JP2583562B2 - オフセット形アンテナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 概要 オフセット形アンテナ装置、特に衛星通信用小口径オ
フセット形アンテナ装置に関し、 全高が低く小型・軽量で車両に簡単に搭載可能なオフ
セット形アンテナ装置を提供することを目的とし、 背面構造体に磁気ホーン、主反射鏡及び副反射鏡を取
り付けたオフセット形アンテナ装置において、前記主反
射鏡を背面構造体に概略水平に設置し、旋回手段及び仰
角調整手段を介して前記背面構造体をベースに取り付け
て構成する。

産業上の利用分野 本発明は、オフセット形アンテナ装置、特に衛星通信
用小口径オフセット形アンテナ装置に関する。

近年、赤道上36,000km上空で地球と同じ回転方向に円
運動するインテルサット等の静止衛星を利用した衛星通
信が盛んに利用されている。静止衛星による衛星通信
は、（１）安定且つ大容量の通信が可能であること、
（２）広範囲な地域において固定及び移動のサービスを
提供できること、（３）創設費、運用費及び保守費が通
信距離と無関係であること、（４）多元接続が可能であ
ること、等の利点を有しているため、今後益々その発展
が期待される。衛星通信用の地球局のアンテナは、衛星
の微弱な電波を受信して大電力の送信波を他に妨害を与
えず有効に放射するため、高利得低雑音で指向性が良
く、送受の両周波数帯にわたる広帯域性が必要である。
最近、都市内のビル屋上や、事業所内敷地等に手軽に設
置することを目的とした衛星通信用超小型地球局アンテ
ナの需要増大してきており、このためこのような需要に
マッチした衛星通信用小口径オフセット形アンテナ装置
を提供することが要望されいる。

従来の技術 従来、超小型地球局のアンテナとしては、1.2m程度の
口径を有し、またサイドローブ（アンテナの指向性）等
の特性をクリアするため、オフセット形式のアンテナが
一般的に採用されている。しかし、従来のオフセット形
アンテナは主反射鏡が概略垂直に設置されていたため、
アンテナ全体の高さが高くなり、下のマウント部を合わ
せると口径1.2mで設置面よりの高さが2.5m程度となって
いた。このため風による負荷も大きく、屋外設置時の転
倒及び／又はすべり等を防ぐために重量600〜1,000kg程
度のベースを用意するか、あるいは鉄筋コンクリート製
の基礎を使用する等の大がかりな設置工事を必要として
いた。また、このような超小型地球局アンテナを、バン
等の普通免許所有者が容易に運転できる自動車に搭載
し、車載局として運用することが強く望まれている。そ
の場合、上記アンテナ装置の構造を変えず、さらに搭載
する自動車の改造も必要最小限度に押さえることが望ま
しい。

第13図は従来の衛星通信用小口径オフセット形アンテ
ナ装置の側面図を示しており、背面構造体（バックスト
ラクチャ）１に主反射鏡２が概略垂直方向に取り付けら
れており、さらにバックストラクチャ１には電磁ホーン
３及び副反射鏡４が取り付けられている。バックストラ
クチャ１はマウント５に搭載されており、ジャッキ６を
駆動することによりエレベーション回転軸（EL回転軸）
７を中心にして主反射鏡２の仰角を調整できるようにな
っている。８はアジマス回転軸（AZ回転軸）であり、こ
のAZ回転軸８を回転中心としてマウント５がベース９に
図示しない駆動手段により回動可能に取り付けられてい
る。これにより、AZ回転軸８は中心にして主反射鏡２の
方位角が制御される。主反射鏡２の口径は上述したよう
に約1.2m程度であり、設置面よりの全体高さは約2.5m程
度である。さらに転倒等を防止するために、ベース９は
頑丈に構成されている。

第14図は従来の衛星通信用オフセット形アンテナ装置
を車両に搭載した状態を示す側面図であり、車両の屋根
に頑丈なベース11を設け、このベース11にアンテナ装置
を搭載している。非使用時には、アンテナ装置は２点鎖
線で示すようにベース11上に折り畳まれており、使用時
に実線で示す作動位置に回動されるようになっている。
電磁ホーン３から放射されたマイク波帯域の電磁波は、
副反射鏡４、主反射鏡２で反射されて静止衛星方向に放
射される。

