JP2565070Y2 - 静止衛星追尾用車載アンテナ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案に係る静止衛星追尾用車
載アンテナ装置は、地震、台風等の災害時に出動し、上
空に存在する静止衛星を利用して各種連絡を行なう無線
車に組み込み、この無線車の走行中でも常にアンテナが
静止衛星に向く様に、このアンテナの姿勢を制御するの
に利用する。

【０００２】

【従来の技術】地震や台風等の災害時に現場と対策本部
等との間の連絡を行なう手段として、無線通信が使用さ
れる。この様な無線通信を行なうのに近年、上空に打ち
上げられた静止衛星を利用して、遠く離れた場所同士で
明瞭な通信を行なえる様にする事が多くなっている。こ
の様な静止衛星を利用した無線通信を行なう場合、アン
テナを所定の静止衛星に正しく向ける必要がある。何と
なれば、現在上空には多くの静止衛星が打ち上げられて
おり、アンテナの向きが少し（５度程度）ずれた場合で
も、アンテナが本来向いていなければならない静止衛星
の隣の静止衛星に向いてしまい、静止衛星を利用した無
線通信を行なえなくなる為である。

【０００３】この様な事情を考慮しつつ、自動車の走行
中にアンテナを利用して無線通信を行なう為の静止衛星
追尾用車載アンテナ装置として、特開昭６３−１９７１
０４号公報に開示されたものが知られている。この特開
昭６３−１９７１０４号公報に記載された静止衛星追尾
用車載アンテナ装置は、図３〜４に示す様に、無線車の
屋根上等に固定される基台１の上面に支持筒２を、鉛直
線を中心とする捻れ方向の回転を自在に設け、この支持
筒２の内側に鉛直軸３を、回転自在に支持している。鉛
直軸３の上端部には、任意方向の変位が自在な自在継手
４により、筒状の軸受筒５を有するアンテナ支持枠６の
中間部を装着している。上記軸受筒５の内側には回転軸
７を回転自在に支承しており、この回転軸７の一端にパ
ラボラ型のアンテナ８を固定している。このアンテナ８
の指向方向は、図３に鎖線ａで示す様に、アンテナ８を
支持固定している回転軸７の中心軸方向（図３の鎖線ｂ
方向）に対して、微小角度α（例えばα≦０．３度）だ
けずらせている。

【０００４】又、上記回転軸７の他端とアンテナ支持枠
６を構成する軸受筒５の端部との間には、カップリング
機構９を設け、回転軸７の回転に伴なって回転する部分
側に、回転しない部分と回転する部分との間での信号の
伝達を自在としている。軸受筒５と回転軸７との間に
は、ロータリエンコーダ等の角度検出器１０を設け、上
記回転軸７の回転方向に亙る位置検出を自在としてい
る。又、上記回転軸７の先端部に固定した支持腕１１の
先端部には、圧縮空気を噴射する為のノズル組立１２を
装着し、このノズル組立１２を構成する第一、第二のノ
ズル口から、上記回転軸７を中心とする円の接線方向及
びこの円の直径方向に圧縮空気を噴出自在としている。
上記ノズル組立１２からは、アンテナ装置を用いて無線
通信を行なう場合には常に、上記接線方向に圧縮空気の
噴出を行ない、これに伴なって上記回転軸７の端部に固
定したアンテナ８を、常に回転した状態とする。

【０００５】アンテナ支持枠６を構成する軸受筒５の上
面には、姿勢制御器１３を設けており、この姿勢制御器
１３に、前記角度検出器１０が検出する回転軸７の回転
位置を表わす信号と、アンテナ８が受ける静止衛星から
の電波とを入力する。この姿勢制御器１３には、前記回
転軸７の回転に伴なってアンテナ８が受ける電波の強さ
の変化を測定する測定手段を設け、この測定手段から出
される信号を、アンテナ８の姿勢制御を行なう姿勢制御
部に送り込む。そして、この姿勢制御器１３の姿勢制御
部は、測定手段から送り込まれる信号に基づいて、上記
ノズル組立１２からの直径方向に亙る圧縮空気の吹き出
しを制御する。即ち、上記姿勢制御部はアンテナ支持枠
６を構成する軸受筒５内に回転自在に支持した回転軸７
の中心軸方向と静止衛星の方向とがずれた場合に、上記
直径方向に亙る圧縮空気噴射によって、アンテナ支持枠
６を適当な方向に回動或は揺動させ、回転軸７の中心軸
の方向と静止衛星の方向とを一致させる。尚、アンテナ
８、カップリング機構９、姿勢制御器１３等を装着した
アンテナ支持枠６の重心は、各部品の重さや装着位置を
選定する事により、このアンテナ支持枠６を鉛直軸３の
上端部に支持する為の自在継手４の中心に一致させてい
る。

