JP2002515213A

JP2002515213A - 非静止衛星配置のためのアンテナターミナル装置

Info

Publication number: JP2002515213A
Application number: JP54664698A
Authority: JP
Inventors: ケイユ，ジエラール; パント，ベアトリス
Original assignee: アルカテル
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 2002-05-21
Also published as: EP0979539A1; ES2165161T3; DE69801906D1; CN1254448A; FR2762936B1; EP0979539B1; WO1998049746A1; AU7340398A; KR20010020390A; DE69801906T2; US6281853B1; AU736065B2; FR2762936A1; BR9809374A

Abstract

(57)【要約】本発明は、移動衛星の配置の中から選択した衛星（２、３）との間で無線信号を送受信するアンテナターミナル装置（１、１０）に関連し、アンテナターミナル装置によって照準を合わせられる衛星の位置を決定するための手段と、選択されて照準合わせした衛星との間で送受信する準平面波の焦点を焦点球面Ｓに合わせる手段を含むアンテナターミナル装置（１、１０）に関連する。主要送受信源が、準球面波として信号を送受信し、移動衛星の決定位置によって制御される焦点球面Ｓ上を独立して移動する。

Description

【発明の詳細な説明】非静止衛星配置のためのアンテナターミナル装置本発明は、地上の低軌道の非静止衛星との間でデータを送受信するアンテナターミナル装置に関する。アンテナターミナル装置は、衛星の一定の配置から、またこの配置に向けて、公共または個人、民間または軍事用途によって高速のデータ伝送装置の中に挿入するように構成される。このような配置は、地球を中心とする低軌道または中軌道に非常に多数の非静止衛星を含む。従来の配置では、高度が８００〜１５００ｋｍであり、衛星は一連の軌道面上で角方向に規則正しく配置され、たとえば８個の衛星を互いに４５ °ずつ離して各軌道上に配置し、非常に傾斜した８個の軌道面が地球を囲んで、地球のあらゆる地点が常時、こうした衛星の少なくとも２個、そうでなければ３個の照準に合わせられるようにする。衛星のために低軌道を選択するのは、ネットワークへアクセスする集中基地局向けに静止軌道を介した伝播時間とは相容れない強い対話性の必要性があり、データ伝送量が多く、従って受信機が受信する出力が大きいためである。しかし、こうした選択により衛星の移動が速くなり、１５００ｋｍのところにある一定軌道上に配置される衛星が、地上の一地点に照準を合わせられるのは約１０分間だけである。地上のターミナルとの連続した通信を行う衛星数を減らすには、前記ターミナルが、できるだけ長く、従ってできるだけ水平線まで衛星を追跡可能でなければならない。これらのターミナルに対する第２の条件は、通信フローを、水平線に到達する衛星から、より照準を合わせられる別の衛星に、高速で切り替えできるようにすることにある。また、アンテナ利得は、送受信ビームに対して約３０ｄＢｉのレベルでなければならない。この問題に対しては、幾つかの解決方法が検討された。第１の解決方法は、電子走査アンテナを使用することからなる。しかし、この解決法は、カバーする角方向の範囲が非常に広範であるため（方位角０〜３６０°仰角１０〜９０°）、極めて多くの能動素子を必要とする。すなわち複数の移相器や、放射素子と自身の損失ならびに分割器／組み合わせ器の損失をカバーする移相器との間に配置され低ノイズで受信し高出力で送信する増幅器等を必要とする。従ってそのコストは著しく高い。もう１つの解決方法は、軍の分野で生まれたものであり、地平線を越えて移動する複数のターゲットの追跡が可能である。これは米国特許第３７５５８１５号に記載されており、またＭｉｃｒｏｗａｖｅＪｏｕｒｎａｌ（１９７５年１０月号３１−３４頁）にも記載されている。この方法は、誘電体材料からなるドームレンズに結合された送信用能動素子のアレイを用いることからなり、水平線まで及び水平線を越えてビームを偏向できる。この解決方法の主な欠点は、数百個の能動素子を備えるアレイが必要なために、製造コストが非常に高いことにある。誘電体レンズまたは導波レンズの使用による無線ビームの偏向手段は他にも既知であり、たとえば「ＬｏａｎｄＬｅｅ−ＡｎｔｅｎｎａＨａｎｄｂｏｏｋ」に開示されているが、その技術は、レンズの軸を中心として約１０°という狭い偏向角度に、偏向手段を制限するものであって、ターゲットを追跡しない。さらにマイクロ波アンテナ（ＰＣＴ特許出願ＷＯ８８０９０６６号）の分野では、ビームの所望の方向に応じて、マイクロ波集束レンズと、焦点球面の一部に位置決定可能なホーン型の送受信源とに組み合わせた平面アレーアンテナが既知である。これらのアンテナは、放射面が平面状アレーであるため、低い仰角ではアンテナの指向性が非常に低減する（仰角約１０°では約−７．６ｄＢ）という欠点を有するが、ここで求められているのは一定の指向性である。従って本発明は、非静止衛星の一定配置から、またこの配置に向けて、簡単かつコンパクトで製造費が安価であって高速伝送通信を維持できる装置を目的とする。このために本発明は、無線信号の送受信アンテナに対して照準合わせ可能な空間で移動する少なくとも１つの遠隔送受信機システムとの間で信号を送受信し、前記遠隔送受信機から送信される準平面波の集束レンズを含み、焦点球面Ｓを有し、また準球面波ビームとして信号を送受信し、焦点球面Ｓの一部を移動する少なくとも１つの主要送受信源を有し、ａ）遠隔送受信機から送信または受信される準平面波の偏向レンズと、ｂ）遠隔送受信機の既知の位置と関連して主要送受信源のそれぞれの位置を制御する手段との組み合わせを含むことを特徴とする。このように集束レンズと偏向レンズとを組み合わせることによって、平面波ビームを形成するとともに、この平面波ビームを殆ど水平線まで偏向することができ、前記平面波ビームは、各瞬間の衛星位置に対応する集束レンズの焦点球面の一点に配置された主要送受信源により、送信または受信される。本発明は特に、無線信号の送受信アンテナターミナルから照準を合わせることができる空間の異なる地点にいる少なくとも２個の遠隔送受信機システムとの間で信号を送受信し、ａ）照準を合わせた前記遠隔送受信機の所定の瞬間における位置決定手段と、ｂ）遠隔送受信機の選択手段と、ｃ）少なくとも２個の主要送受信源を含む、先に説明したアンテナと、ｄ）主要送受信源が衝突しないように構成した焦点球面Ｓで主要送受信源の移動を制御する手段と、ｅ）主要送受信源間の切り換え手段とを含むことを特徴とする。このようにして、一定配置の非静止衛星によるデータ伝送を連続して維持することができる。主要送受信源の数を２個におさめたので、アンテナの全体費用が非常に安くなる。しかも、こうした構成における装置は、２個のカセグレンアンテナを用いる解決法よりもずっと小さい。従って従来の装置よりもずっと簡単なツールが得られ、これは、費用を安くして従来の方法で家の屋根に設置可能なため、個人レベルでも据え付けることができる。好適な実施形態によれば、準球面波として信号を送受信する主要送受信源は、集束レンズの焦点球面の一部で移動可能なホーンアンテナ型を呈する。好適な実施形態によれば、主要送受信源は、方位及び傾斜モータ対の作用により移動可能である。これらの構成により、従来の構成部品と簡単な機械組立手段とを用いて費用を安くできる。