JP2011082648A - Parabolic antenna, and parabolic antenna direction aiming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パラボラアンテナを指定された静止衛星の方向に容易に指向するようにするための装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for easily pointing a parabolic antenna toward a designated geostationary satellite.
静止衛星からテレビ放送またはラジオ放送等を受信する固定型のパラボラアンテナを静止衛星の方向に向け設置する方法として最も原始的なものは、パラボラアンテナに受信機を接続して手動でアンテナの方向を変えて目的の静止衛星を探すというものであるが、探し当てるのに時間を要し効率が悪いため、従来から各種の方法が提案されている。 The most primitive method for installing a fixed parabolic antenna that receives TV broadcasting or radio broadcasting from a geostationary satellite in the direction of the geostationary satellite is to connect the receiver to the parabolic antenna and manually change the direction of the antenna. In other words, the target geostationary satellite is searched for, but since it takes time to find the satellite and the efficiency is low, various methods have been proposed.
特許文献１の方法は、ＰＣ表示部を屋外に設けて、衛星信号受信装置をアンテナ方向調整時に受信レベルが表示できるようにして、屋内装置側でアンテナの設置位置及び受信希望衛星を指定すると、アンテナを受信希望衛星方向に向けるための仰角，方位角をディスプレイに表示する。アンテナ方向調整を選択すると、受信希望衛星からのデータを復元できている場合にのみ表示部に受信レベルを表示する。この技術は指向すべき衛星から仰角、方位角をディスプレーに表示するが、アンテナ自体を指定された仰角、方位角に容易に指向させる照準器を示したものではないし、また、ＰＣの補助が必要であり、本発明が目標とする簡便なレベルではない。 In the method of Patent Document 1, the PC display unit is provided outdoors, the satellite signal receiving device can display the reception level when adjusting the antenna direction, and the indoor device side specifies the antenna installation position and the reception desired satellite. The elevation angle and azimuth for directing the antenna toward the desired satellite are displayed on the display. When the antenna direction adjustment is selected, the reception level is displayed on the display unit only when data from the desired reception satellite can be restored. This technology displays the elevation and azimuth on the display from the satellite to be pointed, but does not show an sighting device that easily points the antenna to the specified elevation or azimuth, and requires the assistance of a PC. Therefore, this is not the simple level targeted by the present invention.
特許文献２の方法は、パラボラアンテナの近傍にアンテナ設置補助装置としてデジタルＣＳ・ＢＳチューナーと液晶ＴＶを配置し、デジタルＣＳ・ＢＳチューナーのアンテナ受信レベルチェック機能を利用して、液晶テレビ装置に表示される情報を見ながらパラボラアンテナの方向を調整するものである。特許文献２ではパラボラアンテナの照準方法について特段の新規性はなく、本発明が目標とする簡便なレベルではない。
また、特許文献３では、１つのアンテナの方位角を複数の衛星に対応して手動で簡単に切り換えられる安価なアンテナ取付装置を提供しているが方向調節機構に関するものであり、照準機構は含んでおらず、本発明が目標とする簡便なレベルではない。
非特許文献１および非特許文献２はパラボラアンテナのパラメタ計算に関する技術資料であり、パラボラアンテナの外形から焦点距離を求める方法を示している。
In the method of Patent Document 2, a digital CS / BS tuner and a liquid crystal TV are arranged as an antenna installation auxiliary device in the vicinity of the parabolic antenna, and the antenna reception level check function of the digital CS / BS tuner is used to display on the liquid crystal television apparatus. The direction of the parabolic antenna is adjusted while viewing the information to be displayed. In Patent Document 2, there is no particular novelty with respect to the parabolic antenna aiming method, which is not a simple level targeted by the present invention.
Patent Document 3 provides an inexpensive antenna mounting device that can easily switch the azimuth angle of one antenna manually corresponding to a plurality of satellites, but relates to a direction adjustment mechanism, and includes an aiming mechanism. However, it is not the simple level that the present invention aims at.
Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 are technical data related to parabola antenna parameter calculation, and show a method of obtaining a focal length from the outer shape of a parabola antenna.
近年衛星放送は画質向上と占有周波数帯域の効率化を図るためにディジタル化が行われいる。また有料放送または秘匿性維持の目的で暗号化が行われている。この結果、パラボラアンテナを受信機に接続した上で対象の静止衛星の方向を指向させても同期するまでに数秒から１０秒程度の時間を要し、衛星方向の探索を極めてゆっくり行わないと衛星を捕捉することが出来ない。特にオフセット型パラボラアンテナの場合には、衛星方向が直感的に把握できないためさらに衛星方向捕捉に困難が伴う。これらの困難を克服するため従来は専門的なアンテナ工事業者が設置補助用の電子機器を利用して、行っていたため工事費がかさむ欠点があった。 In recent years, satellite broadcasting has been digitized in order to improve image quality and increase the efficiency of the occupied frequency band. In addition, encryption is performed for the purpose of pay broadcasting or maintaining confidentiality. As a result, even if the direction of the target geostationary satellite is pointed after connecting the parabolic antenna to the receiver, it takes several seconds to 10 seconds to synchronize, and the satellite direction must be searched very slowly. Cannot be captured. In particular, in the case of an offset parabolic antenna, it is difficult to capture the satellite direction because the satellite direction cannot be intuitively grasped. In order to overcome these difficulties, there has been a drawback that the construction cost has been increased because a specialized antenna construction company has been using an electronic device for assisting installation.
