JP2003017933A - Multi-beam antenna system - Google Patents

Multi-beam antenna system

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JP2003017933A JP2001204869A JP2001204869A JP2003017933A JP 2003017933 A JP2003017933 A JP 2003017933A JP 2001204869 A JP2001204869 A JP 2001204869A JP 2001204869 A JP2001204869 A JP 2001204869A JP 2003017933 A JP2003017933 A JP 2003017933A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-beam antenna system with a simple configuration that can promote diversified operations while realizing stable communication with high reliability. SOLUTION: Sixteen antennas 10a-10p are fitted and arranged to a flying body 12 via the antennas 10a-10p freely turnably around biaxes 11a-11p, the turning angle around the biaxes of the antennas 10a-10p is selectively driven and controlled to control the turning angle around the biaxes 11a-11p of the antennas 10a-10p to apply directivity control of beam areas A-E of the antennas 10a-10p to a desired area.

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、例えば成層圏に
配備される飛行体や宇宙空間に配備される人工衛星等の
飛翔体に搭載して所望の地域との通信を行うのに好適す
るマルチビームアンテナ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-beam suitable for mounting on a flying vehicle such as a stratosphere or a satellite such as an artificial satellite deployed in outer space to communicate with a desired area. The present invention relates to an antenna device.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、通信の分野においては、複数の飛
行船を成層圏に配備して、これら飛行船に搭載したアン
テナ装置を用いて地上における所望の地域の通信サービ
スを実行する構想が進められている。このようなアンテ
ナ装置としては、マルチビームアンテナ装置が有効であ
ると考えられている。
2. Description of the Related Art Recently, in the field of communication, a plan is underway to deploy a plurality of airships in the stratosphere and use an antenna device mounted on these airships to execute a communication service in a desired area on the ground. . A multi-beam antenna device is considered to be effective as such an antenna device.

【0003】このような従来のマルチビームアンテナ装
置には、例えば図7に示すようにホーンアンテナと称す
る複数のアンテナ1を所定に開き角を有して、いわゆる
花弁状に固定配置して、各ビーム領域の一部が重なるよ
うに設定したアンテナ部2が備えられる。
In such a conventional multi-beam antenna device, for example, as shown in FIG. 7, a plurality of antennas 1 called horn antennas are fixedly arranged in a so-called petal shape with a predetermined opening angle. The antenna unit 2 is provided so that the beam regions partially overlap each other.

【0004】この複数のアンテナ1が花弁状に固定配置
されたアンテナ部2は、互いに直交する二軸(X軸、Y
軸)回りに回転自在に形成されたアンテナ支持機構、例
えばX―Y(二軸)ジンバル3に対していわゆるロール
軸及びピッチ軸と称する二軸回りの回転角が調整可能に
組付けられる。そして、このX―Yジンバル3は、その
基部が、飛翔体の電気系に対して、例えば図示しないロ
ータリージョイントと称する結合機構4を介して電気的
に接続された状態で、いわゆるヨー軸回りに回転自在に
取付け配置される。
The antenna portion 2 in which the plurality of antennas 1 are fixedly arranged in a petal shape has two axes (X axis, Y axis) orthogonal to each other.
An antenna support mechanism rotatably formed around an axis, for example, an XY (biaxial) gimbal 3 is rotatably mounted around a biaxial so-called roll axis and pitch axis. The base of the XY gimbal 3 is connected around the so-called yaw axis in a state where the base is electrically connected to the electric system of the flying object through a coupling mechanism 4 called a rotary joint (not shown). It is rotatably mounted.

【0005】上記構成において、アンテナ部2は、X―
Yジンバル3により二軸回りが角度調整されると共に、
結合機構4によりヨー軸回りが回転調整されることによ
り、その複数のアンテナ1が所望の地域に指向され、そ
のビーム領域内の地域との信号の送受が実行される。
In the above structure, the antenna section 2 has X-
The angle around the two axes is adjusted by the Y gimbal 3, and
By rotating and adjusting the yaw axis around by the coupling mechanism 4, the plurality of antennas 1 are directed to a desired area, and signals are transmitted / received to / from an area within the beam area.

【0006】ところが、上記マルチビームアンテナ装置
では、そのX―Yジンバル3に対して電力を供給するた
めに、該X―Yジンバル3をロータリジョイント等の結
合機構4を介して飛翔体内の電気系と電気的に接続させ
て取付配置しなければならない構成上、その取付構造が
非常に複雑となり、動作制御の信頼性の低下を招いてい
る。
However, in the above multi-beam antenna device, in order to supply electric power to the XY gimbal 3, the XY gimbal 3 is electrically connected to the electric system in the flying body through the coupling mechanism 4 such as a rotary joint. The mounting structure is very complicated due to the structure that the mounting structure needs to be electrically connected to the mounting structure, and the reliability of operation control is reduced.