好適な実施形態によれば、準平面波を準球面波に集束させる集束レンズは、広範な走査領域を有する多焦点収束レンズとして構成される。特に走査領域は、主要送受信源がその焦点球面上を移動することによって、集束レンズの回転対称軸に対して３０°より上のところにある。こうした構成により、簡単な技術で広範な走査領域を得ることができる。好適な変形実施形態によれば、集束レンズは、凸型誘電体レンズとして構成される。有利な変形実施形態では、この集束レンズは、凹型導波レンズとして構成される。普通にある安価な材料を主成分とする集束レンズのこうした実施形態は、従来の幾つかの解決方法で用いられた能動構成要素のアレイとは違って装置の費用をさらに安くできる。好適な実施形態によれば、準平面波の偏向レンズは、誘電体のドームレンズの形態をとる。より詳しくは、このドームレンズは、ほぼ半球形の輪郭を有する。この実施形態は、同時に殆ど水平線までビームを偏向でき、しかもアンテナの保護用レードームを構成する。好適な実施形態によれば、レンズの少なくとも１つは整合層を含む（４分の１波長に対応する）。この整合層は好適には、レンズの誘電体の屈折率の平方根に等しい屈折率を持つ誘電体からなる。有利な変形実施形態によれば、整合層の厚みは、使用される波長の４分の１に等しく、複数の止まり穴を開けられている。この整合層は、誘電体レンズの表面での反射現象によって発生する損失と結合を低減する効果がある。下記に挙げた本発明の好適な実施形態の説明及び図面により、本発明の目的及び長所をよりよく理解することができるだろう。この説明はもちろん例として挙げられているのであり、限定的な性質を持つものではない。第１図は、本発明によるアンテナターミナルと、このアンテナターミナルが組み込まれる衛星データ伝送システムの構成要素とを概略的に示す図である。第２図は、本発明によるアンテナの主な構成要素を詳しく示す図である。第３図は、方位角／仰角モータ対により、集束レンズの焦点球面Ｓの一部で主要送受信源を移動する機械システムの実施形態を示す図である。第４図は、主要送受信源の信号を切り替える電子手段の好適な取付を示す図である。第５図は、この同じ取付の変形実施形態を示す図である。第６図は、方位角／仰角モータ対により、集束レンズの焦点球面の一部で主要送受信源を移動する機械システムの第２の実施形態を示す図である。第７図は、Ｘ／Ｙモータ対により、集束レンズの焦点球面の一部で主要送受信源を移動する機械システムの実施形態を示す図である。第８図は、主要送受信源の実施形態の斜視図（図１０ａ）と断面図（図１０ｂ）とを示す図である。第９図は、第８図の実施形態による主要送受信源を取り付ける、第６図の機構を示す図である。第１０図は、方位角／仰角モータ対およびＸ／Ｙモータ対により集束レンズの焦点球面の一部で主要送受信源を移動する機械システムの実施形態を概略的に示す図である。第１１図は、単一の送受信源が作動しているとき、斜めの軸を備えたモータ対により、集束レンズの焦点球面の一部で主要送受信源を移動する機械システムの実施形態を概略的に示す図である。第１２図は、第１１図の実施形態で２個の送受信源が作動している図である。第１３図から第１５図は、集束レンズの３種類の変形実施形態の断面図である。第１６図は、偏向レンズの双曲面形の変形実施形態を示す図である。第１図は、地球５を中心とする軌道４上の２個の非静止衛星２、３に照準を合わせたアンテナ１を示す。衛星の軌道は決定しており、ずっと以前から公知である。しかしながら残留空気抵抗、日射圧力または高度制御に関連して偏移（約± ０．５°に制限される）し、こうした偏移は、衛星のスラスタにより一定の間隔で修正される。これらの衛星は、受信アンテナ及び指向性ビーム８、９に高出力信号を送信する送信アンテナ６、７を備える。データ伝送システムを使用する個人または会社は、標準のＴＶ衛星アンテナのように、たとえば屋根に固定式に設置されるアンテナ１を含むアンテナターミナルを備える。このアンテナターミナルはさらに、衛星の追跡と、無線信号の送受信と、権限を持つユーザ（加入者）に対する暗号情報の復号化とを行う制御電子手段１０を含む。アンテナターミナルはまた、詳しく説明しないがメモリ装置や、キーボード１２、スクリーン１３を含むマイクロコンピュータＰＣ型の計算機１１にも接続される。マイクロコンピュータのメモリ装置は、衛星の軌道を特徴付ける情報（位置推算表）の記憶手段と、こうした軌道情報及びアンテナターミナルの地理的な位置決定（経度、緯度）とに応じて、どの衛星がどのような局地的な地理角度（方位角、仰角）で照準に入るかを所定の瞬間に計算可能なソフトウェアとを含む。アンテナターミナル１、１０はまた、この実施形態において、コマンドに応じて放送を受信するためにテレビ１４に接続されている。前記テレビは、テレビ会議に適用するためのカメラ１５を備えている。同様にアンテナターミナル１、１０は、電話１６、またファックス（図示せず）にも接続されている。アンテナターミナルを介したデータ伝送を必要とする各機器は、アンテナターミナルの制御電子手段を含むケース１０に場合によっては組み込まれる、コネクタケース１７に接続される。本発明によるアンテナ１を第２図に詳細に示す。本発明の好適な実施形態では、衛星から送られる無線ビームを偏向可能なドームレンズ２１を含み、この衛星は、天頂からほぼ水平線まで集束レンズ２２に向けて局地的に照準を合わせられる空間のあらゆる方向に配置可能である。集束レンズ２２は、衛星から受信する平面波を球面波に（また、その逆に）変換する。アンテナ１はまた、球面波ビームを送受信する２個の主要送受信源２３、２４と、これらの主要送受信源を位置決定する機械接続部（図示せず）と、これらの要素を支持する機械構造２５とを含む。主要送受信源の下に配置された装置とレンズとは、金属製の保護シリンダ２６内に組み込まれる。偏向ドームレンズ２１は既知のタイプのものである。このレンズは、おおざっぱに述べるとマイクロ波帯域における光学レンズのように機能する。その機能は、０°から８０°〜８５°に含まれる角度θ２に従って傾斜した準平面波ビームを、０°から３０°〜４０°に含まれる角度θ１に従って傾斜した準平面波ビームに偏向することにある。ドームレンズは、ほぼ半球形である。このようなドームレンズは、１９７５年１０月の「ＭｉｃｒｏｗａｖｅＪｏｕｒｎａｌ」にその原理が記載されている。ドームレンズは、マイクロ波の誘電体材料、たとえば無線ビームを偏向する容量が大きい熱硬化性材料を鋳造して製造される（誘電率εが約１０）。こうした材料は、ＲｏｇｅｒｓＣｏｒｐ社によって生産される「登録商標Ｄｕｒｏｉｄｓ」ファミリーのＴＭＭ（熱硬化性材料「ＴｈｅｒｍｏｓｅｔＭｉｃｒｏｗａｖｅＭａｔｅｒｉａｌ」）１０型の材料か、またはＥｍｅｒｓｏｎ＆ＣｕｍｍｉｎｇｓのＫ１０を含む。これらの材料は、たとえば、セラミック微粒子を含むＰＴＦＥ（ＰｏｌｙＴｅｔｒａＦｌｕｏｒＥｔｈｙｌｅｎｅ、登録商標テフロン −Ｔｅｆｌｏｎでより知られている）型の母型を主成分としており、雨や悪天候を殆ど受け付けず、風によって変形しないように充分な剛性を備える。従って、これらはアンテナの組立手段を保護するレードームの機能を果たせる。選択される波長（数センチメートル）のために、得られる形状に対して必要な精度は約ミリメートルの単位でなければならない。従って、精度の条件がそれほど厳しくないので（精度は、写真機のレンズよりもずっと低い）製造が簡単になる。選択される強い偏向出力により、走査角度を２〜２．７に増やすことができるので、内部ビームの角度３０〜４０°だけでほぼ水平線まで走査が可能である。偏向出力をそれ以上にすると表面で信号が一部反射する現象が発生し、全体としてアンテナの性能が劣化することになる。