上記の解決すべき課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者は電子的な付加機材を用いることなく、アンテナ設置の専門知識が無くとも目的とする衛星に高精度でパラボラアンテナを指向するための低コストな照準システムを実現することが解決すべき課題と認識した。特に目標衛星の方向に直接、２度程度以下の誤差でアンテナを指向することが課題である。 As a result of diligent research in view of the above-mentioned problems to be solved, the present inventor does not use electronic additional equipment, and directs the parabolic antenna to the target satellite with high accuracy even without the expertise of antenna installation. Realizing a low-cost aiming system was recognized as a problem to be solved. In particular, directing the antenna with an error of about 2 degrees or less directly in the direction of the target satellite is a problem.
上記解決課題の解決策として、第一に電子的装置を用いることなしに機械的に磁針と水準器を組み合わせてパラボラアンテナへの電波の入射方向を照準する方式を採用した。第二に機構の単純化による低コスト化のために磁針と水準器を一体化する構造とした。第三に照準精度を向上させるためにＬＮＢ（low-noise block converter）へ電波が入射する方向に沿って直接に目視で照準を行える構造を採用することにより２度程度以下の誤差でアンテナを衛星からの電波入射方向に指向可能とした。第四に静止軌道（地球同期軌道）上の衛星の位置としての経度と受信地点の緯度と経度、および受信地点の磁気偏角、およびアンテナパラメタから照準座標グリッドを計算するアルゴリズムを策定することを着想するに至った。 As a solution to the above problem, first, a system was adopted in which a magnetic needle and a spirit level are mechanically combined to aim at the incident direction of the radio wave to the parabolic antenna without using an electronic device. Second, in order to reduce the cost by simplifying the mechanism, the magnetic needle and the level are integrated. Thirdly, in order to improve the aiming accuracy, the antenna can be satellited with an error of about 2 degrees or less by adopting a structure that allows direct aiming along the direction in which the radio wave enters the LNB (low-noise block converter). It was possible to point in the direction of radio wave incident from Fourth, formulate an algorithm to calculate the aiming coordinate grid from the longitude and latitude of the satellite as the position of the satellite on geosynchronous orbit (Earth-synchronous orbit), the magnetic declination of the reception point, and the antenna parameters. I came up with an idea.
以上、説明したように、本発明のパラボラアンテナ方向照準装置によれば、アンテナ設置の専門知識が無くとも目的とする衛星に高精度でパラボラアンテナを指向するための低コストな照準システムを実現することができる。 As described above, according to the parabolic antenna direction sighting device of the present invention, a low-cost sighting system for directing the parabolic antenna to the target satellite with high accuracy can be realized without the expertise of antenna installation. be able to.
以下、添付図面を参照しながら、本発明のパラボラアンテナ方向照準装置を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図１は本発明のパラボラアンテナ方向照準装置の全体構造を説明するための図であり、本実施形態を概略的に示す図である。図１（ａ）はパラボラアンテナ（この場合はオフセット型）とパラボラアンテナの方向合わせのための照準視線107との関係を示す。パラボラ反射体100のパラボラ反射体長径方向 117の中心線上に半径約１ｃｍ程度以下の照準穴106を開け、パラボラ反射体100の背面（図１（ａ）手前側）から照準視線 107に沿ってＬＮＢ開口部 102を見込む。図１（ｃ）はＬＮＢを電波入射方向正面から見た図であり、ＬＮＢ開口部
102の中心に照準を合わせやすいようにＬＮＢ照準点 108をＬＮＢ開口部 102の中心に設定する。該照準点は電波減衰がない顔料等によるマーカであればよい。パラボラ反射体長径方向 117に直交してパラボラ反射体短径方向 118がある。
Hereinafter, the best mode for carrying out a parabolic antenna direction aiming device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the overall structure of a parabolic antenna direction sighting device of the present invention, and is a diagram schematically showing this embodiment. FIG. 1A shows the relationship between the parabolic antenna (in this case, the offset type) and the line of sight 107 for aligning the parabolic antenna. An aiming hole 106 having a radius of about 1 cm or less is formed on the center line of the parabolic reflector 100 in the major axis direction 117 of the parabolic reflector 100, and the LNB along the aiming line of sight 107 from the back of the parabolic reflector 100 (front side in FIG. 1 (a)). Expect opening 102. FIG.1 (c) is the figure which looked at LNB from the radio wave incident direction front, and is a LNB opening part.
The LNB aiming point 108 is set at the center of the LNB opening 102 so that the center of the 102 can be easily aimed. The aiming point may be a marker made of pigment or the like with no radio wave attenuation. There is a parabolic reflector minor axis direction 118 orthogonal to the parabolic reflector major axis direction 117.
