JP2000252741A - Multiple-satellite adaptive receiving antenna - Google Patents

Multiple-satellite adaptive receiving antenna

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JP2000252741A
JP2000252741A JP11047833A JP4783399A JP2000252741A JP 2000252741 A JP2000252741 A JP 2000252741A JP 11047833 A JP11047833 A JP 11047833A JP 4783399 A JP4783399 A JP 4783399A JP 2000252741 A JP2000252741 A JP 2000252741A
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satellite
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array
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Yoshiji Tanaka
祥次 田中
Masa Fujita
雅 藤田
Takao Murata
孝雄 村田
Junji Kumada
純二 熊田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increasing form a beam newly even when the number of satellites increases by making the lateral size of an array antenna of lane antennas along a stationary track wide enough to actualize directivity by which relative gains of a side lobe have nearly equal values. SOLUTION: The width of the lateral side of the array antenna of plane antennas along the stationary track is set to length or its integral multiple for actualizing the directivity by which the relative gains of the side lobe have nearly equal values so as to reduce the interference of broadcasting satellites at a 6 deg. interval and communication satellites at a 4 deg. interval on the stationary track with adjacent satellites. To this antenna, row noise block converters (LNB) 2 are connected by the subarrays of the array antenna 1 and the LNBs 2 perform frequency conversion by a common local signal oscillator 3 and output IF signals 4. The IF signals 4 after having their delay quantities set by a beam forming circuit are put together.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、静止軌道上の静
止衛星からの衛星放送(BSおよびCS)の受信アンテ
ナに係り、多数の衛星からの電波を1つの受信アンテナ
で同時に受信可能とする複数衛星対応受信アンテナに関
するもので、フェーズドアレイアンテナの技術分野であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a receiving antenna for satellite broadcasting (BS and CS) from a geosynchronous satellite in a geosynchronous orbit, and to a plurality of receiving antennas capable of simultaneously receiving radio waves from many satellites with one receiving antenna. It is related to a receiving antenna for satellites and is a technical field of a phased array antenna.

【0002】[0002]

【従来の技術】現行の衛星放送(BS,CS)の受信は
パラボラアンテナが主流である。しかし、今後の時代推
移を考えると静止軌道の有効利用および周波数資源の有
効利用の観点等から、将来は現在よりも多くの衛星から
放送が行われる可能性があると考えられる。現行のパラ
ボラアンテナでは反射鏡は共通とし、給電点をマルチ化
してマルチビーム化している。民生用のアンテナでは現
状では直径が45cmクラスのアンテナが一般的であり、
我が国においても、現行4衛星からさらに衛星数が増え
たときには給電点を増やすことが物理的、技術的に困難
になってくる。また、給電点の位置も焦点からさらに離
れる方向となるためアンテナ効率の点でも不利となる。
2. Description of the Related Art Parabolic antennas are mainly used for current satellite broadcasting (BS, CS) reception. However, considering future trends, from the viewpoint of effective use of geosynchronous orbit and effective use of frequency resources, it is considered that broadcasting may be performed from more satellites in the future than in the present. In the current parabolic antenna, the reflector is common, and the feeding point is multiplied to form a multi-beam. At present, antennas with a diameter of 45 cm are generally used for consumer antennas.
In Japan, it becomes physically and technically difficult to increase the number of power supply points when the number of satellites further increases from the current four satellites. Further, the position of the feeding point is further away from the focal point, which is disadvantageous in terms of antenna efficiency.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】パラボラアンテナに対
し平面アンテナでは、アンテナ面を分割してサブアレイ
化し複数の受信系として構成することが可能で、各受信
系の位相を調整することにより合成指向性が任意の方向
に形成可能である。低雑音ブロックコンバータ(LN
B)の中間周波数(IF)出力を分配した後では、ビー
ム形成が個々にできるため多くのビームを同時に形成で
きる。そこで本発明の目的は、この平面アンテナの特徴
を利用してマルチビーム化受信アンテナを実現し、民生
用の受信アンテナとして低廉化を図る構成を具体化した
複数衛星対応受信アンテナを提供せんとするものであ
る。
In contrast to a parabolic antenna, with a planar antenna, the antenna surface can be divided into subarrays to form a plurality of receiving systems, and the combined directivity can be adjusted by adjusting the phase of each receiving system. Can be formed in any direction. Low noise block converter (LN
After distributing the intermediate frequency (IF) output of B), many beams can be formed simultaneously since beam forming can be performed individually. Therefore, an object of the present invention is to provide a multi-beam receiving antenna that realizes a multi-beam receiving antenna utilizing the features of the planar antenna and realizes a configuration for reducing the cost as a receiving antenna for consumer use. Things.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明複数衛星対応受信アンテナは、静止軌道上の
複数の静止衛星からの12GHz帯衛星放送を受信可能
な、平面アンテナによるアレイアンテナとして構成した
複数衛星対応受信アンテナにおいて、前記平面アンテナ
によるアレイアンテナの前記静止軌道に沿った横方向の
辺の幅が、静止軌道上6度間隔の放送衛星および4度間
隔の通信衛星それぞれの隣接衛星に対する干渉を共に低
くするため、サイドロープでの相対利得を互いにほぼ同
等の値が得られる指向性を実現する長さまたはその整数
倍の長さとすなるよう構成したことを特徴とするもので
ある。
In order to achieve this object, a receiving antenna for multiple satellites according to the present invention is provided as a planar antenna array antenna capable of receiving 12 GHz band satellite broadcasting from a plurality of geostationary satellites in geosynchronous orbit. In the configured multi-satellite receiving antenna, the width of the side of the array antenna in the horizontal direction along the geosynchronous orbit by the planar antenna is a satellite adjacent to the broadcasting satellite and the communication satellite at an interval of 6 degrees on the geosynchronous orbit. In order to reduce the interference with the side ropes, the relative gain at the side ropes is set to a length for realizing directivity with which substantially the same value is obtained or a length that is an integral multiple thereof.

【0005】また、好適な実施態様は、静止軌道上の前
記複数の静止衛星からの衛星放送を受信可能とするた
め、前記アンテナのチルト角度が、アンテナの法線方向
のチルト角中心を任意の経度に取った時、±20度の範
囲の軌道にほぼ沿った1軸のビームチルトで実現される
よう構成したことを特徴とするものである。
In a preferred embodiment, in order to be able to receive satellite broadcasts from the plurality of geostationary satellites in a geosynchronous orbit, the tilt angle of the antenna is set such that the tilt angle center in the normal direction of the antenna is arbitrary. It is characterized in that it is configured to be realized by a uniaxial beam tilt substantially along a trajectory in a range of ± 20 degrees in longitude.