半球形レンズの内径は２５ｃｍであり、その厚みは、選択した材料の屈折率に応じて頂点で約３〜５ｍｍ、縁で３〜７ｃｍである。ドームレンズの外部輪郭はまた球形ドームに近い。従って考慮された実施形態では、レードームの外形は約６０ｃｍであり、これは衛星ＴＶ受信用のパラボラアンテナに匹敵する寸法である。集束レンズ２２はまた、誘電体材料から製造されるタイプのマイクロ波レンズである。このレンズは、おおよそ光学レンズと同様に作動し、屈折率は１を越える（誘電体内の波長は、真空中の波長よりも短い）。従って、このようなレンズの構成は凸型であり、これは「ＬｏａｎｄＬｅｅ−ＡｎｔｅｎｎａＨａｎｄｂｏｏｋ」のたとえば１６−１９頁から１６−５９頁に記載されている。このレンズの機能は、０〜３５°の角度に傾斜した準平面波束を、それに近い傾斜を持つ軸を備えた準球面波束に変換することにある。こうした多焦点レンズにより、主要送受信源が移動すると広範な走査が得られる（レンズの軸を中心として３０〜４０°）。このタイプのレンズは、非常に細いビームで約１０°走査される場合が文献から既知であるが、ここでは集束レンズの利得は重要ではないので、３０〜４０°に拡大して適用しても特定の問題を提起せず、そのビームはずっと広い。当業者は、集束システムにより可能な操作範囲が、ビーム幅の数として表されることを知っている。この場合にも、こうしたレンズは、誘電率の高い（εが約１０）複合型材料の鋳造により容易に得られる。使用される波長が数センチメートルであるという同様の理由から、求められる鋳造の精度はミリメートル単位にすぎない（照準合わせ可能なスペクトルで作動するレンズの場合よりもずっと大きい波長に相当する）。ドームレンズ２１の実施形態に関して先に述べた複合材料はまた、この集束レンズ２２の製造用にも用いられる。誘電体レンズの選択により広帯域が得られるので、アンテナを介して高速のデータ伝送が可能になる。集束レンズの直径は、ドームレンズの内径が５０ｃｍである場合、約３５ｃｍである。集束レンズは水平に配置され、その光学中心は、半球形のドームレンズの光学中心と一致する。このレンズの焦点球面の半径は、選択された材料の詳しい特徴に応じて約３０〜５０ｃｍである。この焦点球面の一部に（集束レンズの軸を中心として一般には３５°の範囲）、球面波を送受信する２個の送受信源２３、２４が移動式に配置される。これは、たとえば衛星ＴＶ受信における従来型のホーンアンテナであり、放物面反射鏡によって照らされるホーンが用いられる。使用されるホーンの特定の特徴は、ここでは集束レンズに照準を合わせる角度と、使用される波長とに関連する。データ伝送量については、対戦型ゲーム、遠隔作業、遠隔教育、対話型ビデオ、インターネット型のデータ伝送などをカバーする多様な用途に対して、約１〜５Ｍｂｐｓの最大送信容量及びそれよりも大きい最大受信容量（すなわち１０〜５０Ｍｂｐｓ）を考慮する必要である。さらに、この用途におけるホーンの位置により、ビームの開きが±３０°になる。ビームの端における−１０〜−１５ｄＢの減衰を受け入れることにより、従来の方法でホーンの入口の直径を計算すると、使用される周波数帯域( Ｋｕバンド、すなわち１１〜１４．３Ｇｈｚ帯)に対して直径は５０〜６０ｍｍである。第３図は、球の一部で２個のホーンの移動機能を果たすことができる簡単な機構の組立図であり、２個のホーンの移動は独立して行われている。この組立手段は主に、同心の二重リング３２、３３と、ホーン２３、２４を支持する揺動脚３０、３１とを含む。こうした構成においてホーンの自在軸により決定される球部分が、集束レンズ２２の焦点球面に適切に対応するようにするためには、従来と同じ性質の機械支持手段（図示せず）により二重リングの中央に焦点レンズ２２を配置する。この構成において、第１のホーン２３は、第２のホーン２４を支持する組立手段の「内部」の組立手段によって駆動される。この第１のホーン２３の上部は、剛性のプラスチックからなる揺動型支持構造３０に基部が円弧形状である２個の腕部で連結されており、前記２個の腕部は、第２のホーン２４を支持する揺動脚３１の移動を妨げない。揺動脚３０は、軸Ａに沿って内部リング３２に連結されている。垂直軸を中心とする揺動脚の移動は、たとえばリング３２の内部に軸Ａに沿って配置されたステッパモータ型の傾斜モータ３６によって行われる。この移動によって、−３５°〜＋３５°の傾斜β１に達することができる。傾斜は、衛星の仰角によって決まる。つまり、その場所の天頂に衛星が位置する場合傾斜は０であるし、その場所の水平線上１０°のところに衛星が配置する場合は、±３５° である。内部リング３２は、同様にステッパモータ型の別のモータ３４により回転駆動され、その作動により方位角α１を０°〜３６０°に決定することができる。このモータはたとえば２個のリングの外側に配置されて、歯付きリングを介して内部リングを回転駆動する。従って、２個の方位角モータ３４および傾斜モータ３６の作動を組み合わせることにより、開き角度±３５°の焦点球面の球形ドーム上のあらゆる選択位置に第１のホーン２３を配置可能であり、残りのホーンは常に集束レンズの中心に向けられたままになる。２個のモータ３４、３６の制御により、非静止衛星を追跡することができ、衛星の移動速度は、たとえばホーンが仰角−３５°の位置から仰角＋３５°の位置まで約１０分間で移動することに対応する。かくして方位角モータ３４及び傾斜モータ３６の双方が、方位角／仰角モータの対を構成する。第２のホーンを組み立てる場合も、先に述べた第１のホーンを組み立てる場合と非常に似ている。第２のホーン２４の下部は、揺動構造３１に連結されており、内部の揺動脚の通過を妨げるおそれがないような寸法を有する。この揺動脚は外部リング３３に吊り下げられている。他方のアンテナの位置決定モータとあらゆる点において同じように、アンテナ２４の方位角α２は方位角モータ３７の作動により決定され、傾斜角β２は傾斜モータ３５の作動により得られる。ホーンの方位角／傾斜ステッパモータの制御及び電力供給の電子手段は、当業者にとって既知のものである。２個のホーン２３、２４の間の切り替えを可能にする電子組立手段を第４図に示した。増幅器４６（「ＳＳＰＡ：ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ」：固体状態出力増幅器）を含む送信信号チャンネル４２と、増幅器４７（「ＬＮＡ：ＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ」：低ノイズ増幅器）を含む受信信号チャンネル４３とは、サーキュレータ４１に接続される。こうした既知の性質のサーキュレータは受動回路素子であり、３つのポートの間で所定の一方向に信号を循環し、送受信を分離することができる。これは例えばフェライトから構成される。このサーキュレータ４１は、ホーンの一方と選択的に接続するスイッチ４０に接続される。スイッチ４０は、柔軟な同軸ケーブル４４、４５によりホーンに接続される。スイッチは、ダイオードをベースとする既知のタイプのものであり、２個のホーン間で少なくとも１マイクロ秒で切り換わる。電源供給手段など、この説明の中で言及していない付属の構成部品は、この分野における従来のものである。装置の作動モードには幾つかの段階がある。第１段階は、装置の設置である。水平軸とアンテナの南北の向きをチェックしながら、建物の屋根にアンテナを機械式に固定する。次いでアンテナを、電源と、制御用マイクロコンピュータ１１と、ＴＶ１４、カメラ１５、電話１６の各機器とに接続する。同じ段階で、一定配置の衛星の位置推算表（位置軌道パラメータおよび所定の最初の瞬間における衛星の速度）をアンテナの制御用ホストコンピュータのメモリに入力する。