta johtavasta liuskasta (8), joka 15 on sovitettu vakioetåisyydelle maattolevystå (9) ja pååtetty kuormaan (15), ja ettå kunkin antennielementin (11 - 112) maattolevy (9) on muodostettu allasmaiseksi osaksi, jonka sisåån liuska (8) on asennettu; ja anten-nielementeistå samaan aktiiviseen antenniyksikkoon (6) 20 kuuluu yhtåaikaisesti kaksi vierekkåistå antenniele-menttiå, jotka valitaan ohjausyksikon (4) ja kytken-tayksikdn (5) avulla vastaanottamaan halutusta suunnas-ta ja låhettåmåån olennaisesti samaan suuntaan yrnpyra-polarisoitunutta såhkomagneettista såteilyå.A satellite antenna arrangement for a mobile earth station, in particular for voice communication, comprising an antenna unit (1) which can be directed to a satellite in the azimuth plane and which antenna unit (1) is formed by a plurality of antenna elements (11 to 112), a control unit ( 4) and a coupling unit (5) having antenna elements of the antenna unit identical to 10 wave-wave type air-insulating antenna elements arranged parallel to the circumference of the circle at a distance from each other, characterized in that each of the antenna elements (11 to 112) is formed from 15 is arranged at a constant distance from the ground plate (9) and terminated in the load (15), and that the ground plate (9) of each antenna element (11 to 112) is formed as a basin-like part inside which the strip (8) is mounted; and the antenna drain elements in the same active antenna unit (6) 20 simultaneously comprise two adjacent antenna elements selected by means of the control unit (4) and the switching unit (5) to receive from the desired direction and to transmit in a substantially parallel direction. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen satelliittiantenni jar jestely, tunnettu siitå, ettå kytkentåyksikkoon (5) kuuluu kaksi kytkinryhmåå (13, 14), joiden avulla kaksi rinnakkaista antennielementtiå (l1, l2; l2, l3; l3, l4; ..·) on valittavissa halutusta 30 paikasta ympyrån kehållå.Satellite antenna arrangement according to Claim 1, characterized in that the switching unit (5) comprises two groups of switches (13, 14) by means of which two parallel antenna elements (l1, l2; l2, l3; l3, l4; .. ·) can be selected. from the desired 30 locations on the circumference of the circle. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sate-liittiantennijårjestely, tunnettu siitå, ettå antennijårjestelyyn kuuluu tehonjako- ja vaiheis-tusyksikkd (18), jossa on kaksi vaiheistinta (19, 20) 35 ja 180° hybridi (21).Satellite antenna arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the antenna arrangement comprises a power distribution and phasing unit (18) with two phase repeaters (19, 20) 35 and a 180 ° hybrid (21). 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen sate-liittiantennijårjestely, tunnettu siitå, ettå II 91028 15 kumpaankin vaiheistimeen (19, 20) kuuluu kaksi toisesta pååståån tulo- ja låhtoportteihin (PI, P2) yhdistettyå rinnakkaista siirtojohtoa (23a, 23b; 24a, 24b), tulo- ja låhtoporttien (PI, P2) vålille sovitetut siirtojohdot 5 (25a, 25b), ja tulo- ja låhtoportteihin (PI, P2) yhdis- tettyjen sovitusjohtojen (26, 26b; 27a, 27b) påihin asennetut kytkentåelimet (28a, 28b) vaihe-eron toteut-tamiseksi.Satellite antenna arrangement according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that each phase repeater (19, 20) has two parallel transmission lines (23a, 23b; 24a) connected at the other end to the input and output ports (PI, P2). 24b), transmission lines 5 (25a, 25b) arranged between the input and output ports (PI, P2), and switching means (28a) mounted at the ends of the matching lines (26, 26b; 27a, 27b) connected to the input and output ports (PI, P2) , 28b) to implement a phase difference. 5. Jonkin edeltåvistå patenttivaatimuksista 10 mukainen sateliittiantennijårjestely, tunnettu siitå, ettå antennielementit (l1 - l12) on varustettu tu-kielimillå (3), joiden avulla antennielementit on jår-jestetty runko-osaan (2) atsimuuttitasoon (B-B) nåhden sopivaan korotuskulmaan (a).Satellite antenna arrangement according to one of the preceding claims 10, characterized in that the antenna elements (11 to 112) are provided with support means (3) by means of which the antenna elements are arranged in the body part (2) at a height corresponding to the azimuth plane (BB). ). 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sateliit tiantenni jår jestely, tunnettu siitå, ettå tu-kielimet (3) ovat såådettåviå elimiå korotuskulman (a) sååtåmiseksi.A satellite antenna arrangement according to claim 5, characterized in that the support members (3) are adjustable means for adjusting the elevation angle (α). 7. Jonkin edeltåvistå patenttivaatimuksista 20 mukainen sateliittiantennijårjestely, tunnettu siitå, ettå antennijårjestely on varustettu suojakuvul-la (7).Satellite antenna arrangement according to one of the preceding claims 20, characterized in that the antenna arrangement is provided with a protective dome (7). 8. Jonkin edeltåvistå patenttivaatimuksista mukainen satelliittiantennijårjestely, tunnettu 25 siitå, ettå antennijårjestelyyn kuuluu suuntauslaite (30) satelliitin etsinnån ja seurannan toteuttamiseksi, johon suuntauslaitteeseen on yhdistetty ilmaisin- ja mittausyksikko (29) rf-signaalitason mittaamiseksi, ja joka suuntauslaite on yhdistetty ohjausyksikkodn (4) ja 30 kytkentåyksikkoon (5) niiden kahden yhdesså toimivan antennielementin (esim. 6) valitsemiseksi antenniele-menttien (l1 - l12) joukosta, joiden antennielementtien vålityksellå saadaan signaalitasoltaan paras tietolii-kenneyhteys satelliittiin. ________ nr 16Satellite antenna arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna arrangement comprises a directing device (30) for performing satellite search and tracking, to which a detecting and measuring unit (29) for measuring the rf signal level is connected and which directing device is connected. and 30 switching units (5) for selecting the two co-operating antenna elements (e.g. 6) from among the antenna elements (11 to 112), which antenna elements provide the best signal level communication connection to the satellite. ________ No. 16
FI915134A 1991-10-30 1991-10-30 Satellite Antenna device FI91028C (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI915134A FI91028C (en) 1991-10-30 1991-10-30 Satellite Antenna device
EP19920203336 EP0540124B1 (en) 1991-10-30 1992-10-29 Satellite antenna system
FI924923A FI91460C (en) 1991-10-30 1992-10-29 satellite antenna
DE1992624033 DE69224033T2 (en) 1991-10-30 1992-10-29 Antenna system for satellite communication