【0006】さらにまた、好適な実施態様は、アンテナ
の前記軌道に沿った辺の幅が37.1±0.5cmで、前
記チルト角度が±20度の範囲であってもグレーティン
グローブが発生しないよう、前記アレイアンテナのサブ
アレイ間隔が0.745λに等しいかそれ以下であり、
軌道方向が1素子で縦方向がn素子で構成されるサブア
レイ毎に位相制御して前記アレイアンテナが構成され、
ここでλは受信可能な12GHz帯衛星放送の最高周波
数に対する波長であり、nは複数の正の整数であること
を特徴とするものである。またさらに、好適な実施態様
は、前記サブアレイ間隔を0.745λ以上とした時、
そのサブアレイの数を15としてアレイアンテナを構成
したことを特徴とするものである。
Furthermore, in a preferred embodiment, even if the width of the side of the antenna along the track is 37.1 ± 0.5 cm and the tilt angle is in the range of ± 20 degrees, no grating lobe is generated. The sub-array spacing of the array antenna is less than or equal to 0.745λ,
The array antenna is configured by performing phase control for each sub-array in which the orbital direction is one element and the vertical direction is n elements.
Here, λ is a wavelength corresponding to the highest frequency of receivable 12 GHz band satellite broadcasting, and n is a plurality of positive integers. Still further, in a preferred embodiment, when the sub-array interval is 0.745λ or more,
The number of the sub-arrays is set to 15 to constitute an array antenna.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照し、発明の実
施の形態について順次項目別に詳細に説明し、その後本
発明の具体的構成例のいくつかについて説明する。 受信アンテナのビーム制御について 将来どのような衛星配置になるかは予測がつかないた
め、受信アンテナのビーム制御の範囲を決める要因とし
ては、我が国の現行4衛星を受信可能にする範囲とする
ことが基本条件として挙げられる。図1は、受信点(東
京)から見た静止軌道と現行4衛星の位置関係を示した
もので、図の横軸は静止軌道の東経127度付近を中心
にした時の静止軌道と接線になる関係である。縦軸は横
軸に直交する軸でほぼ仰角の差をあらわしている。この
ような空間的な関係を考慮すると、受信アンテナのビー
ムチルトの範囲は、横軸(ほぼ方位角方向)の角度とし
て外側の衛星間で約40度、縦軸(ほぼ仰角方向)の角
度範囲は0.3度をカバーすれば良いといえる。縦軸方
向が0.3度と角度差が小さいため、2次元的なビーム
制御は必要なく、図の横軸上を最大±20度ビームチル
トする1軸の制御を実現すればよいことがわかる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and then some of the specific examples of the present invention will be described. Beam control of the receiving antenna Since it is not possible to predict what kind of satellite configuration will be in the future, the factor that determines the range of the beam control of the receiving antenna is the range in which the current four satellites in Japan can be received. It is mentioned as a basic condition. Fig. 1 shows the positional relationship between the geosynchronous orbit and the current four satellites as viewed from the receiving point (Tokyo). The horizontal axis of the figure indicates the geosynchronous orbit and the tangent to the geosynchronous orbit around 127 degrees east longitude. Relationship. The vertical axis is an axis orthogonal to the horizontal axis, and represents the difference between elevation angles. In consideration of such a spatial relationship, the range of the beam tilt of the receiving antenna is about 40 degrees between the outer satellites as an angle on the horizontal axis (almost azimuth direction), and the angle range on the vertical axis (almost elevation direction). Can be said to cover 0.3 degrees. Since the vertical axis direction has a small angle difference of 0.3 degrees, two-dimensional beam control is not necessary, and it can be seen that it is only necessary to realize one-axis control that tilts the beam on the horizontal axis up to ± 20 degrees. .

【0008】 平面アンテナの制御軸方向の幅につい
て 図1の横軸に沿って平面アンテナの1辺を合わせて配置
する(アレイアンテナの幅と称す)として、横軸の幅を
決める要素として、隣接衛星からの干渉の要素を導入す
る。単に現行4衛星を受けるだけならば、同一周波数帯
と直線偏波を使用している東経124度(JCSAT−
4)と128度(JCSAT−3)のCS衛星間の干渉
が少なくなるようにアンテナの幅を決めればよい。図2
(a)は、幅を32cmにしたときの指向性(励振分布は
一般的な均一励振)で、アンテナから見た4度間隔の衛
星角度約4.4度が指向性のヌル点に位置することがで
き干渉を生じにくくできる。
Regarding the width of the planar antenna in the control axis direction Assuming that one side of the planar antenna is arranged along the horizontal axis in FIG. 1 (referred to as the width of the array antenna), the width of the horizontal axis Introduce elements of satellite interference. If only the current four satellites are received, 124 degrees east longitude using the same frequency band and linear polarization (JCSAT-
The antenna width may be determined so that the interference between 4) and 128-degree (JCSAT-3) CS satellites is reduced. FIG.
(A) is the directivity when the width is set to 32 cm (excitation distribution is a general uniform excitation), and a satellite angle of about 4.4 degrees at a 4-degree interval viewed from the antenna is located at the null point of the directivity. Interference can be reduced.

【0009】一方、本複数衛星対応受信アンテナの場
合、将来の衛星放送の受信を対象にするものの衛星配置
は未定であるため、CS(通信衛星)だけでなくBS
(放送衛星)も含めた状態で両者の干渉が少ない条件を
満たす条件でアンテナの幅を選択することが適している
と判断される。6度間隔のBS、4度間隔のCSの隣接
衛星の両方に対して干渉を少なくするためには双方とも
に隣接衛星に対する相対利得を低くする必要がある。図
2(b)はこの条件を満たすアンテナ幅37.1cmの時
の指向性であり、BSに対しては6.6度、CSに対し
ては4.4度の角度でのサイドローブ利得が共に−18
dBとなっている。さらに相対利得を低くする必要があ
る場合は、37.1cmの整数倍の長さとすればよい。図
2(c)は、12GHz帯におけるアンテナ幅と4.4
度、6.6度各方向のサイドローブ相対利得との関係を
示す計算結果である。この図から、アンテナ幅が37.
1cmを中心にして、上、下各0.5cm(約0.2λ)の
範囲内であれば、各方向共−17dB以下となりほぼ同
等の相対利得値にできることがわかる。以下複数衛星対
応受信アンテナでは最短の長さである37.1cmを採用
して本発明のさらなる対策を説明する。
On the other hand, in the case of the present multi-satellite receiving antenna, although it is intended to receive satellite broadcasting in the future, since the satellite arrangement is undecided, not only CS (communication satellite) but also BS
It is determined that it is appropriate to select the width of the antenna under the condition that the condition that the interference between them is small including the (broadcast satellite) is satisfied. In order to reduce interference to both adjacent satellites of the 6-degree interval BS and the 4-degree interval CS, it is necessary to lower the relative gain to the adjacent satellites. FIG. 2B shows the directivity when the antenna width satisfies this condition and the antenna width is 37.1 cm. The side lobe gain at an angle of 6.6 degrees for BS and 4.4 degrees for CS is obtained. Both -18
dB. If the relative gain needs to be further reduced, the length may be an integral multiple of 37.1 cm. FIG. 2 (c) shows the antenna width and 4.4 in the 12 GHz band.
It is a calculation result which shows the relationship with the side lobe relative gain of each direction 6.6 degrees. From this figure, the antenna width is 37.
It can be seen that, within a range of 0.5 cm (approximately 0.2λ) in each of the upper and lower directions with respect to 1 cm, both directions are −17 dB or less, and the relative gain values can be substantially equal. Hereinafter, a further measure of the present invention will be described by adopting the shortest length of 37.1 cm in the receiving antenna corresponding to a plurality of satellites.