【0007】これによれば、アンテナ部2の複数のアン
テナ1の一つが故障して、所望のサービス地域への通信
サービスが困難となった場合、一旦、地上に回収して、
その修理を含む交換作業を行わなければならないことに
より、その保守作業が非常に面倒であるという問題を有
する。
According to this, when one of the plurality of antennas 1 of the antenna section 2 fails and communication service to a desired service area becomes difficult, it is temporarily collected on the ground,
Since the replacement work including the repair must be performed, there is a problem that the maintenance work is very troublesome.

【0008】また、これによれば、サービス地域におけ
る一部の地域の通信負荷が時間帯や季節等により変動し
たりすると、その対応が困難となるために、予め変動分
を考慮しなければならないという問題を有する。
Further, according to this, if the communication load of a part of the service area varies depending on the time zone, the season, etc., it becomes difficult to cope with it, so the variation must be taken into consideration in advance. Have the problem.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のマルチビームアンテナ装置では、取付構造が複雑
で、動作制御の信頼性が低いうえ、その保守作業が非常
に面倒であると共に、運用の多様化が困難であるという
問題を有する。
As described above, in the conventional multi-beam antenna device, the mounting structure is complicated, the operation control is unreliable, and the maintenance work is very troublesome. There is a problem that it is difficult to diversify.

【0010】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、簡易な構成で、信頼性の高い安定した通信を実現
し得、且つ、運用の多様化の促進を図り得るようにした
マルチビームアンテナ装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to realize reliable and stable communication with a simple configuration and to promote diversification of operation. An object is to provide an antenna device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は、取付構体に
対して併設して配置される複数のアンテナと、これら複
数のアンテナを、前記取付構体に対して互いに直交する
二軸回りに回転自在に取付け配置する複数のアンテナ支
持機構と、これら複数のアンテナ支持機構を選択的に駆
動制御して前記アンテナの二軸回りの回転角を制御し、
該アンテナのビーム領域を所望の地域に指向制御するビ
ーム領域設定手段とを備えてマルチビームアンテナ装置
を構成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a plurality of antennas arranged side by side with a mounting structure and a plurality of these antennas are rotatable about two axes orthogonal to each other with respect to the mounting structure. A plurality of antenna support mechanisms to be mounted and arranged on, and selectively drive control the plurality of antenna support mechanisms to control the rotation angle around the two axes of the antenna,
A multi-beam antenna device is configured by including beam area setting means for directing the beam area of the antenna to a desired area.

【0012】上記構成によれば、複数のアンテナは、そ
のアンテナ支持機構の二軸回りの回転角が制御される
と、その回転角に応じてビーム領域の指向方向がそれぞ
れ制御され、協働して所望のビームパターンを形成す
る。
According to the above construction, when the rotation angles of the antenna support mechanism around the two axes are controlled, the plurality of antennas control the pointing directions of the beam regions in accordance with the rotation angles and cooperate with each other. To form a desired beam pattern.

【0013】これにより、二軸回りの回転角が調整可能
なアンテナ支持機構を備えるだけの構成で、高精度なビ
ーム領域の制御が実現されて、複数のアンテナと取付構
体側の電気系とを電気的結合する取付構造の簡略化の促
進が図れる。この結果、動作制御の信頼性の向上が図
れ、しかも、アンテナシステムとしての運用の多様化の
促進を図ることが可能となる。
With this configuration, a beam area can be controlled with high precision by simply providing an antenna support mechanism capable of adjusting a rotation angle around two axes, and a plurality of antennas and an electric system on the mounting structure side can be connected. It is possible to promote simplification of the mounting structure for electrical coupling. As a result, the reliability of the operation control can be improved, and further, the diversification of the operation as the antenna system can be promoted.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0015】図1及び図2は、この発明の一実施の形態
に係るマルチビームアンテナ装置を示すもので、図1
は、複数、例えば16個のアンテナ10a〜10pの配
置状態を背面側から見た状態を示し、図2は、16個の
アンテナ10a〜10pの配置状態を先端側から見た状
態を示す。
1 and 2 show a multi-beam antenna device according to an embodiment of the present invention.
Shows a state in which a plurality of, for example, 16 antennas 10a to 10p are arranged from the back side, and FIG. 2 shows a state in which the 16 antennas 10a to 10p are arranged from the tip side.