図１（ｂ）は、照準視線 107と入射電波 111と照準を行うための照準体 109の位置関係を図示した図であり、図１（ａ）におけるパラボラ反射体長径方向 117の鉛直面内での
断面図である。衛星からの入射電波 111はパラボラ反射体
100で反射してＬＮＢ開口部 102に焦点を結ぶ。パラボラ反射体 100は反射体保持部 105により支柱
103に固定される。パラボラ反射体 100は方位と仰角を調整する必要があり、仰角調整ネジ 104により仰角を、また支柱 103に対する反射体保持部 105の取り付け角度を回転させて方位角を調整することが出来る。照準視線 107はパラボラ反射体 100からＬＮＢ開口部 102へ入射する電波と同一方向からＬＮＢ開口部 102を見込むことになる。照準視線 107に沿って照準体 109を設置することにより、照準視線 107と照準体 109の交点を計測することによりを設置することによりパラボラ反射体 100の仰角と方位角を測定することが出来る。照準体 109は照準体支持部 110によりパラボラ反射体 100に固着される。
FIG. 1B is a diagram illustrating the positional relationship between the aiming line of sight 107, the incident radio wave 111, and the aiming body 109 for aiming. In FIG. FIG. Incident radio wave 111 from satellite is parabolic reflector
Reflect at 100 and focus on LNB opening 102. Parabolic reflector 100 is supported by reflector holder 105.
Fixed to 103. The parabolic reflector 100 needs to adjust the azimuth and the elevation angle, and the azimuth angle can be adjusted by rotating the elevation angle by the elevation angle adjusting screw 104 and by rotating the attachment angle of the reflector holding portion 105 to the column 103. The sight line 107 looks at the LNB opening 102 from the same direction as the radio wave incident on the LNB opening 102 from the parabolic reflector 100. By installing the aiming body 109 along the aiming line of sight 107, the elevation angle and the azimuth angle of the parabolic reflector 100 can be measured by installing the sighting line 109 by measuring the intersection of the aiming line of sight 107 and the sighting body 109. The sighting body 109 is fixed to the parabolic reflector 100 by the sighting body support 110.
図２は照準体109の全体構造の一例を詳細に図示したものである。半球状の照準体容器 121の中に半球状の照準子 120が液体123を介して浮遊する。照準子 120と照準体容器 121の上部空隙は相互が自由に回転すれば可能な限り狭いほうがよい。照準子 120の下面は平面（照準子下面 127）でフロートとするために内部を密閉空間とする。照準子下面 127の上面中心線上には磁針 122を設置固定する。南北が分かるようにＮ極 124のマークをつける。このようにすることにより照準子下面
127は常に水平が保たれ、磁針122は磁極方向を指向する。磁針 122の中心と照準子下面 127の中心は一致させ、磁針 122の中心部に透明な磁針照準穴 126を設け、その中央にたとえば透明板にマーキングして照準子照準点 125を設ける。このようにして照準視線107が照準子照準点 125を通るように照準体 109をパラボラ反射体 100に固定する。照準視線107上にＬＮＢ照準点 108、照準穴 106の中心、および照準子照準点 125の総てが来る必要がある。すなわち、これら３点が直線で結ばれる必要がある。この目的で照準体支持部 110に前後、上下、左右に位置を調整する位置調整機構をつけることが望ましく、該機構は周知かつ公然実施されている。
FIG. 2 shows an example of the overall structure of the aiming body 109 in detail. A hemispherical sight 120 is suspended through a liquid 123 in a hemispherical sighting vessel 121. The upper gaps of the sight 120 and the sight body container 121 should be as narrow as possible if they rotate freely. The lower surface of the sight 120 is a flat surface (the lower surface 127 of the sight), so that the inside is a sealed space. A magnetic needle 122 is installed and fixed on the center line of the upper surface of the lower surface 127 of the sight. Mark N pole 124 so that you can see the north and south. By doing this, the bottom surface of the sight
127 always remains horizontal, and the magnetic needle 122 points in the magnetic pole direction. The center of the magnetic needle 122 and the center of the sight lower surface 127 are aligned, a transparent magnetic needle aiming hole 126 is provided at the center of the magnetic needle 122, and an aiming aiming point 125 is provided at the center by marking on a transparent plate, for example. In this way, the aiming body 109 is fixed to the parabolic reflector 100 so that the aiming line of sight 107 passes through the aiming point aiming point 125. The LNB aim point 108, the center of the aiming hole 106, and all of the aimer aiming points 125 need to be on the aiming line of sight 107. That is, these three points need to be connected by a straight line. For this purpose, it is desirable to attach a position adjustment mechanism for adjusting the position in the front-rear direction, the vertical direction, and the left-right direction to the sight support 110, and this mechanism is well known and publicly implemented.
図３のはパラボラ反射体 100の傾きと方向が変化した場合の照準視線 107と照準体 109の挙動を示したものである。図３（ａ）と（ｃ）はパラボラ反射体 100をパラボラ面に対して前後に傾けた場合の状態であり、図３（ｂ）と（ｄ）はパラボラ反射体 100をパラボラ面に対して左右に回転させた場合の状態である。照準体容器 121のなかで照準子 120が液体 123を介して自由に回転ないし傾斜する。図３（ａ）と（ｃ）での傾斜の自由度はアンテナ設置場所の緯度の範囲に依存するが、前後に１０度ないし２０数度の自由度が有れば通常は充分である。磁針 122は照準子下面127に固定されており磁針 122とともに照準子 120が回転する。 FIG. 3 shows the behavior of the sight line 107 and the sight 109 when the inclination and direction of the parabolic reflector 100 change. 3 (a) and 3 (c) show states when the parabolic reflector 100 is tilted back and forth with respect to the parabolic surface, and FIGS. 3 (b) and 3 (d) show the parabolic reflector 100 with respect to the parabolic surface. This is the state when rotated left and right. The sight 120 is freely rotated or tilted through the liquid 123 in the sight body container 121. Although the degree of freedom of inclination in FIGS. 3A and 3C depends on the latitude range of the antenna installation location, it is usually sufficient if there is a degree of freedom of 10 to 20 degrees before and after. The magnetic needle 122 is fixed to the lower surface 127 of the sight, and the sight 120 rotates together with the magnetic needle 122.
