JP2001185922A

JP2001185922A - アンテナシステム

Info

Publication number: JP2001185922A
Application number: JP36602499A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Okamura; 雅裕岡村; Midori Taira; 緑平; Tsunehiko Tanabe; 常彦田辺; Shinji Ueda; 愼次上田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2001-07-06
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP3625720B2

Abstract

(57)【要約】【課題】２つの１次放射器を、相対する位置に設置す
る為、その間の距離を大きくとることが出来、相互干渉
を防ぐ。１次放射器が、アンテナシステムの端に位置し
ている為、ＲＦ部を設置する為の距離を長く取ることが
でき、ＲＦ部を送信、受信毎に一直線上に並べることが
出来る。ＲＦ部の幅を小さくすることができ、回転軸の
回りの回転モーメントを小さくすることが出来る為、ト
ルクの小さなモーターを使用することが出来る。別の回
転軸からモーターまでの距離も短くすることができ、こ
ちらの、回転モーメントも小さくすることができる。【解決手段】アンテナシステムを構成する２つのアン
テナをオフセットタイプのアンテナとし、各々の１次放
射器をそれぞれ相対する位置に設置し、１次放射器から
導かれるＲＦ部を直線上に軸上に配置し、また、モータ
ーも軸上に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非静止衛星との通
信に用いられるアンテナシステムに係り、特に複数のア
ンテナで構成されるアンテナシステムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の複数のアンテナで構成されるアン
テナシステムとしては、たとえば特開昭６３−１８７０
４号がある。

【０００３】これは、小型のパラボラアンテナを複数並
べて、大面積のパラボラアンテナと同一の効果を得よう
とするものであり、この利点は１つのパラボラアンテナ
を用いる場合に比べて奥行きを小さく出来ることであ
る。

【０００４】ただし、複数のアンテナを使って同時に受
信と送信の両方を行うことはない。

【０００５】また、２つの衛星等の移動体と同時に通信
を行う際に、複数のアンテナが互いに通信の際の障害物
とならず、方向調整機構を簡単な構成で実現したものと
しては、図５のようなものが提案されている。

【０００６】これは、アンテナ支持用の第１の腕木（支
持部材）と、前記第１の腕木（支持部材）に固着された
第１のアンテナ（カセグレンアンテナ）と、第１の腕木
（支持部材）及び第１のアンテナを、軸線（Ｏ１）１４
を中心に回転させる第１の回転機構と、アンテナ支持用
の第２の腕木（支持部材）と、前記第２の腕木（支持部
材）に固着された第２のアンテナ（カセグレンアンテ
ナ）と、前記第２の腕木（支持部材）及び第２のアンテ
ナを、軸線（Ｏ２）１５を中心に回転させる第２の回転
機構と、前記第１及び第２のアンテナ共通の仰角調整機
構と、前記第１及び第２のアンテナ共通の方位角調整機
構とを備え、前記軸線（Ｏ２）１５は前記軸線（Ｏ１）
１４上に重なっており、前記第１のアンテナ及び第２の
アンテナを、各々軸線（Ｏ１）１４及び（Ｏ２）１５の
回りに回転させた際、各々のアンテナと腕木（支持部
材）が、互いに通信の障害物とならないように配置され
ているアンテナシステムである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、アンテナシス
テムを構成する複数のアンテナのうち、１つ以上が送信
機能を有し、近接した周波数帯を用いて送信と受信を同
時に行ったり、同時に別の方向にある複数の通信対象に
送信を行うようなアンテナシステムにおいては、送信す
るアンテナが、他の受信もしくは送信もしくは送受信を
行うアンテナに対して、近接障害（相互干渉）を起こす
ため、実際にはこのように近接して複数のアンテナを設
置することは不可能であった。

【０００８】また、それでももし、このような構成を採
った場合には、図５のように１次放射器がアンテナの中
央に設置されるため、前記１次放射器と接続されるＯＭ
Ｔ、フィルタ、低雑音増幅器、局部発振器、大電力増幅
器などのＲＦ部を一直線に設置する為の十分なスペース
を取ることが出来ず、その為に幅を広くして配置しなけ
ればならなかった。