これらのデータは、フロッピーディスクとして提供することができる。アンテナターミナルの現地時間および地上位置（緯度、経度）の入力後、コンピュータは、記憶された軌道パラメータに対応する瞬間からの経過時間に応じて、その衛星の配置の現在位置を計算し、アンテナターミナルからの理論上の照準ゾーンとこれらの位置とを比較する。システムの自動校正手順は、２個のホーン２３、２４を、照準とする衛星の理論上の位置に向け、しばらくの間追跡し、受信及び送信出力レベルと、アンテナの空間的な向きと、追跡の品質とを収集データによってチェックすることにより実施できる。装置に対して行う修正診断は、これらの校正データに応じて自動的に行われる。通常の使用段階では、ユーザがシステムを作動すると（コンピュータを作動してアンテナに電源供給する）、制御ソフトウェアがこの時間における衛星の位置を計算することにより、今、地球のこの位置からどの衛星が照準に入るかを決定する。水平線から最も高い衛星の座標から、コンピュータ１１は、集束レンズの焦点球面上でホーンがとらなくてはならない対応位置を計算し、このホーンを移動させるステッパモータに命令を送り、最も照準が合う衛星に対応してホーンを送受信電子手段に選択的に接続する。その場合にデータの送受信が可能になる。周知のように、コンピュータは、衛星を追跡するために使用されるホーンの位置に対して行う修正を計算し、それに応じて位置モータを制御する。衛星の規則正しい追跡のために必要な位置決め精度は、アンテナの主ローブの幅と、前記アンテナの移動前の信号の許容できる減衰量とによって決められる。この場合、ローブの開きが５°で許容できる信号損失が０．３ｄＢの場合、モータによるホーンの焦点合わせの精度は０．７５°であり、これは０．６５ｃｍの位置決定精度を持つ半径５０ｃｍの焦点球面に対応する。低軌道を周回する衛星の追跡では、約６秒ごとにホーンが０．６５ｃｍだけ移動することになる。衛星の追跡の際に、通信ストリームを確保するホーンの移動は、他方のホーンの移動に優先し、ソフトウェアは常時、必要な場合には、第２のホーンが第１のホーンの行程外を移動することによって、いかなる衝突も発生しないようにする。衛星の１０°未満である仰角（水平線に近づいている衛星）あるいは受信信号の異常な低下のような基準に応じて（樹木、丘または他の局地的な恒久的／一時的な障害物を考慮した場合、または静止軌道上のアークに近い帯域内の通過により、静止軌道衛星による又は静止軌道衛星からの妨害のために接続を遮断せざるを得ない場合）、コンピュータは、第２の照準が合う衛星を決定し、該衛星の位置に対応するように第２のホーンを位置決定する。次にこのホーンを選択的に接続し、この衛星の追跡を行う。２個のホーンアンテナ間の切り換え時間は、この実施形態では１マイクロ秒であり、１Ｍｂｐｓ〜最大５Ｍｂｐｓで伝送されるデータ容量に対して約１〜５０ビットに対応するデータ損失がある。損失データの再生は、信号により伝送される誤り訂正符号の使用により行われる。位置推算表の更新は、新しいデータを含むフロッピーディスクを入れるか、またはターミナルの自動要求により衛星ネットワーク自体からダウンロードすることにより実施できる。先に説明したように、こうした組立で用いられるモータの出力は、１ｋｇ未満の小さい質量の移動に適合されるので、市販されている従来の安価なモータを使用することができる。これは２個のカセグレンアンテナを使用する衛星追跡法よりも有利であり、カセグレンアンテナの方法では、モータを数ｋｇの質量の正確な位置決定に適合しなければならないためにコスト高になる。アンテナの位置決定に必要な精度レベルと、２つの移動の間の経過時間に必要な精度レベルを守れば、従来の機械組立手段および簡単な電子手段を用いて、確実にこれらの精度レベルに到達できる。従って、選択されたこの解決法は、経済的に製造できる。上記の適用は、様々な構成部品が既知のタイプのものか、または製造上の仕様が面倒ではないので、安価であると同時に小型装置を提供する。上記の装置は、その垂直軸を中心として回転対称性を有し、風の向きに関係なく風を取り入れ、円筒形及び半球形の形状を選択しているために抗力係数が小さいので、突風が吹いたときに移動の維持に関する問題が提起されるレードームのない従来のアンテナよりも有利である。集束レンズ２２の変形実施形態では、水晶−二酸化ケイ素の材料を用いて製造している。別の変形実施形態では、２個のホーン２３、２４間を切り替え可能にする電子組立手段を、第５図に示した組立に代えている。この組立では、各ホーン２３、２４が、サーキュレータ４１’、４１”を含み、送信信号増幅ユニット４６’、４６”および受信信号増幅ユニット４７’、４７”が、これらのサーキュレータに直接接続されている。２個の主要送受信源の送信信号増幅器は、チャンネル４２から送信信号が送られる選択的な接続装置４０’に２個の同軸ケーブル４５’ 、４４’によって接続される。同様に受信信号の低ノイズ増幅器も、受信信号のチャンネル４３が接続される選択的接続装置４０”に同軸ケーブル４５”、４４ ”によって接続される。こうした構成は、柔軟な同軸ケーブルで発生する信号損失の影響を低減することを目的としており、この損失は、長さ約０．５ｍの各ケーブルで１ｄＢと推定される。この変形実施形態は、増幅器が２個あるためにコストがかかるが、増幅器の出力が同じ場合には、同等の実効放射電力（ＥＩＲＰ）を約１ｄＢ改善し、また受信時の性能指数（Ｇ／Ｔ）を約２ｄＢ改善する。アンテナの性能が同じ場合、集束レンズおよびドームレンズの寸法を小さくし、従ってアンテナ全体の寸法を小さくすることができる。第６図は、第３図の方位角／仰角モータを備えた機械組立の変形実施形態を示す。各送受信源２３、２４は、焦点球面の下半分と回転駆動軸５４、５５とにそれぞれ配置された、焦点球面Ｓに同心の円弧５２、５３を含む支持腕部５０、５１に取り付けられる。この回転駆動軸５４、５５は、垂直線に平行に延びて前記方位角モータ５６、５７に連結される。従って主要送受信源２３、２４は、それぞれ個別の方位角Ａｚ１、Ａｚ２に沿って移動する。一方で、各主要送受信源２３、２４は、仰角モータ５８、５９による仰角移動Ｅｌ１、Ｅｌ２のために、円弧５２、５３に沿って案内される。こうした仰角移動Ｅｌ１、Ｅｌ２により、照準に入る２個の衛星の照準軸Ｓ１、Ｓ２を決定することができる。衛星追跡方法に関する変形実施形態では、記載された受動的な技術の代わりに能動的な技術を用いており、これは、衛星の位置を特徴付けるデータを予めコンピュータのメモリに保存するだけである。そのため、リアルタイムで制御しなくても適切なときに適切な場所に主要送受信源が配置される。検討される変形実施形態では、各ホーンが複数の受信機を含み、たとえば４個の受信機を正方行列に配置し、各受信機から受信した信号の和及び差に対応する出力信号を供給する。所定の衛星を追跡し始めると、コンピュータ１１が計算するデータに応じてホーンが配置される。次に、信号の和及び差について時間的な変化を分析することによって、衛星がどの方向に移動するかを決定し、その結果として衛星を観測できる。ホストコンピュータは、記憶してある位置推算表を、実際に観測した衛星の位置に応じて自動的にかつ定期的にに更新することができる。図示されていない他の変形実施形態では、ユーザがマイクロコンピュータを持たず、衛星の追跡ソフトや位置推算表の記録メモリは、メモリ付きマイクロプロセッサに組み込まれている。メモリ付きマイクロプロセッサは、従来の暗号化されたＴＶ受信機用の復調器のサイズであって、暗号化された送信に適合する変調器／復調器と一体化することもでき、たとえばＴＶ受信機の下に配置するケース内に組み込まれる。一定の間隔で位置推算表をダウンロードする手順は、ユーザが介入せずに自動的に行われる。