JP2001506102A

JP2001506102A - 全方向性アンテナおよび手動操縦指向性アンテナを備える衛星装置

Info

Publication number: JP2001506102A
Application number: JP54891898A
Authority: JP
Inventors: ブロートン，ジョン，ウィリアム
Original assignee: インマルサットリミテッド
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 2001-05-08
Also published as: EP0981913B1; DE69803926T2; DE69803926D1; GB2325347A; WO1998052301A3; GB2325347B; AU739911B2; EP0981913A2; US6542117B1; GB9709795D0; AU7346398A; WO1998052301A2; CA2289646A1; KR20010012612A

Abstract

(57)【要約】移動衛星通信端末（２）は、ポータブルコンピュータ(６８)、中間周波数（ＩＦ）変換回路（２８、５２）を含むインターフェースカード(８)、ならびにＲＦ変換回路（３４、５０）およびアンテナ（４４）を含むアンテナアセンブリ（１０）を備えている。インターフェースカード（８）は、着脱自在のケーブル（３２）によってアンテナアセンブリ（１０）に接続されており、ＩＦ信号を搬送する。この構成は、ＲＦ電力損失および干渉を低減する。アンテナ（４４）は、静止衛星または準静止衛星（１２）の方へ手動で操縦することができる。ナビゲーション信号アンテナ（５６）は、アンテナアセンブリ（１０）上に設置されており、ナビゲーション信号を受信するための最適な位置である垂直に位置決めするためにアンテナ（４４）と独立に操縦することができる。アンテナアセンブリ（１０）は、アンテナ（４４）の現在の方位と正しい方位との差分を算出できるようにする方位センサ（７０、７５）を有している。この差分は、アンテナ（４４）の手動操縦を補助するためにユーザに示される。

Description

【発明の詳細な説明】全方向性アンテナおよび手動操縦指向性アンテナを備える衛星装置技術分野本発明は、衛星通信装置および衛星通信方法に関し、特に、静止衛星または準静止衛星との通信を可能にするように通信端末に接続可能な、あるいは接続された装置に関する。ただし、本発明は、これに限定されるものではない。用語「準静止(quasi-geostationary)」には、一つの通信セッションの間、ユーザに対する仰角または方位角において個々にも集団的にも大きくは動かず、衛星の位置の正確な知識を時間の関数としてユーザに要求しない衛星が含まれている。このため、衛星の緯度のずれがユーザにとって重大とならないように、衛星は赤道に対して小さな軌道傾斜で静止させてもよい。この他に、衛星は、ＬＯＯＰＵＳ軌道のような高度に楕円の軌道上にあってもよい。ＬＯＯＰＵＳ軌道では、衛星が遠地点のまわりで数時間にわたって地球表面の一定領域上にとどまる。このような軌道では、一つの通信セッションの間に調整を行うことなくユーザアンテナによってカバーできる位置範囲内にユーザが利用可能な衛星が常に存在するように呼が別の衛星に引き渡されるのであれば、個々の衛星は、ユーザと相対的に大きく動くことができる。背景技術静止衛星を使用する衛星通信システムでは、衛星との通信リンクで十分な利得を得るために、ユーザ端末は、通常、指向性アンテナによって衛星と通信を行う。この指向性アンテナは、静止衛星に向けて操縦しなければならない。このようなシステムの一例は、Inmarsat-B（商標）システムである。これは、主として、船舶ベースの端末とともに使用するように設計されている。これらの端末用のアンテナアセンブリは大型であり、通常は、０．９ｍ口径パラボラアンテナを安定化機構および自動衛星追尾機構とともに備えている。このようなシステムの別の例は、Inmarsat-M（商標）システムである。これは、Inmarsat-Bシステムの設計特徴の多くを共有しているが、よりコンパクトなユーザ端末（ブリーフケースサイズの携帯端末を含む）をサポートすることができる。