【０００９】このため、アンテナを回転させるための回
転モーメントが大きくなり、モーターは大きなトルクを
もつ物が必要であった。

【００１０】また、ＲＦ部と一直線上にモーターなどを
配置する場所が無いために、他の場所に設置すると、今
度はその条件で十分な回転角度を確保するために、回転
軸をアンテナの下の方に設定する必要があり、アンテナ
との距離が広がる為に回転半径が大きくなり、アンテナ
システム全体のサイズアップにつながっていた。

【００１１】逆に、レドームを設置する場合など、アン
テナシステム全体のサイズが制限される場合には、開口
面積が小さい為、送受信効率の良いアンテナシステムを
実現することが出来なかった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の本発明のアンテナ
システムでは、第１のアンテナを第１の軸線を中心に第
１の回転方向に回動可能に設ける第１の回転機構と、前
記第１の軸線と同一方向又は平行に延びる第２の軸線を
中心に第２のアンテナを第１の回転方向に回動可能に設
ける第２の回転機構と、前記第１、第２の軸線と異なっ
た軸線方向となる第３の軸線を中心に、前記第１、第２
の回転機構を共通に第２の回転方向に回動可能に支持す
る仰角調整機構と、前記第１、第３の軸線方向と異なっ
た軸線方向となる第４の軸線を中心に前記仰角調整機構
を第３の回転方向に回動可能に支持する方位角調整機構
とを備え、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナ
は、オフセットタイプのアンテナであり、その１次放射
器が相反した位置に置かれている。

【００１３】第２の本発明のアンテナシステムでは、第
１の本発明の構成に加えて、前記第１のアンテナと前記
第２のアンテナは、オフセットタイプのカセグレンアン
テナからなる。

【００１４】第３の本発明のアンテナシステムでは、第
１の本発明の構成に加えて、ＲＦの送信部又は受信部を
構成する構成要素を、前記第１の回転機構の軸線又は前
記第２の回転機構の軸線の軸上もしくは軸に平行に一直
線に配置する。

【００１５】第４の本発明のアンテナシステムでは、第
１の本発明の構成に加えて、ＲＦ部及び前記第１の回転
機構を構成するモータ及び前記第２の回転機構を構成す
るモータを、前記第１の軸線及び前記第２の軸線上に配
置した。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は半円形のカセグレンアンテ
ナを２個用いた第１の実施の形態であり、図１（ａ）は
アンテナシステムの上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の
Ａ−Ａ’断面図である。

【００１７】主反射鏡１又は２は放物面形状をしてお
り、受信の場合は衛星からの電波は経路３のように、主
反射鏡１又は２で反射されて副反射鏡８又は９で再び反
射される。

【００１８】副反射鏡８又は９は、双曲面形状をしてお
り、副反射鏡８又は９で反射された電波は１次放射器４
又は５に入射する。

【００１９】送信の際は、全く逆の経路を通り衛星の方
向に放射される。

【００２０】この時、両方のアンテナが別々に送受信を
行っている場合、送信しているアンテナが他方の受信も
しくは送信もしくは送受信を行うアンテナに対して、近
接障害（相互干渉）を起こす可能性が有るが、これは１
次放射器間の距離を長くとるほど干渉の影響を少なくす
ることが出来る。

【００２１】図２は、上記第１の実施の形態と従来例の
カセグレンアンテナの１次放射器間距離を比較する図で
ある。

【００２２】ここでは、比較の為に回転軸（Ｏ１）１４
又は（Ｏ２）１５方向のアンテナ端間距離を同一として
いる。

【００２３】この場合、図２（ａ）の第１の実施の形態
の１次放射器間距離はＸで表され、アンテナ端間距離と
ほぼ同じであるのに対し、図２（ｂ）の従来例の１次放
射器間距離はＹで表され、第１の実施の形態の場合に比
べると半分程でしかない。