【0010】 ビーム制御軸のアンテナのアレイ化 項目で採用した幅37.1cmのアンテナの素子配列と
位相制御の単位についてビームチルト角をもとにして考
察する。アンテナをアレイ化する場合、通常最大チルト
角(θ)が決まると、このチルト角における指向性にグ
レーティングローブを発生しない素子間隔(サブアレイ
間隔:d)が以下の計算式により求まる。 d<(1+ sin(θ))-1・λ(λは波長) θ=20度の場合、d<0.745λで、λを対象とし
ているCSの最高周波数である12.75GHzの波長
とすれば、d<17.53mmとなる。この場合37.1
cmのアンテナの分割数は21.1となるが整数値として
22がアレイ化する単位数となり、この場合位相制御の
単位は1素子毎になる。図3はアレイアンテナの配列の
イメージで、図3(a)は軌道方向の素子数nが1で縦
方向にk素子のサブアレイが22配列されたアンテナと
なる。
[0010] An array of antennas for the beam control axis will be discussed based on the beam tilt angle with respect to the element arrangement and the phase control unit of the 37.1 cm wide antenna adopted in the item. When antennas are arrayed, usually, when the maximum tilt angle (θ) is determined, the element spacing (sub-array spacing: d) that does not generate grating lobes in the directivity at this tilt angle is determined by the following formula. d <(1 + sin (θ)) −1 · λ (λ is a wavelength) If θ = 20 degrees, d <0.745λ, and the wavelength is 12.75 GHz, which is the highest frequency of CS targeting λ. In this case, d <17.53 mm. In this case 37.1
Although the number of divisions of the antenna of cm is 21.1, 22 is an integral number of units to be arrayed, and in this case, the unit of phase control is one element. FIG. 3 is an image of an array antenna array. FIG. 3A shows an antenna in which the number n of elements in the orbital direction is 1 and 22 subarrays of k elements are arranged in the vertical direction.

【0011】 サブアレイ数の削減 受信アンテナの簡素化を図ることはコスト軽減にもつな
がり重要である。前述の項目で求まったサブアレイ数
を削減できる方法について考察する。項目では、グレ
ーティングローブを発生させない場合であったが、グレ
ーティングローブが発生しても、目的外の衛星からの干
渉が低減できればサブアレイ数を削減できる。図4は、
アンテナの分割数に対するメインローブ、グレーティン
グローブの相対利得のレベル関係を示した図で、分割数
が小さくなるほどメインローブ(白ヌキ三角印)の利得
損失が大きくなるとともに発生するグレーティングロー
ブ(白ヌキ丸印)のレベルも大きくなり実用的でなくな
る。この図からは、メインローブの利得低下が最も低
く、グレーティングローブの発生量も小さい分割数15
が最も実用的であると考えられる。ここで分割数15
は、37.1cmの幅の放射素子数を30素子で構成し、
軌道方向の素子数n=2をサブアレイの単位とする場合
(図3(b)参照)で、サブアレイ間隔はほぼ1波長で
ある。この分割数15についてグレーティングローブの
発生レベルは−8.5dBであり、このままでは干渉を
受ける可能性が大である。
Reducing the number of sub-arrays It is important to simplify the receiving antenna, which leads to cost reduction. Consider a method that can reduce the number of subarrays obtained in the above items. In the item, grating lobes are not generated. However, even if grating lobes are generated, the number of sub-arrays can be reduced as long as interference from unintended satellites can be reduced. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a level relationship between a relative gain of a main lobe and a grating lobe with respect to the number of antenna divisions. As the number of divisions decreases, gain loss of a main lobe (white triangle mark) increases and grating lobes (white circles) occur. The level of (mark) also becomes large and is not practical. From this figure, it can be seen that the main lobe has the lowest gain reduction and the generation amount of the grating lobe is small.
Is considered to be the most practical. Where the number of divisions is 15
Is composed of 30 radiating elements having a width of 37.1 cm with 30 elements,
In the case where the number of elements n = 2 in the orbital direction is the unit of the subarray (see FIG. 3B), the subarray interval is substantially one wavelength. The generation level of the grating lobes for this division number 15 is -8.5 dB, and there is a high possibility that interference will occur if the division level is not changed.

【0012】図5は、分割数が15でチルト角が20度
のときのグレーティングローブの発生する角度(約−4
0度)とその角度における衛星軌道との角度差の関係を
示している。図から分かるように衛星軌道は中心から離
れる程ビーム制御軸(横軸)から離れていく。−40度
のグレーティングローブの角度では、1.2度の角度差
がある。この角度差はほぼ仰角方向の角度差であるの
で、仰角方向の指向性により衛星軌道におけるグレーテ
イングローブの相対利得をさらに下げることが可能にな
る。干渉に関して、軌道方向でのアンテナの相対利得を
−20dBを目安として考えると、縦方向(仰角方向)
の指向性で相対利得が−11.5dB得られるアンテナ
長とすればよいことになる。図6は、アンテナの縦方向
(仰角方向)の長さに対するグレーティングローブの指
向性であり、1.2度でトータル−20dBの相対利得
となる長さは120cmとなる。
FIG. 5 shows an angle (about -4) at which a grating lobe occurs when the number of divisions is 15 and the tilt angle is 20 degrees.
0 degree) and the angle difference between the satellite orbit at that angle. As can be seen from the figure, the satellite orbit moves away from the beam control axis (horizontal axis) as the distance from the center increases. At a grating lobe angle of -40 degrees, there is an angle difference of 1.2 degrees. Since this angle difference is substantially the angle difference in the elevation direction, the relative gain of the great globe in the satellite orbit can be further reduced by the directivity in the elevation direction. Considering the relative gain of the antenna in the orbit direction with reference to -20 dB, the vertical direction (elevation direction)
It is sufficient to set the antenna length such that a relative gain of -11.5 dB can be obtained with the above directivity. FIG. 6 shows the directivity of the grating lobe with respect to the length in the vertical direction (elevation direction) of the antenna. The length at which the relative gain of -20 dB in total at 1.2 degrees is 120 cm.