衛星単位でマルチスポットビームを有し、より高い出力および感度を有する静止衛星（例えば、Inmarsat-3（商標）衛星）の出現により、このような衛星と共に使用するためのユーザ端末の最小利得要求が更に低減された。したがって、高いバンド幅の通信サービスをラップコンピュータサイズのユーザ端末に提供することが可能である。しかしながら、衛星追尾に必要な機構は、同程度に小型化することができない。したがって、携帯衛星端末用のアンテナは、手動で衛星の方向に操縦される。文献ＥＰ０５７０３２５は、アンテナがフラットでブリーフケースの蓋に収容される携帯衛星通信端末を、ラップトップコンピュータに接続される無線周波数（ＲＦ）送受信機とともに記載している。ブリーフケース蓋は、アンテナを衛星の方向に向けるように様々な傾斜角で保持することができ、ブリーフケースを回転させることにより方位を得ることができる。手動の方向決めは、ユーザの経度および緯度をコンピュータに入力することにより補助される。このとき、コンピュータは、アンテナに関する正しい方位角および仰角を表示する。しかしながら、ユーザが衛星の方位角および仰角を知っていても、その方向にアンテナを向けることは簡単なことではない。文献ＵＳ５，３４７，２８６は、別の手法を開示している。ここでは、アンテナの衛星に向けた方向決めが、通信アンテナに取り付けられたＧＰＳ受信機および二つのＧＰＳアンテナによって自動化されている。この手法は、アンテナを仰角および方位角において操縦するために、少なくとも二つのサーボモータおよび関連ギアアセンブリを必要とする。アンテナアセンブリ全体がスーツケースに収まるようになっているが、衛星端末自体は、別のケースに入れて携帯しなければならない。このため、必要な設備はパーソナル移動体通信には不便である。発明の記載本発明のある態様によれば、ナビゲーション信号（例えば、ＧＰＳ信号やＧＬＯＮＡＳＳ信号）を受信するために設置された追加アンテナを有する携帯衛星通信アンテナが提供される。ナビゲーションアンテナが真上を向くように調節される間、通信アンテナの傾斜は、静止衛星または準静止衛星を向くように手動で調節することができる。上記の構成では、ナビゲーションアンテナおよび通信アンテナの双方を最適な方向に向けられるようにしながら、衛星通信およびナビゲーション設備を便利に統合することができる。好ましくは、ナビケーションアンテナの携帯または収納を容易にするため、ナビゲーションアンテナは、通信アンテナアセンブリの内部に、または通信アンテナアセンブリに添えて収納できるようになっていてもよい。本発明の別の態様によれば、無線周波数送受信機が二つの別個の部品、すなわベースバンド信号と中間周波数信号との間の相互変換を行う中間周波数部品と、中間周波数信号とＲＦ信号との間の相互変換を行うＲＦ変換部品とに分割される衛星通信用の装置が提供される。中間周波数部品は、汎用コンピュータへの接続のためのインタフェース回路と統合することができ、ＲＦ変換部品は、衛星アンテナアセンブリと統合することができる。中間周波数信号は、ケーブル等の適切な接続手段によってこれらの部品間で伝送され、適切なケーブル接続がこれらの部品の各々に提供される。上記のような中間周波数部品と無線周波数部品との分離は、以下の理由により好適である。アンテナの付近に無線周波数部品を配置すると、ＲＦ信号をケーブルに受け渡す際の損失と、この接続に高価な同軸ケーブルを使用する必要性が少なくなる。ＲＦ段の電力増幅要求も低減される。さらに、インターフェース段からＲＦ段を切り離すことで、コンピュータの内部回路から受けるＲＦ段での干渉が低減される。さらに、中間周波数段は、携帯型コンピュータとの使用のために、ＰＣＭＣＩＡカード等の小型インタフェースカード内に収容されるように十分に小型化することができる。さらにまた、同じ中間周波数段を異なるＲＦ段やアンテナに接続することができる。これは、種々のシステムや、異なる周波数帯が衛星通信に使用される種々の国で同じ通信端末が使用される場合に必要となることがある。本発明の別の態様によれば、衛星通信アンテナの方位を検出し、この方位を衛星通信用の正しい方位と比較し、正しい方位を実現するために方位をどのように調節すべきかをユーザに示す衛星通信装置が提供される。この装置は、衛星通信アンテナのセットアップを極めて容易にする。というのも、ユーザは、方向の絶対的な尺度を扱う必要はなく、正しい方向を向くまで指示されるようにアンテナを調節するだけだからである。