【００２４】実際にＲＦ部や回転機構などを考慮に入れ
て設計した場合には、後で述べるようにアンテナ端間距
離を、本発明では従来例より大きく取ることが出来るた
め、１次放射器間距離の差はさらに大きくなり、干渉の
影響を劇的に少なくすることが出来る。

【００２５】図３は楕円形のカセグレンアンテナを２個
用いた第２の実施の形態であり、図３（ａ）はアンテナ
システムの上面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ’面の断面図で
ある。

【００２６】主反射鏡１又は２は第１の実施の形態と同
様に放物面で構成されているが、その外形は楕円形状と
なっている。

【００２７】このため、第１の実施の形態と比べると、
サイドローブを抑制することができるため、指向特性の
良いアンテナシステムを実現することが可能になる。

【００２８】図４は、第１の実施の形態のアンテナシス
テムの動作機構及び構成を説明する図である。

【００２９】受信の場合について説明すると、１次放射
器に入射した電波は、導波管６又は７を通してＲＦ受信
部１０又は１１へ導かれる。

【００３０】また、送信ではＲＦ送信部１２又は１３か
ら導波管６又は７を通して１次放射器へ信号が導かれ
る。

【００３１】このＲＦ部は、ＯＭＴ、フィルタ、低雑音
増幅器、局部発振器、ＨＰＡ、などから構成される。

【００３２】これらの回路は、入力と出力の距離を離す
ことが望ましく、その為には送信、受信毎に一直線上に
配置されるのが望ましい。

【００３３】図４のような構成とすることで、１次放射
器は常にアンテナシステムの端に位置することになり、
従来例の場合と異なり、ＲＦ部を配置する為のスペース
が非常に長くとれ、一直線上に配置することが可能にな
る。

【００３４】さらに、ＲＦ部を送信、受信毎に一直線上
に配置することで、ＲＦ部の幅を狭くすることが出来
て、回転軸１４又は１５の回転モーメントを小さく出来
る為に、モーターのトルクが小さくてすむ。

【００３５】また、ＲＦ部が回転軸１８から近くに配置
されているため、回転軸１８の回りの回転においても、
従来例より回転モーメントが小さい。

【００３６】さらには、そのＲＦ部の内部の延長線上に
まだスペースがあるため、第１の回転機構を実現する為
のモーター１０、第２の回転機構を実現する際のモータ
ー１１も各々回転軸１４又は回転軸１５の近傍に配置す
ることが出来るため、アンテナシステムの小型化につな
がる。

【００３７】また、レドームを設置することを想定した
場合には、レドームの半径は回転軸１４又は１５又は１
８のうちで最も下に位置する回転軸を中心とした回転を
考えて設計しなければならない。

【００３８】図４に示す実施の形態では、ＲＦ送信部１
２又は１３、ＲＦ受信部１０又は１１、モーター１６又
は１７、回転軸（（Ｏ１）１４）１４又は（（Ｏ２）１
５）１５をアンテナのすぐ下に設置することが出来て、
回転軸１８もモーターの真下にきている。

【００３９】このため、最も下にある回転軸１８とアン
テナとの距離を非常に小さくすることが出来るため、レ
ドームを回転軸１８を中心として設置した場合にも、ア
ンテナ端間距離が小さくならないので、アンテナの開口
面積を大きく取ることができる。

【００４０】これに比べ、図５の従来例では、１次放射
器から中心までの距離が小さい為に、アンテナのすぐ下
のＲＦ部とモーターを一直線に設置することができな
い。

【００４１】このためモーターはＲＦ部の下に設置しな
ければならず、回転軸１８はそのさらに下にしなければ
ならない。

【００４２】結果として回転軸１８からアンテナまでの
距離が大きくなってしまい、レドームを回転軸１８を中
心として設置した場合には、アンテナ端間距離が小さく
なってしまい、アンテナの開口面積が小さくなる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００４４】請求項１によれば、２つの１次放射器を、
相対する位置に設置する為、その間の距離を大きくとる
ことが出来る。このため、２つの１次放射器間の相互干
渉を小さく抑えることが出来る。また、アンテナの下に
ＲＦ部を設置する為の距離を長く取ることができる。