【0013】 アンテナの縦方向の長さの短縮 項目で求まった縦方向の辺の長さは横方向の辺の幅3
7.1cmに比べてアンバランスであり、これを短縮する
方法について考察する。先の図6を見ると分かるよう
に、指向性がシャープであるため角度差をわずかに増や
しただけで、相対利得を大幅に低減できる。メインロー
ブの利得低下がわずかな範囲で角度差を付けると相対利
得を低下できる分をアンテナの縦方向の長さの短縮に使
える。ビームチルトの軸を衛星軌道から離れる方向に
0.5度オフセット(平行移動)すると長さは120cm
から80数cmに短縮できることがわかる。さらに、実際
の衛星軌道上の衛星配置を考慮するとグレーティングロ
ーブのピーク位置に衛星が無いためさらに干渉に対する
マージンを見込むことができる。ちなみに−15dBの
グレーティングローブ範囲を0.5度オフセットした状
態(図5の斜線部分)での長さを試算すると70cmまで
短縮することができる。
The length of the vertical side obtained in the item is the width of the side in the horizontal direction.
It is unbalanced compared to 7.1 cm, and a method for shortening this is considered. As can be seen from FIG. 6, since the directivity is sharp, the relative gain can be significantly reduced by only slightly increasing the angle difference. If an angle difference is made within a small range in which the gain of the main lobe is reduced, the relative gain can be reduced, which can be used to shorten the length of the antenna in the vertical direction. When the axis of the beam tilt is offset by 0.5 degrees (translation) away from the satellite orbit, the length is 120 cm.
It can be seen that the length can be reduced to 80 and several cm. Further, considering the satellite arrangement in the actual satellite orbit, since there is no satellite at the peak position of the grating lobe, a margin for interference can be further expected. Incidentally, when the length in a state where the -15 dB grating lobe range is offset by 0.5 degrees (the shaded portion in FIG. 5) is estimated, the length can be reduced to 70 cm.

【0014】 複数ビーム形成の構成について 項目〜までの検討によるアレイアンテナによる複数
のビームの形成法として、各サブアレイ毎にLNBで周
波数変換したIF帯(1〜2GHz帯)での位相制御に
よるビーム形成を行うことが回路的に容易である。各L
NBからのIF出力をビーム数に応じて分配し、それぞ
れに所要の遅延量を遅延線で与えた後同相合成すること
により目的の(衛星)方向にビームを形成することがで
きる。アンテナの中心方向を東経127度方向にした場
合、受信点から各衛星までのチルト角度が定まるため、
各衛星毎に固定の遅延線で形成したビーム形成回路を用
意することで、複数の衛星に対して受信が可能となる。
遅延線によるビーム形成では全部の遅延線を同一のプリ
ント基板上のストリップラインの長さで精度良く製作で
きるため、量産性が高く低廉化が図れる。各地毎に衛星
の角度は異なるので色々な角度毎の基板を用意しておけ
ば、必要な角度の基板を組み合わせることで対応させる
ことができる。
Regarding Configuration of Plural Beam Forming As a method of forming a plurality of beams by an array antenna by examining items 1 to 3, beam forming by phase control in IF band (1 to 2 GHz band) frequency-converted by LNB for each subarray. Is easy in terms of a circuit. Each L
A beam can be formed in a target (satellite) direction by distributing the IF output from the NB according to the number of beams, giving a required delay amount to each by a delay line, and performing in-phase synthesis. When the center direction of the antenna is set to 127 degrees east longitude, the tilt angle from the receiving point to each satellite is determined.
By preparing a beam forming circuit formed by a fixed delay line for each satellite, reception can be performed for a plurality of satellites.
In the beam forming by the delay lines, all the delay lines can be accurately manufactured with the length of the strip line on the same printed circuit board, so that the mass productivity is high and the cost can be reduced. Since the angle of the satellite is different in each place, if boards for various angles are prepared, it is possible to cope with them by combining boards of necessary angles.

【0015】 偏波合わせについて 図7は日本各地の偏波角度と最大角度偏差を示した図
で、直線偏波を用いているCSでは、目的の衛星の偏波
に合わせないと直交偏波関係にある隣接チャンネルとの
分離が十分に得られないため、マルチビームのパラボラ
アンテナでは一次放射器の偏波をそれぞれ機械的に合わ
して作られている。平面アンテナでは放射素子の配置で
偏波面が定まるため、受信アンテナを一つの衛星の偏波
に合わせたとしても他の衛星に対しては偏波がずれた状
態で受信することになる。従って、電気的に偏波を合わ
せる機能が必要となる。しかし、直交する偏波での受信
系の出力信号から偏波合わせを電気的に行うことは容易
に実現できるので問題はない。
FIG. 7 is a diagram showing polarization angles and maximum angle deviations in various parts of Japan. In a CS using linear polarization, the orthogonal polarization relationship must be adjusted to the polarization of the target satellite. In the multi-beam parabolic antenna, the polarization of the primary radiator is mechanically combined with each other because the separation from the adjacent channel cannot be sufficiently obtained. In a planar antenna, the plane of polarization is determined by the arrangement of the radiating elements. Therefore, even if the receiving antenna is adjusted to the polarization of one satellite, the signal is received with the polarization shifted from the other satellites. Therefore, a function of electrically adjusting the polarization is required. However, there is no problem because it is easy to electrically perform polarization matching from the output signal of the receiving system with orthogonal polarization.

【0016】図8は偏波の関係を示したベクトル図で、
目的の衛星の偏波をH,Vとしたときに、受信アンテナ
の偏波面がθだけ傾いた状態で受信した時の直交偏波受
信系の各出力をHr,Vrとすると、Hr,Vrの各出
力は、 Hr= Hcos θ+Vsin θ Vr=−Hsin θ+Vcos θ となる。 このHr,Vrの両出力は、受信系での非線形がなけれ
ば以下の線形の加減算の処理により、H,Vの出力とし
て得ることができる。 H=Hrsin θ+Vrcos θ V=Hrcos θ−Vrsin θ 従って、本発明複数衛星対応受信アンテナでは、各サブ
アレイアンテナを直交受信のアンテナとして構成する。
円偏波については直交偏波関係受信系の信号間に90度
の位相差を付けて合成することにより等価的に円偏波受
信系で受信した信号を得ることができる。
FIG. 8 is a vector diagram showing the relationship of polarization.
Assuming that the polarization of the target satellite is H and V, and each output of the orthogonal polarization receiving system when the reception is performed with the polarization plane of the receiving antenna inclined by θ is Hr and Vr, Each output is as follows: Hr = Hcos θ + Vsin θ Vr = −Hsin θ + Vcos θ Both outputs of Hr and Vr can be obtained as outputs of H and V by the following linear addition and subtraction processing if there is no non-linearity in the receiving system. H = Hr sin θ + Vr cos θ V = Hr cos θ−Vr sin θ Therefore, in the receiving antenna for multiple satellites of the present invention, each sub-array antenna is configured as an orthogonal receiving antenna.
For a circularly polarized wave, a signal received by the circularly polarized wave receiving system can be equivalently obtained by adding a 90-degree phase difference between the signals of the orthogonally polarized wave related receiving system and combining them.