発明が解決しようとする課題 上述したように従来の衛星通信用小口径オフセット形
アンテナ装置は、主反射鏡を概略垂直に設置していたた
め、風による負荷が大きく、屋外設置時の転倒、すべり
等を防ぐために非常に頑丈なベースを用意するか、ある
いは鉄筋コンクリート製の基礎を使用する等の大がかり
な設置工事を必要とするという問題があった。また自動
車に搭載して車載局として運用する場合にも、自動車の
屋根に非常に頑丈なベースを設ける必要があるため、設
置費用が高くなるという問題があった。さらに、寒冷地
での融雪のため特別な装置を必要とし、その分費用が高
くなるという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みなされたものであり、そ
の目的とするところは、全高が低く小型・軽量で車両に
簡単に搭載可能なオフセット形アンテナ装置を提供する
ことである。

また他の目的とするところは、簡単に融雪可能なオフ
セット形アンテナ装置を提供することである。

課題を解決するための手段 背面構造体に電磁ホーン、主反射鏡及び副反射鏡を取
り付けたオフセット形アンテナ装置において、主反射鏡
を背面構造体に概略水平に設置する。さらに、旋回手段
及び仰角調整手段を介して背面構造体をベースに取り付
ける。

作用 本発明はアンテナの主反射鏡の水平に近い状態で設置
する水平設置タイプであるため、風圧荷重は従来の垂直
設置タイプに比べて著しく軽減され、旋回手段及び仰角
調整手段からなるアンテナ駆動機構及びベースを著しく
小型・軽量化できる。

また、本発明によるアンテナ装置は重量約50〜80kg
と、このクラスのアンテナ装置としては超軽量を実現す
ることができるため、頑丈なボディを有する車両の場合
には特製のルーフキャリアにより直接車両に取り付ける
ことができる。

実 施 例 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

20は例えばアルミニウムより製作された背面構造体
（バックストラクチャ）であり、このバックストラクチ
ャ20に主反射鏡22が概略水平に取り付けられている。バ
ックストラクチャ20には、さらに電磁ホーン24及び副反
射鏡26が取り付けられており、オフセット形のグレゴリ
アンアンテナ装置を構成している。28は例えばポリエス
テル繊維入りの塩化ビニールシートから形成されたシー
トレドームであり、主反射鏡22、電磁ホーン24及び副反
射鏡26をこのシートレドーム28により覆い、内部に温風
を循環させることにより、寒冷地において雪が主反射鏡
22等内に付着するのを防止している。もちろん気候条件
により雪の降る心配のない場合には、シートレドーム28
を取り外して使用することもできる。

バックストラクチャ20はエレベーション架台（EL架
台）30に支持されており、EL駆動手段（仰角調整手段）
34によりEL回転中心32周りに回動可能に構成されてい
る。36はアジマス駆動手段（AZ駆動手段）、即ち旋回手
段であり、EL架台30はAZ駆動手段36の旋回ハウジング38
に固着されている。旋回ハウジング38はベース40に旋回
自在に取り付けられている。42はアジマス回転中心（AZ
回転中心）である。

第４図、第５図のマウント構造及び第６図、第７図の
EL駆動部構造に最もよく示されているように、EL駆動部
にはEL駆動軸44にウォームを使用し、ウォームギヤとウ
ォームとによるスクリュージャッキ機構を採用してい
る。46はパルスモータ等のEL駆動モータであり、48は保
護カバー、49はジャバラである。EL駆動軸44は、ピン45
で旋回ハウジング38に回動可能に連結されており、ピン
47でバックストラクチャ20に回動可能に連結されてい
る。50はカウンタとマイクロスイッチとから構成された
回転式リミットスイッチであり、回転式リミットスイッ
チ50の取り付けられた軸の回転数が所定回転数以上にな
ると（即ちバックストラクチャ20の傾きが所定角度以上
になると）、駆動モータ46の駆動を停止するようになっ
ている。EL駆動手段34はウォームギヤとウォームとを組
み合わせたスクリュージャッキの自動締り機能により、
駆動モータ46の停止時でもEL駆動軸44はその位置を保持
することができ、特別なブレーキを必要としない機構に
なっている。第５図及び第８図に示されているように、
EL回転中心32のEL回転軸には回転角検出用のオプティカ
ルエンコーダ52が取り付けられている。53はオプティカ
ルエンコーダ52のカバーである。このオプティカルエン
コーダ52は図示しないデジタル表示手段に接続されてお
り、デジタル表示を見ながら0.1゜の分解能で角度設定
が可能である。