この指示は、通信装置に接続されたコンピュータの表示によって実行してもよいし、ユーザがアンテナを調節する間、コンピュータディスプレイを見る必要がないように、アンテナの付近に配置された別個の指示器によって実行してもよい。図面の説明以下では、本発明の特定の実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。ここで、図１は、移動端末を用いた通信を可能にする衛星通信システムの模式図を示している。図２は、図１に示されるシステムに使用するための移動端末の構成要素の模式図である。図３ａ〜３ｄは、ユーザ端末のアンテナアセンブリの正面図、側面図、背面図および動作位置における側面図をそれぞれ示している。図４ａ〜４ｄは、ユーザ端末用インタフェースカードの正面図、側面図およびケーブルが取り付けられた状態の正面図、ならびにポータブルコンピユータに挿入されたインタフェースカードの正面図をそれぞれ示している。図５は、アンテナの手動セットアップを補助するポータブルコンピュータのディスプレイを示している。図６は、端末の位置をユーザが入力できるようにするポータブルコンピュータのディスプレイを示している。図７は、アンテナの傾斜を電子的に測定する装置を示している。図８は、アンテナの方位角方向を電子的に測定する装置を示している。図９は、アンテナの位置決めの際にユーザを補助する方法のフローチャートである。図１０は、アンテナの方向決めの際にユーザを補助するためにアンテナハウジングに配置されたディスプレイを示している。発明を実施する態様システム概要図１は、ＵＫ特許出願ＧＢ９６２５４７５．０に記載されている衛星通信システムを示している。この出願の内容は、参照文献として本明細書に組み込まれる。図１は、衛星１２を介してネットワーク管理センタ１８に接続された移動端末を概略的に示している。ネットワーク管理センタは、移動端末にバンド幅を割り当て、移動端末を地上ネットワーク２２に接続する。この態様では、移動端末２は、複数の異なる通信アプリケーション４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを実行することの可能なポータブルコンピュータを備えている。例えば、これらのアプリケーションは、ボイステレフォニーアプリケーション、インターネットベースアプリケーション、ファクシミリアプリケーションおよびＡＴＭネットワークベースアプリケーションとすることができる。これらのアプリケーションの各々は、標準アプリケーション・プログラミング・インタフェース（ＡＰＩ）、例えばインターネットアクセス用のＷｉｎｓｏｃｋ、テレフォニーアプリケーション用のＴＡＰＩ、ＩＳＤＮアプリケーション用のＣＡＰＩを使用する。このようなアプリケーションに対するインタフェースは、図１の符号１２によって模式的に示されている。ドライバソフトウェア６は、ＡＰＩプロトコルを衛星通信システム用に設計されたプロプラエタリプロトコルに変換する。移動端末２は、インタフェースカード８（例えば、ＰＣ（正式にはＰＣＭＣＩＡ）カード）に対する物理インタフェース１４を提供する。ドライバソフトウェア６は、インタフェースカード８上のプロセッサによって実行してもよいし、移動端末のプロセッサによって実行してもよい。インタフェースカード８は、無線周波数変復調器を介してアンテナアセンブリ１０に接続されている。この無線変復調器は、第一の周波数チャネルで受信を行い、第二の周波数チャネルで同時に送信を行うことができる。アンテナアセンブリ１０は、衛星１２によって生成されるスポットビームＢのカバレッジ領域内に配置される。衛星１２は、例えば、複数のスポットビームＢの各々の中で信号を受信および送信するマルチビーム送受信アンテナを有する静止衛星とすることができる。各スポットビームＢは、順方向および逆方向の双方に複数の周波数チャネルを搬送する。また、衛星は、スポットビームＢのカバレッジエリアを実質的にまたは完全に越えて広がるカバレッジエリアを有するグローバルビームＧ内で受信および送信を行う。このグローバルビームＧは、少なくとも一つの順方向周波数チャネルと少なくとも一つの逆方向周波数チャネルを搬送する。アンテナアセンブリ１０および衛星１２間で送信されるＲＦ信号は、エアインタフェースプロトコルＩ３に従っている。このプロトコルについては、ＧＢ９６２５４７５．０により詳細に記載されている。衛星１２は、中継器として機能し、複数のスポットビームＢからのチャネルとフィーダビームＦ中のチャネルとの間で相互に変換を行う。