【0017】項目別の説明は以上で終了し、次に本発明
の具体的構成例について順次説明する。図9は、本発明
による複数衛星対応受信アンテナの全体構成を示すブロ
ック線図で、平面アンテナによるアレイアンテナ1の各
サブアレイ毎にLNB(Low Noise Block Converter)2
が接続されている。LNB2は共通のローカル信号発振
器3で周波数変換を行い、IF(中間周波数)信号4を
出力する。例えばアンテナが15個のサブアレイで構成
されていれば15系統の受信系となる。IF信号4はビ
ーム数に応じて次のビーム形成回路(この例ではブロッ
ク5,6,7)で目的方向(チルト角θ)で同相条件と
なるように各入力端子毎に遅延量が設定された後合成さ
れる。合成された信号は目的の方向からの信号は相関が
1となり同相加算され振幅が大きくなり、それ以外は相
関がほぼランダムとなり振幅はゼロに近ずく。従って、
得られる信号は、目的の衛星方向にビームが形成された
のと等価な直交IF信号の対が出力される。直線偏波の
CS信号では、ビーム形成回路5の直交偏波出力8,9
を次の偏波合成回路10で信号間の加減算処理を偏波制
御信号11により行い、お互いに混入している直交成分
が低減された出力12(この図ではチャンネルに応じた
水平もしくは垂直偏波成分の一方を出力としている)を
得る。円偏波のBS受信では、ビーム形成回路内で、最
初にハイブリッドで円偏波受信信号にしてからビーム形
成回路でビームを形成するか、またはビーム形成後にハ
イブリッドで円偏波受信信号にすることにより直交偏波
信号から円偏波受信出力13への変換を行う。出力12
もしくは13の出力信号はそれぞれ対応するCS,BS
チューナへのIF信号となる。
The description of each item is completed above, and a specific configuration example of the present invention will be sequentially described. FIG. 9 is a block diagram showing the overall configuration of a receiving antenna for a plurality of satellites according to the present invention. For each sub-array of the array antenna 1 using a planar antenna, an LNB (Low Noise Block Converter) 2 is provided.
Is connected. The LNB 2 performs frequency conversion by a common local signal oscillator 3 and outputs an IF (intermediate frequency) signal 4. For example, if the antenna is composed of 15 sub-arrays, there are 15 receiving systems. The amount of delay of the IF signal 4 is set for each input terminal in the next beam forming circuit (blocks 5, 6, and 7 in this example) so that the same phase condition is obtained in the target direction (tilt angle θ) in accordance with the number of beams. After being synthesized. In the synthesized signal, the signal from the target direction has a correlation of 1 and is in-phase added to increase the amplitude. Otherwise, the correlation is almost random and the amplitude approaches zero. Therefore,
The resulting signal is a pair of orthogonal IF signals equivalent to a beam formed in the direction of the target satellite. In the case of the linearly polarized CS signal, the orthogonally polarized outputs 8 and 9 of the beam forming circuit 5 are output.
Is added and subtracted between signals by the polarization control circuit 11 in the next polarization synthesis circuit 10, and the output 12 in which the orthogonal components mixed together are reduced (in this figure, horizontal or vertical polarization corresponding to the channel). Output of one of the components). In circularly polarized BS reception, the beamforming circuit first forms a circularly polarized reception signal in a hybrid and then forms a beam in the beamforming circuit, or the beamforming forms a hybrid circularly polarized reception signal after beamforming. Performs the conversion from the orthogonal polarization signal to the circular polarization reception output 13. Output 12
Alternatively, the 13 output signals correspond to the corresponding CS, BS
It becomes an IF signal to the tuner.