【００４５】請求項２によれば、例えばオフセットタイ
プのパラボラアンテナに比べ、導波管の長さを短くする
ことが出来る。このため、導波管で発生する雑音や歪な
どを小さく抑えることが出来る。

【００４６】請求項３によれば、ＲＦ部の構成要素間の
配線を最短にすることが出来る為、ここで発生する雑音
や歪などを小さく抑えることが出来る。また、入力と出
力の距離を離すことが出来る為、入出力間干渉を減らす
ことが出来る。また、ＲＦ部の幅を小さくすることがで
き、回転軸の回りの回転モーメントを小さくすることが
出来る為、トルクの小さなモーターを使用することが出
来る。

【００４７】請求項４によれば、回転軸の回りの回転モ
ーメントをさらに小さくすることが出来る為、トルクの
さらに小さなモーターを使用することが出来る。また、
別の回転軸からモーターまでの距離も短くすることがで
き、こちらの、回転モーメントも小さくすることができ
る。

【００４８】また、レドームに収める場合など、アンテ
ナシステムの外形サイズが規定される場合には、従来例
に比べてアンテナ面積を大きく取ることができ、送受信
の効率がアップする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、（ａ）は上
面図、（ｂ）は断面図である。

【図２】（ａ）は本発明の第１の実施の形態を示し、
（ｂ）は従来例を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示し、（ａ）は上
面図、（ｂ）は断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態の機構を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図５】従来例の機構を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）
は側面図である。

【符号の説明】

１，２主反射鏡３電波の経路４，５１次放射器６．７導波管８．９副反射鏡１０，１１ＲＦ受信部１２，１３ＲＦ送信部１４回転軸（Ｏ１）１５回転軸（Ｏ２）１８回転軸１６，１７モーター１９レドーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田辺常彦大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者上田愼次大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 5J020 AA03 BA10 BA11 BA18 BA19 BC04 BC06 CA02 CA04 DA02 5J021 AA02 AA07 AA12 AB07 BA01 DA02 DA04 EA02 GA02 HA03 JA07 5J046 AA02 AA07 AB02 AB05 AB18 RA11 5J047 AA02 AA07 AB02 AB05 AB18 BF10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のアンテナを第１の軸線を中心に第
１の回転方向に回動可能に設ける第１の回転機構と、前記第１の軸線と同一方向又は平行に延びる第２の軸線
を中心に第２のアンテナを第１の回転方向に回動可能に
設ける第２の回転機構と、前記第１、第２の軸線と異なった軸線方向となる第３の
軸線を中心に、前記第１、第２の回転機構を共通に第２
の回転方向に回動可能に支持する仰角調整機構と、前記第１、第３の軸線方向と異なった軸線方向となる第
４の軸線を中心に前記仰角調整機構を第３の回転方向に
回動可能に支持する方位角調整機構とを備え、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、オフセッ
トタイプのアンテナであり、その１次放射器が相反した
位置に置かれているアンテナシステム。
【請求項２】請求項１記載のアンテナシステムにおい
て、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、オフ
セットタイプのカセグレンアンテナであるアンテナシス
テム。
【請求項３】請求項１記載のアンテナシステムにおい
て、ＲＦの送信部又は受信部を構成する構成要素を、前
記第１の回転機構の軸線又は前記第２の回転機構の軸線
の軸上もしくは軸に平行に一直線に配置することを特徴
とするアンテナシステム。
【請求項４】請求項１記載のアンテナシステムにおい
て、ＲＦ部及び前記第１の回転機構を構成するモータ及
び前記第２の回転機構を構成するモータを、前記第１の
軸線及び前記第２の軸線上に配置したアンテナシステ
ム。