フィーダビームＦは、地球局アンテナ１４を介して衛星１２と地球局１６との間にリンクを設ける。フィーダビームＦに関するエアインタフェースプロトコルは、図１ではＩ３Ｆと示されている。ネットワーク管理センサ１８は、地球局１６に接続されており、地上ネットワーク（例えば、ＰＳＴＮ、ＡＴＭネットワーク、ＩＳＤＮ）に対するインタフェースを提供する複数の異なるサービスアダプタ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを含んでいる。例えば、これらのサービスアダプタ２０には、ＰＳＴＮ上の音声信号とネットワーク管理センタ１８でのデータとの間で相互に変換を行うコーデック（codec）を含んだテレフォニーアダプタ２０ａが含まれていてもよい。ファクシミリサービスアダプタ２０ｂは、ファクシミリプロトコル（例えば、ＩＴＵ勧告Ｔ．３０およびＴ．４で定義されるようなもの）を実装し、ＰＳＴＮを介した通信用のモデムを含んでいてもよい。インターネットサービスアダプタ２０ｃは、ＴＣＰ／ＩＰを実装し、ＡＴＭサービスアダプタ２０ｄは、ＡＴＭプロトコルを実装している。これらの標準プロトコルおよびインタフェースは、図１ではＩ１によって一括して図示されている。移動端末２は、多様な種類の通信を衛星通信システムを介してセットアップできるようにする。例えば、テレフォニー（電話通信）、インターネットファックス、ＡＴＭなどである。これらの適用例は、同時に実行することができる。ＧＢ９６２５４７５．０に記載されているように、各々の適用例に割り当てられるハンド幅は、呼（call）の間、順方向および逆方向で独立に変えることができる。アンテナおよびインタフェース構成要素図２は、インタフェースカード８およびアンテナアセンブリ１０の構成要素を更に詳細に示している。インタフェースカード８は、ＰＣカード規格に従うＩ／Ｏ回路２４を含んでいる。この回路を介して、ベースバンド通信信号がポータブルコンピュータと可変ビットレート（ＶＢＲ）インタフェース２６との間で交換される。ＶＢＲインタフェース２６は、受信データおよび送信データをバッファするＤＳＰによって実装することができ、ドライバソフトウェア６との互換性を持った通信プロトコルを実現する。ＶＢＲインタフェース２６を含むインタフェースカード８の動作は、制御プロセッサ２７によって制御される。べースバンド信号Ｂ_Oは、ＶＢＲインタフェース２６によって変調器３６に出力され、その後、中間周波数（ＩＦ）アップコンバータ２８に出力される。これは、チャネル選択を行う。これによりベースバンド信号Ｂ_Oは、６５ＭＨｚの領域の周波数範囲でＩＦ信号ＩＦ_Oにアップコンバートされる。ＩＦ信号ＩＦ_Oは、ケーブルコネクタ（図示せず）を介してケーブル３２上へ出力される。このケーブル３２は、ケーブルコネクタに着脱自在に接続されている。ケーブル３２の他端は、アンテナアセンブリ１０のケーブルコネクタに着脱自在に接続されている。アンテナアセンブリ１０では、中間周波数信号ＩＦ_OがＲＦアップコンバータ３４によって無線周波数にアップコンバートされ、３ＧＨｚの領域の周波数範囲でＲＦ信号ＲＦ_Oが生成される。ＲＦアップコンバータ３４は、ローパスフィルタを有する単一段ミキサを備えていてもよい。この後、ＲＦ信号ＲＦ_Oは、電力増幅器３８によって増幅され、ダイプレクサ４２を介してアンテナ４４に出力される。アンテナ４４は、後述するように設置された４素子マイクロストリップ・パッチフィックスト・アレイを備えている。アンテナ４４によって受信されたＲＦ信号ＲＦ_Iは、ダイプレクサを介して渡され、低雑音増幅器４８によって増幅される。この低雑音増幅器は、１５〜２０ｄＢの利得を提供し、１ｄＢの雑音指数を有する。この後、増幅された受信ＲＦ信号ＲＦ_Iは、後置増幅器を含むＲＦダウンコンバータ５０によってダウンコンバートされ、受信ＩＦ信号ＩＦ_Iが６５ＭＨｚの領域で生成される。この信号は、ケーブル３２上に出力される。インタフェースカード８では、チャネル選択を実行するダウンコンバータ５２によって受信ＩＦ信号ＩＦ_Iがダウンコンバートされ、さらに復調器３０によって復調されることにより、ベースバンドプロセッサ２６に入力される受信ベースバンド信号Ｂ_Iが生成される。インタフェースカード８およびアンテナアセンブリ１０は、ラップトップコンピュータのバッテリから電力の供給を受けている。