JP2640026B2

JP2640026B2 - 追尾アンテナ装置

Info

Publication number: JP2640026B2
Application number: JP2244844A
Authority: JP
Inventors: 敏明城阪
Original assignee: DEIETSUKUSU ANTENA KK
Current assignee: DEIETSUKUSU ANTENA KK
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1997-08-13
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JPH04122871A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば車両や船舶等の移動物体に搭載さ
れ、放送衛星や通信衛星のような静止衛星からの電波
を、上記移動物体が移動しても良好に受信できるように
する追尾アンテナ装置に関する。

〔従来技術〕

従来、上記の追尾アンテナ装置としては、例えば第７
図及び第８図に示すようなものがある。これは、第７図
に示すように例えば平面アンテナで構成された主アンテ
ナ２を有し、この主アンテナ２で受信された例えば放送
衛星からの衛星放送信号は、コンバータ４で中間周波信
号に変換されて、チューナ（図示せず）に供給される。
この主アンテナ２の他に、仰角検出用の副アンテナ6a、
6bと、方位角検出用の副アンテナ8a、8bが同一の基台上
に設けられている。これら副アンテナ6a、6b、8a、8bも
平面アンテナによって形成されているが、第８図に示す
ように仰角検出用副アンテナ6aは、そのビーム方向が主
アンテナ２のビーム方向Ｍに対して所定角度だけ上向き
になるように形成され、仰角検出用副アンテナ6bは、そ
のビーム方向が主アンテナ２のビーム方向Ｍに対して所
定角度だけ下向きになるように形成されている。同様に
方位角検出用副アンテナ8aは、そのビーム方向が主アン
テナ２のビーム方向Ｍに対して所定角度だけ右向きにな
るように形成され、方位角検出用副アンテナ8bは、その
ビーム方向が主アンテナ２のビーム方向Ｍに対して処理
角度だけ左向きになるように形成される。仰角検出用副
アンテナ6a、6bで受信されている衛星放送信号（これは
主アンテナ２で受信している衛星放送信号と同一チャン
ネルである。）は、コンバータ10a、10bで中間周波信号
に変換され、さらにレベル検出器12a、12bによって振幅
レベルが検出されている。これら検出された振幅レベル
は比較器14で比較される。ここで、この追尾アンテナ装
置を搭載している車両等の移動に起因して、例えば主ア
ンテナ２の仰角が、車両の位置における放送衛星に対す
る仰角よりも小さくなっていると、仰角検出用副アンテ
ナ6aで受信した衛星放送信号のレベルが仰角検出用副ア
ンテナ6bで受信した衛星放送信号のレベルよりも大きく
なる。この両信号のレベル差を表わす信号を比較器14が
出力し、この信号に応じて仰角制御回路16が仰角調整回
路（図示せず）を制御し、主アンテナ２の仰角が、この
追尾アンテナ装置の存在する位置での仰角に一致するよ
うに基台の仰角を変更する。主アンテナ２の仰角がこの
追尾アンテナ装置の存在位置での仰角よりも大きい場合
にも、同様にして仰角が一致させられる。また主アンテ
ナ２の方位角がこの追尾アンテナ装置の存在伊井での衛
星放送に対する方位角とずれている場合も、同様にコン
バータ18a、18b、レベル検出器20a、20b、比較器22、方
位角制御回路24によって両方位角が一致するように方位
角調整装置（図示せず）を制御する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記の追尾アンテナ装置では、方位角または
仰角の調整の１つだけでも、２台の副アンテナ、２台の
コンバータが必要であり、方位角及び仰角双方の調整と
なると、副アンテナが４台、コンバータが４台も必要と
なり、追尾アンテナ装置が大型で重量の重いものとな
り、それだけ仰角調整装置や方位角調整装置に駆動力の
大きなものを使用しなければならないという問題があっ
た。また、例えば仰角の調整の場合、コンバータ10a、1
0bからの中間周波信号を利用するが、両コンバータ10
a、10bの特性を完全に一致させることは困難であるの
で、例えば温度変化が生じた場合、コンバータ10aの利
得とコンバータ10bの利得とが異なった値となることが
ある。この場合、比較器14の出力は、仰角検出用副アン
テナ6a、6bでの受信レベルの差を正確に表していないの
で、主アンテナ２の仰角を正確に放送衛星に対する仰角
に一致させることができないという問題があった。この
問題は、２台のコンバータ18a、18bを用いている方位角
の調整においても生じる。

