JP2017537582A - リモートアンテナをチューニングするためのシステム、デバイスおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
アダプティブアンテナシステムは、宇宙空間に配備された衛星アンテナ、アクセスが難しい位置にある遠隔自動送信局などのように、遠隔位置において、あるいはアダプティブアンテナシステムへのアクセスがそこでは非常に難しく、費用がかかり、もしくは別様に不採算か、または不可能な位置において配備、設置および作動されてもよい。アダプティブアンテナシステムは、いくつかの実施形態によれば、オペレータを伴う少なくとも1つの送信チャネル、責任者、対応する専門家によってアクセス可能な計算設備などを有してもよい。
遠隔的に配備されたアンテナが、例えば、地上の所望のフットプリントを確実に照射するようにするため、および/または、主反射鏡における欠陥および不完全性の位置を特定するために目標エリアにフィードバックデバイスが配備されてもよい。いくつかの1つ以上のフィードバックデバイスが利用されてもよい。本発明の実施形態による、目標エリア450上のアンテナ照射のフットプリント400の例を概略的に呈示する、図4Aが参照される。アンテナ、例えば、アンテナ310または360の放射フットプリントは、等放射強度線401、402および403によって呈示されてもよい。線401は、例えば、アンテナの放射が第1の強度、例えば60dBwである点の幾何学的位置を表してもよい。同様に、線402は、アンテナの放射が第2の強度、例えば58dBwである点の幾何学的位置を表してもよく、線403は、アンテナの放射が第3の強度、例えば56dBwである点の幾何学的位置を表してもよい。いくつかのフィードバックデバイスまたは放射センサ404が目標エリア400内に配置されてもよい。センサ404の配置の位置の選択は、センサから抽出されると期待される所望の情報を満たすように行われてもよい。一般に、センサ404の数および配備スキームは、選択された目標に関して最大の情報を提供するように行われることになろう。図4Aの例では、センサ404の位置がアンテナのフットプリントをその58dBwおよび56dBw強度線においてより正確に記述してもよい。センサ404から抽出された情報を目標エリア450におけるアンテナの実際の性能(AAP:antenna actual performance)のマップに編集してもよい。
アンテナアセンブリの主反射鏡の形状を測定することが可能な幾何学的測定デバイスを用いて、遠隔的に配備されたアンテナアセンブリの主反射鏡の欠陥および不完全性がオンサイトで測定されてもよい。次に、主反射鏡492、副反射鏡494およびフィード496を備え、副反射鏡200(図2D〜2G)のものと同様の副反射鏡特性をもつ、アンテナアセンブリ100A(図2B)と同様または同等のアンテナアセンブリ490を概略的に呈示する、図4Cが参照される。アンテナアセンブリ490は、幾何学的測定デバイス498をさらに備え、このデバイスは、少なくとも測定デバイス498から主反射鏡492の内面上の任意の選択点への距離を測定することが可能である。測定デバイス498は、主反射鏡492の凹表面の選択エリアを手動で(すなわち、アンテナアセンブリ490の外部から受信された命令に応答して)、または自動的に(すなわち、アンテナアセンブリ490に記憶されるか、および/またはそこで局所的に算出された走査スキームおよび走査命令に従って)走査するように構成されてもよい。選択エリアは、主反射鏡492の内面の一部分であってもよく、またはそれに等しくてもよい。主反射鏡492の表面の走査および複数の走査点の距離の測定は、主反射鏡の内面の幾何学的形状を表すデータ項目のセットをもたらすことができる。主反射鏡の実際の形状の測定は、例えば、レーザ・レンジ検出器を備える測定デバイス498によって行われてもよく、レーザ・レンジ検出器は、所望の方向を狙って、レーザ・レンジ検出器が狙った点の検出器からの距離を受信するようになっている。レーザ・レンジ検出器は、測定されるすべての点に対して照準線が存在する、例えば、フィード496の隣/後ろの点に位置してもよい。レンジ検出は、主反射鏡492のすべての対象エリアを実質的にカバーする空間セクタ498B内に導くことができる、照準線498Aを有する方向制御型狭ビームレンジ検出器を用いて逐一行われてもよい。走査プロセスの終わりには、各マッピング点の基準点(例えば、デバイス498)からの距離に関して主反射鏡の内面の形状がマッピングされる。この情報に基づいて、主反射鏡の欠陥および不完全性が検出されて算出されてもよい。この段階で、先に説明されたように、副反射鏡のいくつかまたはすべてのアクチュエータの移動値を備える補正ベクトルが算出されてもよい。