簡単のため、電力接続は図示していない。この他に、アンテナアセンブリ１０は、独立した内蔵バッテリによって電力の供給を受けてもよい。アンテナアセンブリは、任意で、全方向性アンテナ５６とナビゲーション信号受信機５９を含んでいてもよい。この全方向性アンテナ５６は、ＧＰＳ／ＮＡＶＳＴＡＲ衛星および／またはＧＬＯＮＡＳＳ衛星からの信号を受信することができる。ナビゲーション信号受信機５９は、ナビケーション信号を復調および復号化して、ナビゲーション情報を例えばＮＥＭＡ標準形式で生成する。このナビゲーション情報は、ケーブル３２を介して出力され、必要な情報を選択するために制御プロセッサ２７によって処理される。このナビケーション情報は、Ｉ／Ｏ回路２４を介してポータブルコンピユータに出力される。この他に、このナビケーション情報は、他の適用例に使用することができるように、Ｉ／Ｏ回路２４を介してポータブルコンピュータに直接出力してもよい。アンテナおよびインタフェース構造アンテナアセンブリ１０の物理的外観および構成は、図３ａ〜図３ｄに示されている。アンテナアセンブリ１０は、２１ｃｍ×３０ｃｍ×２．５ｃｍ寸法の単一成形プラスチック片として形成されたハウジング５４を備えている。ハウジング５４の前面には、四つのマイクロストリップパッチアンテナ４４ａ〜４４ｄのアレイが設けられている。このアレイは、アンテナ４４を形成する。アンテナのビーム幅は、約３０°×約４０°である。これらのパッチアンテナは、図３ａに示されるように、ハウジング５４の前面と面一であってもよいし、アンテナがハウジングによって保護され、ユーザから見えなくなるように、ハウジングの表面より下に埋設され、ハウジングの前面によって覆われていてもよい。これにより、前面は、損傷や汚れに強い均一の平坦プラスチック面となる。ＧＰＳパッチアンテナ５６は、支持体５８に取り付けられる。支持体５８は、ヒンジによってハウジング５４の上面に取り付けられている。ＧＰＳパッチアンテナ５６は、パッチと支持体５８の主要面とに垂直な軸Ａを中心として全方向性のビームパターンを有しており、ＧＰＳアンテナ５６の軸Ａがほぼ垂直のときに水平線より上に十分な仰角を有するＮＡＶＳＴＡＲ衛星から信号を受信できるようになっている。しかしながら、このビームパターンは、等方向性ではないものの、軸Ａが垂直のときに最小仰角を下回り、例えば約１６０°のビーム幅を与える。パッチアンテナの代わりに、ロッド状のハウジングに設けられた螺旋アンテナを使用することもできる。使用時には、アンテナ４４の照準Ｂが衛星１２を向くための正しい角度ｉで傾斜するようにアンテナアセンブリ１０に角度が付けられる。アンテナアセンブリ１０は、金属管または他の適度に硬い材料からなるＵ字形支持アーム６０によって、その傾斜位置に支持される。支持アームは、支持アーム６０が水平軸を中心としてハウジング５４と相対的に回転できるように、ピボット継手６２によってハウジング５４の片側に連結されている。ピボット継手の摩擦は、アンテナアセンブリが配置された傾斜位置に確実に止まるように設定され、あるいは調節することができる。ただし、傾斜角度は、簡単に調節することができる。使用時には、照準Ｂは、衛星１２の最小動作可能仰角（例えば１０）と、ハウジング５４がその背面において平坦に置かれた場合の天頂との間の範囲内で傾斜する。アンテナアセンブリ１０の残りの構成要素は、ハウジング５４の後面に設置される。ダイプレクサ４０、電力増幅器３８、低雑音増幅器４８およびＧＰＳ受信機５９の相対的な位置は、図３ｃに示されている。この図には、電力増幅器３８用の制御調整回路６４の位置も示されている。ハウジング５４の後面上部には、インターフェースカード８を使用中でないときにケーブル３２と共に収容することの可能な収容凹部６６が配置されている。ＧＰＳアンテナ支持体５８は、使用中でないときは、図３ｃに示されるように、ハウジング５４の後面に当接して平坦に配置されるように折り畳むことができる。したがって、アンテナアセンブリ１０の全体およびインターフェースカード８は、小さな空間（例えば、ラップトップコンピユータを同時に保持する携帯用ケース中のコンパートメント）にコンパクトに収容することができ、これにより、衛星通信端末一式を、ラップトップコンピュータ用の携帯用ケースと同じか、より小さなサイズのパッケージに入れて運ぶことができるようになる。インタフェースカード８の外観は、図４ａ〜図４ｄに示されている。