【0016】即ち、16個のアンテナ10a〜10p
は、例えばホーンアンテナで形成され、略同様にアンテ
ナ支持機構を形成する、例えば二軸(X−Y)マウント
11a〜11pを介して取付構体、例えば成層圏に配備
される飛行船等の飛翔体12にそれぞれ指向調整自在に
所定の間隔を有して併設配置される。これら16個のア
ンテナ10a〜10pは、例えば3個一組として15個
のアンテナ10a〜10oでアンテナ群10A〜10E
を形成して、残りの1個のアンテナ10pが冗長系を構
成する。
That is, 16 antennas 10a to 10p
Is formed of, for example, a horn antenna, and forms an antenna support mechanism in a similar manner. Each of them is arranged side by side with a predetermined interval so that the pointing can be adjusted. These 16 antennas 10a to 10p are, for example, 15 antennas 10a to 10o as a set of three antenna groups 10A to 10E.
And the remaining one antenna 10p constitutes a redundant system.

【0017】上記アンテナ10a〜10pを二軸回りに
回転自在に保持す16個の二軸マウント11a〜11p
は、図3及び図4に示すようにX軸駆動部13及びY軸
駆動部14が第1及び第2の支持部材15、16を介し
て互いに直交し、且つ、交叉しないX軸及びY軸を介し
て回転自在に連設される。
Sixteen biaxial mounts 11a to 11p holding the above antennas 10a to 10p rotatably around two axes.
As shown in FIGS. 3 and 4, the X-axis drive unit 13 and the Y-axis drive unit 14 are orthogonal to each other through the first and second support members 15 and 16, and the X-axis and the Y-axis do not cross each other. Are rotatably connected in series.

【0018】例えば、X軸駆動部13は、減速部131
及び駆動モータ132で構成される。これら減速部13
1及び駆動モータ132は、上記第1の支持部材15に
組付けられ、この第1の支持部材15は、上記飛翔体1
2に取り付けられる。そして、この第1の支持部材15
に取り付けられたX軸駆動部13には、回動部材17の
一端がX軸回りに回転自在に結合される。
For example, the X-axis drive unit 13 includes the speed reduction unit 131.
And a drive motor 132. These speed reducers 13
1 and the drive motor 132 are assembled to the first supporting member 15, and the first supporting member 15 is mounted on the flying body 1.
It is attached to 2. Then, this first support member 15
One end of a rotating member 17 is rotatably coupled to the X-axis drive unit 13 attached to the X-axis drive unit 13 around the X-axis.

【0019】この回動部材17の他端には、上記第2の
支持部材16が固定配置される。第2の支持部材16に
は、上記Y軸駆動部14を構成する、例えば減速部14
1及び駆動モータ142が取付配置される。そして、Y
軸駆動部14には、上記アンテナ10a(10b〜10
p)の基部がY軸回りに回転自在に組付けられる。
The second support member 16 is fixedly arranged at the other end of the rotating member 17. The second support member 16 constitutes the Y-axis drive unit 14, for example, the reduction unit 14
1 and the drive motor 142 are mounted and arranged. And Y
The shaft driving unit 14 includes the antenna 10a (10b to 10b).
The base of p) is assembled so as to be rotatable around the Y axis.

【0020】これにより、アンテナ10a(10b〜1
0p)は、Y軸駆動部14が駆動されると、該Y軸駆動
部14により、第2の支持部材16に対してY軸回りに
回転制御される。そして、アンテナ10a(10b〜1
0p)は、X軸駆動部13が駆動されると、回動部材1
7、第2の支持部材16を介してY軸駆動部14と一体
的にX軸回りに回転制御される。
As a result, the antenna 10a (10b-1
0p), when the Y-axis drive unit 14 is driven, the Y-axis drive unit 14 controls the rotation around the Y-axis with respect to the second support member 16. Then, the antenna 10a (10b to 1)
0p), when the X-axis drive unit 13 is driven, the rotating member 1
7. The rotation is controlled around the X axis integrally with the Y axis drive unit 14 via the second support member 16.

【0021】上記16個の二軸マウント11a〜11q
の各X軸駆動部13及びY軸駆動部14には、その各入
力端に図5に示すように駆動制御部18がそれぞれ接続
される。駆動制御部18には、その第1の入力端に図示
しない指令部からのビーム領域指令情報が入力されると
共に、その第2の入力端に上記飛翔体12の位置・姿勢
情報が入力される。
The above 16 biaxial mounts 11a to 11q
As shown in FIG. 5, a drive control unit 18 is connected to each input end of each of the X-axis drive unit 13 and the Y-axis drive unit 14. The beam control command information from a command unit (not shown) is input to the first input end of the drive control unit 18, and the position / orientation information of the flying object 12 is input to the second input end thereof. .