本発明の実施形態によれば、アンテナアセンブリ性能のある一定の変化を達成するために、アンテナアセンブリの性能パラメータがチューニングまたは再チューニングされてもよい。次に、性能パラメータを変化させるために遠隔的にチューニングすることが可能なアンテナアセンブリ4000を概略的に呈示する、図4Dが参照される。アンテナアセンブリ4000は、主反射鏡4010、副反射鏡4100およびフィード4030を備える。副反射鏡4100は、副反射鏡のアンテナ4110に接続されたアクチュエータ4120を備えてもよい。アクチュエータ4120は、その方位および/または位置を基準フレームに対して変化させることによって、反射鏡4110を操作するようになっている。アクチュエータ4120は、反射鏡4110を基準軸S−Nに沿った変化の角度αのヨー移動、および基準軸N−Sに垂直な基準軸E−Wに沿った角度βのピッチ移動で2軸回転中心4120Aの周りに回転させるために、対応する制御信号に応答するようになっていてもよい。アクチュエータ4120は、さらに、反射鏡4110を基準軸Zに沿って動作移動範囲Z’内で移動させるようになっていてもよい。アクチュエータ4120は、さらに、反射鏡4110を回転軸4122の周りに角度θで回転させるようになっていてもよい。本発明の実施形態によれば、アクチュエータ4120は、反射鏡4110の位置および/または方位を基準フレームに対して先にリストされた変化のうちの1つ以上で変化させるように制御されてもよい。主反射鏡4010および/または副反射鏡アセンブリ4100のいずれにおける欠陥かに係わらず、アンテナアセンブリ4000の任意の静止位置において、単にアクチュエータ4120をアクティブ化して、副反射鏡4110の位置または方位のその自由度の1つ以上で変化させることによって、所定の波長の送信を伴うアンテナアセンブリ4000の性能を変化させてもよい。一実施形態においては、副反射鏡4110の位置をZ軸に沿って変化させて(副反射鏡を主反射鏡4010へ近付けるか、またはそれから遠ざけて)もよい。所定の波長でのある一定の目標エリアへの(からの)送信について、アンテナアセンブリ4000は、この変化のアクティブ化の前には焦点が合っていたと仮定して、副反射鏡4110の移動がアンテナアセンブリ4000の焦点ぼけを生じさせてもよい。リモートアンテナアセンブリからの送信の焦点ぼけは、おそらくはバンド幅の減少を代償として、アンテナアセンブリのカバレッジエリアを拡大する必要があるときに有用かつ望ましいことがある。他の実施形態では、アンテナアセンブリのカバレッジエリアをシフトさせる(すなわち、照射の方向を変化させる)ことが必要なこともある。これは、副反射鏡4110の方位をそのジンバル軸N−SおよびE−Wのうちの少なくとも1つの周りで変化させることによって達成されてもよい。別の実施形態では、ジンバル軸N−SおよびE−Wの周りのわずかな変化が、副反射鏡4100の方位の変化による主アンテナ4010における欠陥の補正に起因して、アンテナアセンブリ利得に変化をもたらすことがある。
Claims (15)
- 遠隔からチューニング可能なアンテナアセンブリであって、
主反射鏡と、
前記主反射鏡と関連付けられた副反射鏡と、
前記主反射鏡を照射している送信を前記副反射鏡を介して受信するか、または前記主反射鏡への送信を前記副反射鏡を介して送信するようになっているフィードと、
を備え、
前記副反射鏡は、
その外面にわたって配置されてその外面に取り付けられた複数のアクチュエータを備え、前記複数のアクチュエータの各々は、アクチュエータ位置の変化に応じてそのアクチュエータに隣接した前記副反射鏡の表面を局所的に変形させるようになっている、
アンテナアセンブリ。 - 前記複数のアクチュエータは、前記副反射鏡の前記外面の選択エリアにわたって間隔を置いて配置された、請求項1に記載のアンテナアセンブリ。
- 前記アクチュエータの各々は、制御信号に応答してその位置を変化させるように構成された、請求項1に記載のアンテナアセンブリ。