【0018】図10は、より具体的な構成を示すブロッ
ク線図で、平面アンテナのビーム制御軸方向がn個のサ
ブアレイに分割されたアレイアンテナで、m個のビーム
を形成して受信する場合を想定している構成ブロック線
図である。符号の中のaとbは直交偏波関係であること
を示す記号として付けられている。アンテナはn個のサ
ブアイレアンテナ受信系21−1〜21−nで構成され
ている。各受信系は直交偏波受信のサブアレイアンテナ
と2個のLNBで受信しIF信号に変換する。サブアレ
イアンテナ受信系21−1は、アンテナ25−1とLN
B26−1aと26−1bで構成されている。同様に、
n番目のサブアレイアンテナ受信系21−nは、アンテ
ナ25−nとLNB26−naと26−nbで構成され
ている。構成するLNBは全部、共通の発振器36の信
号を分配器37で分配した信号で周波数変換を行う。サ
ブアレイアンテナ受信系21−1の直交IF出力27−
1aと27−1bからサブアレイアンテナ受信系21−
nの直交IF出力27−naと27−nbは次のIF帯
分配系22−1〜22−nでそれぞれビーム数に応じた
m分配器29−1a/b〜29−na/bでm分配さ
れ、30−1a−1〜m/30−1b−1〜mが出力さ
れる。他の系も同様の構成である。各バイアスT28
は、各LNB26に電源を供給する部分である。ビーム
形成カードインターフェース23−1〜23−mは、ビ
ーム形成カード24−1〜24−mへのIF信号を供給
するためのマルチ信号コネクタに相当する部分で、偏波
毎に対応した2つの集合部分からなっている。23−1
を例にすると31−1aは各サブアレイ受信系のIF信
号の内、30−1a−1〜30−na−1のn個を一列
に集合させたものであり、31−1bは各サブアレイ受
信系のIF信号の内、30−1b−1〜30−nb−1
のn個を一列に集合させたものである。他の系も構成は
同様である。ビーム形成カード24−1〜24−mは2
つのビーム形成回路と1つの偏波合成回路から構成され
ている。24−1を例にして説明する。それぞれの偏波
毎にビームを形成するビーム形成回路32−1aと32
−1bでビーム形成を行い出力33−1aと33−1b
を得る。この2出力はアンテナの偏波面が合っていない
とすると、希望衛星からの直交偏波成分間が互いに漏れ
込んだ状態の信号となっている。この2信号を次の偏波
合成34−1で電気的に偏波合わせを行い、偏波間の分
離度の高くなった垂直偏波出力信号35−1aと水平偏
波出力35−1bを得る。24−2〜24−mも同様で
ある。
FIG. 10 is a block diagram showing a more specific configuration. In the case where an array antenna in which the beam control axis direction of the planar antenna is divided into n sub-arrays and m beams are formed and received, FIG. FIG. 3 is a configuration block diagram assuming the following. “A” and “b” in the code are attached as symbols indicating that they are orthogonally polarized. The antenna is composed of n sub-Aire antenna receiving systems 21-1 to 21-n. Each receiving system receives the signal with the orthogonally polarized wave receiving sub-array antenna and two LNBs and converts the signal into an IF signal. The sub-array antenna receiving system 21-1 includes the antenna 25-1 and the LN
B26-1a and 26-1b. Similarly,
The n-th sub-array antenna receiving system 21-n includes an antenna 25-n, LNBs 26-na, and 26-nb. All of the constituent LNBs perform frequency conversion with a signal obtained by dividing a signal of a common oscillator 36 by a distributor 37. Quadrature IF output 27- of sub-array antenna receiving system 21-1
1a and 27-1b from the sub-array antenna receiving system 21-
The n orthogonal IF outputs 27-na and 27-nb are distributed to the following IF band distribution systems 22-1 to 22-n, and are distributed to m distributors 29-1a / b to 29-na / b according to the number of beams. And 30-1a-1 to m / 30-1b-1 to m are output. Other systems have the same configuration. Each bias T28
Is a part for supplying power to each LNB 26. The beam forming card interfaces 23-1 to 23-m are parts corresponding to multi-signal connectors for supplying IF signals to the beam forming cards 24-1 to 24-m, and two sets corresponding to each polarization. Consists of parts. 23-1
In the example, 31-1a is a group of n signals of 30-1a-1 to 30-na-1 among the IF signals of each sub-array reception system, and 31-1b is a sub-array reception system. Of the IF signals, 30-1b-1 to 30-nb-1
Are grouped in a line. Other systems have the same configuration. The beam forming cards 24-1 to 24-m are 2
It is composed of one beam forming circuit and one polarization combining circuit. A description will be given taking 24-1 as an example. Beam forming circuits 32-1a and 32-1 for forming a beam for each polarization
-1b for beam forming and outputs 33-1a and 33-1b
Get. These two outputs are signals in a state where the orthogonal polarization components from the desired satellite leak into each other if the polarization planes of the antennas do not match. The two signals are electrically polarized by a next polarization combining unit 34-1 to obtain a vertical polarization output signal 35-1a and a horizontal polarization output 35-1b with a high degree of separation between polarizations. The same applies to 24-2 to 24-m.

【0019】図11はビーム形成回路の構成図で、n個
のIF信号41−1〜41−nに対して、遅延線42−
1〜42−nを経由してn合成器43で同相合成する構
成である。遅延線42−1〜42−nの各遅延量は、形
成するビーム方向(アンテナの放線方向からのチルト角
度)毎に定まる遅延量を与える遅延線で構成する。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of a beam forming circuit, in which a delay line 42-n is provided for n IF signals 41-1 to 41-n.
In-phase synthesis is performed by the n synthesizer 43 via 1 to 42-n. Each delay amount of the delay lines 42-1 to 42-n is configured by a delay line that provides a delay amount determined for each beam direction to be formed (tilt angle from the radiation direction of the antenna).

【0020】図12は偏波合成回路の具体例を示す図
で、直交関係の2信号であるH′偏波成分51とV′偏
波成分52を入力信号として、V偏波出力72について
先に説明する。V偏波出力72は、H′偏波成分51の
2分配器53の出力55を乗算器59でROMテーブル
63の sinθ出力65と乗算を行った結果の出力66
と、V′偏波成分52の2分配器54の出力57を乗算
器61でROMテーブル63の cosθ出力64と乗算を
行った結果の出力68とを同相加算器70で加算して得
られる。
FIG. 12 is a diagram showing a specific example of the polarization synthesis circuit. The H 'polarization component 51 and the V' polarization component 52, which are two signals having an orthogonal relationship, are input signals, and the V polarization output 72 is first. Will be described. The V polarization output 72 is obtained by multiplying the output 55 of the two-way divider 53 of the H ′ polarization component 51 with the sin θ output 65 of the ROM table 63 by the multiplier 59 and the output 66 resulting from multiplication.
And an output 57 obtained by multiplying the output 57 of the two-way divider 54 of the V ′ polarization component 52 by the multiplier 61 with the cos θ output 64 of the ROM table 63 by the in-phase adder 70.

【0021】H偏波出力73は、H′偏波成分51の2
分配器53の出力56を乗算器60でROMテーブル6
3の cosθ出力64と乗算を行った結果の出力67と、
V′偏波成分の2分配器54の出力58を乗算器62で
ROMテーブル63の sinθ出力65と乗算を行った結
果の出力69との逆相加算器71で加算して得られる。
ROMテーブル63の cosθ出力64と sinθ出力65
は、アンテナの偏波面と希望衛星からの電波の偏波面と
の角度差θに対する係数であるため、乗算器59〜62
での乗算は、等価的に減衰器(振幅調整器)として作用
している。
The H polarization output 73 is the H ′ polarization component 51 2
The output 56 of the distributor 53 is converted by the multiplier 60 into the ROM table 6.
Output 67 resulting from multiplication with the cosθ output 64 of 3
The output 58 of the V ′ polarization component two-divider 54 is obtained by adding a multiplier 62 to the sin θ output 65 of the ROM table 63 and an output 69 resulting from the multiplication by an antiphase adder 71.
Cosθ output 64 and sinθ output 65 of ROM table 63
Is a coefficient for the angle difference θ between the polarization plane of the antenna and the polarization plane of the radio wave from the desired satellite.
Is equivalently acting as an attenuator (amplitude adjuster).

【0022】したがって、ビーム形成カードは、受信地
点と目的の衛星が定まると遅延線量も偏波角θも定まり
専用のカードとして製作することができる。
Therefore, the beam forming card can be manufactured as a dedicated card by determining the delay dose and the polarization angle θ when the receiving point and the target satellite are determined.