【0022】駆動制御部18は、これらビーム領域指令
情報及び位置・姿勢情報に基づいて15個のアンテナ1
0a〜10oが、サービス地域に向くようにヨー軸(Z
軸)回りを二軸(X軸、Y軸)に変換した値を含む各二
軸マウント11a〜11oの各X軸回りのX軸駆動信号
及びY軸回りのY軸駆動信号をそれぞれ算出して各X軸
駆動部13及びY軸駆動部14に出力する。
The drive control unit 18 determines the 15 antennas 1 based on the beam area command information and the position / orientation information.
The yaw axis (Z
The X-axis drive signal around each X-axis and the Y-axis drive signal around the Y-axis of each biaxial mount 11a to 11o including the values obtained by converting the rotation around the (axis) into the two axes (X-axis, Y-axis) are calculated. It outputs to each X-axis drive unit 13 and Y-axis drive unit 14.

【0023】ここで、上記15個の二軸マウント11a
〜11oのX軸駆動部13及びY軸駆動部14は、それ
ぞれ駆動制御部18からのX軸駆動信号及びY軸駆動信
号に基づいてX軸及びY軸回りの回転角が制御されて、
各アンテナ11a〜11oをそれぞれ所望のサービス地
域に指向するように制御する。この際、15個のアンテ
ナ10a〜10oは、その3個1組のアンテナ群10A
〜10Eの各ビーム領域A〜Eが、例えば図6に示すよ
うに隣接するビーム領域の一部と重なるように所望のビ
ームパターンを有するように設定される。
Here, the above-mentioned 15 biaxial mounts 11a
The rotation angles of the X-axis drive unit 13 and the Y-axis drive unit 14 of 11 to 11o are controlled based on the X-axis drive signal and the Y-axis drive signal from the drive control unit 18, respectively, and the rotation angles about the X-axis and the Y-axis are controlled.
The antennas 11a to 11o are controlled so as to be directed to desired service areas. At this time, the 15 antennas 10a to 10o correspond to the antenna group 10A of the three antennas.
Each of the beam regions A to E of 10E is set to have a desired beam pattern so as to overlap a part of the adjacent beam regions as shown in FIG. 6, for example.

【0024】上記構成において、駆動制御部18は、上
記指令部(図示せず)からビーム領域指令情報及び飛翔
体12の位置・姿勢情報が入力される。すると、駆動制
御部18は、そのビーム領域情報と飛翔体12の位置・
姿勢情報とに基づいて15個のアンテナ10a〜10p
それぞれが所望のサービス地域に向くようにヨー軸(Z
軸)回りを二軸(X軸、Y軸)回りに変換した値を含む
各X軸回りのX軸駆動信号及びY軸回りのY軸駆動信号
をそれぞれ算出して各X軸駆動部13及びY軸駆動部1
4に出力する。
In the above structure, the drive control section 18 receives the beam area command information and the position / orientation information of the flying body 12 from the command section (not shown). Then, the drive control unit 18 determines the beam area information and the position of the flying body 12,
15 antennas 10a to 10p based on the posture information
The yaw axis (Z
The X-axis drive signal around each X-axis and the Y-axis drive signal around the Y-axis, which includes a value obtained by converting the rotation around the (axis) around the two axes (X-axis, Y-axis), and each X-axis drive unit 13 and Y-axis drive unit 1
Output to 4.

【0025】ここで、各X軸駆動部13は、入力したX
軸駆動信号に基づいて駆動モータ132を駆動して、減
速部131を介して回動部材17を第1の支持部材15
に対して回転駆動し、アンテナ10a〜10oを第2の
支持部材16とともにX軸回りの回転角を制御する。
Here, each X-axis drive unit 13 receives the input X
The drive motor 132 is driven based on the shaft drive signal, and the rotation member 17 is moved to the first support member 15 via the speed reduction unit 131.
The antennas 10a to 10o are rotated together with the second support member 16 to control the rotation angle around the X axis.

【0026】同時に、各Y軸駆動部14は、入力したY
軸駆動信号に基づいて駆動モータ142を駆動して、減
速部141を介してアンテナ10a〜10oをY軸回り
に回転駆動し、Y軸回りの回転角を制御する。
At the same time, each Y-axis drive unit 14 receives the input Y
The drive motor 142 is driven based on the axis drive signal, and the antennas 10a to 10o are rotationally driven about the Y axis via the speed reducer 141 to control the rotation angle about the Y axis.

【0027】ここで、上記15個のアンテナ10a〜1
0oは、例えばビーム領域A〜Eが図6に示すような所
望のビームパターンを形成するよう設定され、サービス
地域への通信サービスが実行される。
Here, the above 15 antennas 10a-1
0o is set so that, for example, the beam areas A to E form a desired beam pattern as shown in FIG. 6, and the communication service to the service area is executed.