【０００６】上述の様に構成する従来から知られた静止
衛星追尾用車載アンテナ装置は、図５のフローチャート
の様に作用して、アンテナ８を静止衛星に向けたままと
する。即ち、通信時にはアンテナ８を常に静止衛星に向
けておく為、ノズル組立１２を構成する第一のノズル口
からの接線方向に亙る圧縮空気の噴射を継続して行な
い、一端にアンテナ８を固定したアンテナ支持枠６の回
転軸７を常に一方向に回転させておく。

【０００７】この回転軸７の方向と静止衛星の方向と
が、図３の鎖線ｂで示す様に一致していれば、回転軸７
の回転に伴なってアンテナ８が静止衛星から受ける電波
の強さが変化する事はなく、アンテナ８の指向方向と静
止衛星の方向とは、常に微小角度αだけずれる。この
為、アンテナ８は受け得る限り最高に近い強さＡ（図
６）の電波を受けられる。

【０００８】これに対して、上記回転軸７の方向と静止
衛星の方向とがずれると、回転軸７の回転に伴なってア
ンテナ８が静止衛星から受ける電波の強さが、図６のＢ
〜Ｃに示す様に変化する。この場合には、回転軸７の回
転方向に亙る位相と、上記電波の強さの変化との関係
が、上記電波と角度検出器１０からの信号とを入力する
姿勢制御器１３で求められる。そして、電波の強さが変
化する事自体で、回転軸７の方向と静止衛星の方向とが
ずれている大きさ（回転軸７の方向と静止衛星の方向と
がなす角度）と、ずれの方向とを知る事が出来る。そこ
で、支持腕１１の先端部のノズル組立１２を構成する第
二のノズル口から、適当なタイミングで適当な時間だけ
圧縮空気を噴射し、この噴射に伴なって発生する反作用
で回転軸７の方向を修正し、回転軸７の方向と静止衛星
の方向とを一致させる。これにより、アンテナ８の指向
方向と静止衛星の方向とのずれを僅少にして、このアン
テナ８による送信、受信状態を改善する事が出来る。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】上述した従来の静止衛
星追尾用車載アンテナ装置の場合、パラボラ１５の前面
から大きく突出した一次放射器１４を有する等、比較的
嵩張るパラボラ型のアンテナ８を使用する。しかも、圧
縮空気の噴出力によってこのアンテナ８を回転させてい
た為、装置全体が大型化する事が避けられない。本考案
の静止衛星追尾用車載アンテナ装置は、上述の様な事情
に鑑みて、より小型で取り扱い易いアンテナ装置を得る
事を目的として考案したものである。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本考案の静止衛星追尾用車
載アンテナ装置は、回転自在な鉛直軸と、この鉛直軸の
上端部に支持されたアンテナ支持筒と、このアンテナ支
持筒の先端部側に回転自在に、且つその指向方向を回転
中心軸から僅かにずらせた状態で支持された平面アンテ
ナと、この平面アンテナの一部で上記回転中心軸をその
中心とする部分に固定されたロータ及び上記アンテナ支
持筒の一部でこのロータと対向する部分に設けられたス
テータにより構成されて上記平面アンテナを回転させる
電動モータと、上記アンテナ支持筒の基端部内側に設け
られた電磁結合空間と、この電磁結合空間に対向させた
状態で上記アンテナ支持筒の基端部側面に設けられたコ
ンバータと、上記鉛直軸を回転させる回転駆動手段と、
上記平面アンテナの回転に伴なってこの平面アンテナが
受ける電波の強さの変化を、上記回転中心軸を中心とす
る上記平面アンテナの回転方向に亙る位相との関係で測
定する測定手段と、この測定手段から出される信号に基
づいて上記回転駆動手段を制御し、上記鉛直軸を中心に
上記アンテナ支持筒を適当な方向に回動させて、上記平
面アンテナの回転に伴なってこの平面アンテナが受ける
電波の強さが変化しない様にする事により、上記平面ア
ンテナの回転中心軸方向と上空の静止衛星の方角とを一
致させる制御器とから構成する。