図４は照準子120の構造を示す図である。磁針 122と照準子下面127と照準子120は相互に固着されており磁針 122と一緒に照準子120全体が回転する。照準子 120の上部半球に図４（ｃ）および（ｄ）に示すように照準座標グリッド 130を地球儀の緯度線および経度線状に設定する。照準子 120の上部半球は透明であり、該照準座標グリッド 130をマーキングする。磁針照準穴 126を通してＬＮＢ照準点 108からの光が通過し、照準子 120の上部半球を通過する。照準子 120の斜め上方より見て照準子照準点 125と照準穴 106とＬＮＢ照準点 108が重なるように見える位置から見たときの照準座標グリッド 130の座標を読む。照準座標グリッド 130の該座標値が衛星経度、アンテナ設置位置の緯度経度、磁気偏角から定まる値（求め方は後述）に合致するようにパラボラ反射体 100の方位角と仰角を調整する。衛星経度、アンテナ設置位置の緯度経度、磁気偏角から定まる該照準座標グリッド 130座標値を予め照準子 120の上部半球に照準座標点 131としてマーキングしておけば、照準視線 107上に該照準座標点 131が重なるようにパラボラ反射体 100の方位角と仰角を調整すればよい。 FIG. 4 is a diagram showing the structure of the sight 120. The magnetic needle 122, the sighting lower surface 127, and the sighting 120 are fixed to each other, and the entire sighting 120 rotates together with the magnetic needle 122. As shown in FIGS. 4C and 4D, the aiming coordinate grid 130 is set in the upper hemisphere of the sight 120 in the shape of the latitude line and the longitude line of the globe. The upper hemisphere of the sight 120 is transparent and marks the aim coordinate grid 130. Light from the LNB aiming point 108 passes through the magnetic needle aiming hole 126 and passes through the upper hemisphere of the aimer 120. The coordinates of the aiming coordinate grid 130 are read when viewed from a position where the aiming point aiming point 125, the aiming hole 106, and the LNB aiming point 108 appear to overlap each other when viewed from obliquely above the aiming point 120. The azimuth angle and elevation angle of the parabolic reflector 100 are adjusted so that the coordinate value of the aiming coordinate grid 130 matches a value determined from the satellite longitude, the latitude / longitude of the antenna installation position, and the magnetic declination (how to find out). If the sighting coordinate grid 130 coordinate value determined from the satellite longitude, the latitude and longitude of the antenna installation position, and the magnetic declination is pre-marked as the sighting coordinate point 131 on the upper hemisphere of the sight 120, the sighting coordinate 107 is placed on the sight line of sight 107. The azimuth angle and elevation angle of the parabolic reflector 100 may be adjusted so that the point 131 overlaps.
図５は図１（ｂ）における照準体 109のもうひとつの構成法を示したものである。図２においては照準子 120を液体123に浮遊させて水平を保ち磁極方向を指向するよう構成したが、図５ではジンバル機構を用いて同一の目的を達成している。ジンバル機構はジンバル機構外枠141の内側にジンバル機構内枠 140がジンバル機構内枠支持部 145を介して支持され、ジンバル機構内枠 140はジンバル機構内枠支持部 145の軸回りを自由に回転できる。ジンバル機構外枠 141はジンバル機構外枠支持部 146を介してジンバル機構支持枠 142に支持され、ジンバル機構外枠 141はジンバル機構外枠支持部 146の軸回りを自由に回転できる。照準子120は照準子軸 139 に固定され、ジンバル機構内枠 140内で照準子軸 139の回りに自由に回転できる。照準子軸139 の下側には錘 144を設け照準子下面 127が常に水平になるように構成する。このように構成することにより、照準子120 の磁針 122は常に磁北を指向する。ジンバル機構支持枠 142はパラボラ反射体固定部 149によりパラボラ反射体 100の背面に固定される。パラボラ反射体 100へのパラボラ反射体固定部 149の固着方法は、たとえば、パラボラ反射体固定部 149のをパラボラ反射体水平方向 148にあわせ、パラボラ反射体垂直方向 147に垂直に固定する。 FIG. 5 shows another configuration method of the sighting body 109 in FIG. In FIG. 2, the sight 120 is suspended in the liquid 123 so as to be kept horizontal and oriented in the direction of the magnetic pole, but in FIG. 5, the same purpose is achieved by using a gimbal mechanism. In the gimbal mechanism, the gimbal mechanism inner frame 140 is supported inside the gimbal mechanism outer frame 141 via the gimbal mechanism inner frame support part 145, and the gimbal mechanism inner frame 140 freely rotates around the axis of the gimbal mechanism inner frame support part 145. it can. The gimbal mechanism outer frame 141 is supported by the gimbal mechanism support frame 142 via the gimbal mechanism outer frame support part 146, and the gimbal mechanism outer frame 141 can freely rotate around the axis of the gimbal mechanism outer frame support part 146. The sight 120 is fixed to the sight axis 139 and can freely rotate around the sight axis 139 in the inner frame 140 of the gimbal mechanism. A weight 144 is provided below the sight axis 139 so that the lower surface 127 of the sight is always horizontal. With this configuration, the magnetic needle 122 of the sight 120 is always oriented toward magnetic north. The gimbal mechanism support frame 142 is fixed to the rear surface of the parabolic reflector 100 by a parabolic reflector fixing portion 149. For example, the parabolic reflector fixing portion 149 is fixed to the parabolic reflector 100 by aligning the parabolic reflector fixing portion 149 with the parabolic reflector horizontal direction 148 and fixing the parabolic reflector fixing portion 149 vertically with the parabolic reflector vertical direction 147.