【0028】この通信サービス状態において、飛翔体1
2の位置・姿勢が変化すると、上記駆動制御部18に
は、その変化量に対応した飛翔体12の位置・姿勢情報
が入力される。ここで、駆動制御部18は、飛翔体12
の位置・姿勢情報に基づいて15個のアンテナ10a〜
10oがそれぞれ所望のサービス地域に向くように、そ
のヨー軸(Z軸)回りを二軸(X軸、Y軸)回りに変換
した値を含む各X軸回りのX軸駆動信号及びY軸回りの
Y軸駆動信号をそれぞれ算出して各X軸駆動部13及び
Y軸駆動部14に出力する。
In this communication service state, the flying vehicle 1
When the position / orientation of No. 2 changes, the position / orientation information of the flying body 12 corresponding to the amount of change is input to the drive control unit 18. Here, the drive control unit 18 controls the flying body 12
15 antennas 10a based on the position / orientation information of the
The X-axis drive signal and the Y-axis rotation around each X-axis including the values obtained by converting the yaw axis (Z-axis) around the two axes (X-axis, Y-axis) so that 10o is directed to the desired service area. Y-axis drive signals are calculated and output to each X-axis drive unit 13 and Y-axis drive unit 14.

【0029】ここで、各X軸駆動部13は、入力したX
軸駆動信号に基づいて駆動モータ132を駆動して、減
速部131を介して回動部材17を第1の支持部材15
に対して回転駆動し、アンテナ10a〜10oを第2の
支持部材16とともにX軸回りの回転角を制御する。
Here, each X-axis drive unit 13 receives the input X
The drive motor 132 is driven based on the shaft drive signal, and the rotation member 17 is moved to the first support member 15 via the speed reduction unit 131.
The antennas 10a to 10o are rotated together with the second support member 16 to control the rotation angle around the X axis.

【0030】同時に、各Y軸駆動部14は、入力したY
軸駆動信号に基づいて駆動モータ142を駆動して、減
速部141を介してアンテナ10a〜10oをY軸回り
に回転駆動し、Y軸回りの回転角を制御する。
At the same time, each Y-axis drive unit 14 receives the input Y
The drive motor 142 is driven based on the axis drive signal, and the antennas 10a to 10o are rotationally driven about the Y axis via the speed reducer 141 to control the rotation angle about the Y axis.

【0031】このようにして、15個のアンテナ10a
〜10oは、二軸マウント11a〜11oを介して飛翔
体12の位置・姿勢の変動分が補正されることにより、
そのビーム領域A〜Eが初期のサービス地域への指向が
保たれる。これにより、15個のアンテナ10a〜10
oは、飛翔体12の位置・姿勢の変動に影響を受けるこ
となく、所望のサービス地域への高精度な指向制御が行
われて安定した通信サービスが継続される。
In this way, the 15 antennas 10a
-10o, by correcting the position / orientation variation of the flying object 12 via the biaxial mounts 11a-11o,
The beam areas A to E are kept oriented toward the initial service area. As a result, the 15 antennas 10a-10
With respect to o, high-accuracy pointing control to a desired service area is performed without being affected by changes in the position / orientation of the flying object 12, and stable communication service is continued.

【0032】また、通信サービス状態において、例えば
所望のサービス地域の通信負荷が増加されると、上記指
令部(図示せず)は、ビーム重畳指令情報を上記駆動制
御部18に出力する。
Further, in the communication service state, for example, when the communication load of a desired service area is increased, the command section (not shown) outputs beam superposition command information to the drive control section 18.

【0033】すると、駆動制御部18は、入力したビー
ム重畳指令情報に基づいて、例えば15個のアンテナ1
0a〜10oのいずれか1個を重畳要求のサービス地域
に向くように、そのヨー軸(Z軸)回りを二軸(X軸、
Y軸)回りに変換した値を含むX軸回りのX軸駆動信号
及びY軸回りのY軸駆動信号をそれぞれ算出して、その
X軸駆動部13及びY軸駆動部14に出力する。
Then, the drive controller 18 determines, for example, 15 antennas 1 based on the input beam superposition command information.
In order to direct any one of 0a to 10o to the service area of the superimposition request, the yaw axis (Z axis) is biaxial (X axis,
The X-axis drive signal around the X-axis and the Y-axis drive signal around the Y-axis including the converted values around the (Y-axis) are calculated, and are output to the X-axis drive unit 13 and the Y-axis drive unit 14.

【0034】ここで、X軸駆動部13は、入力したX軸
駆動信号に基づいて駆動モータ132を駆動して、減速
部131を介して回動部材17を第1の支持部材15に
対して回転駆動し、アンテナ10a(10b〜10o)
を第2の支持部材16とともにX軸回りの回転角を制御
する。
Here, the X-axis drive unit 13 drives the drive motor 132 based on the input X-axis drive signal, and causes the rotating member 17 to move relative to the first support member 15 via the speed reduction unit 131. Rotationally driven, antenna 10a (10b-10o)
Together with the second support member 16 controls the rotation angle around the X axis.