【００１１】

【作用】上述の様に構成する本考案の静止衛星追尾用車
載アンテナ装置を使用して通信を行なう場合、常に電動
モータにより平面アンテナを、アンテナ支持筒を中心に
回転させておく。上記電動モータは、平面アンテナの一
部に固定したロータとアンテナ支持筒の一部に設けたス
テータとにより構成しているので、設置スペースを嵩張
らせる事なく小型に構成でき、静止衛星追尾用車載アン
テナ装置の小型化を図れる。

【００１２】この様な電動モータにより平面アンテナを
回転させると、上記アンテナ支持筒の中心軸方向と静止
衛星の方向とが一致した場合には、平面アンテナの回転
に伴なってこの平面アンテナが静止衛星から受ける電波
の強さが変化する事はない。これに対して、上記アンテ
ナ支持筒の中心軸方向と静止衛星の方向とがずれた場合
には、平面アンテナの回転に伴なってこの平面アンテナ
が静止衛星から受ける電波の強さが変化する。この様
に、アンテナ支持筒の中心軸方向と静止衛星の方向とが
ずれた場合にのみ、平面アンテナの回転に伴なってこの
平面アンテナが受ける電波の強さが変化する理由は、前
述した、特開昭６３−１９７１０４号公報に記載された
技術とほぼ同様である。従って、測定手段により、平面
アンテナの回転に伴なってこの平面アンテナが受ける電
波の強さが変化するか否かを観察すれば、上記アンテナ
支持筒の中心軸方向と静止衛星の方向とが一致している
か否かを知る事が出来る。

【００１３】平面アンテナの回転に伴なってこの平面ア
ンテナが受ける電波の強さが変化しない場合は、アンテ
ナ支持筒の中心軸方向と静止衛星の方向とが一致してい
る事になり、指向方向を上記回転中心軸の方向に対して
僅かだけずらせた平面アンテナは、上記静止衛星からの
電波を良好な状態で受け得る事になる。これに対して、
平面アンテナの回転に伴なってこの平面アンテナが受け
る電波の強さが変化する場合、変化する事自体で、アン
テナ支持筒の中心軸方向と静止衛星の方向とがずれてい
る事だけでなく、ずれの方向も併せて知る事が出来る。
そこで、制御器により回転駆動手段を作動させ、静止衛
星の方向からずれたアンテナ支持筒の中心軸方向を修正
すれば、アンテナによる受信状態を改善する事が出来
る。上記平面アンテナが受けた電波信号は、アンテナ支
持筒の基端部内側に設けた電磁結合空間と、この電磁結
合空間に対向させた状態で上記アンテナ支持筒の基端部
側面に設けたコンバータとを通じて取り出すので、上記
平面アンテナの回転に拘らず上記信号の受渡を行なわせ
る為の構造を小型に構成できる。又、この受渡の為に平
面アンテナの回転に対する抵抗が特に大きくなる事もな
く、この平面アンテナを回転させる為の、前記電動モー
タが大型化する事を防止できる。

【００１４】

【実施例】図１は、本考案の実施例を示している。前述
した従来構造と同様、図３に示す様に、無線車の屋根上
等に固定される基台１の上面には支持筒２を設け、この
支持筒２の内側に鉛直軸３を、回転自在に支持してい
る。そして、鉛直軸３の上端部に、アンテナ支持筒１６
を固定している。即ち、このアンテナ支持筒１６の中間
部外周面に形成した取付フランジ１９を、上記鉛直軸３
の上端部に設けた取付部に、取付螺子により固定してい
る。尚、このアンテナ支持筒１６の仰角θは、静止衛星
の仰角に一致させている。

【００１５】又、上記アンテナ支持筒１６の基端部（図
１の右下端部）内側は、電磁結合空間１７を構成し、こ
の基端部側面に、通信用電波信号を取り出す為のコンバ
ータ１８を接続している。そして、上記電磁結合空間１
７と、上記アンテナ支持筒１６と、このアンテナ支持筒
１６の側面に螺着した調整螺子２０とにより、次述する
平面アンテナ２１と上記コンバータ１８とを結ぶ電磁結
合回路を構成している。