図６は図１（ｂ）における照準体 109のさらにもうひとつの構成法を示したものである。図６においてパラボラ反射体
100に照準子支持部 113を照準子支持部固着部 114で固着する。照準子支持部113の先端に照準子支持柱 115を設け、その上部先端である照準子支持端 116で照準子 120の照準子下面 127の中心を支持する。照準子下面 127を水平に維持し、水平面内で自由に回転させるために照準子下面 127より吊下紐
112により錘 144を吊下する。照準子下面 127を水平に維持し、かつ照準視線 107を磁針照準穴 126を通して照準穴 106に到達させるためには図６に占め枢要に吊下紐 112 が照準視線 107を遮らないように照準子下面127の３点以上の複数の点から照準子下面 127の回転対称軸に沿って錘 144を吊下する。また、照準子支持部 113も照準視線 107を遮らないように照準穴 106を避けて設置する。照準子 120は照準子支持柱 115に照準子支持端 116の1点で支持されているので容易に着脱できる。
FIG. 6 shows still another configuration method of the sighting body 109 in FIG. In FIG. 6, the parabolic reflector
The sight support unit 113 is fixed to 100 by the sight support unit fixing unit 114. An sight support column 115 is provided at the tip of the sight support 113, and the center of the sight lower surface 127 of the sight 120 is supported by the sight support end 116 which is the top tip. Suspension string from the sighting lower surface 127 to keep the sighting lower surface 127 horizontal and rotate freely in the horizontal plane
The weight 144 is suspended by 112. In order to keep the sighting lower surface 127 horizontal and the aiming line of sight 107 to reach the sighting hole 106 through the magnetic needle aiming hole 126, the sighting is made so that the hanging cord 112 does not obstruct the aiming line of sight 107 in FIG. A weight 144 is suspended from a plurality of points on the lower surface 127 along a rotational symmetry axis of the sighting lower surface 127 from a plurality of points. The sighting support 113 is also installed away from the sighting hole 106 so as not to block the sight line 107. Since the sight 120 is supported by the sight support column 115 at one point of the sight support end 116, it can be easily attached and detached.
パラボラ反射体 100が正しく入射電波 111方向を指向した場合に、照準視線 107が照準子 120の照準座標グリッド 130のどの位置を通過するかを衛星経度、アンテナ設置位置の緯度経度、磁気偏角から求めておく必要があり、図７、図８、および図９を用いて説明する。図７はオフセットパラボラアンテナの諸元を図示したものであり、該オフセットパラボラアンテナを長径方向の断面図である。パラボラ反射体
100は図６で太線により示され、アンテナ曲線162 の一部である。アンテナ曲線162は
153 との間の距離である。図７において原点O 152、X軸
150、Y軸 151 により座標系が規定される。パラボラ反射体
100 はアンテナ曲線162 においてアンテナ下端点A1 (x1, y1) 160 とアンテナ上端点A2 (x2, y2) 172 で囲まれる部分であり太線で示される。ここで（）内の変数はXY平面における座標である。パラボラアンテナは楕円形状である。焦点距離f 159 は設計値から得られるほか、非特許文献２に示されるようにパラボラ長径a 156とパラボラ短径b 173 とパラボラ深さu 174 により焦点距離f 159ほか各種パラメタを計出することが出来る。また非特許文献２によればパラボラ長径a
156のY軸 151への投影はパラボラ短径b 173と等しくなることが公知である。
When the parabolic reflector 100 is correctly oriented in the direction of the incident radio wave 111, the position of the aiming coordinate grid 130 of the sighting 120 through which the sight line 107 passes is determined from the satellite longitude, the latitude / longitude of the antenna installation position, and the magnetic declination. It is necessary to find out, and will be described with reference to FIGS. FIG. 7 illustrates the specifications of the offset parabolic antenna, and is a cross-sectional view of the offset parabolic antenna in the major axis direction. Parabolic reflector
100 is indicated by a bold line in FIG. 6 and is part of the antenna curve 162. Antenna curve 162
The distance between 153. In FIG. 7, origin O 152, X axis
150 and Y axis 151 define the coordinate system. Parabolic reflector
100 is a portion of the antenna curve 162 surrounded by the antenna lower end point A1 (x1, y1) 160 and the antenna upper end point A2 (x2, y2) 172, and is indicated by a thick line. Here, the variables in parentheses are coordinates in the XY plane. The parabolic antenna has an elliptical shape. The focal length f 159 can be obtained from the design value, and as shown in Non-Patent Document 2, the focal length f 159 and other parameters can be calculated from the parabolic major axis a 156, the parabolic minor axis b 173, and the parabolic depth u 174. I can do it. According to Non-Patent Document 2, the parabolic major axis a
It is known that the projection of 156 onto the Y-axis 151 is equal to the parabolic minor axis b 173.