上記のすべての変形実施形態において、マルチメディアシステムの作動帯域が、衛星を直接使用したテレビの帯域と同じである場合には、２個の静止軌道衛星に照準合わせするように適合される位置に、２個の送受信源を配置可能である。つまり、その場合には、同一のアンテナターミナルが、マルチメディア用途と、この２つの衛星から送られる放送受信とを交互に行い、２個の衛星は、送受信源を移動することにより任意に変更できる。また別の変形実施形態では、本発明の装置と同様の装置を、地上ターミナルレベルではなく衛星レベル、たとえば任意の位置にある幾つかの地上局だけに画像を送信する観測衛星レベルに設置する。衛星が地上局を追跡する原理は、地上のターミナルが非静止衛星を追跡する原理と同じである。この用途では、広帯域ビームを送信するために受信出力が弱い衛星に適合される従来の受信アンテナと比べて、地上局の寸法を著しく小さくできる（たとえばアンテナの受信信号について２０ｄＢの利得が得られる場合は、係数が１０である）。こうした構成により、また送信データの守秘性を改善できる。しかも解決法は簡単であり、コストは安く（特に非常に多数の素子を備えたアクティブアンテナと比べて）、エネルギー消費が少ないので、衛星で極めて有利に実施できる。本発明の範囲は、例として考慮された上記の実施形態の細部に限定されるものではなく、その反対に当業者が意図する様々な変更に拡大される。第７図に示した移動する送受信源を支持する機械組立手段の別の変形実施形態では、主要送受信源２３、２４のそれぞれが、いわゆるＸ／Ｙモータ対の作動により移動可能である。半円弧６０は、焦点球面の径方向に対向する２地点、たとえば東と西に連結されている。送受信源２３はこの円弧に沿って移動し、この円弧が、送受信源に連結される第２のモータ６１の作動により案内面の役割をする。第２の送受信源２４は、第２のモータ６３によって案内されながら別の円弧６２に同様に取り付けられる。図示されていないが、それぞれの半円弧６０、６２は、Ｘ／Ｙモータ対の第２のモータを構成する一定の主要モータによって第１の軸Ｏｘを中心として回転駆動され、円弧６０の半径は、円弧６２の半径よりも小さい。従って第２のモータ６１と６３は、第２の軸Ｏｙを中心として送受信源を移動可能にし、第２の軸Ｏｙ自体も第１のモータ群を介して第１の軸に対して移動可能であり、第２の軸Ｏｙは第１の軸Ｏｘに常に直交する。送受信源の一方は「北」の衛星に向けて信号を送受信し、他方は「南」の衛星に向けて送受信するので、送受信源の位置の衝突は回避される。２個の腕部または円弧の相対的な位置決定は、一方がレンズの上方を通る場合に可能である。第６図と第７図の組立は、第３図と第５図の組立に比べて小型性に優れる。しかも、送受信源がレンズを照らす角度を高くするように構成されており、これは、集束球面レンズを使用する場合には必要である。主要送受信源の前に取り付けられる増幅器の接続の別の変形実施形態では、第７図と第９図に示された送受信源の機械組立手段を用いており、各弧が導波手段であるためにマイクロ波信号を搬送し、従来の回転ジョイントを弧の連結部に取り付けている。この構成は、信号の損失を少なくし、従って主要送受信源から増幅器を離すことができる。第１０図に示された、移動する送受信源を支持する機械組立の別の変形実施形態では、主要送受信源２３が、方位角／仰角モータ対７０、７１の作動により移動可能であり、第２の主要送受信源２４がＸ／Ｙモータ対７２、７３の作動により移動可能であり、第１の主要送受信源の方位角モータ７０が、アンテナ全体をさらに駆動する。第１１図と第１２図に示された移動する送受信源を支持する機械組立の別の変形実施形態では、主要送受信源２３、２４のそれぞれが、斜めの回転軸８０、８１と８２、８３を備えたモータ対の作動により移動可能である。主要送受信源の各支持体は、腕部８４、８５と前腕部８６、８７を含み、主要送受信源２３、２４は、前腕部８６、８７の自由端８８、８９に固定されている。第１のモータ８０、８２は、垂直線に対して第１の角度α_O1、α_O2だけずれた第１の斜軸Ｏ₁、Ｏ₂を中心として腕部８４、８５を回転駆動し、第２のモータ８１、８３は、第１の角度α₀₁、α₀₂よりも大きい第２の角度α’₀₁、α’₀₂だけ垂直線に対してずれた第２の斜軸Ｏ’₁、Ｏ’₂を中心として腕部８４、８５に対して前腕部８６、８７を回転駆動し、各モータ対の第１および第２の軸は垂直線の両側に延びている。また、集束レンズと偏向レンズの組立手段が主要送受信源の支持体とは異なる支持体に取り付けられている、ターミナルが、ビームにほぼ平行に延びるように、前記組立手段の支持体を駆動するための追加モータ９０をさらに含む。もちろん、本発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、たとえば走査アクティブアンテナ等の他の実施形態や、より一般的には、記載した手段と同等の１つまたは複数の手段を用いた全ての実施形態に適用可能であり、これらの実施形態では、同じ機能を果たすことによって、たとえば支持体に取り付けられた各主要送受信源が、焦点球面の少なくとも下半分で移動するように、少なくとも１つのモータ対の作動により移動可能になるといった同じ結果が得られる。さらに光学素子の変形実施形態では、集束レンズ及び偏向レンズを単一の同じレンズに代える。このレンズは、誘電体材料からなる一定の球面集束レンズの形状をとり、レンズと同心の焦点球面に向けて平行なマイクロ波ビームの焦点を合わせる。アンテナの送受信源は、上記の機械装置に従って取り付けられ、この焦点球面上を移動できる。これらの送受信源は、先に考慮された種類のホーンであるか、または、いわゆる「当て板」型のプリント回路である。これらの当て板は、１個の送受信源につき１個か（第８ａ図、第８ｂ図）、または集束システムが劣化する場合に、この劣化を補償できる小型アレイとしてまとめられる（第７図）。当て板を備えたこの変形実施形態はよりコンパクトであるので、アンテナターミナルの全体の外形寸法を制限しようとすればするほど、送受信源を移動するためのスペースが狭まる球面レンズの場合には特に有効である。３個の送受信源を備えた装置を検討することもでき、そのうちの１個は、静止アーク内の衛星に照準合わせされて球面レンズに固定式に取り付けられる。このような構成により、単一のアンテナを用いて、ユーザの自由な選択により、また移動する送受信源を位置決定する遅延なしに、非静止衛星向けの高速伝送情報を備えるマルチメディア用途（２個の移動する送受信源を要する）または静止衛星からのテレビ画像の直接受信（たとえマルチメディアシステム以外の周波数帯域を用いていても）が可能になる。主要送受信源に接続されるケーブルに代替する別の変形実施形態は、信号を送受信するために光ファイバを用いることからなる。光ファイバは、送受信源と増幅器との組合せ手段の移動に従うときに柔軟であるという長所を有する。支持体はそれ自体が、主要送受信源を移動するモータの運動情報を伝送するための光伝導体として使用できる。その場合、装置は、光送信のための発光ダイオード（数１００ＭＨｚの帯域）と、光データを受信するためのフォトダイオードとを含む。半円形の部分の連結ポイントの位置にミラーを取り付けて、光を光伝導管の方に伝送している。前記管は、主要送受信源、増幅器および移動モータを供給するために電流を伝える役割をし、間隔を開けた２個の導体トラックを含むとともに、電流を受けるために送受信源の位置にスイッチを配置する。誘電体からなる集束レンズ２２は、同じ機能を果たす他のレンズによって交換可能である。このような変形実施形態を第１３図から第１６図に示した。