次に第９図及び第10図を参照しながらAZ軸部のマウン
ト構造について説明する。旋回ハウジング38はAZ軸旋回
用軸受58を介してベース40に旋回自在に取り付けられて
いる。旋回ハウジング38にはリングギヤ60が固着されて
いる。62はパルスモータ等のAZ駆動モータであり、減速
機64、ギヤ66を介してリングギヤ60を駆動することによ
り、旋回ハウジング38がベース40に対して旋回される。
70は電磁ブレーキであり、ギヤ68を介してリングギヤ60
に連結されている。電磁ブレーキ70は非通電状態でブレ
ーキがオン、コイルに通電するとブレーキはオフになる
ように構成されている。さらに、電磁ブレーキ70のオン
・オフは駆動モータ62のオン・オフに連動している。

72は角度検出用のオプティカルエンコーダであり、図
示しないデジタル表示手段に接続されている。この構成
により、デジタル表示を見ながら0.1゜の分解能で簡単
に角度設定が可能になっている。AZ軸部のこの構成によ
り、30゜を約１分で駆動することが可能である。さらに
第５図に示されているように、旋回ハウジング38には２
個の突起54が設けられており、ベース40には２個のリミ
ットスイッチ56が設けられている。この構成により、±
90゜で確実にアンテナの旋回が停止されるようになって
いる。またリミットスイッチの位置を付け替えることに
より、±170゜程度まで駆動範囲を変更可能である。

日本国内において通信衛星を指向するためには、仰角
は30゜〜60゜の範囲で可変でなければならないが、本発
明の実施例は上述したように構成したので、マウントの
小型化によりEL回転中心とスクリュージャッキとの間の
相対距離を短く、アンテナ全体の動きを小さく押えるこ
とができる。その結果、アンテナ高さも1m程度と非常に
低い値を実現する事ができ、総重量も約50〜80kgと超軽
量にすることができる。

第11図及び第12図は本発明アンテナ装置を車両に搭載
した状態を示しており、第11図が側面図、第12図がその
平面図である。上述したように本発明のアンテナ装置は
その重量を約50〜80kgと超軽量に構成できるため、車両
の屋根74に専用ルーフキャリア76を使用して搭載するこ
とができ、また日本国内の法規にも適合する構成にする
ことができる。さらに、主反射鏡22、電磁ホーン24及び
副反射鏡26をシートレドーム28で覆い、このシートレド
ーム内をフレキシブルダクト78を介して自動車の室内と
連通することにより、シートレドーム28内の矢印のよう
にエアコンの温風を導入することができるため、非常に
簡単な融雪装置を構成することができる。また主反射鏡
22が水平設置タイプであるため、このままの状態で移動
することができ、第14図に示した従来装置のような特別
な折り畳み機構を必要としないため、駆動機構を非常に
簡単にすることができる。

発明の効果 本発明のオフセット形アンテナ装置は以上詳述したよ
うに構成したので、非常に小型・軽量であり、全高も低
いため、ベースあるいは基礎を簡単に構成することがで
きる。また、通常の自動車に簡単に搭載でき、車載局と
して運用可能である。さらに、非常に簡単に融雪装置を
構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の側面図、 第２図は実施例正面図、 第３図は実施例背面図、 第４図はマウント構造側面図、 第５図はマウント構造平面図、 第６図はEL駆動部背面図、 第７図はEL駆動部側面図、 第８図はEL回転軸部マウント構造正面図、 第９図はAZ軸部マウント構造断面図、 第10図はAZ軸部マウント構造平面図、 第11図は本発明アンテナ装置を車両に搭載した状態を示
す側面図、 第12図はその平面図、 第13図は従来のアンテナ装置の側面図、 第14図は従来のアンテナ装置を車両に搭載した状態を示
す側面図である。 20……バックストラクチャ、 22……主反射鏡、 24……電磁ホーン、 26……副反射鏡、 28……シートレドーム、 32……EL回転中心、 34……仰角調整手段、 36……旋回手段、 38……旋回ハウジング、 40……ベース、 42……AZ軸回転中心、 46,62……駆動モータ、 52,72……オプティカルエンコーダ、 78……フレキシブルダクト。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】背面構造体（20）に電磁ホーン（24）、主
   反射鏡（22）及び副反射鏡（26）を取り付けたオフセッ
   ト形アンテナ装置において、 前記主反射鏡（22）を背面構造体（20）に概略水平に設
   置し、 旋回手段（36）及び仰角調整手段（34）を介して前記背
   面構造体（20）をベース（40）に取り付けるとともに、 前記ベース（40）を車両のルーフに取り付け、 前記電磁ホーン（24）、主反射鏡（22）及び副反射鏡
   （26）をシートレドーム（28）で随意覆うとともに、 該シートレドーム（28）内をダクト（78）を介して車両
   の室内と連通したことを特徴とするオフセット形アンテ
   ナ装置。