インタフェースカード８は、Type II ＰＣカードの幅と厚さを有し、入出力コネクタをその末端に有する第一の部分８ａと、第一部分よりも厚く、その末端にケーブルコネクタを有する第二の部分８ｂと、を有している。第二部分８ｂは、第一部分８ａに収容することのできないインタフェースカードの構成要素を含んでいる。図４ｄに示されるように、第一部分８ａは、ラップトップ・コンピュータ６８のＰＣカード・スロットに嵌まるが、第二部分８ｂは、スロットから突出する。インタフェースカード８に必要な構成要素の小型化および電力消費が改善されれば、インターフェースカード８を、その外端にケーブルコネクタを有する標準長ＰＣカードとして製造することができるように、これらの構成要素が第一部分８ａに含まれていてもよい。変形例として、デスクトップコンピュータがラップトップコンピュータ６８の代わりに使用される場合、インタフェースカード８は、ＩＳＡカードやＰＣＩカードなど、デスクトップコンピュータ内に取り付けられるカードであってもよい。アンテナ方位計算方法衛星アンテナ４４は、正しい方位角方向にアンテナアセンブリ１０を配置し、照準Ｂがアンテナ４４のビーム幅に応じた所定の角度内で衛星１２の方を向くように傾斜を調節することによって、手動で操縦される。二つ以上の衛星１２が最小仰角より上に存在するときは、これらの衛星１２のうちの一つが選択される。以下では、これらの機能を実行する際にユーザを補助する方法を説明する。ある実施形態では、端末２の現在の位置を計算できるように、ＧＰＳ受信機５９からの出力がインタフェースカード８を介してラップトップコンピュータ６８に入力される。この計算は、ＧＰＳ受信機５９によって実行され、経度および緯度情報がインタフェースカード８を介してラップトップコンピュータ６８に出力される。ラップトップコンピュータ６８で実行されているソフトウェアは、どの衛星１２がＧＰＳ受信機が求めた位置から最も高い仰角を有しているかを判断し、その衛星への仰角および方位角を計算して、ユーザに対してその情報を表示する。Ｗｉｎｄｏｗｓ−９５（商標）ユーザインタフェースを使用したこのような表示の例を図５に示す。項目「Ocean Region」は、どの衛星が選択されたかを特定する。この表示は、信号の電流強度も示している。これは、アンテナ４４が正しい向きを向いていることを確認するためにユーザが使用することができる。この他に、あるいはこれに加えて、ラップトップコンピュータ６８は、信号強度を表示す信号音を生成してもよい。別の実施形態（ＧＰＳ情報を必要としない）では、ラップトップコンピュータ６８は、図６に示されるように、衛星１２の位置とそのカバレッジパターンが重ね合わされた世界地図を表示する。×印のポインタは、ユーザの位置の上にくるまで、ポインティングデバイスを用いてユーザにより動かされ、その後、ユーザは、ポインティングデバイスを「クリック」してその位置を入力する。衛星１２への正しい方位角および仰角が、例えば図５に示されるようにして、ユーザに対し表示される。方向決めの補助以下では、ユーザがアンテナ４４を正しく方向決めするのを補助するアンテナアセンブリ１０の改良点について説明する。ある実施形態では、アンテナ４４の照準仰角を視覚的に示すために、複数のピボット継手６２のうちの一つの付近にスケールが設けられている。あるいは、図７に示されるように、回転可能なポテンショメータ７０を構成する回転位置センサ７０がピボット継手６２の一つに取り付けられる。この回転位置センサは、支持アーム６０およびハウジング５４の一方に接続されたスライダと、支持アーム６０およびハウジング５４の他方に接続された抵抗線を有している。スライダの電圧は、増幅器７２によって増幅され、ハウジング５４内に設置されたＡ／Ｄ変換器７２によってディジタル値に変換される。Ａ／Ｄ変換器７２の出力は、ケーブル３２のラインを通してインタフェースカード８に供給され、そこからラップトップコンピュータ６８に供給される。アンテナアセンブリ１０の方位を示すために、コンパス７４がアンテナアセンブリ１０上に取り付けられていてもよい。あるいは、図８に示されるように、ホール効果磁力計７５のアレイを備える電子コンパスが、適切な位置、例えばＧＰＳアンテナ支持体５８上に取り付けられる。コントローラ７６は、磁力計７５の電圧を読み取り、その方位を表すデータを出力する。このデータは、ケーブル３２およびインタフェースカード８を介してラップトップコンピュータ６８に出力される。