第１３図から分かるように、第１の変形実施形態は、誘電体アンテナを「ゾーニングする」、つまり材料の厚みを除去することにより位相の遅延がゾーニング前後で一定のままであるようにすることからなる（約３６０°の多重化）。この図では、ゾーン除去部９３、９４に対応する２端９１、９２が形成されており、このようにしてレンズの容量及び質量を低減できる。こうしたゾーニング技術は、ゾーン端で反射により性能が低下するという短所を持つので、レンズの輪郭の段差の数をできる限り減らさなければならない。第１４図に示した集束レンズの第２の変形実施形態は、誘電体材料を、場合によってはゾーニングした導波レンズ22”’に代えることからなる（アンテナ２２ ”は第１４図に示された段差９１を有する）。これらの導波レンズは、既知のものである。その原理は、屈折率が１未満のレンズを合成することにある（何故なら、導波管内の波長は、真空中の波長よりも長い）。従って、同等の集束手段を有する誘電体レンズとは逆の曲率でなければならない。そのために、ここでは凹レンズである。このオプションは、誘電体レンズより幅の狭い通過帯域を提供するという欠点を有するが、製造費が最も安くてすみ、レンズはたとえば所望の凹面に応じてアルミニウムブロックの成形により製造され、互い違いに配置された一連の平行な穴をこのブロックにあける。誘電体レンズの場合、アンテナの性能を改善したい場合には誘電体／空気の境界面における反射を少なくすることが必要である。有利には、４分の１波長の厚みの整合層を設ける。この整合層は有利には、誘電体の屈折率の平方根√ｎに等しい屈折率を持つ誘電体からなるコーティングとして形成される。もう１つの変形実施形態は、４分の１波長の一定の厚みに複数の止まり穴を開けることからなり、その密度は、りの誘電体の屈折率と穴内の空気の屈折率との平均が誘電体の屈折率の平方根√ｎに等しい屈折率に等しくなるようにする。所定の誘電率を持つ誘電体を「シミュレーションする」ことに帰するこの方法は従来のものである。半球形のドーム形偏向レンズについては既に述べたが、これは、最も標準的な方法である。変形実施形態は、第１６図に示したように、焦点距離の短い双曲面または放物面の形状を使用することからなる。この図では、双曲面のドーム形偏向レンズ２１、集束レンズ２２が示されており、ドームレンズはここではゾーニングされる（図示されているステップ１０１）。これにより傾斜の大きい角度で照らされる面積が増加するので（水平線上の衛星の仰角が小さい）、こうした条件で集束レンズの利得の低下を補償できる。高さ３５〜４０ｃｍのドームレンズは、直径３０ｃｍのディスクに相当する有効な放射面を得ることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年５月２５日（１９９９．５．２５）【補正内容】請求の範囲１．無線信号の送受信アンテナから照準を合わせることができる空間を移動する少なくとも１つの遠隔送受信機システム（２、３）との間で信号を送受信し、遠隔送受信機から送信される準平面波の集束レンズ（２２）を含み、準球面波ビームとして信号を送受信する少なくとも１つの主要送受信源（２３、２４）がその一部を移動する焦点球面Ｓを有する、送受信アンテナ装置であって、ａ）遠隔送受信機によって送信または受信される準平面波の偏向レンズ（２１）と、ｂ）遠隔送受信機の既知の位置と関連して主要送受信源のそれぞれの位置を制御する手段（１０、１１）とを組み合わせて含むことを特徴とする送受信アンテナ装置。２．無線信号の送受信アンテナターミナルから照準を合わせることができる空間の異なる地点にいる少なくとも２個の遠隔送受信システム（２、３）との間で信号を送受信し、ａ）所定の瞬間における照準を合わせた前記遠隔送受信機の位置決定手段と、ｂ）遠隔送受信機の選択手段と、ｃ）少なくとも２個の主要送受信源（２３、２４）を含む請求項１に記載のアンテナ（１）と、ｄ）主要送受信源が衝突しないように取り付けられた焦点球面Ｓにおける主要送受信源の移動を制御する手段（１１）と、ｅ）主要送受信源間の切り換え手段（４０）とを含むことを特徴とする送受信アンテナターミナル装置。３．切り換え時間中に失ったデータを復旧する手段をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。４．準球面波ビームとして信号を送受信する主要送受信源(２３、２４)が、準球面波を準平面波として集束させる集束レンズ（２２）の焦点球面Ｓの一部を移動するホーンアンテナ型をしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。５．少なくとも１つの主要送受信源（２３、２４）が、送信及び受信信号を増幅するモジュール（４１、４６、４７）を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。６．準平面波を準球面波として集束させる集束レンズ（２２）が、広範な走査領域を有する多焦点収束レンズとして構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。７．走査領域が、主要送受信源（２３、２４）を焦点球面Ｓを移動させることによって、集束レンズの回転対称軸に対して３０°を越えることを特徴とする請求項６に記載の装置。８．集束レンズ（２２）が、凸型の誘電体レンズとして構成されることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。９．集束レンズ（２２）が、凹型の導波レンズとして構成されることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。１０．集束レンズ（２２）が、「ゾーニング」されていることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の装置。１１．準平面波の偏向レンズ（２１）が、誘電体のドームレンズの形状をとることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。１２．ドームレンズ（２１）の輪郭が、ほぼ半球形であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。１３．ドームレンズ（２１）の内部及び外部輪郭が、ほぼパラボラ形、楕円形または双曲面形であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。１４．外部環境の状態に対して装置を隔離する、偏向レンズ（２１）と一体化した手段を含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。１５．偏向レンズ（２１）の厚さが、頂点から土台部分に向かうにつれて厚くなっていくことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載の装置。１６．レンズ（２１、２２）の少なくとも一方が、４分の１波長型の整合層を含むことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。１７．整合層が、レンズの誘電体の屈折率の平方根に等しい屈折率を持つ誘電体から構成されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。１８．整合層が、使用される波長の４分の１に等しい厚さを有し、レンズの誘電体の屈折率の平方根に等しい屈折率を形成するように構成された、一定の密度をもつ複数の止まり穴が開けられていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。１９．