【0035】同時に、Y軸駆動部14は、入力したY軸
駆動信号に基づいて駆動モータ142を駆動して、減速
部141を介してアンテナ10a〜10oをY軸回りに
回転駆動し、Y軸回りの回転角を制御する。
At the same time, the Y-axis drive section 14 drives the drive motor 142 based on the input Y-axis drive signal, and rotationally drives the antennas 10a to 10o around the Y-axis via the speed reduction section 141, and the Y-axis drive section is driven. Controls the rotation angle around.

【0036】このようにして、15個のアンテナ10a
(10b〜10o)の1個は、ビーム重畳情報に対応し
てビーム領域が変更されて他のビーム領域に重畳され
る。これにより、所望のサービス地域への通信容量が増
加されて安定した通信サービスが実行される。
In this way, the 15 antennas 10a
One of (10b to 10o) has its beam region changed according to the beam superimposition information and is superimposed on another beam region. As a result, the communication capacity to the desired service area is increased and a stable communication service is executed.

【0037】また、通信サービス状態において、15個
のアンテナ10a〜10oのいずれかが故障して、その
サービス地域の通信サービスを実行するのが困難となっ
た場合、上記指令部(図示せず)は、アンテナ切替信号
を上記駆動制御部18に出力する。
In the communication service state, if any of the 15 antennas 10a to 10o fails and it becomes difficult to execute the communication service in the service area, the command unit (not shown). Outputs an antenna switching signal to the drive control unit 18.

【0038】すると、駆動制御部18は、入力したアン
テナ切替信号に応動して冗長系のアンテナ10pが、故
障したアンテナ10a(10b〜10o)のビームパタ
ーンに対応するように、その二軸マウント11pのX軸
駆動部13のX軸駆動信号及びY軸駆動部14のY軸駆
動信号を生成して該X軸駆動部13及びY軸駆動部14
に出力する。
Then, the drive control unit 18 responds to the input antenna switching signal so that the redundant antenna 10p corresponds to the beam pattern of the failed antenna 10a (10b to 10o), and its biaxial mount 11p. To generate the X-axis drive signal of the X-axis drive unit 13 and the Y-axis drive signal of the Y-axis drive unit 14, and to generate the X-axis drive unit 13 and the Y-axis drive unit 14.
Output to.

【0039】ここで、X軸駆動部13及びY軸駆動部1
4は、冗長系の二軸マウント11pのX軸及びY軸回り
の回転角を制御して、アンテナ10pを故障したアンテ
ナ10a(10b〜10o)のビーム方向に設定する。
Here, the X-axis drive unit 13 and the Y-axis drive unit 1
Reference numeral 4 controls the rotation angles of the redundant biaxial mount 11p about the X axis and the Y axis to set the antenna 10p in the beam direction of the failed antenna 10a (10b to 10o).

【0040】同時に、駆動制御部18は、故障したアン
テナ10a(10b〜10o)の停止信号を生成して故
障したアンテナ10a(10b〜10o)をオフ制御す
る。これにより、他のアンテナ(10a〜10o)の中
の14個及び冗長系のアンテナ10pは、協働して初期
のサービス地域への所望のビームパターンを形成して該
サービス地域への安定した高品質な通信サービスが実行
される。
At the same time, the drive control section 18 generates a stop signal for the failed antenna 10a (10b to 10o) to turn off the failed antenna 10a (10b to 10o). As a result, 14 of the other antennas (10a to 10o) and the antenna 10p of the redundant system cooperate to form a desired beam pattern for the initial service area and stabilize the height of the service area. Quality communication service is executed.

【0041】このように、上記マルチビームアンテナ装
置は、16個のアンテナ10a〜10pを、それぞれ飛
翔体12に対して二軸マウント11a〜11pを介して
互いに直交する二軸回りに回転自在に取付け配置して、
この二軸マウント11a〜11pを選択的に駆動制御し
てアンテナ11a〜11pの二軸回りの回転角を制御
し、該アンテナ11a〜11pのビーム領域A〜Eを所
望の地域に指向制御するように構成した。
As described above, in the multi-beam antenna device, the 16 antennas 10a to 10p are attached to the flying body 12 via the biaxial mounts 11a to 11p so as to be rotatable about two axes orthogonal to each other. Place it
The biaxial mounts 11a to 11p are selectively driven and controlled to control the rotation angles of the antennas 11a to 11p around the two axes, so that the beam areas A to E of the antennas 11a to 11p are directed to desired regions. Configured to.

【0042】これによれば、アンテナ10a〜10p
は、その二軸マウント11a〜11pの二軸回りの回転
角が制御されると、その回転角に応じてビーム領域A〜
Eの指向方向がそれぞれ制御され、協働して所望のビー
ムパターンを形成して、通信サービスを実行する。
According to this, the antennas 10a to 10p are
When the rotation angles of the biaxial mounts 11a to 11p around the two axes are controlled, the beam areas A to are generated according to the rotation angles.
The pointing directions of E are controlled respectively, and cooperate to form a desired beam pattern to execute a communication service.