ラップトップコンピュータ６８で実行されているソフトウェアは、図９に示される方法を実行して、ユーザによるアンテナ４４の方向決めを補助する。セットアップ手順の最初に、ＧＰＳデータがＧＰＳ受信機から入力され(ステップ８０) 、好適な衛星１２の正しい方位角および傾斜角が計算される(ステップ８２)。アンテナ４４の実際の現在の方位を求めるため、方位データがコントローラ７６およびＡ／Ｄ変換器７２から入力される(ステップ８４)。この後、実際の方位と正しい方位との差分が計算される(ステップ８８)。次いで、この差分がユーザに示される(ステップ９０)。アンテナアセンブリ１０全体を方位角方向に回転させ、支持アーム６０を回動させることによってハウジング５４の傾斜を調節することにより、ステップ９０においてユーザに表示される差分が十分に小さくなるまでユーザがアンテナを調節できるように、ステップ８４〜９０のプロセスが繰り返される。ステップ９０での表示は、以下の形態の一つ以上をとることができる。差分は、ラップトップコンピュータ６８の画面上にグラフィック形態で表示することができる。このようなグラフィック形態としては、例えば、傾斜を増加または減少させるべき場合にそれぞれ上下を向く矢印であって、必要な調整に比例した大きさの矢印が挙げられる。同様に、必要な方位の変更は、左右を向く矢印によって表示される。差分は、ＬＥＤ、ＬＣＤ、またはハウジング５４に設置され、インタフェースカード８を介してラップトップコンピュータ６８の出力により制御される他の表示装置によって表示してもよい。例えば、図１０は、矢印表示要素９４および傾斜表示要素９６を有するハウジング５４の上面のＬＣＤ表示を示している。衛星１２への方位を示すため、任意の時刻に矢印表示要素９４の一つが作動する。傾斜表示要素９６は、傾斜をどの角度まで上下に変えるべきかを示している。差分は、ラップトップコンピュータによって生成される音声（例えば、信号音や合成音声指示）によってユーザに示してもよい。また、アンテナ４４が正しく方向決められたことを確認するために、ハウジング上に設けられたディスプレイ上に現在の信号強度を表示してもよい。上述した例の代わりに、方位を電子的に検出する他の装置を使用してもよい。例えば、ポテンショメータ７０は、アンテナの真の傾斜を測定せずに、アンテナアセンブリが立っている平面に対する傾斜のみを測定するという短所を有している。傾斜角の絶対的な示度を与えるために、電子クリノメータを代わりに使用してもよい。ＧＰＳアンテナの軸が重力の影響下で垂直に配置される位置をＧＰＳアンテナ支持体５８がとるように、ＧＰＳアンテナ支持体５８は、旋回自在に取り付けて重みを付けてもよい。これは、重みがある程度増すという犠牲を払って、ユーザがＧＰＳアンテナを操縦する必要性をなくす。非使用時には、ＧＰＳアンテナ支持体は、ハウジング５４に当てて保持される。ＧＰＳアンテナ支持体５８は、多様な方法のなかの一つによって、ハウジング５４に当接させて、あるいはハウジング５４内に収納してもよい。例えば、ハウジング５４は、非使用時に支持体５８が嵌め込まれる切欠きまたは凹部を含んでいてもよい。単一のアンテナ４４およびダイプレクサの代わりに、アンテナアセンブリ１０は、送信および受信のために別個のアンテナを有していてもよい。これにより、ダイプレクサの必要性がなくなるが、複数のアンテナのための追加表面領域が必要となる。上述した装置は、ＧＰＳ信号以外のナビゲーション信号（例えば、地上局または衛星によって送信されるＧＬＯＮＡＳＳ信号および／または微分訂正補正信号）を受信するように修正を加えてもよい。追加のナビゲーション信号は、アンテナ４４によって衛星１２から受信してもよい。ユーザ端末２を従来のラップトップコンピュータに基づくものとして説明してきたが、ディスプレイ、プロセッサ、記憶装置、バッテリおよび他の分野の急速な技術的進歩が、より一般的になりつつある音声認識入力やタッチセンシティブ入力のような他の入力装置を備えた、より小型の、および／またはより強力なポータブルコンピュータ（これは、利用可能になりつつある）に至ることは明らかである。新しいオペレーティングシステムおよびインタフェース規格が現れることも明らかである。上記の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく、上記および他の改良を利用するために変形してもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．