遠隔送受信機が一定の配置の衛星であり、所定の瞬間に照準を合わせられる衛星の位置決定手段が、所定の瞬間における各衛星の軌道パラメータのデータベースと、アンテナターミナルの地上位置パラメータの記憶手段と、最初の軌道パラメータと最初の瞬間から経過した時間とにより、各衛星の現在位置を計算するソフトウェアと、アンテナターミナルの位置から照準を合わせられる角度のゾーンと軌道位置とを比較するソフトウェアと、遠隔送受信機の軌道パラメータのデータベースの定期的な更新手段とを含むことを特徴とする請求項２から１８のいずれか一項に記載の装置。２０．主要送受信源（２３、２４）が、移動中の遠隔送受信機から受信したビームに対する照準の差の検出手段を含むことを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載の装置。２１．焦点球面の少なくとも下半分で移動するように、各主要送受信源（２３、２４）が、支持体に取り付けられ、少なくとも１つのモータ対の作動によって移動することを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。２２．集束レンズ／球面レンズの組立手段が、主要送受信源の支持体とは別の支持体に取り付けられ、前記集束レンズ／球面レンズ装置の支持体を駆動するための追加モータ（９０）をさらに含み、ビームにほぼ平行に延びることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の装置。２３．主要送受信源（２３、２４）が、方位角／仰角のモータ対（３４、３５、５６、５７；３６、３７、５８、５９）により移動可能であることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。２４．主要送受信源の各支持体が、主要送受信源（２３、２４）が固定式に取り付けられている揺動手段（３０、３１）を含み、各揺動手段が、前記モータ対の一方のいわゆる方位角モータ(３４、３５)により一定の軸に沿って、またモータ対の他方のいわゆる傾斜モータ（３６、３７）により垂直線に対して、移動可能であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。２５．主要送受信源の各支持体が、焦点球面と同心の円弧をなし、焦点球面の下半分にそれぞれ配置される、腕部（５０、５１）を含み、各腕部が、モータ対の方位角モータ（５６、５７）により方位角に従って移動可能であり、主要送受信源の各々が、モータ対の別のモータ（５８、５９）の円弧に沿って移動可能であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。２６．主要送受信源の各々が、Ｘ／Ｙモータ対により移動可能であり、第１のモータが、水平な第１の軸Ｏｘを中心として主要送受信源の各々を回転し、第２のモータ（６１、６３）が、第１の軸に常に直交し、第１のモータによって第１の軸に対して移動可能な第２の軸Ｏｙを中心として、主要送受信源の各々を回転することを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。２７．主要送受信源（２３）が、方位角／仰角モータ対（７０、７１）により移動可能であり、第２の送受信源（２４）が、Ｘ／Ｙモータ対（７２、７３）により移動可能であり、主要送受信源（２３）の方位角モータ（７０）が、さらにアンテナ（１）の組立手段全体をもまた駆動することを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。２８．主要送受信源（２３、２４）の各々が、斜めの回転軸（Ｏ₁、Ｏ₂；Ｏ’₁ 、Ｏ’₂）を備えたモータ対（８０、８２；８１、８３）により移動可能であることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。２９．主要送受信源（２３、２４）の各支持体が腕部（８４、８５）および前腕部（８６、８７）を含み、主要送受信源が前腕部の自由端（８８、８９）に固定され、第１のモータ（８０、８２）が垂直線に対して第１の角度（α_O1、α_O2）だけずれた第１の斜めの軸（Ｏ₁、Ｏ₂）を中心として腕部を回転駆動し、第２のモータ（８１、８３）が第１の角度（α_O1、ａ_O2）を越える第２の角度（α’_O1、α’_O2）だけ垂直線に対してずれた斜めの第２の軸（Ｏ’₁、Ｏ’₂）を中心として腕部に対して前腕部を回転駆動し、各モータ対の第１の軸および第２の軸が垂直線の両側に延びることを特徴とする請求項２８に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，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，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．無線信号の送受信アンテナから照準を合わせることができる空間を移動する少なくとも１つの遠隔送受信機システム（２、３）との間で信号を送受信し、遠隔送受信機から送信される準平面波の集束レンズ（２２）を含み、準球面波ビームとして信号を送受信する少なくとも１つの主要送受信源（２３、２４）がその一部を移動する焦点球面Ｓを有する、送受信アンテナ装置であって、ａ）遠隔送受信機によって送信または受信される準平面波の偏向レンズ（２１）と、ｂ）遠隔送受信機の既知の位置と関連して主要送受信源のそれぞれの位置を制御する手段（１０、１１）とを組み合わせて含むことを特徴とする送受信アンテナ装置。２．無線信号の送受信アンテナターミナルから照準を合わせることができる空間の異なる地点にいる少なくとも２個の遠隔送受信システム（２、３）との間で信号を送受信し、ａ）所定の瞬間における照準を合わせた前記遠隔送受信機の位置決定手段と、ｂ）遠隔送受信機の選択手段と、ｃ）少なくとも２個の主要送受信源（２３、２４）を含む請求項１に記載のアンテナ（１）と、ｄ）主要送受信源が衝突しないように取り付けられた焦点球面Ｓにおける主要送受信源の移動を制御する手段（１１）と、ｅ）主要送受信源間の切り換え手段（４０）とを含むことを特徴とする送受信アンテナターミナル装置。３．切り換え時間中に失ったデータを復旧する手段をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。４．準球面波ビームとして信号を送受信する主要送受信源（２３、２４）が、準球面波を準平面波として集束させる集束レンズ（２２）の焦点球面Ｓの一部を移動するホーンアンテナ型をしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。５．少なくとも１つの主要送受信源（２３、２４）が、送信及び受信信号を増幅するモジュール（４１、４６、４７）を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。６．準平面波を準球面波として集束させる集束レンズ（２２）が、広範な走査領域を有する多焦点収束レンズとして構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。７．走査領域が、主要送受信源（２３、２４）を焦点球面Ｓを移動させることによって、集束レンズの回転対称軸に対して３０°を越えることを特徴とする請求項６に記載の装置。８．集束レンズ（２２）が、凸型の誘電体レンズとして構成されることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。９．集束レンズ（２２）が、凹型の導波レンズとして構成されることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。