JP2007135166A

JP2007135166A - アンテナ機構

Info

Publication number: JP2007135166A
Application number: JP2005352626A
Authority: JP
Inventors: Taur Roger; ロジャー・タウ; Mitsuteru Sugiki; 光輝杉木; Hiroyuki Okamoto; 博之岡本; Shigeru Sato; 茂佐藤; Taur Jia; ジア・タウ; Naoshi Yasukawa; 直志安川; Hisashi Matsutomi; 悠松冨
Original assignee: Astro Research Corp
Current assignee: Astro Research Corp
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2007-05-31

Abstract

【課題】移動体において、受信局に対する指向方向、および偏波方向の確立を、簡素、省スペースなアンテナ機構で実現する。
【解決手段】受信局の方向に指向方向を制御できるアンテナ機構であって、スロットアレイ型放射面１、スロット型ねじれ導波管２、スロットアレイ型導波管３、方位角駆動装置４と、仰角駆動装置５と、回転盤６、取り付け台７を備え、指向方向を受信局方向に駆動機構で合わせ、偏波方向をスロット型ねじれ導波管２で適合させて、受信局との通信をおこなう。ミエンダライン・ポラライザを利用することにより、円偏波による通信をおこなう。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信局、送信局と通信をおこなうためのアンテナに関する。

移動体より通信機器を利用して高速データ通信を行う場合、無指向性アンテナを利用して見通し内の通信を行うか、大型アンテナを利用して衛星と通信を確立する方法が取られている。すなわち、小型のアンテナでは利用範囲が狭く限られてしまい、広範囲・常時接続には大型のアンテナが必要となり利用に大きな制約が課せられている。

従来、無指向性アンテナを利用した通信方法があるが、これは、通信を行うために地上の拠点と視線を確立して、通信範囲は２５０ｋｍ程で行う。また、衛星と直接通信を行う場合は、１メートル以上の大型アンテナを複雑な駆動機構、制御装置などによって衛星との方向性と偏波方向を確保しながら通信を行っている。上記以外にフェーズドアレイアンテナがあるが、技術的に複雑でコスト面での問題が残る。

上記のような従来のシステムで移動体との高速データ転送を行うためには地上局と見通しを確保する必要があった。無指向性アンテナなどを用いて地上局との見通し内通信を行うが、移動体の行動範囲が狭く制限されてしまう。

そこで、衛星と直接通信を行うことにより移動体の行動範囲を飛躍的に広げることができる。しかし、従来のアンテナで衛星と直接通信を行う場合はアンテナの方位角、仰角、偏波方向を整合させる必要があるため、システムが大きくなり、重量の肥大化、突起するアンテナ形状による移動体の性能低下、複雑なシステムによるコストの増加など問題が多かった。その為、遠隔地で小型移動体を運用するのには実用的とはいえない。

本発明は、上記課題を解決するものであって、広範囲における効率の良い高速データ通信を小型・簡素なシステムで提供するものである。

そのために本発明は、アンテナ機構であって、電磁波の送受信をおこなうスロットアレイ型放射面１、偏波方向を変更するスロット型ねじれ導波管２、電磁波を伝えるスロットアレイ型導波管３、方位角駆動機構４、仰角駆動機構５、回転盤６、取り付け台７とを備え、移動体の状態に合わせて方位角駆動機構４、仰角駆動機構５で方向を調節し、通信電波を送受信することを特徴とするアンテナ機構である。
また、アンテナ指向方向はスロット間の幅の調整することによりスロットアレイ面に対して一定角度傾けたものである。

本発明によれば、スロットアレイ型導波管３から受け取った電磁波をスロット型ねじれ導波管２の角度によって偏波方向を調節し、スロットアレイ型放射面１より電磁波を送信する。また逆に電磁波をスロットアレイ型放射面１で受信し、スロット型ねじれ導波管２、スロットアレイ型導波管３を通して受信機に伝える。衛星方向に放射面を向けるためには方位角駆動機構４、仰角駆動機構５を用いるが、偏波方向の調整駆動機構は不要となる。スロットアレイアンテナは構造が簡素であり、外形や重量を小さく抑えることができる。また、アンテナ指向方向をスロットアレイ面に対して一定角度傾けておくことで、仰角方向の動作や外形を小さく抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係わるアンテナ機構の実施の形態を示す図である。図２はスロットアレイ型放射面１、スロットアレイ型導波管３、ミエンダライン・ポラライザ８の形態を示す図である。図３はスロット型ねじれ導波管２の形態を示す図である。