【0023】以上いくつかの実施例および具体的構成例
につき詳細に説明してきたが、本願発明はこれらに限定
されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の要
旨内で各種の変形、変更の可能なことは当業者に自明で
あろう。
Although several embodiments and specific configuration examples have been described in detail above, the present invention is not limited to these, and various modifications and changes can be made within the scope of the invention described in the appended claims. Variations will be obvious to those skilled in the art.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明により、現行の4衛星が同時受信
可能な平面アンテナによるマルチビームアンテナを実現
できるとともに、将来衛星数が増えた場合にも1台のア
ンテナで全てのBS,CS放送を受信可能とすることが
できる。目的の衛星に対するビーム形成がIF帯の遅延
線による位相制御方式のため、ビーム毎のカード(基
板)を追加することで、途中から衛星が増えた場合にも
ビーム数を増やして受信可能とすることができる。ま
た、一枚の基板上に遅延線を構成したカードは量産性に
優れており、低廉化が図れる。
According to the present invention, it is possible to realize a multi-beam antenna using a planar antenna capable of simultaneously receiving four current satellites, and even if the number of satellites increases in the future, all antennas of BS and CS can be broadcasted by one antenna. It can be receivable. Since the beam formation for the target satellite is a phase control method using a delay line in the IF band, by adding a card (substrate) for each beam, it is possible to increase the number of beams and receive even if the number of satellites increases in the middle. be able to. In addition, a card in which a delay line is formed on one substrate is excellent in mass productivity and can be manufactured at a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 受信点(東京)から見た静止軌道と現行4衛
星の位置関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a positional relationship between a geosynchronous orbit and four existing satellites as viewed from a receiving point (Tokyo).

【図2】 アンテナの指向性を示す図で、(a)は幅
(開口)を32cmにしたときの指向性を、(b)は幅
(開口)を37.1cmにしたときの指向性を、また
(c)はアンテナの幅と4.4度、6.6度の各方向の
サイドローブ相対利得との関係を示す図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the directivity of an antenna. FIG. 2A shows the directivity when the width (aperture) is 32 cm, and FIG. 2B shows the directivity when the width (aperture) is 37.1 cm. (C) is a diagram showing the relationship between the width of the antenna and the relative side lobe gain in each direction of 4.4 degrees and 6.6 degrees.

【図3】 アレイアンテナのイメージを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an image of an array antenna.

【図4】 アンテナの分割数とメインローブ、グレーテ
ィングローブの相対利得の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the number of antenna divisions and the relative gains of a main lobe and a grating lobe.

【図5】 衛星軌道とビームチルト軸との角度差の関係
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between an angle difference between a satellite orbit and a beam tilt axis.

【図6】 アンテナの縦方向(仰角方向)の長さに対す
るグレーティングローブの指向性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the directivity of a grating lobe with respect to the length in the vertical direction (elevation angle direction) of an antenna.

【図7】 日本各地の偏波角度と最大角度偏差を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing polarization angles and maximum angle deviations in various parts of Japan.

【図8】 偏波の関係を示したベクトル図である。FIG. 8 is a vector diagram showing a relationship of polarization.

【図9】 本発明による複数衛星対応受信アンテナの全
体構成を示すブロック線図である。
FIG. 9 is a block diagram showing an overall configuration of a receiving antenna for multiple satellites according to the present invention.

【図10】 図9図示のより具体的な構成を示すブロッ
ク線図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a more specific configuration shown in FIG. 9;

【図11】 ビーム形成回路の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a beam forming circuit.

【図12】 偏波合成の具体的構成例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a specific configuration example of polarization combining.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アレイアンテナ 2 LNB (Low Noise Block Converter) 3 共通ローカル発振器 4 LNB出力IF信号 5、6、7 ビーム形成回路 8、9 ビーム形成回路5の直交偏波出力 10 偏波合成回路 11 偏波制御信号 12 直線偏波(水平・垂直)出力IF信号 13 円偏波出力IF信号 21−1〜21−n:サブアレイアンテナ受信系 22−1〜22−n:IF帯分配系 23−1〜23−m:ビーム形成カードインターフェー
ス(最大ビーム数がm) 24−1〜24−m:ビーム形成カード 25−1〜25−n:サブアレイアンテナ 26−1a/b〜26−na/b:LNB 27−1a/b〜27−na/b:IF信号伝送線 28−1a/b〜28−na/b:バイアスT 29−1a/b〜29−na/b:m分配器 30−1a−1〜30−1a−m:m分配器29−1a
の出力1〜m 30−1b−1〜30−1b−m:m分配器29−1b
の出力1〜m 30−na−1〜30−na−m:m分配器29−na
の出力1〜m 30−nb−1〜30−nb−m:m分配器29−nb
の出力1〜m 31−1a:m分配器29−1a〜29−naの出力1
の集合(端子) 31−1b:m分配器29−1b〜29−nbの出力1
の集合(端子) 31−ma:m分配器29−1a〜29−naの出力m
の集合(端子) 31−mb:m分配器29−1b〜29−nbの出力m
の集合(端子) 32−1a/b〜32−ma/b:ビーム形成回路 33−1a:ビーム形成回路32−1aの出力 33−1b:ビーム形成回路32−1bの出力 33−ma:ビーム形成回路32−maの出力 33−mb:ビーム形成回路32−mbの出力 34−1〜34−m:偏波合成回路 35−1a:偏波合成回路34−1の垂直偏波出力 35−1b:偏波合成回路34−1の水平偏波出力 35−ma:偏波合成回路35−mの垂直偏波出力 35−mb:偏波合成回路35−mの水平偏波出力 36:LNBの共通ローカル発振器 37:2n分配器 38−1〜38−2n:分配器17の出力 39−1〜39−2n:LNBの外部ローカル入力端子 41−1〜41−n:IF入力端子 42−1〜42−n:遅延線 43 n合成器 44 出力端子 51 H′偏波入力端子 52 V′偏波入力端子 53、54 同相2分配器 55、56 同相2分配器3の分配出力 57、58 同相2分配器4の分配出力 59、60、61、62 乗算器 63 ROMテーブル 64 ROMテーブルのcosθの数値対応信号 65 ROMテーブルのsinθの数値対応信号 66、67、68、69 乗算器59、60、61、6
2の各出力 70 同相加算器 71 逆相加算器 72 V(垂直)偏波出力 73 H(水平)偏波出力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Array antenna 2 LNB (Low Noise Block Converter) 3 Common local oscillator 4 LNB output IF signal 5, 6, 7 Beam forming circuit 8, 9 Orthogonal polarization output of beam forming circuit 5 10 Polarization combining circuit 11 Polarization control signal 12 Linearly-polarized (horizontal / vertical) output IF signal 13 Circularly-polarized output IF signal 21-1 to 21-n: Sub-array antenna receiving system 22-1 to 22-n: IF band distribution system 23-1 to 23-m : Beam forming card interface (maximum number of beams is m) 24-1 to 24-m: Beam forming card 25-1 to 25-n: Sub array antenna 26-1a / b to 26-na / b: LNB 27-1a / b to 27-na / b: IF signal transmission line 28-1a / b to 28-na / b: bias T 29-1a / b to 29-na / b: m distributor 30-1a-1 to 30-1 -m: m distributor 29-1a
Output 1 to m 30-1b-1 to 30-1b-m: m distributor 29-1b
Outputs 1 to m 30-na-1 to 30-na-m: m distributor 29-na
Outputs 1 to m 30-nb-1 to 30-nb-m: m distributor 29-nb
Outputs 1 to m 31-1a: output 1 of m distributors 29-1a to 29-na
(Terminal) 31-1b: output 1 of m distributors 29-1b to 29-nb
(Terminal) 31-ma: m output m of distributors 29-1a to 29-na
(Terminal) 31-mb: m output of m distributors 29-1b to 29-nb
(Terminals) 32-1a / b to 32-ma / b: beam forming circuit 33-1a: output of beam forming circuit 32-1a 33-1b: output of beam forming circuit 32-1b 33-ma: beam forming Output of the circuit 32-ma 33-mb: Output of the beam forming circuit 32-mb 34-1 to 34-m: Polarization synthesis circuit 35-1a: Vertical polarization output of the polarization synthesis circuit 34-1 35-1b: Horizontally polarized wave output of the polarization combining circuit 34-1 35-ma: Vertically polarized wave output of the polarization combining circuit 35-m 35-mb: Horizontally polarized wave output of the polarization combining circuit 35-m 36: Common locality of LNB Oscillator 37: 2n distributor 38-1 to 38-2n: output of distributor 17 39-1 to 39-2n: external local input terminal of LNB 41-1 to 41-n: IF input terminal 42-1 to 42- n: delay line 43 n synthesizer 44 Output terminal 51 H 'polarization input terminal 52 V' polarization input terminal 53, 54 In-phase two distributor 55, 56 Distribution output of in-phase two distributor 3 57, 58 Distribution output of in-phase two distributor 4 59, 60, 61 , 62 Multiplier 63 ROM table 64 Numerical corresponding signal of cos θ of ROM table 65 Numerical corresponding signal of sin θ of ROM table 66, 67, 68, 69 Multipliers 59, 60, 61, 6
2 outputs 70 In-phase adder 71 Negative-phase adder 72 V (vertical) polarization output 73 H (horizontal) polarization output