１０．集束レンズ（２２）が、「ゾーニング」されていることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の装置。１１．準平面波の偏向レンズ（２１）が、誘電体のドームレンズの形状をとることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。１２．ドームレンズ（２１）の輪郭が、ほぼ半球形であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。１３．ドームレンズ（２１）の内部及び外部輪郭が、ほぼパラボラ形、楕円形または双曲面形であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。１４．外部環境の状態に対して装置を隔離する、偏向レンズ（２１）と一体化した手段を含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。１５．偏向レンズ（２１）の厚さが、頂点から土台部分に向かうにつれて厚くなっていくことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載の装置。１６．レンズ（２１、２２）の少なくとも一方が、４分の１波長型の整合層を含むことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。１７．整合層が、レンズの誘電体の屈折率の平方根に等しい屈折率を持つ誘電体から構成されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。１８．整合層が、使用される波長の４分の１に等しい厚さを有し、レンズの誘電体の屈折率の平方根に等しい屈折率を形成するように構成された、一定の密度をもつ複数の止まり穴が開けられていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。１９．遠隔送受信機が一定の配置の衛星であり、所定の瞬間に照準を合わせられる衛星の位置決定手段が、所定の瞬間における各衛星の軌道パラメータのデータベースと、アンテナターミナルの地上位置パラメータの記憶手段と、最初の軌道パラメータと最初の瞬間から経過した時間とにより、各衛星の現在位置を計算するソフトウェアと、アンテナターミナルの位置から照準を合わせられる角度のゾーンと軌道位置とを比較するソフトウェアと、遠隔送受信機の軌道パラメータのデータベースの定期的な更新手段とを含むことを特徴とする請求項２から１８のいずれか一項に記載の装置。２０．主要送受信源（２３、２４）が、移動中の遠隔送受信機から受信したビームに対する照準の差の検出手段を含むことを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載の装置。２１．焦点球面の少なくとも下半分で移動するように、各主要送受信源（２３、２４）が、支持体に取り付けられ、少なくとも１つのモータ対の作動によって移動することを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。２２．集束レンズ／球面レンズの組立手段が、主要送受信源の支持体とは別の支持体に取り付けられ、前記集束レンズ／球面レンズ装置の支持体を駆動するための迫加モータ（９０）をさらに含み、ビームにほぼ平行に延びることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の装置。２３．主要送受信源（２３、２４）が、方位角／仰角のモータ対（３４、３５、５６、５７；３６、３７、５８、５９）により移動可能であることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。２４．主要送受信源の各支持体が、主要送受信源（２３、２４）が固定式に取り付けられている揺動手段（３０、３１）を含み、各揺動手段が、前記モータ対の一方のいわゆる方位角モータ（３４、３５）により一定の軸に沿って、またモータ対の他方のいわゆる傾斜モータ（３６、３７）により垂直線に対して、移動可能であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。２５．主要送受信源の各支持体が、焦点球面と同心の円弧をなし、焦点球面の下半分にそれぞれ配置される、腕部（５０、５１）を含み、各腕部が、モータ対の方位角モータ（５６、５７）により方位角に従って移動可能であり、主要送受信源の各々が、モータ対の別のモータ（５８、５９）の円弧に沿って移動可能であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。２６．主要送受信源の各々が、Ｘ／Ｙモータ対により移動可能であり、第１のモータが、水平な第１の軸Ｏｘを中心として主要送受信源の各々を回転し、第２のモータ（６１、６３）が、第１の軸に常に直交し、第１のモータによって第１の軸に対して移動可能な第２の軸Ｏｙを中心として、主要送受信源の各々を回転することを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。２７．主要送受信源（２３）が、方位角／仰角モータ対（７０、７１）により移動可能であり、第２の送受信源（２４）が、Ｘ／Ｙモータ対（７２、７３）により移動可能であり、主要送受信源（２３）の方位角モータ（７０）が、さらにアンテナ（１）の組立手段全体をもまた駆動することを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。２８．主要送受信源（２３、２４）の各々が、斜めの回転軸（Ｏ₁、Ｏ₂；Ｏ’₁ 、Ｏ’₂）を備えたモータ対（８０、８２；８１、８３）により移動可能であることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。２９．主要送受信源（２３、２４）の各支持体が腕部（８４、８５）および前腕部（８６、８７）を含み、主要送受信源が前腕部の自由端（８８、８９）に固定され、第１のモータ（８０、８２）が垂直線に対して第１の角度（α_O1、α_O2）だけずれた第１の斜めの軸（Ｏ₁、Ｏ₂）を中心として腕部を回転駆動し、第２のモータ（８１、８３）が第１の角度（α_O1、 α_O2）を越える第２の角度（α’_O1、α’_O2）だけ垂直線に対してずれた斜めの第２の軸（Ｏ’₁、Ｏ’₂）を中心として腕部に対して前腕部を回転駆動し、各モータ対の第１の軸および第２の軸が垂直線の両側に延びることを特徴とする請求項２８に記載の装置。３０．無線信号の送受信アンテナから照準を合わせることができる空間で移動する少なくとも１つの遠隔送受信機システム（２、３）との間で無線信号を送受信し、遠隔送受信機から送信される準平面波の固定された集束光学装置（２２）を含み、焦点球面Ｓを有する、送受信アンテナ装置であって、ａ）焦点球面Ｓの一部を移動する、準球面波ビームとして信号を送受信する少なくとも１つの主要送受信源（２３、２４）と、ｂ）遠隔送受信機の既知の位置と関連して主要送受信源のそれぞれの位置を制御する手段（１０、１１）と、ｃ）主要送受信源間の切り換え手段との組み合わせを含むことを特徴とする送受信アンテナ装置。３１．集束光学装置が、球面レンズからなり、該装置がさらに、前記アンテナから照準を合わせることができる空間における固定された遠隔送受信機システムに照準を合わせた球面レンズに固定された少なくとも１つの主要送受信源を含む、ことを特徴とする請求項３０に記載のアンテナ装置。