【００１６】一方、上記アンテナ支持筒１６の先端部
（図１の左上端部）内側には、平面アンテナ２１の背面
中心部に固設した回転筒２２を、深溝型の複列玉軸受２
３により、回転自在に支持している。この様にして上記
アンテナ支持筒１６に回転自在に支持した、平面アンテ
ナ２１の指向方向は、回転中心軸、即ち上記アンテナ支
持筒１６の中心軸から僅か（図１の角度α分。例えばα
≦０．３度）にずらせている。

【００１７】又、上記アンテナ支持筒１６の先端部外周
面に固定した基板２４には電機子コイルであるステータ
２５を、上記平面アンテナ２１の背面には永久磁石であ
るロータ２６を、それぞれ固定して、上記平面アンテナ
２１を回転駆動する為の電動モータ２７を構成してい
る。

【００１８】更に、図示は省略したが、前記鉛直軸３部
分には、上記アンテナ支持筒１６をこの鉛直軸３を中心
に回転させる、電動モータ等の回転駆動手段を設け、や
はり図示しない制御器によって、この回転駆動手段を制
御自在としている。そして、この制御器は、上記平面ア
ンテナ２１の回転に伴なってこの平面アンテナ２１が受
ける電波の強さの変化を、上記平面アンテナ２１の回転
方向に亙る位相との関係で測定する、やはり図示しない
測定手段から出される信号に基づいて、上記回転駆動手
段を制御する。そして、上記アンテナ支持筒１６を適当
な方向に回動させ、上記平面アンテナ２１の回転に伴な
ってこの平面アンテナ２１が受ける電波の強さが変化し
ない様にする事により、上記平面アンテナ２１の回転軸
方向、即ち上記アンテナ支持筒１６の中心軸の方向と、
上空の静止衛星の方角とを一致させる。

【００１９】尚、前記回転筒２２は、上記平面アンテナ
２１が受けた電波を導く為の外部導体としての機能も有
するもので、その先端部は、上記アンテナ支持筒１６の
内周面中間部に設けた鍔部２８の内周縁と摺接してい
る。一方、内部導体２９は、その基端部を上記平面アン
テナ２１の内面中心部に固定し、その先端部を前記電磁
結合空間１７に位置させている。この内部導体２９と前
記調整螺子２０との距離は、この調整螺子２０を回転さ
せる事により、調整自在である。

【００２０】又、上記平面アンテナ２１の前面には電力
放出用のスロット３０、３０を形成し、同じく平面アン
テナ２１の内面周縁部には終端抵抗体３１を設けてい
る。尚、上記平面アンテナ２１は、電力を放出出来るも
のであれば良く、必ずしもスロット３０、３０を設ける
必要はない。

【００２１】上述の様に構成する本考案のアンテナ装置
を使用して通信を行なう場合には、前記電動モータ２７
により常に平面アンテナ２１を、アンテナ支持筒１６を
中心に回転させておく。この様に上記平面アンテナ２１
を回転させると、上記アンテナ支持筒１６の中心軸方向
と静止衛星の方向とが一致した場合には、平面アンテナ
２１の回転に伴なってこの平面アンテナ２１が静止衛星
から受ける電波の強さが、図２に実線で示す様に変化し
ない。これに対して、上記アンテナ支持筒１６の中心軸
方向と静止衛星の方向とがずれた場合には、平面アンテ
ナ２１の回転に伴なってこの平面アンテナ２１が静止衛
星から受ける電波の強さが、例えば図２に破線で示す様
に変化する。

【００２２】上述の様に、アンテナ支持筒１６の中心軸
方向と静止衛星の方向とがずれた場合にのみ、平面アン
テナ２１の回転に伴なってこの平面アンテナ２１が受け
る電波の強さが変化する理由は、前述した、特開昭６３
−１９７１０４号公報に記載された構造の場合の理由と
ほぼ同様である。従って、測定手段により、平面アンテ
ナ２１の回転に伴なってこの平面アンテナ２１が受ける
電波の強さが変化するか否かを観察すれば、上記アンテ
ナ支持筒１６の中心軸方向と静止衛星の方向とが一致し
ているか否かを知る事が出来る。