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI915134 1991-10-30
FI915134A FI91028C (en) 1991-10-30 1991-10-30 Satellite Antenna device

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI915134A0 FI915134A0 (en) 1991-10-30
FI915134A FI915134A (en) 1993-05-01
FI91028B FI91028B (en) 1994-01-14
FI91028C true FI91028C (en) 1994-04-25

Family

ID=8533397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI915134A FI91028C (en) 1991-10-30 1991-10-30 Satellite Antenna device

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0540124B1 (en)
DE (1) DE69224033T2 (en)
FI (1) FI91028C (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2110205C (en) * 1992-11-30 1999-11-23 Noboru Toyama Mobile receiver for satellite broadcast
FR2771552B1 (en) * 1997-11-27 2000-01-21 Univ Lille Sciences Tech TRANSMITTER OF TRANSMISSION-RECEPTION OF RADIOELECTRIC HYPERFREQUENCY
DE19834577B4 (en) 1998-07-31 2011-12-29 Delphi Technologies, Inc. antenna system
DE19845868A1 (en) * 1998-10-05 2000-04-06 Pates Tech Patentverwertung Dual focus planar antenna
RU2233017C1 (en) 2002-12-02 2004-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Алгоритм" Controlled-pattern antenna assembly and planar directive antenna
JP2014075646A (en) * 2012-10-02 2014-04-24 Fujikura Ltd Antenna device and spoiler
KR101709076B1 (en) * 2015-11-24 2017-02-22 현대자동차주식회사 Antenna apparatus and vehicle having the same
US10128931B2 (en) * 2016-07-20 2018-11-13 Kymeta Corporation Antenna combiner
CN106450714B (en) * 2016-11-24 2019-03-29 电子科技大学 A kind of Broadband circularly polarized antenna suitable for array

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2839581A1 (en) * 1978-09-12 1980-03-20 Licentia Gmbh Aerial system changeover switch for Doppler direction finder - has signals from individual aerials fed to mechanical or electronic switches for sequential passage to two modulators

Also Published As

Publication number Publication date
EP0540124B1 (en) 1998-01-14
FI915134A (en) 1993-05-01
DE69224033T2 (en) 1998-08-13
FI91028B (en) 1994-01-14
FI915134A0 (en) 1991-10-30
EP0540124A1 (en) 1993-05-05
DE69224033D1 (en) 1998-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11689263B2 (en) Small cell beam-forming antennas
US6201801B1 (en) Polarization diversity phased array cellular base station and associated methods
US7053853B2 (en) Planar antenna for a wireless mesh network
US5724666A (en) Polarization diversity phased array cellular base station and associated methods
US4527163A (en) Omnidirectional, circularly polarized, cylindrical microstrip antenna
AU712156B2 (en) Wideband digitization systems and methods for cellular radiotelephones
EP1221182B1 (en) Mechanically adjustable phase-shifting parasitic antenna element
US11962072B2 (en) Phased array antennas having switched elevation beamwidths and related methods
US10680346B2 (en) Antenna system with frequency dependent power distribution to radiating elements
US6049305A (en) Compact antenna for low and medium earth orbit satellite communication systems
FI91028C (en) Satellite Antenna device
US11695197B2 (en) Radiating element, antenna assembly and base station antenna
US6175340B1 (en) Hybrid geostationary and low earth orbit satellite ground station antenna
FI90927B (en) Satellite Antenna device
FI91460C (en) satellite antenna
CN114843742A (en) Beamforming antenna with omnidirectional coverage in azimuth plane
EP1865576B1 (en) A dual-polar antenna for a base station of mobile radio systems with adjustable azimuth beamwidth
FI91576C (en) satellite antenna
CA2136048A1 (en) Switched array for mobile satellite communication
Leach Optimum Control of Hand-Portable Antennas for Satellite and Terrestrial Mobile Communications

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS

BB Publication of examined application
MM Patent lapsed