【0043】従って、二軸回りの回転角が調整可能な二
軸マウント11a〜11pを備えるだけの構成で、高精
度なビーム領域A〜Eの制御が実現されて、アンテナ1
0a〜10pと飛翔体側の電気系とを電気的結合する取
付構造の簡略化の促進が図れる。この結果、動作制御の
信頼性の向上が図れると共に、アンテナシステムとして
の運用の多様化の促進を図ることができる。
Therefore, with the structure in which only the biaxial mounts 11a to 11p capable of adjusting the rotation angles around the biaxial are provided, highly accurate control of the beam regions A to E is realized, and the antenna 1 is realized.
It is possible to facilitate the simplification of the mounting structure for electrically connecting 0a to 10p and the electric system on the flying body side. As a result, the reliability of the operation control can be improved and the diversification of the operation as the antenna system can be promoted.

【0044】なお、上記実施の形態では、上記15個の
アンテナ10a〜10oが協働して所望のビームパター
ンを形成するように構成した場合で説明したが、これに
限ることなく、例えが15個のアンテナ10a〜10o
を、アンテナ10a〜10hで送信系を形成し、アンテ
ナ10g〜10oで受信系を構成する如く分離して指向
制御するように構成することも可能である。
In the above embodiment, the case where the 15 antennas 10a to 10o are configured to cooperate with each other to form a desired beam pattern has been described. However, the present invention is not limited to this, and the example is 15 Antennas 10a-10o
It is also possible to separate the antennas 10a to 10h to form a transmission system and separate the antennas 10g to 10o to form a reception system for directivity control.

【0045】また、上記実施の形態では、アンテナ支持
機構として、互いに直交し、且つ、交叉しない二軸(X
軸及びY軸)を備える二軸マウント11a〜11pを用
いて構成した場合で説明したが、これに限ることなく、
その他、互いに直交する二軸が交叉する支持構造を有す
るいわゆる二軸(X―Y)ジンバル等を用いて構成する
ことも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the antenna supporting mechanism has two axes (X) which are orthogonal to each other and do not intersect.
It has been described in the case of using the biaxial mounts 11a to 11p including the shaft and the Y axis), but the present invention is not limited to this.
In addition, it is also possible to use a so-called biaxial (XY) gimbal or the like having a support structure in which biaxially orthogonal to each other intersect.

【0046】さらに、上記実施の形態では、冗長系を含
めて16個のアンテナ10a〜10pを3個1組として
アンテナ群10A〜10Eの5群に分けて飛翔体12に
併設配置するように構成した場合で説明したが、この数
に限ることなく、各種の構成可能である。
Further, in the above-described embodiment, the 16 antennas 10a to 10p including the redundant system are grouped into three groups, and the antenna groups 10A to 10E are divided into five groups and arranged side by side with the flying object 12. Although the case has been described above, various configurations are possible without being limited to this number.

【0047】また、上記実施の形態では、冗長系を1個
のアンテナ10pで形成するように構成した場合で説明
したが、これに限ることなく、その他、2個以上の冗長
系アンテナを備えて構成してもよい。そして、このよう
な冗長系アンテナとしては、特に備えることなく、必要
に応じて他のアンテナを援用するように構成することも
可能である。
Further, in the above-described embodiment, the case where the redundant system is formed by one antenna 10p has been described, but the present invention is not limited to this, and two or more redundant antennas are provided. You may comprise. Further, such a redundant antenna may be configured without any particular provision, and may employ other antennas as needed.

【0048】よって、この発明は、上記実施の形態に限
ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しな
い範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さ
らに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれて
おり、開示される複数の構成要件における適宜な組合せ
により種々の発明が抽出され得る。
Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and in addition, various modifications can be carried out at the stage of carrying out the invention without departing from the spirit of the invention. Further, the embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.

【0049】例えば実施形態に示される全構成要件から
幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようと
する課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述
べられている効果が得られる場合には、この構成要件が
削除された構成が発明として抽出され得る。
For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiments, the problem described in the section of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the effect of the invention can be obtained. When the above is obtained, the configuration in which this constituent element is deleted can be extracted as the invention.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、簡易な構成で、信頼性の高い安定した通信を実現し
得、且つ、運用の多様化の促進を図り得るようにしたマ
ルチビームアンテナ装置を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to realize highly reliable and stable communication with a simple structure and to promote the diversification of operation. A beam antenna device can be provided.

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

【図1】この発明の一実施の形態に係るマルチビームア
ンテナ装置を一方に方向から見た状態を示した斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a multi-beam antenna device according to an embodiment of the present invention is viewed from one direction.

【図2】図1と異なる他方から見た状態を示した斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view showing a state viewed from the other side, which is different from FIG.