本発明は、上記の各問題点を解決した追尾アンテナ装
置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の各問題点を解決するために、本発明は、複数の
アンテナ素子を同一平面上に配置し、各アンテナ素子間
の位相遅延量を非調整とした電気的ビーム非スキャン型
の１台のアンテナと、このアンテナで受信された離れた
周波数の２つの信号のレベルを比較するレベル検出手段
と、上記検出された２つのレベルを比較する比較手段
と、この比較手段の出力に基づいて上記検出された２つ
のレベルが予め定めた値になるように上記アンテナを駆
動するアンテナ駆動手段とを、有している。

〔作用〕

この発明によれば、アンテナの主ビームの方向が周波
数に応じて同一平面内において変化する。従って、第１
の受信周波数の信号と第２の受信周波数の信号とを同時
に受信すると、主ビームの方向は第１及び第２の受信周
波数信号によって異なったものとなる。従って、このア
ンテナの仰角または方位角に応じて、第１及び第２の受
信周波数信号のレベルを検出しているレベルの検出手段
の出力には差が生じる。この差は比較手段によって検出
され、その差に応じて仰角または方位角の制御がされ
る。

〔実施例〕

第１図乃至第５図に、本発明の基本となる実施例を示
す。第１図に示すように、この実施例は１台のアンテナ
30を有している。このアンテナ30は第２図（ａ）に示す
ように中心周波数f₀の主ビームＭに対して上側周波数f_h
の主ビームＨがずれており、さらに下側周波数f_lの主ビ
ームＬが上記主ビームＨとは反対側にずれているもので
ある。このようなアンテナ30は、シリアル給電型のアン
テナ、例えば第３図（ａ）に示すようなクランク型サイ
ドルッキング型アンテナにより実現できる。このアンテ
ナ30は、同一平面上にクランク型の複数のアンテナ素子
がライン状に配置されたものであり、各アンテナ素子間
の位相遅延量は、調整されていない。即ち、ビーム非ス
キャン型のものである。シリアル給電型アンテナは、周
波数が高くなるほど給電側30aから見てクランクのライ
ン方向に主ビーム方向がずれる性質を有している。すな
わち第３図（ｂ）に示すように第３図（ｂ）の紙面に平
行な面内において中心周波数f₀の主ビームＭに対して、
このアンテナ30で受信可能な周波数帯域内の上側周波数
f_hの主ビームＨはＭよりも傾きが大きく、反対に同帯域
内の下側周波数f_lの主ビームＬはＭより傾きが小さくな
る。アンテナ30の受信可能な周波数帯域を11.7乃至12.0
GH_z、クランクの１列の長さを400mmとし、中心周波数f₀
で最大受信が得られるようにした場合、11.7GH_zで約−
１゜、12.0GH_zで約＋１゜だけ中心周波数f₀の主ビーム
方向に対して主ビーム方向Ｈ、Ｌがずれる。