図６の変数に対して次の式が成り立つ。
図８を参照して、静止軌道（地球同期軌道）上の衛星の位置としての衛星経度 φ181、
静止衛星軌道半径 R 189 と受信地点のアンテナ位置経度θ 185とアンテナ位置緯度δ 186 地球半径 ｒ 191から衛星方位角 ρ 188と衛星仰角
γ 168 (図７)を求める。
図８において経度の原点をＹ軸151とすると、衛星位置ベクトル
Ｓ 180、アンテナ位置ベクトル Ａ 182、真南向き水平ベクトル
Ｈ 192は下記の数５で与えられる。さらに数５のベクトル演算により、192衛星仰角
γ 168、 衛星方位角 ρ 188が数４で与えられる。
The satellite azimuth angle ρ 188 and the satellite elevation angle γ 168 (FIG. 7) are obtained from the geostationary satellite orbit radius R 189, the antenna position longitude θ 185 at the receiving point, the antenna position latitude δ 186 and the earth radius r 191.
In FIG. 8, assuming that the origin of longitude is the Y axis 151, the satellite position vector S 180, the antenna position vector A 182 and the true south direction horizontal vector H 192 are given by the following equation (5). Further, 192 satellite elevation angle γ 168 and satellite azimuth angle ρ 188 are given by equation 4 by vector calculation of equation 5.
次に図７において、アンテナ下端点A1 160から照準穴点C 162までの垂直距離を
照準穴距離 dh 161とすると、照準穴点C 162の座標（xc,yc）は数８で求まる。Ｂ点の座標（ｘＢ,ｙＢ）は数５となる。
照準穴点C 162の座標（ｘＣ,ｙＣ）は、Ｂ点を通りアンテナ下端点Ａ１ 160 とアンテナ上端点Ａ２ 172 を結ぶ直線に直角な直線がアンテナ曲線162と交わる点として求まる。
従って、照準子仰角指示
κ 196 は数６で与えられる。
最後に照準子 120を真上から見た図である図９を参照しながら照準線 165を合わすべき照準子方向指示 λ 195を求める方法を述べる。磁針 122の方向はアンテナ位置緯度 δ 186とアンテナ位置経度 θ 185によって南北極から磁気偏角 Ψ 194だけずれる。例えば日本について述べると全国の磁気偏角分布は国土地理院から公開されている。日本以外では各国の担当機関または国際機関により公開されている数値を使えばよい。これらの数値が存在しない場合はアンテナ設置場所から見た北極と磁北の方位差を近似値として用いればよい。衛星方位角ρ188、磁気偏角Ψ194のとき、照準子方向指示λ195は数７で求まる。
κ 196と照準子方向指示 λ 195が求まったので、照準視線 107
が照準子 120のどの位置と交叉すればよいか（交叉位置）明らかとなった。照準視線 107に沿って照準座標グリッド 130または照準座標点 131を目視しながらパラボラ反射体 100の仰角と方向を調整して照準視線 107が該交叉位置を通過するように位置合わせをすれば、アンテナの設置調整が完了する。
The coordinates (x C , y C ) of the aiming hole point C 162 are obtained as a point where a straight line passing through the B point and perpendicular to the straight line connecting the antenna lower end point A1 160 and the antenna upper end point A2 172 intersects the antenna curve 162.
Therefore, the sight elevation angle instruction κ 196 is given by Equation 6.
Finally, a method for obtaining the sighting direction indication λ 195 to be aligned with the aiming line 165 will be described with reference to FIG. The direction of the magnetic needle 122 is deviated from the north and south poles by the magnetic deflection angle Ψ 194 by the antenna position latitude δ 186 and the antenna position longitude θ 185. For example, for Japan, the magnetic declination distribution nationwide is published by the Geospatial Information Authority of Japan. Except for Japan, the figures published by the responsible organization in each country or international organization may be used. If these values do not exist, the difference between the north pole and magnetic north as seen from the antenna installation location may be used as an approximate value. When the satellite azimuth angle ρ188 and the magnetic declination angle Ψ194, the sighting direction indication λ195 is obtained by the following equation (7).
However, it became clear which position of the sight 120 should be crossed (crossing position). By adjusting the elevation angle and direction of the parabolic reflector 100 while observing the aiming coordinate grid 130 or the aiming coordinate point 131 along the aiming line of sight 107 and aligning so that the line of sight 107 passes through the crossing position, the antenna The installation adjustment of is completed.
本発明はパラボラアンテナを指定された静止衛星の方向に経験の無い人でも容易に指向させて設置するための装置に関しており、高価な電子装置を必要としないで低コストで設置工数を大幅に削減することが出来る。静止衛星から行うテレビ放送またはラジオ放送等の普及の手段として利用できる。 The present invention relates to a device for easily setting a parabolic antenna so that even a person having no experience in the direction of a designated geostationary satellite can install the parabolic antenna at a low cost without requiring an expensive electronic device. I can do it. It can be used as a means of spreading television broadcasting or radio broadcasting performed from a geostationary satellite.