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 雅 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 村田 孝雄 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 熊田 純二 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Fターム(参考) 5J021 AA09 AA11 AB06 CA04 DB06 EA04 FA10 FA14 FA16 FA17 FA24 FA32 GA02 GA05 GA06 HA02 HA07 JA05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masaru Fujita 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Inside the Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Research Institute (72) Inventor Takao Murata 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo No. Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Research Institute (72) Inventor Junji Kumada 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Research Institute F-term (reference) 5J021 AA09 AA11 AB06 CA04 DB06 EA04 FA10 FA14 FA16 FA17 FA24 FA32 GA02 GA05 GA06 HA02 HA07 JA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静止軌道上の複数の静止衛星からの12
GHz帯衛星放送を受信可能な、平面アンテナによるア
レイアンテナとして構成した複数衛星対応受信アンテナ
において、 前記平面アンテナによるアレイアンテナの前記静止軌道
に沿った横方向の辺の幅が、静止軌道上6度間隔の放送
衛星および4度間隔の通信衛星それぞれの隣接衛星に対
する干渉を共に低くするため、サイドロープでの相対利
得を互いにほぼ同等の値が得られる指向性を実現する長
さまたはその整数倍の長さとなるよう構成したことを特
徴とする複数衛星対応受信アンテナ。
1. A method for detecting 12 geostationary satellites from a geosynchronous orbit.
In a receiving antenna for a plurality of satellites, which can receive a GHz band satellite broadcast and is configured as an array antenna using a planar antenna, a width of a lateral side of the array antenna using the planar antenna along the geostationary orbit is 6 degrees on a geostationary orbit. In order to reduce both the interference between the broadcast satellite at intervals and the communication satellite at intervals of 4 degrees to the adjacent satellites, the relative gains at the side ropes are set to a length for realizing directivity that can obtain substantially the same value as each other, or an integral multiple of the length. A receiving antenna for a plurality of satellites, wherein the receiving antenna has a length.
【請求項2】 請求項1記載の受信アンテナにおいて、
静止軌道上の前記複数の静止衛星からの衛星放送を受信
可能とするため、前記アンテナのチルト角度が、アンテ
ナの法線方向のチルト角中心を任意の経度に取った時、
±20度の範囲の軌道にほぼ沿った1軸のビームチルト
で実現されるよう構成したことを特徴とする複数衛星対
応受信アンテナ。
2. The receiving antenna according to claim 1, wherein
In order to be able to receive satellite broadcasts from the plurality of geosynchronous satellites in a geosynchronous orbit, when the tilt angle of the antenna is set to an arbitrary longitude with the tilt angle center in the normal direction of the antenna,
A receiving antenna for a plurality of satellites, wherein the antenna is configured to be realized by a one-axis beam tilt substantially along an orbit in a range of ± 20 degrees.
【請求項3】 請求項2記載の受信アンテナにおいて、
アンテナの前記軌道に沿った辺の幅が37.1±0.5
cmで、前記チルト角度が±20度の範囲であってもグレ
ーティングローブが発生しないよう、前記アレイアンテ
ナのサブアレイ間隔が0.745λに等しいかそれ以下
であり、軌道方向が1素子で縦方向がn素子で構成され
るサブアレイ毎に位相制御して前記アレイアンテナが構
成され、ここでλは受信可能な12GHz帯衛星放送の
最高周波数に対する波長であり、nは複数の正の整数で
あることを特徴とする複数衛星対応受信アンテナ。
3. The receiving antenna according to claim 2, wherein
The width of the side of the antenna along the track is 37.1 ± 0.5
cm, the sub-array spacing of the array antenna is equal to or less than 0.745λ so that no grating lobe is generated even when the tilt angle is in the range of ± 20 degrees, the orbital direction is one element, and the longitudinal direction is The array antenna is configured by controlling the phase for each sub-array composed of n elements, where λ is the wavelength for the highest frequency of the receivable 12 GHz band satellite broadcasting, and n is a plurality of positive integers. Characteristic receiving antenna for multiple satellites.
【請求項4】 請求項2記載の受信アンテナにおいて、
前記サブアレイ間隔を0.745λ以上とした時、その
サブアレイの数を15としてアレイアンテナを構成した
ことを特徴とする複数衛星対応受信アンテナ。
4. The receiving antenna according to claim 2, wherein
A multi-satellite receiving antenna, wherein the number of sub-arrays is 15 when the sub-array interval is 0.745λ or more.
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