- 前記アンテナアセンブリは、制御ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは、
コントローラと、
メモリユニットと、
非一時的記憶ユニットと、
入力/出力ユニットと、
を備える、請求項3に記載のアンテナアセンブリ。 - アンテナアセンブリに用いるための副反射鏡であって、
その外面にわたって配置されてその外面に取り付けられた複数のアクチュエータであって、前記複数のアクチュエータの各々は、アクチュエータ位置の変化に応じてそのアクチュエータに隣接した前記副反射鏡の表面を局所的に変形させるようになっている、複数のアクチュエータと、
前記複数のアクチュエータの各々の前記位置を制御するようになっている制御ユニットと、
を備える、副反射鏡。 - 前記複数のアクチュエータは、前記副反射鏡の前記外面の選択エリアにわたって配置された、請求項5に記載の副反射鏡。
- 前記制御ユニットは、
コントローラと、
メモリユニットと、
非一時的記憶ユニットと、
入力/出力ユニットと、
を備える、請求項5に記載の副反射鏡。 - 前記非一時的記憶ユニットは、前記コントローラによって実行されたときに、前記入力/出力ユニットに前記アクチュエータへの制御信号を提供させる、その上に記憶されたソフトウェアプログラムを有する、請求項7に記載の副反射鏡。
- 前記非一時的記憶ユニットに記憶された反射鏡不完全性マップ(RIM)をさらに備える、請求項8に記載の副反射鏡。
- 前記フィードに隣接して位置し、レンジ検出器から前記主反射鏡の内面上の選択点までの距離の値を走査し記録して、これらの値を前記非一時的記憶ユニットに記憶するようになっている前記レンジ検出器をさらに備える、請求項4に記載のアンテナアセンブリ。
- 前記複数のアクチュエータは、前記副反射鏡を2つの垂直面の少なくとも1つの内での角度移動で回転中心の周りに移動させるようになっている単一のアクチュエータを備える、請求項1に記載のアンテナアセンブリ。
- 前記単一のアクチュエータは、さらに、前記副反射鏡を前記2つの垂直面の交線と一致する直線軸に沿って前記主反射鏡に近付けるか、またはそれから遠ざけるようになっている、請求項11に記載のアンテナアセンブリ。
- 前記単一のアクチュエータは、さらに、前記副反射鏡を前記直線軸の周りに回転させるようになっている、請求項12に記載のアンテナアセンブリ。
- 主反射鏡、副反射鏡およびフィードを備えるアンテナアセンブリをチューニングするための方法であって、前記方法は、
主反射鏡の初期変形マップを受信するステップと、
前記主反射鏡で定常的な送信を受信して、前記フィードで受信された信号を記録するステップと、
前記副反射鏡の外面上に配置されそこで前記副反射鏡の湾曲を、前記フィードで受信された前記信号が最大値に達するまで局所的に変形させるようになっているアクチュエータをアクティブ化し、前記アクチュエータを保持してその状況を記録するステップと、
前記副反射鏡上に配置された前記アクチュエータの各々について前のステップを順次繰り返すステップと、
前記アクチュエータの前記状況を表す値を最大の最大に対するアクチュエータ状況を示すセットで記憶装置に記憶するステップと、
を含む、方法。 - 主反射鏡、副反射鏡およびフィードを備えるアンテナアセンブリをチューニングするための方法であって、前記副反射鏡には、アクティブ化信号に応答して前記副反射鏡の湾曲を局所的に変形させるようになっている複数のアクチュエータが設けられ、前記方法は、
複数の送信センサを前記アンテナアセンブリの送信照射の目標エリアに配備するステップと、
前記アンテナアセンブリからの送信をアクティブ化するステップと、
前記複数のセンサの各々で送信電力のレベルをそれぞれのセンサの位置とともに測定して記録するステップと、
前記記録された値から実際のアンテナアセンブリ照射フットプリント・マップを抽出するステップと、
前記抽出された照射フットプリント・マップを所望のフットプリントと比較するステップと、
前記目標エリアにおける前記アンテナアセンブリによる前記照射の前記フットプリントが前記所望のフットプリントと一致するように前記副反射鏡の前記湾曲を変形させるために、前記アクチュエータのうちの少なくともいくつかにアクティブ化信号を提供するステップと、
を含む、方法。
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