100 パラボラ反射体
101 ＬＮＢ
102 ＬＮＢ開口部
103 支柱
104 仰角調整ネジ
105 反射体保持部
106 照準穴
107 照準視線
108 ＬＮＢ照準点
109 照準体
110 照準体支持部
111 入射電波
112 吊下紐
113 照準子支持部
114 照準子支持部固着部
115 照準子支持柱
116 照準子支持端
117 パラボラ反射体長径方向
118 パラボラ反射体短径方向
120 照準子
121 照準体容器
122 磁針
123 液体
124 Ｎ極
125 照準子照準点
126 磁針照準穴
127 照準子下面
128 照準体容器
130 照準座標グリッド
131 照準座標点
139 照準子軸
140 ジンバル機構内側回転枠
141 ジンバル機構外側回転枠
142 ジンバル機構支持枠
143 垂直支持軸
144 錘
145 ジンバル機構内側回転枠支持部
146 ジンバル機構外側回転枠支持部
147 パラボラ反射体垂直方向
148 パラボラ反射体水平方向
149 パラボラ反射体固定部
150 X軸
151 Y軸
152 原点O
153 焦点F
154 ホーン−パラボラ上端距離d2
155 ホーン−パラボラ下端距離d1
156 パラボラ長径a
157 傾角ω
158 パラボラ放射角度β
159 焦点距離 f
160 アンテナ下端点A1 (x1, y1)
161 照準穴距離 dh
162 照準穴点C
163 点B
164 水平線
165 照準線
166 照準器仰角指示値
167 電波到来方向
168 衛星仰角 γ
172 アンテナ上端点A2 (x2, y2)
173 パラボラ短径b
174 パラボラ深さｕ
180 衛星位置ベクトルＳ
181 衛星経度φ
182 アンテナ位置ベクトルＡ
183 Z軸
184 北極方向
185 アンテナ位置経度θ
186 アンテナ位置緯度δ
187 静止衛星軌道
188 衛星方位角ρ
189 静止衛星軌道半径R
190 地球
191 地球半径ｒ
192 真南向き水平ベクトルＨ
193 衛星視線ベクトルＳ−Ａ
194 磁気偏角Ψ
195 照準子方向指示λ
196 照準子仰角指示κ
100 parabolic reflector
101 LNB
102 LNB opening
103 prop
104 Elevation angle adjustment screw
105 Reflector holder
106 Aiming hole
107 sight line of sight
108 LNB Aiming Point
109 Aiming
110 Sight support
111 Incident radio wave
112 Suspension string
113 sighting support
114 Sight support support area
115 sighting support column
116 Sight support end
117 Parabolic reflector major axis direction
118 Parabolic reflector minor axis direction
120 sighting
121 Aiming vessel
122 Magnetic needle
123 liquid
124 N pole
125 Aiming point
126 Magnetic needle aiming hole
127 Bottom of the sight
128 sight container
130 Aiming coordinate grid
131 Aiming point
139 sight axis
140 Gimbal mechanism inner rotating frame
141 Gimbal mechanism outer rotating frame
142 Gimbal mechanism support frame
143 Vertical support shaft
144 spindles
145 Gimbal mechanism inner rotating frame support
146 Gimbal mechanism outer rotating frame support
147 Parabolic reflector vertical direction
148 Parabolic reflector horizontal direction
149 Parabolic reflector fixing part
150 X axis
151 Y axis
152 Origin O
153 Focus F
154 Horn-parabolic top distance d 2
155 Horn-parabolic bottom distance d 1
156 Parabolic major axis a
157 Tilt ω
158 Parabolic radiation angle β
159 Focal length f
160 Antenna bottom point A1 (x 1 , y 1 )
161 Aiming hole distance dh
162 Aiming point C
163 Points B
164 horizon
165 Line of sight
166 Aiming point indication value
167 Direction of arrival
168 Satellite elevation angle γ
172 Antenna top point A2 (x 2 , y 2 )
173 Parabolic minor axis b
174 Parabolic depth u
180 Satellite position vector S
181 Satellite longitude φ
182 Antenna position vector A
183 Z axis
184 Arctic Direction
185 Antenna position longitude θ
186 Antenna position latitude δ
187 Geostationary satellite orbit
188 Satellite azimuth ρ
189 Geostationary satellite orbit radius R
190 Earth
191 Earth radius r
192 Horizontal vector H facing south
193 Satellite line-of-sight vector SA
194 Magnetic declination Ψ
195 Aiming direction indication λ
196 Aiming point elevation κ
Claims (4)
該鉛直面上の該パラボラ反射面の周辺、または該鉛直面上で該パラボラ反射面にあけた照準穴を通して該パラボラ反射面の裏側より該ＬＮＢ照準点をＬＮＢへの電波入射方向から直接目視する視線上に、
水平を保ちながら水平方向に自由回転が可能な円盤上の中心線中央に常に磁北を指向する磁針を固定し、該円盤の上側に半球状の中空の透明体を固着して照準子と成し、該照準子下部円盤の中心位置が該パラボラ面に対して固定位置となるように保持し、該照準子の下部円盤の中央部を透明として照準子照準点と成し、
該磁針が磁北を指向することを妨げないように該パラボラアンテナの一部又は全部を非磁性体で構成し、
静止衛星の静止経度位置とアンテナ設置場所の緯度経度および磁気偏角より定まる照準子上部半球状透明部の特定の座標点と、該照準子照準点と、該LNB照準点が照準視線上に一直線上に来るように該パラボラの方位角と仰角を調整する機構を有するパラボラアンテナおよびパラボラアンテナ照準機構。 In an offset parabolic antenna that is installed so that its longitudinal center line coincides with the vertical plane or a parabolic antenna that is rotationally symmetric about the central axis, the center of the LNB (low-noise block converter) radio wave incident part is the LNB aiming point. ,
The LNB aiming point is directly observed from the back side of the parabolic reflecting surface from the back side of the parabolic reflecting surface through the aiming hole formed in the parabolic reflecting surface on the vertical surface or around the parabolic reflecting surface. On the line of sight
A magnetic needle that always points to the magnetic north is fixed at the center of the center line on the disk that can rotate freely in the horizontal direction while maintaining the horizontal, and a semispherical hollow transparent body is fixed to the upper side of the disk to form a sight. , Holding the center position of the lower sighting disk to be fixed with respect to the parabolic surface, the center part of the lower disk of the sighting as transparent to form the sighting aiming point,
A part or all of the parabolic antenna is made of a non-magnetic material so as not to prevent the magnetic needle from being directed to magnetic north,
The specific coordinate point of the upper hemispherical transparent part of the sight determined by the geostationary longitude position of the geostationary satellite, the latitude and longitude of the antenna installation location, and the magnetic declination, the sighting sighting point, and the LNB sighting point straight on the sighting line of sight A parabolic antenna and a parabolic antenna aiming mechanism having a mechanism for adjusting an azimuth angle and an elevation angle of the parabola so as to be on a line.