【００２３】平面アンテナ２１の回転に伴なってこの平
面アンテナ２１が受ける電波の強さが変化しない場合
は、アンテナ支持筒１６の中心軸方向と静止衛星の方向
とが一致している事になる。そして、この場合には、指
向方向を上記回転中心軸の方向に対して僅かだけずらせ
た平面アンテナ１６は、上記静止衛星からの電波を良好
な状態で受け得る事になる。

【００２４】これに対して、平面アンテナ２１の回転に
伴なってこの平面アンテナ２１が受ける電波の強さが変
化する場合、変化する事自体で、アンテナ支持筒１６の
中心軸方向と静止衛星の方向とがずれている事だけでな
く、ずれの方向も併せて知る事が出来る。そこで、制御
器により回転駆動手段を作動させ、静止衛星の方向から
ずれたアンテナ支持筒１６の中心軸方向を修正すれば、
平面アンテナ２１による受信状態を改善する事が出来
る。

【００２５】

【考案の効果】本考案の静止衛星追尾用車載アンテナ装
置は、以上に述べた通り構成され作用するが、走行中の
無線車に積んだ無線機と静止衛星との電波授受を確実に
行ないつつ、アンテナを常に静止衛星に向けておく事を
容易に行なえ、しかも十分な強さの電波を受ける事が出
来る為、災害対策の連絡等、緊急を要する通信の確保に
果たす役割は大きい。しかも嵩張らない平面アンテナ
を、やはり嵩張らない電動モータにより回転駆動し、上
記平面アンテナの受けた信号を、電磁結合空間とコンバ
ータとを通じて取り出すので、装置全体を小型化出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のアンテナ装置の要部縦断側面図。

【図２】平面アンテナの回転角度と受信電波の強さとの
関係を示す線図。

【図３】従来のアンテナ装置の機械装置部分を示す略側
面図。

【図４】図３のＸ矢視図。

【図５】従来のアンテナ装置の作用を示すフローチャー
ト。

【図６】従来のアンテナ装置の姿勢制御の原理を示す線
図。

【符号の説明】

１ 基台 ２ 支持筒 ３ 鉛直軸 ４ 自在継手 ５ 軸受筒 ６ アンテナ支持枠 ７ 回転軸 ８ アンテナ ９ カップリング機構 １０ 角度検出器 １１ 支持腕 １２ ノズル組立 １３ 姿勢制御器 １４ 一次放射器 １５ パラボラ １６ アンテナ支持筒 １７ 電磁結合空間 １８ コンバータ １９ 取付フランジ ２０ 調整螺子 ２１ 平面アンテナ ２２ 回転筒 ２３ 複列玉軸受 ２４ 基板 ２５ ステータ ２６ ロータ ２７ 電動モータ ２８ 鍔部 ２９ 内部導体 ３０ スロット ３１ 終端抵抗体

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在な鉛直軸と、この鉛直軸の上端
   部に支持されたアンテナ支持筒と、このアンテナ支持筒
   の先端部側に回転自在に、且つその指向方向を回転中心
   軸から僅かにずらせた状態で支持された平面アンテナ
   と、この平面アンテナの一部で上記回転中心軸をその中
   心とする部分に固定されたロータ及び上記アンテナ支持
   筒の一部でこのロータと対向する部分に設けられたステ
   ータにより構成されて上記平面アンテナを回転させる電
   動モータと、上記アンテナ支持筒の基端部内側に設けら
   れた電磁結合空間と、この電磁結合空間に対向させた状
   態で上記アンテナ支持筒の基端部側面に設けられたコン
   バータと、上記鉛直軸を回転させる回転駆動手段と、上
   記平面アンテナの回転に伴なってこの平面アンテナが受
   ける電波の強さの変化を、上記回転中心軸を中心とする
   上記平面アンテナの回転方向に亙る位相との関係で測定
   する測定手段と、この測定手段から出される信号に基づ
   いて上記回転駆動手段を制御し、上記鉛直軸を中心に上
   記アンテナ支持筒を適当な方向に回動させて、上記平面
   アンテナの回転に伴なってこの平面アンテナが受ける電
   波の強さが変化しない様にする事により、上記平面アン
   テナの回転中心軸方向と上空の静止衛星の方角とを一致
   させる制御器とから成る、静止衛星追尾用車載アンテナ
   装置。