図１において、スロットアレイ型導波管３は送信機から受け取ったシグナル、即ち電磁波をスロット型ねじれ導波管２を通してスロットアレイ型放射面１に伝える。放射面はスロットアレイ面より一定角度傾けた方向に電磁波を発信する。受信側である衛星方向にアンテナ指向方向を向けるため、方位角駆動機構４で放射面の方位を調節し、仰角駆動機構５で仰角方向を調節する。

駆動機構は制御装置により常に衛星方向にアンテナ指向方向を向けるように、搭載される移動体の向きに関わらず制御される。制御装置は慣性測定装置からの機体慣性データ、ＧＰＳ等の位置データに基づき受信局の方向を確定する。

スロットアレイ型導波管３はスロット方向に隣接するスロット間の距離を調節することにより、アンテナ指向方向とスロットアレイ面のなす角度を調節する。天頂方向の受信局、また天頂方向にない受信局に対してスロットアレイ面を、設置面・地上面と平行方向に保つことができ、アンテナ機構を設置面から大きく突起させずに運用することができる。

スロットアレイ型放射面１にスロット型ねじれ導波管２を組み合わせることで、直線偏波の方向を、スロットアレイ型導波管３、方位角駆動機構４、仰角駆動機構５、回転盤６、取り付け台７を改変することなく、変更することができる。移動体の運用範囲、受信局のデータを元に、スロット型ねじれ導波管２のねじれ角度を決定すると、移動体の運用期間中に受信局との相対的位置変化によって生じる直線偏波の方向のずれによる効率の低下を、抑えることができる。

移動体の運用範囲が変更された場合や、受信局が変更された場合も、適正なねじれ角度をもつスロット型ねじれ導波管３に変更することにより、アンテナ機構全体を変更することなく、適当なアンテナを運用することができる。したがって、本発明の構成によれば、従来の受信局追尾型のアンテナより簡素なシステムを構築することが可能で、システムの軽量化、コンパクト化ができ、その実用的効果はきわめて大きい。

受信局が円偏波方式を利用している場合は、ミエンダライン・ポラライザ８をスロットアレイ放射面１とスロット型ねじれ導波管２の変わりに取り付けることにより、円偏波方式として運用できる。したがって、異なる偏波方式の通信にも異なるアンテナ機構を必要としない。

本発明に係わるアンテナ機構の実施の形態を示す図である。本発明に係わるスロットアレイ型放射面１、スロットアレイ型導波管３、ミエンダライン・ポラライザ８の形態を示す図である。本発明に係わるスロット型ねじれ導波管２の形態を示す図である。

符号の説明

１放射面
２スロット型ねじれ導波管
３導波管
４方位角駆動機構
５仰角駆動機構
６回転盤
７取り付け台
８ミエンダライン・ポラライザ

Claims

受信局の方向に指向方向を制御できるアンテナ機構であって、スロットアレイ型放射面１、スロット型ねじれ導波管２、スロットアレイ型導波管３、方位角駆動装置４と、仰角駆動装置５と、回転盤６、取り付け台７を備え、指向方向を受信局方向に駆動機構で合わせ、偏波方向をスロット型ねじれ導波管２で適合させて、受信局との通信を行うことを特徴とするアンテナ機構。
前記のスロットアレイ型導波管３において、隣接するスロット間の幅を調節することによって、指向方向をスロットアレイ面に対し角度をなすことを特徴とするアンテナ機構。
前記のスロットアレイ型放射面１において、スロットアレイ型放射面１とスロット型ねじれ導波管２のスロット角度を調節することにより、直線偏波の方向を整合させることを特徴とするアンテナ機構。
前記のアンテナ機構において、ミエンダライン・ポラライザ８を、スロットアレイ型放射面１とスロット型ねじれ導波管２の代わりに備えることによって、円偏波の通信をおこなうことを特徴とするアンテナ機構。