該照準子の保持方法として、該照準子を密封中空体となし、該照準子を収容する密封中空透明の照準体容器内部で該照準子下側に液体を満たして該照準子を液体に浮遊して保持し、該照準体容器と該照準子の半球部の空隙が一定で、かつ相互の自由な回転が可能で、該照準体容器の水平面からの傾斜に対して該照準子の水平が保てる範囲で最も狭い空隙として保持することにより構成する照準体、
あるいは、該照準子の保持方法として、パラボラ反射体に固着するジンバル機構支持枠
にジンバル機構外側回転枠支持部でジンバル機構外側回転枠を取り付け、該ジンバル機構外側回転枠支持部の軸回りに自由に回転せしめ、
該ジンバル機構外側回転枠において該ジンバル機構外側回転枠支持部と９０度回転した位置にジンバル機構内側回転枠支持部でジンバル機構内側回転枠を取り付け、該ジンバル機構内側回転枠支持部の軸回りに自由に回転せしめ、
該ジンバル機構内側回転枠において該ジンバル機構内側回転枠支持部と９０度回転した位置に照準子軸を取り付け、該照準子軸回りに自由に回転せしめ、
該照準子軸の片端に錘をつけて該照準子軸が常時鉛直方向を指向せしめ、該照準子回転軸の錘の反対側に照準子を取り付け、照準子下面が該照準子軸回りに水平面内で自由に回転できるように照準子を保持することにより構成する照準体、
あるいは、該照準子の保持方法として、パラボラ反射体に照準子支持部を固着させ該支持部の先端部の上方へ突出した照準子支持柱の先端の端点の１点で該照準子下面の中心を下側から保持し。水平面内で自由に回転可能ならしめ、
該照準子下面が水平を維持するように該照準子下面の中心点に回転対称な３点以上の点から錘を該照準子下面の回転対称軸に沿って下方に吊下することにより照準子の水平を保持することにより構成する照準体
のいずれかを構成要素として有するパラボラアンテナおよびパラボラアンテナ照準機構。 In claim 1,
As a method of holding the sight, the sight is formed as a sealed hollow body, and the liquid is filled under the sight within the sealed hollow transparent sight body container that accommodates the sight, and the sight is suspended in the liquid. The gap between the sighting body container and the hemispherical portion of the sighting body is constant and can be freely rotated with respect to each other. A sighting body configured by holding it as the narrowest gap in the range that can be maintained,
Alternatively, as a method of holding the sight, a gimbal mechanism outer rotating frame is attached to the gimbal mechanism supporting frame fixed to the parabolic reflector, and the gimbal mechanism outer rotating frame supporting part is attached to the gimbal mechanism outer rotating frame supporting part. Rotate to
A gimbal mechanism inner rotating frame is attached to the gimbal mechanism outer rotating frame at a position rotated 90 degrees with the gimbal mechanism outer rotating frame support, and the gimbal mechanism inner rotating frame support is mounted around the axis of the gimbal mechanism inner rotating frame support. Let it rotate freely,
At the gimbal mechanism inner rotating frame, attach the sight axis to a position rotated 90 degrees with the gimbal mechanism inner rotating frame support, and freely rotate around the sight axis.
A weight is attached to one end of the sighting shaft so that the sighting shaft is always oriented in the vertical direction, a sighting is attached to the opposite side of the weight of the sighting rotating shaft, and the lower surface of the sighting is a horizontal plane around the sighting shaft A sighting body configured by holding the sighting so that it can rotate freely within
Alternatively, as a method of holding the sight, the sight support portion is fixed to the parabolic reflector, and the center of the lower surface of the sight is at one point of the end of the sight support column protruding upward from the tip of the support. Hold from the bottom. It is possible to rotate freely in the horizontal plane,
A sighting unit is formed by suspending a weight downward from a point of three or more rotationally symmetric with respect to the center point of the lower surface of the sight so that the lower surface of the sight is kept horizontal, along the rotational symmetry axis of the lower surface of the sight. A parabolic antenna and a parabolic antenna aiming mechanism having any one of the sights configured by maintaining the level of
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|---|---|---|---|---|
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| JP5981085B1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-08-31 | 中国電力株式会社 | Measuring instrument installation apparatus and measuring instrument installation method |
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