衛星通信端末に接続可能な、または接続された衛星アンテナ装置であって、静止衛星または準静止衛星との通信用の手動操縦指向性アンテナと、軸を有する全方向性アンテナであって、その受信特性が前記軸を中心として全方向性となっている全方向性アンテナと、を備え、前記全方向性アンテナは、前記全方向性アンテナ軸を実質的に垂直方向に位置決めするために前記全方向性アンテナ軸が使用時において前記指向性アンテナの方向と独立に少なくとも一つの方向に回転可能となるように前記指向性アンテナに取り付けられている、衛星アンテナ装置。２．前記全方向性アンテナがヒンジ継手を介して前記指向性アンテナに接続されている請求項１記載の装置。３．前記指向性アンテナは、ハウジング内に設置されており、前記全方向性アンテナは、非使用時に前記ハウジングに当接させて、あるいは前記ハウジング内に収容することができる、請求項１または２記載の装置。４．前記全方向性アンテナは、ナビゲーション信号を受信するナビゲーションアンテナである、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。５．一定の傾斜角範囲内において手動設定された傾斜で前記指向性アンテナを支持する支持構造を有する前記請求項１〜４のいずれかに記載の装置。６．衛星通信端末への接続のためのインタフェースユニットであって、ベースバンド送信信号を中間周波数送信信号に変換し、中間周波数受信信号をベースバンド受信信号に変換する中間周波数変換器を備えたインタフェースユニットと、前記中間周波数送信信号を無線周波数送信信号に変換し、無線周波数受信信号を前記中間周波数受信信号に変換するＲＦユニットであって、前記無線周波数送信信号を送信し、前記無線周波数受信信号を受信する統合アンテナ装置を有するＲＦユニットと、を備え、前記インタフェースユニットおよび前記ＲＦユニットが別個の分離可能な装置として配置されており、前記インタフェースユニットは、前記中間周波数受信信号用の入力および前記中間周波数送信信号用の出力を有しており、前記ＲＦユニットは、前記中間周波数送信信号用の入力および前記中間周波数受信信号用の出力を有している、衛星通信装置。７．前記インタフェースユニット入力は、前記ＲＦユニット出力に着脱自在に接続することができ、前記インタフェースユニット出力は、前記ＲＦユニット出力にケーブルを介して着脱自在に接続することができる請求項６記載の装置。８．前記インタフェースユニットは、着脱自在のインターフェースカードを含んでいる、請求項６または７記載の装置。９．前記インタフェースユニットは、前記衛星通信端末からの出力データを処理して前記ベースバンド送信信号を生成するとともに、前記ベースバンド受信信号を処理して、前記通信端末に入力するための入力データを生成するインタフェースプロセッサを有している、請求項６〜８のいずれかに記載の装置。１０．前記ＲＦユニットは、ナビゲーション信号を受信し、前記通信端末への入力のために前記インタフェースユニットにナビケーション情報を出力する統合ナビケーション信号受信機を更に有している、請求項６〜９のいずれかに記載の装置。１１．衛星通信端末のユーザが、その手動操縦アンテナを静止衛星または準静止衛星の方向に向けるのを補助する装置であって、前記アンテナの位置を表すデータを入力する手段と、前記衛星通信アンテナの方位を少なくとも一つの方向において測定する手段と、前記アンテナの測定方位と前記アンテナが所定の程度まで前記衛星の方向を向く所望の方位との間の差分を導出する手段と、ユーザに前記差分を指示する手段と、を備える装置。１２．前記入力する手段は、ナビゲーション信号受信機を備えている、請求項１１記載の装置。１３．前記入力する手段は、前記衛星通信端末に接続されたユーザ入力装置を備えている、請求項１１記載の装置。１４．前記指示する手段は、前記通信端末に接続されたディスプレイを備えている、請求項１２または１３記載の装置。１５．前記指示する手段は、前記アンテナ用のハウジングに配置されている、請求項１１〜１４のいずれかに記載の装置。１６．前記測定する手段および前記導出する手段は、前記通信端末内にプロセッサを含んでいる、請求項１１〜１５のいずれかに記載の装置。１７．前記アンテナを含む請求項１１〜１６のいずれかに記載の装置。１８．請求項１〜１８のいずれかに記載の装置を含む衛星通信端末。