【図3】図1のアンテナ及び二軸マウントを取り出して
示した斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the antenna and the biaxial mount of FIG. 1 taken out and shown.

【図4】図2のアンテナ及び二軸マウントを取り出して
示した斜視図である
FIG. 4 is a perspective view showing the antenna and the biaxial mount of FIG. 2 taken out and shown.

【図5】図1の制御系を取り出して示したブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram showing the control system of FIG. 1 extracted.

【図6】図1の15個のアンテナのビームパターンの例
を示した図である。
6 is a diagram showing an example of beam patterns of 15 antennas in FIG. 1. FIG.

【図7】従来のマルチビームアンテナ装置を示した斜視
図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a conventional multi-beam antenna device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10a〜10p … アンテナ。 10A〜10E … アンテナ群。 11a〜11p … 二軸マウント。 12 … 飛翔体。 13 … X軸駆動部。 131 … 減速部。 132 … 駆動モータ。 14 … 送受信機。 141 … 減速部。 142 … 駆動モータ。 15 … 第1の支持部材。 16 … 第6の支持部材。 17 … 回動部材。 18 … 駆動制御部。 A〜E … ビーム領域。 10a-10p ... Antenna. 10A to 10E ... Antenna group. 11a-11p ... Biaxial mount. 12 ... Flying body. 13 ... X-axis drive unit. 131 ... A speed reducer. 132 ... Drive motor. 14 ... Transceiver. 141 ... A speed reduction unit. 142 ... Drive motor. 15 ... 1st support member. 16 ... A 6th supporting member. 17 ... Rotating member. 18 ... Drive control unit. AE ... Beam area.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猿渡 信文 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝小向工場内 (72)発明者 三浦 龍 東京都小金井市貫井北町4−2−1 独立 行政法人通信総合研究所内 Fターム(参考) 5J021 AA05 AA06 AA11 AB02 DA04 GA02 HA02 HA07 HA08 JA07 5J046 AA07 AB01 KA03    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Nobufumi Saruwatari             1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Ceremony Company Toshiba Komukai Factory (72) Inventor Ryu Miura             4-2-1 Kanaikitamachi, Koganei City, Tokyo Independent             Communications Research Institute F-term (reference) 5J021 AA05 AA06 AA11 AB02 DA04                       GA02 HA02 HA07 HA08 JA07                 5J046 AA07 AB01 KA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 取付構体に対して併設して配置される複
数のアンテナと、 これら複数のアンテナを、前記取付構体に対して互いに
直交する二軸回りに回転自在に取付け配置する複数のア
ンテナ支持機構と、 これら複数のアンテナ支持機構を選択的に駆動制御して
前記アンテナの二軸回りの回転角を制御し、該アンテナ
のビーム領域を所望の地域に指向制御するビーム領域設
定手段とを具備することを特徴とするマルチビームアン
テナ装置。
1. A plurality of antennas arranged side by side with respect to a mounting structure, and a plurality of antenna supports for mounting the plurality of antennas rotatably around two axes orthogonal to each other with respect to the mounting structure. A mechanism and a beam area setting means for selectively driving and controlling the plurality of antenna support mechanisms to control a rotation angle of the antenna about two axes and directing the beam area of the antenna to a desired area. A multi-beam antenna device characterized by:
【請求項2】 前記複数のアンテナ支持機構は、前記ア
ンテナを、隣接するアンテナのビーム領域の一部と重な
るように設定することを特徴とする請求項1記載のマル
チビームアンテナ装置。
2. The multi-beam antenna device according to claim 1, wherein the plurality of antenna support mechanisms set the antenna so as to overlap a part of a beam area of an adjacent antenna.
【請求項3】 前記取付構体は、飛翔体であり、前記ビ
ーム領域設定手段は、前記飛翔体の位置・姿勢に基づい
て前記複数のアンテナ支持機構を選択的に駆動制御して
前記複数のアンテナのビーム領域を初期状態に保持する
ことを特徴とする請求項1又は2記載のマルチビームア
ンテナ装置。
3. The mounting structure is a flying body, and the beam area setting means selectively drives and controls the plurality of antenna support mechanisms based on the position and orientation of the flying body, and the plurality of antennas. 3. The multi-beam antenna device according to claim 1, wherein the beam area of the beam is maintained in the initial state.
【請求項4】 前記複数のアンテナは、少なくとも一つ
が冗長系を構成し、前記アンテナ支持機構が選択的に駆
動制御されてビーム領域を所望の地域に指向制御される
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載のマル
チビームアンテナ装置。
4. At least one of the plurality of antennas constitutes a redundant system, and the antenna support mechanism is selectively driven and controlled to direct the beam area to a desired area. 4. The multi-beam antenna device according to any one of 1 to 3.
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