シリアル給電型のアンテナにおいて上記のように受信
周波数によって主ビームの芳香が変化するのは次の理由
による。例えば第４図に示すように間隔をｄとしてｎ個
のアンテナA₁乃至A_nを配列した場合、例えばアンテナA₁
で受信した信号とアンテナA₂で受信した信号とは同相で
合成されなければならない。ところが、アンテナA₁で受
信される信号は、アンテナA₂で受信された信号よりも２
πd cosθ／λだけ遅れる。ここではθは主ビームがア
ンテナA₁となす角、λは受信された信号の波長である。
またアンテナA₁で受信された信号はアンテナA₂に到達す
るまでにδだけ遅れる。従って、アンテナA₁、A₂で受信
された信号を同相で合成するため、δ＝２πd cosθ／
λの関係が成立するようにアンテナA₁、A₂を設計する。
従って、cosθ＝δλ/2πｄとなり、受信信号の波長（1
/周波数）に応じて主ビームの角度θが変化する。他の
アンテナA₂乃至A_n間でも同一の関係が成立するし、無
論、第３図（ａ）に示したようなクランク型のアンテナ
においても若干式の形態は異なるが同様の関係が成立す
る。

ところで衛星放送では第５図で示すように11.7GH_z乃
至12.0GH_zの間に８つのチャンネルが割り当てられてい
るので、これらのうち放送が行なわれているもののうち
11.7GH_zに近い、例えばBS−３チャンネルを下側周波数f
_l、12.0GH_zに近い、例えばBS−11チャンネルをf_hと選択
し、主アンテナ30の受信信号を高周波増幅器またはコン
バータ32を介して上側信号レベル検出器34、下側信号レ
ベル検出器36に供給し、両チャンネルの受信信号レベル
を検出する。

これら受信レベルでは第２図（ｂ）に示すように上側
周波数f_hの受信レベルのピークが、中心周波数f₀のピー
クから約＋１゜ずれた位置にあり、下側周波数f_lの受信
レベルのピークが中心周波数f₀のピークから約−１゜ず
れた位置にある。ここで、アンテナ30の中心周波数f₀の
主ビームＭの仰角または方位角が、衛星放送の仰角また
は方位角と一致していると、第２図（ｂ）の△θが０の
点に示すように上側信号レベル検出器34の受信レベルと
下側信号レベル検出器36の受信レベルは一致し、上側信
号レベル検出器34と下側信号レベル検出器36との受信レ
ベルがそれぞれ供給されている比較部38の出力は０とな
り、制御部40は仰角または方位角を制御する制御駆動出
力を発生しない。

ここで中心周波数f₀の主ビームの仰角または方位角
と、このアンテナの存在位置での放送衛星に対する仰角
または方位角とが、第２図（ｂ）に示すように＋△θだ
けずれているとすると、上側信号レベル検出器34の受信
レベルが、下側信号レベル演出器36の受信レベルより△
Ｖだけ大きくなる。これを比較部38の出力が表わしてお
り、制御部40に供給する。制御部40は比較部38の出力が
△Ｖから０になるように制御駆動出力を仰角調整装置ま
たは方位角調整装置（図示せず）に供給する。図示して
いないが、中心周波数f₀の主ビームの仰角または方位角
と、このアンテナの存在位置での放送衛星に対する仰角
または方位角とが−△θだけずれている場合も同様に動
作する。

第２の実施例を第６図に示す。この実施例は、主アン
テナ30aと副アンテナ30bとを有している。主アンテナ30
a、副アンテナ30は同一の基台（図示せず）に設けら
れ、この基台は仰角調整装置（図示せず）によって仰角
の調整が可能に構成され、かつ方位角調整装置（図示せ
ず）によって方位角の調整が可能に構成されている。主
アンテナ30a、副アンテナ30bとは共にクランク型サイド
ルッキングアンテナであり、主アンテナ30aと副アンテ
ナ30bとは、クランクの配列が互いに90゜をなすように
配置されている。これはクランク型サイドルッキングア
ンテナが第３図（ｂ）に示すようにクランクの配列方向
に対して傾斜した主ビームＭ、Ｈ、Ｌを有するのを利用
して仰角制御及び方位角制御を行なうためである。

主アンテナ30aで受信された各チャンネルの信号はコ
ンバータ32aによって中間周波信号に変換され、チュー
ナ（図示せず）に供給される。またコンバータ32aの出
力から上側周波数f_hが上側信号レベル検出器34aによっ
て選択されると共に、そのレベルが検出され、比較部38
aに供給される。同様にコンバータ32aの出力から下側周
波数f_lが下側信号レベル検出器36aで選択されると共
に、そのレベルが検出され、比較部38aに供給される。
比較部38aは、上側信号レベル検出器34a、下側信号レベ
ル演出器36aの出力差に応じた信号を発生し、制御部40a
は比較部38aの出力が０になるように仰角調整装置（図
示せず）に制御駆動出力を供給する。

副アンテナ30bで受信された各チャンネルの信号はコ
ンバータ32bで中間周波信号に変換される。コンバータ3
2bの出力のうち上側周波数f_hに対応するものが、上側信
号レベル検出器34bで選択され、かつその受信レベルが
検出され、比較部38bに供給される。同様にコンバータ3
2bの出力のうち下側周波数f_lに対応するものが、下側信
号レベル検出器36bで選択され、かつその受信レベルが
検出され、比較部38bに供給される。比較部38bは、上側
信号レベル検出器34b、下側信号レベル検出器36bの出力
差に応じた信号を発生し、制御部40bは比較部38bの出力
が０になるように方位角調整装置（図示せず）に制御駆
動出力を供給する。

このように第２の実施例では、主アンテナ30aと副ア
ンテナ30bとからなる２台のアンテナを用いて方位角及
び仰角の調整を行なうと共に、チューナに各チャンネル
の信号を供給することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、主ビームの方向
が周波数に応じて同一平面内において変化するアンテナ
を用いるので、１台のアンテナだけで方位角または仰角
を調整することができる。従って、本発明による追尾ア
ンテナ装置の小型軽量化を図ることができ、仰角または
方位角調整装置に駆動力の小さなものを使用できる。ま
た、アンテナが１台であるので、これと共に用いるコン
バータも１台だけであり、温度変化が生じても方位角ま
たは仰角の調整に用いる２つの信号間の利得の差が生じ
ることがなく、仰角または方位角の調整に誤差が生じる
ことはない。しかも、このアンテナは同一平面上に複数
のアンテナ素子を配置し、各アンテナ素子間の位相遅延
量を調整しないことにより、ビームの電気的に走査しな
い非スキャン型のものであるので、同時に異なる２つの
周波数の信号レベルを比較することが可能である。従っ
て、ビームを電気的に走査し、その結果に従って追尾を
行う方式のものと比較して、追尾制御を高速に行うこと
ができるし、ビームを電気的に走査するための機器も不
要であり、コストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による追尾アンテナ装置の第１の実施
例のブロック図、第２図（ａ）は同第１の実施例の主ビ
ームパターン図、第２図（ｂ）は同第１の実施例の上側
及び下側信号レベル検出器の出力を示す図、第３図
（ａ）は同第１の実施例のアンテナの平面図、第３図
（ｂ）は同第１の実施例のアンテナの側面図、第４図は
同第１の実施例において主ビームの方向が周波数によっ
て変化する原理の説明図、第５図は衛星放送の周波数帯
域を示す図、第６図は第２の実施例のブロック図、第７
図は従来の追尾アンテナ装置のブロック図、第８図は第
７図の追尾アンテナ装置の主ビームパターン図である。 30、30a、30b……アンテナ、34、34a、34b、36、36a、3
6b……レベル検出手段、38、38a、38b……比較部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のアンテナ素子を同一平面上に配置
し、各アンテナ素子間の位相遅延量を非調整とした電気
的ビーム非スキャン型の１台のアンテナと、このアンテナで受信された離れた周波数の２つの信号の
レベルを比較するレベル検出手段と、上記検出された２つのレベルを比較する比較手段と、この比較手段の出力に基づいて上記検出された２つのレ
ベルが予め定めた値になるように上記アンテナを駆動す
るアンテナ駆動手段とを、有する追尾アンテナ装置。